计算机图形图像设计以及视觉传达设计方法研究
发布时间：2020-09-11
摘要：为了使计算机图像图像设计的产品更满足消费者视觉需求，本文构建了基于草图轮廓优化的三维模型，将视觉传达设计引入计算机三维图像草图优化设计中。运用聚点检查等方法对残余轮廓进行优化处理得到三维模型特征向量，运用特征融合匹配方法提取了特征向量，运用欧氏距离计算手绘草图特征向量与库特征向量之间的相似性从而构建了三维网格模型。通过设计三维建模中草图轮廓优化系统进行实验测试，结果结果表明:本文算法得到的模型的60%的网格三角面片的正度集中在0.05到0.3之间，有效地保持了模型的几何细节。本文的研究表明，基于特征融合的匹配方法能有效的提高三维模型匹配的性能，有助于计算机图形图像设计与视觉传达效果的匹配，这也是将二维图像三维化设计的基础。
关键词：计算机;图形图像设计;视觉传达
1.INTRODUCTION
现阶段，在信息技术日益进步的背景下，大家对计算机网络的使用和需求不断增加(Yang et al.2017)。日常生活过程中已无法离开计算机图形图像设计，人类的视觉品味也随着技术的进步而逐渐提高，更多的产品必须利用计算机图形图像设计,来表达其中的内涵和效用(Jaenichen C.2017)。人们的视觉要求也在不断提高，计算机所绘制的产品形象带给人类的视觉感受以及想要表达的视觉效果，也被大家所关注(Kong C.2017)。较高质量的计算机图形图案设计，可以带给消费者更加客观的视觉感受，从而影响其消费态度和行为(Kim H et al.2016)。所以，对于计算机图形图案设计与视觉传达设计加以研究，对目前计算机技术的创新和进步来说有着非常关键的作用(Shi G.2018)。
2.Related Work
最近这些年以来，视觉传达设计方式逐渐使用到设计环节中，大量学者对其展开了一系列讨论。Wang J H学者基于Photoshop软件的使用对计算机的图形图像设计加以研究，推出了有效的教学方式，对于这些方式的使用进行分析可以提升计算机的图形图像设计的教学成效(Wang J H et al.2015)。Prachyabrued M等利用对视觉传达对互补设计体系的归纳，建立了互补设计方式的理论结构，为设计思路和方式的分析给予了一种全新的途径(Prachyabrued M et al.2016)。Chen Y等利用对纵向建筑的视觉历史与横向的视觉概念以及对建筑照明的艺术加以讨论，经过一系列分析后了解到，建筑外部照明设计事实上属于一类视觉传达设计，通过其流程和方式来对建筑外部进行照明设计可以符合消费者的视觉要求(Chen Y et al.2017)。Burns F等利用对视觉传达领域中互补设计方式与互补设计架构的阐述加以指导，推出了相互关系的设计方式，为相关领域的设计人员提供了一类全新的思维形式与方式(Burns F et al.2017)。
3.基于三维模型的计算机图形图像草图轮廓设计优化方法
3.1特征提取方法在草图处理中的应用
在实际设计的过程中，会出现笔画聚集在一个较小区域内的现象这是由于操作者需要进行设计思考等原因导致笔速变缓或者笔画的抖动，这样的店一般称之为聚点，如图1所示。聚点的存在既对描述笔画形状特征的作用甚微，也耗费了系统处理笔画数据时的计算时间。因此在提高系统处理效率去除聚点的同时保持笔画形状特征的基础。聚点多数出现在笔画的拐角处是因为这些地方操作者容易出现迟疑现象。在本文中对聚点进行判断是通过滑动窗口中是否有重复采样点的方面。设定窗口中含有9个米样点(最中心的点即为任意选取的米样点)，将米样点依次滑动到九宫格窗口中，如果九宫格内出现“米”字形的直线中的任意一条，则说明这些采样点是连续的，若在九宫格中出现了“V”字形的折线，则说明有冗余的采样点，如果九宫格中只有两个采样点，说明此处轮廓是断开的。本文接下来将具体分析一个模型，即几何体的椅子模型。这个技术被称为Sketch-Chair。所以这里的要解决的问题是设计和施工的原始的椅子。假设您想设计自己的椅子上，而不是购买从商店的东西。就会有很许多问题需要考虑。你知道作为一个功能椅子，如果你坐下你需要有效地使它稳定。它应该很容易手工构造。然而在三维模型中却很难实现，所以本论文对设计系统专业的椅子进行了尝试。系统需要做到通过简单的草图和自动检查其稳定性。
3.2基于三维模型构建的覆盖层处理算法
本论文首先讲解如何计算直接覆盖点顶点的目标位置和表面拖动，然后描述了如何保存覆盖层约束。三维主体模型和覆盖层被表示为标准三角网格，每个覆盖层的边有关联其他长度。定义参数的操作算法必三维建模中的草图轮廓优化研究：须设置相应的目标多边形模型。本系统的实现模型是使用简单几何体模型1.0~2.0单位的高度和宽度由几千多边形。因为每个覆盖层最初只有一个多边形所以我们首先开始进行覆盖层的三角形排列。然后，本论文将根据覆盖层约束构造一个连续网状结构。最后，本论文通过建立计算几何覆盖层从这个网的一个分段线性映射到三维空间的另一个顶点。
如果一个顶点的映射是在边缘映射，本论文就称这个三角形的映射为顶点映射。步骤如下，通过在最初边缘上自定义的约束来粘贴覆盖层。重复前一个的过程，直到所有的三角映射全部完成，寻找没有被标注的三角形顶点将没有标记的顶点排序。将己经映射过的顶点全部释放掉。
了解了这些基本知识后，接下来的任务就是从己经生成网格的边缘开始进行整个覆盖层网格的生成，本论文需要检查是否每一个三角形的顶点都进行了映射，如果存在没有被映射的顶点，将它标记在与它最近的标记点的最优队列里。如图6所示蓝色的点是己经映射的点，红色的点是还没有被映射的点，顶点a有一个根源三角形，而顶点b有两个根源三角形，当顶点b被映射后，顶点c和顶点d就会被编辑到有限队列中进行等待映射。
4.Experimental Design and Analysis
4.1实验环境
本系统是采用java语言，基于Web的草图检索系统，使用了WebGL做3D呈现。OpenGL能够从任意视点出发，对三维空间中的物体进行二维投影的自动计算。而且因为可以直接操作计算机的图形卡、OpenGL能够非常高速和高精度地描绘三维图像。2009年，KhronosGroup把这样的OpenGL技术运用到WEB。——论文作者：刘关林
计算机图形图像设计以及视觉传达设计方法研究相关知识推荐：《电子设计工程》是1993年创刊，原名《国外电子元器件》，主要介绍具有较高学术水平的、电子领域相关的理论、技术、方法的专业性技术期刊。主要栏目有：计算机技术应用、网络与通信工程、测控与仪器仪表、图像与多媒体技术、开发与应用、数字处理技术、嵌入式技术、消费类电子、汽车电子、集成电路应用、新特器件应用、电源技术与应用、信息安全、工业自动化、电力电子等。
