当前位置:主页 > 文艺论文 > 广告艺术论文 >

基于进化计算技术的剪纸图案创新设计研究与实现

发布时间:2018-02-28 12:48

  本文关键词: 进化计算 遗传算法 剪纸图案 创新设计 产品特征树 出处:《山东师范大学》2009年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】: 随着计算机辅助设计技术的飞速发展,人们不仅把计算机作为一种实现设计方案的可视化工具,同时已经开始将机器智能应用在设计工作中最为重要和根本的概念设计阶段,激发设计者的灵感,设计出更加新颖和完善的产品。基于进化计算的创新设计方法就是将人工智能中的进化计算技术应用到辅助设计领域,这种方法是利用计算智能对现有产品进行改造,完善产品的外观、质量、性能等指标,从而进一步满足用户的需求。随着进化计算技术的不断发展,利用进化技术作为支持的产品创新概念设计方法,已经成为一种重要的辅助设计方法。进化计算技术如遗传算法在创新设计领域的应用也成为近年来的研究热点。 剪纸是中国古老的传统民间艺术,它历史悠久,风格独特,深受国内外人士所喜爱。它依靠设计者丰富的想象力和高度的概括力,抓住现实中最动人、最能表达内容的形象,以虚实相生的手法剪出内部的图案线条,通过镂空对比体现图案之美,同时在造型设计上采用夸张、变形的手法和简练的线条以及明快的色调,创造出富有装饰性的艺术形象。随着社会的发展,剪纸已经发展成为一种民间工艺,在室内外装修、纺织品、服饰、广告设计、POP设计、包装设计、书籍装帧等领域被广泛应用。但随着人们欣赏水平及审美观的逐渐提高,如何创作出那种超越自然形态,超越客观逻辑的栩栩如生的剪纸造型,对设计者的想象力、创造力提出了更高的要求。可以说,剪纸艺术发展到今天已不仅仅是对传统的继承,而是更多地注入了设计的观点。用现代产品设计的眼光对传统的剪纸艺术进行再思索、再创作,以充分体现中华民族几千年华夏文明和深厚的文化内涵,这其中对创新性的要求不言而喻。 本文通过对剪纸图案设计过程的分析和研究,将进化计算技术应用到设计过程中,提出了一种计算机辅助生成剪纸造型的新方法,并建立了一个智能化剪纸图案CAD系统,从而为设计人员开拓思路、提高效率提供了支撑平台。本文主要工作为: 1.将进化设计引入计算机辅助剪纸图案创新设计中。利用计算机辅助设计思想,借助生物遗传进化的方法,将遗传算法、产品特征树等技术应用于剪纸图案的概念设计阶段,以便于设计人员打破惯性思维,结合设计要求得到新颖且又能满足设计要求的创新图案,激发设计灵感。 2.提出了一种基于遗传算法的剪纸纹样生成算法。 通过对剪纸图案的分析和概括,抽象出构成剪纸所需的纹样,利用实数编码遗传算法和基于双倍体结构的复数编码遗传算法生成大量灵活多变的纹样;同时,在操作过程中,改进遗传策略,在适应度函数的选取方面,通过对轮廓曲线进行深入研究,引入均匀因子和平滑因子等;并根据编码方式的不同,对交叉、变异等遗传操作进行改进,以提高生成种群的多样性,以此构造丰富多彩的纹样库。 3.提出了一种基于产品特征树的剪纸纹样组装方案。 针对剪纸造型结构的特点,在标准遗传算法的基础上,把剪纸图案表示成产品特征树形式,将遗传算法作用于特征树,采用基于树结构的遗传操作,实现对纹样库中的各种纹样进行自动选取及组装,产生各种各样风格不同的剪纸图案造型。 4.实现了一个智能化的剪纸图案创新CAD系统。 根据计算机辅助剪纸创新设计过程,利用VC++6.0及实体造型引擎ACIS在WINDOWS XP平台下构造了一个基于进化计算的剪纸图案创新设计CAD模型。该系统主要包括智能纹样生成、自动组装、人工修改及用户管理等部分,在可视化环境下实现了纹样自动生成、组装等操作,并可根据需要对图案进行人工修改。
[Abstract]:With the rapid development of computer aided design technology, people not only use a visual tool for design as a computer, but begin to apply machine intelligence in the design work of the most important and fundamental stage of conceptual design, designers to stimulate inspiration, design more fashionable and perfect product creative design based on evolutionary computation method. Is applied to the field of computer-aided design of artificial intelligence in evolutionary computation, this method is to transform the existing products using computational intelligence, improve the product appearance, quality, performance and other indicators, so as to meet the needs of users. With the continuous development of evolutionary computation, as the concept of product innovation design method using support the evolution of technology, has become an important auxiliary design method. The calculation techniques such as genetic algorithm in the field of evolutionary innovation design Application has also become a hot spot of research in recent years.
The paper-cut is Chinese ancient traditional folk art, it has a long history, unique style, loved by people at home and abroad. It relies on the abundant imagination and high generalization ability, seize the most touching reality, most can express the content of the image, in combination of the real and the way to cut the internal lines of patterns, by contrast of hollow the beauty of the patterns, at the same time in the design using exaggeration, distortion approach and simple lines and bright colors, to create decorative images. With the development of society, the paper-cut has become a kind of folk art, decoration, indoor and outdoor textiles, apparel, advertising design, POP design, packaging design that book has been widely used. But with people's appreciation and aesthetic gradually improve, how to create the kind of beyond the natural form, beyond the objective logic of the paper-cut made true to life Type of designer's imagination, put forward higher requirements of creativity. It can be said that the paper-cut art development today is not only the traditional inheritance, but more into the design point of view. With the modern product design view of the traditional paper-cut art rethink, re creation, in order to fully reflect the Chinese nation years of Chinese civilization and profound cultural connotation, the innovative requirements is self-evident.
Based on the analysis and research of paper-cut design process, applies the evolutionary computation to the design process, this paper proposes a new method of computer aided generation of paper-cut design, and built an intelligent paper-cut pattern CAD system, to explore new ideas for the design staff, to provide a support platform to improve the efficiency of the main work of this paper. For:
1. the evolutionary design of the computer-aided design of paper cutting. Using computer aided design, with the method of biological genetic evolution, genetic algorithm, conceptual design stage application product feature tree technology in paper-cut patterns, in order to facilitate the designers to break the inertia of thinking, combining with the design requirements are novel and can meet the design requirements the pattern of innovation, inspire design inspiration.
2. a new algorithm of paper-cut pattern generation based on genetic algorithm is proposed.
Through the analysis and summary of paper-cut patterns, abstract form required paper-cut patterns, using real encoding genetic algorithm and genetic algorithm to generate complex encoding double structure based on a large number of flexible patterns; at the same time, in the operation process, the improved genetic strategy in adaptive selection function, through in-depth study the contour curve, introduce uniform factor and smoothing factor; and according to the different encoding of crossover, mutation operation of genetic improvement, in order to improve the diversity of the generation population, in order to construct the rich and colorful patterns.
3. a paper cutting pattern assembly scheme based on product feature tree is proposed.
According to the characteristics of paper-cut design structure, based on standard genetic algorithm, the paper-cut patterns expressed as product feature tree form, the genetic algorithm on the feature tree, the genetic operation based on tree structure, the realization of the various patterns of patterns in the library automatic selection and assembly, produce a variety of different styles of paper-cut patterns other.
4. an intelligent CAD system for paper-cut pattern innovation is realized.
According to the computer aided design of paper cutting process, using VC++6.0 and ACIS solid modeling engine is constructed based on evolutionary computation of creative design of paper cutting CAD model on WINDOWS XP platform. The system includes the intelligent pattern generation, automatic assembly, artificial modification and user management and so on, in the visual environment to achieve the automatic generation of patterns the assembly, operation, and according to the need to manually change the pattern.

