CN104143202A - 基于层次建模的抽象滴画的自动生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于层次建模的抽象滴画的自动生成方法，包括：一、对所模仿抽象滴画进行整体分析和层次切分，分析结果包括颜色种类与分布、形状元素的种类、大小与数量，层次切分结果包括切分层次与切分层次叠加顺序，将分析结果进行整理与参数预定义；二、对包括背景层、不规则形状层、线层以及滴点层在内的每一切分层次进行颜色、元素、布局的绘制及渲染计算，实现各切分层次的自动生成；三、待所有切分层次完成后，计算机自动的将所有切分层次按背景层、不规则形状层、线层以及滴点层从下到上的顺序进行叠加，以生成最终的抽象滴画。本发明能够极大程度地模仿、复刻乃至还原杰克逊·波洛克的作画风格，对推广计算机抽象艺术起到借鉴意义。

Description

基于层次建模的抽象滴画的自动生成方法

技术领域

本发明涉及数字图像自动绘制技术，特别是涉及一种基于层次建模的抽象滴画的绘制以及抽象滴画自动生成方法。

背景技术

波洛克是抽象表现主义的先驱，是20世纪最有影响力的艺术家之一，以其在帆布上很随意地泼溅颜料、洒出流线的技艺而著称，他的作品往往具有难以忘怀的自然品质。多年来，学者们一直致力于用计算机来模仿波洛克的抽象滴画，其中以Richard P.Taylor的分形理论最为广泛接收与运用。

在计算机技术日益发达的今天，复刻乃至还原杰克逊·波洛克的作画风格，同时使用本方法生成的每一幅画都是一副独一无二的新画。无论是在细节把握上还是整体布局上都做到细腻而极致，不仅拥有高度的艺术抽象美感，同时将计算机技术和抽象艺术相结合，对促进、推广计算机抽象艺术领域起到一定的积极作用。

提出一种基于层次建模的方法，对波洛克的抽象滴画进行层次分析和建模并自动生成与其作画风格极其相似的抽象滴画，通过使用本层次建模方法自动生成的抽象滴画不仅能够极大程度上的模仿，。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于层次建模的抽象滴画的自动生成方法，基于层次理论对波洛克的抽象滴画进行分层，分析和建模并自动生成与其作画风格极其相似的抽象滴画，借鉴了分形理论的特点和优势。

本发明提出了一种基于层次建模的抽象滴画的自动生成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、对所模仿抽象滴画进行整体分析和层次切分，分析结果包括所模仿抽象滴画涉及的颜色种类与分布、画中形状元素的种类、大小与数量，层次切分结果包括切分层次与切分层次叠加顺序，将分析结果进行整理与参数预定义，待参数预定义完毕后，计算机根据定义好的参数；

步骤二，对包括背景层、不规则形状层、线层以及滴点层在内的每一切分层次进行颜色、元素、布局的绘制及渲染计算，实现各切分层次的自动生成；

步骤三、待所有切分层次完成后，计算机自动的将所有切分层次按背景层、不规则形状层、线层以及滴点层从底至上的顺序进行叠加，以生成最终的抽象滴画。

在所述背景层，具体包括以下步骤：

根据参数定整体抽象滴画的色调实施雾化算法，即在画的x轴和y轴上，每隔0.04像素画一个点，该点的颜色是一个0-255的随机灰度值。

在所述不规则形状层，具体包括以下步骤：

块状元素的种类，数量，大小，颜色，在画中得分布位置与比例等参数进行设置，计算机能够自动渲染并完成Irregular Shape层的绘制，块状元素渲染算法，即首先选定该元素的圆心，将该圆切割成大量的小扇形，并按一定的步长进行绘制，每画一个步长就随机变换一个半径进行下一个步长的绘制，最终完成一个不规则图形的绘制。

