利用三維矢量線條實現版畫設計的方法研究

吉麗琪

一、利用三維矢量線條進行版畫設計的意義

非真實感繪制（NPR）是一種運用于計算機圖形學的新型繪制技術，其追求的是一種與真實感圖形不同的繪制結果，強調讓人們在主觀的感受上來體會藝術。NPR的技術價值在于技術的精湛性，在NPR出現之前，雕刻版畫主要依靠手藝精湛的雕刻師或者能工巧匠來進行全手工雕刻繪制，需要極高的專業藝術水平。

通過三維矢量線條繪制而成的圖像稱之為矢量圖，其最大的特點是無分辨率，能夠隨意放大不失真，進而達到一種對圖像點位細節精準把握的程度。利用三維矢量線條進行版畫設計最大的優勢在于能夠提高版畫精準度，達到完美的視覺效果。

二、利用三維矢量線條實現版畫設計的方法

1.曲線混合

曲線混合的定義是在兩個圖形之間產生一系列圖形，以此表達一個圖形向另一個圖形的漸變形態，而兩個圖形之間形成的圖形具備這兩個圖形對象的形狀特征。在進行曲線混合時，往往存在比較好的變化方式，比如一個圖形對象在進行對另一個圖形對象變化時，可以給定圖形對象之間的適合間距，以避免圖形對象出現重復疊加的情況，如下圖所示即為一組間距適合的曲線組。平面曲線圖形的間距有不同的定義方式，可以采用均方距離等方式定義。

2.平面混合

（1）平面混合應當確定初始圖形對象的頂點與終止圖形對象頂點的對應。圖形對象頂點的對應關系也不是唯一的，不過也有相應合適的準則，即初始圖形對象的特征點盡量與終止圖形對象特征點相對應。許多學者在形狀混合的研究中利用模式識別的方式自動尋找特征對應，可以先指定關鍵幀多邊形的特征點，再進行一定數目的采樣。

（2）平面混合應當確定初始圖形。對象的頂點向終止圖形對象變化的路徑。其中針對頂點的路徑問題，有學者提出過基于多邊形內在定義的插值算法、基于星型骨架表示方法的多變性混合方法，這些方法能夠有效解決多邊形自交問題。通過對頂點之間插值方式的研究，發現最簡單的方法為線性插值法，不過這種方法往往存在一定的缺陷，會導致萎縮情況的出現。

3.圖像版畫

通過一種粗細變化的矢量線條來表現圖像的灰度層次即為圖像版畫，這是一種能夠有效達到模擬傳統版畫的方式。版畫生成的對象通常是一條粗細不均的“線條”，通過封閉的填充區域描述圖像版畫，替換原始線條。這種方式一般存在一個缺陷，即填充區域無法自由地進行編輯修改，達不到矢量線條伸縮自由的效果，使得版畫生成過后的局部調整有所困難。而采用全新的三維矢量線條來進行描繪，則具有多樣性，能夠體現線寬的變化，不僅具有橫縱坐標，還具備寬度信息的體現，這并不是傳統意義的長寬高三維立體，而是橫縱寬的概念。三維矢量線條擁有一種基本思路，即讓每一個路徑的節點表現各自位置的線寬信息，區別于以往單一的全路徑線寬值表現，運用三維矢量線條進行版畫設計能夠靈活有效地達到自身想要的藝術目標。

通過對三維矢量線條的使用測試，發現這種方法能夠適用于實際工作中，它能實現版畫的設計。研究發現，這一方法同時存在不足，比如對圖像灰度層次的處理只能夠通過矢量線條的粗細變化來表現，線條粗細的變化幅度一旦過大將會導致出現尖銳點，影響正常繪制效果。但隨著三維設計技術的提升，三維矢量線條運用于版畫設計將會有廣闊的前景。

參考文獻：

[1]孫家廣，楊長貴.計算機圖形學（新版）[M].北京：清華大學出版社，1995.

[2]郝玉斌，郭金柱.曲線的均方逼近[J].黑龍江大學自然科學學報，1998（4）：17-20.