劉婷婷, 潘偉杰, 呂 健, 梁煥超, 付淑君

(貴州大學(xué) 現(xiàn)代制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 貴陽(yáng) 550025)

蠟染是指將蠟作為抗染介質(zhì)應(yīng)用于織物上, 通過(guò)染色獲得圖案的技術(shù), 是我國(guó)歷史悠久的傳統(tǒng)紡織印染手工藝, 古稱(chēng)“蠟纈”[1]. 作為一種技術(shù)與藝術(shù), 在過(guò)去與現(xiàn)在都是一種優(yōu)秀的民族文化, 承載了少數(shù)民族獨(dú)特的歷史與文化內(nèi)涵; 其圖案具有高度的藝術(shù)價(jià)值與文化內(nèi)涵, 常被應(yīng)用于現(xiàn)代設(shè)計(jì)中. 由于蠟染圖案組成復(fù)雜, 其構(gòu)型與紋樣的排布往往是根據(jù)設(shè)計(jì)師的審美經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行排列組合, 費(fèi)時(shí)費(fèi)力且受設(shè)計(jì)水平制約. 在圖案設(shè)計(jì)方面, Cui 等[2]提取形狀特征通過(guò)形狀文法計(jì)算系統(tǒng)生成系列圖形模板; Muslimin[3]提出了一種基于形狀文法的設(shè)計(jì)方法來(lái)分析和綜合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的表示機(jī)制; Nasri 等[4]提出一種自動(dòng)生成原始和新形式的周期性摩爾幾何圖案的建模方法; Tian等[5]提出了基于分形幾何的蠟染花卉圖案自動(dòng)生成方法, 實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)手工蠟染圖案的計(jì)算機(jī)自動(dòng)模擬生成; 張欣蔚等[6]通過(guò)建立本體模型與形狀文法之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)復(fù)雜圖案的快速設(shè)計(jì); 李華飆等[7]通過(guò)對(duì)不同傳統(tǒng)紋樣進(jìn)行特征分析, 找出其生成規(guī)則的異同, 提出了一種傳統(tǒng)紋樣統(tǒng)一生成模式; 章義來(lái)等[8]提出了基于分形規(guī)則的陶瓷圖案構(gòu)圖模型, 實(shí)現(xiàn)圖案的快速生成;Strobbe 等[9]研究了形狀語(yǔ)法在計(jì)算機(jī)上的實(shí)現(xiàn). 本文在上述研究的基礎(chǔ)上提出一種基于構(gòu)型規(guī)則重用的設(shè)計(jì)方法, 通過(guò)對(duì)構(gòu)型規(guī)則的提取與重用, 實(shí)現(xiàn)蠟染圖案快速設(shè)計(jì).

本文研究流程如圖1 所示. 首先對(duì)蠟染圖案的構(gòu)圖進(jìn)行分析與表征, 將蠟染圖案層次分為主要紋樣、修飾紋樣、填充紋樣與邊框紋樣. 然后提取蠟染圖案元素, 通過(guò)輪廓匹配獲取元素空間位置, 建立拓?fù)錁?gòu)型規(guī)則. 隨后收集蠟染知識(shí)了解紋樣語(yǔ)義; 對(duì)蠟染紋樣進(jìn)行表征并構(gòu)建蠟染圖像數(shù)字資源庫(kù); 提出基于標(biāo)識(shí)矩陣法的圖案嵌入方法, 在拓?fù)錁?gòu)型規(guī)則的節(jié)點(diǎn)上嵌入合適紋樣, 生成設(shè)計(jì)方案.

圖1 研究流程圖

1 蠟染圖案構(gòu)型表征

1.1 蠟染圖案構(gòu)圖分析

平面化是蠟染圖案的主要構(gòu)圖形式[10], 任何紋樣都可置于同一幅畫(huà)面中. 蠟染制作者認(rèn)為“滿即多, 全即美”, 因而在繪制時(shí)為了顯示出圖案的視覺(jué)沖擊力,紋樣的種類(lèi)、數(shù)量、造型都不受制約, 紋樣種類(lèi)繁多卻不混亂, 給人一種均衡、秩序的視覺(jué)感受. 蠟染圖案主要布局方式有以下3 種.

