汽车造型特征定量模型构建与应用
车身复杂曲面的建模方法与应用
8 B-I 造型软件
要高质量地完成一个较复杂零件的造型，除了需要具备计 算机图形学、 机械制图、 机制工艺等方面的知识， 造型软件是计
& 来稿日期： D@@A & @D & DV & 辽宁省科学技术自然基金资助项目 7 项目编号： D@@DD@AV C
=============================================> 中图分类号：F,8DD FOAX89 YD
< ; = 根据影像信息、 外部已知信息、 参照功能和工作原理进 行推理， 分析产品的结构和材料。 < @ = 为了较准确地得到产品形体的尺寸，需要根据影像信 息， 采用透视图原理求出各尺寸之间的比例， 然后用参照物对比 法确定其中某些尺寸，通过比例求得物体的全部尺寸。参照物 可为已知尺寸的人、 物或景。 < A = 可借助计算机图像处理技术来处理影像信息。可利用 摄像机将照片中的图像信息输入计算机，经过处理得到三维 ,-0 实体模型及其相关尺寸。
;> * 车身曲面的实物逆向设计
通常实物反求的对象大多是比较先进的设备、 产品， 包括从 国外引进的先进设备、 产品和国内的先进产品， 在此基础之上， 开发创新新的产品。当今国内汽车工业在引进、 消化、 吸收国外 的先进技术及创新设计时需对车身实物进行反求数学模型，建 < ? = 设计思维； < * = 二维图 < 零件或总成图 模的数据信息来源有： < ; = 实物； < @ = 三维图。逆向工程实物测量就是对实物进行 纸=； 特征点测量，再利用计算机拟合特征点成曲线曲面以便对其个 和加工。通常，解决此问题的方法是使用三坐标测量机采集海 量点，再利用商品软件进行曲面造型以生成高质量的曲面。在 逆工程中， 准确、 快速、 完全的获取实物的三维几何数据， 即对物 体的三维几何形面进行三维离散数字化处理，是实现逆工程的 基础。
汽车造型特征与特征面信息化研究
汽车造型特征与特征面信息化研究作者：罗禹许庆东来源：《科学与信息化》2018年第16期摘要本文内容主要研究汽车的形面信息，以汽车的造型特征作为切入点，引进汽车造型特性面分析——包括特征面的定义、结构信息、风格信息和分类，希望可以为基于形面特征的汽车造型风格设计提供了一定参考。
关键词设计；汽车造型；风格；特征面汽车的造型设计是一个融合了多学科的设计过程，有着需求交叉、知识密集、多目标综合的特点，汽车的造型也有着多重信息，包括造型信息、结构信息和形面信息。
而造型特征则是指汽车整体造型中最为独特和显著的部分，因此通过造型特征可以较为理想的描述汽车的造型，造型特征又可以分为特征点、特征线、特征面和特征体，本文将会重点研究分析特征面。
1 汽车的造型特征和特征面汽车作为一个有复杂曲面包裹而形成的工业设计产品，其形面包含了汽车造型最丰富的信息，形面的属性也极大地影响了整个汽车造型的美学结构，也即造型特征的特征面。
汽车的造型特征是汽车造型中最独特、显著的实体形态，能够传达设计者想要对消费者表达的造型意象，而特征面是过渡特征线和特征体的中间层。
由于涉及空气动力学等因素，因此汽车的造型大多为连续光顺形面，大的形面之间有平滑过渡。
汽车造型实体由两部分构成，一部分是若干薄板冲压成型的主体造型外覆盖件，一部分是附加部件。
其中汽车外覆盖型面复杂程度的大小，取决于其空气动力性能、成型工艺和金属材料的特性。
因此，复杂的、连续的整体型面和局部的附加型面能够集中提现汽车的造型特征。
特征面在汽车造型风格研究中的地位较为重要，其强大的表现能力为汽车带来了极其独立的造型意义。
即使在不改变特征线的情况下，仅改变特征面的形状就可以为汽车塑造出不同的造型风格。
但是由于特征面的信息丰富，而且在塑造中不易表征，因此现在很少在汽车造型研究领域当中应用[1]。
2 汽车造型特征面的含义汽车造型的特征面是用来表达设计师领域知识的主要载体，包含了丰富的结构信息和造型风格信息。
基于特征的汽车造型的模型和应用的研究
基于特征的汽车造型的模型和应用的研究基于特征的汽车造型的模型和应用的研究基于特征的汽车造型的模型和应用的研究陈小涛赵江宏摘要在汽车设计领域汽车造形的研究是一个困难的问题。
对汽车造形美学的研究是工业设计研究的主要动机，这篇论文描述了汽车造形设计的步骤和模样采取基于认知法的那种特征。
获得关于设计过程的特征知识的实验已经被实施了，用作草案分析和框架分析的实验能发现设计过程中的认知和思想。
基于这个实验的结果，这分析被从三个方面获得：特征的意义，认知模型和造形设计过程。
然而一个模型的特征代表被提出，这个提出包括特征库和特征操作规则，在模型的基础上，电脑辅助造型系统已经发展了，这个系统能在汽车造型设计上帮助设计者。
