（计算机应用技术专业论文）基于色彩心理的颜色选择算法研究.pdf

；一。；一；尘玺墼三至奎兰至圭茎堡丝耋。；一i ；一。；， a b s t r a c t p s e u d o c o l o rs e l e c t i o nf o rs c i e n t i f i cv i s u a l i z a t i o na p p l i c a t i o ni sn o ta se a s y a si ts e e m sb e c a u s ed i f f e r e n ta p p l i c a t i o n sr e q u i r ed i f f e r e n ti n t e l l i g e n tp r o c e s s e s d i f f e r e n ta p p l i c a t i o n so fs c i e n t i f i cv i s u a l i z a t i o n 船w e l la so t h e ra p p l i c a t i o n so f c o m p u t e ru s ed i f f e r e n tc o l o rc o m b i n a t i o na n dh e n c et h ec o l o rs e l e c t i o np r o c e s si s d i f f e r e n tf o rd i f f e r e n tc o m p u t e i a p p l i c a t i o n s f o rt h i sr e a s o ni ti s t o u g ht o f o r m a l i z ea n ya l g o r i t h mf o rc o l o rs e l e c t i o np r o c e s s t h ei m p o r t a n c eo fc o l o r s e l e c t i o ni sc l e a r l ye v i d e n t , b u ti ti sy e tt ob ef o r m a l i z e d i nt h i st h e s i s ，t h ec o l o r s e l e c t i o na l g o r i t h m sa r cg i v e nf o rd i f f e r e n tv i s u a l i z a t i o n a p p l i c a t i o n s ，g u i s ， m a r k e t i n gs t r a t e g ya n da c c o r d i n g 幻t h ep e r s o n a l i t yo fp e o p l eb a s e do nt h e p s y c h o l o g yo f c o l o ra n dc o l o rs y m b o l i s m t h e s ec o l o rs e l e c t i o na l g o r i t h m ss h o u l d h e l pc a l c u l a t et h eb e s tc o l o rc o m b i n a t i o np o s s i b l ef o rt h e i rr e l a t i v ea p p l i c a t i o n s b e s i d e s ，t h er e l a t i v et e c h n o l o g i e so fs c i e n t i f i cv i s u a l i z a t i o n , p r o p e r t i e so fc o l o r , c o l o rm o d e l sa n dc o l o rp s y c h o l o g ya l ed i s c u s s e d k e yw o r d s ：c o m p u t e rg r a p h i c s ；s c i e n t i f i cv i s u a l i z a t i o n ；p s e u d o - c o l o r ；c o l o r p s y c h o l o g y ；c o l o rs e l e c t i o na l g o r i t h m 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的 指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、 数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对 应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确 方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人 承担。 作者( 签字) ：苎壁茎 日期：工。一年o6 月d 曰日 。；i ；一；。耋玺鋈三堡奎i 筌圭茎堡i 垡；。一一 c h a p t e r1 i n t r o d u c t i o n 1 1s o u r c ea n ds i g n i f i c a n c eo f t h et o p i c v i s u a l i z a t i o ni st h ep r o c e s so fp r e s e n t i n gd a t ai naf o r mt h a ta l l o w sr a p i d u n d e r s t a n d i n go fr e l a t i o n s h i p sa n df i n d i n g st h a ta r en o tr e a d i l ye v i d e n tf r o mr a w d a m v i s u a l i z a t i o nt e c h n o l o g i e sd e e p e nt h ek n o w l e d g ei nm a t h e m a t i c s ，s c i e n c e a n de n g i n e e r i n gw i t h i nu n i v e r s i t i e s ，b u s i n e s s e sa n dg o v e r n m e n ta g e n c i e s s c i e n t i s t s ，e n g i n e e r s ，m e d i c a lp e r s o n n e l ，b u s i n e s sa n a l y s t sa n do t h e r so f t e n n e e dt oa n a l y z el a r