1)秩序布局: 在構(gòu)圖時(shí)選取一種紋樣作為主要圖案, 其余紋樣根據(jù)主要圖案的走勢(shì)進(jìn)行分布, 如圖2(a)所示.

圖2 蠟染圖案主要布局形式

2)零散布局: 把紋樣無(wú)規(guī)則的放置在畫(huà)面中, 但紋樣與紋樣之間留有一定的留白區(qū)域, 大量的留白區(qū)域使得沒(méi)有關(guān)聯(lián)的紋樣營(yíng)造出一種自然和諧的視覺(jué)感受,如圖2(b)所示.

3)分區(qū)布局: 使用幾何圖形來(lái)劃分整個(gè)畫(huà)面, 每個(gè)區(qū)域都是一幅完整畫(huà)面, 在整體上形成一種秩序, 如圖2(c)所示.

構(gòu)型是建筑學(xué)中的概念, 常用來(lái)表達(dá)元素與元素、元素與整體之間的關(guān)系[11]; 在蠟染圖案中用建筑學(xué)的理論難以對(duì)其進(jìn)行描述, 需要尋找其他方式對(duì)蠟染圖案的布局進(jìn)行描述. 對(duì)于圖案組成方式, 人們常通過(guò)視覺(jué)觀察后使用自然語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行描述, 如圖3(a)所示, 人們會(huì)給出“八個(gè)魚(yú)紋環(huán)繞一個(gè)銅鼓紋”這樣的語(yǔ)言描述, 其中“八個(gè)”“環(huán)繞”“一個(gè)”則揭露了該圖案的排布規(guī)律, 這種規(guī)律用形式化的方式表達(dá)為構(gòu)型; 圖3(b)和圖3(c)則展示出即使紋樣相同, 構(gòu)成的不同圖案給人的視覺(jué)感受也不一樣. 因此把輪廓c定義為由n個(gè)點(diǎn)組成的一條封閉曲線c=[a1,a2, …,an]; 圖元e定義為由m個(gè)有限輪廓組成的復(fù)合輪廓e=[f1,f2, …,fm];構(gòu)型k定義為有限個(gè)圖形變換組合的布局規(guī)則k=[λ1,λ2, …,λr]; 這里的變換包含但不限于基本圖形的變換.

圖3 圖案構(gòu)型和相同圖案在不同構(gòu)型下的視覺(jué)觀感

如圖3(a)所示, 圖中有9 個(gè)紋樣, 但圖元卻可以有很多種, 例如4 個(gè)魚(yú)紋可以看作1 個(gè)圖元, 1 個(gè)鳥(niǎo)紋可以看作1 個(gè)圖元, 4 個(gè)鳥(niǎo)紋可以看作1 個(gè)圖元, 1 個(gè)銅鼓紋也可以看作1 個(gè)圖元. 圖元是圖案組成的基本單元, 也是圖形變換的最小對(duì)象. 為了更好地描述蠟染圖案中紋樣的層次關(guān)系, 提出一種基于蠟染圖案的層次表達(dá)方法.

1.2 蠟染圖案層次信息

圖元是圖案的一部分, 一幅完整的蠟染圖案是圖元與圖元間的相互作用, 和語(yǔ)義的深層次組合形成的一個(gè)有意義的整體. 將整幅蠟染圖案表達(dá)為一種樹(shù)狀結(jié)構(gòu), 節(jié)點(diǎn)由有限個(gè)圖元按照構(gòu)型組合的子圖案, 子圖案u={e1,k1,e2,k2, …,en,kn}; 子圖案u也可以是有限個(gè)子圖案{uc1,uc2, …,ucn}, 按照構(gòu)型組合為u={uc1,kc1,uc2,kc2, …,ucn,kcn}; 圖元層次按照主要紋樣(Z)、修飾紋樣(X)、填充紋樣(T)和邊框紋樣(B)進(jìn)行劃分, 蠟染圖案的層次表達(dá)信息如表1 所示.

