生丝提花织物表达色彩渐变图案的数码设计方法

李碧红，张 聿，鲁佳亮

(浙江理工大学 a.材料与纺织学院；b.服装学院，杭州 310018)

生丝提花织物表达色彩渐变图案的数码设计方法

李碧红a，张 聿b，鲁佳亮a

(浙江理工大学 a.材料与纺织学院；b.服装学院，杭州 310018)

借助数码织造技术，提出一种在生丝提花织物上表达图案色彩渐变效果的设计方法。该方法首先将具有色彩渐变效果的提花图案进行黑白处理，用灰度变化梯度表达色彩渐变效果；其次运用缎纹变化组织构建组织模型，在通过试织获得该组织模型的织物实物基础上，以织物经向为重点，运用图像分析手段，对织物实物的图像明度进行统计分析；然后按照图像明度的变化趋势进行取舍，保留排序清晰明确的缎纹变化组织，构成组织链库，由此建立起织物组织与图案色彩变化梯度之间的对应关系，并将此对应关系应用于实际数码织造中。

生丝提花织物；色彩渐变；图像分析；数码织造

最近，已经开始有研究提出应用数码提花技术，利用经纬相同颜色的丝织物(以下简称“单色丝绸”)来表现图案的渐变效果[1-3]，并运用熟丝进行初步的提花织造试验证明，由此获得的视觉，与以往根据色彩空间混色原理，运用不同颜色的经纬纱线表达色彩渐变图画的产品视觉完全不同[4-5]。

但是，由于单色丝绸在更多的情况下是通过生丝织造再去除丝胶获得，而运用生丝提花织造条件下获得的单色丝绸进行表达图案色彩渐变效果的研究迄今较少见到。因此，本文从实际应用出发，拟基于生丝提花织造，在运用单色提花丝织物表达图案色彩渐变效果的数码设计方法方面作一初步的探讨。

1 生丝织物的概念与特点和应用

生丝是指蚕茧经缫丝后所得的产品，由丝素、丝胶及少量的蜡质等其他物质组成[6]。生丝织物则是指用生丝作经纬原料，通过织造制成的丝织物。通过生丝织造得到的绸(简称“生织丝绸”)，需要将其作脱胶等后续处理，从而获得可服用的丝绸。由于脱胶后的丝织物除去了丝胶，经纬线单丝之间的间隙加大，以及相互交织的经纬线之间的间隙加大，这种结构上的变化直接导致了生织丝绸与熟织丝绸的服用特点不同：相比之下生织丝绸的光泽更加活泼，富于变化，手感更加柔软细腻。此外，由于丝胶的存在，生织往往采取纱线加捻的形式，为丝绸面料风格带来更加丰富的变化[7]。

2 设计原理与方法

2.1 设计原理

自然界中的色彩是由彩色系和无彩色系两大类组成[7]。彩色系具有色彩的三要素，即色相、明度、纯度。无彩色系是指黑、白两色及由黑、白两色混合成的各种深浅不同的灰色系列。无彩色系没有色相与纯度的变化，只有明度的变化：白→浅灰→中灰→深灰→黑。单色织物的色彩单一，同样只存在明度变化，但其明度变化的范围非常有限[1]。

2.2 组织设计

选择16枚基础缎纹组织，沿纬向一次增加8个组织点，由纬面组织有规律地过渡到经面组织，共形成29个组织变化形式，初步建立缎纹组织库[8]。

图1 以16枚纬缎为基础的29个缎纹变化组织Fig.1 Twenty-nine variable satin weaves based on sixteen-end weft satin

2.3 组织的实物试织

选用的原料与上机参数为：

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

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

经密1 130根/10 cm，纬密580根/10 cm。

2.4 图像的采集

为模拟人眼观看的效果，选择在自然光下利用数码相机采集图像的方法。由于生丝织物的通透性较好，在拍照时，为了加强拍摄效果，在实物下面放置一张黑色纸板，具体装置如图2所示。具体过程：将通过试织获得的组织实物放于有自然光线透入的室内水平桌面上，令镜头垂直对准桌面上放置组织实物的位置，同时使织物经线方向与光线平行，逐一将每个组织实物移至相机镜头对准的位置，对每个组织实物进行图像采集。为减少试验误差，同一条件下对此组组织实物采集5次。然后，将组织实物旋转90°，使织物纬线方向与光线平行，进行相同的试验。图3是沿经向采集的图像。

图2 试验装置示意Fig.2 Diagram of experimental installation

图3 沿经向采集的组织实物图像Fig.3 Photographs of fabric texture in warp direction

2.5 数据的处理与讨论

为方便图像处理，用相机拍摄得到的图像需要转换成灰度图像，其转换公式为：为了保证所采集图像的大小一样，所有样本均选用552×552像素。然后，通过编程计算处理从图像中提取信息。以经向采集的组织实物图像为例，从由图1的组织(1)织成的组织实物中采集的数据如图4所示。由此，根据前述图像采集方法获得的各组织实物的相应数据见表1。