g ea m o u n t so fi n f o r m a t i o no rt os t u d yt h eb e h a v i o ro fc e r t a i n p r o c e s s e s n u m e r i c a ls i m u l a t i o n sc a r r i e d o u to i ls u p e r c o m p u t e r sf r e q u e n t l y p r o d l l c ed a t af i l e sc o n t a i n i n gt h o u s a n d sa n de v e nm i l l i o n so fd a t av a l u e s s i m i l a r l y , s a t e l l i t ec a n l e r a sa n do t h e rs o r r e l sa r ea m a s s i n gl a r g ed a t af l i e sf a s t e r t h a nt l l e yc a nb ei n t e r p r e t e d s c a n n i n gt h e s el a r g es e t so fn u m b e r st od e t e i m i n e t r e n d sa n dr e l a t i o n s h i p si sat e d i o u sa n di n e f f e c t i v ep r o c e s s b u ti ft h ed a t aa r e c o n v e r t e dt oav i s u a lf o r m ，t h et r e n d sa n dp a t t e r n sa r eo f t e ni m m e d i a t e l y a p p a r e n t v i s u a l i z a t i o ni sar e l a t i v e l yn e wf i e l d i nt h ep a s tt h r e ed e c a d e s p e o p l eh a v e s e e nu n p r e c e d e n t e dg r o q hi nc o m p u t a t i o n a la n da c q u i s i t i o nt e c h n o l o g i e s t h i s h a sr e s u l t e di na l li n c r e a s e da b i l i t yb o t ht 0s a l s et h ep h y s i c a lw o r l dw i t hv e r y d e t a i l e dp r e c i s i o na n dt om o d e la n ds i m u l a t ec o m p l e xp h y s i c a lp h e n o m e n a g i v e n t h e s ec a p a b i l i t i e s ，v i s u a l i z a t i o np l a y sac r u c i a l e n a b l i n gr o l ei nt h ea b i l i t yt o c o m p r e h e n ds u c hl a r g ea n dc o m p l e xd a t at h a ti nt w o ，t h r e e ，0 rm o r ed i m e n s i o n s ， c o n v e y si n s i g h ti n t os u c hd i v e r s ea p p l i c a t i o n s 罄m e d i c a lp r o c e s s e s e a r t ha n d s p a c es c i e n c e s , c o m p l e xf l o wo ff l u i d sa n db i o l o g i c a lp r o c e s s e s , a m o n gm a n y 0 t h e ra r e a s 哈尔滨工程大学硕士学位论文 w k l ev i s u a l i z a t i o nc a l lb eav e r yp o w e r f u lt 0 0 1 i tc a l lb em i s l e a d i n gi ft h e c o m b i n a t i o n o f c o l o r s f l r e m i s u s e d c o l o r p l a y s a v i t a lr o l e i n t h e f i e l do f s c i e n t i f i c v i s u a l i z a t i o n , a n dt h e r e f o r ei ti si m p o r t a n tt oc h o o s ec o l o ra c c o r d i n g l y m o r e i m p o r t a n t l y , c o l o ri s u s e dt oc o n v e yi n f o r m a t i o na b o u td a t a c o l o r sm u s tb e c h o s e nc a r e f u l l yw i t hav i e wt ot h eg o a lo ft h ev i s u a la n a l y s i sa n dd i f f e r e n to t h e r a r e a s p s e u d o - c o l o ri su s e dt op r e s e n tt h ef e a t u r e so fi n v i s i b l ed a t ai n s c i e n t i f i c v i s u a l i z a t i o n t h ef n - s ta n df o r e m o s t 峨o fp s e u d o - c o l o ri sf o rh u m a n v i s u a l i z a t i o na n di n t e r p r e t a t i o no fg r a ys c a l ee v e n t si n 锄i m a g eo rs e q u e n to f i 越a g e s t h ep r i n c i p a lc a u s eo fu s i n gc o l o ri st h ef a c tt h a th u m a n sc a nd i s c e r n t h o u s a n d si fc o l o