基于数码提花的仿磨砂水洗半成型牛仔面料的设计

王雪琴，贺珍谊，陈茜凡，黄家雄

(1.浙江理工大学材料与纺织学院，浙江杭州 310018;2.浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，浙江杭州 310018)

目前牛仔产品的后整理风格朝着仿旧的水洗磨砂效果方向发展，其整理运用的主要形式有:普洗、石洗、猫须、雪花洗、扎染等。这些工艺(如磨沙，石磨，喷砂等后处理)需要浪费大量的人力和物力，同时需要使用大量的化学试剂和水去对面料进行刷洗、漂白等繁琐处理，这些都导致各种资源的高度浪费和环境的污染。除外，手工和人为处理的磨砂、做旧、做破等手段导致磨砂图案在服装位置、连续性上出现问题，产生标准化和高效生产的控制难题，外观质量的统一性不能确保。针对绿色环保等问题的相关牛仔产品技术或开发的相关研究多集中于相应的后整理等工艺的改进。

本文从磨砂水洗牛仔面料的外观特性研究入手，基于现今数码提花面料结构设计的方法和方式研究，根据牛仔服饰最终产品形式的需求，进行免水洗磨砂工艺的探索和环保牛仔类新产品的设计研发。

1 研究背景

1.1 现今牛仔产品特点

牛仔布(丹宁布)起源于1848年美国淘金热，是一种深色经、白色纬色织布。牛仔布以其厚实耐磨的性能，主要作为工作服用布，但现今粗细厚薄差异品种众多，组织也从斜纹类到平纹类、缎纹类变化众多［1－2］。当前牛仔服饰产品视觉风格多样，休闲感和艺术感越来越强［3］。特意的水洗磨砂工艺多用于面料缝制后的加工，如在服装需要的位置上设计猫须、磨白、破洞、扎染、甚至整体独花等外观，此类磨砂水洗效果已开始变成一种具有明度层次变化的定位装饰性图案，然而此类靠人工和随机加工的产品次品数多、损耗率高。若将这类操作转化成面料设计和加工中的1个环节，可达到环保节能的目的。

1.2 技术背景

数码化纺织技术理念现已广为普及，如数码印花和提花。其中，现代丝织像景的设计与制作可利用数码化的图像处理和结构设计将任意图案转换成提花的结构和面料。数码化纺织技术对面料设计中图案色彩及精度大小的实现都有相应的计算机集成体系(CIMS)来支撑［4］。

首先，图案中的色彩可以用织物中纱线的经纬交织点以及混色方式来体现，数码化的混合结构设计方式将颜色的过渡逼真再现［5－6］。其中，基于单色系明度变化的图案可以通过将图案中明度变化的色彩数量进行检索和相应的分色处理，通过完成分色处理后颜色和特定设计影光组织的相互配对和转换达到对图案的写真性还原。

其次，数码纺织技术还体现于更高的对图像精度和大小容量的实现能力。超宽的电子提花机已能对具有300 dpi左右的分辨率，宽度为24 000像素，长度几乎不限的图像进行处理和加工的能力［7］。这让提花面料从四方连续型的常规性，小幅装饰图案的设计方式中解脱出来，使一些特殊的直接能和服装大小、款式、及图案结合的半成型甚至是全成型面料的工业化加工成为可能［7－8］。这种根据款式需要定位的半成型面料设计在我国一直以来就以手工的缂丝及云锦中的“织成”工艺作为非物质文化遗产闻名世界。当前的数码纺织设计在联合一些特殊弹性材料的基础下，已经将此手工传统工艺融于现代服装设计，并有一些成功的设计案例［9－10］。

2 数码提花牛仔面料的设计

2.1 设计方法

基于现代数码像景技术，本文提出一种免洗擦等后处理工艺制作牛仔产品的设计方法，将具有牛仔洗擦效果定位仿色图像处理和织物提花影光组织数码化结构［6］的交织工艺结合，形成环保的数码提花牛仔面料设计和加工方式。

