基于進(jìn)化計(jì)算技術(shù)的剪紙圖案創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們不僅把計(jì)算機(jī)作為一種實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的可視化工具，同時(shí)已經(jīng)開(kāi)始將機(jī)器智能應(yīng)用在設(shè)計(jì)工作中最為重要和根本的概念設(shè)計(jì)階段，激發(fā)設(shè)計(jì)者的靈感，設(shè)計(jì)出更加新穎和完善的產(chǎn)品。基于進(jìn)化計(jì)算的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法就是將人工智能中的進(jìn)化計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域，這種方法是利用計(jì)算智能對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行改造，完善產(chǎn)品的外觀、質(zhì)量、性能等指標(biāo)，從而進(jìn)一步滿足用戶的需求。隨著進(jìn)化計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，利用進(jìn)化技術(shù)作為支持的產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)

2、計(jì)方法，已經(jīng)成為一種重要的輔助設(shè)計(jì)方法。進(jìn)化計(jì)算技術(shù)如遺傳算法在創(chuàng)新設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用也成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。 剪紙是中國(guó)古老的傳統(tǒng)民間藝術(shù)，它歷史悠久，風(fēng)格獨(dú)特，深受國(guó)內(nèi)外人士所喜愛(ài)。它依靠設(shè)計(jì)者豐富的想象力和高度的概括力，抓住現(xiàn)實(shí)中最動(dòng)人、最能表達(dá)內(nèi)容的形象，以虛實(shí)相生的手法剪出內(nèi)部的圖案線條，通過(guò)鏤空對(duì)比體現(xiàn)圖案之美，同時(shí)在造型設(shè)計(jì)上采用夸張、變形的手法和簡(jiǎn)練的線條以及明快的色調(diào)，創(chuàng)造出富有裝飾性的藝術(shù)形象。隨著社會(huì)的發(fā)展，剪

3、紙已經(jīng)發(fā)展成為一種民間工藝，在室內(nèi)外裝修、紡織品、服飾、廣告設(shè)計(jì)、POP設(shè)計(jì)、包裝設(shè)計(jì)、書籍裝幀等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。但隨著人們欣賞水平及審美觀的逐漸提高，如何創(chuàng)作出那種超越自然形態(tài)，超越客觀邏輯的栩栩如生的剪紙?jiān)煨?，?duì)設(shè)計(jì)者的想象力、創(chuàng)造力提出了更高的要求?？梢哉f(shuō)，剪紙藝術(shù)發(fā)展到今天已不僅僅是對(duì)傳統(tǒng)的繼承，而是更多地注入了設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)。用現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的眼光對(duì)傳統(tǒng)的剪紙藝術(shù)進(jìn)行再思索、再創(chuàng)作，以充分體現(xiàn)中華民族幾千年華夏文明和深厚的文化內(nèi)涵，

4、這其中對(duì)創(chuàng)新性的要求不言而喻。 本文通過(guò)對(duì)剪紙圖案設(shè)計(jì)過(guò)程的分析和研究，將進(jìn)化計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)過(guò)程中，提出了一種計(jì)算機(jī)輔助生成剪紙?jiān)煨偷男路椒?，并建立了一個(gè)智能化剪紙圖案CAD系統(tǒng)，從而為設(shè)計(jì)人員開(kāi)拓思路、提高效率提供了支撐平臺(tái)。主要工作為： 1.將進(jìn)化設(shè)計(jì)引入計(jì)算機(jī)輔助剪紙圖案創(chuàng)新設(shè)計(jì)中。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)思想，借助生物遺傳進(jìn)化的方法，將遺傳算法、產(chǎn)品特征樹(shù)等技術(shù)應(yīng)用于剪紙圖案的概念設(shè)計(jì)階段，以便于設(shè)計(jì)人員打破慣性思

5、維，結(jié)合設(shè)計(jì)要求得到新穎且又能滿足設(shè)計(jì)要求的創(chuàng)新圖案，激發(fā)設(shè)計(jì)靈感。 2.提出了一種基于遺傳算法的剪紙紋樣生成算法。通過(guò)對(duì)剪紙圖案的分析和概括，抽象出構(gòu)成剪紙所需的紋樣，利用實(shí)數(shù)編碼遺傳算法和基于雙倍體結(jié)構(gòu)的復(fù)數(shù)編碼遺傳算法生成大量靈活多變的紋樣；同時(shí)，在操作過(guò)程中，改進(jìn)遺傳策略，在適應(yīng)度函數(shù)的選取方面，通過(guò)對(duì)輪廓曲線進(jìn)行深入研究，引入均勻因子和平滑因子等；并根據(jù)編碼方式的不同，對(duì)交叉、變異等遺傳操作進(jìn)行改進(jìn)，以提高生成種群的多

6、樣性，以此構(gòu)造豐富多彩的紋樣庫(kù)。 3.提出了一種基于產(chǎn)品特征樹(shù)的剪紙紋樣組裝方案。針對(duì)剪紙?jiān)煨徒Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的基礎(chǔ)上，把剪紙圖案表示成產(chǎn)品特征樹(shù)形式，將遺傳算法作用于特征樹(shù)，采用基于樹(shù)結(jié)構(gòu)的遺傳操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)紋樣庫(kù)中的各種紋樣進(jìn)行自動(dòng)選取及組裝，產(chǎn)生各種各樣風(fēng)格不同的剪紙圖案造型。 4.實(shí)現(xiàn)了一個(gè)智能化的剪紙圖案創(chuàng)新CAD系統(tǒng)。根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助剪紙創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程，利用VC++6.0及實(shí)體造型引擎ACIS在WINDO