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MOXI - 强大的中国画软件

2013-7-4 11:49 Edit Views: 35272 Comments: 1 收藏

摘要: 对于所有从事Computor Graphics及Visual Effects研究工作的人来说,作品可以入选SIGGRAPH,除了是一个荣誉外,亦是向世界宣布其成果的一个机会。今次我们很荣幸可以邀请到凭着研发实时虚拟水墨而成功入选了SIGGRAPH ...
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    对于所有从事Computor Graphics及Visual Effects研究工作的人来说,作品可以入选SIGGRAPH,除了是一个荣誉外,亦是向世界宣布其成果的一个机会。今次我们很荣幸可以邀请到凭着研发实时虚拟水墨而成功入选了SIGGRAPH的香港学者Nelson Chu,向各读者剖白他研究多年的心血及个人的心路历程。同时我们亦希望各读者在阅读完此篇访问后,会对这些背后默默地进行研究的工作人员有更深入的了解。

    Nelson Chu毕业于香港科技大学计算器科学系。Nelson在大学内一直从事中国毛笔水墨的CG研究,并在2002年北京举行的Pacific Graphics上首次发表了其有关其虚拟毛笔的论文,而其论文于04年间亦被刊登于IEEE Computer Graphics and Applications期刊之上。之后他的研究工作并没有停顿下来,继续专心研究虚拟毛笔及水墨的混合应用。他的论文MoXi: Real-Time Ink Dispersion in Absorbent Paper于2005年正式发表,并入选了ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH 2005 issue) 。

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小编:首先恭喜你的论文入选了Siggraph!
Nelson:谢谢。

小编:请讲解一下你的工作?
Nelson:在进行虚拟毛笔的研发时,我一直都是在香港科技大学计算器科学系里的Vision & Graphics Lab内工作,职位是RA(Research Assistant/研究助理),在研究室里约有廿五位同事/研究生。

小编:请简介一下你之前在大学时修读的科目及任何有关课程?
Nelson:我在科大本科生时是修读Computer Engineering (计算器工程学)的,Computer Engineering简单来说就是软件和硬件的知识都学,那时我其实也希望为研究虚拟毛笔而铺路,如当我修读一个EE(Electronic Engineering/电机工程学)课程时,也曾经尝试利用ultrasound (超声波)制作3D输入装置。Nelson:直至完成了3年的大学课程后(编者注:Nelson以一级荣誉毕业),我心里仍未想过放弃研发虚拟毛笔这计划,于是再去成为PG(Postgraduate/研究生: Master of Philosophy in Computer Science/哲学硕士(计算器科学)),并希望可以运用这段修读时间去进行我的研究,那时是1999年的9月。不过后来我才发现PG其实并不是想象般休闲,除了要负责TA(Teaching Assistant)的工作外,也要写paper(论文)(编者注:Nelson的论文研究是Animating Chinese Landscape Paintings and Panoramas),所以其实在当时,我也只有很少的时间去研发虚拟毛笔,但总算是正式开始了。

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小编:是什么原因驱使你研究虚拟毛笔的兴趣?
Nelson:大概在10年前,是我仍然就读中学6年级的时候,当我最初开始接触绘图软件Painter时,我就觉得它就算配上有压力感应的手绘板都未能做到毛笔的效果。其实我一向都认为毛笔是个很利害的的绘图工具,可惜市场上的绘图系统就是没有毛笔的模拟,原因应该是那些绘图软件大都是由西方人开发,而他们可能都不太了解毛笔的特性,再加上当时硬件运算速度慢,难以仿真出像由毛笔画出的多变线条。于是在当时我就一直在想,将来可否由自己开发呢。Nelson:不过之后我一直都未有时间去真正实行这个构思,直至在大学2、3年级的时候,我有时间便到图书馆找数据以及尝试请教一些身边的朋友。我还记得曾询问过我的宿社同房,他当时是修读土木工程的。我见他有修Structural Analysis (Computer Methods of Structural Analysis/结构性分析)的课程,便向他请教,不过他说那些分析主要是用于木材或钢条之类,不太适合笔毛般柔软的物料。其实当时我也忙于应付自己的课程,毛笔的研究未算得上正式开始。

