一种面向多模态工业产品的动态色彩设计方法技术

技术编号:19177962 阅读:2 留言:0更新日期:2018-10-17 00:29
本发明专利技术针对作业过程中产品外形发生动态变化且在不同作业模态下外观差异较大的一类工业产品色彩设计问题,提出一种动态色彩设计模型及方法。根据该类工业产品在操作周期内通常具有多种作业模态情况,将其定义为多模态工业产品。针对单个模态,以用户色彩意象需求为设计目标,建立单模态色彩设计模型,从而将该类产品动态色彩设计问题转化为多个单模态作业模态加权形式,实现连续问题离散化,最终建立多模态产品动态色彩设计模型;采用遗传算法对该模型进行优化求解,以得到符合用户动态意象感知的色彩设计方案集。

A dynamic color design method for multi-modal industrial products

A dynamic color design model and method are proposed for a class of industrial product color design problems in which the product shape changes dynamically during operation and the appearance varies greatly under different operation modes. This kind of industrial product is defined as multimodal industrial product according to the fact that it usually has multiple operation modes in the operation cycle. For a single modality, a single modal color design model is established with the user's color image requirement as the design objective. The dynamic color design problem of this kind of products is transformed into multiple single modal operation modal weighted forms, and the continuous problem is discretized. Finally, the dynamic color design model of multi-modal products is established. The model is optimized to obtain a set of color design schemes that meet the user's dynamic image perception.