rs h a d e sa n di n t e n s i t i e s ，c o m p a r e dt oo n l yt w od o z e no rs h a d e so f g r a y a r t i f i c i a l l yc o l o r i n ga ni m a g ec a l lr e v e a lt e x t u r e sa n dq u a l i t i e sw i t h i nt h e i m a g et h a tm a yn o t h a v e b e e n a p p a r e n t i nt h e o r i g i n a lc o l o r i n g t h e p s e u d o - c o l o r i n gm o d u l e c a l lb eu s e dt or e v e a la l li m a g e sh i d d e nt e x t 珊e n a t u r a lc o l o rs e l e c t i o nc a nb ee a s yw h i l ep s e u d o - c o l o rs e l e c t i o nc a nb ev e r y d i f f i c u l ts i m p l yb e c a u s eo ft h er a n g eo fu n k n o w nc o l o r st ob ec h o s e nf i o m c o l o r p s y c h o l o g ya n dc o l o rs y m b o l i s ma r et h et w ob a s i ci n d i g e n e so fc o l o rs e l e c t i o n a l g o r i t h m ，b o t ho fw h i c ha r e s t i l li nt h ee a r l ys t a g e so fr e s e a r c h v e r yl e s s r e s e a r c h e sa r eu n d e r w a ye v e nt h o u g hi ti sa ni m p o r t a n tp a r to fs c i e n t i f i c v i s u a l i z a t i o np r o c e s s c o l o rs e l e c t i o na l g o r i t h m si n t r o d u c eam e c h a n i s mo fc o l o rs e l e c t i o np r o c e s s w h i c hh e l p si nc h o o s i n gc o l o r se s p e c i a l l yf o rt h ev i s u a l i z a t i o na p p l i c a t i o na sw e l l 勰o t h e rc o m p u t e ra p p l i c a t i o n s t h ea l g o r i t h m sf o r m a l i z et h ec o l o r st h a ta r e m o s ts u i t a b l ef o rt h er e l a t i v ea p p l i c a t i o na c c o r d i n gt oc o l o rp s y c h o l o g ya n dc o l o r s y m b o l i s m ， 2 哈尔滨工程大学硕士学位论文 1 2s c o p eo f t h ep r o j e c t s c i e n t i f i cv i s u a l i z a t i o ng i v e sm o r ei nd e p t hu n d e r s t a n d i n ga n dm e a n i n go f t h el a r g ed a t ab yp r e s e n t i n gi ti nm o r em e a n i n g f u lw a yv i s u a l l y , t h e r e b y d i s c o v e r i n gn e wp a t t e r n s ，e s t a b l i s h i n gn e wd i s c i p l i n e st h a t c a 1b ea p p l i e dt o p r a c t i c e ，i t t a k e sf u l l a d v a n t a g e o fc o m p u t e rg r a p h i c s ，i m a g ep r o c e s s i n g ， p s e u d o - c o l o r ，u s e r - i n t e r f a c et e c h n o l o g ym e t h o d sa n di m a g ed a t at op r o d u c ea v i s u a ld i s p l a yt og i v es c i e n t i f i cr e s u l t sb yc o n d u c t i n gi n t e r a c t i v ep r o c e s s i n g t h e r e f o r e ，s c i e n t i f i c v i s u a l i z a t i o n t e c h n o l o g y h a s f o l l o w i n ga s p e c t s o f s i g a i f i c a n c e s ( 1 ) o b j e c to f t h ep h y s i c a lw o r l dc a n b es i m u l a t e dt oc a r r yo u te x p e r i m e n t s ( 2 ) n u m e r i c a le x p e r i m e n t sc a nb ec a r r i e do u t t od i s c o v e rn e wl a w s ，a sw e l l a si nt h ep r o d u c t i o no f i n d u s t r i a lg o o d sl i k ep r o d u c ta n a l y s i sa n dd e s i g n ( 3 ) w i t ht h eg i v e nd a t ai tc a nh d pi n t e r p e r s o r i a lc o m m u n i c a t i o n s ，n o to n l y d i