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  3. 笔式绘图仪的点画:密度、Voronoi 和 TSP

笔式绘图仪的点画技术

点画把明暗层次转换成点与点之间的疏密。在笔式绘图仪上,真正的限制来自落笔稳定性、纸张表现和走笔时间,所以实用经验比空泛理论更重要。

是什么让点画发挥作用

点画通过点间距和位置而不是填充区域来构建色调。较暗的段落使用更多的点或更近的间距,而较浅的段落则使更多的纸张可见。

这使其成为一种自然的绘图仪技术,但前提是标记可重复。如果笔羽化、出现斑点或宽度变化太大,则亮值会接近,而暗值会失去结构。

好的点画应该有两种解读方式:近距离看是干净的点,正常观看距离下是可信的色调。如果它只能在屏幕上工作或只能在一定距离内工作,则说明它还没有准备好。

在绘制整页之前,先一起测试实际的笔和纸。如果最小的点消失或最密集的区域合并成实心块,请首先调整间距、笔宽度或纸张选择。

快速心智模型

在改变技术之前改变间距。如果单个点域读起来仍然太亮,请添加更多点。仅当您接受连接线作为外观的一部分时才切换到 TSP。

使用同一笔的宽、中、紧点间距的比较
用一支笔绘制相同的阴影形状三次,显示宽、中、紧点间距。
光滑纸和吸水性更强的纸上相同点画样本的照片
在光滑的纸和吸水性更强的纸张上显示了一个小点画样本,并附有有关羽化和丢失高光的注释。

选择点分布

简单的随机点生成速度很快,但容易聚集,这使得中间色调看起来很脏。

泊松盘采样通过强制点之间的最小间距来提高均匀度。

Adrian Secord 描述的加权质心 Voronoi 点画是基于图像的点画的关键参考方法,因为它遵循图像密度,同时仍然产生间隔良好的点。

TSP 则不同。它不是更好的点生成方法,而是一种让绘图仪以更少提笔次数走完现有点集的路径策略。

  • 随机点:草稿快,色调控制最弱。
  • 泊松盘:更干净的间距,有利于均匀的纹理。
  • 加权沃罗诺伊:音调和点位置的最强平衡。
  • TSP 路线:当绘图效率很重要并且连接线可以接受时是最佳选择。
信息图显示了从源照片到色调简化再到加权点和可选 TSP 路线的点画工作流程
点画流程:从源照片到色调简化、加权 Voronoi 点、可选的 TSP 路径,以及最终的局部校样。

绘图仪优先的工作流程

  1. 1

    简化来源

    从已经具有清晰光影分离的源图像开始。将其转换为灰度,简化嘈杂的背景,并确保焦点主体在生成任何点之前仍然可以读取。

  2. 2

    生成证明

    从裁剪或较低密度的校样开始,而不是完整的最终图。如果表格无法以小比例阅读,添加数千个额外的点通常会比增加清晰度更快地增加时间。

  3. 3

    决定纯点或 TSP 路线

    尽早做出审美选择。如果孤立的点很重要,请保留纯粹的点画。如果绘图仍然使用可见行进线,则 TSP 路线可以节省大量机器开销。

  4. 4

    优化路径顺序

    绘制单独的点的成本很高,因为笔抬起和移动距离会增加开销。在绘图之前对路径重新排序,或者当您希望计算机尽可能多地进行绘图时使用 TSP 导出。

  5. 5

    绘制最终规模测试补丁

    用最终的笔和纸以最终比例绘制一个小补丁。检查边缘清晰度、阴影分离和高光开放度,然后根据需要重新生成。

了解权衡

纯粹的点画和TSP艺术是不同的结果。 TSP 路线通过用连续线连接点来减少笔抬起,因此行进路径在完成的图像中变得可见。

肖像渲染为纯粹的孤立点画点
肖像呈现为纯粹孤立的点画点,没有可见的连接旅行线。
肖像渲染为 TSP 艺术,连续线访问点画点
同样的肖像被渲染为 TSP 艺术,因此读者可以将干净的点与可见的连续路线进行比较。

纯点画与 TSP 艺术

纯粹的点画使点在视觉上分开。它速度较慢,但​​保留了开放的纸张间隙,从而使该技术具有传统的外观。

TSP 艺术将点集转变为穿过图像的近乎连续的路线。罗伯特·博世 (Robert Bosch) 将这种方法推广为一种独特的绘画风格,而 StippleGen 可以导出这种路径。

当绘制时间很重要并且您很高兴旅行线路成为图像的一部分时,请使用 TSP。当孤立的点是点的一部分时,使用纯点画。

如果您坚持使用独立路径,vpype 的“linesort”等工具仍然可以在不改变绘图风格的情况下减少提笔行程。

佐证照片

一张有用的样本照片显示了一支笔、一张纸、四个点密度测试、一个 TSP 样本和手写笔记。像这样的单一参考使指南感觉扎根于真实的输出。

真正有帮助的混合技术

大多数强大的绘图仪绘图不会到处使用点画。最好的结果通常来自于在它能增加最大价值的地方使用它。

  • 当点域花费太长时间时,请对大的暗质量使用阴影线。
  • 使用调色纸来保持中间色调,这样您就可以只绘制阴影和重音。
  • 保持背景比主题简单;使用点密度来改善轮廓、特征和关键阴影形状。
  • 仅当您的笔和纸一致地再现这些尺寸变化时,才使用可变点尺寸。

在最终剧情之前

  • 在预期观看距离内仍然可以读取主题。
  • 最暗的簇保持分离,而不是填充成斑点。
  • 亮点主要是纸质的,而不是灰色的薄雾。
  • 路径顺序已针对您正在使用的机器进行了优化。
  • 最终的笔和纸已经在小样本上进行了测试。
专业提示

保留一份带日期的色样库。笔品牌、笔尖尺寸、纸张类型和间距记录,通常比六个月后再去猜“当时为什么有效”要有用得多。

我需要多少个点?

没有通用的点数。输出尺寸、笔宽度、纸张吸收性、光源对比度和观看距离都会改变答案。从裁剪后的校样或较低密度的版本开始,只有在增加有意义的结构时才继续增加密度。一旦阴影开始合并或高光停止打开,额外的点通常会被浪费。

为什么我的点画看起来很脏?

通常的原因是源图像中的色调分离较弱、点对于笔和纸来说太近或者分布方法使点聚集。首先修复图像,加宽间距或使用更细的笔,并且更喜欢泊松或沃罗诺伊式分布而不是天真的随机放置。

我应该使用纯点画还是 TSP 艺术?

当孤立的点对最终外观很重要并且您接受较慢的绘图时,请使用纯点画。当速度很重要并且可见的连接线符合审美时,请使用 TSP 艺术。它们解决不同的问题,因此请根据完成的图像而不仅仅是渲染预览进行选择。

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