论文部分内容阅读
剪纸是我国宝贵的非物质文化遗产之一，具有“圆如秋月、尖如麦芒、方如青砖、缺如锯齿、线如胡须”等鲜明特点，是一种广泛流传的民间艺术。剪纸在房屋装饰、民俗礼葬、艺术收藏等方面具有举足轻重的地位，这使它跻身于中国国务院和联合国科教文组织批准的《人类非物质文化遗产代表名录》。 剪纸的设计极具挑战性，不仅要求画面简洁、直观，还需要表达特定的文化内涵，并且整个剪纸必须整体连通。这些特点对于业余剪纸爱好者来说无疑是巨大的挑战，也给剪纸的艺术传承和民间传播带来了困难。因此，我国的民间剪纸列入了中国民间十大文化遗产抢救工程之一。 本文旨在研究计算机辅助剪纸设计，从而降低人工剪纸设计的难度，并满足剪纸在连通性和艺术特点方面的要求。为此，本文提出了一种能够将任意数码照片自动转化为剪纸图形的方法，首先利用图像分割方法建立区域连接图;接着，基于该连接图对颜色、边界对比度和区域连通性进行数学建模，并获得优化目标函数;最后，通过模拟退化算法求解目标方程，自动生成保持图像内容的剪纸图形。此外，本文还开发了连通性后处理和区域指定等用户交互工具，允许用户干预剪纸图形的自动生成。本文方法生成的剪纸图形画面简洁、整体连通，降低了剪纸设计的难度的同时也满足了个性化的设计需求。 立体剪纸是平面剪纸的三维实践，是传统民间剪纸与现代计算机图形学的艺术结合。它是一种寓教于乐的艺术形式，用户在剪切纸张后进行一定的粘贴，就得到一个立体的物体，本文提出了一种将三维网格模型转化为立体剪纸的方法。首先，对三维模型的网格点进行聚类分析，从而分割为若干曲面块;接着，为每个曲面块建立OBB(Oriented Bounding Boxes)包围盒，并根据连接关系生成整个模型的连续包围盒;最后，将该包围盒展开为可以剪开与粘贴的立体剪纸图形。该方法能够自动生成近似三维模型的立体剪纸，极大地降低了三维剪纸模型的设计难度。 综上所述，本文主要研究了基于图像的二维剪纸自动生成方法和基于三维模型的立体剪纸自动生成方法。为了处理图像/三维模型中大量的像素/顶点数据，这两种方法均采用了“分割-连接关系-剪纸生成”的算法框架，算法简洁高效。所生成的二维剪纸整体连通，保持了输入图像的特征;所生成的三维剪纸趣味性强，保持了输入模型的大体形状。这些方法降低了剪纸设计的难度，对于我国民间剪纸艺术的传承与传播将起到积极的推动作用，有助于探索非物质文化遗产数字化保护的新模式。