奥斯特瓦尔德色彩体系环境下的色彩调和方法研究.doc

奥斯特瓦尔德色彩体系环境下的色彩调和方法研究俞琳 ,余隋怀 ,陈登凯 ,李雪瑞(西北工业大学机电学院工业设计系 ,西安 710072 )摘要 :计算机辅助产品色彩设计是产品设计的不可或缺的一环 ,从色彩设计的知识理论出发 ,研究奥斯特瓦尔德色彩体系构建原理 ,实现奥斯特瓦德色立体模型的可视化以及色彩的选取 ,同时依据色彩调和理论 ,建立色彩调和实现的技术 路线 ,以帮助用户快速地按照色彩体系的调和规则设置产品颜色 。最后 ,通过产品色彩设计实例验证了该方法及其工具在色彩设计中的应用 。关键词 :奥斯特瓦尔德 ;色彩 ;调和 ;算法流程中图分类号 : TP39117文献标识码 : A 文章编号 : 1671 3133 ( 2009 ) 07004104调 和 体 系 , 这奥斯特瓦尔德 体的 一大 特点 客 观 上 , 奥 斯 尔德色立体是 常 有 规 则 、有0 引言计算机辅助产品色彩设计是在各 种计 算 机软 件系统辅助下进行创造性的色彩设计 ,由于可以在虚拟 环境中对产品进行色彩设计 ,设计师的创新思维会得 到更全面 、更便捷和更有效的支持 。色彩对人们的视觉心理感受起着重要的作用 ,也是决定产品外观效果 的重要因素之一 。伴随 CA ID ( Comp u te r A ided Indu stry D e sign )的快 速发展 ,传统色彩设计手段以及选色表已经不能满足 人们的需求 ,计算机辅助色彩设计正成为新的替代者 ,然而现有的设计软件的色彩工具仅仅满足于色彩的选 取 ,用户往往不能迅速地按照色彩体系的调和规则设置 出颜色 。为此 ,如何利用传统的色彩体系及其设计理论 与方法 ,建立既符合现代数字化设计需求又能有效地辅 助用户进行产品色彩设计的方法与软件工具 ,已经成为现代产品色彩设计研究的首要问题之一 1 。对 称 性 的 色 立图 1 奥斯特瓦尔德色立体不 仅 上 下 对 称且在任何一个通过中心轴的纵断面都是相同的菱中心轴将菱形分为对称的两个三角形 。这些三就是奥斯特瓦尔德色三角形 , 也被称为三角表 , 何一个三角表中处于相同位置的各色都有相同 号 。符号间具有严格的规律性 ,因而利用奥斯特 德色立体求取色彩调和处理时 ,只要取得色立体 规律的位置就可以得到调和 。它本身的规律性 用计算机软件来实现色彩调和理论打下了很好 础 2 。1 奥斯特瓦尔德色彩体系研究2 奥斯特瓦尔德调和理论在计算机上的应研究奥斯特瓦尔德色彩体系是德国物 理化 学 家奥 斯特瓦尔德 ,在 1921 年出版的奥斯特瓦尔德色谱 中 提出的 。它与 X YZ 色彩系统一样 ,是一个混色系色彩系统 。该系统认为 ,所有颜色都是由“黑 ”(B ) 、“白 ” (W )和“纯色 ”( F )三种成分 ,按照一定的面积比例旋 转混色得到 ,而且 W + B + F = 100 ( % ) 。所以描述一 个特定颜色 ,只要给出三种变量的具体数值即可 。奥 斯特瓦尔德在制定自己的颜色立体系 (如图 1 所示 ,简 称 色 立 体 ) 之 初 , 就 考 虑 到 与 音 阶 的 对 应 , 以 便于该色立体方便地建立起与音乐和声一样的色彩211 奥斯特瓦尔德色立体可视化色立体可视化就是将色彩体系的 各 个色 彩 界面显示出来 ,使设计师能够直接看到色彩体系个色彩 ,并可以直观地看到色彩之间的位置关系 实现色立体可视化 , 首先 , 应该建立起色立体的 体系 ;然后 ,确定色立体中每个色彩的坐标位置 ,坐标位置绘制出对应色块的形体 ; 再将其填上对 色彩 ,就可以得到可视的奥斯特瓦尔德色彩体系 斯特瓦尔德色相环由 24 个色相组成 (见图 2 ) ,每相的所有色彩组成一个三角表 (见图 3 ) ,邻近的两个三角表之间的夹角为 15 ,依据这个特点 ,先计算出一 个色相三角表的坐标 ,其他三角表中的色彩坐标通过坐标旋转变换得到 。色彩标号的两个字母所对应的整数 , 则任何一个色标号都可以表示为完全数字化的数字标号 K1 、K2 、K212 奥斯特瓦尔德色彩体系的调和理论奥斯特瓦尔德色彩调和理论主要按色相数来也可以按配色数来分 , 因此可以分为两色调和 、三调和以及 多 色 调 和 , 考 虑 应 用 价 值 和 实 现 难 度 的值 ,多色调和情况只考虑四色调和 。本文验证实例以四色调和为例 。