在所述线层，具体包括以下步骤：

完成线的绘制，包括直线，弧线以及方向随机的线的生成，利用线的种类、数量、粗细、颜色、方向、弯曲程度、分布位置参数进行设置，计算机能够自动渲染并完成Line层的绘制，线渲染算法，即：首先将线切分成不同线段，为每一个线段随机生成一个宽度，以及随机生成一个方向，当宽度和方向设置完毕后进行该线段的绘制，生成完毕后处理下一个线段直至整个随机线段绘制完毕。

在所述滴点层，具体包括以下步骤：

完成点的绘制，包括孤立的点、点群的生成；利用点的种类，数量，半径，颜色，分布位置参数进行设置，计算机能够自动渲染并完成Drop Point层的绘制，滴点渲染算法，即首先选择一个区域的中心位置，根据设定好的Drop Point区域大小参数，围绕这中心点再生成子区域中心，并在子区域内随机生成所需数量的点，最终完成整个DropPoint的绘制。

所述切分层次，具体包括以下步骤：

根据分析出画中的元素的大小、种类和颜色特征对其进行分类，将同类型的元素放在同一层，将不同类型的元素放在不同层内，最后得到了整体的切分结果。

所述切分层次叠加顺序，采用将大元素放在底层，小元素放在上层。

与现有技术相比，本发明能够有效地对波洛克的抽象滴画进行层次分析和建模并自动生成与其作画风格极其相似的抽象滴画，极大程度地模仿乃至还原波洛克的作画风格。

本发明不仅能够极大程度地模仿，复刻乃至还原杰克逊·波洛克的作画风格，同时生成的每一幅画都是一副独一无二的，无论是在细节把握上还是整体布局上都做到细腻而极致，拥有高度的艺术抽象美感。本发明对促进、推广计算机抽象艺术领域也起到一定的借鉴意义。

附图说明

图1为本发明的整体流程图；

图2为不规则块状元素的生成过程效果示意图；

图3线元素的生成过程效果示意图

图4点元素的生成过程效果示意图；

图5层次建模并顺序叠加以自动生成波洛克风格抽象滴画效果示意图；

图6背景渲染效果图效果示意图；

图7加雾化效果渲染图效果示意图；

图8块状元素渲染图效果示意图；

图9线元素渲染图效果示意图；

图10计算机生成画和原画的对比图；

(10-1)、Number 8原画；(10-4)Number 1原画；

(10-2)、(10-3)计算机自动生成的Number 8模仿画；

(10-4)、(10-5)计算机自动生成的Number 1模仿画；

图11计算机自动生成的Number 1和原画的局部放大图对比；

(11-1)、原画局部放大；(11-2)、计算机自动生成画局部放大；(11-3)、计算机自动生成画局部放大。

具体实施方式

本发明运用本发明对波洛克的两幅著名抽象滴画“Number 8“和“Number 1”进行分析并用计算机自动生成了和原画风格极其相似的抽象滴画。计算机自动生成的抽象滴画不仅和原画风格有着高度相似性，同时整个生成过程都由计算机自动完成，预示着计算机和艺术结合有着较高的可行性。

下面结合附图对本发明技术方案和实施例进一步详细说明。

如图1所示，本发明的技术方案详述如下：

步骤1：首先选定波洛克的抽象滴画进行模仿，对选定的抽象滴画进行分析，主要是针对组成抽象滴画的各特征如颜色、元素、层次布局、特效四方面进行详细分析与设计；

步骤2：通过步骤1详细的分析结果，本发明基于层次理论将波洛克的画分割为4层，分别为：背景(Background)层、不规则形状(Irregular Shape)层、线(Line)层以及滴点(Drop Point)层，并结合步骤1得到的分析结果对每个层级进行渲染算法计算；

步骤3：Background层，主要是根据参数设定整体抽象滴画的色调，同时由于抽象滴画往往会有一些陈旧的雾化效果，因此本发明也通过雾化算法来添加抽象滴画的雾化特性，带来陈旧，朦胧的美感，雾化算法流程为：在画的x轴和y轴上，每隔0.04像素就画一个点，该点的颜色是一个0-255的随机灰度值，如此大量的随机灰度的点散落在画上来构造雾化效果。伪代码如下：

