基于语义空间的计算机辅助色彩设计研究

基于语义空间的计算机辅助色彩设计研究

张妍[1]2003年在《基于语义空间的计算机辅助色彩设计研究》文中提出本文依据“十五”国家高技术发展计划(863)课题项目和国家自然科学基金,以工业设计理论及现代设计方法学为基础,综合应用模糊逻辑、面向对象技术、语义文法等技术方法,提出了一种基于语义空间的产品色彩设计方法。 首先采用定性和定量相结合的方法,比较各抽象语义词汇对人心理感觉影响的差异,建立了抽象语言和色彩关联的叁维风格语义空间,为色彩信息的表示及推理奠定了基础。并采用基于约束的求解方法,完成了在语义空间中色彩方案表示和求解的全过程。 本文将色彩设计方案加以抽象建立色彩设计类,并在此基础上建立了色彩设计方案库,完成了产品色彩和语言关联的色彩模板库,为将市场需求融入设计过程提供了基础。系统可在CAD环境下输入要生成的产品色彩语言,采用转化规则生成产品的基本色彩方案,从而提高产品色彩设计效率。 目前已在机床产品的色彩设计中进行了初步验证,结果表明该方法及其软件系统都是可行的,能有效地辅助产品的色彩设计。

张全[2]2007年在《产品色彩智能设计理论与方法研究》文中认为色彩是影响消费者选择并购买产品的重要因素,然而产品色彩设计一直是工业设计创新的薄弱环节,很多产品因为色彩不美观、不宜人而滞销。产品色彩智能设计(PCID)技术是在传统产品色彩设计理论基础上结合先进CAD技术和人工智能理论来解决色彩设计创新问题的新途径,目前面临的主要问题是:尚未建立健全的计算机智能思维体系;缺乏表征色彩设计意念、形象以及意象的有效方法;缺少适用于智能化色彩设计与评价的系统理论与方法。论文依托国家自然科学基金项目(编号:50275122)和国家863高技术研究发展计划项目(项目1编号:2002AA411120,项目2编号:2002AA411110),从基础理论到工程应用对产品色彩设计的智能化问题进行了系统深入的研究,综合运用心物实验理论、色彩学、计算机辅助设计技术以及人工智能理论提出了一套基于复合思维的产品色彩智能设计理论方法,主要包括复合思维体系框架、交互式色彩调和技术、设计意象捕捉与评估技术、形色耦合美度评价方法以及产品色彩方案的自动生成与优化技术,具体内容如下:(1)产品色彩智能设计的复合思维理论体系框架人类设计活动的本质是思维,研究设计思维对于解决产品创新问题具有重要价值。与公理设计、可拓设计、TRIZ等传统设计理论不同,论文根据现有思维科学研究成果提出了复合思维概念和基于复合思维的产品色彩智能设计(PCIDBMT)技术。结合可拓理论建立了复合思维的对象模型、操作模型以及关系模型,构建了PCID的复合思维体系框架从而为PCIDBMT技术研究奠定理论基础。(2)交互式色彩调和技术传统CAD系统缺乏符合视觉规律的色彩形象模型和色彩调和工具。论文引入真正符合视觉规律的Munsell色彩体系,采用神经网络技术构建了面向形象思维的色彩调和模型(CHMOIT),将CHMOIT与Photoshop系统中的均匀色彩空间Lab进行比较,结果表明CHMOIT具有更好的视觉秩序与均匀性。在CHMOIT基础上提出了4类交互式色彩调和控制算法,这些算法能根据设计师选择的主色调与调和类型快速生成对应的系列调和色,从而把设计师从繁琐的色彩调和工作中解脱出来。(3)色彩设计意象捕捉与评估技术根据复合思维理论引入了色彩意念、色彩形象和色彩意象的概念,提出了基于多维语义的色彩表征技术,利用集合论、测度论阐明了色彩形象与意念语义的度量特征,探讨了色彩形象与色彩意念空间映射特点,提出了消除由语义维度与语义粒度冲突而引起语义空洞的算法。针对设计意念的主观性问题提出了意象可信度评估技术,构建了基于粗集理论的意象可信度评估模型,为产品色彩设计定位提供定量评价技术。(4)形色耦合美度评价(SCCA)方法传统美学法则与蒙一斯潘赛(MS)色彩调和理论均不能定量评价复杂色彩方案的美度。论文在伯克霍夫美度模型、MS色彩调和理论以及心物场理论基础上提出形色耦合美度评价方法,基于图论提出了形色耦合拓扑图方法并用于表达形态与色彩的调和关系,基于视觉注意机制建立了多视点形色耦合美度模型,实验表明该方法的评价结果与专家评价结果基本一致。(5)基于遗传与免疫理论的产品色彩方案生成与优化技术把基因遗传和生物免疫理论引入产品色彩智能设计中,提出以产品组件为基本进化单元的基因编码方法,根据形色耦合美度模型构造了色彩方案适应度函数,综合应用遗传算法与免疫算法模拟色彩设计复合思维的发散和聚敛过程并构建了色彩创新模型,算例表明该模型能解决产品色彩方案的自动生成与优化问题。最后,综合应用上述理论方法开发了PCIDBMT原型系统。以一款手机产品为例对系统进行了测试,结果表明该系统能根据设计师的设计意象在短时间生成一些美观、宜人的产品色彩方案,从而验证了PCIDBMT理论与方法的有效性和可行性。

