李碧紅，張 聿，魯佳亮

(浙江理工大學(xué) a.材料與紡織學(xué)院；b.服裝學(xué)院，杭州 310018)

生絲提花織物表達(dá)色彩漸變圖案的數(shù)碼設(shè)計(jì)方法

李碧紅a，張 聿b，魯佳亮a

(浙江理工大學(xué) a.材料與紡織學(xué)院；b.服裝學(xué)院，杭州 310018)

借助數(shù)碼織造技術(shù)，提出一種在生絲提花織物上表達(dá)圖案色彩漸變效果的設(shè)計(jì)方法。該方法首先將具有色彩漸變效果的提花圖案進(jìn)行黑白處理，用灰度變化梯度表達(dá)色彩漸變效果；其次運(yùn)用緞紋變化組織構(gòu)建組織模型，在通過試織獲得該組織模型的織物實(shí)物基礎(chǔ)上，以織物經(jīng)向?yàn)橹攸c(diǎn)，運(yùn)用圖像分析手段，對織物實(shí)物的圖像明度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；然后按照圖像明度的變化趨勢進(jìn)行取舍，保留排序清晰明確的緞紋變化組織，構(gòu)成組織鏈庫，由此建立起織物組織與圖案色彩變化梯度之間的對應(yīng)關(guān)系，并將此對應(yīng)關(guān)系應(yīng)用于實(shí)際數(shù)碼織造中。

生絲提花織物；色彩漸變；圖像分析；數(shù)碼織造

最近，已經(jīng)開始有研究提出應(yīng)用數(shù)碼提花技術(shù)，利用經(jīng)緯相同顏色的絲織物(以下簡稱“單色絲綢”)來表現(xiàn)圖案的漸變效果[1-3]，并運(yùn)用熟絲進(jìn)行初步的提花織造試驗(yàn)證明，由此獲得的視覺，與以往根據(jù)色彩空間混色原理，運(yùn)用不同顏色的經(jīng)緯紗線表達(dá)色彩漸變圖畫的產(chǎn)品視覺完全不同[4-5]。

但是，由于單色絲綢在更多的情況下是通過生絲織造再去除絲膠獲得，而運(yùn)用生絲提花織造條件下獲得的單色絲綢進(jìn)行表達(dá)圖案色彩漸變效果的研究迄今較少見到。因此，本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，擬基于生絲提花織造，在運(yùn)用單色提花絲織物表達(dá)圖案色彩漸變效果的數(shù)碼設(shè)計(jì)方法方面作一初步的探討。

1 生絲織物的概念與特點(diǎn)和應(yīng)用

生絲是指蠶繭經(jīng)繅絲后所得的產(chǎn)品，由絲素、絲膠及少量的蠟質(zhì)等其他物質(zhì)組成[6]。生絲織物則是指用生絲作經(jīng)緯原料，通過織造制成的絲織物。通過生絲織造得到的綢(簡稱“生織絲綢”)，需要將其作脫膠等后續(xù)處理，從而獲得可服用的絲綢。由于脫膠后的絲織物除去了絲膠，經(jīng)緯線單絲之間的間隙加大，以及相互交織的經(jīng)緯線之間的間隙加大，這種結(jié)構(gòu)上的變化直接導(dǎo)致了生織絲綢與熟織絲綢的服用特點(diǎn)不同：相比之下生織絲綢的光澤更加活潑，富于變化，手感更加柔軟細(xì)膩。此外，由于絲膠的存在，生織往往采取紗線加捻的形式，為絲綢面料風(fēng)格帶來更加豐富的變化[7]。

2 設(shè)計(jì)原理與方法

2.1 設(shè)計(jì)原理

自然界中的色彩是由彩色系和無彩色系兩大類組成[7]。彩色系具有色彩的三要素，即色相、明度、純度。無彩色系是指黑、白兩色及由黑、白兩色混合成的各種深淺不同的灰色系列。無彩色系沒有色相與純度的變化，只有明度的變化：白→淺灰→中灰→深灰→黑。單色織物的色彩單一，同樣只存在明度變化，但其明度變化的范圍非常有限[1]。

2.2 組織設(shè)計(jì)

選擇16枚基礎(chǔ)緞紋組織，沿緯向一次增加8個(gè)組織點(diǎn)，由緯面組織有規(guī)律地過渡到經(jīng)面組織，共形成29個(gè)組織變化形式，初步建立緞紋組織庫[8]。

圖1 以16枚緯緞為基礎(chǔ)的29個(gè)緞紋變化組織Fig.1 Twenty-nine variable satin weaves based on sixteen-end weft satin