步骤4：Irregular Shape层，主要是一些块状的个体的生成，包括规则和不规则的块状元素，根据步骤1得到块状元素的种类，数量，大小，颜色，在画中得分布位置与比例等参数进行设置，计算机能够自动渲染并完成Irregular Shape层的绘制，块状元素渲染算法流程：首先选定该元素的圆心，将该圆切割成大量的小扇形，并按一定的步长进行绘制。每画一个步长就随机变换一个半径进行下一个步长的绘制。最终完成一个不规则图形的绘制。伪代码及如下：

步骤5：Line层主要是完成线的绘制，包括直线，弧线以及方向随机的线的生成。根据步骤1得到线的种类、数量、粗细、颜色、方向、弯曲程度、分布位置等参数进行设置，计算机能够自动渲染并完成Line层的绘制，线渲染算法流程为：首先将线切分成不同线段，为每一个线段随机生成一个宽度，以及随机生成一个方向，当宽度和方向设置完毕后进行该线段的绘制，生成完毕后处理下一个线段直至整个随机线段绘制完毕。伪代码如下：

步骤6：Drop Point层主要是完成点的绘制，包括孤立的点、点群的生成；根据步骤1得到点的种类，数量，半径，颜色，分布位置等参数进行设置，计算机能够自动渲染并完成Drop Point层的绘制，线渲染算法流程为：首先选择一个区域的中心位置，根据设定好的Drop Point区域大小参数，围绕这中心点再生成一些子区域中心，并在子区域内随机生成一定数量的点，最终完成整个Drop Point的绘制。伪代码如下：

步骤7：一旦计算机得到按上述步骤得到背景(Background)层、不规则形状(IrregularShape)层、线(Line)层以及滴点(Drop Point)层这四个层级后，本发明会自动地把四个层级按顺序进行按顺序自底向上进行自动化叠生成和原画高度相似的抽象滴画。整个过程不再需要人为的介入，实现了杰克逊·波洛克风格抽象滴画的自动生成，具体叠加过程如图4所示。

本发明在分析与自动生成波洛克的两幅抽象滴画的详细实施方式如下：

1、选择波洛克两幅著名抽象滴画“Number 1”，”Number 8“进行分析，基于层次理论首先将波洛克的画分为Background层，Irregular Shape层，Line层以及DropPoint层四个层级，对每一个层级的分析重点主要是颜色，元素，层次布局，特效等方面。

2、接着根据分析结果对每一个层级进行渲染的算法设计与参数选定，根据选定好的参数分别对每个层级进行渲染。本发明中，使用Algorithm 1对背景进行渲染并根据颜色、透明度等参数对Background层(如图6所示)添加雾化效果(如图7所示)并自动生成；使用Algorithm 2对块状元素进行生成(如图8所示)并根据种类、颜色、大小、分布等参数对Irregular Shape层进行渲染并自动生成；使用Algorithm 3对随机线、规则线等元素进行绘制(图9)并根据种类、颜色、粗细、弯曲程度、分布等参数对Line层进行自动绘制；使用Algorithm 4对点、点块等元素进行绘制并根据数量、大小、颜色、分布等参数对Drop Point层进行自动渲染；综上所述，根据对波洛克抽象滴画的分析结果，对四个核心层级的相关参数进行取值后，根据设置好的参数，本发明能够自动的进行四个核心层级的渲染。

将上述步骤生成好的四个核心层次依照Background层，Irregular Shape层，Line层以及Drop Point层的顺序，自底向上进行叠加以生成最终的抽象滴画。

如图10所示，为基于层次模型理论自动生成的抽象滴画与原画的对比，本发明生成的每一幅画都是一副独一无二的新画，拥有高度的艺术抽象美感。同时本发明自动生成的抽象滴画还能够极大程度上的模仿，复刻乃至还原杰克逊·波洛克的作画风格。

