本发明涉及数字图像自动绘制技术，特别是涉及一种模仿装饰艺术风格“art-deco”进行的图案生成方法。
背景技术：
自2005年末起，装饰艺术风格(art-deco)在全球复兴，并在中国也呈现出方兴未艾的势头，其设计风格所带来的创作自由使这种风格的作品超过了以往任何一种在中国流行过的设计风格。因此，在全球化的今天，人们可以藉由这种装饰艺术风格的创作融汇多元文化和多种艺术思想，进行多姿多彩的工业产品设计。
随着计算机技术的发展，诞生了基于计算机应用技术的新艺术--计算机美术，这是综合了计算机技术和传统美术创作的交叉学科。“计算机绘画”作为一门新的学科数字化信息技术改变了艺术创作的活动方式。这种崭新的艺术创作手段得到了迅速发展，拓宽并丰富了人类艺术领域。
但是，计算机绘画创作需要创作者具有一定的绘画基础，有了较扎实的造型能力与敏锐的色彩表现能力才有可能创作出好的绘画作品，因此，如何利用数字图像自动绘制技术快速自动生成该装饰艺术风格的图像，并且有丰富的创作内涵，是本发明亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种模仿装饰艺术风格“art-deco”进行的图案快速生成方法，将装饰艺术风格“art-deco”进行综合量化分析以及依照次序生成解构，快速自动生成装饰艺术风格“art-deco”的设计图案。
本发明提出了一种模仿装饰艺术风格“art-deco”进行的图案快速生成方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、将装饰艺术风格“art-deco”进行综合量化分析，依照该风格的解构结果依次生成图案，并对分析结果和生成环节有确定的量化和定义性描述，量化分析和解构结果包括两部分：一是“art-deco”风格图案的要素，包括构成图案所需板块的分类与数量、构成轴线的设定与数量、构成图案所需元素的抽象化提取及其容量比例、用来嵌入空白区域的元素数据库和图案的整体颜色和种类；二是每一个生成环节的关键要素，包括构成图案所需板块的分布规则与生成次序、构成图案所需轴线的次序及坐标定位、元素数据库的嵌入规则、整体图案的变异规则；
步骤二、将步骤一的量化分析和解构结果进行参数预定义，通过计算机语言分别对不同构图类别下的板块图案进行渲染和绘制，最终实现任意图幅比例下“art-deco”风格图案的自动生成；
步骤三、待“art-deco”风格图案图案生成后，继续进行随机的变异点嵌入，自主提高图案构成的复杂度，所用元素数据库应区别于生成过程中所用元素数据库。
所述步骤一中的构成图案所需板块的分类，具体包括两种分类：一种是按照构图框架的分类，包括两类即有图框类和无图框类；另一种是按照填充板块的分类，在图框区域以及非图框区域，分别进行图案的生成，根据图幅比例，将分别使用每一板块来进行绘制及板块填充。
所述步骤一中的构成图案所需轴线设定为围绕中心纵轴线进行镜像和在“非图框区域”任意定位的横轴线进行镜像。
所述步骤一中的构成图案所需元素为折线线段组以及四十五度交叉线段。
所述步骤一中的每一个生成环节的关键要素包括：构成图案所需板块的分布规则与生成次序：板块的分布规则参见图3中的区域划分，其生成次序为：同时进行图框区域的生成以及非图框区域的生成，经过对空白区域的元素嵌入，最终组合并渲染成为完整的图案；构成轴线的次序及坐标定位：纵轴线为图幅中心，横轴线的定位随着不同的图框类型而进行调整，同样通过镜像复制来形成图案的复杂性。其坐标区间应在图幅由外向内的三分之二区域。
所述步骤二中最终实现任意图幅比例下该风格图案的自动生成的操作，依照顺序包括以下具体执行步骤：生成图框，从图框库中随机选取一种图框；图像区域划分，区域划分以图框为基础，再结合图像边界，将图像划分成若干个空白矩形区域；生成形状元素，根据上一步划分的区域的尺寸，从元素库中随机选取适当尺寸的形状元素；整体图案的变异----根据上一步选取的元素类型，在变异库中随机选取合适的变异，然后作用在已选取的构成图案所需元素上；填充/镜像操作，构成图案所需元素填充进区域后先在横轴上做平移，然后在纵轴上做镜像，渲染上色，给图像背景和线条添加颜色，图像自动生成完毕。
与现有技术相比，本发明能够利用计算机绘画技术快速自动生成的装饰艺术风格“art-deco”的设计图案，极大地丰富对该风格设计图案的设计；同时，整个生成过程都由计算机自动完成，体现了计算机和艺术结合有着较高的可行性。
附图说明
图1为本发明的一种模仿装饰艺术风格“art-deco”进行的图案快速生成方法整体流程图；
图2为本发明实施例的任意图幅比例的两类图框示意图；
图3为本发明实施例的基于有图框类的装饰艺术风格“art-deco”图案生成结果示意图；
图4为本发明实施例的板块关系和镜像轴线示意图；
图5为本发明实施例的折线线段组以及四十五度交叉线段示意图；
图6为本发明实施例的图框部分生成效果图；
图7为本发明实施例的非图框区域中的填充板块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案和实施例进一步详细说明。
如图1所示，为本发明的一种模仿装饰艺术风格“art-deco”进行的图案快速生成方法整体流程图，包括以下步骤：