2.3 組織的實(shí)物試織

選用的原料與上機(jī)參數(shù)為：

經(jīng) [22.2/24.4 dtex×1(1/20/22 D)×2]30捻/10 cm S(生)；

緯 [22.2/24.4 dtex×1(1/20/22D)150捻/10 cm S×3]1 500捻/10 cm Z(生)。

經(jīng)密1 130根/10 cm，緯密580根/10 cm。

2.4 圖像的采集

為模擬人眼觀看的效果，選擇在自然光下利用數(shù)碼相機(jī)采集圖像的方法。由于生絲織物的通透性較好，在拍照時(shí)，為了加強(qiáng)拍攝效果，在實(shí)物下面放置一張黑色紙板，具體裝置如圖2所示。具體過程：將通過試織獲得的組織實(shí)物放于有自然光線透入的室內(nèi)水平桌面上，令鏡頭垂直對準(zhǔn)桌面上放置組織實(shí)物的位置，同時(shí)使織物經(jīng)線方向與光線平行，逐一將每個(gè)組織實(shí)物移至相機(jī)鏡頭對準(zhǔn)的位置，對每個(gè)組織實(shí)物進(jìn)行圖像采集。為減少試驗(yàn)誤差，同一條件下對此組組織實(shí)物采集5次。然后，將組織實(shí)物旋轉(zhuǎn)90°，使織物緯線方向與光線平行，進(jìn)行相同的試驗(yàn)。圖3是沿經(jīng)向采集的圖像。

圖2 試驗(yàn)裝置示意Fig.2 Diagram of experimental installation

圖3 沿經(jīng)向采集的組織實(shí)物圖像Fig.3 Photographs of fabric texture in warp direction

2.5 數(shù)據(jù)的處理與討論

為方便圖像處理，用相機(jī)拍攝得到的圖像需要轉(zhuǎn)換成灰度圖像，其轉(zhuǎn)換公式為：為了保證所采集圖像的大小一樣，所有樣本均選用552×552像素。然后，通過編程計(jì)算處理從圖像中提取信息。以經(jīng)向采集的組織實(shí)物圖像為例，從由圖1的組織(1)織成的組織實(shí)物中采集的數(shù)據(jù)如圖4所示。由此，根據(jù)前述圖像采集方法獲得的各組織實(shí)物的相應(yīng)數(shù)據(jù)見表1。

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，以經(jīng)組織點(diǎn)數(shù)與組織循環(huán)數(shù)的比例(以下簡稱“經(jīng)組織點(diǎn)比例”)為橫坐標(biāo)，分別以經(jīng)向、緯向灰度標(biāo)準(zhǔn)差為縱坐標(biāo)得到的數(shù)據(jù)分布及其數(shù)據(jù)相關(guān)性曲線見圖5、圖6。

圖4 組織實(shí)物圖像信息示意Fig.4 Schematic diagram of photographs information from fabric weaves

表1 沿經(jīng)緯向采集圖像的平均灰度和平均灰度標(biāo)準(zhǔn)差值Tab.1 Mean gray level and gray standard deviation of photographs taken along warp and weft direction

從圖5和圖6可見，在本試驗(yàn)條件下，當(dāng)沿經(jīng)向采集組織實(shí)物的圖像時(shí)，組織實(shí)物圖像的平均灰度標(biāo)準(zhǔn)差隨經(jīng)組織點(diǎn)比例的增加而逐漸上升；當(dāng)沿緯向采集組織實(shí)物的圖像時(shí)，所得組織實(shí)物圖像的平均灰度標(biāo)準(zhǔn)差隨經(jīng)組織點(diǎn)比例的增加逐漸下降。這與在本試驗(yàn)條件下人眼實(shí)際觀察到的組織實(shí)物表面明暗趨勢基本一致。

2.6 完善組織模型

通過上述圖像分析，獲得了29個(gè)組織實(shí)物的各變化組織實(shí)物的明度值，建立起了各組織與其明度值之間的對應(yīng)關(guān)系。所以，可根據(jù)組織實(shí)物的明暗度值對各組織實(shí)物進(jìn)行排序，然后剔除明度值區(qū)分度低的組織，保留明度值區(qū)分高的組織，即經(jīng)上述環(huán)節(jié)處理后，將圖3所示的29個(gè)組織剔除其中的20個(gè)，剩下9個(gè)，最后建立起實(shí)用的最終組織鏈庫。

圖5 沿經(jīng)向采集的圖像中平均灰度標(biāo)準(zhǔn)差與經(jīng)組織點(diǎn)比例的相關(guān)性曲線Fig.5 Fitted curve about proportion of warp interlacing point and mean gray standard deviation in photographs taken along warp direction

圖6 沿緯向采集的圖像中平均灰度標(biāo)準(zhǔn)差與經(jīng)組織點(diǎn)比例的相關(guān)曲線Fig.6 Fitted curve about proportion of warp interlacing point and mean gray standard deviation in photographs taken along weft direction

以經(jīng)向采集數(shù)據(jù)的圖像為例，最終組織鏈庫的數(shù)據(jù)分布及其相關(guān)性曲線如圖7所示。

圖7 最終組織鏈庫的經(jīng)向平均灰度標(biāo)準(zhǔn)差與經(jīng)組織點(diǎn)比例的相關(guān)性曲線Fig.7 The fi nal fi tted curve about proportion of warp interlacing point and mean gray standard deviation in photographs taken along warp direction

