计算机辅助产品色彩设计工具集的研究
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摘要
论文来源于国家自然科学基金项目“产品的多感知因素设计过程研究”(No．50275112)和“十五”国家高技术发展计划(863B)项目“面向行业典型产品的三维数字化设计专用系统及工具集”(No．2002AA411030)。
根据对产品色彩设计过程的分析，针对色彩的选择提出了以孟塞尔色立体为基础的三维自由选色和调和约束选色的实现方法：针对色彩的调和提出了基于基本遗传算法、基于Moon&Spencer调和论和基于同一调和法的三种调和色彩生成算法；针对色彩方案的对比提出了以二维图象简化三维模型色彩方案的方式和二者映射的方法。
论文在研究上述实现方法的基础上，构建了计算机辅助产品色彩设计工具集，设计和开发了一系列色彩设计工具，并完成了在CAXA实体设计造型平台上的集成，对已实现的工具进行了验证。结果表明，上述算法是可行的，这些色彩设计工具能有效地辅助设计师的产品色彩设计工作。
This paper stems from the case of National Natural Science Fund named "a Study of Product Design Process Coupled with Multi-Perception Factors" (No.50275112), and "Three-Dimensional Digitalized Design Special System and Toolset for Industry Typical Products" (No.2002AA411030), one project of National High Technology Research and Development Program of China (Type B).
According to the analysis of process of product color design, methods of color selection freely and harmonically are proposed for the stage of selecting color(s); at the stage of processing color harmonically, three algorithms of generating harmonic colors based on Simple Genetic Algorithm, Moon&Spencer's Theory of Color Harmony and Way of Identity Harmony respectively are advanced; For the contrast of color schemes, method of simplifying 3D model's color project to 2D image and mapping way between them are developed.
Based on the methods and algorithms, a compute aided color design toolset for products is constructed, and a set of color design tools are planned and developed, and these tools are integrated on the modeling platform CAXA Solid Design successfully. The result showed that these methods and algorithms are feasible, and the tools can assist designer in product's color design effectively.
根据对产品色彩设计过程的分析，针对色彩的选择提出了以孟塞尔色立体为基础的三维自由选色和调和约束选色的实现方法：针对色彩的调和提出了基于基本遗传算法、基于Moon&Spencer调和论和基于同一调和法的三种调和色彩生成算法；针对色彩方案的对比提出了以二维图象简化三维模型色彩方案的方式和二者映射的方法。
论文在研究上述实现方法的基础上，构建了计算机辅助产品色彩设计工具集，设计和开发了一系列色彩设计工具，并完成了在CAXA实体设计造型平台上的集成，对已实现的工具进行了验证。结果表明，上述算法是可行的，这些色彩设计工具能有效地辅助设计师的产品色彩设计工作。
This paper stems from the case of National Natural Science Fund named "a Study of Product Design Process Coupled with Multi-Perception Factors" (No.50275112), and "Three-Dimensional Digitalized Design Special System and Toolset for Industry Typical Products" (No.2002AA411030), one project of National High Technology Research and Development Program of China (Type B).
According to the analysis of process of product color design, methods of color selection freely and harmonically are proposed for the stage of selecting color(s); at the stage of processing color harmonically, three algorithms of generating harmonic colors based on Simple Genetic Algorithm, Moon&Spencer's Theory of Color Harmony and Way of Identity Harmony respectively are advanced; For the contrast of color schemes, method of simplifying 3D model's color project to 2D image and mapping way between them are developed.
Based on the methods and algorithms, a compute aided color design toolset for products is constructed, and a set of color design tools are planned and developed, and these tools are integrated on the modeling platform CAXA Solid Design successfully. The result showed that these methods and algorithms are feasible, and the tools can assist designer in product's color design effectively.
引文
[1] 杨海成，胡家齐，徐晓飞等编．制造业信息化技术问答．机械工业出版社，2003年3月
[2] 崔洪斌，方忆湘，张嘉钰等编．计算机辅助设计基础及应用．清华大学出版社，2002年9月
[3] David g. Ullman, Stephen Wood and David Craig. The Importance of Drawing in the Mechanical Design Process. Computer & Graphics, 14(2), 1990, 263-274.
