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基于分形的木工平面雕刻图案生成方法的研究的中期报告 中期报告 一、研究背景 木工平面雕刻是一种传统的工艺艺术，是利用切削工具将艺术图案或文字刻在木材表面上，具有较高的实用价值和装饰价值。传统的木工平面雕刻图案多为艺术家手工刻制，既费时费力，还难以保证图案的一致性和规模的可控性。因此，在数字化技术的支持下，基于分形的木工平面雕刻图案生成方法应运而生。 分形是一种自相似的几何形态，是自然界普遍存在的规律，也是艺术创作中常用的表现手法。本研究旨在通过研究分形及其应用于木工平面雕刻的原理和方法，探索一种可行的基于分形的木工平面雕刻图案生成方法。 二、研究内容 本研究主要分为以下两个部分： 1.分形原理及其应用于木工平面雕刻的方法研究 2.基于分形的木工平面雕刻图案生成算法实现 1.分形原理及其应用于木工平面雕刻的方法研究 分形是一种自相似的几何形态，具有非常明显的分形维度特征。在自然界中，许多物体和图形都具有分形特征，如云彩、树叶、河流等。在艺术创作中，也常常使用分形来表现自然界中复杂的形态和变化。 研究发现，将分形原理应用于木工平面雕刻中，能够实现自动化的图案生成，并且可以保证图案的一致性和规模的可控性。基于分形的木工平面雕刻图案生成方法的实现，主要通过以下步骤来完成： 1）选择合适的分形图形，并进行优化处理，以保证图案的连续性和完整性。 2）分析木材纹理和密度，确定合适的刻刀角度、类型和深度，以保证刻出的图案清晰、鲜明。 3）确定木材的尺寸和形状，以保证雕刻出来的图案符合要求。 2.基于分形的木工平面雕刻图案生成算法实现 本研究基于MATLAB平台实现了基于分形的木工平面雕刻图案生成算法。具体实现步骤如下： 1) 生成分形基本图形 首先在MATLAB中生成基本的分形图形，例如科赫曲线、谢尔宾斯基三角形等。然后对基本图形进行优化处理，以保证图案的连续性和完整性。 2) 图案缩放 在生成基本图形后，按比例对其进行缩放，以达到所需的尺寸和形状要求。 3) 图案旋转 将缩放后的图案按照旋转角度进行旋转，以符合木材的纹理和形状。 4) 刻刀角度计算 根据木材的纹理和密度，确定合适的刻刀角度、类型和深度，以保证刻出的图案清晰、鲜明。 5) 刻刀路径生成 根据刻刀角度和深度等参数，计算出刻刀路径，并进行优化处理，以保证图案清晰、完整。 6) 图案输出 将生成的刻刀路径输出到CNC机器上，即可实现基于分形的木工平面雕刻图案的自动化生成。 三、初步结果 目前，本研究已完成了基于分形的木工平面雕刻图案生成算法的实现，并在MATLAB平台上进行了测试。测试结果表明，算法能够有效地生成符合要求的图案，并且具有较高的一致性和规模的可控性。 下一步工作将主要围绕以下两个方面展开： 1) 优化算法设计，提高算法的计算效率和刻刀路径的精度。 2) 进一步测试和验证算法的可行性和有效性，并探索应用于实际生产中的可能性。 四、参考文献 [1] 郭辉, 黄辉. 基于分形的木工房平面雕刻图案设计[J]. 沈阳工业大学学报, 2013(6):24-27. [2] 李文波. 基于分形的木工平面雕刻图案生成研究[D]. 山东大学, 2014. [3] 徐敬业, 武斌, 李德毅. 基于分形的木工平面雕刻图案生成[J]. 合肥工业大学学报, 2012, 35(3): 279-283.