陳 莉，葉介茂

（天津工業(yè)大學(xué) 紡織學(xué)院，天津 300160）

基于初等函數(shù)的針織圖案自動設(shè)計

陳 莉，葉介茂

（天津工業(yè)大學(xué) 紡織學(xué)院，天津 300160）

以初等函數(shù)Z=acos xc+bsin yd為基礎(chǔ)，通過fij=[〈Z〉/n]將Z值變換，采用VB編程在計算機上自動生成花型.當n分別為2、3、4時，改變參數(shù)a、b、c、d的值均能生成許多豐富多彩的圖案效果.文中采用德國STOLL電腦橫機配套的M1花型設(shè)計系統(tǒng)導(dǎo)入圖片，對其在實踐中的應(yīng)用加以舉例.實踐表明：該方法可拓寬花型設(shè)計的思路，提供豐富的圖案源泉，且操作方便快捷、適于快速反應(yīng)市場變化.

針織；圖案設(shè)計；電腦橫機；初等函數(shù)；VB編程；圖案生成

CAD/CAM為現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展注入了活力，也提高了企業(yè)的競爭力.近些年隨著針織行業(yè)的發(fā)展，針織品由原來數(shù)量、價格的競爭逐步被質(zhì)量、技術(shù)、花色品種的競爭所取代[1].有報道稱[2]，在世界經(jīng)濟趨于復(fù)蘇的大形勢下，電腦橫機制造廠商機器的銷售量成倍增長.這無疑都預(yù)示著一個事實，針織企業(yè)正逐漸向高科技領(lǐng)域轉(zhuǎn)型.電腦針織機的引進確實提高了生產(chǎn)效率，但是其配套的花型輔助設(shè)計系統(tǒng)的功能主要還是用軟件繪圖，然后經(jīng)軟件處理轉(zhuǎn)換成一套適合加工的工藝參數(shù)信息，用以驅(qū)動特定機器完成編織，在花型設(shè)計方面實際還是要靠人腦去想.隨之而來的問題就是如何使花型設(shè)計環(huán)節(jié)適合市場的快速反應(yīng).有許多學(xué)者[3-5]正致力于研究如何采用數(shù)學(xué)的方式在計算機上生成花型，并將其應(yīng)用在機織、印染等領(lǐng)域.廣袤的數(shù)學(xué)領(lǐng)域可提供豐富的圖案源泉.本文以初等函數(shù)為例，結(jié)合針織物花型設(shè)計的特點，采用VB編程在計算機上生成圖案，以期能夠拓展針織花型的設(shè)計思路.

1 理論部分

初等函數(shù)是由冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)、反三角函數(shù)與常數(shù)經(jīng)過有限次四則運算及有限次復(fù)合所構(gòu)成的函數(shù)[6]，因此初等函數(shù)可以具有多種形式.本文選擇如式（1）所示的二元初等函數(shù)為例.式中：x和y為變量；a，b，c，d為函數(shù)的參數(shù).可以將x和y看作計算機圖像每一個像素點的坐標值，因變量Z如果是對應(yīng)坐標點的顏色值，則通過式（1）可給計算機圖像每一個像素點賦予一個顏色，從而在整個窗口形成一幅圖案.實際上，計算機圖像顏色值的取值范圍應(yīng)為0～255內(nèi)的整數(shù)；而且，對于針織物而言，多色提花針織物一般為2色、3色，最多不超過4色提花.因此，將Z值按照下式[7]進行轉(zhuǎn)換.

式中：〈Z〉指取得Z的最大整數(shù)值（如當Z=4.37，〈Z〉= 4）；n為圖案所用的顏色數(shù)量；[〈Z〉/n]為〈Z〉除以n后的余數(shù)；則fij是0～n－1之間的任意一個整數(shù)，每一個整數(shù)可以給予一個顏色值.

2 圖案的生成

采用VB編程生成圖案，流程圖如圖1所示.

