非真實(shí)感（NPR）水墨畫與水墨動(dòng)畫研究

摘 要：本文首先通過分析非真實(shí)感（NPR）的水墨畫表現(xiàn)形式以及非真實(shí)感（NPR）的水墨畫與水墨動(dòng)畫之間關(guān)系，指出非真實(shí)感（NPR）的水墨畫是中國(guó)繪畫特有的、最具中國(guó)畫特點(diǎn)的繪畫樣式之一。非真實(shí)感（NPR）的中國(guó)水墨畫與動(dòng)畫相結(jié)合，這有歷史的偶然性但也有其必然性。然后談到了非真實(shí)感（NPR）的中國(guó)傳統(tǒng)水墨動(dòng)畫發(fā)展現(xiàn)狀與研究意義。

關(guān)鍵詞：非真實(shí)感（NPR）;水墨畫;水墨動(dòng)畫

中圖分類號(hào)：J218 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-5079 （2020） 17-0-02

一、引言

NPR是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的一類，即非真實(shí)感繪制（Non-Photorealistic Rendering），近年來隨著圖形處理器（GPU）的迅猛發(fā)展，特別是NPR技術(shù)的發(fā)展，在水墨畫與水墨動(dòng)畫中應(yīng)用非常廣泛。形式不拘一格是中國(guó)水墨動(dòng)畫最突出的藝術(shù)特點(diǎn)之一，五千年?duì)N爛悠久的中華文明，形成了豐厚的文化底蘊(yùn)，在此沃土上培育造就的中國(guó)動(dòng)畫制作人才風(fēng)格各異，產(chǎn)生了百花齊放的動(dòng)畫局面。1960年中國(guó)第一部非真實(shí)感（NPR）的《小蝌蚪找媽媽》水墨動(dòng)畫用白石老人的水墨名作《蛙聲十里出山泉》畫意創(chuàng)作，三年后取李可染的筆法創(chuàng)作《牧笛》（如圖1所示），是非真實(shí)感（NPR）的水墨動(dòng)畫有山有水有云、有花有鳥有人，這使非真實(shí)感（NPR）中國(guó)水墨動(dòng)畫片在形式上產(chǎn)生了千姿百態(tài)、百花齊放的藝術(shù)局面，從而使中國(guó)水墨動(dòng)畫獨(dú)樹于世界動(dòng)畫之林。2009年，一部中央電視臺(tái)《相信品牌的力量》廣告宣傳片全部采用水墨的表現(xiàn)形式，行云流水，在互聯(lián)網(wǎng)上廣泛傳播，吸引了廣大青少年的目光，年輕網(wǎng)友驚呼原來墨水可以這樣玩，中國(guó)的傳統(tǒng)文化居然這樣深遠(yuǎn)悠長(zhǎng)，而那些曾經(jīng)熟悉二十世紀(jì)七八十年代水墨動(dòng)畫的觀眾，產(chǎn)生重溫舊日時(shí)光的感覺。

圖1《牧笛》

二、非真實(shí)感（NPR）水墨畫藝術(shù)表現(xiàn)形式

非真實(shí)感（NPR）的中國(guó)水墨畫肇始始于唐朝，水墨畫（包括白描和焦墨畫）、彩墨畫（包括工筆彩繪和寫意彩繪），都統(tǒng)稱為“中國(guó)畫”，也叫“國(guó)畫”，是用毛筆蘸清水調(diào)和墨汁在宣紙上進(jìn)行造型表現(xiàn)的一種繪畫，也是中國(guó)傳統(tǒng)繪畫體系中的一種獨(dú)特表現(xiàn)式樣。宋、元、明、清時(shí)期中國(guó)水墨畫高速發(fā)展并日漸成熟。非真實(shí)感（NPR）的水墨畫是具有中國(guó)特色魅力藝術(shù)形式，在中國(guó)繪畫史上占有重要的地位。

非真實(shí)感（NPR）的中國(guó)水墨畫創(chuàng)作過程中運(yùn)筆時(shí)毛筆筆觸角用力而加寬，為了模擬此效果，提出了兩個(gè)參數(shù)來模擬筆觸，分別是每一步寬度和最大寬度，前者描述相鄰筆觸寬度變化，而后者表征用力過程中產(chǎn)生的最大寬度。運(yùn)筆寬度可以通過以下公式計(jì)算：

