物体空间线布局：高斯差分近似拉普拉斯算法

"基于高斯差分近似的拉普拉斯画线算法" 本文是关于计算机图形学领域的一篇研究论文，标题为"基于高斯差分近似的拉普拉斯画线算法"，发表于《计算机辅助设计与图形学学报》第27卷第10期，2015年10月。作者包括张龙、吴子朝和王毅刚，他们分别在杭州电子科技大学数字媒体与艺术设计学院从事表意式绘制、数字几何处理以及计算机图形学和虚拟现实的研究。 当前，图像空间的线绘制技术在图像质量及算法稳定性方面已取得显著进步，但这种技术的一个局限是无法生成特征线的空间几何信息，因此在实际应用中不如物体空间的线布局技术广泛。论文针对这一问题，提出了一种新的物体空间线布局算法。算法的核心在于利用高斯差分算子来计算法向拉普拉斯，以实现特征线的三维几何信息的快速计算。在预处理阶段，网格模型的高斯差分算子被用来估计法向拉普拉斯；在实时绘制阶段，通过计算法向拉普拉斯与视线方向的点积，可以迅速确定特征线的位置。 为了提高算法的表现力，作者进一步引入了各向异性的高斯差分算子。这个改进允许在计算法向拉普拉斯时对特征线的梯度方向和切线方向进行差异化的滤波处理，从而更准确地捕捉特征线的走向。实验结果显示，该算法在鲁棒性上优于现有的其他物体空间线绘制算法，尤其是在处理包含几何噪声和非均匀网格化的复杂三维模型时，能够生成更平滑、更清晰地揭示模型形状特征的线条。同时，算法在实时性能上表现出色，能够实时绘制包含上百万三角面片的大型网格模型。 关键词涵盖了表意式绘制、特征线、高斯差分算子和各向异性，强调了这篇论文的主要研究内容和技术手段。文章的贡献在于提供了一种新的、适用于物体空间的线布局方法，该方法在保持高效的同时，能够更好地提取和呈现三维模型的几何特性。这对于计算机图形学领域的研究和应用，特别是三维模型的可视化和渲染，具有重要的理论和实践价值。