產品色彩智能設計理論與方法研究.pdf

1、色彩是影響消費者選擇并購買產品的重要因素，然而產品色彩設計一直是工業(yè)設計創(chuàng)新的薄弱環(huán)節(jié)，很多產品因為色彩不美觀、不宜人而滯銷。產品色彩智能設計(PCID)技術是在傳統(tǒng)產品色彩設計理論基礎上結合先進CAD技術和人工智能理論來解決色彩設計創(chuàng)新問題的新途徑，目前面臨的主要問題是：尚未建立健全的計算機智能思維體系；缺乏表征色彩設計意念、形象以及意象的有效方法；缺少適用于智能化色彩設計與評價的系統(tǒng)理論與方法。 論文依托國家自然科學基金項目

2、(編號：50275122)和國家863高技術研究發(fā)展計劃項目(項目1編號：2002AA411120，項目2編號：2002AA411110)，從基礎理論到工程應用對產品色彩設計的智能化問題進行了系統(tǒng)深入的研究，綜合運用心物實驗理論、色彩學、計算機輔助設計技術以及人工智能理論提出了一套基于復合思維的產品色彩智能設計理論方法，主要包括復合思維體系框架、交互式色彩調和技術、設計意象捕捉與評估技術、形色耦合美度評價方法以及產品色彩方案的自動生成與

3、優(yōu)化技術，具體內容如下： (1)產品色彩智能設計的復合思維理論體系框架人類設計活動的本質是思維，研究設計思維對于解決產品創(chuàng)新問題具有重要價值。與公理設計、可拓設計、TRIZ等傳統(tǒng)設計理論不同，論文根據現有思維科學研究成果提出了復合思維概念和基于復合思維的產品色彩智能設計(PCIDBMT)技術。結合可拓理論建立了復合思維的對象模型、操作模型以及關系模型，構建了PCID的復合思維體系框架從而為PCIDBMT技術研究奠定理論基礎。

4、 (2)交互式色彩調和技術傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)缺乏符合視覺規(guī)律的色彩形象模型和色彩調和工具。論文引入真正符合視覺規(guī)律的Munsell色彩體系，采用神經網絡技術構建了面向形象思維的色彩調和模型(CHMOIT)，將CHMOIT與Photoshop系統(tǒng)中的均勻色彩空間Lab進行比較，結果表明CHMOIT具有更好的視覺秩序與均勻性。在CHMOIT基礎上提出了4類交互式色彩調和控制算法，這些算法能根據設計師選擇的主色調與調和類型快速生成對應的系列調

5、和色，從而把設計師從繁瑣的色彩調和工作中解脫出來。 (3)色彩設計意象捕捉與評估技術根據復合思維理論引入了色彩意念、色彩形象和色彩意象的概念，提出了基于多維語義的色彩表征技術，利用集合論、測度論闡明了色彩形象與意念語義的度量特征，探討了色彩形象與色彩意念空間映射特點，提出了消除由語義維度與語義粒度沖突而引起語義空洞的算法。針對設計意念的主觀性問題提出了意象可信度評估技術，構建了基于粗集理論的意象可信度評估模型，為產品色彩設計定位

6、提供定量評價技術。 (4)形色耦合美度評價(SCCA)方法傳統(tǒng)美學法則與蒙－斯潘賽(MS)色彩調和理論均不能定量評價復雜色彩方案的美度。論文在伯克霍夫美度模型、MS色彩調和理論以及心物場理論基礎上提出形色耦合美度評價方法，基于圖論提出了形色耦合拓撲圖方法并用于表達形態(tài)與色彩的調和關系，基于視覺注意機制建立了多視點形色耦合美度模型，實驗表明該方法的評價結果與專家評價結果基本一致。 (5)基于遺傳與免疫理論的產品色彩方案生成

7、與優(yōu)化技術把基因遺傳和生物免疫理論引入產品色彩智能設計中，提出以產品組件為基本進化單元的基因編碼方法，根據形色耦合美度模型構造了色彩方案適應度函數，綜合應用遺傳算法與免疫算法模擬色彩設計復合思維的發(fā)散和聚斂過程并構建了色彩創(chuàng)新模型，算例表明該模型能解決產品色彩方案的自動生成與優(yōu)化問題。 最后，綜合應用上述理論方法開發(fā)了PCIDBMT原型系統(tǒng)。以一款手機產品為例對系統(tǒng)進行了測試，結果表明該系統(tǒng)能根據設計師的設計意象在短時間生成一些