與圖7數(shù)據(jù)對應(yīng)的9個(gè)組織所形成的最終組織鏈庫實(shí)物照片如圖8所示。

圖8 最終組織鏈庫相應(yīng)的組織實(shí)物照片F(xiàn)ig.8 Photographs of fabrics with weaves in fi nal weavedatabase

3 提花織造試驗(yàn)

本文選用的試驗(yàn)圖案為傳統(tǒng)的花型圖案，見圖9a。試驗(yàn)過程：首先將這幅圖用photoshop軟件轉(zhuǎn)化成灰度圖像如圖9b；然后用索引將圖片分成9個(gè)灰度層次，保存成BMP格式；之后導(dǎo)入到紋織軟件中，用所建立的最終組織鏈庫將組織與圖中的明暗層次進(jìn)行對應(yīng)，并用紋織軟件進(jìn)行處理生成紋板文件；最后將生成的紋版文件送至電子提花織機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行上機(jī)織造。選用的原料與上機(jī)參數(shù)與前述的組織實(shí)物試織選用的相同，所織成的實(shí)物如圖10所示。

圖9 漸變提花織物圖案Fig.9 Jacquard pattern of color with gradual transition effect

圖10 光線分別沿緯向和經(jīng)向入射的織物照片F(xiàn)ig.10 Photograph of satin weave jacquard fabrics with light from warp and weft direction respectively

4 結(jié) 論

1)根據(jù)生絲織造的特點(diǎn)，通過建立緞紋組織庫，運(yùn)用數(shù)碼織造方法在提花絲織物上表達(dá)出多個(gè)層次的漸變紋樣是可行的，由此獲得的織物，圖紋光澤漸變自然、柔和，具有新的觀賞效果。

2)將數(shù)碼技術(shù)應(yīng)用于生絲提花織物，使提花紋樣產(chǎn)生漸變效果，為數(shù)碼技術(shù)應(yīng)用于提花絲綢面料探尋了一條新的途徑。

3)在本研究的生絲織造條件下，由于緯紗捻度的存在使得織物的光澤變化，呈現(xiàn)出方向上的較大差異，與參考文獻(xiàn)[1]、[2]中所得單色熟織物相比，這種光澤變化的差異性明顯增強(qiáng)，因而在不同的觀察角度下，能夠更好地觀察到絲織物圖案漸變的不同效果，增強(qiáng)了觀賞趣味。

4)在本文的生絲織造條件下，緯紗所加捻度(中強(qiáng)復(fù)合捻)未影響各實(shí)驗(yàn)用的組織實(shí)物明暗度排序。但是，加捻因素顯然是有待深化研究的一個(gè)極其復(fù)雜而重要的問題。

[1]張聿，魯佳亮.絲綢提花圖案的單色漸變現(xiàn)象原理和方法[J].紡織學(xué)報(bào)，2010，31(8)：41-44.

[2]楊婷婷，張聿.經(jīng)緯同色真絲提花織物表現(xiàn)水墨山畫的方法[J].絲綢，2010(2)：34-37.

[3]張聿，魯佳亮，沈干.單色漸變顯像提花織物的制備工藝：中國，200810163527[P].2010-12-29.

[4]王露芳.像景品種的發(fā)展及其設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，22(2)：80-83.

[5]李加林.現(xiàn)代絲織像景織物及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征[J].絲綢，2004(3)：11-13.

[6]于偉東.紡織材料學(xué)[M].北京：中國紡織出版社，2006：21-22，151，214-215.

[7]荊妙蕾，張瑞云.紡織品色彩設(shè)計(jì)[M].北京：中國紡織出版社，2008：11-13.

[8]陳兵旗，孫明.實(shí)用數(shù)字圖像處理與分析[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2008：6-7.

The digital design method of expressing pattern with gradient colors on jacquard raw silk weaving fabrics

LI Bi-honga, ZHANG Yub, LU Jia-lianga

(a. College of Materials and Textiles; b. School of Fashion Design and Engineering, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

This paper presents a new method to express the color gradient effect on raw silk fabric based on the digital weaving-technology. This method includes the following steps. First, process the jacquard pattern with black and white method, and then use grayscale to deliver the color gradual transition effect. Second,use image analysis method, form model of weave construction based on transitional satin weave, through the tryout weaving analyze the brightness of the object, which is focused on the wrap direction. Then, according to the brightness variation tendency to keep the clear transitional satin weave, constitute the weave database,the corresponding relation between the fabric organizations and color gradient was built. This corresponding relation has been used into practical digital weaving.

Raw silk fabric; Color gradient; Image analysis; Digital weaving

TS146.4

A

1001-7003(2011)08-0031-04

2011-05-09；

2011-06-07

浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(Y4100644)；浙江省重大科技專項(xiàng)項(xiàng)目(2010C1024)

李碧紅(1985－ )，女，碩士研究生，研究方向?yàn)榉眉把b飾用面料的開發(fā)。通訊作者：張聿，教授，hzzy11111@163.com。