本文關(guān)鍵詞： 進(jìn)化計(jì)算 遺傳算法 剪紙圖案 創(chuàng)新設(shè)計(jì) 產(chǎn)品特征樹(shù)　出處：《山東師范大學(xué)》2009年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】： 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(mǎn)足用戶(hù)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)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?chē)?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(xiàn)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(xiàn)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(shū)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?對(duì)設(shè)計(jì)者的想象力、創(chuàng)造力提出了更高的要求。可以說(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,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)。本文主要工作為: 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)人員打破慣性思維,結(jié)合設(shè)計(jì)要求得到新穎且又能滿(mǎn)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(xiàn)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WINDOWS XP平臺(tái)下構(gòu)造了一個(gè)基于進(jìn)化計(jì)算的剪紙圖案創(chuàng)新設(shè)計(jì)CAD模型。該系統(tǒng)主要包括智能紋樣生成、自動(dòng)組裝、人工修改及用戶(hù)管理等部分,在可視化環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了紋樣自動(dòng)生成、組裝等操作,并可根據(jù)需要對(duì)圖案進(jìn)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.

【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：J528.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 程梅女;遺傳算法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];江漢大學(xué)學(xué)報(bào);1996年06期

2 張宏生,吳拓;遺傳算法在非線(xiàn)性方程組求解中的應(yīng)用[J];肇慶學(xué)院學(xué)報(bào);2002年02期

3 韓天;;基于改進(jìn)遺傳算法的TSP問(wèn)題研究[J];心智與計(jì)算;2009年01期

4 李丙春;基于遺傳的優(yōu)化算法[J];喀什師范學(xué)院學(xué)報(bào);2005年03期

5 沈海軍;肖鋒瑞;薛建芳;朱春穎;;RBF網(wǎng)絡(luò)在電池容量預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J];青春歲月;2010年12期

6 朱正才;楊惠中;;大學(xué)英語(yǔ)考試的計(jì)算機(jī)化組卷探新[J];外語(yǔ)電化教學(xué);2008年06期

7 張英俐,劉弘,李少輝;遺傳算法在作曲中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2005年11期

8 余嘉元;;基于GA的K均值聚類(lèi)分析在消費(fèi)心理學(xué)中的應(yīng)用[J];廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年03期

9 余嘉元;;基于遺傳算法的模糊綜合評(píng)價(jià)在心理測(cè)量中的應(yīng)用[J];心理學(xué)報(bào);2009年10期

10 宋哲守;;基于H-雜交的改進(jìn)遺傳算法研究[J];心智與計(jì)算;2008年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 褚德欣;;進(jìn)化計(jì)算及其在智能控制中的應(yīng)用[A];山西省科學(xué)技術(shù)情報(bào)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

2 劉第楷;徐家云;李桂青;;進(jìn)化計(jì)算理論在結(jié)構(gòu)控制中的應(yīng)用研究[A];第六屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第一卷）[C];1997年

3 金炳堯;蔚承建;何振亞;;一個(gè)基于遺傳與局部搜索的概率學(xué)習(xí)算法[A];1999年中國(guó)智能自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];1999年

4 邵桂芳;李祖樞;陳桂強(qiáng);;基于進(jìn)化計(jì)算的控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法[A];2007年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集[C];2007年

5 賈亞軍;叢爽;;進(jìn)化算法的分析及對(duì)比研究[A];2009系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

6 王琳;羅可;羅永紅;;一種基于混合的IGA & PSO的數(shù)據(jù)聚類(lèi)算法[A];2008'中國(guó)信息技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)論壇論文集（二）[C];2008年

7 周海清;王恭先;陳正漢;;基于面向?qū)ο筮z傳算法的抗滑樁優(yōu)化設(shè)計(jì)程序的研制[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第九屆土力學(xué)及巖土工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2003年

8 吳建生;金龍;;基于實(shí)數(shù)編碼的遺傳算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)報(bào)建模研究[A];推進(jìn)氣象科技創(chuàng)新加快氣象事業(yè)發(fā)展——中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2004年年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2004年