表1 蠟染圖案的層次表達(dá)信息表

2 圖案與構(gòu)型規(guī)則提取

2.1 蠟染圖案提取

2.1.1 蠟染圖像形態(tài)學(xué)預(yù)處理

本文通過(guò)圖像采集設(shè)備獲得蠟染圖案的數(shù)字圖像,圖像中紋樣輪廓清晰可見(jiàn). 然而, 由于織物結(jié)構(gòu)和蠟染制作過(guò)程中產(chǎn)生的冰裂紋較為明顯, 這些因素極大地干擾了蠟染圖案輪廓提取, 因此有必要去除圖像中的紋理.

(1)圖像梯度計(jì)算

為了提高蠟染圖案輪廓的邊緣檢出率, 使用形態(tài)學(xué)[12]梯度運(yùn)算增強(qiáng)圖像中得極值對(duì)比度, 同時(shí)保留圖像中相對(duì)平滑的區(qū)域, 對(duì)于圖像f(x,y), 梯度圖像g(x,y)定義為:

其中, ⊕為膨脹運(yùn)算, Θ 為腐蝕運(yùn)算; 經(jīng)過(guò)梯度計(jì)算后,圖像中的灰度過(guò)渡得到明顯增強(qiáng), 并消除了梯度對(duì)邊緣方向的依賴(lài)性.

(2)形態(tài)學(xué)重建

為消除梯度圖像中由于噪聲造成的局部極值, 使用形態(tài)學(xué)中的開(kāi)閉重構(gòu)算法對(duì)梯度圖像進(jìn)行重構(gòu), 保留重要的輪廓極值信息. 通過(guò)開(kāi)閉重構(gòu)將圖像中的紋理和噪聲一并去除, 并在重建過(guò)程中恢復(fù)紋樣輪廓, 在保持紋樣形狀信息的同時(shí)簡(jiǎn)化了圖像. 形態(tài)學(xué)重建運(yùn)算是在測(cè)地膨脹的基礎(chǔ)上展開(kāi)的, 因此對(duì)于梯度圖像g(x,y)和參考圖像f(x,y), 其形態(tài)學(xué)測(cè)地膨脹定義為:

通過(guò)對(duì)蠟染數(shù)字圖像進(jìn)行閉運(yùn)算、腐蝕、開(kāi)運(yùn)算等形態(tài)學(xué)處理, 不僅能有效去除圖像中的紋理和噪聲,而且得到的二值圖像也能清楚地反映圖像中紋樣的整體特征; 然后對(duì)蠟染圖像進(jìn)行閾值分割, 并轉(zhuǎn)換成二值圖像, 用于后續(xù)的邊緣提取.

2.1.2 蠟染圖案輪廓提取

蠟染圖案輪廓提取包括整體輪廓提取和元素輪廓提取. 輪廓也被稱(chēng)為邊緣, 它包含了關(guān)于圖像的大量信息, 也是圖像的一個(gè)重要特征. 邊緣是圖像中灰度變化劇烈或在小范圍內(nèi)不連續(xù)的點(diǎn)的集合, 可以理解為兩條灰度相對(duì)不同的邊界線. 圖像中的物體與背景在灰度或紋理上存在一定的差異, 邊緣檢測(cè)利用這種差異來(lái)提取目標(biāo)和背景之間的邊界線, 最終將目標(biāo)與背景區(qū)分開(kāi)來(lái).

與傳統(tǒng)的微分算子相比, Canny 邊緣檢測(cè)算子因其抑噪比大、檢測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用[13].使用Python-OpenCV 模塊中的Canny 算子對(duì)經(jīng)過(guò)形態(tài)學(xué)調(diào)整的蠟染圖案元素進(jìn)行提取, 提取結(jié)果見(jiàn)圖4.為后續(xù)重用設(shè)計(jì)提供數(shù)字素材. 本實(shí)驗(yàn)在Windows 10操作系統(tǒng), Python 3.7 和OpenCV 4.5.1 環(huán)境下進(jìn)行.