[4] 陆长德，余隋怀，王小平，王明礼等．工业工程手册-工业设计篇．东北大学出版社，1999年2月
[5] 陆长德．计算机辅助工业设计．重庆大学学报，1995．8
[6] 陆长德等．计算机辅助工业设计(上、下)．制造技术与机床，1995．(10)：26-27，(11)：32-34
[7] 潘云鹤，孙守迁，包恩伟．计算机辅助工业设计研究现状与发展趋势．计算机辅助设计与图形学学报，1999，11(3)：248-251
[8] 刘曙光，于修．煤矿机械产品的色彩设计．煤矿机电，1995年1月
[9] 蔡波．计算机辅助色彩设计系统理论和方法研究：[硕士学位论文]．西安：西北工业大学，1998
[10] 苑寅秋，王珉，左敦稳．面向机电产品的色彩设计专家系统(CSES)框架研究．小型微型计算机系统．2001年3月，第22卷第3期，376-378
[11] 蔡波，陆长德，余隋怀，苟秉宸，杨海成．计算机辅助色彩设计系统的构造方法研究．西北工业大学学报．2000年8月，第18卷第3期，487-490
[12] 张玲俐，鲁东明，潘云鹤．计算机辅助色彩协调设计系统．计算机工程．1999年10月，第25卷第10期，77-80
[13] Tokumaru, M.; Muranaka, N.; Imanishi, S. Color design support system considering color harmony. Fuzzy Systems. 2002. FUZZ-IEEE'02. Proceedings of the 2002 IEEE International Conference on, Volume: 1, 2002 Page(s): 378-383
[14] 张效祥主编．计算机科学技术百科全书．清华大学出版社，1998年8月
[15] 林在高，宋文强主编．英汉计算机百科辞典．电子工业出版社，1999年1月
[16] Murch, G. M. Physiological Principles for the Effective Use of Color. IEEE Computer Graphics and Applications 4, (Nov. 1984), 49-54.
[17] http://media. cs. tsinghua. edu. cn/～ahz/digitalimageprocess/chapter02/
chapt02_ahz. htm
[18] http://www.upb.de/cs/domik/SIMBA/farbmodelle/images/hsv.gif
[19] http://www.aurora-soft.co.uk/images/hsv.jpg
[20] 刘津，陈奇，俞瑞钊．计算机颜色科学的发展．计算机工程，1997年3月，第23卷第2期，47-51
[21] 庄子茹．灰釉孟塞尔系统标定法．电瓷避雷器，1994年第6期(总142期)，15-19
[22] http://www.computersciencelab.com/Images/Munsell.gif
[23] http://www.adobe.com
[24] http://www433.elec.ryukoku.ac.j p/kenkyuuDemo/guest/P2001/hashidu/RGBHVC.html
[25] http://color.cyol.com/gb/color/2003-07/11/content_686380.htm
[26] 李庄稼编译．现代色彩设计．轻工业出版社，1987年10月
[27] Parry Moon, Domina Eberle Spencer. Geometric formulation of classical color harmony. JOSA, Vol. 34 Issue 1 Page 46 (January 1944)
[28] Parry Moon, Domina Eberle Spencer. Aesthetic measure applied to color harmony. JOSA, Vol. 34 Issue 4 Page 234 (April 1944)
[29] 高敏．机械产品艺术造型基础．学术书刊出版社．1989年10月
[30] 王小平，陆长德，康文科．色彩设计初步．西北工业大学，1997年8月
[31] Parry Moon, Domina Eberle Spencer. Area in color harmony. JOSA, Vol. 34 Issue 2 Page 93 (February 1944)
[32] 芮小平，杨崇俊，张立强，张彦敏．基于DEM的三维交互性地球实现方法研究．系统仿真学报，2003年1月，第15卷第1期，32-35
[33] 周明，孙树栋编著．遗传算法原理及应用．国防工业出版社，1999年6月
[34] 蔡自兴，徐光祜．人工智能及其应用(第三版)．清华大学出版社，2003年9月
[35] 潘爱民．COM原理与实现．清华大学出版社，1999年11月
[36] 王清辉，王彪．Visual C++CAD应用程序开发技术．机械工业出版社，2003年7月
[37] http://www.chinagamedev.net/newcgd/
[38] 乔林，费广正．OpenGL程序设计．清华大学出版社，2000年4月
[39] [美]David J. Kruglinski著，潘爱民，王国印译．Visual C++技术内幕．清华大学出版社，1999年1月
[40] 向世明．Visual C++数字图象与图形处理．电子工业出版社，2002年3月
[41] [美]Richard S. Wright, Jr. Michael Sweet著，潇湘工作室译．OpenGL超级宝典．人民邮电出版社，2001年6月
[42] 余英，梁刚．Visual C++实践与提高——COM与COM+篇．中国铁道出版社，2001年2月
[43] 孙家广，杨长贵．计算机图形学(新版)．清华大学出版社，1995年5月
[44] [美]Charles Petzold著，北京博彦科技发展有限公司译．Windows程序设计．北京大学出版社，1999年11月
[45] 和平鸽工作室．OpenGL高级编程与可视化系统开发(高级编程篇)．中国水利水电出版社，2003年1月
[2] 崔洪斌，方忆湘，张嘉钰等编．计算机辅助设计基础及应用．清华大学出版社，2002年9月
[3] David g. Ullman, Stephen Wood and David Craig. The Importance of Drawing in the Mechanical Design Process. Computer & Graphics, 14(2), 1990, 263-274.
