王玉铭，潘 斌，郭小明，殷 立，张曼琳，贾方利

（1.辽宁石油化工大学理学院,辽宁抚顺113001；2.辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院,辽宁抚顺113001）

现实世界中大部分物体随着时间的推移，其表面会根据材料属性和周围的环境而产生外观上的变化，被称为风化作用。在计算机图形学中，利用风化作用可以有效地提高场景的真实感。现有方法通常改变的是饱和度和反射度等材质属性，实现落叶或者污渍等效果[1⁃2]。然而，在现实世界中，许多风化现象具有更加复杂详细的纹理上的变化。此外，随着时间的推移，风化的物体表面会具有更复杂的颜色分布。

目前，有许多种基于物理模拟来产生风化效应的研究，为特定的场景创造出逼真的风化效果，例如流体模拟[3]、石像的风化侵蚀[4]、苔藓生长[5]等。但是，这些方法都需要物体精确的几何形状和物理参数，这些参数很难从单幅图像中估算出来。还有一些基于图像的物体表面风化算法。例如，S.Xue等[6]通过修改物体的几何外观，对图像中的石头模拟出风化效果；文献[7-8]研究了一种基于粒子模拟的方法，在物体表面产生流体的侵蚀效果。这些方法通过限制目标物体的材料和风化作用来获得逼真的效果。

为了更逼真地模拟风化效果，J.Wang等[1]研究了一种可视化的模拟方法，从单一材料表面上不同点的BRDF(双向反射分布函数)中获得时变外观，构造出一种外观流形，这种外观流形近似于一种利用风化度生成的外观子空间，以此来计算风化程度的分布，并模拟材料表面的时变效果。……