基于光照球模型的计算机辅助人物动画艺术化绘制方法

摘要

本发明公开了一种基于光照球模型的计算机辅助人物动画艺术化绘制方法。本发明是从艺术作品中提取建立艺术风格的光照球模型，应用到人物模型的渲染上，简单快捷地实现艺术化风格的着色，制作出非真实感绘制的人物动画。本发明借鉴球体光照信息的绘制方法，确保了在绘制相同光照材质的复杂物体时，其光照具有全局一致性。并且通过光照球模型的提取和应用，只需要简单的交互操作，就能方便快捷地实现艺术化风格的人物绘制，提高了绘制效率。本发明解决了现有计算机辅助动画制作的绘制效率不高，以及传统图像技术不能灵活体现艺术家作品表现力的问题。

主权项

1.一种基于光照球模型的计算机辅助人物动画艺术化绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)读入艺术化样品，选取图像中的可用色块：选取框为三角形，矩形或椭圆形，分别针对不同形状物体提供不同的提取方法；(2)将选取的色块映射到光照球球面上，得到球形面片：遍历平面图像选取框内的每个像素点，将此像素点的平面坐标转换为球面坐标，映射到光照球模型上，从而形成球形面片；(3)对映射得到的球形面片中的空白缝隙进行填充：遍历光照球模型图像中的每个像素点，对光照球模型上面片映射区域内没有平面色块对应点映射的空隙处进行线性插值；(4)调整球形面片的位置，拼接成光照球模型：对这些球形面片进行平移和旋转操作，调整它们的位置直至拼接成一个完整的球面图像；(5)对光照球模型中的面片拼接边界进行修描处理，使其平滑过度；(6)应用光照球模型对三维人物模型上色；(7)设定人物动作以及摄像机角度，应用光照球模型，输出具有艺术化风格的人物动画序列；其中，所述步骤(1)中，所述三角形选取框用在提取不规则形状部位的艺术化着色，矩形选取框用在提取柱形部位的艺术化着色，椭圆形选取框用在提取球形部位的艺术化着色；所述步骤(2)将平面图像转换为球面图像，通过像素点坐标从平面到球面的映射关系映射选择框内的每个像素点；所使用的平面到球面的映射关系是：其中，dx＝x-X，dy＝y-Y，X，Y为球心坐标，R为光照球球面半径；所述步骤(3)中，在插值前先判断球面上的空白点是否在面片区域内，判断方法为：首先将球面坐标逆转换为平面坐标，然后判断此平面坐标是否在原始样品图像的可用色块选择框内；所使用的球面到平面的映射关系是：其中，dx＝abs(x-X)，dy＝abs(y-Y)，c＝R*sin(atan(dx，dy))，X，Y为球心坐标，R为球面半径；所述步骤(5)具体为：使用图像处理技术中的Tv Inpainting模型的修描方法对图像色块拼接边界进行修描；所述步骤6)具体为：对于给定的光照球图像，通过球体法线和颜色的对应关系，将其直接应用于卡通人物的建模与绘制中；绘制时，通过物体模型表面的法线访问图像纹理，实现模型的风格化着色。