基于群智能算法的卡通造型设计方法研究

发布时间：2020-02-25 02:42

【摘要】：动漫产业是一个充满活力的新兴产业。动漫综合运用了语言、声音、文字、静态图画与动态影像等多种情感互动表现形式，提升了主题思想的表现力，深受少年儿童的喜爱。发展动漫产业对于发展教育与文化产业，拉动经济增长，树立青少年正确的价值观都具有重要意义。近几年来，我国动漫产业发展较快，涌现出一批新颖的动漫作品。三维动漫是动漫产业中最具吸引力的组成部分。三维动漫相对于传统动漫更加真实。独具特色，设计优秀的动漫造型可以为整部作品增色不少。例如好莱坞三维动漫作品《闪电狗》、《汽车总动员》和《功夫熊猫》中个性鲜明的人物角色给人们留下了深刻的印象。三维动漫制作的核心元素是人物造型的设计。人物造型设计质量的好坏，直接影响到动漫作品本身的艺术表现力。实践表明，设计合理的三维动漫造型可以充分保证逐帧渲染后肢体运动的逼真程度。当前三维动漫造型大多在Maya或3DMax中采用纯手工绘制建模，并以obj格式导入到当前场景。该方法不仅费时费力，而且设计的好坏易受设计人员自身水平和喜好的限制。在艺术创作中，设计人员常受设计灵感不足的困扰。当需要设计大规模群体动画时，纯手工绘制往往导致工作量过大，制作周期过长，使得成本大大增加。基于此，迫切需要一种全新的设计方法，来快速高效的批量生成三维卡通造型。本文将计算机辅助设计的思想引入到三维动漫造型设计中，通过对群智能算法，软构件理论、计算机辅助配色理论和协同通信技术的研究，以提高制作卡通造型制作方法的复用性，，新颖性、高效性和易用性做为目标，提出了一种新的设计方法与思路。现将本文的主要工作和创新点总结如下： 1、针对交互式遗传算法容易发生早熟的特性，提出了改进的基于多用户隔离种群的交互式遗传算法。利用改进的交互式遗传算法生成卡通造型构件，并存储到构件库中。 2、提出改进的蛙跳算法：通过动态自适应调整跳跃幅度和随机扰动的方法，增强了算法在“开发”阶段逃离局部最优的能力，提高了算法搜索全局最优解的精确度。并利用改进的蛙跳算法，进化生成卡通人物造型。 3、采用HSF协同实现造型文件协同传输。采取多专家协同打分的方法，兼顾了各个设计专家的审美喜好。提出了一种用自学习调整专家打分权重的方法，通过调整专家打分权重，进一步消除了人机交互产生的适应度噪声。 4、在现有的色彩调和理论的基础上，将RGB，HVC色彩模型作为色彩适应度参考因素。将改进的蛙跳算法应用到卡通造型配色方案的自动设计中。
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创新概念,设计过程

会议在进化计算应用于建筑设计、工业设计、艺术设计等方面的理论作了深探讨[11]。山东师范大学的刘弘教授多年来一直致力于创新设计的研究，在支持创新的多 Agent 协同设计环境方面积极探索。通过对遗传算法及机器学习的研发的原型系统可以生成各种不同形状的手机、台灯及建筑外观造型，验证了计算支持计算机辅助创新概念设计的可行性[12-15]。

二叉树,子树,二叉树编码

异是染色体进行交叉后对解空间进行的搜索操作。基于二叉树编码结操作，是从二叉树中随机选择一个节点，随机产生一个新的二叉树子来的子树。图 3-6 为二叉树变异的情形：图 3-6 变异前的两棵二叉树 RIBIGA 性能测试与设计实例
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP391.41

【参考文献】