絲綢提花圖案的數(shù)字模塊顯像問題初探

絲綢提花圖案的數(shù)字模塊顯像問題初探

近年來，國內(nèi)外對墊層織物的異色特征進行了大量的研究，包括顯色結(jié)構(gòu)和顯色結(jié)構(gòu)，以及對裝飾織物的數(shù)字紡織機械的設(shè)計。其基本原理是基于空間混色理論,借鑒印刷業(yè)四色印刷方法,運用少數(shù)幾種色絲完成面料上藝術(shù)畫圖的顯色仿真。然而,對于用經(jīng)緯同色,即單色來表現(xiàn)提花圖案漸變效果(以下簡稱“單色顯像”)的織造領(lǐng)域卻少見有報道。本文的目的在于,運用圖像處理與構(gòu)建組織模型等手段,借助電子提花機進行產(chǎn)品試織實踐,研究在經(jīng)緯同色的提花絲綢織物上表達圖紋漸變效果的設(shè)計原理和方法,為運用數(shù)碼技術(shù)開發(fā)高科技含量、高藝術(shù)附加值的單色絲綢提花織物初步探尋一條可行的途徑。1織物工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化織物由縱、橫排列的2個系統(tǒng)紗線,按一定的浮沉規(guī)律交織而成。當(dāng)織物表面1組經(jīng)紗和1組緯紗交織時,只有經(jīng)紗和緯紗2種顏色互相交織表現(xiàn)色彩和層次,任何的層次都由經(jīng)緯紗線在單位循環(huán)R中組織點的數(shù)量和浮長的不同混合而成。對于織物經(jīng)緯異色顯色研究與生產(chǎn)領(lǐng)域而言,根據(jù)經(jīng)緯紗線顏色的異同,提花織物可以分為2個大類。一類為經(jīng)緯異色?？椢镄Ч捎?個色相,經(jīng)線色相、緯紗色相及經(jīng)紗混合色相,有彩度與明度變化,變化均由單位循環(huán)內(nèi)經(jīng)、緯組織點控制,主要通過空間混色的原理表現(xiàn)出彩圖效果。這也是目前常見的形式。另一類為經(jīng)緯同色?？椢餂]有彩度等色彩信息變化,只有1個色相,有明度層次變化,從實踐可知,當(dāng)經(jīng)緯同色或經(jīng)緯基本同色時,由于織物經(jīng)、緯紗線系統(tǒng)的密度、捻向、光澤以及織物組織等工藝參數(shù)的變化,將導(dǎo)致織物上圖案紋理的觀感差異。尤其由于絲綢的光澤明亮而優(yōu)雅,這種由織物結(jié)構(gòu)參數(shù)導(dǎo)致的圖案紋理的觀感差異,絲綢比其他類織物更加明顯,并且獨具視覺特色,所以,單色絲織物的表面雖然只有1個色相,但仍然能夠通過各種工藝手段表現(xiàn)出豐富的明度層次。而對于基本工藝參數(shù)確定的絲織物,織物組織的變化是最常用、最重要的提花圖案表現(xiàn)方法,因此,本文主要選擇運用織物組織的變化實現(xiàn)單色表現(xiàn)圖案漸變的效果。所謂的漸變效果主要是指織物上具有不同明度值的相鄰區(qū)域之間過渡自然,且能產(chǎn)生不同光澤度和明度的效果。這種不同光澤度和明度的“過渡自然”具有類似于手繪的一種色彩漸變的視覺效果,給人以美的感受。2設(shè)計方法2.1重經(jīng)、重緯、雙層織物基本同色本文中所謂的單色是指織物的經(jīng)緯同色或經(jīng)緯基本同色。經(jīng)緯同色,最常見的有本色絲綢織物等,可包括單層、重經(jīng)、重緯、雙層織物。經(jīng)緯基本同色可定量表達為,從RGB彩色立方體(根據(jù)國際通用標(biāo)準(zhǔn),R、G、B值的取值范圍分為0~255單位)取任意一個邊長為C單位的基本同色立方體,即:式中C為經(jīng)驗值,一般可通過計算機實驗在5~10之間取值。由式(1)可見,如果經(jīng)緯紗線的RGB彩色值位于該立方體內(nèi),則為基本同色。2.2項目完成后2.2.1利用數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換處理面當(dāng)通過掃描等手段使輸入的圖形圖像數(shù)字化之后,即可借助圖像處理軟件,如Photoshop等,將電腦中的數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換為只有黑、白、灰的灰度圖片,形成相應(yīng)的文件,使紋樣轉(zhuǎn)換為只有明暗效果,用于經(jīng)緯單色面料的織造。2.2.2組織鏈庫的建立首先,初步構(gòu)建組織模型。設(shè)計一系列在相同組織循環(huán)下經(jīng)緯組織點變化的N個組織,初步建立組織鏈庫。例如,選擇基礎(chǔ)的12枚緞紋,取N=60,可獲得依順序從緯面組織到經(jīng)組織點取最大值的經(jīng)面組織的60個組織變化形式(如圖1所示)。其次,完善組織模型。通過對組織鏈庫的各組織進行試織,獲得具有N種不同明暗效果的實物,然后經(jīng)篩選、調(diào)整,形成組織鏈庫各組織與明暗效果之間的一一對應(yīng)關(guān)系,由此建立最終的組織鏈庫,共M(M≤N)個組織。具體過程如下:1)對初建的組織鏈庫的各組織進行試織,獲得具有N種不同明暗效果的實物。例如,將圖1所示的12枚緞紋的60個變化組織分別織成實物,其照片如圖2所示。2)運用圖像處理方法進行篩選。