张严辞，龚昱宁

（1.四川大学 软件学院，成都 610207；2.四川大学视觉合成图形图像技术国家重点学科实验室，成都 610065）

随着卡通渲染类游戏的兴起，人们开始不仅仅满足于基于物理的渲染，非真实感渲染出的效果也越来越受到消费者的青睐。素描是一种运用单一色彩表现物体美感的绘制手法［1］，用素描这种绘画的方式对游戏等可交互产品进行渲染，增强了这类产品的趣味性，吸引了消费者的眼球，增加了产品商业价值。

近几年，关于非真实感渲染的研究结果层出不穷。其中文献［2］归纳了大部分基于表面的有说明表现力的可视化方式，其提到使用曲面的第二基本形式［3］或者使用高阶多项式拟合的［4-5］方式来估计素描渲染所需要的主曲率，但其需要耗时的顶点属性的预计算而无法做到实时渲染。文献［6］基于文献［7］提出了使用焦平面的主方向估计方式来估计主方向，但无法很好解决因为复杂模型顶点间属性线性插值带来的噪声问题。

在获得主方向的基础上，关于对素描风格的渲染，文献［8-9］使用了基于文献［10］思路的线卷积积分，但该方法存在透视错误的问题。文献［5］提出使用贴图进行旋转和粘贴的方式来绘制，但这种方式绘制出来的线条与主方向偏差较大且存在空间耦合性的问题。文献［11］提出了深度学习来获取一定的方向进行线卷积积分，但此方法不适用于需要高帧率的实时渲染。

针对以上问题，在实时主方向估计上，本文对构建焦平面的方式来获取主方向的算法进行了改进，相比于原方法对于复杂模型能得到更加鲁棒的结果，相比于无法改变顶点间关系的主方向预计算，有着可以应用到蒙皮网络与顶点动画的优势。……