其中最早的连环漫画Richard Felton Outcault的“The Yellow Kid”（黄衣孩童）于1896年2月16日在纽约出版。从此以后，一个全新的阳光产业——漫画诞生了并蓬勃发展至今。如今,世界各国的漫画作品在中国青少年消费市场中影响越来越大。漫画作为一种艺术与视觉的综合艺术形式,凭借写实、夸张、幽默、形象拟人化等特征深受青少年喜爱。在我国的漫画市场消费结构调查中发现,欧美和日本的漫画几乎占据了我国绝大部分的市场,尤其在青少年中非常受欢迎[2]。目前几乎所有的卡通漫画都是由画师亲自绘制，特别是动画方面画师要绘画出每一个关键帧，再由其他人补全期间的其他帧，十分费事。在非真实感绘制中的另一种绘制，水彩化有部分相似的特点，在现有的基础上，可以利用相关研究资源借鉴发挥成为漫画图像，是一个可以考虑发展的方向。
1.2国内外研究状况
非真实感图形绘制的发展历史并非不很长久,从单纯处理图像到利用绘元绘制,从利用图像技术到利用图形技术,从二维到三维,从仅靠软件实现到现在开始利用硬件GPU,从不可交互到可交互,均在不断发展中。非真实感绘制最早出现在 20 世纪 80 年代的早期论文中, 有影响力的如 Strassmann ( 1986 ) 和 Sasada(1987) 发表的论文。1990年,Saito and Takahashi 和 Haeberli 在 Siggraph 会议上发表了两篇非常有影响力的论文。1994 年,随着几篇论文在 Siggraph 会议的发表(如 Winkenbach and Salesin、Salisbury)和在 Eurograph-ics 会议的发表(如 Strothotte) ,这一领域才逐渐显现出来。图示给出了一个非真实感绘制技术的发展历史图[3,4]。
图1.1 非真实感绘制的发展历史
上图显示出，在发展初期非真实感绘制技术大多在2D平面上依靠用户交互式地实现，并主要集中在简单的划线技术上，上世纪90年代初，产生了一系列交互式的绘画系统,如Haeberli开发了一个交互式2D绘制系统[5]，该系统由用户输入一幅原始图像，
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再通过用户交互式的操作来改变绘笔的轨迹、颜色和形状以达到一定效果;在之后开发的一系列对在定时曲线下的浓密间隔控制点进行数值滤波的有效工具，使得某些非真实感绘制技术从2D过渡到2D/2.5D，它在后期处理时通过利用某些附加信息来进行图像处理。
作为非真实感绘制中的一支，卡通漫画的研究时间较短，较先由Decaudin提出了计算机自动完成卡通效果的3D场景的渲染算法，结合深度映像中的边缘检测得到的轮廓线，卡通着色通过OpenGL的Phong模型计算光照强度以及借助阴影图(Shadow Map)技术取到的阴影处理渲染对象的色调部分以获得最终的效果[6]。之后陈洪等人建立一种算法，在人脸图像上标识了一些特征点，利用这些特征点，捕捉各种不同外貌表情夸张的类型，从而学习卡通漫画的绘制的方法[7]。在之后的研究发展中，Holger Winnem¨oller等人运用双边滤波器对目标图像进行抽象化处理，结合DoG算子进行滤波提取了图像的轮廓线完成卡通漫画的实时渲染[8]。
在商业影视方面，去年饱受争议的《恶之华》采用的技术亦算是非真实感绘制的一种：转描机技术[9]。转描机技术是一种动画家用来逐祯的追踪真实运动的动画技术。这种技术最早是把预先拍好的电影投放到毛玻璃上，然后动画家将其描绘下来，意为将真实图像转换为动画图像。这个投影仪被称为转描机（Rotoscope）。1915年，Max Fleischer发明了“转描机”( Rotoscope)，它可将真人电影中的动作，一五一十地转描在赛璐璐片或纸上。Max Fleischer在1916年到1929年创作的《墨水瓶人》(Out of the Inkwell)和《小丑可可》(Koko the Clown)就是利用转描机绘画的动画片。到2001年后，理查德·林克莱特利用转描机技术完成了电影《梦醒人生》和《盲区行者》，这两部作品使得理查德重回巅峰并让转描机技术得以受到世人的注意[10]。虽然大众对《恶之华》的反响十分差，但同样也有人称赞其敢于创新，将这样的技术活用于现在动画。
图1.2 转描机技术
具备卡通漫画部分特殊的水彩画作为具有中国特色的绘画风格，在我国已经发展成长相当长的时间，在计算机方面的实现也已经完成，最早提出水彩画模拟方法的是1991年Small的细胞自动机(Cellular Automata)理论[11]，用来模拟颜料与水的交互作用，获得了较为逼真的水彩画模拟效果。随着时代的发展，这方面技术越加进步完善，Curtis在Small工作的基础上提出了一个经典的水彩画建模系统[12]，可以取得接近于真正水彩画
