随着科技的发展，非真实感渲染近年来已经成为了热门课题，越来越多的学者从事非真实感渲染的技术研究。在国外对水彩画、油画等具有西画艺术特征的艺术品仿真技术已经比较成熟，然而国内在非真实感渲染方面的研究起步较晚，针对具有东方艺术特征的艺术品仿真技术还不够成熟。中国水墨画作为东方艺术的代表，目前在水墨风格化方面的研究取得了一定的成果，但是仍然有许多需要改进和进一步研究的地方，本文主要就是从事了水墨风格化技术的研究。首先研究了水墨风格化的轮廓线提取技术，本文结合了图形图像空间的轮廓线提取算法，先利用基于光滑曲面的图形空间轮廓线提取算法检测出轮廓线，再利用模型的曲率图进行宽度控制进行修正，得到效果更好的轮廓线。然后研究了水墨风格化的内部晕染技术，在内部晕染中是根据模型对光线的反射量实现着色，并且考虑了模型与光源距离对着色的影响；同时还研究了彩墨渲染，引入了KM颜色理论实现颜料仿真；另外使用法线扰动实现了具有凹凸感的水墨风格化着色，一定程度上解决了一些局部较大面积具有相同法线导致着色效果很差的问题。此外，进一步研究了水墨风格化的水墨特征仿真技术，使用高斯模糊实现了水墨渗透效果，利用膨胀算法思想生成alpha控制模板实现水墨扩散仿真，还支持宣纸背景的添加已经诗词印章的制作，进一步增强了水墨风格的特征。在实现水墨风格化的算法过程中，充分结合当前图形硬件的特征，使用Cg实现了顶点shader和像素shader编程，将部分算法从CPU中转移到GPU中，实现了GPU加速处理，大大提升了水墨风格化渲染的帧率，能满足大场景水墨风格化的实时渲染。最后，通过与皮影风格化技术的结合，制作了具有中国传统艺术特征的3D动画，展示了水墨风格化技术的实际使用价值。