【学位授予单位】:山东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:J528.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 程梅女;遗传算法和结构优化设计[J];江汉大学学报;1996年06期

2 张宏生,吴拓;遗传算法在非线性方程组求解中的应用[J];肇庆学院学报;2002年02期

3 韩天;;基于改进遗传算法的TSP问题研究[J];心智与计算;2009年01期

4 李丙春;基于遗传的优化算法[J];喀什师范学院学报;2005年03期

5 沈海军;肖锋瑞;薛建芳;朱春颖;;RBF网络在电池容量预测中的应用[J];青春岁月;2010年12期

6 朱正才;杨惠中;;大学英语考试的计算机化组卷探新[J];外语电化教学;2008年06期

7 张英俐,刘弘,李少辉;遗传算法在作曲中的应用[J];计算机应用研究;2005年11期

8 余嘉元;;基于GA的K均值聚类分析在消费心理学中的应用[J];广西师范大学学报(自然科学版);2009年03期

9 余嘉元;;基于遗传算法的模糊综合评价在心理测量中的应用[J];心理学报;2009年10期

10 宋哲守;;基于H-杂交的改进遗传算法研究[J];心智与计算;2008年02期

相关会议论文 前10条

1 褚德欣;;进化计算及其在智能控制中的应用[A];山西省科学技术情报学会学术年会论文集[C];2004年

2 刘第楷;徐家云;李桂青;;进化计算理论在结构控制中的应用研究[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1997年