定位仿色图像处理是指将产品上需要做磨砂特效的效果和位置，转换成相应的提花机织工艺能识别的具有单色系明度变化的定位平面图案的方法。有磨砂水洗效果的牛仔服装特定位置的单个裁片需要通过照片采集或手绘的方式转换成具有一定颜色过渡效果的灰度图像(如图1所示裁片图案局部中有7个从白到黑的颜色层次)，该图案上白色部分用来表现擦洗泛白或白色纱线暴露的效果，而逐渐加深的颜色表现为擦洗泛白的程度减少或几乎未被擦洗的另外1组有色纱线的部分。

图1 洗擦效果定位仿色图像Fig.1 Fixed simulative image ofwashing and brushing effect

影光组织数码化结构是指按照磨损外观效果来分配数字化经纬组织点和覆盖效果的结构，此种方式在多种数码化显色的提花面料中有所应用［5－6］。根据定位化后的灰度图案(见图1)，在白色位置上分配白色纱线暴露较多的组织(如图2(a)所示的结构)，随着颜色加深，局部分配有色纱线的组织点逐渐增加(如图2(b)～(g)的结构用于图1中的剩下6个颜色)。经以上操作方法后，可以通过2种不同颜色纱线的提花交织结构获得水洗磨砂等牛仔效果，图3示出猫须外观牛仔面料的具体提花结构)。

图2 变幻影光组织Fig.2 Changed shade weaves.(a)48 points;(b)64 points;(c)96 points;(d)108 points;(e)120 points;(f)16 points;(g)132 points

图3 最终的提花面料结构Fig.3 Final structure of jacquard fabric(a)and details(b)

2.2 效果定位仿色图像数码化处理

运用Photoshop图像处理软件进行仿牛仔水洗磨砂效果的定位仿色图像数码化处理。图4(a)为采集或手绘好的牛仔裤部分半成型裁片原图(RGB颜色)。通过在photoshop中采用索引色转换的过程，可将初始图片的真彩色分为固定数量颜色层次，颜色的数量可根据后面相应的影光组织结构设计的数量进行调整。索引色转换的过程中，为了获得图片中水洗磨砂均匀和自然明度的渐变效果，采用相应高密度仿色扩散(如相邻颜色以75%程度互相穿插)的处理方式可以使分色后的颜色交融渗透，在视觉效果中形成平滑的明度过渡(见图4(b))，图4(c)示出仿色扩散的局部细节。

图4 扩散75%的仿色效果Fig.4 Fixed simulative image with proliferation 75% .(a)Original picture;(b)Processed picture;(c)5 timesmagnified detail

2.3 基于牛仔布结构的数码影光组织设计

基于对当前常规牛仔布的组织结构的分析，一些基本斜纹、重平、缎纹均可用于比较逼真的仿牛仔布纹的提花影光结构设计，其中以斜纹类的效果最突出。本文以2上1下、3上1下复合斜纹组织进行影光组织设计为例。图5示出6级影光结构，通过跳跃性增加，编织出6个组织。其中，图5(f)所示为最后一级结构已转变成7枚斜纹，此结构设计主要是为了用于表现磨砂漂白程度最大的区域。将以上示例中的结构通过提花面料设计CAD软件可分别将分色后的定位仿色图像转换成二进制的图形文件。

图5 采用复合斜纹组织的的影光结构Fig.5 Changed shade structure on compound twill weaves.(a)36 points;(b)32 points;(c)26 points;(d)18 points;(e)13 points;(f)7 points

3 设计模式及实验示例

3.1 基于半成型理念的款式定位与设计

在数码化设计环境下，面料的设计和最终产品的设计是紧密关联的，设计模式正在逐步由传统的单向开发模式转化成综合互动型开发模式。其中传统单向开发模式流程为面料设计—面料织造—服装设计—缝制制造—磨砂处理等加工。新综合设计开发模式见图6。其中面料设计和服装设计流程处于开发前期且高度紧密结合，面料织造中部分融合了服装加工制造。后者符合当前纺织服装产业改造升级的必然趋势［11］。传统牛仔产品的设计模式中，牛仔面料的设计及加工和服装设计及加工基本上属于工业体系中的2个环节，倾向于单向的和前后分布的特征。在研究过程中，牛仔产品的设计是需要服装和面料设计的双向互动和综合，半成型面料已经初步根据服装的形态部分织出。本文通过1个设计案例对此类半成型面料的设计及产品开发模式进行演绎。

