如何让AI画一幅水墨画?

作者: 唐帆、邓盈盈

来源: 中科院之声

发布日期: 2019-07-28 08:00:00

本文详细介绍了如何利用AI技术创作水墨画,包括笔画特征提取、多阶段表示、目标建立和求解等步骤,并探讨了水墨画创作重构的应用场景,如水墨教学软件和动画生成。此外,文章还提到了书法作品自动生成的相关研究。

中国的水墨作品令人骄傲,优美的线条、朦胧的意境、独特的用墨手法为水墨作品添加了迷人的色彩。本文带你揭开水墨作品创作的神秘面纱,领略水墨作品创作过程。

中国水墨作品,包括水墨画和书法等形式。从制作技法上来说,水墨画可分为工笔画和写意画。工笔画画法工整细致,力求写实,重形式而轻意达,绘制过程繁琐技法复杂;写意画画法简练,力求形似,注重作者的思想表达。写意作品绘制主题常见,绘制技法明确,作品笔画轮廓清晰。因此,水墨画的AI创作相关研究主要针对写意作品展开。

具体而言,将一张静态的写意作品的扫描件(或照片)输入,然后提取画作中的笔画,对笔画进行合理分析建模,由笔画间相互关系推断绘制过程,并设计渲染方法进行动态重构展示。水墨画创作的三个阶段:第一阶段:优先绘制一些比较显著的笔画,第二阶段:逐步绘制细节笔画,第三阶段:最后绘制装饰性笔画。在每一阶段,具体的笔画顺序仍有待确定。笔画顺序受多种因素影响,包括形状、阴影、颜色、语义信息和画家的运动反射等。

因此在计算绘制顺序的时候,考虑加入局部约束规则。

AI绘制水墨画,需要这几步:1. 笔画特征提取(考虑笔画端点、长度、面积、尺度、形状、枯润、浓淡、颜色),2. 多阶段表示:当笔画数较多时,偏序关系较复杂,不利于计算与分析。为方便计算,科研人员进一步将G(S)化简为哈斯图H(S),3. 目标建立:将顺序计算定义为目标函数的求解问题,4. 目标求解:基于自然进化策略优化求解。

水墨画创作重构不仅仅是一项极具研究价值的课题,并且有着多样化的应用场景。1. 水墨教学软件(早教类)帮助小孩子找到兴趣所在,将教学指导与益智游戏结合起来,寓教于乐不在话下。2. 动画生成辅助中国风动画作品的生成,为中国动漫事业添砖加瓦。当然,相关研究不仅仅止步于水墨画的创造重构,还可以生成指定文字序列的书法作品。不同于绘画作品绘制顺序变化多样,书法作品的写作顺序往往是约定俗成的。

现有方法通过大量人力物力进行字体库设计,且现有的字库多采用统一的字号,但实际上书法家在书写时字体大小变化多样。即便处于同一副作品中,不同位置的同一个字符大小也不尽相同。

因此,考虑书法作品中字符之间的尺寸搭配、间距控制等,设计以下的方法流程:1. 用户给定一串文字序列,2. 从支撑数据库中选出指定字符,3. 若查找失败,使用相关字库作为补充,4. 确定每个字体的大小,并以第一个字符大小为基础,计算其状态值,并根据概率转移矩阵P逐个确定后续字体状态,最终根据状态值调整每个字体大小完成最终作品生成。

水墨艺术是中华文化的结晶,将计算机数字化技术应用到水墨作品的创作重构当中去,有利于宣传独特的中华传统风格,加强中华传统文化的传承和教学,增大传统水墨元素在商业产品上的利用率,如动画、广告等。

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