圖像處理環(huán)節(jié)包括:用掃描儀或數(shù)碼相機或其他攝像裝置將上述組織實物轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像;運用編程的方法,或運用圖像處理軟件,如Photoshop或MatLab等數(shù)學(xué)軟件對所得的數(shù)字圖像進行分析處理,獲得各變化組織實物的明度值,建立起組織鏈庫的各組織與該明度值之間的對應(yīng)關(guān)系;根據(jù)組織實物的明暗度值對各變化組織的實物進行排序;剔除明度值區(qū)分度低的組織,保留明度值區(qū)分度高、組織點分布合理的組織,由此建立起實用的最終組織鏈庫。例如,經(jīng)上述環(huán)節(jié)處理,圖1所示的12枚緞紋的60個變化組織中可剔除45個,保留15個,形成最終的組織鏈庫,其相應(yīng)的組織實物見圖3。實驗證明,以僅有黑灰白變化的圖案,當(dāng)組織配置使織物光澤最亮,實物明度最大時,可用該組織表達畫中的純黑色,即灰度值等于0的黑色,則當(dāng)組織配置使織物光澤最暗,明度最小時,可用該組織表達畫中的最白色,即灰度值等于100%的白色;反之,用明度最大時的組織表達畫中的最白色,即灰度值等于100%的白色,則明度最小的組織表達畫中的最黑色,即灰度值等于0的黑色亦可。2.2.3建立對應(yīng)關(guān)系的建立對應(yīng)所建立的組織模型,通過專業(yè)圖像處理軟件,將得到的灰度圖像文件A轉(zhuǎn)換成具有M個明暗層次變化的灰度圖像文件B,因而在灰度圖像文件B與最終組織鏈庫各組織之間對應(yīng)于每一個灰度建立起了明度與組織的一一對應(yīng)關(guān)系,即共有M組對應(yīng)關(guān)系。2.2.4文件的組織設(shè)置通過專業(yè)的紡織CAD軟件將灰度圖像文件B轉(zhuǎn)化為分色意匠文件C,根據(jù)最終組織鏈庫,可對分色意匠文件C進行組織設(shè)置,生成文件,文件格式依據(jù)不同提花機的類型而定。此時使用的組織是通過試織、調(diào)整后能與文件B、C明度一一對應(yīng)的有M個層次的組織鏈庫。根據(jù)提花機裝置的不同,生成的文件可分別輸送到電子提花機信息控制系統(tǒng),或輸送到自動軋制紋板系統(tǒng)軋制提花紋板。3實驗3.1實驗設(shè)計本文選擇的實驗圖案為花卉類手繪圖,見圖4(a)。從圖中可見,其色彩的漸變效果比較明顯。由圖4(a)轉(zhuǎn)換而成的灰度圖見圖4(b)。3.2緯紗及提花織物的制備根據(jù)經(jīng)過調(diào)整保留的15個組織形成組織鏈庫與所選圖案,本文選擇本色的經(jīng)緯紗線分別進行整經(jīng)、上機,卷裝緯紗,在電子提花織機上進行提花織造,從而獲得明暗層次豐富,變化細膩的單色提花織物試樣。該單色漸變提花織物實物見圖5。4電子商務(wù)應(yīng)用于設(shè)計和制造工藝時的數(shù)碼設(shè)計與表現(xiàn)由上述方法生產(chǎn)的單色提花織物具有以下特點。1)數(shù)碼織造的特點與優(yōu)勢依然明顯。由于單色提花織物運用了建組織模型的原理進行數(shù)碼織造,其織物紋理層次豐富,變化細膩,既具有較高的科技含量與藝術(shù)價值,又具有較強的防偽能力。2)拓寬了數(shù)碼織造技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。其一,與主要用于“仿真”的像景織物相比,單色提花織物其織物圖案的來源不受限制,例如可選用手繪的任意圖案作為提花紋樣,因而適于用作普通的面料消費;其二,與“仿真”像景織物相比,單色提花織物的生產(chǎn)工藝相對簡單而普通,限制較少,尤其對于絲織,可選用生絲進行織造,并且可對經(jīng)緯紗線進行加捻等工藝處理,既有效地擴大了數(shù)碼織造技術(shù)的應(yīng)用范圍,又降低了生產(chǎn)開發(fā)成本。3)單色漸變效果提花織物表現(xiàn)各種藝術(shù)圖案,在視覺上可產(chǎn)生與色織完全不同的藝術(shù)效果,尤其在絲織物上,由于桑蠶絲本身的光學(xué)特點,可使該提花織物上的藝術(shù)圖案隨著觀察角度的調(diào)整而發(fā)生光澤的明暗變化,從而產(chǎn)生特殊的藝術(shù)效果與欣賞趣味。4)單色顯像,主要依靠組織結(jié)構(gòu)的變化形成,因此,其數(shù)碼組織模型的構(gòu)建原理與彩色顯色的相比有較大的不同。對于彩色顯色,組織模型僅需重點考慮色經(jīng)色緯浮長的變化,所以基本組織的選擇可盡量簡單,但是,對于單色顯像而言,雖然無需表達彩色信息,卻仍然需要表達出視覺上的漸變效果,所以,必須考慮充分運用組織變化的手段達到顯像的目的,因此,進一步的研究應(yīng)該考慮拓展構(gòu)建基本組織結(jié)構(gòu),建立包含各類不同組織的全方位的組織模型,拓寬用組織表現(xiàn)單色漸變效果的空間。5工藝手段的變化1)本文提出用單色,即經(jīng)緯同色表達圖案漸變效果的數(shù)碼設(shè)計原理和方法,重點是運用經(jīng)、緯紗線系統(tǒng)的密度、光澤以及織物組織等工藝手段的變化,