用于包装图形图像处理的CAD 软件,像 Photoshop 、3DMAX、AutoCAD、CorelDraw 等都已经非常成熟,并且得到广泛应用。但是,这些软件大都是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图形,绘制的都是一些表面平滑、形状规则的几何图案。例如,立方体、锥体、球体等等。然而,自然界中的景物大多是粗糙的、不规则的,它们的形状无法用方程精确地表示,自然也不能用计算机来生成。但是许多场合下却又需要模拟那些自然景物,诸如影视、游戏制作、广告创意以及虚拟现实技术,都离不开对自然景物的模拟。以往计算机软件模拟自然景物都是用交互式的方法,或是用数码相机、扫描仪等工具把图片输入计算机后再进行加工处理。几乎没有用纯粹的数学方法来模拟造型的,用数学方法来模拟三维造型更是微乎其微。
包装设计者在设计包装图案时,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,功能侧重于图形图像处理及结构设计的软件是不能很好地完成这个任务的。而用分形理论来绘制图形,不但为包装设计者们提供了一种全新的设计手法,而且能够让设计者有更大的想象余地和发挥空间,可以将设计者的构思充分地表现出来。 而且,分形图案变幻莫测、色彩绚烂而美丽,将其应用到包装设计中除具有实用性外,还有很好的艺术价值,更能吸引消费者,刺激其购买欲。
分形(Fractal)是现代数学的一个主要内容,分形几何是研究和处理自然与工程中不规则图形的强有力工具,它的应用几乎涉及自然科学的各个领域。关于分形,目前尚无一个一致的定义,但K.Falconner对分形F的描述常常被人们所引用。该描述如下:
1.F具有精细的结构,也就是说在任意小的尺度之下,它总有复杂的细节; 2.F是不规整的,它的整体与局部都不能用传统的几何语言来描述; 3.F通常有自相似形式,这种自相似可以是近似的或是统计意义下的; 4.一般地,F的某种定义之下的分形维数大于它的拓扑维数; 5.在大多数情况下,F以非常简单的方法确定,可能由迭代过程产生。
一、三维分形的研究
为了绘制三维分形图,我们首先要得到三维分形的基本类型,然后根据这些类型进行图形的计算机实现,同时为了得到较好的视觉效果,还要对图形进行色彩、光照等方面的处理,以体现三维分形特有的性质。按照这一基本思路,将三维分形图形的设计分为以下几个部分:
1.运用三维分形理论知识实现多种分形算法,在计算机上生成各种典型的三维分形图形。
例如,三维Sierpinski垫、Menger海绵、形态各异的植物、起伏的山脉、漂浮的云彩以及在自然界并不存在但却非常奇异和富有装饰性的图案。
2.运用适当的颜色模式丰富图形的色彩,使其更真实地模拟自然景物。
对于丰富多彩的彩色图像,可利用不同的方法为颜色定义数值。最常用的两种彩色模式为RGB模式和CMYK模式。RGB模式是用R(red)、G (green)、B(blue)颜色分量表示数字图像像素的颜色值。CMYK(青、品、黄、黑)模式多用于印刷。在此,我们选用RGB颜色模式。
3.制作出具有良好效果的中文用户界面。
创建Windows 下的应用程序有两种方法,第一种是使用图像开发工具,如OpenGL,它是一套图形标准,严格按照计算机图形学原理设计而成,符合光学和视觉原理,非常适合三维图形开发。其特点是相对简单,但针对性不够,只能利用他人已经准备好的工具开发,很难扩展;第二种是使用优秀的程序开发语言,如Visual C++、C++ Builder 或Visual Basic 等。此类程序开发语言具有强大的功能,良好的灵活性和扩展性,适用于编写直接对系统进行底层操作的程序,便于我们根据包装装潢的特点进行针对性的编写程序。
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