如图11所示，为计算机自动生成的Number 1和原画的局部放大图对比，从放大的局部图中可以看出本发明无论是在细节把握上还是整体布局上都做到细腻而极致，使用本发明提出的层次理论生成的抽象滴画和原画风格有着高度的相似性，唯一需要用户介入的就是输入一些参数，例如颜色参数，形状的大小以及元素数量等参数，一旦参数输入完毕，计算机就能自动生成层级内的元素并叠加所有层级最后得到和原抽象滴画拥有同样风格的新滴画。同时整个生成过程都有计算机自动完成。本次本发明不仅代表着一个计算机和艺术结合的成功案例，同时也提出了一个计算机艺术的新视角。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，用于帮助理解本发明的方法及核心思想，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，所以本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种基于层次建模的抽象滴画的自动生成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、对所模仿抽象滴画进行整体分析和层次切分，分析结果包括所模仿抽象滴画涉及的颜色种类与分布、画中形状元素的种类、大小与数量，层次切分结果包括切分层次与切分层次叠加顺序，将分析结果进行整理与参数预定义，待参数预定义完毕后，计算机根据定义好的参数；

步骤二，对包括背景层、不规则形状层、线层以及滴点层在内的每一切分层次进行颜色、元素、布局的绘制及渲染计算，实现各切分层次的自动生成；

步骤三、待所有切分层次完成后，计算机自动的将所有切分层次按背景层、不规则形状层、线层以及滴点层从底至上的顺序进行叠加，以生成最终的抽象滴画。

2.如权利要求1所述的一种基于层次建模的抽象滴画的自动生成方法，其特征在于，在所述背景层，具体包括以下步骤：

根据参数定整体抽象滴画的色调实施雾化算法，即在画的x轴和y轴上，每隔0.04像素画一个点，该点的颜色是一个0-255的随机灰度值。

3.如权利要求1所述的一种基于层次建模的抽象滴画的自动生成方法，其特征在于，在所述不规则形状层，具体包括以下步骤：

块状元素的种类，数量，大小，颜色，在画中得分布位置与比例等参数进行设置，计算机能够自动渲染并完成Irregular Shape层的绘制，块状元素渲染算法，即首先选定该元素的圆心，将该圆切割成大量的小扇形，并按一定的步长进行绘制，每画一个步长就随机变换一个半径进行下一个步长的绘制，最终完成一个不规则图形的绘制。

4.如权利要求1所述的一种基于层次建模的抽象滴画的自动生成方法，其特征在于，在所述线层，具体包括以下步骤：

完成线的绘制，包括直线，弧线以及方向随机的线的生成，利用线的种类、数量、粗细、颜色、方向、弯曲程度、分布位置参数进行设置，计算机能够自动渲染并完成Line层的绘制，线渲染算法，即：首先将线切分成不同线段，为每一个线段随机生成一个宽度，以及随机生成一个方向，当宽度和方向设置完毕后进行该线段的绘制，生成完毕后处理下一个线段直至整个随机线段绘制完毕。

5.如权利要求1所述的一种基于层次建模的抽象滴画的自动生成方法，其特征在于，在所述滴点层，具体包括以下步骤：

完成点的绘制，包括孤立的点、点群的生成；利用点的种类，数量，半径，颜色，分布位置参数进行设置，计算机能够自动渲染并完成Drop Point层的绘制，滴点渲染算法，即首先选择一个区域的中心位置，根据设定好的Drop Point区域大小参数，围绕这中心点再生成子区域中心，并在子区域内随机生成所需数量的点，最终完成整个DropPoint的绘制。

6.如权利要求1所述的一种基于层次建模的抽象滴画的自动生成方法，其特征在于，所述切分层次，具体包括以下步骤：

根据分析出画中的元素的大小、种类和颜色特征对其进行分类，将同类型的元素放在同一层，将不同类型的元素放在不同层内，最后得到整体的切分结果。

7.如权利要求1所述的一种基于层次建模的抽象滴画的自动生成方法，其特征在于，所述切分层次叠加顺序，采用将大元素放在底层，小元素放在上层。