圖4 Canny 算子提取效果

2.2 蠟染圖案提取

2.2.1 用戶交互手動(dòng)提取規(guī)則

(1)選擇子圖案

用戶根據(jù)對(duì)蠟染圖案中紋樣的視覺(jué)感知程度, 選取一個(gè)或多個(gè)蠟染紋樣作為子圖案; 由于不同用戶對(duì)紋樣的感知程度不同, 即使是同一幅蠟染圖案也存在多種選擇結(jié)果, 如表2 所示.

表2 手動(dòng)選取子圖案的不同結(jié)果

(2)構(gòu)造層次

用戶對(duì)紋樣進(jìn)行選擇判斷, 若主要紋樣Z 中U1唯一存在, 則該紋樣自身為父圖案, 即可進(jìn)行下一階段紋樣的選取; 若U1 不是唯一存在, 則選取相似子圖案;通過(guò)用戶選擇結(jié)果構(gòu)建自底向上的子圖案層次表達(dá)模型.

(3)選擇編碼

用戶根據(jù)選擇結(jié)果對(duì)圖元進(jìn)行從左到右、從上到下依次標(biāo)注.

(4)重復(fù)步驟(1)–(3), 用戶將所有想要提取的子圖案都編碼完成后, 即可選擇退出構(gòu)型規(guī)則提取界面, 系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)用戶編碼結(jié)果自動(dòng)生成構(gòu)型規(guī)則, 以結(jié)果一為例的構(gòu)型規(guī)則如圖5 所示.

圖5 結(jié)果1 的構(gòu)型規(guī)則示例

2.2.2 構(gòu)型規(guī)則自動(dòng)提取

由于蠟染圖案組成復(fù)雜, 有較多相似輪廓, 手動(dòng)提取規(guī)則的話需要大量的時(shí)間和操作, 因此需要對(duì)蠟染輪廓進(jìn)行分類(lèi). 輪廓分類(lèi)從距離和相似兩個(gè)維度來(lái)進(jìn)行考慮. 相似輪廓往往存在旋轉(zhuǎn)、陣列、對(duì)稱(chēng)等特征,而距離則會(huì)產(chǎn)生集群感或有一定的特殊意義. 綜上考慮, 自動(dòng)提取主要有以下3 個(gè)過(guò)程.

1)基于Hu 矩的相似性輪廓聚類(lèi)

統(tǒng)計(jì)學(xué)中常用矩來(lái)統(tǒng)計(jì)隨機(jī)變量的分布情況, HuMK在1962 年提出, 將矩特征應(yīng)用于圖像處理中, 主要用來(lái)表征圖像的幾何特征, 又稱(chēng)為幾何矩; 由于圖像在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、平移等操作后, 仍能保持矩的不變性,因此又稱(chēng)不變矩, 在該方法被廣泛采用后用HuMK 的名字來(lái)對(duì)其進(jìn)行命名為Hu 矩[14]. 本文利用Hu 矩的不變特性來(lái)實(shí)現(xiàn)紋樣輪廓的匹配分類(lèi). 對(duì)于輪廓A, 輪廓

A,B間的輪廓差異性計(jì)算函數(shù)公式為:

經(jīng)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 當(dāng)I(A,B)＜0.02 時(shí), 幾乎可以識(shí)別所有相似輪廓. 將識(shí)別出的相似輪廓?dú)w入相似輪廓群,F=[f1,f2,f3, …,fn], 將不相似輪廓?dú)w入不相似輪廓群,D=[d1,d2,d3, …,dn], 聚類(lèi)過(guò)程如圖6 所示.

