數(shù)碼提花織物的設(shè)計與開發(fā)

數(shù)碼提花織物的設(shè)計與開發(fā)

數(shù)字紡織是計算機(jī)和紡織技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物。在花卉設(shè)計和生產(chǎn)方面，計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)深入到控制領(lǐng)域，為研究數(shù)字花卉提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。而對數(shù)碼提花織物設(shè)計方法的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用,將有助于提升提花織物產(chǎn)品的檔次和產(chǎn)品附加值。1數(shù)碼技術(shù)對花卉設(shè)計的影響1.1數(shù)碼提花織物的設(shè)計和施工提花織物一直是紡織高技術(shù)的代表產(chǎn)品,目前提花織物的設(shè)計普遍采用紋織CAD系統(tǒng)進(jìn)行輔助設(shè)計,生產(chǎn)則以電子提花機(jī)與新型織機(jī)進(jìn)行配套生產(chǎn),其設(shè)計、生產(chǎn)在全數(shù)碼控制的過程中完成,提花織物從設(shè)計數(shù)據(jù)到提花信息數(shù)據(jù)均在計算機(jī)中處理、控制和傳輸,如圖1所示,這為提花織物的設(shè)計和生產(chǎn)提供了良好的數(shù)碼技術(shù)環(huán)境。但其產(chǎn)品仍然無法稱為數(shù)碼提花織物,原因就在于其產(chǎn)品的設(shè)計方法仍然沿用了傳統(tǒng)的設(shè)計理念。傳統(tǒng)的提花織物設(shè)計由紋樣設(shè)計、意匠設(shè)計、組織設(shè)計等環(huán)節(jié)構(gòu)成,其原理是先設(shè)計紋樣,將紋樣色轉(zhuǎn)化為意匠色,然后根據(jù)意匠色與組織一一對應(yīng)的方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計,紋織CAD系統(tǒng)則替代手工意匠,提高提花織物的效率。在傳統(tǒng)的設(shè)計理念下,紋樣的色彩數(shù)一般少于32種,紋織CAD系統(tǒng)應(yīng)用功能開發(fā)也一直以輔助傳統(tǒng)設(shè)計理念下的提花織物設(shè)計為導(dǎo)向。1.2設(shè)計理念的基礎(chǔ)數(shù)碼技術(shù)發(fā)展至今,已具備將提花織物設(shè)計和生產(chǎn)納入全數(shù)碼流程的技術(shù)條件。隨著傳統(tǒng)的提花織物設(shè)計方法和生產(chǎn)流程逐步淘汰,結(jié)合數(shù)碼技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn),提出全新的數(shù)碼提花織物設(shè)計理念已刻不容緩。數(shù)碼提花織物與傳統(tǒng)的提花織物在設(shè)計理念上有著本質(zhì)的區(qū)別,它的設(shè)計理念是將織物結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理與計算機(jī)圖像處理的方法有機(jī)結(jié)合,用計算機(jī)能夠識別和容易實(shí)現(xiàn)的方法來設(shè)計提花織物,計算機(jī)設(shè)計系統(tǒng)在其間所起的作用將從輔助設(shè)計向自主設(shè)計轉(zhuǎn)變。因此數(shù)碼提花織物設(shè)計的提出,在兩個領(lǐng)域?qū)碜兏?產(chǎn)品方面,在傳統(tǒng)提花織物的基礎(chǔ)上,將建立以全新設(shè)計理念為設(shè)計指導(dǎo)的數(shù)碼提花織物產(chǎn)品體系;數(shù)碼技術(shù)應(yīng)用方面,計算機(jī)技術(shù)在提花織物設(shè)計中的應(yīng)用,將從輔助提花織物手工設(shè)計向計算機(jī)智能化設(shè)計轉(zhuǎn)變。2花卉輕設(shè)計的理論基礎(chǔ)和設(shè)計方法2.1數(shù)碼提花織物的設(shè)計方法提花織物的基本結(jié)構(gòu)類型有單層結(jié)構(gòu)、重緯結(jié)構(gòu)、重經(jīng)結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)五種,而打破織物結(jié)構(gòu)類型界限,采取多種結(jié)構(gòu)類型的綜合應(yīng)用是目前提花織物產(chǎn)品設(shè)計的趨勢。結(jié)合計算機(jī)圖像處理的特點(diǎn),可將數(shù)碼提花織物的設(shè)計方法分為“無彩”和“有彩”兩類,對應(yīng)的織物結(jié)構(gòu)類型可根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)由組織設(shè)計完成。