[发明专利]一种基于增量Voronoi序列的分层油画笔刷绘制方法

权利要求书

1.一种基于增量Voronoi序列的分层油画笔刷绘制方法，其特征在于，根据增量Voronoi序列和图像切线方向场确定笔刷流线，并依据笔刷流线使用不同尺度的笔刷按照从粗到细的顺序逐层绘制得到最终绘制结果，具体包括以下步骤：

步骤1、确定输入内容及初始化：

步骤1.1，输入目标图像、笔刷、增量Voronoi序列和当前层画布，初始状态时的当前层画布为白色画布；

步骤1.2，定义采样点计数器，并设置其值为0；定义笔刷流线顶点数组，顶点数组中包含绘制一笔笔刷流线所需点的坐标，并设置该顶点数组为空；

步骤2、计算步骤1.1中的当前层画布与目标图像间各位置的像素差异；利用Sobel滤波计算目标图像各位置的切线方向；

步骤3、生成笔刷流线并进行渲染：

步骤3.1，比较采样点计数器的值和增量Voronoi序列长度的大小，若采样点计数器的值小于增量Voronoi序列的长度，执行下一步；否则，转步骤4；

步骤3.2，通过采样点计数器的值得到增量Voronoi序列相应值，得到当前笔刷流线的初始位置，将该位置记为当前位置；得到当前位置的切线方向和颜色值；将采样点计数器的值增加1；

步骤3.3，确定笔刷流线的顶点数组：

步骤3.3.1，比较当前笔刷流线的顶点数组的长度与笔刷绘制的最长长度；若顶点数组的长度小于笔刷绘制的最长长度，执行下一步；否则，转步骤3.4生成并渲染笔刷流线；

步骤3.3.2，对当前位置的像素差异、切线方向及颜色值进行阈值判断；若没有超出阈值，执行下一步；否则，转步骤3.4生成并渲染笔刷流线；

步骤3.3.3，判断当前位置是否在当前层已经被绘制；若没有被绘制，执行下一步；否则，转步骤3.4生成并渲染笔刷流线；

步骤3.3.4，将当前位置加入到顶点数组中；

步骤3.3.5，根据当前位置的切线方向和笔刷半径计算新的当前位置，并利用新的当前位置更新当前位置，同时，转步骤3.3.1，对更新后的当前位置循环执行步骤3.3.1至3.3.5，直至笔刷流线顶点数组的长度大于笔刷绘制的最长长度则转步骤3.4；

步骤3.4，根据笔刷流线的顶点数组生成笔刷流线并进行渲染：

步骤3.4.1，比较顶点数组的长度与笔刷绘制的最短长度，若顶点数组的长度大于笔刷绘制的最短长度，执行下一步；否则，否则，将笔刷流线的顶点数组置空并转步骤3，循环步骤3.1至3.4绘制更多的笔刷流线；

步骤3.4.2，连接顶点数组中各顶点生成笔刷流线，依据笔刷流线使用笔刷的样式与笔刷高度场进行纹理贴图对笔刷流线进行渲染；同时，将笔刷流线的顶点数组置空并转步骤3，循环步骤3.1至3.4绘制更多的笔刷流线，直至采样点计数器的值大于等于增量Voronoi序列的长度，转步骤4；

步骤4，输出当前层画布，并采用输出的当前层画布作为步骤1的输入，同时更换笔刷的半径，再次执行步骤1至步骤4进行下一层画布的绘制，n次迭代后得到最终油画绘制结果。

2.如权利要求1所述的基于增量Voronoi序列的分层油画笔刷绘制方法，其特征在于，步骤1所述笔刷的属性包括笔刷的样式、笔刷高度场、笔刷的半径、笔刷绘制的最长长度及笔刷绘制的最短长度。

3.如权利要求1所述的基于增量Voronoi序列的分层油画笔刷绘制方法，其特征在于，所述增量Voronoi序列的生成为：首先在采样空间内随机生成种子点，根据种子点对采样空间进行Voronoi划分，从而得到对应的Delaunay三角形；然后，将Delaunay三角形中最大外接圆的圆心作为新的采样点加入到增量Voronoi序列；最后，通过不断的迭代生成最终的增量Voronoi序列；增量Voronoi序列最终样本点的数量为该序列的长度。

4.如权利要求1所述的基于增量Voronoi序列的分层油画笔刷绘制方法，其特征在于，步骤3.3.2所述的阈值判断包括：从步骤2中得到的当前层画布和目标图像各位置的像素差异中当前位置的像素差异；从步骤2中得到的目标图像各位置的切线方向中当前位置的切线方向与顶点数组中位于当前位置前一位置切线方向的差值；当前位置坐标与笔刷流线的顶点数组的第一个顶点坐标的颜色值差值。