动漫产业有着广阔的发展前景,被称为21世纪创意经济中最有希望的朝阳产业和21世纪的“无烟工业”。动漫造型作为动漫中的灵魂,成为欧美日韩等动漫强国推销其动漫与衍生产品的重要武器。动漫造型一般包括动漫角色造型和动漫群体造型。从深受观众喜爱的唐老鸭、米老鼠到现今的机器人瓦力、功夫熊猫,每一部动画片都能诞生一个甚至多个明星,成功地设计一个动漫角色造型,不仅能提升一部动漫影片的票房号召力,更能成为推广整个产业的中坚力量;此外,不少动漫影片中还会涉及到大量的群体造型,例如,大型战争场面中大量的战士、角斗场中大量的观众、城市中大量的群众等。有效地设计、产生动漫中的角色造型及群体造型,对于提升动漫产品的质量至关重要,一直是动漫领域的研究热点之一。3D动漫是当今动漫产业的发展方向,3D动漫造型作为3D动漫的核心元素,在3D动漫制作中具有非常重要的地位,其好坏将直接影响3D动漫的质量以及后期的制作效果。如何高效地设计一个能够吸引大众眼球的3D动漫角色造型、如何快速高效地生成动漫影片中数以万计的3D动漫群体造型,一直是3D动漫设计领域重要的研究问题。3D动漫造型的传统设计方法是利用三维建模软件Maya,3D Max等直接绘制,这种方法获得的3D动漫造型美观、精确。但是,对于设计一个3D动漫角色造型而言,设计师往往会受到现有造型和设计观念的影响,导致很难设计出具有足够创意的、能够吸引大众眼球的作品;而对于设计数以万计的3D动漫群体造型而言,由于其造型数量太多、设计的工作量巨大,使用传统的设计方法成本太高、速度太慢、且无法自动生成大量的造型。因此,迫切需要寻找合适的方法来解决这些问题。本文通过研究并利用进化计算技术、协同技术和可视化技术,以设计支持3D动漫造型协同创新设计的方法、提高造型的新颖程度和生成效率为目标开展研究,本文的主要工作与创新点概括如下:1.为了将单目标和多目标遗传算法较好地应用到3D动漫造型协同创新设计中,首先将自适应遗传算法(AGA)和带精英策略的非劣排序遗传算法(NSGA2)进行了改进,有效地解决了AGA算法收敛速度慢和进化初期容易停滞的问题,并使改进的AGA和NSGA2算法可以很好地应用到创新设计中。2.为了能够同时利用多位专家已有的知识对3D动漫造型进行设计,使用HOOPS/NET技术搭建了一个支持3D动漫造型创新设计的协同设计环境,并在此基础上,提出一种基于HSF(HOOPS Stream File)的多专家协同评价方法,有效地提高了设计效率。3.基于以上提出的两种改进的遗传算法和多专家协同评价方法,提出了两种支持3D动漫造型协同创新设计的方法,有效地解决了传统的3D动漫造型设计方法难以设计出具有足够创意的3D动漫角色造型和数以万计的3D动漫群体造型的问题。4.基于以上研究成果,设计并开发了一个3D动漫造型协同创新设计原型系统。通过在原型系统中的实验结果表明,本文提出的方法既可以高效地设计出创意新颖的3D动漫角色造型,又可以快速高效地生成大批的3D动漫群体造型。