云肩色彩特征分析及其在图案设计中的应用

孟 磊, 梁惠娥, 律睿慜, 刘 渊

(江南大学 a.数字媒体学院; b.纺织服装学院, 江苏 无锡 214122)

研究与技术

云肩色彩特征分析及其在图案设计中的应用

孟 磊a, 梁惠娥b, 律睿慜a, 刘 渊a

(江南大学 a.数字媒体学院; b.纺织服装学院, 江苏 无锡 214122)

云肩是传统民族服饰艺术中的重要服饰部件，其色彩具有的民族特色与文化底蕴，文章提出一种针对云肩色彩的传承技术。首先借助于MATLAB分析云肩的色相、明度、纯度的构成比例关系，提取云肩色彩特征。然后，在基于PROCESSING实现的图案生成算法中运用该色彩特征进行图案赋色，并将赋色图案应用于各类现代设计领域。这有助于分析基于色彩构成比例关系的图案数字化生成及传承应用，从技术角度提供一种新的传统服饰的传承及创新应用的方法。

云肩; 色彩特征; 色彩传承; 图案设计

国务院2014年第10号文件“国务院关于推进文化创意和设计服务与相关产业融合发展的若干意见”中，明确提出“文化传承、科技支撑”的基本原则，并把基于数字技术及内容来发展文化作为第二项重要内容来抓，可以看出从国家层面对传统文化与先进数字技术结合的迫切需要。

云肩，作为中国汉民族服饰艺术中的一个璀璨明珠，自隋唐出现至民国都是女红装饰艺术的主要载体，大多采用“云纹”“如意”等装饰手法，其色彩绚烂、造型雍容华贵，披覆在肩部前后左右，如云霞在身，故称之“云肩”。以往的研究往往同时对形态与色彩两种因素进行探索，较少探讨对“色彩”单一因素进行文化传承的可行性和有效性，而且很少运用图像处理领域中有关色彩特征分析的技术。因此，本文将运用色彩特征分析技术，探讨从色彩单一视角传承云肩的可能性。

“色彩是民族服饰的构成要素之一，它用象征的方式表达着民族的深层文化心理，从而成为一种象征符号。作为象征符号的色彩，有其自身的内涵与外延，本质与特点，结构与功能，变异与发展”[1]。综观相关研究，一方面，以往关于民族服饰色彩的研究多采取综合整理与感性分析方式，另一方面，当前色彩特征分析技术的研究多集中在图像特效处理，例如基于认知行为构建图像的色彩特征表述模型[2]，以及数据驱动的图像色彩主题优化等技术[3]。于是，本文将填补这些研究的空缺，通过信息计量分析的技术对艺术学科中的色彩问题进行研究，突出“艺工融合”的方法探索云肩服饰艺术的色彩传承及创新应用，对于扩展传统文化的传承路径有重要的价值。

本文选择云肩作为色彩特征分析的研究对象基于三方面的考虑：一是云肩所附形态的传统寓意，局限了云肩在现代设计中的传承。因此，本文采用将形态与色彩分离并专门就色彩传承进行研究。二是色彩作为“有着象征内涵的事物”而成为文化的重要载体。传统服饰利用色彩激发人们的情感体验，云肩服饰传承的一个重要方面就是色彩传承。三是利用数字技术对云肩进行保护与传承是服饰文化生产性传承与活态传承的重要探索之一。云肩作为传统服饰中极具文用功能的服饰文化载体相对于其他服饰品类形制简洁、色彩丰富，很适合本文所采用的色彩特征分析方法。因此，本文通过信息计量分析的技术对艺术学科中的色彩问题进行研究，突出“艺工融合”的方法探索云肩服饰艺术的色彩传承及创新应用[4-6]。

1 方 法

研究思路：用计量分析及算法生成的方法，对云肩的色彩特征进行传承并创新。

具体步骤：1)数据分析，用数值统计方法分析云肩的色彩分布并获取特征色彩；2)基于已知的色彩分布，再借助于图案色彩的赋色算法生成新的色彩图案；3)设计运用，将生成的色彩图案在多种领域加以创新运用。

1.1 云肩色彩及比例关系的获取

分析获取云肩的色彩构成比例及颜色数值的方法，需要借助于计算机程序进行色彩数值分析，本文获取云肩色彩及配色比例的研究基于Matlab平台进行(图1)[7-9]。

图1 信息数字技术获取云肩颜色构成的步骤Fig.1 Diagram form for obtaining color composition of cloud shoulder with digital information technology

