《產品形態美度計算技術》是關于產品形態美度計算技術研究的專著，以產品形態為研究對象，依據審美認知規律，運用計算美學方法，采用理論分析、試驗研究與數值模擬相結合的手段，研究產品形態審美與意象評價方法，探討審美與意象認知的視覺機制，在此基礎上應用進化算法模擬設計思維發展產品形態進化設計方法。
《產品形態美度計算技術》共分8章，主要內容包括產品形態美度計算技術概述、產品形態審美評價的理論基礎、產品形態審美綜合評價的非線性信息動力學模型、產品形態主客觀審美評價的不確定性推理模型、基于指標適度標準化的界面風格美綜合評價模型、基于形態美度的產品形態多意象預測模型、基于審美評價與思維模擬的產品形態多峰優化設計等。
《產品形態美度計算技術》內容力求精練、講求實用、圖文并茂、深入淺出，既注重理論深度，又有豐富的實驗與仿真實例。
《產品形態美度計算技術》可以作為高等院校工業設計、產品設計等專業研究生研究與教學參考用書，對從事人工智能與藝術設計跨界融合的專業技術人員也有一定的參考價值。
本書是基于國際前沿研究方法——計算美學，以產品形態為研究對象，探討產品形態定量審美評價與進化設計問題，是國內率先將藝術與科技融合的學術專著，其能夠對國內該領域的技術發展起到較好的推動作用。
在審美經濟時代，用戶越來越重視產品的美學品質與情感體驗。在成熟的技術領域，產品功能的差距越來越小，普遍存在同質化的現象，此時，產品形態的美學品質成為消費行為決策的關鍵因素之一。傳統的設計過程通常依賴于設計師個人的才華、判斷力和審美經驗，缺乏客觀可靠的科學手段。為了滿足企業設計創新與用戶審美的需求，適應現代制造業先進制造技術的發展，本書以產品形態為對象，依據審美認知規律，運用計算美學技術，從定量層面探索產品形態審美評價與進化設計的有效方法。主要工作及成果如下。
（1）從多個學科的角度，對產品形態審美評價相關理論進行分析與梳理，闡述了美的本質問題，分析了產品審美認知的生理機制與心理機制，解釋了形式美法則與格式塔法則的美學特征及形成原因，為從定量層面進行審美評價研究奠定理論基礎。
（2）從客觀、定量的角度，構建產品形態審美綜合評價的非線性信息動力學模型。依據形式美法則與格式塔法則，構建出由15個產品形態美度指標組成的評價體系，用計算美學方法將美度指標進行結構化定量描述，構建美度指標的計算公式，實現隱性美的外顯化。依據最大流原理，以美度指標作為系統演化的信息體，通過自組織進化得到合適的權值，使系統趨于穩定，從而實現產品形態美度的綜合評價。該模型揭示了穩定的美度結構模式的形成機制，不受人為加權等主觀因素的影響，具有良好的適應性。模型中的美度指標值與連接權值能夠直觀地反映各方案的美學表現，有效指導產品形態設計。
（3）從主、客觀兩個角度進行審美評價，得到多種證據信息，應用證據理論對信息的可信度進行融合推理，構建產品形態主客觀審美評價的不確定性推理模型。將該方法與前述最大流評價進行對比，結果表明，兩者的精度接近，但該方法在計算效率方面具有一定的優勢，更適合作為產品形態進化設計系統的適應度函數。
（4）從設計風格審美評價的角度，針對不同風格的審美標準、不同的問題，運用實驗方法，對美度指標進行適度標準化處理，構建基于指標適度標準化的界面風格美綜合評價模型。實驗表明，風格美評價函數是由多個適度化美度指標函數耦合形成的多峰函數，驗證了美有千姿百態，且各有千秋的美學現象。
（5）模擬意象認知活動的信息處理過程，引入“形態美度”，構建一種“設計特征-形態美度-感性意象”的產品形態多目標意象預測灰箱模型。該灰箱模型在一定程度上揭示了意象視覺認知機理，使意象認知的隱性知識外顯化。實驗表明，該模型兼顧了各意象輸出之間的潛在聯系，并且計算簡單、效率較高、精度較高。該模型可作為產品形態進化設計系統的適應度函數。
（6）依據產品形態審美評價函數的多峰特性，從審美評價與意象評價的角度，運用小生境人工魚群算法模擬設計思維構建產品形態多峰優化設計系統。該系統采用多峰尋優方式能夠有效地防止設計固化，滿足設計多樣性需求；以定量的審美評價與意象評價模型作為適應度函數，使進化系統具有更明確的尋優方向；在一定程度上模擬設計思維模式，有利于提高進化系統的智能水平與計算效率。
本書內容主要來源于作者近年來所做的研究工作，并借鑒、引用了國內外同行專家的相關研究成果。其中，第1～5章由周愛民撰寫，第6～8章由歐陽晉焱撰寫。期望本書的出版能對產品形態美度計算技術的發展起到拋磚引玉的作用。由于作者學識和水平有限，書中難免存在疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。
周愛民，男，漢族，博士，副教授，碩士生導師，1978年4月生。現任蘭州理工大學工業設計研究所副所長，中國機械工程學會工業設計分會理事。主持、參與國j級、省級基金項目10余項，為企業開發產品10余項，獲得省級鑒定1項，廳級科學技術獎2項，設計競賽獲獎10余項，指導學生獲獎200余項，獲得專利授權6項，主編教材2部，參編教材4部，發表論文30余篇，EI檢索4篇。研究方向：感性工學、智能設計等。
第1章 緒論
1．1 美度計算
1．2 產品形態美度計算技術的引出
1．3 產品形態美度研究現狀
1．3．1 產品形態審美評價
1．3．2 基于審美評價的進化設計
1．3．3 意象造型設計
第2章 產品形態審美評價的理論基礎
2．1 引言
2．2 美的本質
2．3 視覺審美認知的生理機制
2．4 視覺審美認知的心理機制
2．5 美的范式
2．5．1 形式美法則
2．5．2 格式塔法則
2．6 本章小結
第3章 產品形態審美綜合評價的非線性信息動力學模型
3．1 引言
3．2 綜合評價理論概述
3．3 產品形態審美評價系統的結構特征
3．4 產品形態審美評價指標體系
3．5 基于最大流原理的綜合評價模型
3．6 模型的模擬實現
3．7 實例研究
3．7．1 汽車前臉美度指標計算
3．7．2 數值模擬
3．7．3 驗證與分析
3．8 本章小結
第4章 產品形態主客觀審美評價的不確定性推理模型
4．1 引言
4．2 主觀評價
4．2．1 主觀評價實驗
4．2．2 灰關聯分析計算權重
4．3 客觀評價
4．3．1 熵值法計算權重
4．3．2 CRITIC法計算權重
4．4 證據融合
4．5 數值模擬
4．6 驗證與分析
4．7 本章小結
第5章 基于指標適度標準化的界面風格美綜合評價模型
5．1 引言
5．2 美度指標適度標準化實驗
5．2．1 指標選擇
5．2．2 樣本設計
5．2．3 樣本美度指標計算
5．2．4 “活潑美”評價調查實驗
5．3 美度指標適度標準化處理
5．4 界面風格美綜合評價
5．5 實例研究
5．5．1 美度指標適度標準化處理
5．5．2 綜合評價
5．5．3 驗證與分析
5．6 本章小結
……
第6章 基于形態美度的產品形態多意象預測模型
第7章 基于審美評價與思維模擬的產品形態多峰優化設計
第8章 總結與展望
參考文獻
致謝
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