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的效果，但它通常以较大的计算量为代价。而另一种算法利用图像的分割、滤波与合成等技术，可以简单绘制出自然纹理不强的水彩画。要实现漫画效果便要发现两者间的不同，漫画效果对象一般为人，人的细节特征与风景并非相差无几，正确发现不同并找出对应解决办法才能成功实现具备漫画效果的图像。
1.3研究意义
随着非真实感绘制的不断完善，非真实感绘制在各应用领域的使用也将不断增多
[13]
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(1)艺术领域。非真实感绘制技术给艺术家提供了艺术创作的工具,允许艺术家们在
绘画过程中根据需求，强调某些细节的同时忽略其它细节。它可以生成各种不同风格的图像。借助非真实感绘制技术，艺术家们可以更加方便地完成艺术作品。
(2)科学医学领域。图像是最简单的传送信息的方式，相比文字它有着许多优越性。非真实感绘制技术在表达图像时的简洁准确，常常被用来绘制精细程度较高的科学和医学的插图。
(3) 工业设计领域。在工业设计中如想要显示一个零件图形，关心的只是零件的轮廓尺寸等基本信息，而对其他的信息则不感兴趣。这时就可以使用 NPR 技术来强调突出主要信息，忽略次要信息。
(4)娱乐行业。非真实感绘制技术同样可以广泛应用于动画、游戏、电影等娱乐产业。在游戏、电影中可以创造出许多艺术化的效果等，例如卡通风格的实时游戏等。
在非真实感绘制发展完善的条件下，漫画也有很大的市场需求。或许近几年人们认为漫画卡通的发展缓慢停滞，但近期《冰雪奇缘》的完美成功打破这一说辞，说明这方面的发展还有很大空间，而此次的研究动机也是基于此。现在市面上有Microsoft Cartoon Maker和toonpaint等软件实现照片的卡通漫画化，说明可行性的情况下，学术性的实现图像漫画效果这一方法，对相关知识进行学习填补。
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第二章 漫画效果图像处理
2.1漫画效果分析
漫画是一种艺术形式，是用简单而夸张的手法来描绘生活或时事的图画。一般运用变形、比拟、象征、暗示、影射的方法，构成幽默诙谐的画面或画面组，以取得讽刺或歌颂的效果。是一种具有强烈的讽刺性或幽默感的绘画。常采用夸张、比喻、象征等手法，讽刺、批评或歌颂某些人和事，具有较强的社会性。漫画作为一种艺术形式存在，首先必须具有审美价值。漫画艺术的审美价值主要表现在思维美学形态和视觉美学形态两个方面，二者之间是不可分割的，他们相互依存，相互联系，构成了漫画艺术美的基本形态。1、思维美学形态，任何一类艺术是通过人的思维活动来完成的，漫画艺术也不例外。漫画通过夸张变形，诙谐幽默和荒诞不经等手段，表达事物的精神实质，并向人们传递文学和哲学理念。欣赏者通过思维活动对这种不协调和出乎意料的状态下，产生审美的愉悦和快感，并形成了审美情趣。2、视觉美学形态，众所周知，漫画又是视觉艺术，它囊括了一切绘画表现手段，通过对漫画作品的描绘，对漫画主题起到了渲染和烘托作用，使漫画主题思想深化。由于漫画表现手段丰富，形式多样化，不免使人产生误解或模糊的认识，分不清有多少绘画表现形式。因此，我们有必要对丰富多彩的绘画表现形式进行理性和科学划分，便于对漫画的表现手段有个清楚地认识，并了解和掌握视觉美学形态。一类注重于构思，把绘画手段当作表达思想的载体，另一类注重漫画的视觉艺术效果，通过细腻的刻画来烘托漫画的主题思想。
在这次实验中，我们暂且更关注视觉美学形态方面，在了解漫画的基础之上，将普通图像修改增加特征，赋予它漫画独具的美学形态。
2.2漫画效果流程图
对图像分析我们必须知道我们想得到的是什么样的图像，它的特征应该是什么。漫画图像的特点可以归类为四个：1，变形夸张，这是卡通漫画艺术的最大特点，通过这一点与现实图像区分；2，高度的概括，细节的减少强调出特殊部分，更加具有视觉吸引力；3，颜色的泛用，图像颜色较为鲜明，同一大区域中，基本以一个颜色为主，没有细小的色块；4，边缘的强化，现实图像很多会因为光的原因边缘不清晰，而么漫画因为是绘制而来，所以边缘的保存能达到最好的效果。
真实的图片完全变成漫画是十分艰巨的或者不可能的，而漫画效果则是在原始图像的基础上添加漫画的特点，使其看上去像是漫画。这些特点的添加便是我们所需完成的，输入图像时一般默认为Integer，为了保证进行处理时的精确，要强制转换为Double类
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型，制定流程图如下：
输入图像 双边滤波 噪点处理 颜色量化 色彩处理 输出图像 边缘检测 增强边缘 图2.1 实现图像漫画效果流程图
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