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进化艺术在墙绘图案设计中的研究与应用

王琪  
【摘要】: 独具创意和视觉感染力的墙绘设计是一种用于装饰家居环境的绘画艺术。对于设计师而言,为每个房间设计出美观的图案来保证墙绘作品原创性和艺术性是其首要的任务,然而人的设计灵感往往有限,因此迫切需要一种辅助方法来激发设计师的创作灵感。 本文在计算机辅助设计和进化艺术领域进行探索,主要研究如何借助计算机生成独具艺术性的墙绘作品。进化艺术是进化计算的一条重要分支,主要使用进化算法生成艺术图像或造型,由于艺术作品很难用唯一的标准来描述适应度,因此进化艺术相对其它进化算法的一个重要区别是设计师根据作品的艺术性进行人工评价。本文所做的主要工作分为以下三部分: 1、提出了一种基于进化艺术的墙绘图案生成算法,通过实验确定了最佳的人工评价体系。主要创新点在于,设计了一种层次结构化的编码方案,用来嵌套生成组合图案,解决单一摆线花形较为单调的缺点。对原有的变异算子进行改进,提出了基于动态变异概率和基因锁定的变异方法,以此控制进化方向,提高进化速度。同时还提出了一种子图形交换策略,避免那些自身适应度低,但其部分子图形艺术性较强的图案被舍弃。 2、在分形原理的基础上提出了基于毕达哥拉斯树和花体分形的两套组装方案,对图案库中的花形图案进行分形组装。结合分形理论的自相似性和深度迭代等特性更加艺术的把存储在图案库中的花形图案组装在一起。 3、介绍了在VC++.NET环境下基于GDI+开发的墙绘图案设计系统—Paint Designer,详细介绍了各模块的功能,并展示在此平台上生成的部分墙绘作品。 通过本文进化算法生成的墙绘图案造型丰富,同时极大程度保持了创新性。分形组装生成的墙绘作品更加灵活生动,独具艺术美感。一般而言,设计师只需随机生成规定数目的种群,通过20代以内的进化即可搜索到符合自己审美标准的花形图案,进而可以轻松地组装出一幅美观的墙绘作品。实验结果表明,设计师在计算机的辅助下可以获得更多的创作灵感,借助计算机创造出更多有价值的艺术作品。


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