CN102275455A - 一种陶瓷装饰图案设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于陶瓷图案设计领域，提供了一种陶瓷装饰图案设计方法，包括：通过对元胞自动机初始值、演化规则和演化次数的调节来生成复杂多变的图形图像；通过色彩配置对元胞自动机图作美化处理；结合陶瓷装饰的特点及规律，将元胞自动机图制作成花纸，并通过贴花工艺装饰在陶瓷器皿上。本发明把元胞自动机这一前沿科技应用到日用陶瓷装饰设计中，运用科技和艺术结合的方法，通过对元胞自动机初始值、演化规则和色彩配置的调节，通过简单的计算就能生成丰富多彩的图形、图像，然后设计者根据陶瓷装饰的特点与规律，对数字化的图案做艺术性的处理并生成大量精美的图案，实现了设计效率高、成本低、操作简便而且灵活的目的。

Description

一种陶瓷装饰图案设计方法

技术领域

本发明属于陶瓷图案设计领域，尤其涉及一种陶瓷装饰图案设计方法。

背景技术

陶瓷是中国广大劳动人民才能、智慧、及情感的结晶，具有很高的实用价值和欣赏价值，是商品也是艺术品，陶瓷的装饰纹样，在中国古代的传统纹样中占有十分重要的地位，是人类在不同的社会和历史时期的思想情感及信仰的反映，也是人类造物和审美的历史见证。

传统的陶瓷器皿装饰图案一般都是花纹、山水、景物、人物，虽然那些图案也都很精美，但是因为比较熟悉，想象空间就受到了限制。同时这些图案的设计通常也是在人们想象范围内进行的手工操作，表现出装饰速度慢，效率低下，成本高等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种陶瓷装饰图案设计方法，旨在解决传统的陶瓷器皿装饰图案想象空间受到了限制以及这些图案的设计通常也是在人们想象范围内进行的手工操作，装饰速度慢，效率低下，成本高等问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种陶瓷装饰图案设计方法，该设计方法包括：

通过对元胞自动机初始值、演化规则和演化次数的调节来生成复杂多变的图形图像；

通过色彩配置对元胞自动机图作美化处理；

结合陶瓷装饰的特点及规律，将元胞自动机图制作成花纸，并通过贴花工艺装饰在陶瓷器皿上。

本发明把元胞自动机这一前沿科技应用到日用陶瓷装饰设计中，运用科技和艺术结合的方法，通过对元胞自动机初始值、演化规则和色彩配置的调节，通过简单的计算就能生成丰富多彩的图形、图像，然后设计者根据陶瓷装饰的特点与规律，对数字化的图案做艺术性的处理并生成大量精美的图案，实现了设计效率高、成本低、操作简便而且灵活的目的。

附图说明

图1是本发明实施例提供的陶瓷装饰图案设计方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的一维元胞自动机陶瓷装饰图案设计方法的实现流程图；

图3是利用一维元胞自动机演化规则将初始化后的元胞空间经过100次的演化得到图像；

图4是本发明实施例提供的二维元胞自动机陶瓷装饰图案设计方法的实现流程图；

图5是经过300次的演化再加上表1的RGB色彩配置方案得到的图像；

图6是一维元胞自动机在陶瓷茶壶上装饰展示图；

图7是二维元胞自动机在陶瓷茶壶上装饰展示图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1示出了本发明实施例提供的陶瓷装饰图案设计方法的实现流程。现详述如下：