g i u ac o m m u n i c a t i o n ，b u ta l s og r a p h i c a lc o m m u n i c a t i o n ( 4 ) i tc a ng u i d et h r o u g ht h ec a l c l l l a t i o nt or e a l i z ea n dc o n t r o lt h ee f f e c t sb y i n t e r a c t i v em e a n so fc h a n g et h a ta r cb a s c do nt h ec o n d i t i o n sa n do b s e r v et h e i r i m p a c te v e nb e f o r et h e yh a p p e n w i t hp s e u d o - c o l o ra n ds c i e n t i f i cv i s u a l i z a t i o nt e c h n o l o g yc o m b i n e dt o g e t h e r , i tc a nb r i n ga b o u ts i m u l a t e dc o l o ri m a g e st h a tt h en a k e de y ec a n n o tv i s u a l i z e ，f o r e x a m p l et h ed i s p l a yo f m a g n e t i cw a v e sa c r o s st h ep l a n e te a r t h f o r m a l i z a t i o no fc o l o rs e l e c t i o np r o c e s s e sc a na c h i e v em a n ya p p l i c a t i o n s a n ds o f t w a r et 0b ep r e s e n t e di naw a yt h a th i g h e rp e r c e n t a g eo fp e o p l ew o u l d h a v ea c t u a l l yw a n t e di t p s y c h o l o g i c a l l y t h ea l g o r i t h m sh e l pi nc h o o s i n g t h e c o l o r sb e s ts u i t e df o rt h ea p p l i c a t i o n sa n ds o f t w a r ew i t h o u tt h ep r i o rk n o w l e d g eo f c o l o r p s y c h o l o g y t h e r e f o r e , w i d e v a r i e t i e so f v i s u a l i z a t i o na p p l i c a t i o n sa sw e l la s g e n e r a la p p l i c a t i o n sa l eb e n e f i t e dw i t ht h ep r o j e c t 3 哈尔滨工程大学硕士学位论文 1 3r e l a t e dw b r k s c o l o rs e l e c t i o na l g o r i t h mi sam a j o ra d v a n c e m e n ti nf o r m a l i z a t i o no fc o l o r s e l e c t i o np r o c e s s s c i e n t i f i cv i s u a l i z a t i o na n dc o l o rp s y c h o l o g ya r er e l a t i v e l y y o u n gf i l e d c o n s i d e r a b l er e s e a r c hh a st ob ef u r t h e rd o n et or e l a t e s c i e n t i f i c v i s u a l i z a t i o n 谢t hc o l o rp s y c h o l o g y c o l o rs e l e c t i o na l g o f i t h m st a k eo n es t e p t o w a r d sa c h i e v i n gt h eg o a l a p a r tf r o mt h i s ，l o t so fw o r kh a sb e e nd o n ei nt h e s e i e n t i t l ev i s u a l i z a t i o na n dc o l o rs e l e c t i o ni ng e n e r a l l i ne t a 1 d e s c r i b e dh o wt oa p p l yt h er g bc o l o rm o d e lt ot h ei n i t i a l i z a t i o no f t h es o m t h em a j o rf e a t u r ei st h a tt h ed i s t r i b u t i o no ft h en e u r o n si sc l o s e l y r e l a t e dt ot h ed a t ad i s t r i b 砸o nd u r i n gt h ei m t i a ! i z a t i o no fs o m t h ei t e r a t i o n sa r e g r e a t l yr e d u c e da n de f f i c i e n c ya n da c c u r a c yo fs o m a r em u c hi m p r o v e di l l1 2 ， a l a i ne 1 a 1 p r e s e n t e dd i f f e r e n tm e t h o d sd e v e l o p e di no r d e rt ou n d e r s t a n d a n dt oa n a l y z ec o l o ri m a g ei n f o r m a t i o n t h e s em e t h o d s 峨t r a d i t i o n a lt w o d i m e n s i o n a la n dt h r e ed i m e n s i o n a lv i s u a l i z a t i o nm o d e la s s o c i a t e