1. 简介在汽车发展过程开始阶段的时候，汽车造型设计是最重要的问题之一。
它是一个涉及多学科交叉的研究领域，包括空气动力学，美学，力学和人机工程学。
对汽车造型从美学上的研究是工业设计研究的主要动机。
造型设计是设计知识解决问题的过程在特别的和复杂的不良结构中。
并且设计知识是模糊的甚至知识获得的方法是不确定的，在计算机辅助设计系统发展过程中如何获得并且正式化造型设计知识是主要问题之一，特别是在电脑辅助造型系统里。
造型设计有助于创建产品的可视化语言，与助于问题的概念化并且产生区别和审美的价值观。
一个成功的造型代表需要完美的外表思想和有用的设计知识。
在现代的电脑辅助造型领域，在造型方面王比较和分析了形态学方法，几何变换法，插入法，并且提出来集成化的运用。
Chan以一般的特点正式化了这种类型，并且提出了一种基于相识特征的识别模式。
Jay获得并且正式化别克汽车的形状语法并且塑造了以品牌造型的形状语法。
因此大多数造型设计只关注是识别表明造型的重要的形式还是电脑辅助造型方法的造型，很少有研究已经调查出产生造型的认知过程这个过程包括模型设计思想和规则。
本文旨在探讨汽车造型设计的认知过程和建立一个基于设计知识的获得和代表模型的特征。
基于工程图或单幅图的汽车造型特征三维建模的开题报告
基于工程图或单幅图的汽车造型特征三维建模的开题报告一、选题背景随着汽车工业的发展，汽车的造型设计越来越受到消费者的关注。
而汽车工程图或单幅图是汽车设计和制造中必不可少的图纸，其准确性和详尽程度直接影响到汽车造型的实现。
针对工程图或单幅图的汽车造型特征三维建模，可以为汽车设计与制造提供更加准确和可靠的技术支持，同时加快汽车设计的速度和效率。
二、选题意义传统的汽车造型设计需要借助手工制图的方式，制图的速度和准确性受制于设计师的手工技能和计算能力。
而基于工程图或单幅图的汽车造型特征三维建模技术，可以将汽车设计中的图形信息转化为三维几何形状，从而更好地展示汽车的外观和结构，提高了制图的速度和准确性，提高了设计效率，加快了设计周期。
而三维建模技术还可以便于进行设计的交流和合作，更好地实现了信息的共享和传递，加强了团队的协作能力，为汽车设计的创新和发展提供了更好的技术基础。
三、研究目标本研究的主要目标是：针对工程图或单幅图的汽车造型特征进行三维建模，研究建模算法、建模流程、模型修正、特征替换等关键技术，并实现相关程序和系统，从而提高三维建模的效率和准确性，为汽车设计和制造提供更加可靠和便捷的技术支持。
四、研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：1. 工程图或单幅图的数据处理与特征提取。
对工程图或单幅图进行图像处理和特征提取，获取汽车造型特征数据。
2. 汽车三维建模算法及流程。
基于工程图或单幅图的数据特征，研究汽车的三维建模算法和流程，实现对汽车的三维建模。
3. 汽车三维建模修正与特征替换。
将汽车三维建模与工程图或单幅图进行比对，分析差异并进行模型修正与特征替换，确保三维模型的准确性和一致性。
4. 相关程序和系统实现。
在以上研究的基础上，完成相关程序和系统的实现，为汽车设计与制造提供实际使用价值。
五、研究方法本研究主要采用以下几种方法来实现研究目标：1. 图像处理技术。
主要采用数字图像处理技术来对工程图或单幅图进行处理和特征提取，获取汽车造型特征数据。
商用车造型创意设计方法与实践
商用车造型创意设计方法与实践发布时间：2021-10-13T02:47:40.187Z 来源：《科学与技术》2021年第5月15期作者：许海峰赵亚绒[导读] 商用车是指用于商业活动的车辆，其涵盖的范围比较广泛，既包括载人也包含载物。
随着汽车工业发展的兴盛以及消费观念的提高，人们在购买商用车时不仅注重性能许海峰赵亚绒陕汽集团商用车有限公司陕西省 722405摘要：商用车是指用于商业活动的车辆，其涵盖的范围比较广泛，既包括载人也包含载物。
随着汽车工业发展的兴盛以及消费观念的提高，人们在购买商用车时不仅注重性能，也逐渐地将目光放在了造型设计上，因此商用车造型创意设计逐渐地成为了产业竞争的王牌。
本文将从创意设计趋势出发，对当今商用车造型主流创意设计方法进行阐述，并结合相关设计实例进行总结，以期望推进商用车造型创意设计发展，实现商用车综合竞争力的提升。
关键词：商用车造型创意设计前言当今时代是一个看“脸”的时代，所以在商用车的销售过程中单单依靠性能已经不足以实现有力竞争，用“颜值”打动消费者并与之产生实审美共鸣，才能够在多元消费时代赢得“民心”。