具体步骤：

1)在Matlab平台中读取云肩图像，得到图像的大小。

2)将云肩图像从RGB颜色空间转换为HSV颜色空间。因为HSV色彩空间更接近于人对色彩的感觉，可以更方便地表达服饰色彩的形式要素：色相、明度、纯度等。便于分类统计色彩要素等数据信息。

3)对图像的色相H属性进行直方图统计。

4)对于统计得到的直方图数据进行过滤，过滤掉云肩图像的背景色和一些占比例较少的杂色。过滤准则为取除背景色外占80%以上比例的色彩范围。具体方法为两步：第一步，首先过滤背景色色柱，背景色由于颜色较为单一，并且与云肩图案反差较大，所以较容易识别；第二步选择前n个最高的色柱，n个色柱的总量需要超过除背景色之外的所有色彩像素的80%，以此保证色彩的有效承继。

5)统计数据的频率直方图，然后绘制该直方图的饼形图。

6)利用相同方法继续统计图像中每个像素颜色的S属性与V属性，然后把统计后的HSV色彩空间再转换为RGB色彩空间并对饼形图按比例着色，最后再将着色RGB色彩空间的饼形图显示到屏幕上，如图2所示。

1.2 图案赋色的生成

1.2.1 图案赋色的生成原理

云肩色彩特征分析后，如何在新的图案中传承色彩特征的研究，笔者也采用了数字技术来实现。具体原理为：按照颜色的所占比例，给每个颜色在0～1分配专属的区间，通过均匀分布随机值生成赋色后的原始图案。

1.2.2 图案色彩的赋色方法

首先获取每一颜色数值在图案中出现的概率，然后按照每个颜色的出现概率，随机选取颜色。

图2 云肩颜色构成比例Fig.2 Chart for color composition proportion of cloud shoulder

这一方法的代码为：

10 colorArr:Array = [0xe1cdbe, 0xb8507d, 0x111425, 0x79997e, 0x7a8260, 0x231828];

20 colorRateArr:Array = [0.3,0.45,0.91,0.95,0.97,1];

30 var temp:Number = Math.random();

40 var color:uint = 0;

50 if (temp < colorRateArr[0]) color = colorArr[0];

60 else if(temp

70 else if(temp

80 else if(temp

90 else if(temp

100 else if(temp

其中，第10行代码的colorArr:Array包含6个以十六进制颜色码表达的云肩颜色。使用十六进制颜色码的原因主要是相较RGB三组数值来讲，一组数值更具有方便性。第20行代码的colorRateArr:Array包含六个数值，代表上述六组颜色所占百分比(映射到0～1)。例如，0xe1cdbe颜色所占区间为0～0.3；0xb8507d颜色所占区间为0.3～0.45。第30行代码为以均匀概率分布方式生成一个0～1的随机数。第40行为初始化颜色，用于保存随机生成的颜色。第50～100行代码则是将生成的随机数与colorRateArr:Array中的概率值进行比较，当其小于对应颜色的概率值时，就选取colorArr:Array中对应的颜色。最后，变量color中的色彩值便是选定的色彩，用于对图案中的图元进行赋色。

根据上面的赋色方法可以对任何形式图案中的图元(图元可以是任何元素，本文中的图元为代码绘制的圆形)进行赋色，并继承云肩的色彩比例关系。这一过程实现了云肩色彩量化后可以快速生成现代几何图案，这种图案突破了传统云肩寓意性纹样的限制，使得云肩色彩应用范围更广泛、更快捷。例如，图3所示为通过上述方法所生成的一种原始图案，并通过晶格化滤镜算法、马赛克滤镜算法、拉伸扭曲滤镜算法、扭曲波浪滤镜算法等算法效果或者多算法的复合效果生成新的图案设计作品。

图3 依据颜色比例关系所设计的图案Fig.3 Patterns designed according to color proportional relation

1.2.3 动态图案的生成

由于颜色在所生成的图案中有很好的承继性，就像基因一样，随着图案的生长，色彩感觉保持相对恒定。所以，利用Processing软件可以把变量与图案的变化联系起来，生成随变量变化的动态图案。Processing是美国麻省理工媒体实验室的Casey Reas与Ben Fry开发的一种新兴计算机语言，主要服务群体为对科学与艺术之间跨领域的人群，用于多媒体艺术的开发及海量数据可视化的呈现。如图4所示，颜色的承继方法借助于数字生成艺术可以用在各类创意的图形图案之中。如图5所示，动态地显示出图案生成的整个过程，使得颜色的承继在图案的生成过程中产生趣味性及良好的体验感。

