Voronoi图在水彩风格增强现实中的应用

非真实感绘制水彩启发增强现实在当今的计算机图形学领域中扮演了重要角色。非真实感绘制（Non-Photorealistic Rendering，NPR）是一种计算机图形技术，它并不追求图像的完全逼真，而是致力于创造具有特定艺术风格的图形，如油画、水彩画、钢笔画等。NPR的目标是表达图形的艺术特点，模拟传统艺术作品的质感，甚至包括一些人工笔触的效果。随着技术的发展，NPR在视频、图像和三维模型的处理中愈发受到关注。 增强现实（Augmented Reality，AR）是与虚拟现实（Virtual Reality，VR）相辅相成的一种技术。AR不是将用户完全沉浸在虚拟世界中，而是将数字信息叠加到用户的实际环境中，使用户能够同时看到并交互于真实和虚拟世界之间。AR的应用涵盖了教育、游戏、工业维修等多个领域，它通过头盔显示器等设备，提供视觉、听觉等多感官体验，增加了用户对现实世界的感知。 虚拟现实（VR）则是通过计算机生成一个三维的虚拟环境，让用户仿佛置身其中。VR技术综合了实时三维图形、立体显示、头部和眼睛追踪、触觉反馈等多种技术，让用户能够实时、无限制地探索虚拟空间。尽管VR和AR都涉及虚拟内容与现实的融合，但VR更侧重于创造一个独立的、封闭的虚拟环境，而AR则是扩展和增强了现实世界。 在实时AR系统中，简单的非真实感绘制技术已经被证实可行，它们能从单个渲染图像中提取信息。然而，复杂的NPR技术要求跨帧保持视觉连贯性，这通常需要昂贵的计算成本或者对整个视频序列的全局理解。因此，对于实时AR应用来说，开发一种快速且无需依赖当前帧信息的算法显得尤为重要。这类算法能够确保在增强现实环境中，水彩画风格的视觉效果得以持续且连贯地展现，为AR应用程序带来独特的艺术美感和用户体验。 Voronoi图作为一种几何构造，可以被应用于非真实感绘制中，特别是在增强现实的水彩画风格渲染上。V图将平面划分为多个区域，每个区域由离其最近的点决定，这种结构可以用来模拟水彩画中的扩散和边界效果，从而在实时AR环境中创造出逼真的艺术风格画面。通过结合Voronoi图的理论与NPR技术，开发者能够在不影响实时性能的情况下，为用户带来富有艺术感的增强现实体验。