【技术实现步骤摘要】
一种面向多模态工业产品的动态色彩设计方法
本专利技术属于产品设计领域,涉及工业产品色彩设计,尤其是一种面向多模态工业产品的动态色彩设计方法。
技术介绍
随着用户生活品质的不断提升,以及在产品差异性逐渐模糊的前提下,对于产品色彩的情感体验及需求已经成为用户决定购买和使用产品的重要因素。因此,对于产品色彩的情感化设计越来越受到企业的关注,并将其作为产品价值的重要体现,以期摆脱市场同质化问题。对于产品色彩的情感体验经用户认知加工便构成了产品色彩意象,它不仅反映产品本身的色彩,还能够唤起用户某种相应的感觉[n],因此,其是设计师了解用户真实感觉与期望的重要媒介。所以,准确掌握用户对于产品色彩意象的偏好与需求,缩小设计师与用户之间对于产品色彩意象认知的差距,是提升产品色彩设计成功率的有效途径。目前,国内外众多学者开始深入研究产品色彩意象,以期建立用户情感意象感知与产品色彩之间的映射关系,并且,对于产品色彩意向的研究已经取得了阶段性的研究成果,为产品色彩设计提供了新的设计准则与思路,然而现阶段的相关研究主要面向的还是一些结构相对简单的日常生活类产品。而面向具有结构复杂,构件繁多,形式多样等多变性特征的工业产品的色彩设计研究还比较少。工业产品兼具多种作业模态是产品结构多变性的典型形式,即在不同作业环境或使用方式下,其构件之间的空间相对位置关系会发生变化,有时甚至是连续运动及变化,随即产品构件的形状、布局形式,以及面积比例等相关构成因素,都会随着作业模态的改变而发生变化,故将具有此特征的产品称之为多模态工业产品。多模态工业产品在作业过程中,由于其色彩形状、色彩布局形式、以及色彩面积比例等结构特征因素会随着模态变化而发生改变,进而导致用户的色彩意象感知空间也会随之产生巨大变化。此外,对于某些多模态工业产品,还存在作业过程中某些构件会发生持续运动的情况,此时产品的色彩形状、色彩布局形式、以及色彩面积比例等相关因素又会处于连续运动变化之中,面对产品中这些结构特征因素的运动与变化,用户的意象感知空间也会随之进行动态调整。目前,对于产品构件发生连续运动与变化的一类工业产品的色彩设计方法研究还处于空白状态,现存产品色彩设计方法还不足以有效解决此类设计问题。因此,如何确切掌握用户对于多模态工业产品的动态色彩意象感知,以获取正确的感性信息,并将其准确传递给用户,达成与用户意象感知的近似匹配,做好多模态工业产品的色彩设计已成为一个至关重要的设计问题及难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种面向多模态工业产品的动态色彩设计方法。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:一种面向多模态工业产品的动态色彩设计方法,其特征在于:实施步骤为:第一阶段:用户色彩意象感知的获取;第二阶段:多模态工业产品动态色彩设计模型的构建,研究动态产品色彩与用户动态意象感知之间的关联关系,建立能够适应多模态工业产品连续运动的产品色彩设计模型;第三阶段:基于遗传算法的多模态工业产品色彩优化,首先建立目标函数,然后运用遗传算法进行方案搜索,生成符合用户情感意象需求的产品色彩设计方案。而且,所述第一阶段的具体实施步骤如下:①根据实际项目需求,确定目标产品,同时确定设计目标用户群体以及用户需求;②通过市场调查获取目标群体的情感需求,并建立该群体的意象语意;然后通过专家访谈确定最终目标意象语意;③制作产品色彩设计样本;④根据目标群体的意象语意以及产品色彩设计样本,制作产品色彩意象评价问卷;⑤获得产品色彩意象评价问卷的数据,对于该数据以语意差异法进行语意评价,获得产品色彩意象评价值,该产品色彩意象评价值将作为后续设计的数据依据。而且,所述第二阶段的具体开展步骤如下:首先,运用灰色系统分析建立单模态工业产品的色彩意象评价模型;然后,构建多模态工业产品动态色彩意象评价模型,依据连续动态规划理论建立多模态工业产品的色彩意象评价模型,进而针对多模态工业产品的动态色彩设计建立目标规划模型;最后,构建多模态工业产品动态色彩设计模型,利用遗传算法对多模态工业产品的色彩设计方案进行优化,建立一套能够适应多模态工业产品动态特征变化,并符合用户真实意象需求的产品色彩智能设计理论与方法。而且,所述运用灰色系统分析建立单模态工业产品的色彩意象评价模型的具体步骤为:(1)产品色彩意象的灰色关联表达令X1为灰关联因子集,X1=(x1(1),x1(2)…x1(n))为参考序列;X2=(x2(1),x2(2)…x2(n))为比较序列,设是未知的,运用灰色关联度γ(X1,X2)计算,即:式(2)中,Δ2j=|x2(k)-xj(k)|,ρ为关联系数,一般建议设定为0.5;当某方案色彩的参数为Rφ、Gφ、Bφ,其意象评价值μφ是未知的,该色彩在基本色彩样本中与其相邻的两个色彩为X1=(RU,GU,BU,μU)和X2=(RL,GL,BL,μL),μU和μL为两个色彩样本的意象评价值。方案色彩为X3=(Rφ,Gφ,Bφ,μφ),由公式(1)及(2)求出μφ,即:(2)产品色彩意象评价值计算假设方案色彩集合为N={1,2,…,n},语意集合为M={1,2,…,m},判断关系dij表示第i个色彩方案对第j个语意所拥有的白化数据,由m×n个判断关系构成了色彩方案矩阵D:引用fjk(dij)将判断关系dij归类于特定的群φik,具体的匹配机制如下:φik为所有指标的第i个聚类对象对于第k个灰类的灰色聚类系数,ηjk为第j个指标属于第k个灰类的聚类权。则产品色彩意象评价函数表示为:而且,所述构建多模态工业产品动态色彩意象评价模型,根据各作业模态在一个周期中所占时长赋权重,具体为:取产品作业时的某个动态作业周期做意象评价样本,因此组成该样本的作业模态意象评价值是时间t的函数,即在上求积分,得到产品在某段时间,T0内的意象评价值:为使意象评价据具有普遍意义,引入产品在某个作业周期内的平均意象评价值,即:上式中,φ(t)为产品在某作业模态下的意象评价值,为产品在某作业模态下的权重值,是根据实际设计项目而设定的变量,且而且,所述构建多模态工业产品动态色彩设计模型,建立如下设计模型:minF(Φ)=|Φ-E|其中,Φ为产品在某个动态作业周期内的平均意象评价值;E为用户对于产品色彩意象的期望值,目标值越低,表示色彩方案与用户对于产品色彩意象的期望值越接近。而且,所述第三阶段基于遗传算法的多模态工业产品色彩优化的步骤为:首先,经由灰色系统分析、连续动态规划后的用户对产品在某个动态作业周期内的平均意象评价值确定目标函数;然后,运用遗传算法对该目标函数进行最优方案求解,并将结果进行可视化处理。而且,所述目标函数的确定,是采用问题的目标函数作为适应度函数,产生满足用户目标意象需求与期望的色彩设计方案,设适应度函数为G:此时,适应度函数值越小,解的质量越高。而且,所述运用遗传算法对该目标函数进行最优方案求解,具体步骤如下:步骤1:选择,从产品色彩样本母带群体中挑选染色体,并据其平均意象评价值调用该染色体所表征的色彩方案对第j个意象的贡献值,由适应度函数计算产品色彩的个体适应值,并选择适应值较低的个体复制到下一代群体中去;步骤2:交叉,步骤1中选中的适应值较低的每对个体染色体编码随机地选择一个截断点,将母代染本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种面向多模态工业产品的动态色彩设计方法,其特征在于:实施步骤为:第一阶段:用户色彩意象感知的获取;第二阶段:多模态工业产品动态色彩设计模型的构建,研究动态产品色彩与用户动态意象感知之间的关联关系,建立能够适应多模态工业产品连续运动的产品色彩设计模型;第三阶段:基于遗传算法的多模态工业产品色彩优化,首先建立目标函数,然后运用遗传算法进行方案搜索,生成符合用户情感意象需求的产品色彩设计方案。

