包装装潢设计中三维分形图像的参数化设计

论文摘要

在现代社会中,商家为了在激烈的竞争中能够不断扩大市场,对商品外观包装的装潢设计有了越来越高的追求。以传统的计算机绘图方法为基础用欧氏几何的理论来描述的图形,绘制的都是一些表面平滑、形状规则的几何图案,然而在设计包装图案时常常需要设计比较多的任意图形,有时更需要一些抽象的、效果逼真的三维图形来满足消费者的审美需求。分形图形丰富的层次、深刻的内涵,奇丽变幻的效果恰恰可以满足人们的这种需要。如今,分形图案设计在包装、装演、商标、标识、封面、服装等图案设计中正在发挥着特殊的功效,分形图案设计已成为一门热门的学科和一种既有创意又富效率的设计手段。因此,分形图像的研究对包装设计的发展有着极为重要的意义。针对以上问题,本文在VC++6.0平台上结合OpenGL技术,实现了复数分形系统Mandelbrot集和Julia集的图像绘制,同时为用户提供了参数输入、图像局部放大、颜色模式、光源设置、图像的平移、旋转、放大、三维动画效果等交互式操作,提高了分形图像的绘制功能,简洁的界面操作增强了软件的实用性,不仅使生成的分形图像更加丰富多彩,同时还使分形图像的设计变得更加简便、快速,方便包装设计人员的使用,为设计者提供了丰富的图像素材。此外,本文所开发软件采用模块化设计,易于移植和添加新的功能,方便系统的二次开发。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 本课题在国内外的研究状况和发展趋势
• 1.3 课题研究目的和研究意义
• 1.3.1 分形在包装装演设计中的美学意义和艺术价值
• 1.3.2 分形在包装防伪中的应用价值
• 1.4 论文的研究方法与研究内容
• 1.4.1 分形几何与分形理论
• 1.4.2 研究内容和研究方法
• 1.5 论文整体结构布局
• 2 分形及复数分形系统的基本理论
• 2.1 分形的基本理论
• 2.1.1 非欧氏几何学
• 2.1.2 分形的含义和几何特征
• 2.1.3 分形维数
• 2.1.4 分形的典型方法
• 2.1.5 本文所采用的算法——逃逸时间算法
• 2.2 二维复数分形系统的基本理论
• 2.2.1 Julia集的理论基础及算法实现
• 2.2.2 Mandelbrot集的理论基础及算法实现
• 2.2.3 Julia集和Mandelbrot集的相互关系及图像特点
• 3 三维复数分形系统的实现
• 3.1 四元数法
• 3.2 法向量及其计算
• 3.3 四元数Julia集的算法实现
• 3.4 四元数Mandelbrot集及其算法实现
• 3.5 三维和二维复数分形集图像的特征分析
• 4 三维可视化效果
• 4.1 OpenGL技术
• 4.2 OpenGL的工作流程
• 4.3 OpenGL中的光照处理
• 5 参数化复数分形系统软件的实现
• 5.1 参数化复数分形系统的设计
• 5.1.1 系统简介
• 5.1.2 需求分析
• 5.2 系统实现的整体框架步骤
• 5.3 复数分形选择界面
• 5.4 2D界面
• 5.5 3D界面
• 5.6 光源设置界面
• 5.7 导入导出界面
• 6 结束语
• 6.1 全文总结
• 6.2 课题的不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录一: 本系统生成的三维Julia集图例
• 附录二: 本系统生成的二维Julia集图例
• 附录三: 本系统生成的Mandelbrot集图例
• 附录四: 在校期间发表论文及获奖情况