數學形態學在電腦繪圖中陰影現像之應用

Abstract

數學形態學(mathematical morphology) 近年來已被廣泛應用在影像處理。圖形識別 及電腦視覺等領域，其特點為運算簡單且可平行運算。而Sternberg 首次利用灰度值 形態學(grayscale morphology)中之擴展運算(dilation operation)，應用於電腦繪 圖領域上，其可對一張灰度值影像，以平行光為光源，找出陰影所在，產生三度空間 的視覺效果。 產生物體之阻影需花大量計算時間，因為必須決定光源是否能照射到該物體之每一點 。形態阻影演算法(morphological shadowing algorithm) 能由平行光源對二維物體 表面產生絕對阻影(hard shadows)，使之有三維之視覺效果。更進一步，本論文提出 修正形態阻影演算法(modified morphological shadowing algorithm)是基於形態陰 影演算法與空間轉換，能由點光源對三維不透明物體產生絕對陰影。 分維幾何(fractal geometry)可模擬出許多自然界之物體，例如地形、雲、葉子、草 木等，本論文以雲為背景，不同樣式的地形為模形，利用本論文所提出之方法，任意 位置之點光源對地形表面產生陰影，快於一般之傳統：於iris 4D/25電腦上執行，26 萬多(256Kbytes)個多邊形(polygons)產生陰影會少於50 秒。