唐　穎　房寬峻

文章提出了將分形圖案引入數(shù)字噴墨印花圖案設(shè)計的思路，對分形圖案與傳統(tǒng)藝術(shù)圖案之間的區(qū)別加以探討，并結(jié)合數(shù)字噴墨印花對圖案要求的特點，分析了分形圖案在數(shù)字噴墨印花圖案設(shè)計中的可行性和優(yōu)越性，以及如何在軟件和應(yīng)用中得以實現(xiàn)。

In this paper, fractal patterns were introduced into digital ink-jet printing. The differences were discussed between fractal patterns and traditional patterns. Based on the requirements for digital ink-jet printing, the feasibility and the advantages of fractal patterns were analyzed as well as its realizations in software and applications.

印花圖案在數(shù)字噴墨印花過程中具有極其重要的地位。噴墨印花機使用的是數(shù)字化圖案，這也是與圓網(wǎng)、平網(wǎng)印花等傳統(tǒng)印花方式的根本區(qū)別所在。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化圖像的來源越來越豐富，使噴墨印花技術(shù)在開放式的設(shè)計和產(chǎn)品的應(yīng)用中顯示出比傳統(tǒng)印花更加突出的優(yōu)勢。

現(xiàn)有的數(shù)字噴墨印花設(shè)備、墨水、印染技術(shù)等都逐漸發(fā)展成熟，但花型設(shè)計的構(gòu)思和創(chuàng)作，還完全依賴于藝術(shù)設(shè)計人員。目前數(shù)字噴墨印花圖案設(shè)計人員主要有兩類：一類是紡織工程類專業(yè)人員，一類是藝術(shù)設(shè)計類人員。工科專業(yè)的設(shè)計人員對紡織材料、織物的組織結(jié)構(gòu)、染料性能等有較深刻的認識，但紡織花型的藝術(shù)設(shè)計能力較差。利用數(shù)學(xué)及分形理論通過計算機自動生成紡織花型圖案，能夠生成許多令設(shè)計人員難以想象的藝術(shù)圖形，既彌補工科紡織技術(shù)人員的設(shè)計弱點，也為藝術(shù)專業(yè)設(shè)計人員提供新的創(chuàng)意，并可極大地豐富數(shù)字噴墨印花紡織品

的花色品種，縮短花型設(shè)計的周期，滿足人們對服飾、軟裝潢材料個性化的需求。

1分形及分形圖案

1.1分形的基本概念

分形（fractal）最早是在20世紀70年代由美國數(shù)學(xué)家曼德爾布羅特（B.B.Mandelbrot）提出的。“分形”一詞譯于英文fractal，由拉丁語fractus一詞創(chuàng)造而成，詞本身具有“破碎”、“不規(guī)則”等含義，用來描述那些表面看上去雜亂無章、變幻莫測而實質(zhì)上潛在有某種內(nèi)在規(guī)律性的幾何圖形或形狀。

分形是一個具有以下性質(zhì)的集合F：（1）F具有精細的結(jié)構(gòu)，即有任意小比例的細節(jié)；（2）F是不規(guī)則的，以至于它的整體與局部都不能用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)語言來描述；（3）F具有某種自相似的形式，可能是近似的或者是統(tǒng)計意義的；（4）F在某種形式下的分形維數(shù)大于它的拓撲維數(shù)；（5）F以非常簡單的方法定義，可能由迭代產(chǎn)生。

1.2分形圖案的特點

根據(jù)生成的方式，分形圖案主要分為兩類：一種是幾何分形，它不斷重復(fù)同一種花樣圖案；另一種是隨機分形。利用分形的方法得到的圖案區(qū)別于傳統(tǒng)的手繪圖案，可以做到無限精細。分形圖案的特點是：

（1）有科學(xué)內(nèi)涵，作品有內(nèi)在的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)；

（2）一般采用計算機數(shù)值計算；

（3）畫面具有多重自相似結(jié)構(gòu)的豐富層次；

（4）有超現(xiàn)實主義藝術(shù)流派的特點，對人的視覺具有巨大的震撼力。

1.3分形圖案對比傳統(tǒng)藝術(shù)圖案的優(yōu)越表現(xiàn)

傳統(tǒng)藝術(shù)圖案采用歐氏幾何方法，通過運用美學(xué)原理和構(gòu)圖規(guī)則，對由基本幾何元素（點、線、面）構(gòu)成的紋樣進行條理性反復(fù)、變換或位置的交叉組合、排列、布局和色彩變化，從而產(chǎn)生各種造型圖案。

分形圖案可以體現(xiàn)出傳統(tǒng)美學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，如平衡、和諧、對稱等。但是，分形圖案絕不是傳統(tǒng)藝術(shù)圖案的翻版，它是對傳統(tǒng)藝術(shù)圖案的發(fā)展、突破和超越。它的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在 4 個方面：

（1）最具特色的是對稱的突破，分形圖案的對稱不是左右對稱，也不是上下對稱或中心對稱，而是一種局部和更大的局部，或者是局部和整體的對稱；

（2）傳統(tǒng)藝術(shù)圖案強調(diào)用簡單的幾何形狀來模仿自然界的事物，而分形圖案中更多的是分叉、纏繞、突出、不規(guī)整的邊緣和豐富的變換，它給人們一種更接近自然的美感，這種美感是傳統(tǒng)的形式美所無法給予的；

