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非真实感图像渲染(NPR,Non-photorealistic Rendering)是近十年来计算机图形学研究领域逐渐兴起的学科,它对图形学中奉为圭臬的追求真实感(Photorealism)的科学取向提出了挑战,使得图像渲染更加有选择化,个性化和艺术化,为图像渲染提供了比以往更多样的目标和选择。 点画及其多样化属于非真实感图像渲染中的艺术风格渲染,艺术风格渲染更多是对现有艺术形式和自然媒体的计算机模拟和实现,来帮助人们更便利地创造艺术化图像。 点画作为一种西方传统绘画技巧,主要通过点的疏密不同表现色调的明暗,需要点画艺术家费时费力的耐心创作才能完成。能够由计算机帮助生成高质实时而又多样的点画,为艺术家节省大量的精力,是本文的主要目标。 在本文之前,点画领域的科学家主要利用计算几何来设计和优化点画绘制算法,以实现密度不同点的分布——用来从灰度图像绘制点画。本文提出一种从彩色图像绘制点画的随机分布快速算法和策略,该算法和策略定义了点(stipple)的模型,而且提供了多样的密度分布函数,既为绘制元素——点本身提供多样的变化,也使最后生成的点画风格多样,具有更多的艺术效果;同时制定的随机分布策略,能够保证迅速地生成点画,实现高质实时的点画效果。本文同时也给出了一个从三维实体模型绘制点画的算法和策略,该算法和策略首先在三维实体的可见面上构造三维粒子,再将粒子投影到观察平面上,按照点模型的设定来绘制生成点画。