進化計算在動畫形象創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著計算機輔助設(shè)計技術(shù)的飛速發(fā)展，人們不僅把計算機作為一種實現(xiàn)設(shè)計方案的可視化工具，同時已經(jīng)開始將機器智能應(yīng)用在設(shè)計工作中最為重要和根本的概念設(shè)計階段，以此激發(fā)設(shè)計者的靈感，設(shè)計出更加新穎和完善的產(chǎn)品?；谶M化計算的創(chuàng)新設(shè)計方法就是將人工智能中的進化計算技術(shù)應(yīng)用到輔助設(shè)計領(lǐng)域，這種方法是利用計算智能對現(xiàn)有產(chǎn)品進行改造，完善產(chǎn)品的外觀、質(zhì)量、性能等指標(biāo)，從而進一步滿足用戶的需求。隨著進化計算技術(shù)的不斷發(fā)展，利用進化技術(shù)作為支持的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)

2、計方法，已經(jīng)成為一種重要的輔助設(shè)計方法。進化計算技術(shù)如遺傳算法在創(chuàng)新設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用也成為近年來的研究熱點。
　　動畫作品中的形象是通過對現(xiàn)實人物和動物的觀察體會，并加以提煉、概括和夸張，使其更具個性，既符合藝術(shù)變形的規(guī)律又有別于其他形象，簡練而又獨特，容易觀賞和記憶，讓觀眾產(chǎn)生共鳴，過目不忘。好的動畫形象奠定了一部動畫片票房成功的基礎(chǔ)，另外，對于觀眾和動畫周邊產(chǎn)品的消費者也有著特殊的意義。三維動畫形象設(shè)計是指完全通過計算機三維圖形

3、技術(shù)為創(chuàng)作手段來完成角色設(shè)計的制作過程、技術(shù)方式以及其中的設(shè)計思維方法，主要包括三維角色的建模、材質(zhì)、動作和表情設(shè)計等。當(dāng)今的三維角色在數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域中的地位日趨顯著，我國三維技術(shù)的發(fā)展與發(fā)達國家相比要晚得多，還存在著相當(dāng)大的差異。在三維動畫形象設(shè)計的研究方面也有所欠缺，對于三維動畫形象的設(shè)計和創(chuàng)作多數(shù)限于零散的制作，存在缺乏創(chuàng)新和民族特征等問題。
　　本文將進化計算技術(shù)應(yīng)用于動畫形象創(chuàng)新設(shè)計中，提出了一種計算機輔助生成三維動畫

4、角色形象的新方法，并建立了一個基于NURBS的智能化動畫角色形象設(shè)計 CAD系統(tǒng)。主要工作如下:
　　1.將進化設(shè)計引入計算機輔助動畫形象創(chuàng)新設(shè)計中。
　　利用計算機輔助設(shè)計思想，借助生物遺傳進化的方法，將遺傳算法技術(shù)應(yīng)用于動畫形象的概念設(shè)計階段，以便于設(shè)計人員打破慣性思維，結(jié)合設(shè)計要求得到新穎且又能滿足設(shè)計要求的創(chuàng)新形象，激發(fā)設(shè)計靈感。
　　2.提出了一種基于遺傳算法的卡通構(gòu)件生成方法。
　　通過對動畫形象的分

5、析和概括，分類出構(gòu)成角色所需的構(gòu)件，利用實數(shù)編碼遺傳算法生成大量靈活多變的構(gòu)件；同時，在操作過程中改進遺傳策略，根據(jù)動畫形象的特點設(shè)計相應(yīng)的適應(yīng)度函數(shù)；并根據(jù) NURBS曲線的形狀修改方法，對交叉、變異等遺傳操作進行改進，以提高生成種群的多樣性，以此構(gòu)造豐富多彩的構(gòu)件庫。采用自動組裝的方法，選取構(gòu)件，可以產(chǎn)生各種各樣風(fēng)格不同的動畫形象。
　　3.實現(xiàn)了一個智能化的動畫形象創(chuàng)新設(shè)計 CAD系統(tǒng)。
　　根據(jù)計算機輔助動畫形象創(chuàng)新