В данной статье описаны различные художественные эффекты акварели и показано, как их можно имитировать автоматически.
Настоящая акварельная модель основана на наборе прозрачных глазурей, которые создаются независимо друг от друга с помощью моделирования мелководных флюидов. Для моделирования оптического эффекта наложенных глазурей используется теория диффузного отражения. Таким образом демонстрируется, как можно использовать компьютерные акварели в трех различных приложениях: в рамках интерактивной системы акварельных красок, в качестве метода автоматической "акварелизации" изображений и в качестве механизма нефотореалистичной визуализации трехмерных сцен.
Акварель не похожа ни на какой другой материал. Она демонстрирует красивые текстуры и узоры, которые показывают движение воды через бумагу, так же, как форма долины предполагает течение ручьев. Ее яркие цвета и спонтанные формы придают ей особый шарм. Ее также можно наносить тонкими слоями для получения изысканных цветовых вариаций, обеспечивая прозрачность и яркость даже самым обыденным объектам.
В этой статье охарактеризованы наиболее важные эффекты акварели и показано, как они могут быть смоделированы автоматически.
Акварель может быть использована в трех различных приложениях:
· в рамках интерактивной системы акварельной живописи,
· в качестве метода автоматической акварелизации изображения,
· в качестве механизма нефотореалистичного изображения 3D картин.
Симулятор, описываемый в данной статье, основан на эмпирических данных. Хотя он включает в себя некоторые физические модели, он отнюдь не является строгим физическим симулятором. Скорее, в этой работе сделан акцент на синтетическом воссоздании наиболее характерных художественных особенностей акварели предсказуемым и контролируемым образом.
Это исследование следует за длинной серией важных работ по моделированию традиционных медиа и инструментов художников. Оно непосредственно связано с революционной работой Small по моделированию акварели на соединительной машине. Как и Small, в данном подходе использован сотовый автомат для моделирования потока жидкости и дисперсии пигментов.
Однако для достижения еще более реалистичных акварельных эффектов используется более сложная бумажная модель, более сложное моделирование водяных пятен, более точная визуализация и оптическая композиция пигментированных слоев на основе теории диффузного отражения.
Сочетание этих улучшений позволяет данной системе создавать множество дополнительных акварельных эффектов, таких как потемнение краев, гранулирование, обратная обработка, разделение пигментов и остекление. Эти эффекты создают образ, который ближе к реальным акварелям, и лучше захватывает ощущение прозрачности и яркости, характерное для данного вида красок.
Свойства акварели
На протяжении столетий грунтовые пигменты сочетались с водорастворимыми вяжущими материалами и использовались в живописи. Раньше акварель применялась как тонкий смыв краски, тщательно наносимый на подробные карандашные иллюстрации. Современные традиции акварели, однако, восходят к концу XVIII столетия, когда такие художники, такие как Дэвид Кокс (1783-1859) начали экспериментировать с новыми методами, такими как вытирание и выцарапывание, и со спонтанностью материала.
Для эффективного моделирования акварели важно изучать не только физические свойства среды, но и характерные явления, которые делают акварель столь популярной у художников. Моделирование является успешным только в том случае, если оно позволяет достичь большее количество из тех же результатов.
В остальной части этого раздела мы обсудим физическую природу акварели, а затем рассмотрим некоторые из наиболее важных характеристик акварели с точки зрения художника.
Другие эффекты
Есть несколько методов, которые нельзя моделировать, такие как разбрызгивание и некоторые аспекты техники сухой кисти. Одним из способов имитации рисунка щетины сухой кисти может быть интеграция кистей с акварельным симулятором. Интересной была бы также интеграция акварели с другими красками, например, ручкой или чернилами.
Автоматический рендеринг
Особенно полезен алгоритм автоматического задания влажных участков для правильного размещения жестких кромок, а также алгоритм цветоделения для расчета оптимальной палитры пигментов для использования в различных областях изображения. Другие возможности включают автоматическое распознавание и генерацию текстур с использованием сухой кисти, разбрызгивания, скребка и других методов.
Обобщение
Механизм рассматривает обратные прогоны и схемы "мокрого в мокром" потока как два отдельных процесса. В реальной акварели, однако, они представляют собой лишь две крайности непрерывности эффектов, разница между которыми заключается в степени увлажнения бумаги. Существенным улучшением могла бы стать модель, которая могла бы интегрировать эти два эффекта, с учетом параметра влажности.
Таким образом, описанный механизм почти полностью повторяет свойства такого самобытного материала, как акварель. Использование компьютерных схем для имитации акварельной техники дает невероятную свободу в самовыражении для современных художников и иллюстраторов.