当前，汽车造型设计已经成为一门学科，其涵盖的是汽车外观造型与厢内造型的总和，展现的是科学与艺术的联合，实现的是各种工艺要求、机能结构、动力学与工程学的融会贯通。
随着汽车造型设计的发展，更多的创意美学、情感共融以及科技含量被融入其中，为商用车造型创意设计提供了全新的方向，也为商用车造型创意设计方法提供了基础参考。
一、商用车造型创意设计趋势1、运用智能思维，实现场景化渗透在消费者眼中商用车的舒适度以及功能的完善更为突出，而在大数据的背景之下，越来越多的实用功能电产品化的交互体验被逐渐地渗透到商用车的造型设计之中，促使其成为一个有情感、可移动的载体。
这种情景化的渗透让汽车设计不再拘泥于简单的技术拼凑以及外观造型的改变，而是从生活实际出发，从用户需求出发，从运载根本出发，通过智能思维的开发运用实现设计思维的转变，使得商用车造型设计形成由内而外的平衡，最大化地满足用户的使用需求以及情感体验。
汽车造型设计二维表达
汽车造型设计二维表达汽车造型设计是一门奇妙而又独特的艺术，通过二维表达将这种艺术表现出来是一种很重要的手段。
汽车设计可以给人们带来很多乐趣和启示，也是人们通过视觉参与其中的一种方式。
本文将从车身线条、车身比例、车灯设计、轮毂设计等方面来探讨如何通过二维表达来展现汽车造型设计的美。
一、车身线条车身线条是汽车外观设计中最重要的元素之一，因为它决定了汽车的整体形态。
线条的优美是给人第一印象的因素之一，因此在汽车造型设计中，车身线条的表现非常重要。
首先，对于车身的整体线条设计，设计师需要考虑两个方面：一是应用流线型线条，让汽车看起来更加动感、流畅、科技，同时在车速较高时减少空气阻力，增加汽车的稳定性；二是运用曲线和平线的混合，在视觉上营造出流畅而不失沉稳的美感。
此外，线条的宽度、密度和方向也是构建车身线条的重要考虑因素。
线条的宽度和密度决定了观察者对汽车造型的关注点和重心，而线条的方向则决定了汽车引导人们的视线方向和轻重感。
因此，具有马力、强调流线型流畅感，同时兼顾线条宽度、密度和方向的线条设计能够完美地体现汽车造型设计的精髓。
二、车身比例车身比例是决定汽车视觉感受的一个重要因素，是汽车设计师必须考虑的因素之一。
车身比例需要达到动力、美感和平衡的完美统一。
在比例设计中，设计师应该首先确定车身的位于设计轴线左侧还是右侧，以及整车的尺寸、长宽比、轴距等要素。
通常情况下，整车宽度和高度与轴距的比例关系，汽车前后悬挂比例等都是车身比例设计的重要因素。
一般来说，宽度为1.4-1.5：轴距为1.5-1.6：整车长度的比例是比较宜的。
此外，设计师需要判断车身比例设计是否合理，是否满足美学标准。
理想的车身比例应该是整车具有动感、运动感。
而具有比例不当、因素混乱、造型奇特的设计很容易被市场拒绝，因此在比例设计方面，必须要经过对市场的调查与分析。
三、车灯设计车灯是非常重要的外观设计因素之一，因为它给人们带来了大量的信息和视觉体验。
参数化设计的汽车造型设计应用
参数化设计的汽车造型设计应用如果设计本身在设计之初出现了之前始料未及的问题，返回上一级进行修改就会带来很大很繁琐的工作量，而接下来的设计很可能和之前的设计从根本上会有区别。
在实际的设计创作过程中，设计师运用简单的绘图工具在纸质媒介上进行造型的推敲，其中主要的创作思路都是感性的、无序而混沌的，也包括了设计师本身对灵感的把握和理解上的差异，在绘制过程中加入了很多主观因素，比如联想、比拟等的主观思维，在这个层面需要占用大量的时间进行思考和想象，再加上本身绘制过程所占用的时间，很难真正在短时间内生成大量的概念方案供评估选择，因此在方案的可选择性上有很大的局限性。
参数化设计在设计方法和思维上的优势首先，参数化设计最重要的一个优势在于它依托逻辑规则构建模型方案，在可控的范围内能够快速生成大量备选方案。
传统的方案设计推敲过程在相同的时间内所能积累的预选方案十分有限，原因在于传统的设计方法人为手工操作的成分占主要方面，效率上绝对不及数字化的操作方式，仅仅靠修改参数和逻辑关系的方式即可在单位时间内生成的设计方案在传统手工式的设计操作看来是不可及的。
一旦规则生效，便可以在短时间内生成许多相似而多样的比较方案，此模式不仅提高了速度，而且提供了多种可能性，开拓了设计思路。
其次，参数化设计在设计流程上具有逆向可调节性。
传统的设计流程中，各个设计阶段是线性发生的，前一设计阶段一旦定案，如若后期设计不尽如人意，想推翻重来难度很大。
参数化设计流程上在各个阶段都建立了参数规则，规则和规则间有着相互驱动的连带关系，如果设计方案在后一阶段被否定，只需修改之前设计阶段的参数和参数关系，那么随着规则驱动，后一阶段的设计方案立刻得到全新的反馈，随后生成全新的一系列设计结果。