dw i t hs p e c i f i c c o l o rt r a n s f o r m a t i o n t h e ya l s oi n t r o d u c e dan e 、) l rm u l t i d i m e n s i o n a lv i s u a l i z a t i o n m o d e lu s e f u lt oa n a l y z es p a t i o c o l o r i m e t r i cd a t a 【3 】 k w b r o d l i ee t a 1 a n a l y z e dd a t aa n d p r e s e n t i n gr e s u l t s i ns c i e n c e e n g i n e e r i n ga n dm e d i c i n ew i t ht h eh e l po fv i s u a l i z a t i o n , w a y si nw h i c hi tc a nb e u s e di nd i s t r i b u t e da n d o rc o l l a b o r a t i v ee n v i r o n m e n t s t h e yp r e s e n t e dam o d e l f r a m e w o r kf o rd i s t r i b u t e da n dc o l l a b o r a t i v ev i s t h a l i z a t i o na n da s s e s s e das e l e c t i o n o fv i s u a l i z a t i o n s y s t e m sa n df r a m e w o r k sf o rt h e i ru s ei n ad i s t r i b u t e do r c o l l a b o r a t i v ee n v i r o n m e n t 【4 】 g l o b u sc t a 1 t h o r o u g h l ye v a l u a t e ds o f t w a r ep r o d u c i n gt h ev i s u a l i z a t i o n s t h e yp r e s e n t e ds e v e r a lu s e f u la p p r o a c h e st oe v a l u a t er a n g i n gf r o mn u m e r i c a l 4 哈尔滨_ 程大学硕士学位论文 a n a l y s i so fm a t h e m a t i c a lp o r t i o n so fa l g o r i t h m st 0 m e a s u r c 粼n to fh u m a n p e r f o r m a n c ew h i l eu s i n gv i s u a l i z a t i o ns y s t e m s 【5 1 y o u n g h ae t a 1 d e s c r i b e dan e wc o m p u t a t i o n a la p p r o a c ht os t y l i z et h ec o l o r s o f 锄i m a g eb yu s i n gar e f e r e n c ei m a g eb yt a k i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c so fh u m a n c o l o rp e r c e p t i o ni n t oa c c o u n tt og e n e r a t em o l la p p e a l i n gr s i i l t s t h es y s t e m s t a r t sb yc l a s s i f y i n ge a c hp i x e lv a l u ei n t oo n eo fas e to f t h eb a s i cc o l o rc a t e g o r i e s ， d e r i v e df r o mt h ep s y c h o - p h y s i o l o g i c a le x p e r i m e n t s t h eb a s i cc o o rc a t e g o r i e sa r e p e r c e p t u a lc a t e g o r i e st h a t a r eu n i v c r s a lt oe v e r y o n e ，r e g a r d l e s so fn a t i o n a l i t yo r c u l t u r a l b a c k g r o u n d t h o s ec a t e g o r i e sp r o v i d e r e s t r i c t i o n so nt h ec o l o r t r a n s f o r m a t i o n st oa v o i dg e n e r a t i n gu n n a t u r a lr e s u l t s t h es y s t e mt h e nr e n d e r sa n e wi m a g eb yt r a n s f e r r i n gc o l o r sf r o mar e f e r e n c ei m a g et ot h ei n p u ti m a g e ，b a s e d o nt h o s ec a r e g o r i z a t i o n s 【6 】 l i ue t a 1 d e v e l o p e da n di m p l e m e n t e dab a s i cc o m p u t a t i o n a lm o d e lo f a e s t h e t i cr e a d i n g , w h i c he m p l o y sc a r lj u n g sm o d e so fi n t e r p r e t a t i o ni d e at o d e l e g a t et h et a s ko fa e s t h e t i ci n t e r p r e t a t i o no u t t os e v e r a ld i f f e r e n tt e x t u a la n a l y s i s e n g i n e s ，e a c hc o m p u t i n gad i f f e r e n tm o d eo fi n t e r p r e