在窗口中建立一個圖片框用來顯示圖像.計算機的圖像是以數(shù)字圖像的形式顯示的，圖像畫面由被稱作像素的各個離散點組成，每個像素可以用一種顏色顯示.以式（1）、（2）作為模型建立像素顏色值與像素點坐標之間的關(guān)系，當圖像顯示的顏色數(shù)量分別取n為2、3、4時，變換式（1）中a、b、c、d的值，根據(jù)所建立的模型，圖片框中每一點，都有對應(yīng)的顏色值可以顯示，從而在整個圖片框中可得到不同效果的圖案.

（1）當n=2時，生成的兩色圖案如圖2所示.

（2）當n=3時，生成的三色圖案如圖3所示.

（3）當n=4時，生成的四色圖案如圖4所示.

3 在電腦橫機上的應(yīng)用

在電腦針織機上編織花型，首先需要將圖案導(dǎo)入到該電腦針織機的花型輔助設(shè)計系統(tǒng)中對其進行處理.以德國STOLL電腦橫機的M1花型設(shè)計系統(tǒng)為例.首先，打開“文件”菜單，選擇“導(dǎo)入”“圖片”，將所要處理的圖片導(dǎo)入到M1花型設(shè)計系統(tǒng)中，如圖5所示，確定后將圖案導(dǎo)入到織物視圖中.

以圖2（f）為例，導(dǎo)入后圖案的織物視圖為兩色提花織物，如圖6所示.

M1花型設(shè)計系統(tǒng)還具備替換線圈結(jié)構(gòu)的功能，當圖6中不同的顏色采用不同的線圈結(jié)構(gòu)替換時，織物視圖顯示為不同類型的組織結(jié)構(gòu).設(shè)計好的圖案若想上機編織需要經(jīng)過與機器相配置的軟件進行處理.如用MI花型設(shè)計系統(tǒng)進行處理，首先為圖案配置導(dǎo)紗器，然后點擊F10鍵進行工藝程序處理，從而生成機器可以識別的語言進行上機編織.

4 結(jié)束語

采用本文方法設(shè)計圖案快捷、方便，適合快速反應(yīng)的市場變化.本文采用一種初等函數(shù)即可以得到多種不同效果的圖案，文中選取的只是其中的一部分.由基本初等函數(shù)組合而成的初等函數(shù)還可以有許多種其它形式，因此采用這種方式能夠挖掘出更多優(yōu)美的圖案.

[1]萬振江，曾 麗.針織工藝與服裝CAD/CAM[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]宋廣禮.中國國際紡織機械展覽會暨ITMA亞洲紡織機械展覽會電腦橫機述評[J].毛衫縱橫，2008（14）：34-35.

[3]楊旭紅，顏曉華.復(fù)平面上分形信息的可視化及在紡織紋樣設(shè)計中的應(yīng)用[J].絲綢，2007（7）：39-41，47.

[4]張 聿，李棟高，楊旭紅.紡織設(shè)計中Mandelbrot集可視化信息表征方法的研究[J].蘇州大學(xué)學(xué)報，2002，22（2）：24-28.

[5] 楊旭紅，眭建華，朱美男，等.基于分形圖的數(shù)碼紋織產(chǎn)品開發(fā)[J].絲綢，2008（12）：12-14.

[6] 同濟大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系.高等數(shù)學(xué)[M].2版.上海：同濟大學(xué)出版社，2007.

[7]梁春金，馮勛偉.針織花型的生成系統(tǒng)及其在橫機上的編織轉(zhuǎn)換[J].上海紡織科技，2003，31（3）：34-35.

Pattern automatical design based on elementary function

CHEN Li，YE Jie-mao
（School of Textiles，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300160，China）

Based on elementary function Z=acos xc+bsin yd，pattern could be created automatically by using VB program after the value of Z is transformed with fij= [〈Z〉/n].Many wonderful patterns could be created with inputting different values of parameter a，b，c and d when n is 2，3，4 respectively.With M1 pattern design system of STOLL company，an example is taken for the application in practice.It illustrates that the automatic design method can not only broaden ideas for pattern design and provide a rich source for it，but also suit quick response to market changes.

knitting；pattern design；computer flat knitting machine；elementary function；VB program；pattern creation

TS181.8

A

1671－024X（2010）06－0032－03

2010-10-14

陳 莉（1974—），女，博士，副教授.

陳 莉（1974—），女，博士，副教授.E-mail：clwsy@163.com