图4 图案可以在保持识别度的同时确保差异性Fig.4 Difference can be guaranteed while the recognition degree of patterns can be maintained

图5 可交互式图案的生成Fig.5 Generation of interactive patterns

2 色彩特征分析对云肩的传承方法应用

以一件云肩样品为研究案例，采用前述方法，示意一个完整的流程(图6)，演示如何对云肩色彩进行传承和创新实践。

1)获取一件云肩的色彩构成比例及颜色数值。

2)借助于1.2.2方法将云肩色彩图案化。具体操作中可以通过不同的滤镜算法及多滤镜算法的重叠使原始赋色图案生成千变万化的新的图案作品。无论图案的形态如何变化，图案的配色比例关系将始终与设定的色彩构成比例关系一致(图3)。

3)色彩特征分析计量及图案生成后的拓展应用。基于计量分析的云肩色彩元素，最终目的还是对业已消失的精美云肩进行在现代化的传承及拓展应用。通过前文的数字化方法把云肩图案的色彩及比例关系提取出来并生成想要的各类图案，把图案按照现代设计手法嫁接到人们生活中的各种物品之上，这是本文对云肩这一传统服饰艺术传承的基本方法。通过这类方法，将云肩案例的色彩不仅延续到了现代服装、首饰、杯子、箱包等领域。还可以将云肩的色彩传承应用拓展到网页设计、数字媒体设计，以及电子游戏等领域，真正实现云肩艺术在现代社会的一种活态的创新传承[10]。

图6 云肩色彩传承的应用步骤Fig.6 Application steps of cloud shoulder color inheritance

3 结 论

通过云肩色彩特征的计量与分析，并把量化色值赋予各类图案之上，达到了从色彩领域传承传统服饰云肩的目的。本文所提出的方法不仅可以用于传统服饰构件云肩的色彩传承与创新，还可以对其他文化遗产的色彩进行有针对性的传承。此外，以往对传统服饰的传承往往同时考虑其形态和色彩两方面要素，而本文研究表明通过技术手段对其中单一要素“色彩”进行特征分析并传承也是可行的。在后续研究过程中，将重点对色彩特征提取的准确度进行优化，以及考虑在特征提取过程中引入色彩认知心理方面的理论知识。

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[9]许志影,李晋平.MATLAB及其在图像处理中的应用[J].计算机与现代化,2003,92(4):64-65. XU Zhiying, LI Jinping. MATLAB and its application in image processing[J]. Computer and Modernization,2003,92(4):64-65.

[10]梁惠娥，邢乐.中国最美云肩：情思回味之文化[M].郑州：河南文艺出版社，2013:26-30. LIANG Hui’er, XING Le. Chinese Most Beautiful Cloud Shoulder: Cultural Recollection of Emotions [M]. Zhengzhou: Henan Art Publishing House, 2013:26-30.

Analysis on Color Feature of Cloud Shoulder and Its Application in Pattern Design

MENG Leia, LIANG Hui’eb, LÜ Ruimina, LIU Yuana

(a. School of Digital Media; b. School of Textiles & Clothing, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)

Cloud shoulder is an important apparel component in traditional folk dress art. Its color has distinctive national features and profound cultural deposits. This paper puts forward an inheritance technology specific to cloud shoulder color. First, it analyzes the component ratio relation of hue, lightness and purity of cloud shoulder with MATLAB and extracts color features of cloud shoulder; then uses such color features for pattern coloration in image generation algorithm realized based on PROCESSING and applies coloration in various modern design fields. This is helpful for analyzing digital generation of patterns and inheritance application based on color composition proportional relation and providing a new method of inheritance and innovative application of traditional costume from technical perspective.

cloud shoulder; color character; color inheritance; pattern design

doi.org/10.3969/j.issn.1001-7003.2015.05.008

2014-10-18;

2015-01-16

国家社科基金项目(12BMZ049)；江苏省自然科学基金青年项目(BK20130157)；江南大学人文社科自主科研项目(2013ZX31)；教育部人文社会科学研究青年基金资助项目(14YJCZH058)

TS941.19

A

1001-7003(2015)05-0042-05 引用页码: 051108