電腦素描技術沿革

近年來，有許多利用電腦技術自動產生素描圖像的研究，在早期，由於 電腦處理速度不快，電腦 3D 圖像較少見，故素描的處理著重於 2D 圖形，然而 隨著電腦 3D 圖像漸漸盛行，使得 3D 電腦素描的相關研究也繼之而起。如今，

電腦素描系統大致上可以依其輸入圖像的種類分為二大類，第一類是屬於處理 2D 影像的系統 (image-based systems) ，第二類是處理 3D 影像的系統

(geometry-based systems)，而處理 3D 圖像的系統又分為靜態產生素描圖像的方 法[16][17]，以及動態產生素描圖像的方法[18]。本篇論文著重於處理 2D 影像，

故於 3D 系統不多著墨。在電腦素描影像領域一般有互動式與全自動化素描，以 下簡短介紹一些互動式的 2D 圖像素描產生方式 [5, 7, 8, 10]，以及目前最普及的 影像處理軟體的全自動化的 2D 素描產生方式。

2.1.1 互動式的素描圖像產生方式 1997 年的 SIGGRAPH 期刊中所提出的 Orientable Textures for Image-Based Pen-and-Ink Illustration [5] 為例，此技術乃由一張灰階的相片自動產生其相對應 的素描圖，其具備了上述之三大步驟之特性，唯其幾乎均由人工加入以上資訊，

例如在最後一個編輯筆觸的步驟，其避免機械化之方法為人工準備一組不規則筆 觸，合成時再由這群筆觸中挑一適合之筆觸合成於結果圖上，而且其筆觸方向，

及明暗度值均是由人工給定，圖 2-1 為其處理範例。

圖 2-1：由左而右依序為明暗度圖，筆觸方向圖，筆觸集合圖，素描結果圖

儘管由 Orientable textures for Image-Based Pen-and-Ink illustration 技術所 產生的素描效果圖可以產生令人滿意的效果，但需要相當大量的人工介入，而且 對於複雜的圖的處理也需要不短的處理時間。與其相似的研究如 Interactive Pen-and-Ink Illustration [7] 情形也與之類似，此研究與上述方法較為不同的地方 為筆觸的產生是以數學方程式一筆筆產生，在輪廓方面有所著墨，與增加手動畫 筆觸的彈性選擇等等，圖 2-2 為其圖例。

圖 2-2：由左而右依序為明暗度圖，輪廓圖，素描結果圖

互動式的素描系統還包含了對特定物件的素描，如 Computer-Generated Pen-and-Ink Illustration of Trees [10]，與 Computer-Generated

Pen-and-InkIllustration [8]，由於其分別針對樹與房屋做素描處理，故與前述系統 使用技術有所不同，不需由原始影像為基礎而直接產生素描圖，其筆刷型式如樹 的葉子與房屋的磚也是相異之處，本文並未針對特定物件，故與此種系統較不相 似。

2.1.2 全自動化的素描產生方式

全自動化的素描圖產生系統以 Adobe Photoshop 的素描濾鏡為代表，

Adobe Photoshop 是現今最受歡迎的商業影像處理軟體之一，它亦可從一張原始 照片中產生相對應的素描效果圖。在 Adobe Photoshop 中，我們要從一張原始照 片產生素描效果的步驟如下：[濾鏡]>>[素描]>>[筆畫效果]，可以設定的參數為[筆

Digital facial engraving [4] 這個技術是由 Victor Ostromoukhov 於 1999 年 在 SIGGRAPH 期刊中所提出，吾人將簡單介紹 Digital facial engraving 技巧。

Digital facial engraving 技術是由傳統的銅版蝕刻技術獲得靈感，其處理程序與前 述互動式素描系統類似，這裡將其簡單描述為三步驟。第一，將原始影像分成許 多區塊，這裡分區的方法是藉助其他軟體的輔助。第二，製作不同的蝕刻紋路，