在步骤S101中，通过对元胞自动机初始值、演化规则和演化次数的调节来生成复杂多变的图形图像。

在步骤S102中，通过色彩配置对元胞自动机图作美化处理。

在步骤S103中，结合陶瓷装饰的特点及规律，将元胞自动机图制作成花纸，并通过贴花工艺装饰在陶瓷器皿上。

如图2所示，对于一维元胞自动机，该设计方法的实现步骤为：

在步骤S201中，设定长度为N的初始序列S，并赋初始值，将一维序列转化为二维矩阵；

在步骤S202中，利用演化规则，经过n次演化，则原始序列可转化为n×N的矩阵；

在本步骤中，将一维序列转化为二维矩阵的迭代公式为：

$\left\{\begin{array}{c}D(i,j)=F(D(i-1,j-1),D(i-1,j),D(i-1,j+1))(1<j<N,1<i\&le;n)\\ D(i,1)=F(D(i-1,N),D(i-\mathrm{1,1}),D(i-\mathrm{1,2}))(1<i\&le;n)\\ D(i,N)=F(D(i-1,N-1),D(i-1,N),D(i-\mathrm{1,1}))(1<i\&le;n)\end{array}\right.$

其中D(i，j)为存放二维图像数组，F为演化规则，n为演化次数，N为序列长度。

通常一维元胞自动机具有256种演化规则，其中84号规则如下表所示。

根据上述规则，经过n次演化，则原始序列可转化为n×N的矩阵

在步骤S203中，将矩阵表达成图像。

利用计算机技术，可以很容易将矩阵表达成图像，如以0元素对应白色，1元素对应黑色，则此0-1矩阵就成了二值图像，再若以索引图形式表达，0元素对应白色，1元素对应青花蓝，则显示出青花的效果。

从上面的分析可以看出，利用一维元胞自动机进行图案设计非常灵活，初始值的不同，演化规则的不同，近邻的不同，色彩配置的不同，将产生纹理多变、色彩丰富的图案。为适应陶瓷装饰的需要，这里需要不断的计算机仿真，再经过陶瓷产品的装饰比较，优选出表现力强、艺术性强的元胞自动机演化方案。

使用一维元胞自动机时，我们可以设定元胞空间100×100，邻居类型为3近邻，采用随机数的方法对元胞空间中的第一行元胞赋初始值，首先对每个元胞生成0-1之间的随机数，然后将小于0.2的元胞置1，否则置0。利用一维元胞自动机演化规则将初始化后的元胞空间经过100次的演化得到图3所示的图像。

如图4所示，对于二维元胞自动机，该设计方法的实现步骤为：

在步骤401中，设定元胞空间，确定邻居。

在步骤402中，采用随机生成的方法确定元胞初始值。

在步骤403中，元胞初始值在演化规则的作用下，经过演化，得到呈波动效果的元胞自动机图案。

在本步骤中，可以采用以下演化规则：元胞有0-15十六种不同的状态，其中1-7状态为活跃状态；对于0状态的元胞，统计其处于活跃状态的邻居数Sum，如果Sum＞3，则下一时刻元胞状态从0转化为1；对于1-15状态的元胞，随时间做同步更新。

此外，在得到呈波动效果的元胞自动机图案之后还进一步包括以下步骤：利用RGB色彩配置方案，得到颜色渐变的波纹图案。

在具体实现本发明提供的技术方案时，我们可以设定元胞空间200×200，采用Moore型邻居，也就是包括邻近东南西北方位的元胞以及次邻近的位于东北、西南、东南和西南方位的元胞共计8个邻居元胞，元胞初始值采用随机生成的方法，即首先对每个元胞赋0-1之间的随机数，然后将随机数大于0.95的元胞置1，否则置0。元胞初始值在上述演化规则的作用下，经过300次的演化，可以得到呈波动效果的元胞自动机图案，再加上表1的RGB色彩配置方案，最终得到图5所示的颜色渐变的波纹图案。

表1.二维元胞自动机模型元胞状态色彩配置

这些元胞自动机生成的图案就其本身所具有的独特美感，不失为一种艺术图案，有些图形极具有装饰性，确实使人眼前一亮，给人一种赏心悦目的感觉，这些由计算机通过运算生成的图形，稍加一些艺术的修饰，就可以得到一些叹为观止的艺术效果。我们可以结合陶瓷装饰的特点，捕捉其美的形态，通过设计将图案运用到传统的陶瓷装饰中，达到一种崭新的视觉效果。

