随着计算机辅助设计技术的飞速发展,人们不仅把计算机作为一种实现设计方案的可视化工具,同时已经开始将机器智能应用在设计工作中最为重要和根本的概念设计阶段,以此激发设计者的灵感,设计出更加新颖和完善的产品。基于进化计算的创新设计方法就是将人工智能中的进化计算技术应用到辅助设计领域,这种方法是利用计算智能对现有产品进行改造,完善产品的外观、质量、性能等指标,从而进一步满足用户的需求。随着进化计算技术的不断发展,利用进化技术作为支持的产品创新设计方法,已经成为一种重要的辅助设计方法。进化计算技术如遗传算法在创新设计领域的应用也成为近年来的研究热点。动画作品中的形象是通过对现实人物和动物的观察体会,并加以提炼、概括和夸张,使其更具个性,既符合艺术变形的规律又有别于其他形象,简练而又独特,容易观赏和记忆,让观众产生共鸣,过目不忘。好的动画形象奠定了一部动画片票房成功的基础,另外,对于观众和动画周边产品的消费者也有着特殊的意义。三维动画形象设计是指完全通过计算机三维图形技术为创作手段来完成角色设计的制作过程、技术方式以及其中的设计思维方法,主要包括三维角色的建模、材质、动作和表情设计等。当今的三维角色在数字艺术创作领域中的地位日趋显著,我国三维技术的发展与发达国家相比要晚得多,还存在着相当大的差异。在三维动画形象设计的研究方面也有所欠缺,对于三维动画形象的设计和创作多数限于零散的制作,存在缺乏创新和民族特征等问题。本文将进化计算技术应用于动画形象创新设计中,提出了一种计算机辅助生成三维动画角色形象的新方法,并建立了一个基于NURBS的智能化动画角色形象设计CAD系统。主要工作如下:1.将进化设计引入计算机辅助动画形象创新设计中。利用计算机辅助设计思想,借助生物遗传进化的方法,将遗传算法技术应用于动画形象的概念设计阶段,以便于设计人员打破惯性思维,结合设计要求得到新颖且又能满足设计要求的创新形象,激发设计灵感。2.提出了一种基于遗传算法的卡通构件生成方法。通过对动画形象的分析和概括,分类出构成角色所需的构件,利用实数编码遗传算法生成大量灵活多变的构件;同时,在操作过程中改进遗传策略,根据动画形象的特点设计相应的适应度函数;并根据NURBS曲线的形状修改方法,对交叉、变异等遗传操作进行改进,以提高生成种群的多样性,以此构造丰富多彩的构件库。采用自动组装的方法,选取构件,可以产生各种各样风格不同的动画形象。3.实现了一个智能化的动画形象创新设计CAD系统。根据计算机辅助动画形象创新设计过程,利用VC++.net及三维造型软件MAYA在WINDOWS XP平台下构造了一个基于进化计算的动画形象创新设计CAD系统。该系统主要包括构件重构、进化设计、构件管理及自动组装等部分,在可视化环境下实现了构件自动生成、组装等操作,并可根据需要对模型进行人工修改。