陈斯琪[3]2017年在《基于语义的计算机辅助色彩设计研究》文中研究说明色彩对产品形象、市场吸引力、品牌影响力等有着直接的影响。产品色彩不仅体现产品本身的特点,而且能够反映企业的文化理念。因此,对产品进行合理的色彩设计有着重要意义。目前成功的色彩设计多数依靠的是专业设计人员自身丰富的经验或良好的色彩感性认知,这个过程通常需花费大量的人力、物力、财力和较长的设计周期,造成设计成本的显着增加。为此,需要借助计算机辅助技术研究快速有效的色彩设计方法。论文为了模拟设计师在实际色彩设计过程中的设计思维,采取了将色彩设计问题转化为设计需求与色彩语义相匹配的研究思路;分析了色彩语义的形成原理,阐明了通过对色彩语义的定位来逆向获得目标色彩方案的理论基础;结合生理学、心理学研究理论,提出了应用眼动追踪技术量化色彩语义的研究方法,以机电产品为应用对象,设计并实现了色彩语义眼动追踪实验,获取了色彩刺激和语义认知所产生的视觉行为数据,结合粗集理论、信息表达系统、隶属度计算等,对数据进行处理,完成了色彩语义的量化,并基于人工神经网络建立了色彩叁属性与语义值的映射关系。最后在Creo软件平台上运用上述方法开发了辅助色彩设计工具,并运用辅助工具进行了两款典型机电产品的色彩设计,将该方法中输入的语义值与问卷调查的结果进行比较,验证辅助色彩设计方案是合理有效的。

王可[4]2006年在《计算机辅助色彩设计理论和方法研究》文中进行了进一步梳理从艺术学中发展出来的色彩学,经历了艺术色彩、手工艺色彩、色彩工程学,最后形成了计算机辅助色彩设计这一新兴学科。长期以来,由于工业制造业领域对色彩设计的忽视,相对于工业设计体系中形态设计、人机设计等研究方向,色彩设计的研究人员、科技文献、研究成果的数量非常有限,制约了色彩设计的应用。因此,论文以国家863项目“面向产品创新的计算机辅助概念设计技术的研究”为依托,面向制造业对计算机辅助色彩设计的理论和方法进行了系统地探索性研究,结合色彩工程学和计算机技术,在色彩选取、色彩调和及色彩情感的计算机辅助设计等方面进行了大量研究并取得有益的成果,有助于推动工业、航空宇航制造业色彩设计的推广应用。1.计算机辅助色彩设计基础分析了从色彩学到计算机辅助色彩设计的发展历程,论述了计算机辅助色彩设计的特征及内涵。针对计算机辅助色彩设计的研究现状,总结归纳了计算机辅助色彩设计的关键技术问题,包括色彩量化、色彩调和、色彩情感属性、配色美度及色彩设计软件等。2.单色色彩选取的研究从色彩属性、视觉感知、色彩相似性叁个方面研究色彩选取的问题。利用色彩体系中各种色彩模型的特点,以数值方式构建了基于色彩属性的色彩选取模式。根据色彩固有特性,以及人对色彩的视觉感知特点,构建了面向人类生理、心理层面的视觉感知色彩选取模式。为了满足用户在标准色库中寻找最相似色彩的需要,对色彩相似性度量的方法进行了研究,创建了不同模式、不同精度的色彩相似性判断方法。3.色彩方案中色彩调和的研究提出了色彩调和与色彩属性在叁个层次上的关系,建立了单属性、双属性、叁属性(色彩空间)的色彩调和方法,从色相、明度、色调、色立体等角度对色彩调和进行综合设计。单属性色彩调和是指色相调和、明度调和、纯度调和;双属性色彩调和是指结合明度与纯度双重特点的色调调和设计;叁属性色彩调和是指利用均匀色彩空间的特性,在Lab均匀色彩空间中运用调和框架设计了具有调和关系的色彩方案。4.基于风格的色彩情感表现研究以色彩情感作为设计的驱动因素,对色彩情感语言进行分类,建立程度参考系数集,获得风格化的色彩语言。依据色彩语言坐标的原理及方法,创建了色彩方案的叁维语义空间,在色彩情感与色彩属性之间建立映射关系,得到符合色彩情感的色彩方案。运用模糊数学中聚类分析的方法,对与色彩情感命题相关的色彩方案进行美度分析,优化色彩设计方案。5.计算机辅助色彩设计软件系统基于论文在色彩选取、色彩调和及色彩情感等方面的研究,面向制造业生产需求,提出了一套较全面的产品色彩设计软件系统解决策略。讨论了基于CAXA平台的色彩设计集成解决方案,开发了计算机辅助色彩设计系统CACDS。软件系统由色彩选取、色彩调和、色彩方案、辅助库四个模块组成。