9 申元霞;張翠芳;;GA-BP算法在系統(tǒng)辨識(shí)中的應(yīng)用[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)、中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)2004年西南三省一市自動(dòng)化與儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

10 劉轍;彭亮;崔廣才;吳學(xué)禮;;混合遺傳算法在車(chē)間調(diào)度中的應(yīng)用[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)全國(guó)第九屆自動(dòng)化新技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 林京;《神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法在水科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用》將面市[N];中國(guó)水利報(bào);2002年

2 中國(guó)科技大學(xué)計(jì)算機(jī)系　邢方亮;計(jì)算智能百花齊放[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

3 易水;新詞集錦(382)[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

4 程愛(ài)娟;旅行推銷(xiāo)員問(wèn)題（TSP）的人工智能解法及其應(yīng)用[N];新疆科技報(bào)(漢);2001年

5 本報(bào)記者 范毅波 張旭軍;帶上望遠(yuǎn)鏡上路[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2005年

6 包家慶;IDS五大發(fā)展趨勢(shì)[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2002年

7 郭明波;來(lái)自蝙蝠的啟發(fā)[N];北京科技報(bào);2001年

8 易水;IT新詞集錦[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

9 高瀾慶;礦山企盼智能化[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2000年

10 顧正華 唐洪武 肖洋 河海大學(xué)水利水電工程學(xué)院 李云 南京水利科學(xué)研究院水工研究所;水流智能模擬大步走來(lái)[N];中國(guó)水利報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 楊海軍;進(jìn)化計(jì)算中的模式理論、涌現(xiàn)及應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2004年

2 李航;遺傳算法求解多模態(tài)優(yōu)化問(wèn)題的研究[D];天津大學(xué);2007年

3 時(shí)小虎;Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與進(jìn)化算法的若干理論研究及應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2006年

4 張旭;具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)布局優(yōu)化的理論及算法[D];大連理工大學(xué);2004年

5 廖平;基于遺傳算法的形狀誤差計(jì)算研究[D];中南大學(xué);2002年

6 周明;高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)投資環(huán)境系統(tǒng)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

7 張需溥;小型化微帶天線(xiàn)的設(shè)計(jì)與數(shù)值分析[D];上海大學(xué);2004年

8 楊春成;空間數(shù)據(jù)挖掘中聚類(lèi)分析算法的研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2004年

9 方娟;基于移動(dòng)代理的網(wǎng)格資源監(jiān)控技術(shù)的研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2005年

10 崔曉芳;箱型結(jié)構(gòu)焊接變形預(yù)測(cè)、控制及應(yīng)用[D];大連交通大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 華潔;函數(shù)聚類(lèi)及其進(jìn)化計(jì)算知識(shí)獲取研究[D];西安理工大學(xué);2010年

2 汪晗;基于進(jìn)化計(jì)算的多目標(biāo)優(yōu)化與決策方法研究[D];中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

3 曲永超;基于遺傳算法的商標(biāo)圖案設(shè)計(jì)[D];山東師范大學(xué);2009年

4 王麗愛(ài);研究思維進(jìn)化計(jì)算的多峰優(yōu)化性能及研究算法參數(shù)對(duì)效率的影響[D];太原理工大學(xué);2004年

5 陳珂;進(jìn)化計(jì)算技術(shù)在手機(jī)造型設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究[D];山東師范大學(xué);2008年

6 常曉宇;查找基因調(diào)控子結(jié)合位點(diǎn)的智能算法[D];吉林大學(xué);2007年

7 劉濤;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)[D];山東師范大學(xué);2009年

8 劉福敏;基于進(jìn)化計(jì)算的動(dòng)漫造型研究與實(shí)現(xiàn)[D];山東師范大學(xué);2010年

9 彭軒;遺傳算法及其在圖像分割中的應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2006年

10 朱奉梅;遺傳算法在高校排課系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用[D];東北大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：1547376