圖6 基于Hu 矩匹配的蠟染紋樣相似性聚類(lèi)

2)凝聚層次聚類(lèi)

不相似的輪廓大多數(shù)在空間位置上有一定的隱喻,在視覺(jué)上構(gòu)成子圖案. 因此在面對(duì)不規(guī)則的圖案時(shí), 采用凝聚層次聚類(lèi)(agglomerative nesting)算法對(duì)非相似類(lèi)集群進(jìn)行自底向上聚合策略的層次聚類(lèi)輪廓分離,由于集群中是形狀, 因此使用邊緣最小距離來(lái)衡量, 則輪廓Ci和輪廓Cj的最小邊緣距離計(jì)算公式為:

使用凝聚層次聚類(lèi)方法對(duì)不相似輪廓群D進(jìn)行分類(lèi), 得到J個(gè)集群輪廓類(lèi)J1,J2, …,Jn, 和P個(gè)彼此獨(dú)立輪廓類(lèi)P1,P2, …,Pn. 經(jīng)過(guò)凝聚層次聚類(lèi)后將d1的內(nèi)圈與外圈分離開(kāi)來(lái), 將聚類(lèi)結(jié)果構(gòu)造層次表達(dá)模型, 如圖7 所示.

圖7 非相似類(lèi)圖案層次表達(dá)模型

3)構(gòu)型規(guī)則拓?fù)浔磉_(dá)

使用Hu 矩進(jìn)行輪廓匹配時(shí), 運(yùn)用其中的一階矩和零階矩來(lái)計(jì)算紋樣的中心坐標(biāo), 計(jì)算公式如下:

其中,M00是零階矩,M10、M01是一階矩,ic和jc是圖像的中心坐標(biāo). 將每個(gè)子圖案的中心點(diǎn)抽象成在圖案中的坐標(biāo)點(diǎn), 按照空間位置將每個(gè)點(diǎn)連接, 構(gòu)建子圖案的鄰域關(guān)系圖, 這些點(diǎn)與線的拓?fù)潢P(guān)系稱(chēng)為構(gòu)型規(guī)則.蠟染圖案中子圖案U 的總個(gè)數(shù)集合為U={U1, U2, …,Ue}, 其中e為不同紋樣的總個(gè)數(shù); 例如圖中某個(gè)子圖案Ue={Ue1, Ue2, …, Uef},f為該子圖案在該圖案中出現(xiàn)的次數(shù). 根據(jù)上述規(guī)則在蠟染圖案中從左往右依次對(duì)圖案進(jìn)行標(biāo)注, 如圖8 所示; 基于上述方法進(jìn)行構(gòu)型規(guī)則大量提取, 構(gòu)建構(gòu)型規(guī)則庫(kù), 以便后續(xù)設(shè)計(jì)服務(wù).

圖8 紋樣位置分布及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表達(dá)

3 基于構(gòu)型規(guī)則重用的蠟染圖案創(chuàng)新設(shè)計(jì)

3.1 蠟染紋樣表征與數(shù)字資源庫(kù)建設(shè)

3.1.1 蠟染知識(shí)收集

本文的知識(shí)來(lái)源于各個(gè)方面, 例如文獻(xiàn)書(shū)籍查閱、田野走訪等, 其中最主要的來(lái)源于貴州省民間蠟染的制作者、使用者、研究者等多方面專(zhuān)家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn). 通過(guò)大量的資料收集與梳理, 對(duì)貴州省蠟染知識(shí)進(jìn)行分類(lèi), 分類(lèi)概念表如圖9(a)所示; 并將收集的蠟染圖片進(jìn)行編碼保存便于后期調(diào)用, 見(jiàn)圖9(b)所示.

圖9 蠟染知識(shí)分類(lèi)概念表及蠟染圖片編碼方式

苗族蠟染的圖案內(nèi)容不僅是對(duì)所選題材的表示,更是透過(guò)所選題材展示其中的內(nèi)涵與本質(zhì). 蠟染圖案是對(duì)生活現(xiàn)象、歷史文化和生活環(huán)境的反映, 苗家人往往通過(guò)圖案的單一或是組合來(lái)表達(dá)更深層次的內(nèi)涵.“圖必有意, 圖必吉祥”, 他們把對(duì)生活事物的觀察和美好生活的向往呈現(xiàn)在蠟染圖案中, 從某種意義來(lái)說(shuō), 圖案是蠟染藝術(shù)的靈魂; 常見(jiàn)紋樣語(yǔ)義歸類(lèi)如表3 所示.