小编:完成了研究生的课程后,你如何继续虚拟毛笔的研究?
Nelson:由于当时关于虚拟毛笔的开发还末完成,故此我的advisor (导师) Dr. Chiew-Lan Tai(戴秋兰博士/Associate Professor of the Department of Computer Science)就为这项研究申请了经费,而我则以RA (Research Assistant)的身份继续研究下去。

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小编:你研究虚拟毛笔的软件名称是什么?
Nelson:开发初期因为只有笔的模拟,我给它取名《写意轩》,英文则是 Bristle Studio。而在写SIGGRAPH 论文时,因为墨是主打,我便称它为MoXi,是“墨戏”的普通话拼音。现在其实我想找一个可反映出笔墨两者结合的新名称。

小编:研发时间合共享了多久?
Nelson:大约五年,首三年主要是开发虚拟毛笔的部份,之后的两年是进行水墨的研发。

小编:可以详细地讲解一下虚拟毛笔的整个开发过程吗?
Nelson:在开始时我不断寻找有关的书藉,以及阅读其它CG研究员的paper,其实当时已经有日本、韩国、甚至本地大学的学者也做过毛笔,不过我还是希望可做到更加真实的效果。我记得大约在98年,学术界掀起了Cloth Simulation (布料模拟运算)的热潮,我也曾经研究有关技术,但最后我觉得那些time-stepping的方法用于毛笔上并不是太适合。幸好做力学模拟的方法不只得一类,还有一大类叫Variational的方法。相比之下我觉得后者很适合用在虚拟毛笔上,于是便选用了属Variational类的Energy Minimization方法来模拟笔毛的变形。选定了仿真方法,还要设计毛笔的结构,其实我的设计并不复杂,笔头由毛束组成,每一毛束有一骨架,骨架外以一简单曲面代表毛束着墨部份。设计好了,剩下的就是编写计算机程序把它实现出来。
Nelson以水墨描绘白兔 (如欲欣赏更详细片段,请到 Moxi官方网站 直接下载)

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小编:为何虚拟毛笔需要用模拟运算?
Nelson:其实我主要是希望做到近似真实书法中,行书及草书那些优美的线条,而我认为如果不以物理仿真笔毛的弹性的话,笔锋以至笔划都不会自然,很难让用家像用真笔般挥洒,画出生动的线条。

小编:在开发途中有否请教过绘画高手的意见?
Nelson:虽然我一直闲来有画画,不过我并没有正式跟老师学习过中国书画,只是看书和录像学过而己。但是我有经常去听中国书画家的讲座,从中了解更多最新的有关信息,好像因此我学习到使用“墨色催化济”来加强水墨渲染开的感觉等。于03年,王无邪先生 (Mr. Wucius Wong /当代书画名家)曾在香港艺术馆举办讲座,当时我亦有给他看过我的研发,被此交流了一番。而科大也不时会邀请国内的书画家到来作艺术交流,当中有位南京来的画家也对我的研发也非常赞同,他还跟我说:「其它的技术人员都不懂艺术家要什么,但是你懂!」

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小编:有哪些画法技巧,你的软件是暂时仍未能够完全模仿?
Nelson:暂时我的软件未能完全模拟书法中的“藏锋逆入”(相反为“露锋”,日本人大多用“露锋”,中国人则喜欢“藏锋”)。这是因为我的毛笔骨脊只有六节,故暂时是做不到笔尖上的细微屈曲。不过将来更强的CPU将可让我们加上更多骨脊节数,或者我们也可再修改一下,以曲线作为骨杆,要做到“逆入”的效果在将来相信是不难的。

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引用 脑震荡的猪 2013-7-20 01:19
支持国产国力量~

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