t i n gt e x t , s u c ha sg e n e r a t i n g s e n t i m e n t a le v o c a t i o n so fat e x t ( f e e l i n gm o d a l i t y ) ，o rr e m e m b e r i n gv i s u a l i m a g e r ye v o k e db yt h et e x t ( s e n s a t i o nm o d a l i t y ) 1 7 d a n i e l w e i s k o p fg a v e r e l e v a n tr e s u l t sf r o m p s y c h o p h y s i c a l a n d p h y s i o l o g i c a lr e s e a r c hg t l ed e s c r i b e dt oc l a r i f yt h er o l e o fc o l o ri nm o t i o n d e t e c t i o n i n t e r p r e t i n gt h ep s y c h o p h y s i c a le x p e r i m e n t s ，h ep r o p o s e dg u i d e l i n e sf o r t h ed e s i g no fa n i m a t e dv i s u a l i z a t i o n s , a n dac a l i b r a t i o np r o c e d l l r et h a ti m p r o v e s t h er e l i a b i l i t yo f v i s u a lm o t i o nr e p r e s e l l 蜘o n1 8 1 s a h o r ic t a 1 p r o p o s e dan o v e lm u s i cd a t a b a s es y s t e me q u i p p e d 、i t l la m u s i c a lk n o w l e d g eb a s et h a ta s s i s t sd a t a b a s e p r o c e s s i n ga u t o m a t i c a l l yb y 5 哈尔滨工程大学硕士学位论文 p r o v i d i n gf o r m a li n t e l l i g e n c ea b o u tm u s i cw i t ht h eh e l po fc o l o rs e u s eo ft o n a l i t y 【9 】 m c d o n a l de la 1 d e s c r i b e daf o r m a lm e t h o d o l o g yf o r c a t e g o r i c a l l y o r g a n i z i n gm e n u sa n ds h o w e dh o wc o l o r c o d i n gc a nb ea p p l i e dt ot h e s el a y o u t s e i t h e rt oe m p h a s i z eo r g a n i z a t i o n0 1 t op r o v i d ea d d i t i o n a li n f o r m a t i o n t h er e s u l t s o fac o n t r o l l e ds t u d yc o m p a r i n gl a y o m sb a s e do nf r e q u e n c yo fc o - o c c u r r e n c ea n d s i m i l a r i t ys h o w e dt h a tt h ef o r m a lm e n u - l a y o u tm e t h o d o l o g yi se f f e c t i v e h o w l e r ， t h eu s eo fc o l o r - c o d i n gt oi d e n t i f yc a t e g o r i e si sn o ts u p p o r t e d p o t e n t i a li c a g o i i s f o rt h i sf a i l u r ea r ed i s c u s s e db 0 1 3o r g a n i z a t i o no ft h et h e s i s i nt h ef i r s tc h a p t e r ，t h ei n t r o d u c t i o n , s o n r c e ，s i g n i f i c a n c e ，r e l a t e dw o r k sa n d t h es t r u c t u r eo ft h et h e s i sa l ed i s c u s s e d i nt h es e c o n dc h a p t e r , t h et e c h n i c a l a s p e c t so fs c i e n t i f i cv i s u a l i z a t i o n 勰b r i e f l yd i s c u s s e d i nt h et h i r dc h a p t e r , t h e p r o p e r t i e so fc o l o ra n dd e s c r i p t i o no ft h ec o l o rm o d e l sa r eg i v e n i nc h a p t e rf o u r , d e t a i l so ft h ed i f f e r e n tp s y c h o l o g i c a lt h e o r i e so fc o l o ra r ed i s c u s s e d d e t a i l sh a v e b e e np r o p e r l ys o l l l l l a r i z 汩a n df o r m a l i z e di nm b d a rf o r ma c c o r d i n gt ot h en e e d o ft h ea l g o r i t h m s i nc h a p t e rf i v e ，t h ef o u rd i f f e r e n ta l g o r i t h m sa l o n gw i t ht h e k f l o wc h a l t sa n de x p l a n a t i o nu r eg i v e n f o u