表3 紋樣語(yǔ)義歸類(lèi)表

3.1.2 蠟染紋樣表征與數(shù)字資源庫(kù)建設(shè)

可拓學(xué)[15]采用形式化語(yǔ)言表達(dá)事、物、關(guān)系和問(wèn)題, 建立了以基元(物元、事元和關(guān)系元)為可拓學(xué)邏輯細(xì)胞的形式化模型. 基元概念把質(zhì)與量統(tǒng)一在一個(gè)三元組中, 可以形式化描述物、事和關(guān)系即B=(O,C,V); 建立了形式化描述復(fù)雜事物和關(guān)系的復(fù)合元, 并利用它們描述事與物的問(wèn)題、信息、知識(shí)和策略. 其中O為基元B的研究對(duì)象,C為特征,V為量值, 即可拓區(qū)間, 即c=[c1,c2,c3, …,cn]T對(duì)應(yīng)的特征量值v=[v1,v2,v3, …,vn]T定義B的研究對(duì)象O的n維物元, 多維物元所構(gòu)成的陣列表示如下:

為實(shí)現(xiàn)對(duì)蠟染紋樣的計(jì)算機(jī)識(shí)別與復(fù)雜圖形設(shè)計(jì),本文使用可拓學(xué)的基元方法, 對(duì)蠟染紋樣進(jìn)行表征. 以矢量紋樣為對(duì)象載體, 以文化語(yǔ)義(歷史、文化、采集地、創(chuàng)作人、風(fēng)格等)、量化信息、可視化圖形、編碼信息等為特征量, 進(jìn)行可拓基元形式化與量化表征.根據(jù)基元理論, 將上述知識(shí)抽象為物元、事元與關(guān)系元, 把對(duì)象、特征以及量值放置在一個(gè)整體中進(jìn)行考慮, 其基元表達(dá)式為:

通過(guò)對(duì)以上知識(shí)整理, 建立每個(gè)紋樣的表征模型,結(jié)合收集的蠟染圖像構(gòu)建數(shù)字資源庫(kù), 并從中選取部分代表紋樣進(jìn)行矢量化工作, 建立蠟染紋樣矢量圖庫(kù),以便于為后續(xù)設(shè)計(jì)服務(wù).

3.2 構(gòu)型規(guī)則重用方法

子圖案在圖案中的分布稱(chēng)為圖案的構(gòu)型, 將圖案中的構(gòu)型規(guī)則提取之后, 在拓?fù)涔?jié)點(diǎn)上嵌入適合的紋樣, 即可生成新的圖案. 紋樣的嵌入不是機(jī)械的置入,而是語(yǔ)義更深層次的組合, 在藝術(shù)價(jià)值與語(yǔ)義內(nèi)涵上可以創(chuàng)造更多的組合與選擇. 構(gòu)型規(guī)則重用步驟如下:

1)選擇構(gòu)型規(guī)則和子圖案: 用戶從規(guī)則庫(kù)中選擇要重用的構(gòu)型規(guī)則, 如圖10(a)中的構(gòu)型規(guī)則R; 從紋樣矢量圖庫(kù)中選擇要嵌入的子圖案, 如圖10(a)中的子圖案集A.

圖10 紋樣嵌入構(gòu)型過(guò)程與相同紋樣在同一構(gòu)型中的嵌入結(jié)果

2) 子圖案嵌入: 把已選擇的子圖案, 按照主要紋樣、修飾紋樣、填充紋樣和邊框紋樣的層次信息, 嵌入到構(gòu)型規(guī)則拓?fù)涔?jié)點(diǎn)上.

