การพัฒนาระบบออกแบบอัตโนมัติ โดยใช้วิธีไวยากรณ์รูปร่าง กรณีศึกษาการออกแบบเครื่องประดับ

Abstract

บทความวิจัยฉบับนี้ ได้นำเสนอการพัฒนาระบบออกแบบอัตโนมัติโดยอาศัยหลักการไวยากรณ์รูปร่างเพื่อประยุกต์ใช้ในการออกแบบเครื่องประดับ มีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ในกระบวนการออกแบบแนวคิด สามารถใช้ในการสำรวจรูปร่างที่ใช้การออกแบบและสร้างแรงบันดาลใจให้แก่นักออกแบบ โดยได้ทำการศึกษาการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของรูปร่างในขั้นตอนการออกแบบเครื่องประดับ ศึกษาการเปลี่ยนแปลงรูปร่างจากรูปร่างเริ่มต้นไปเป็นรูปร่างเป้าหมาย ซึ่งการเปลี่ยนแปลงอย่างมีตรรกะของโครงร่างเส้นโค้งสามารถอธิบายได้ด้วยไวยากรณ์รูปร่างและกฎรูปร่าง จากผลการทดลองการวิเคราะห์ข้อมูลจากกลุ่มตัวอย่าง พบว่าผลกระทบร่วมของสองพารามิเตอร์ ได้แก่ จำนวนของการแบ่งช่วงเส้นและจำนวนการประยุกต์ใช้กฎรูปร่างมีอิทธิพลต่อความพึงพอใจของผู้สวมใส่เครื่องประดับแหวนต่อรูปทรงของเครื่องประดับแหวน และการออกแบบด้วยระบบออกแบบเครื่องประดับแหวนโดยอัตโนมัติใช้เวลาน้อยกว่าการออกแบบด้วยมือบนโปรแกรม คิดเป็น 30 เท่า โดยผลลัพธ์ของการศึกษานี้ถูกนำมาใช้เพื่อพัฒนาระบบการออกแบบอัตโนมัติสำหรับสร้างรูปทรงสามมิติโดยใช้เซตของกฎรูปร่างในจำนวนจำกัดที่กำหนดไว้ภายใต้ไวยากรณ์รูปร่าง ในบทความวิจัยนี้ได้นำเสนอตัวอย่างของการออกแบบเครื่องประดับแหวนที่สร้างขึ้นโดยใช้วิธีไวยากรณ์รูปร่างและระบบการออกแบบอัตโนมัติที่พัฒนาขึ้น

This paper proposes a generative design system based on shape grammar. It aims to use for jewelry design application. The system is aimed to support designers during exploring shapes in conceptual design, and as a source of inspiration. We studied shape transformations in jewelry design process to identify how shapes are transformed from one state to another. Shape grammar and shape rules are used to explain the transformations of curved outlines in a logical manner.

The experimental results indicates that the interaction of both parameters (number of piecewise lines and number of shape rule applications) influence on the satisfaction of wearers onto jewelry ring shapes. Comparing to design by hand, the proposed automatic design system spends shorter time less than 30 times to generate a set of preference shapes. The proposed system creates 3D new shapes based on a finite set of shape rules defined within a shape grammar by applying transformations to primitive elements. Some examples of jewelry ring designs generated by the proposed system are illustrated in the paper.