（3）分形圖案色彩層次豐富，突破了傳統(tǒng)圖案的套色限制，能充分發(fā)揮人的想像力，改變?nèi)说囊曈X感受和拓展人的思維空間；

（4）分形圖案借助計算機采用人機交互的形式來進行創(chuàng)作，因此其作品有很大的隨機性和任意性，但又往往出人意料的新穎別致、奇特和多變，令人耳目一新，具有強烈的時代感。

2分形在數(shù)字噴墨印花圖案設(shè)計中應(yīng)用的可行性

2.1數(shù)字噴墨印花圖案的特點及對圖案原稿的要求

數(shù)字噴墨印花機使用的是數(shù)字化圖案，對圖案的花回、套色數(shù)和色彩等沒有限制。盡管數(shù)字噴墨印花技術(shù)能夠印制所有的圖案，但是要獲得好的印花效果，要求圖案原稿必須具備下列的條件。

（1）高清晰度。清晰度是記錄圖案原稿色調(diào)、顏色、質(zhì)感、立體感、透視感等的基礎(chǔ)，圖案原稿只有具備高清晰度才能通過數(shù)字化等加工過程，將原稿的效果真實再現(xiàn)于所印制的織物之上。

（2）動態(tài)密度大。所謂動態(tài)密度，簡單地說就是人們所能觀察到的圖案中最淺的顏色和最深的顏色之間的密度差值。

（3）色彩飽和度高。在標(biāo)準(zhǔn)光源下檢查原稿，色彩飽和度是對圖案原稿的真實反映，只有色彩飽和度高的原稿才是色調(diào)正常的原稿。

（4）圖像顆粒細膩。原稿的顆粒度影響色彩、層次、質(zhì)感。顆粒度細膩的原稿有利于層次和色調(diào)再現(xiàn)（特別是亮調(diào)質(zhì)感）和色彩的真實表現(xiàn)。

2.2分形圖案在數(shù)字噴墨印花設(shè)計中應(yīng)用的可行性及

優(yōu)越性

（1）由于分形圖案是數(shù)字圖形，可通過計算機直接傳輸?shù)綌?shù)字噴墨印花相關(guān)的生產(chǎn)機臺上，反應(yīng)迅速，不失真。這樣既縮短了工藝，又實現(xiàn)了數(shù)字噴墨印花圖案的純數(shù)字化設(shè)計，可極大地豐富數(shù)字噴墨印花產(chǎn)品的花色品種，縮短花型設(shè)計的周期。

（2）分形圖案的精細結(jié)構(gòu)，可以通過提高數(shù)字噴墨印花的分辨率（dpi）來模擬，分辨率越高，分形圖案的精細結(jié)構(gòu)將會表達的更清楚、更完善，圖案清晰度就越好。一般紋樣為 180 ～ 360 dpi，精細結(jié)構(gòu)的紋樣為 360 ～ 720 dpi， 最高精密噴嘴能噴出分辨率超過 2 880 dpi的印花圖案，完全可達到仿真效果。

（3）利用分形藝術(shù)設(shè)計的數(shù)字噴墨印花圖案，風(fēng)格獨特、時尚性強、個性突出，與數(shù)字噴墨印花紡織品需求的多元化、個性化發(fā)展趨勢相適應(yīng)。

（4）分形的基礎(chǔ)理論部分經(jīng)過多年發(fā)展已相對成熟，可提供大量的基礎(chǔ)研究資料，為在數(shù)字噴墨印花圖案設(shè)計及實現(xiàn)的深入研究提供了理論依據(jù)。

2.3現(xiàn)有優(yōu)秀數(shù)字噴墨印花圖案作品中的分形性分析

計算機輔助設(shè)計技術(shù)與數(shù)字噴墨印花技術(shù)相結(jié)合已經(jīng)廣泛應(yīng)用到產(chǎn)品的理念中，雖然過多依賴現(xiàn)有素材（圖庫、照片等），沒有結(jié)合數(shù)字噴墨印花圖案的特點進行創(chuàng)新設(shè)計的現(xiàn)象還依然存在，但仍然有一些關(guān)注這一領(lǐng)域的圖案設(shè)計師靈活運用數(shù)字噴墨印花技術(shù)的特點，揚長避短，設(shè)計了出許多具有視覺震撼力的數(shù)字噴墨印花作品。

仔細觀察這些優(yōu)秀的數(shù)字噴墨印花圖案作品，可以發(fā)現(xiàn)很多作品中都有著分形的元素和特征，這為人們將分形作為一種數(shù)字噴墨印花圖案的創(chuàng)作手段提供了參考。圖 1 是以羽毛為主題的絲巾圖案設(shè)計，將細節(jié)放大，則可發(fā)現(xiàn)看似復(fù)雜無規(guī)律的紋樣其實是由無數(shù)自相似的羽毛特征的基本元素組成，具有分形的自相似特征。而圖 2 中的色彩和紋樣均具有分形特征，尤其是色彩處理的豐富性和層次性，體現(xiàn)出分形方法可以較易達到的效果。