根據(jù)設(shè)計學(xué)和計算機(jī)圖像處理的色彩原理,設(shè)計學(xué)中有黑白灰形成的無彩色系與計算機(jī)黑白圖像的灰度模式一致,可以方便地設(shè)計陰影組織并進(jìn)行影光組織配置,來替代計算機(jī)黑白圖像中的灰度級別,建立“無彩數(shù)碼提花織物”的設(shè)計體系;同樣,經(jīng)過對有彩色系各種原色原理的分析,印刷四原色(即藍(lán)、品紅、黃、黑)及其對應(yīng)的計算機(jī)色彩模式CMYK色彩,能滿足數(shù)碼提花織物的色彩與結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,可用于建立“有彩數(shù)碼提花織物”設(shè)計體系。2.2布署灰度級別分布無彩數(shù)碼提花織物設(shè)計的原理是將計算機(jī)對無彩圖像的處理方法,與傳統(tǒng)的單層結(jié)構(gòu)提花織物設(shè)計方法結(jié)合。計算機(jī)對無彩圖像的表示是以不同的灰度級別來實(shí)現(xiàn)的,灰度級別由灰度圖像的位長來控制。表1是灰度圖像位長與灰度級別的關(guān)系。人眼可以分辨出64級灰度的圖像,所以對真實(shí)圖像的表示,灰度級別應(yīng)大于64,而為了符合織物結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn),對紋樣灰度級別的要求應(yīng)控制在256級以下。因此64～256級的灰度級別是“無彩數(shù)碼提花織物”設(shè)計的較合理的范圍,表2是織物陰影組織可以產(chǎn)生的灰度級別數(shù)據(jù)。其中,灰度級別(最小值)采用傳統(tǒng)陰影組織的設(shè)計方法,計算依據(jù)是組織間的組織點(diǎn)增/減值M=N,計算公式為(N-1),N表示組織循環(huán);而灰度級別(最大值)采用的是計算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)的陰影組織的設(shè)計方法,計算依據(jù)是組織間的組織點(diǎn)增/減值M=1,計算公式為[N(N-2)+2],N表示組織循環(huán)。根據(jù)以上數(shù)據(jù),在理論上,組織循環(huán)大于8就可以設(shè)計模擬真實(shí)效果的“無彩數(shù)碼提花織物”。當(dāng)M設(shè)定為變數(shù)時,可以方便地實(shí)現(xiàn)不同灰度級別陰影組織的設(shè)計。圖2所示的陰影組織循環(huán)為24×24,灰度級別為64。2.3cmyk合并組織圖的灰度級別有彩數(shù)碼提花織物設(shè)計的原理是將計算機(jī)對彩色圖像的處理方法與傳統(tǒng)的重結(jié)構(gòu)提花織物設(shè)計方法結(jié)合,產(chǎn)生全新的設(shè)計原理和方法。其設(shè)計原理和流程如圖3所示。其中,C、M、Y、K分色灰度圖的灰度級別不同,CMYK合并組織圖所顯現(xiàn)的混合色彩數(shù)也不同,當(dāng)陰影組織取最小值的灰度級別時,通過組織合并,能產(chǎn)生的混合色彩數(shù)為C、M、Y、K四個分色灰度圖的灰度級別數(shù)的乘積,具體數(shù)值如表3所示。通過以上數(shù)據(jù),顯示在有彩數(shù)碼提花織物的設(shè)計模式下,可以方便地實(shí)現(xiàn)真彩的效果。由于該設(shè)計流程的靈活開放性,可以通過調(diào)節(jié)C、M、Y、K四個分色灰度圖的灰度級別(不取相同值),在不變化緯線顏色的前提下,用結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法設(shè)計出具有不同色彩偏向的提花織物。另外,紋樣分色圖的灰度圖數(shù)如為2或3時,可以方便地設(shè)計類似傳統(tǒng)織錦中緯二重或緯三重結(jié)構(gòu)的提花織物,而織物表面的織紋效果將更為細(xì)膩。3花織物設(shè)計的流程雖然設(shè)計理念不同,數(shù)碼提花織物的設(shè)計環(huán)節(jié)仍可遵循傳統(tǒng)提花織物設(shè)計的流程,規(guī)范為品種工藝設(shè)計和花色紋制設(shè)計兩個主要環(huán)節(jié)。根據(jù)提花織物產(chǎn)品應(yīng)用的特點(diǎn),設(shè)計實(shí)踐在方法上,按“無彩”、“有彩”系分類,并結(jié)合高、低密度品種展開。3.1產(chǎn)品的主要設(shè)計參數(shù)根據(jù)表4的產(chǎn)品參數(shù),低密度產(chǎn)品為中厚型織物,高密度產(chǎn)品為縝密的薄型織物,產(chǎn)品完全滿足裝飾綢和服用綢的性能要求。3.2傳統(tǒng)提花織物特點(diǎn)數(shù)碼提花織物的產(chǎn)品特點(diǎn)獨(dú)特,是藝術(shù)性和實(shí)用性的完美結(jié)合,四組產(chǎn)品如圖4所示。由于在設(shè)計過程中充分利用了計算機(jī)自主圖像處理的特點(diǎn),使數(shù)碼提花織物在產(chǎn)品風(fēng)格上與傳統(tǒng)提花織物大相徑庭,主要表現(xiàn)在:(1)織物表面縝平細(xì)膩,影光過渡柔和;(2)獨(dú)特的閃色效應(yīng),使產(chǎn)品在不同視角繽紛異彩;(3)具備與數(shù)碼印花相似的仿真能力(無彩設(shè)計的單彩仿真,有彩設(shè)計的真彩仿真);(4)產(chǎn)品的