图6 新综合设计开发模式Fig.6 New development pattern of integrated design

根据今年牛仔服装的设计趋势，此春夏款牛仔裙的设计采用针织汗布与机织半成型牛仔面料拼接式，案例款式见图7。连体裙的前片采用仿水洗磨砂牛仔面料，上面有模仿牛仔贴袋、水洗效果领口、水洗效果腰带纽扣等多种效果。后片及袖子采用黑色针织冰丝涤纶面料进行拼贴。款式为休闲宽松且具有飘逸感的中长连体裙，其特色在于前片的牛仔面料及左边肩部背后的长后摆设计。

图7 牛仔裙装案例设计图Fig.7 Design case of denim dress with front view(a)and back view(b)

3.2 实验及参数

此数码化提花牛仔布的织造实验采用实用主纹针数为2280的提花织机，半成型牛仔面料采用黑色8 tex涤纶纱，幅宽为150 cm，经向密度为72根/cm，花幅为31.67 cm，达到了服装大小需求的宽度。纬纱为15 tex白色棉纱，纬向密度为34根/cm。此经纬纱线的密度及粗细组合是按照当前市场上春夏薄型牛仔面料规格配置。

根据以上的数码提花牛仔设计原理及数码化处理方法，将图7中的有磨砂水洗效果的牛仔图案输入计算机后转化为索引图案，再加入基于图5复合斜纹影光组织去满足不同灰度级别数码图案的结构设计，形成组织层层递增的效果。最终织造出半成型牛仔裙面料(实物见图8(a))，手感柔软。相对印花而言，有更丰富的质感，同时具有薄型牛仔面料的良好舒适感。其水洗磨砂效果的肌理感非常明显(细节见图8(b))，假口袋处的组织设计上将口袋的形状突显出来，整套连体裙在组织的合理搭配下呈现立体效果。此块半成型面料的加工效率约为6片/15 min。

图8 提花半成型牛仔及细节Fig.8 Semi-formed fabric via jacquard(a)and detail(b)

3.3 成品

最终成品效果可见图9示出的水洗磨砂效果的牛仔连体裙。此款服装左边的后背处加入长后摆的设计，按照扇形裁剪形成弧度效果，故而裙装整体飘逸。在右边的袖子处加入泡泡袖的设计，同时在肩部用亮片进行装饰。最终服装呈现出简约不对称效果。此案例中，牛仔效果的服装加工免去后整理磨砂水洗部分，且缝制加工非常简单高效。数码提花工艺的采用在此服装牛仔部分磨砂图案效果的表现、位置稳定性、颜色可控性等方面有促进作用。

图9 水洗磨砂效果的牛仔连体裙Fig.9 Women dress with denim effect

4 结论

本文提出基于数码提花的仿磨砂水洗半成型牛仔面料的设计理念，在此基础上，阐述了免水洗磨砂等工艺的环保牛仔类新产品的设计模式和研发探索，为新型面料和服装的综合一体化研发提供理论和实践的参考。通过相关实验设计和分析发现:1)通过计算机辅助设计对牛仔效果进行定位化仿色数码化图像处理，再根据牛仔典型结构进行基于基础牛仔组织(特别是一些斜纹结构)的影光组织设计方法可行且效果明显;2)此种环保节能型牛仔的设计理念可提高牛仔面料及服装生产效率和使用价值，转化体力劳动为脑力劳动;3)综合型的设计模式需要服装和面料设计的双向互动和综合，也增加了对设计人员的知识范畴和综合能力的要求;4)本文的数码化图像处理和结构设计方法可以衍生到更多类的半成型甚至是全成型的数码化服装产品或面料的设计中。

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