调和理论的每条法则都给出了和色彩的求取方法 ,而其根本是指出了调和色彩之的位置关系 , 从这一点出发 , 根据调和法则的位置系描述 , 设计出相对应的算法 , 就可以自动求出已色彩满足这个调和法则的其他颜色 。算法的核心想是首先求出已知色彩的坐标 ,然后根据法则所规的位置关系计算出调和色彩的坐标 ,根据计算出来坐标再找出与此坐标相对应的色彩 。组成奥斯特瓦尔德色彩调和理论 的 调和 法则图 2奥斯特瓦尔德色相环单色相调和的任意两色调和 、等黑系列两色调和纯系列两色调和 、等黑白系列调和 、两色相调和的色等黑白系列调和 、补色斜横断对称调和 、补色 V调和 、非补色等黑白系列调和 、非补色等斜横断对调和 、符号调和和环星调和 。限于篇 幅 , 本文 给出色相调和的任意两色调和算法流程 (见图 4 )以及两补色等黑白调和算法流程 (见图 5 ) 。图 3 奥斯特瓦尔德色彩体系三角色表色块的 色 彩 值 可 以 从色 彩 调 和 手 册 中 获 得 。色彩调和手册 是美国人对奥斯特瓦尔德表色法进 行改造并指定的色彩样本图谱 。其色彩的命名是 由 色相号以及在三角色表中的位置对应的两位字母组 成 ,该手册的各个色样本都分别有与之等色的 C IE 系 统的 X YZ 值 4 。根据奥斯特瓦尔德色彩体系原理 ,以 24色为色相 环的情况下 ,每个色彩标号的色相范围是 1到 24的整 体 。表示在三角表中所处位置的两个字母的取值 可 在 a、c、e、g、i、l、n、p 中选择 。如果将这 8 个字母分别 与 1 到 8数字对应 , 则每一个色彩都可以通过三个数 字表示 。以变量 K1 表示色相号 , 以 K2 和 K3 依次表示图 4 单色相调和的任意两色调和算法流程实际应用时 ,将调和理论的色彩调和法则以列的形式显示 , 供设计师选择 。选定一 个调 和法 则程序获取调和法则所对应的算法 ,然后根据算法计色彩之间的相对位置 , 每一个位置用一个标识表将这种对应位置关系在色彩模型上指示出来 。用个标识控制选色 , 当这个标识在色彩模型上移动其他标识以确定的相对位置关系在色彩模型上移标识在色彩模型中所对应的位置所表示的色彩即同时输出色彩 ,如图 6 所示 。杂的几何模型 ,一个色彩对应大量零 /部件时 ,赋一个繁琐的工作 。本系统选择 So ildW o rk s为色彩设计开发平台对该开发平台的特点 , 结合软件的可重用性 , 采件化开发方式 ,将奥斯特瓦尔德的色彩工具开发 为独立的组件模块 ,然后通过 So ildW o rk s的二次平台或内核 ,开发相对应的中间件 ,实现软件工具 快速加载 ,减轻了设计师在赋色过程中的工作量 ,彩搭配直观化 ,有效地提高了色彩设计的质量和效经测试和应用 ,本系统在 So ildW o rk s实体设计平台行稳定 、效果良好 。其应用界面如图 7图 9所示 。图 5 两色补色等黑白调和算法流程图 7在模型选色中的两色调和应用界面图 6 色彩调和效果界面3 实例验证从计算机辅助色彩设计的应用现状来看 ,用三维 产品设计软件进行产品的色彩设计时 ,设计师用平台 提供的选 色 工 具 选 出 一 个 个 色 彩 , 每 选 择 一 个 色 彩 后 ,再将其赋予所选产品的零 /部件 ,选色和赋色后观 察色彩 整 体 效 果 , 如 不 满 意 , 进 行 修 改 , 直 至 满 意 为 止 ,这是传统的色彩设计 。但是 ,在这个过程中 ,都是 针对单色进行选取和调整 ,设计师思维里的整体色彩 方案效果很容易被打乱 ,通常在不断地试验色彩搭配 过程中 , 选择合适的色彩搭配具有很大的偶然性 , 可 能花费大量的时间也没有找到想要的色彩方案 。另外 ,由于设计方案几乎不可能一次选色和赋色 就完成 ,需要反复不断地调整 、修改 。每当 设 计方 案 中一个颜色的调整 , 就会导致整个 模型 零 /部 件重 新 赋予新的色彩 , 调整得越多赋色次数越多 , 赋色操作 随之变成 一 种 不 断 增 长 的 重 复 性 劳 动 , 当 色 彩 对 应图 8在模型选色中的三色调和应用界面图 9在模型选色中的四色调和应用界面传动系统的参数化建模及仿真研究唐雪梅 1 ,刘新 2( 1 武汉科技学院机电工程学院 ,武汉 430073; 2 武汉工程职业技术学院信息工程系 ,武汉 430415 )摘要 :运用 ADAM S / Engine模块建立某车辆定轴式变速箱的参数化模型 ,对传动系统的动力学特性进行仿真 ,对仿真结果进行定性分析评价 ,探索运用 ADAM S软件对传动系统进行建模仿真的方法 。