[4] 陆长德，余隋怀，王小平，王明礼等．工业工程手册-工业设计篇．东北大学出版社，1999年2月
[5] 陆长德．计算机辅助工业设计．重庆大学学报，1995．8
[6] 陆长德等．计算机辅助工业设计(上、下)．制造技术与机床，1995．(10)：26-27，(11)：32-34
[7] 潘云鹤，孙守迁，包恩伟．计算机辅助工业设计研究现状与发展趋势．计算机辅助设计与图形学学报，1999，11(3)：248-251
[8] 刘曙光，于修．煤矿机械产品的色彩设计．煤矿机电，1995年1月
[9] 蔡波．计算机辅助色彩设计系统理论和方法研究：[硕士学位论文]．西安：西北工业大学，1998
[10] 苑寅秋，王珉，左敦稳．面向机电产品的色彩设计专家系统(CSES)框架研究．小型微型计算机系统．2001年3月，第22卷第3期，376-378
[11] 蔡波，陆长德，余隋怀，苟秉宸，杨海成．计算机辅助色彩设计系统的构造方法研究．西北工业大学学报．2000年8月，第18卷第3期，487-490
[12] 张玲俐，鲁东明，潘云鹤．计算机辅助色彩协调设计系统．计算机工程．1999年10月，第25卷第10期，77-80
[13] Tokumaru, M.; Muranaka, N.; Imanishi, S. Color design support system considering color harmony. Fuzzy Systems. 2002. FUZZ-IEEE'02. Proceedings of the 2002 IEEE International Conference on, Volume: 1, 2002 Page(s): 378-383
[14] 张效祥主编．计算机科学技术百科全书．清华大学出版社，1998年8月
[15] 林在高，宋文强主编．英汉计算机百科辞典．电子工业出版社，1999年1月
[16] Murch, G. M. Physiological Principles for the Effective Use of Color. IEEE Computer Graphics and Applications 4, (Nov. 1984), 49-54.
[17] http://media. cs. tsinghua. edu. cn/～ahz/digitalimageprocess/chapter02/
chapt02_ahz. htm
[18] http://www.upb.de/cs/domik/SIMBA/farbmodelle/images/hsv.gif
[19] http://www.aurora-soft.co.uk/images/hsv.jpg
[20] 刘津，陈奇，俞瑞钊．计算机颜色科学的发展．计算机工程，1997年3月，第23卷第2期，47-51
[21] 庄子茹．灰釉孟塞尔系统标定法．电瓷避雷器，1994年第6期(总142期)，15-19
[22] http://www.computersciencelab.com/Images/Munsell.gif
[23] http://www.adobe.com
[24] http://www433.elec.ryukoku.ac.j p/kenkyuuDemo/guest/P2001/hashidu/RGBHVC.html
[25] http://color.cyol.com/gb/color/2003-07/11/content_686380.htm
[26] 李庄稼编译．现代色彩设计．轻工业出版社，1987年10月
[27] Parry Moon, Domina Eberle Spencer. Geometric formulation of classical color harmony. JOSA, Vol. 34 Issue 1 Page 46 (January 1944)
[28] Parry Moon, Domina Eberle Spencer. Aesthetic measure applied to color harmony. JOSA, Vol. 34 Issue 4 Page 234 (April 1944)
[29] 高敏．机械产品艺术造型基础．学术书刊出版社．1989年10月
[30] 王小平，陆长德，康文科．色彩设计初步．西北工业大学，1997年8月
[31] Parry Moon, Domina Eberle Spencer. Area in color harmony. JOSA, Vol. 34 Issue 2 Page 93 (February 1944)
[32] 芮小平，杨崇俊，张立强，张彦敏．基于DEM的三维交互性地球实现方法研究．系统仿真学报，2003年1月，第15卷第1期，32-35
[33] 周明，孙树栋编著．遗传算法原理及应用．国防工业出版社，1999年6月
[34] 蔡自兴，徐光祜．人工智能及其应用(第三版)．清华大学出版社，2003年9月
[35] 潘爱民．COM原理与实现．清华大学出版社，1999年11月
[36] 王清辉，王彪．Visual C++CAD应用程序开发技术．机械工业出版社，2003年7月
[37] http://www.chinagamedev.net/newcgd/
[38] 乔林，费广正．OpenGL程序设计．清华大学出版社，2000年4月
[39] [美]David J. Kruglinski著，潘爱民，王国印译．Visual C++技术内幕．清华大学出版社，1999年1月
[40] 向世明．Visual C++数字图象与图形处理．电子工业出版社，2002年3月
[41] [美]Richard S. Wright, Jr. Michael Sweet著，潇湘工作室译．OpenGL超级宝典．人民邮电出版社，2001年6月
[42] 余英，梁刚．Visual C++实践与提高——COM与COM+篇．中国铁道出版社，2001年2月
[43] 孙家广，杨长贵．计算机图形学(新版)．清华大学出版社，1995年5月
[44] [美]Charles Petzold著，北京博彦科技发展有限公司译．Windows程序设计．北京大学出版社，1999年11月
[45] 和平鸽工作室．OpenGL高级编程与可视化系统开发(高级编程篇)．中国水利水电出版社，2003年1月