张敏[5]2010年在《基于设计主题的广义M-J集配色方法研究与应用》文中提出本文研究主要包括两方面内容。一是图案主题色彩的定义及设置方法。对一些图案设计实例进行分析,发现它们的色彩主题并对它们进行形式化说明。提出了基于语义的主题色彩渲染方法;第二个是将主题色彩设计应用于广义M-J集的渲染中。将主题色彩理论和传统的广义M-J集图案结合起来,结合它们各自的特点,设计出基于设计主题的广义M-J集新型设计系统。论文的具体研究内容如下:(1)设计主题的挖掘使用基于语义空间的色彩设计方法,可表现设计者在色彩渲染方面的主观抽象的概念,通过对设计命题的分析,利用社会色彩心理的一般法则,将设计者的设计主题表示成无二义的图案色彩空间表示形式。这种色彩设计方法符合设计师的一般设计习惯,符合社会人的色彩认知和心理特点,能够充分调动设计师的形象思维能力,色彩设计的理性与目的性十分强烈。同时把已有实例中的优秀色彩配置方案提取重用,缩短了色彩设计周期并提高设计的成功率。并以经典的色彩调和理论为约束,自动的生成协调的配色方案。通过计算机系统的模块的实现证明了该方法能快速有效的生成合理的、有创新性的色彩方案。(2)建立基于语义的广义M-J集色彩模型设计了一种基于语义的广义M-J集色彩模型,这种方法回避了对色彩设计问题的精确建模需要的烦琐工作,它采用仿真学中的陈述式建模(declarative modeling)语言对色彩进行建模,使色彩设计知识的表达变得方便、明晰。在此基础上,设计开发了一个实用的色彩设计系统架构。通过对色彩设计问题的分析,将产品色彩设计信息进行抽象,提出了色彩方案的概念,用它来组织色彩设计过程和范例,建立包含基于语义的风格描述信息的色彩方案库。(3)实现了广义M-J集主题色彩的自动绘制本文采用了基于映射树的广义M-J集的多色自动渲染。映射树表现为层次树,通过数据组织广义M-J集的色彩模型,反映的是概略色彩方案与广义M-J集区域的映射关系。映射树结点的显示名称为概略色彩方案的主色、辅色Ⅰ、……、辅色Ⅳ……,通过映射树的多色同时自动赋色,使配色方案可以快速反映到图案上,省去了图案设计过程中的赋色操作,设计效率得到了提高。本课题来源于山东省自主创新专项项目“基于分形技术的产品包装及防伪标志创新设计,2006ZZ10”。通过对系统生成的实例进行分析,应用结果令人满意。

陈辉[6]2008年在《计算机辅助概念设计在客车设计中的应用研究》文中研究表明随着全球化的发展,产品创新逐步成为企业竞争力的核心因素,作为产品创新的核心,概念设计日益受到人们的重视,而随着计算机技术的发展,计算机辅助概念设计也日益成为研究的热点。计算机辅助概念设计深化了传统的计算机辅助设计技术,将设计主要核心从原来的详细设计阶段转移到了产品的概念设计阶段。因为,概念设计阶段对产品功能、性能、可靠性和顾客满意度具有很重要的影响。因此,要成为新一代产品设计师就必须重视产品开发初始阶段的概念设计。在激烈的市场竞争情况下,客车造型设计新技术新方法得到了进一步的发展,客车造型的计算机辅助概念设计是二十世纪末才开始的一项技术,是计算机辅助得到广泛应用的必然结果,是对传统客车造型概念设计的改进和提高。计算机辅助概念设计能够加快客车设计和开发过程,管理更加容易,缩短了产品研发时间,降低了开发成本。文中阐述了产品概念设计的基本内容,产品概念设计流程以及产品概念设计的一些方法,并提出了以产品系统设计方法来构建计算机辅助概念设计系统的思想,即以功能设计、形态设计、色彩设计以及智能草图设计四个要素为主要内容的计算机辅助概念设计系统(CACD系统)。这里以金龙K01客车造型设计为实例,分析了CACD系统在客车造型设计中的应用,并以此基础进行延伸,结合CACD系统对客车造型概念设计作出更深入的应用研究。

