技術(shù)特征：

1.一種計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)素描渲染系統(tǒng)，其特征在于：該計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)素描渲染系統(tǒng)由場(chǎng)景數(shù)據(jù)文件模塊、渲染引擎、輸入模塊、輪廓線檢測(cè)模塊和三維模型生成模塊組成；

所述場(chǎng)景數(shù)據(jù)文件模塊用于加載和保存場(chǎng)景數(shù)據(jù)，并將場(chǎng)景數(shù)據(jù)文件上傳至所述渲染引擎中；

所述渲染引擎包括向量矩陣模塊、混合文本渲染模塊、照相機(jī)視圖體模塊、多定時(shí)器模塊、紋理圖像加載和紋理庫(kù)管理模塊與渲染應(yīng)用通用模塊，所述向量矩陣模塊用于完成各種向量運(yùn)算和矩陣運(yùn)算功能；所述混合文本渲染模塊實(shí)現(xiàn)文本顯示功能，采用基于紋理映射的方式來(lái)顯示文本，在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)改變字體和字體大小；所述照相機(jī)視圖體模塊實(shí)現(xiàn)三維渲染系統(tǒng)中的照相機(jī)模型和視圖體剪裁相關(guān)基本算法，為場(chǎng)景漫游、場(chǎng)景漫游路徑記錄與回放和層次性視圖體剪裁提供實(shí)現(xiàn)支持；所述多定時(shí)模塊用于完成基本的定時(shí)功能，提供8個(gè)獨(dú)立的時(shí)間計(jì)時(shí)器，并使用其中的兩個(gè)時(shí)間計(jì)時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)幀速顯示和幀速調(diào)控；所述紋理圖像加載和紋理庫(kù)管理模塊用于加載圖像文件到內(nèi)存中，生成紋理對(duì)象供場(chǎng)景渲染，并把一個(gè)場(chǎng)景模型中的所有紋理對(duì)象放進(jìn)紋理庫(kù)中進(jìn)行管理；所述渲染應(yīng)用通用模塊為渲染應(yīng)用系統(tǒng)提供一個(gè)基本的框架，并完成窗口初始化和渲染環(huán)境建立的通用功能；

所述輸入模塊包括鼠標(biāo)輸入和鍵盤(pán)輸入，且所述渲染引擎的場(chǎng)景漫游操作由鍵盤(pán)控制；

所述輪廓線檢測(cè)模塊用于輪廓線的檢測(cè)與拆分，并對(duì)不同方向上的輪廓線進(jìn)行紊亂處理；

所述三維模型生成模塊利用三維模型切線方向和副法線方向生成相應(yīng)的方向場(chǎng)，并分別對(duì)帶有光影信息的基礎(chǔ)紋理進(jìn)行線性卷積處理，輸出不同方向的線條紋理圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)素描渲染系統(tǒng)，其特征在于：所述輸入模塊的處理對(duì)于25幀/秒的渲染系統(tǒng)，其處理的相應(yīng)時(shí)間為40毫秒。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)素描渲染系統(tǒng)，其特征在于：所述紋理圖像加載和紋理庫(kù)管理模塊支持bmp、tga和jpg三種圖像文件格式，并支持圖像文件格式擴(kuò)展。

4.一種計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)素描渲染算法，其特征在于：該計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)素描渲染算法的具體步驟如下：

S1：對(duì)輪廓線進(jìn)行檢測(cè)與拆分，對(duì)不同方向的輪廓線進(jìn)行紊亂處理；

S2：對(duì)輪廓線條進(jìn)行線性卷積根據(jù)公式重新計(jì)算每個(gè)方向上的輪廓線像素點(diǎn)周邊像素的影響權(quán)重，式中f(x)為周邊像素點(diǎn)的影響權(quán)重，Γ為卡方方程的偏正態(tài)分布效果值，n為可影響當(dāng)前像素的周邊像素個(gè)數(shù)；

S3：根據(jù)公式重新計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的像素值，式中P₀是當(dāng)前像素點(diǎn)的原始像素值，f(i)是由步驟S2中的公式計(jì)算出的周邊像素點(diǎn)的影響權(quán)重，N是拆解成不同方向的輪廓線總數(shù)，D_t′(i)是通過(guò)公式拆解成不同方向的輪廓線在周邊像素點(diǎn)i處的像素值；

S4：在三維模型空間中生成噪聲圖，通過(guò)利用三維空間位置坐標(biāo)信息多次查詢得到合理的噪聲圖，并對(duì)三維坐標(biāo)信息多次查詢得到的噪聲圖進(jìn)行混合，得到最終的場(chǎng)景基礎(chǔ)紋理；

S5：在基礎(chǔ)紋理圖中，首先利用三維模型的切線方向和副法線方向生成相應(yīng)的方向場(chǎng)，然后分別對(duì)帶有光影信息的基礎(chǔ)紋理圖進(jìn)行線性卷積處理，得到不同方向的混合紋理圖，最后混合不同方向的線條紋理圖產(chǎn)生具有素描畫(huà)中線條疊加的效果紋理；

S6：混合輪廓線和紋理渲染的結(jié)果后，得到完整的素描化風(fēng)格渲染。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)素描渲染算法，其特征在于：所述步驟S1中，在對(duì)輪廓線進(jìn)行紊亂處理時(shí)，根據(jù)D′_t＝D_t(C′·x，C′·y)和的公式進(jìn)行處理，式中C是原始像素點(diǎn)的坐標(biāo)值，C′是經(jīng)過(guò)紊亂處理后的像素點(diǎn)坐標(biāo)值，D_t(x,y)是拆解成不同方向的輪廓線圖像在(x,y)上的像素值，D_t′是經(jīng)過(guò)紊亂處理后的不同方向的輪廓線圖像，N是輪廓線被拆解方向的總數(shù)，O是當(dāng)前像素點(diǎn)在原始輪廓線中的像素值，k是不同方向輪廓線的混合權(quán)重。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)素描渲染算法，其特征在于：所述步驟S5中，混合不同方向的線條紋理圖具有三個(gè)階段，第一階段渲染出三維模型切線方向的分布和副法線的分布，通過(guò)這兩份紋理計(jì)算出相應(yīng)的LIC方向場(chǎng)；第二階段根據(jù)第一階段計(jì)算出的方向場(chǎng)對(duì)基礎(chǔ)紋理進(jìn)行線性卷積計(jì)算；第三階段混合兩個(gè)方向的紋理圖得到具有疊加效果的紋理。