分形艺术图案生成技术研究及应用

论文摘要

当今社会,随着生活水平的提高,人们的消费观念正在逐渐发生变化。在购买商品时,人们越来越重视商品外观和造型的艺术性。所以众多生产企业为了提高产品在市场中的竞争力,已经开始大力发展产品的艺术设计创新。艺术设计工作中很大一部分工作是艺术图案设计,把分形理论与计算机图形相结合,可以通过简单的迭代公式生成大量优美、复杂的分形图案,十分适用于艺术图案的辅助设计。应用分形理论所生成的图案可应用于广告设计、服装设计、包装设计等众多领域,具有广阔的应用前景。本文首先系统地归纳了分形图案的各种生成方法,并对一些方法进行了改进和扩展,为进一步提出分形艺术团的设计方法奠定了基础；其次结合图案着色和特效处理思想提出了一种分形艺术图案设计方法,并设计了多种图案调节方案、着色方案和特效处理方案；然后基于牛顿迭代法生成分形图形原理设计了P-DQDA算法和在牛顿迭代过程中嵌入控制参数的方法,从而加快了分形图形的生成速度,增强了分形图形的操控性,丰富了分形图形资源库；最后基于新提出的P-DQDA算法和嵌入控制参数的方法实现了一款操作简单但不失功能的分形艺术图案设计系统,使不太了解分形理论的设计者只需通过简单的参数调整和方案选择即可根据分形原理生成符合要求的分形艺术图案。本文的创新之处在于提出了基于牛顿迭代法的P-DQDA算法,以及在迭代过程中嵌入控制参数的方法,并结合图案着色和特效处理思想实现了一款操作简单但不失功能的分形艺术图案设计系统。本文的研究成果对分形艺术图案的创作提供了理论基础,为艺术图案设计者提供了高效、方便的支持环境。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状及发展前景
• 1.2.1 国内外研究现状
• 1.2.2 发展前景
• 1.3 本文的主要内容及创新点
• 1.4 论文的组织结构
• 第2章 分形的基本理论
• 2.1 分形的产生及发展过程
• 2.2 分形的定义
• 2.3 分形的分类
• 2.4 分形艺术的概念和分形艺术图形的特征
• 2.4.1 分形艺术图形的结构特征
• 2.4.2 分形图形的视觉特征
• 2.4.3 分形图形的数字特征
• 2.5 分形理论的应用
• 2.6 小结
• 第3章 分形图案生成方法
• 3.1 基于递归算法的分形图案生成方法
• 3.1.1 递归算法
• 3.1.2 利用递归算法绘制分形图形
• 3.2 基于IFS的分形图案生成方法
• 3.2.1 仿射变换及IFS原理
• 3.2.2 基于IFS生成分形图形
• 3.2.3 基于IFS生成分形图形的算法改进
• 3.3 基于L-系统的分形图案生成方法
• 3.3.1 L-系统的构图原理
• 3.3.2 基于L-系统生成分形图形的算法设计与实现
• 3.3.3 基于L-系统生成分形图形的算法的改进
• 3.4 基于逃逸时间算法的复动力系统分形图案生成方法
• 3.4.1 逃逸时间算法
• 3.4.2 Julia集和Mandelbrot集分形图实例
• 3.5 基于牛顿迭代法的分形图案生成方法
• 3.6 小结
• 第4章 基于改进的牛顿迭代算法的分形艺术图案绘制
• 4.1 分形艺术图案生成方法的选择
• 4.2 分形艺术图案生成过程
• 4.2.1 牛顿迭代算法
• 4.2.2 着色算法
• 4.2.3 特效处理算法
• 4.3 基于牛顿迭代法绘制分形图形方法的改进
• 4.3.1 P分快速显示算法（P-DQDA）
• 4.3.2 参数的嵌入
• 4.5 小结
• 第5章 基于VS 2008的分形艺术图案生成系统
• 5.1 软件开发工具
• 5.2 软件主要功能模块
• 5.3 分形软件的实现
• 5.3.0 软件实现界面
• 5.3.1 软件菜单介绍
• 5.3.2 分形艺术图案生成系统运行实例
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录