Компьютерная визуализация полигональных 3D-моделей графитным карандашом

Исследователи в области нефотореалистичной визуализации изучали отображение трехмерных миров с использованием различных моделей отображения. В частности, в последние годы основное внимание уделялось моделированию традиционных художественных материалов и стилей, таких как перьевая и тушевая иллюстрация и акварельная живопись. Системы 3D-визуализации, использующие такие альтернативные модели отображения, позволяют пользователям создавать традиционные иллюстративные изображения своих трехмерных миров. В данной статье представлен разработанный нами трехмерный визуализатор, имитирующий рисунок графитным карандашом. Мы разделили задачу моделирования карандашного рисунка на четыре фундаментальные части: (1) моделирование материалов для рисования (графитного карандаша и бумаги, растушевок и клячки); (2) моделирование примитивов рисунка (отдельных карандашных штрихов и нанесения отметок для создания тонов и текстур); (3) моделирование базовых приемов визуализации, используемых художниками и иллюстраторами, работающими в карандашной технике; и (4) моделирование управления композицией рисунка. Каждая часть опирается на остальные и необходима для разработки основы методов и инструментов визуализации более высокого уровня. В данной статье представлены части 2, 3 и 4 нашего исследования. Мы описываем методы нефотореалистичной визуализации графитным карандашом для создания контуров и тональной штриховки. Кроме того, мы представляем средства управления этапами создания рисунка — от подготовительных эскизов до завершенных результатов визуализации. Возможности нашего подхода продемонстрированы на разнообразных изображениях, сгенерированных на основе 3D-моделей.