其中i表示每次運(yùn)筆控制點(diǎn)，ncp表示控制點(diǎn)數(shù)，add[i]表示每個(gè)控制點(diǎn)筆增量，width[i]表示控制點(diǎn)運(yùn)筆寬度。

非真實(shí)感（NPR）的水墨畫是中國(guó)繪畫特有的、最具中國(guó)畫特點(diǎn)的繪畫樣式之一。

三、非真實(shí)感（NPR）的發(fā)展

NPR的發(fā)展歷經(jīng)二維到三維發(fā)展過程，David Salesin與 Winkenbach于1994年首次提出非真實(shí)感（NPR）概念，首創(chuàng)了“筆觸紋理”技術(shù)并進(jìn)行了三維模型模擬成為二維圖片效果的研究。2002年Chan通過三維對(duì)象重構(gòu)的研究，結(jié)合視點(diǎn)與光照等信息模擬三維模型的水墨風(fēng)格渲染技術(shù)的研究。

四、非真實(shí)感（NPR）輪廓線、內(nèi)部著色研究

（一）非真實(shí)感（NPR）輪廓線

非真實(shí)感（NPR）輪廓線一般分為提取與渲染二個(gè)步驟，啟發(fā)性輪廓線由Doug DeCarlo等（2003）首次提出概念，其輪廓線的公式定義為：

卞勁松（2004）直接運(yùn)用公式提取輪廓線，一方面便于實(shí)現(xiàn)，另一方面設(shè)置合適的閾值，使視點(diǎn)矢量與法向量的點(diǎn)積小于一定的閾值，即可自動(dòng)顯示粗細(xì)輪廓，節(jié)省了紋理映射的時(shí)間。非真實(shí)感（NPR）輪廓線渲染一般使用紋理貼圖來完成，然后是后期處理達(dá)到水墨風(fēng)格效果。

本文采用三維軟件直接進(jìn)行輪廓線提取，在三維軟件中選擇衰減貼圖，然后調(diào)整混合曲線，產(chǎn)生非真實(shí)感的輪廓線。

（二）非真實(shí)感（NPR）內(nèi)部著色

非真實(shí)感（NPR）內(nèi)部著色渲染技術(shù)起源于真實(shí)感的研究，開始主要是對(duì)西方卡通、素描與油畫的模擬。非真實(shí)感（NPR）內(nèi)部著色首先是模擬漫反射光照模型，漫反射照明模型的核心是根據(jù)蘭伯特定律定律，反射光的強(qiáng)度與表面法線和光源方向之間的夾角余弦成正比，計(jì)算顏色值的部分公式為：

對(duì)漫射照明模型的顏色值進(jìn)行分步處理以模擬油墨顏色的效果，并在邊緣處添加一薄層過渡色進(jìn)行后續(xù)處理，所用的階梯函數(shù)定義為：

非真實(shí)感（NPR）內(nèi)部著色渲染本文采用三維軟件添加Noise貼圖，效果如圖2所示。

五、小結(jié)

非真實(shí)感（NPR）的水墨動(dòng)畫可以看作是中國(guó)動(dòng)畫的一大創(chuàng)舉，它將傳統(tǒng)的中國(guó)水墨畫變成動(dòng)畫，意境虛虛實(shí)實(shí)、動(dòng)畫形象輕靈優(yōu)雅，是動(dòng)畫創(chuàng)作的一個(gè)重大突破。水墨動(dòng)畫是一個(gè)新品種藝術(shù)，它運(yùn)用中國(guó)水墨畫技術(shù)特征與環(huán)境空間造型的表現(xiàn)手段，使用特殊處理技術(shù)將逐一拍攝水墨畫，通過連續(xù)不斷地播放，形成濃淡虛實(shí)結(jié)合的水墨動(dòng)畫畫面。

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作者簡(jiǎn)介：夏三鰲，男，漢族，湖南益陽人，教授。研究方向：數(shù)字媒體技術(shù)、文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)。

基金項(xiàng)目：2019年度湖南省自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào) 2019JJ0094）;2018年度湖南省社科基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：18YBA182）。2019年湖南科技學(xué)院三類校級(jí)一流本科課程《三維動(dòng)畫制作》;2020年湖南科技學(xué)院精品在線開放課程《影視特效制作與合成》。