再次，参数化设计终归是建立在数字化的平台技术之上，所以从方案设计前期到实体化整个流程都可以实现数字化衔接，其中软件之间接口的互通可以方便的将数据生成图纸，然后进行数字加工成型。
基于BP神经网络的轿车造型意象设计与量化预测模型建立
包装工程
第 40 卷 第 16 期
128
PACKAGI基于 BP 神经网络的轿车造型意象设计与 量化预测模型建立
陈世斌 1,2，杨双建 1,2，朱蕾 1,2，李美美 1,2，张伟社 1,2
（1.长安大学公路养护装备国家工程实验室，西安 710064； 2.长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，西安 710064）
随着我国社会科教的发展，经济日益增长，人们 对单一的物质需求转变为物质与精神需求并驾齐驱， 也逐步重视日常产品中的精神体现，并希望赋予其功 能外的精神感受。设计师站在用户的角度设计产品就
显得尤其重要，其能够大大提高产品设计的有效性并 及时被消费者认可[1—4]。然而，对消费者来说，产品 具有的精神感受以及自己想要的意境通常是模糊的、 朦胧的想法，是一种意会且不能形成系统的表达，这
ABSTRACT: The work aims to construct the predictive model between product modeling imagery design and product modeling quantification to associate product design elements with consumer needs and perceptions. The relationship between car modeling and perceptual imagery was analyzed. Based on the user's perception of product appearance, the perceptual engineering method was utilized to quantify it. The corresponding relationship between design elements and perceptual imagery was established with the training thought of dual BP neural network, so as to obtain the perceptual imagery predictive model of car appearance scheme. The perceptual imagery predictive model of product modeling design scheme obtained can effectively achieve the convergence of designer's product modeling design scheme and consumer's demand. The efficient product appearance design provides a new design method that future car and mechanical and electrical products are oriented to consumers' spiritual needs. KEY WORDS: perceptual imagery; BP neural network; product modeling; car modeling; predictive model
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３０湖南大学学报（自然科学版）２００９正拉风（０．９２２）、情感（０．８７８）、科技（０．９２９）、运动
（Ｏ．９２２）等８个形容词，与主成分２密切相关的有：软一硬（一０．８０８）、休闲（０．８２２）等２个形容词，这１０个形容词分别为构成了主成分１和２的主要语义特征要素，相对于其他语义特征要素对造型意象表征更为重要．同时，将２０个形容词作层级聚类分析（ＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＣｌｕｓｔｅｒＡｎａｌｙｓｉｓ），结果见图４．从图中可以看出，１０个形容词及其构成的主成分１和主成分２能够充分地反映汽车造型语义特征，是汽车造型语义特征的要素．
图４汽车造型２０个形容词作层级聚类分析结果
Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｈｉｅｒａｒｃｈｙｃｌｕｓｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓｏｆ
ｔｗｅｎｔｙａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｆｏｒｍａｄｊｅｃｔｉｖｅｓ４汽车造型特征定量模型构建
在实验的基础上，我们可以确定６２个造型样本特征在由主成分１和主成分２构成的二维语义空间中的位置，并结合特征基因和１０个语义特征形容词，就可以构建汽车造型特征定量模型，其结构见图５．从图５可以看出，汽车造型特征的定量模型包括几何空间、语义空间及其映射关系．几何空间是由２０个几何特征构成的２０维空间，该空间中的每个维度采用贝塞尔曲线表达的方式，由造型基因构成，其基因元素分为两种，即曲线锚点（表示为Ｐ：，ｉ＝１，２，…，卵）和曲率控制点（表示为Ｃｉ，ｉ一１，２，…，咒）．通过两种基因元素的组合构成造型特征线的基因型表达，见图６．语义空间包含两个层次，主成分层次和形容词层次．主成分层次是对形容词层次的概括，形容词和主成分通过相关性进行关联，形容词和主成分均和几何特征构成映射关系．该映射关系主要为基于实验的心理映射关系，并以量表的方式进行定量表征．例如，特征Ｅ８对于主成分的映射关系可以表达为（４．２，１．６），其中４．２和１．６分别是Ｅ。
特征对于主成分１、２的心理量表评分．该映射关系值可以根据特征变化而进行相应的调整．
图５汽车造型特征定量模型结构
Ｆｉｇ．５Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｆｏｒｍｆｅａｔｕｒｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｍｏｄｅｌ
一瓯，Ｙ．）Ｂ（ｈ，乃）
——嗲征譬巨基因
Ｐ，也，ｙ．）４
ｃｌ瓴．咒）
ｑ■．乃）
Ｂ０，，乃）
图６汽车造型特征线的基因型表达
Ｆｉｇ．６Ｇｅｎｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｆｏｒｍｆｅａｔｕｒｅｌｉｎｅ５应用实例
间
在汽车造型特征定量模型的基础上，构建了一个基于该模型的计算机辅助汽车造型设计系统ＣＢＡＳ．ＣＢＡＳ原型系统分为３个功能模块即造型检索模块、造型表达模块和特征进化模块．
造型检索模块可以通过语义和几何特征进行检
索．检索采用“ｋ最相邻法”，从语义和几何特征构
第１１期谭浩等：汽车造型特征定星模型构建与应用３１
成的一个多维空间中的两个造型特征相似程度进行评估，在此基础上找出与新造型最为相似的造型．案例表达模块主要以造型的特征表达为主，在此基础上在相似案例集与单个案例特征表达之间形成迭代，促进用户对案例知识的认知深入，并在案例特征与检索方式选择之间形成迭代，促进用户期望意象到相似案例集的转化．
特征进化模块（见图７）是对本定量模型的重要应用成果．造型特征线的进化算法采用遗传算法，并利用本特征中对于几何和语义的映射关系，实现基于语义的造型特征进化．
Ｆｉｇ．７ＦｏｒｍｆｅａｔｕｒｅｅｖｏｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎＣＢＡＳ
图８为利用ＣＢＡＳ特征进化的中间阶段的代表样本．通过基于语义的特征进化，可以在原有造型特征的基础上，增加或减少某种造型风格意象．图９为利用ＣＢＡＳ系统对中气汽车进行概念进行进化计算后设计得到的汽车样本，该汽车已经在２００９年湖南汽车展上展出，获得一致好评，验证了汽车造型特征定量模型的可行性．
第３代中
适应度最高个体
第６代中
适应度晟高个体
第９代中
适应度最高个体
图８ＣＢＡＳ特征进化部分阶段代表样本
Ｆｉｇ．８Ｓａｍｐｌｅｓｏｆｆｅａｔｕｒｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｉｎ
ｓＯｍｅ
ｓｔａｇｅｓ
ｉｎＣＢＡＳ
６结论
从几何和语义两个角度，以实验和特征分析为依托，构建了汽车造型特征定量模型，利用该模型构建了一个具有特征进化功能的计算机辅助汽车造型设计系统，通过设计实践进行了验证，取得了良好的效果．
Ｆｉｇ．９“Ｚｈｏｎｇｑｉ”ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ
由于汽车造型问题的复杂性，特别是其中几何特征和语义特征的映射关系还需要不断通过实验和设计实践进行发展和修正，对于此部分的内容，将是未来研究的重点．
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