步骤一、将装饰艺术风格“art-deco”进行综合量化分析，依照该风格的解构结果依次生成图案，该步骤得到的结果包括两部分：1)、“art-deco”风格图案的要素，包括：a、构成图案所需板块的分类与数量；b、构成轴线的设定与数量，c、构成图案所需元素的抽象化提取及其容量比例，d、用来嵌入空白区域的元素数据库，e、图案的整体颜色和种类；2)、每一个生成环节的关键要素：a、构成图案所需板块的分布规则与生成次序，b、构成图案所需轴线的次序及坐标定位，c、元素数据库的嵌入规则，d、整体图案的变异规则；并对分析结果和生成环节有确定的量化和定义性描述；
步骤二、将步骤一的量化分析结果进行参数预定义，通过计算机语言分别对不同构图类别下的板块图案进行计算、渲染和绘制，最终实现任意图幅比例下该风格图案的自动生成；
步骤三、待图案生成后，可继续进行随机的变异点嵌入，自主提高图案构成的复杂度，所用元素数据库应区别于生成过程中所用元素数据库。
步骤一的具体量化内容如下：
(1-1)构成图案所需板块分类：一种是按照构图框架的分类，包括两类即有图框类和无图框类，根据构图需求做自主选择，如选择有图框类，则进行随机调用；另一种是按照填充板块的分类：以如图2所示的任意图幅比例的两类图框示意图中的3号有图框类为例，依据该风格图案的生成方法，将在图框区域以及非图框区域，分别进行图案的生成，根据图幅比例，将分别使用三个板块来进行绘制及板块填充，得到如图3所示的生成结果，l1、l2、l3和区域1、2、3为图框区域；区域4、5、6为非图框区域。
(1-2)构成图案所需轴线的设定与数量：针对装饰艺术风格“art-deco”的风格特征，将所述构成图案所需轴线设定为围绕中心纵轴线进行镜像和在“非图框区域”任意定位的横轴线进行镜像；横轴线为水平方向上的基线，图像在纵向上围绕这条线进行上下平移、缩放操作；纵轴线为平分整幅图像的中间竖线，线的左右两侧属于镜像关系。
因此，如图3所示的示意图中，其轴线为图案中心的纵轴。
(1-3)构成图案所需元素的抽象化提取及其容量比例：用来进行板块填充、镜像生成的基本构成要素是折线线段组以及四十五度交叉线段；折线线段组将由头部的三分之一处之后开始形成拐点，并只能向中心内部转折，形成九十度折线；四十五度线段只能交叉于非近距离线段组，形成了位于如图5所示的本发明实施例的折线线段组以及四十五度交叉线段示意图中内部较为稀疏的区域。“容量比例”表示在空白区域内所嵌入元素的线条数与整个空白区域最大容量的比例。一般来说，这个比例越大空白区域填充得越稠密，否则越稀疏。
(1-4)用来嵌入空白区域的元素数据库：经过大量的资料汇总和自由设计，可指定一系列用来嵌入的元素符号，并独立成库。
(1-5)图案的整体颜色和种类：本发明中选择的结果颜色为带有渐变的金属色，底图为黑、白、灰；
(1-6)每一个生成环节的关键要素包括：a、构成图案所需板块的分布规则与生成次序：板块的分布规则参见图3中的区域划分，其生成次序为：同时进行图框区域的生成以及非图框区域的生成，经过对空白区域的元素嵌入，最终组合并渲染成为完整的图案；b、构成轴线的次序及坐标定位：纵轴线为图幅中心，横轴线的定位随着不同的图框类型而进行调整，同样通过镜像复制来形成图案的复杂性。其坐标区间应在图幅由外向内的三分之二区域。
(1-7)元素数据库的嵌入规则：在元素库中随机抽取，填充至图2中的区域1、2、3以及区域4、5、6的空白处。
(1-8)整体图案的变异规则：本发明的所有变异形成区域，皆定位与该元素或元素组由外至内区间的三分之二处区域，不得超越此区间进行绘制。
其中，步骤二的最终实现任意图幅比例下该风格图案的自动生成的操作，依照顺序包括以下具体执行步骤：(1)生成图框----从图框库中随机选取一种图框；(2)图像区域划分----区域划分以图框为基础，再结合图像边界，将图像划分成若干个空白矩形区域；(3)生成形状元素----根据上一步划分的区域的尺寸，从元素库中随机选取适当尺寸的形状元素。(4)整体图案的变异----根据上一步选取的元素类型，在变异库中随机选取合适的变异，然后作用在已选取的构成图案所需元素上。(5)填充/镜像操作----构成图案所需元素填充进区域后先在横轴上做平移，然后在纵轴上做镜像。(6)渲染上色----给图像背景和线条添加颜色。(7)图像生成完毕。
(2-1)图框部分的填充板块，其具体生成方法为如下：
如图6所示，在图框区域内，首先，外框图案的主体由l1、l2、l3三条较粗的、平行的折线段组成，数字1-6表示l3的拐点，整体生成顺序为：a、在图像的顶端左侧随机生成l1的起点，同理，在图像下端生成l1的终点；b、用折线将l1的起点和终点连接起来，折线的折点位置部分随机；c、根据l3的点1、2划分出区域1、点3、4划分出区域2，点5、6划分出区域3。
(2-2)非图框区域中的填充板块，其具体生成方法如下
如图7所示，l1、l2、l3、l4、l5分别代表图中的五条折线。p1、p2、p3、p4、p5分别表示l5和l4的交点。先在区域的上边，由外至内三分之一区域内，随机选取l1的起点，在由外之内的三分之二以外区域，随机选取l1的终点，然后绘制出折线l1；向l1起点的外侧设置起点，复制两条平行折线l2、l3；在折线l1的内侧(凹侧)绘制折线l4；在折线l4的第2、3、4段上分别随机选取点p1、p2、p3、p4，然后过这四个点绘制折线l5(l5的起点随机，终点由l1决定)；在l4末端添加变异(这里是添加了一个向右的线段)。在l1、l2、l3末端添加变异。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，用于帮助理解本发明的方法及核心思想，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。