基于产品风格认知模型的计算机辅助概念设计技术的研究

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1、洳≥：≥～博士学位论文⑧论文题目基王芒曼旦擅垫鱼趔笪生簋扭撞墅挺垒递进撞苤的婴塞作者姓名萤蕴指导教师逊空适熬握学科(专业)盐篡扭廑旦撞盔所在学院盐簋扭型堂皇堇盔堂睦提交日期2Q噬生Q量旦浙江大学博士学位论文本文得到国家自然科学基金项目国家863计划项目国家科技部中小企业创新基金项目联合资助TheDissertationsupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina，National863Hi-techResearchandDevelopment

2、ProgramofChina，InnovationFundofSmallTechnology—basedFirms．2浙江大学博士学位论文摘要产品风格～方面充分传达了消费者的情感需求，另～方面也充分体现了设计师的意图，己经成为消费者与设计师沟通的重要媒介，也是设计师准确掌握消费者真实的感觉与期望、理解消费者对产品的情感认知的重要途径。以往消费者需求信息的获取是以消费者调查为主要手段，调查所需花费的成本、时间，均造成产品开发过程的严重负担，降低了产品的竞争力。有鉴于此，如果能利用一个自动化的模拟机制

3、，建立产品风格认知的计算模型及其相应的计算机辅助概念设计技术，总结产品历史数据库中潜在的造型风格信息，挖掘消费者潜在的情感需求，必将大大激发设计师的创作灵感，引导产品设计过程，加快产品开发进程，大幅度提高产品开发的整体效益。本文的研究工作是一项计算机应用、设计艺术学、人工智能、认知心理学等多学科交叉的研究工作，在产品风格认知、计算机辅助概念设计、风格计算等方面做了较深入的研究，开展了以下主要研究工作，并取得了～定的研究成果：l、在第一部分，将需求分析与概念设计阶段融合，把概念设计分为三个阶段：概念

4、定位、概念生成与概念选择，全面阐述了一个面向产品创新的计算机辅助概念设计技术体系，指出一个理想的CACD系统应具各的三大功能；进一步地，分析了本研究的目的、意义、内容以及现状，提出了本研究的思路；2、在第二部分，重点阐述了风格导向的产品概念设计程序与方法。首先给出了产品风格的定义、成因及特点，在分析其内涵基础之上，将原来割裂的设计师的编码过程以及消费者的解码过程融合起来，形成了一个回路，提出了一个风格导向的产品概念设计程序与方法的一般模型。该模型中阐述了构成产品风格的两大特征群：物理的形态特征群、

5、心理的意象特征群，探讨与构造两者之间的映射关系就是在研究产品风格再现与创新的概念设计过程，最后提出了两种风格再现与创新的方法，并给出了相应的实例；3、在第三部分，主要研究产品风格认知的计算模型。在论文中分两章阐述，在第三章中，首次运用专家访谈、影响汽车外观造型的特征的眼部跟踪观察实验、影响产品风格认知的造型特征提取实验、关键造型特征与产品风格认知关系之量化实验等多实验的方法，建立了基于特征匹配的产品风格认知模型；在第四章中，针对以下问题：(1)模糊集的方法必须定义隶属度函数，而在风格空间中很难定义

6、隶属度函数；(2)人工神经元作为产品风格的表示的基本单元太细；(3)现有的应用模糊集来进行风格认知建模，存在着知识表示能力、推理能力、泛化能力3浙江大学f{葶士学位论文以及学习能力不足；本研究创造性地将模糊关系作为最基本的出发点，而不是隶属度函数作为最基本的出发点，采用多元矩阵进行模糊关系的定性与定量描述，采用随机集理论特别是嵌套随机集来建立不确定性推理方法，建立了基于嵌套随机集的产品风格认知模型，这种模型具有严格的逻辑基础，并且不依赖于隶属度函数或适合度函数，可以较好地实现产品风格认知的自动模拟

7、；4、在第四部分，重点探讨了基于风格特征线的非精确概念生成技术。以汽车为例，首先将可能性分布转化为无偏概率分布，实现造型特征形状之间的融合，提出了基于可能性分布的风格特征线生成方法，进一步地，定义了非风格特征线与特征线之间的约束关系，研究并提出了基于约束的非精确概念方案生成技术；5、在第五部分，实现了基于产品风格认知模型的计算机辅助概念设计原型系统，包括产品风格调查子系统、产品风格计算子系统等两个子系统，为消费者与设计师提供了决策支持工具。通过该系统，消费者(设计师也可)通过风格词汇的输入，可以得

8、到一组具有该风格的概念设计方案；设计师能够在计算机中描绘简单的造型特征，系统可以自动给出该草图相应的风格。并以汽车造型设计为例，验证本文所提出的理论、方法与技术的正确性和实用性；6、论文的最后总结了本文的研究工作，并讨论一些未解决的问题以及进一步的研究工作的前景。关键词：产品风格，概念设计，特征匹配，嵌套随机集，风格认知，眼动跟踪，可能性分布，计算机辅助概念设计浙江大学博士学位论文ABSTRACTProductstyleconveyscustomers’emotionalneeds