以下结合附图和具体的实施方式对本发明进行进一步的说明。

具体实施例1：

利用一维元胞自动机设计陶瓷装饰图案，具体实施方式：

1)先对长度为100的一维元胞赋初始值，方法为每个元胞生成0-1之间的随机数，然后将小于0.2的元胞置1，其他置0。对元胞值为0的赋成白色，1的赋成秋麒麟色；

2)采用第109号演化规则进行200次的时空演化，109号规则如下表所示：

rule＝(01101101)＝109

将每一次的演化状态都记录下，最终得到图3所示的图案；

3)在3dmax软件中以元胞自动机图作为材质装饰在陶瓷器皿上，如图6所示。

具体实施例2：

利用二维元胞自动机设计陶瓷装饰图案，具体实施方式：

1)对二维元胞空间200×200赋初始值，方法为对每个元胞赋0-1之间的随机数，然后将随机数大于0.95的元胞置1，否则置0；

2)利用下列演化规则对二维元胞进行300次演化；

3)利用表1对元胞状态着色。

元胞有0-15十六种不同的状态，其中1-7状态为活跃状态，对于0状态的元胞，统计其处于活跃状态的邻居数Sum，如果Sum＞3，则下一时刻元胞状态从0转化为1。对于1-15状态的元胞，随时间做同步更新，1状态→2状态，2状态→3状态，…，15状态→0状态。

演化300次得到图5所示颜色渐变的波纹图案；

4)在3dmax软件中以元胞自动机图作为材质装饰在陶瓷器皿上，如图7所示。

本发明实施例把元胞自动机这一前沿科技应用到日用陶瓷装饰设计中，运用科技和艺术结合的方法，通过对元胞自动机初始值、演化规则和色彩配置的调节，通过简单的计算就能生成丰富多彩的图形、图像，然后设计者根据陶瓷装饰的特点与规律，对数字化的图案做艺术性的处理并生成大量精美的图案，实现了设计效率高、成本低、操作简便而且灵活的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种陶瓷装饰图案设计方法，其特征在于，该设计方法包括：

通过对元胞自动机初始值、演化规则和演化次数的调节来生成复杂多变的图形图像；

通过色彩配置对元胞自动机图作美化处理；

结合陶瓷装饰的特点及规律，将元胞自动机图制作成花纸，并通过贴花工艺装饰在陶瓷器皿上。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，对于一维元胞自动机，该设计方法的实现步骤为：

设定长度为N的初始序列S，将一维序列转化为二维矩阵；

利用演化规则，经过n次演化，则原始序列可转化为n×N的矩阵；

将矩阵表达成图像。

3.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，所述将一维序列转化为二维矩阵的迭代公式为：

$\left\{\begin{array}{c}D(i,j)=F(D(i-1,j-1),D(i-1,j),D(i-1,j+1))(1<j<N,1<i\&le;n)\\ D(i,1)=F(D(i-1,N),D(i-\mathrm{1,1}),D(i-\mathrm{1,2}))(1<i\&le;n)\\ D(i,N)=F(D(i-1,N-1),D(i-1,N),D(i-\mathrm{1,1}))(1<i\&le;n)\end{array}\right.$

其中D(i，j)为存放二维图像数组，F为演化规则，n为演化次数，N为序列长度。

4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，对于二维元胞自动机，该设计方法的实现步骤为：

设定元胞空间，确定邻居；

采用随机生成的方法确定元胞初始值；

元胞初始值在演化规则的作用下，经过演化，得到呈波动效果的元胞自动机图案。

5.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，在所述得到呈波动效果的元胞自动机图案之后还进一步包括以下步骤：

利用RGB色彩配置方案，得到颜色渐变的波纹图案。

6.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，所述演化规则如下：

元胞有0-15十六种不同的状态，其中1-7状态为活跃状态；

对于0状态的元胞，统计其处于活跃状态的邻居数Sum，如果Sum＞3，则下一时刻元胞状态从0转化为1；

对于1-15状态的元胞，随时间做同步更新。

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