通过模拟传动系统零 /部件的传力特 性 ,研究在输入转速变化的情况下 ,变速箱齿轮所受啮合力的变化情况 ,并得到可靠的结果 ,为传动系统结构强度计算及 结构优化提供参考 。关键词 :变速箱 ;动力学 ;仿真技术 ; ADAM S中图分类号 : TP39119 文献标识码 : A 文章编号 : 1671 3133 ( 2009 ) 07004404Pa ram e ter ized m ode l in g an d s im u la t ion of tran sm iss ion sy stemTAN G Xue2m e i1 , L IU X in2( 1 Co llege of E lec trom echan ica l Enginee ring, W uhan U n ive rsity of Sc ience and Enginee ring, W uhan 430073 , CHN; 2 Co llege of Info rm a tion Enginee ring, W uhan Enginee ring Techn ica l Co llege, W uhan 430415 , CHN )A b stra c t: The p a ram e te rized dynam ic mode l of one fixed2axis tran sm ission gea rbox is bu ilt by u sing the ADAM S / Engine. The dy2 nam ic s cha rac te ristic of the tran sm ission system is sim u la ted, and the sim u la ting re su lt is qua lita tive ly ana lyzed and eva lua ted, and the mode ling and sim u la ting m e thod fo r tran sm ission system w ith ADAM S softwa re is a lso p robed in to. R e sea rche s on the change s of th ree p ha se gea r fo rce in gea rs w ith change s of inp u t sp eed ba sed on sim u la ting cha rac te ristic s of p a rts. A nd the re su lts a re re li2 ab le. Th is m e thod p rovide s refe rence fo r tran sm ission system de sign.Key word s: gea rbox; dynam ic; sim u la tion; ADAM S机械传动系统中的变速箱应用普遍而且是非常重要的部件 ,其动力学特性对整个传动系统的动态性 能有极 大 影 响 。ADAM S ( A u tom a tic D ynam ic A na lysis of M echan ica l System ) 是目前世界上使用范围最广的 机械系 统 运 动 学 、动 力 学 仿 真 分 析 软 件 。该 软 件 的Engine模块中齿轮传动的数学模型是 建 立在 油膜度理论基础上的 ,并且可以通过施加齿轮啮合力模齿轮的 精 度 。该 模 块 已 将 齿 轮 等 重 要 零 /部 件 参化 ,便于选配设计参数 ,分析比较多种参数方案 ,直获得优化的工作性能 ,指导和修正设计 。 J 1西北工业大学学报 , 2000, 18 ( 3) .4 结语 2 张宪荣 ,张萱 . 设计色彩学 M . 北京 :化学工业出社 , 2003.汤顺 青 . 色度学 M . 北京 : 北京理工 大学 出 版1991.本文通过对奥斯特瓦尔德色彩调和理论在计算机上的应用研究 ,将产品色彩设计调和可视化 ,并在该色 彩工具中初步实现了色彩的选取和调和 ,目的在于为工 业设计中产品色彩设