姚小清[7]2006年在《基于色立体的产品色彩设计技术研究》文中研究指明为了促进中国颜色体系在行业中的推广与应用,论文以中国颜色体系作为研究对象,以工业设计的理念和方法为研究基础,结合传统色彩设计理论,提出了一套基于色立体的产品色彩设计策略。通过颜色体系色立体的可视化,结合降维显示和色彩匹配技术实现了色立体的自由选色;通过构建空间数学模型实现了色彩调和与拓展调和;实现了色彩综合对比以及可见度判断;利用模糊逻辑构建了色块语义评判模型,实现了色立体的语义驱动;构建了色彩方案意向库,建立了色彩方案的意向查询机制。基于上述理论方法和技术开发出基于色立体的产品色彩设计原型系统,完成了与CAXA实体设计造型平台的集成,并对其进行了应用验证。

姚小清, 陆长德, 苟秉宸, 周宪[8]2007年在《基于叁维色立体的计算机辅助色彩设计》文中提出通过分析现有色彩设计工具的研究现状和不足,提出了一套基于色立体的产品色彩设计策略。讨论了相关的关键技术:基于可视化色彩模型的自由选色;色立体调和规则功能函数实现的色彩调和;与色立体对应的色彩语义配置;体现色立体信息特征的色彩方案库构建与管理。基于上述策略和技术开发了基于叁维色立体的计算机辅助色彩设计系统框架。

陈登凯, 王可, 陆长德[9]2008年在《基于叁维语义空间的色彩设计方法研究》文中提出从色彩的语义空间理论出发,研究了叁维语义空间的构建原理,建立了抽象语言和色彩关联的叁维风格语义空间,并在此基础上构建了基于叁维语义空间的色彩设计方法模型,实现了基于叁维语义空间的色彩设计的具体技术路线,以辅助用户能够快速的依据语义匹配原则进行色彩设计。最后,通过产品色彩设计实例验证了该方法在色彩设计中的应用。

宋红[10]2007年在《儿童家具设计方法研究及应用》文中研究指明随着儿童有了自己的单间居室和家具,儿童家具的市场前景广阔,有待进一步针对性开发不同风格、不同性格特征的儿童的家具。本文以工业设计理论及现代设计方法学为指导,综合应用模糊逻辑、语义文法等技术,提出了一种基于语义空间的儿童家具设计方法。 首先,经过大量市场调研和对儿童心理、生理的理论研究,提出了基于儿童生理、心理特征的儿童家具设计原则,为基于语义儿童家具设计方法提供了原则依据。 其次,基于语义空间的计算机辅助儿童家具形态设计方法和系统,采用定性和定量相结合的方法,比较各抽象语义词汇对儿童心理感受影响的差异,建立了抽象语言和儿童家具形态关联的叁维风格的儿童家具特征语义3×3阵列空间,为形态信息的表示及推理奠定了基础。 并且建立了儿童家具形态抽取分类体系,完成了儿童家具形态与语义关联的形态要素库和形态方案库,为将市场需求融入设计过程提供了基础。系统可在CAD环境下输入要生成的儿童家具形态语言,采用语义和形态要素转化规则生成家具的基本形态方案。 最后,以学龄儿童座椅形态设计为实例进行了初步应用验证,结果表明该方法及其数据库系统是合理、可行的,能有效地辅助儿童家具设计。

参考文献:

[1]. 基于语义空间的计算机辅助色彩设计研究[D]. 张妍. 西北工业大学. 2003

[2]. 产品色彩智能设计理论与方法研究[D]. 张全. 西北工业大学. 2007

[3]. 基于语义的计算机辅助色彩设计研究[D]. 陈斯琪. 南京航空航天大学. 2017

[4]. 计算机辅助色彩设计理论和方法研究[D]. 王可. 西北工业大学. 2006

[5]. 基于设计主题的广义M-J集配色方法研究与应用[D]. 张敏. 山东师范大学. 2010

[6]. 计算机辅助概念设计在客车设计中的应用研究[D]. 陈辉. 南京林业大学. 2008

[7]. 基于色立体的产品色彩设计技术研究[D]. 姚小清. 华北电力大学(河北). 2006

[8]. 基于叁维色立体的计算机辅助色彩设计[J]. 姚小清, 陆长德, 苟秉宸, 周宪. 计算机应用研究. 2007

[9]. 基于叁维语义空间的色彩设计方法研究[J]. 陈登凯, 王可, 陆长德. 计算机工程与应用. 2008

[10]. 儿童家具设计方法研究及应用[D]. 宋红. 西北工业大学. 2007

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