【技术特征摘要】
1.一种面向多模态工业产品的动态色彩设计方法,其特征在于:实施步骤为:第一阶段:用户色彩意象感知的获取;第二阶段:多模态工业产品动态色彩设计模型的构建,研究动态产品色彩与用户动态意象感知之间的关联关系,建立能够适应多模态工业产品连续运动的产品色彩设计模型;第三阶段:基于遗传算法的多模态工业产品色彩优化,首先建立目标函数,然后运用遗传算法进行方案搜索,生成符合用户情感意象需求的产品色彩设计方案。2.根据权利要求1所述的面向多模态工业产品的动态色彩设计方法,其特征在于:所述第一阶段的具体实施步骤如下:①根据实际项目需求,确定目标产品,同时确定设计目标用户群体以及用户需求;②通过市场调查获取目标群体的情感需求,并建立该群体的意象语意;然后通过专家访谈确定最终目标意象语意;③制作产品色彩设计样本;④根据目标群体的意象语意以及产品色彩设计样本,制作产品色彩意象评价问卷;⑤获得产品色彩意象评价问卷的数据,对于该数据以语意差异法进行语意评价,获得产品色彩意象评价值,该产品色彩意象评价值将作为后续设计的数据依据。3.根据权利要求1所述的面向多模态工业产品的动态色彩设计方法,其特征在于:所述第二阶段的具体开展步骤如下:首先,运用灰色系统分析建立单模态工业产品的色彩意象评价模型;然后,构建多模态工业产品动态色彩意象评价模型,依据连续动态规划理论建立多模态工业产品的色彩意象评价模型,进而针对多模态工业产品的动态色彩设计建立目标规划模型;最后,构建多模态工业产品动态色彩设计模型,利用遗传算法对多模态工业产品的色彩设计方案进行优化,建立一套能够适应多模态工业产品动态特征变化,并符合用户真实意象需求的产品色彩智能设计理论与方法。4.根据权利要求3所述的面向多模态工业产品的动态色彩设计方法,其特征在于:所述运用灰色系统分析建立单模态工业产品的色彩意象评价模型的具体步骤为:(1)产品色彩意象的灰色关联表达令X1为灰关联因子集,X1=(x1(1),x1(2)…x1(n))为参考序列;X2=(x2(1),x2(2)…x2(n))为比较序列,设是未知的,运用灰色关联度γ(X1,X2)计算,即:式(2)中,Δ2j=|x2(k)-xj(k)|,ρ为关联系数,一般建议设定为0.5;当某方案色彩的参数为Rφ、Gφ、Bφ,其意象评价值μφ是未知的,该色彩在基本色彩样本中与其相邻的两个色彩为X1=(RU,GU,BU,μU)和X2=(RL,GL,BL,μL),μU和μL为两个色彩样本的意象评价值。方案色彩为X3=(Rφ,Gφ,Bφ,μφ),由公式(1)及(2)求出μφ,即:(2)产品色彩意象评价值计算假设方案色彩集合为N={1,2,…,n},语意集合为M={1,2,…,m},判断关系dij表示第i个色彩方案对第j个语意所拥有的白化数据,由m×n个判断关系构成了色彩方案矩阵D:引用fjk(dij)将判断关系dij归类于特定的群φik,具体的匹配机制如下:φik为所有指标的第i个聚类对象对于第k个灰类的灰色聚类系数,ηjk为第j个指标属于第k个灰...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁满白仲航张金珠
申请(专利权)人:河北工业大学
类型:发明
国别省市:天津,12

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1