根据表1中的数据，以经组织点数与组织循环数的比例(以下简称“经组织点比例”)为横坐标，分别以经向、纬向灰度标准差为纵坐标得到的数据分布及其数据相关性曲线见图5、图6。

图4 组织实物图像信息示意Fig.4 Schematic diagram of photographs information from fabric weaves

表1 沿经纬向采集图像的平均灰度和平均灰度标准差值Tab.1 Mean gray level and gray standard deviation of photographs taken along warp and weft direction

从图5和图6可见，在本试验条件下，当沿经向采集组织实物的图像时，组织实物图像的平均灰度标准差随经组织点比例的增加而逐渐上升；当沿纬向采集组织实物的图像时，所得组织实物图像的平均灰度标准差随经组织点比例的增加逐渐下降。这与在本试验条件下人眼实际观察到的组织实物表面明暗趋势基本一致。

2.6 完善组织模型

通过上述图像分析，获得了29个组织实物的各变化组织实物的明度值，建立起了各组织与其明度值之间的对应关系。所以，可根据组织实物的明暗度值对各组织实物进行排序，然后剔除明度值区分度低的组织，保留明度值区分高的组织，即经上述环节处理后，将图3所示的29个组织剔除其中的20个，剩下9个，最后建立起实用的最终组织链库。

图5 沿经向采集的图像中平均灰度标准差与经组织点比例的相关性曲线Fig.5 Fitted curve about proportion of warp interlacing point and mean gray standard deviation in photographs taken along warp direction

图6 沿纬向采集的图像中平均灰度标准差与经组织点比例的相关曲线Fig.6 Fitted curve about proportion of warp interlacing point and mean gray standard deviation in photographs taken along weft direction

以经向采集数据的图像为例，最终组织链库的数据分布及其相关性曲线如图7所示。

图7 最终组织链库的经向平均灰度标准差与经组织点比例的相关性曲线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

与图7数据对应的9个组织所形成的最终组织链库实物照片如图8所示。

图8 最终组织链库相应的组织实物照片Fig.8 Photographs of fabrics with weaves in fi nal weavedatabase

3 提花织造试验

本文选用的试验图案为传统的花型图案，见图9a。试验过程：首先将这幅图用photoshop软件转化成灰度图像如图9b；然后用索引将图片分成9个灰度层次，保存成BMP格式；之后导入到纹织软件中，用所建立的最终组织链库将组织与图中的明暗层次进行对应，并用纹织软件进行处理生成纹板文件；最后将生成的纹版文件送至电子提花织机信息系统进行上机织造。选用的原料与上机参数与前述的组织实物试织选用的相同，所织成的实物如图10所示。

图9 渐变提花织物图案Fig.9 Jacquard pattern of color with gradual transition effect

图10 光线分别沿纬向和经向入射的织物照片Fig.10 Photograph of satin weave jacquard fabrics with light from warp and weft direction respectively

4 结 论

1)根据生丝织造的特点，通过建立缎纹组织库，运用数码织造方法在提花丝织物上表达出多个层次的渐变纹样是可行的，由此获得的织物，图纹光泽渐变自然、柔和，具有新的观赏效果。

2)将数码技术应用于生丝提花织物，使提花纹样产生渐变效果，为数码技术应用于提花丝绸面料探寻了一条新的途径。

3)在本研究的生丝织造条件下，由于纬纱捻度的存在使得织物的光泽变化，呈现出方向上的较大差异，与参考文献[1]、[2]中所得单色熟织物相比，这种光泽变化的差异性明显增强，因而在不同的观察角度下，能够更好地观察到丝织物图案渐变的不同效果，增强了观赏趣味。

4)在本文的生丝织造条件下，纬纱所加捻度(中强复合捻)未影响各实验用的组织实物明暗度排序。但是，加捻因素显然是有待深化研究的一个极其复杂而重要的问题。

[1]张聿，鲁佳亮.丝绸提花图案的单色渐变现象原理和方法[J].纺织学报，2010，31(8)：41-44.

[2]杨婷婷，张聿.经纬同色真丝提花织物表现水墨山画的方法[J].丝绸，2010(2)：34-37.

[3]张聿，鲁佳亮，沈干.单色渐变显像提花织物的制备工艺：中国，200810163527[P].2010-12-29.

[4]王露芳.像景品种的发展及其设计特点[J].苏州大学学报，2002，22(2)：80-83.

[5]李加林.现代丝织像景织物及结构设计特征[J].丝绸，2004(3)：11-13.

[6]于伟东.纺织材料学[M].北京：中国纺织出版社，2006：21-22，151，214-215.

[7]荆妙蕾，张瑞云.纺织品色彩设计[M].北京：中国纺织出版社，2008：11-13.

[8]陈兵旗，孙明.实用数字图像处理与分析[M].北京：中国农业大学出版社，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

浙江省自然科学基金项目(Y4100644)；浙江省重大科技专项项目(2010C1024)

李碧红(1985－ )，女，硕士研究生，研究方向为服用及装饰用面料的开发。通讯作者：张聿，教授，hzzy11111@163.com。