3 金炳尧;蔚承建;何振亚;;一个基于遗传与局部搜索的概率学习算法[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1999年

4 邵桂芳;李祖枢;陈桂强;;基于进化计算的控制结构设计方法[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年

5 贾亚军;丛爽;;进化算法的分析及对比研究[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年

6 王琳;罗可;罗永红;;一种基于混合的IGA & PSO的数据聚类算法[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(二)[C];2008年

7 周海清;王恭先;陈正汉;;基于面向对象遗传算法的抗滑桩优化设计程序的研制[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年

8 吴建生;金龙;;基于实数编码的遗传算法神经网络预报建模研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年

9 申元霞;张翠芳;;GA-BP算法在系统辨识中的应用[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年

10 刘辙;彭亮;崔广才;吴学礼;;混合遗传算法在车间调度中的应用[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年

相关重要报纸文章 前10条

1 林京;《神经网络和遗传算法在水科学领域的应用》将面市[N];中国水利报;2002年

2 中国科技大学计算机系 邢方亮;计算智能百花齐放[N];计算机世界;2003年

3 易水;新词集锦(382)[N];计算机世界;2003年

4 程爱娟;旅行推销员问题(TSP)的人工智能解法及其应用[N];新疆科技报(汉);2001年

5 本报记者 范毅波 张旭军;带上望远镜上路[N];网络世界;2005年

6 包家庆;IDS五大发展趋势[N];网络世界;2002年

7 郭明波;来自蝙蝠的启发[N];北京科技报;2001年

8 易水;IT新词集锦[N];计算机世界;2003年

9 高澜庆;矿山企盼智能化[N];中国矿业报;2000年

10 顾正华 唐洪武 肖洋 河海大学水利水电工程学院 李云 南京水利科学研究院水工研究所;水流智能模拟大步走来[N];中国水利报;2005年

相关博士学位论文 前10条

1 杨海军;进化计算中的模式理论、涌现及应用研究[D];天津大学;2004年

2 李航;遗传算法求解多模态优化问题的研究[D];天津大学;2007年

3 时小虎;Elman神经网络与进化算法的若干理论研究及应用[D];吉林大学;2006年

4 张旭;具有拓扑结构布局优化的理论及算法[D];大连理工大学;2004年

5 廖平;基于遗传算法的形状误差计算研究[D];中南大学;2002年

6 周明;高新技术产业投资环境系统研究[D];西北工业大学;2006年

7 张需溥;小型化微带天线的设计与数值分析[D];上海大学;2004年

8 杨春成;空间数据挖掘中聚类分析算法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年

9 方娟;基于移动代理的网格资源监控技术的研究[D];北京工业大学;2005年

10 崔晓芳;箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D];大连交通大学;2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 华洁;函数聚类及其进化计算知识获取研究[D];西安理工大学;2010年

2 汪晗;基于进化计算的多目标优化与决策方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年

3 曲永超;基于遗传算法的商标图案设计[D];山东师范大学;2009年

4 王丽爱;研究思维进化计算的多峰优化性能及研究算法参数对效率的影响[D];太原理工大学;2004年

5 陈珂;进化计算技术在手机造型设计及评价中的应用研究[D];山东师范大学;2008年

6 常晓宇;查找基因调控子结合位点的智能算法[D];吉林大学;2007年

7 刘涛;基于进化计算技术的剪纸图案创新设计研究与实现[D];山东师范大学;2009年

8 刘福敏;基于进化计算的动漫造型研究与实现[D];山东师范大学;2010年

9 彭轩;遗传算法及其在图像分割中的应用[D];吉林大学;2006年

10 朱奉梅;遗传算法在高校排课系统中的研究与应用[D];东北大学;2009年



本文编号:1547376

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/wenyilunwen/guanggaoshejilunwen/1547376.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户b22dc***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com