三维模型的点画渲染属于非真实感图像渲染(NPR, Non-photorealistic Rendering)领域,在科学数据视觉化、艺术风格渲染等方面有很多用途。 大部分现有的三维模型表面点分布算法致力于提高点对象的分布的均匀性,而且取得了很好的效果。但由于需要严格计算点与点之间的松弛过程(Relaxation),计算量庞大,以现有普通个人计算机的速度,很难达到实施渲染水平。 本文提出的三维点画算法属于需用户干预的、基于笔触的、实时的贪婪算法。本算法吸取了Fast Stippling算法和随机点画快速算法对二维空间区域分割的思想,考虑到现有三维点画算法在点松弛步骤的计算量十分庞大的问题,仿照在初始分布点时限定区域的方法,以三角形限定点对象生成区域的方式控制点的近似均匀分布,而无需处理点松弛问题,从而达到实时渲染的速度。相对于点松弛算法生成的点画在微观层面上可以保证每个点所占据的区域严格相等的特征,本算法在一定宏观层面上保证单位面积被相同数量的点填充,本文所运用的分布均匀性是从这个角度讨论的。 针对点对象分布算法,本文还给出了三种点对象的纹理映射机制以实现彩色点画渲染,它们实现的渲染效果锐化程度递减、柔化程度递增,开发人员可以根据需要自行选择。 另外,本文对点对象的定义做了一定扩充,为其添加了三维属性,即法线属性、模型属性、动画属性。这样可以实现更多的三维点画渲染风格。