3)消除重疊: 子圖案在嵌入過(guò)程中, 由于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的空間位置會(huì)出現(xiàn)紋樣重疊的情況, 本文提出一種基于標(biāo)識(shí)矩陣法的子圖案嵌入方法來(lái)解決紋樣的重疊情況. 首先建立一個(gè)初始值為0 的蠟染畫(huà)布大小的標(biāo)識(shí)矩陣, 當(dāng)有圖案嵌入時(shí), 標(biāo)識(shí)元素由0 改為1, 基于標(biāo)識(shí)矩陣法的紋樣嵌入方法如圖11 所示.

圖11 基于標(biāo)識(shí)矩陣約束的圖案嵌入

4)局部調(diào)整: 用戶對(duì)嵌入結(jié)果進(jìn)行局部調(diào)整, 直到滿意為止.

構(gòu)型規(guī)則嵌入子圖案具體過(guò)程見(jiàn)圖10(b), 構(gòu)型規(guī)則R與子圖案集A的嵌入結(jié)果如圖10(c); 其他子圖案在構(gòu)型規(guī)則R中的嵌入結(jié)果如圖12 所示. 基于構(gòu)型規(guī)則重用的設(shè)計(jì)方法, 可以快速生成大量保持蠟染圖案布局特點(diǎn)和視覺(jué)特性的蠟染圖案設(shè)計(jì)方案.

圖12 子圖案在構(gòu)型規(guī)則R 中的嵌入結(jié)果

3.3 構(gòu)建蠟染圖案設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)

在Windows 10 系統(tǒng)下搭建蠟染圖案設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖案輪廓、圖案構(gòu)型提取和轉(zhuǎn)移, 具有輪廓提取、構(gòu)型規(guī)則提取、矢量圖元庫(kù)、蠟染數(shù)字資源庫(kù)、規(guī)則庫(kù)管理、蠟染圖案生成與修改、資源上傳等功能,如圖13 所示.

圖13 蠟染圖案定制系統(tǒng)部分界面

用戶可以在該系統(tǒng)自行選擇中意的構(gòu)型規(guī)則與紋樣, 也可以根據(jù)自己期望的圖案語(yǔ)義來(lái)進(jìn)行紋樣的深層次語(yǔ)義組合. 設(shè)計(jì)師可以在現(xiàn)有的資源庫(kù)中選擇適合的構(gòu)型規(guī)則與紋樣進(jìn)行重新組合, 可以大幅提高設(shè)計(jì)效率.

一位用戶從規(guī)則庫(kù)中選取偏好的構(gòu)型規(guī)則, 從系統(tǒng)的紋樣庫(kù)中通過(guò)語(yǔ)義篩選出關(guān)于“幸?！薄芭d旺”的紋樣元素, 隨后進(jìn)入詳細(xì)定制界面, 如圖14 所示.

圖14 詳細(xì)定制界面

4 總結(jié)與展望

針對(duì)蠟染圖案的創(chuàng)新問(wèn)題, 本文提出一種構(gòu)型提取與重用的方法, 從構(gòu)型和圖元的定義出發(fā)對(duì)蠟染圖案進(jìn)行描述, 使用OpenCV 計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)的相關(guān)函數(shù)和Python 語(yǔ)言進(jìn)行蠟染圖案的輪廓提取與匹配, 根據(jù)輪廓中心位置構(gòu)建鄰域關(guān)系拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖, 然后使用標(biāo)識(shí)矩陣法對(duì)紋樣進(jìn)行嵌入. 該方法在實(shí)現(xiàn)了蠟染圖案的重用, 在一定程度上提高了蠟染圖案的創(chuàng)新效率. 基于構(gòu)型規(guī)則重用的圖案創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法可以為其他傳統(tǒng)圖案的創(chuàng)新提供一定的參考. 當(dāng)前研究?jī)H從蠟染圖案的構(gòu)型方向進(jìn)行圖案創(chuàng)新研究, 后續(xù)將在蠟染圖案的其他方向進(jìn)行創(chuàng)新研究, 并結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)提升蠟染圖案創(chuàng)新設(shè)計(jì)效率.