产品表面连续性图案快捷软件开发

黄美璇，辛勤颖

产品表面涂装作为产品外观设计中的美化方法，广泛应用于各门各类的产品.连续性图案在产品表面涂装的应用能为产品带来丰富多彩、富有文化内涵、具备一定色调质感的视觉感受，得到企业的普遍使用与欢迎.［1］

目前国内小微企业在设计师构思出产品单一图样后，绘制成连续性图案的耗时较大，不利于高效快速地设计出图.且连续性图案在绘制的过程中难以确定相邻两个单一图案的间距、互成角度等，易出现比例失真、偏色、尺寸不对等现象.［2］因此研发一款简单易用、操作快捷的产品表面连续性图案设计软件，将有利于提升企业设计工作效率和工作质量.

1 软件架构

产品表面连续性快捷软件开发结合了软件工程思想，在进行需求捕捉、需求分析、软件设计、编码实现和测试后，软件采用C#作为开发语言，使用Photoshop工具制作界面元素，应用Visu⁃al Studio程序项目模板来进行开发.［3］软件总体架构如图1所示.

图1 软件总体架构图

软件为数据化平面软件，可通过直接输入数值来进行连续性图案设计与修改，如：通过设置单位图案的尺寸、旋转角度、相互间距、边距等数值来形成二方或四方连续性图案；通过设置放大、缩小、旋转、扭曲等的比例数值形成菱形、三角形、多边形等图案排列效果；通过设置周长、半径、直径、长径、短径等数值形成圆形、椭圆等图案排列效果.

2 关键技术

原始图元作为一个图案构图元素，可以直接使用到产品表面上，也可以对其进行布图，生成图案元素相同但构图规律不同的多种连续性图案.因连续性具有优美自然、规律可循的特点，编程人员可依据其规律对其编程，以实现其自动绘制.［4］下文就软件核心模块—图片库管理、布图算法、连续性图案快捷生成进行详细阐述.

2.1 图片库管理

图片库用来存放图元素材，该图元素材是设计者用来制作连续性图案时使用的素材.图片库既可以储存原先载入到此的图元，也可以将设计者在工作区设计好的图片保存到图片库作为图元素材.图片库的设计如图2所示，用于存放图元的基本信息.根据数据库设计出操作图元类，利用图片库对图元进行管理，如图元的加载、显示等操作 .［5］

图2 图片库设计图

2.2 布图算法

图片库中的图元作为一个图案构图元素，可直接使用到产品表面上.也可对其进行布图，生成图案元素相同但构图规律不同的多种图案.连续性图案的生成方法可采用正则韵律化.所谓正则韵律化，是指将图元按照向上下、左右二方或上下左右四个方向进行重复.［6］分形是描述不规则几何图形的有力工具，［5］自相似性与分数维数是分形的主要特点.软件采用的布图算法正是基于分形理论，将分形算法和计算机图形算法结合，生成可视化的分形连续性图案.

分形对象有多种生成方法，有着严格自相似特性与分数维数的连续性图案，一般都可以用递归算法生成.递归算法是指一个间接或直接调用它自身的算法，重复地运用某些特定的规则生成嵌套的结构，实现“自我复制”的过程.［7］

软件中通过设定不同的构图规律，如循环规律：二方或四方；结构形式：菱形、三角形、多边形、圆形、椭圆形；比例设置：尺寸、旋转角度、扭曲、间距、边距等生成婉转、流畅、灵活、生动的连续性图案排列效果.软件事先设计好构图规律，并把这一系列的构图规律保存到一个规则类中，设计时直接输入相应参数即可调用这些构图规律信息快捷生成连续性图案.

2.3 连续性图案快捷生成

软件通过设计一个规则类CRule，存放一系列的规律信息，每个具体的构图规律信息是这个规则类CRule的实例，把CRule类的实例加到集合m_ptrArray中，这个集合可以存放多个CRule类的实例.［5］一个集合相当于一种布图方法，软件通过调用这个集合，快捷生成连续性图案.

3 系统实现

软件开启后，出现软件主界面，如图3所示.软件主界面中，有4个主要功能区：菜单栏、工具箱、调色区、工作区.

图3 软件主界面图

软件自带图片库，提供部分图片素材.通过点击“图片库”图标，进行图片库的浏览与整理.点击后，出现如图4所示对话框.选中图片库的图片后，点击即可直接导入所选图片.

图4 “图片库”对话框

图5 “保存到图片库”对话框

图6 快捷导航条

点击“方阵”，在菜单栏下方会出现如图7所示数值框.其中，横向图元数，指一排几个图元；纵向图元数，指一列几个图元.同排或同列的图元等距排列，因此只要输入横向及纵向的间距值即可.当图元只以单排或单列进行排列时，只要输入横向或纵向的参数，另一项放空，即可.当图元在排成方阵的同时，还需要有一定的倾斜角度时，在“阵列夹角”一栏中输入角度数值，即可.也可以待阵列完成后，直接用“旋转”完成.

图7 “方阵”数值框

点击“圆形阵列”，在菜单图标栏下方会出现如图8所示数值框.最小层级半径，指最里面一层的圆形阵列的圆圈半径，如图9所示.层级间距，指每个层级之间的距离，如图10所示.单层图元数：因圆形阵列中，各层图元数量相同，所以只输入单层图元数，即可.层数，指几层.当图元只做单排圆形阵列，层数值为1.图元夹角，是指同一层级的图元之间相互的夹角.“单层图元数”与“图元夹角”二者填一，即可.阵列夹角，是指整个阵列旋转的角度.当图元阵列需要有一定的倾斜角度时，在“阵列夹角”一栏中输入角度数值，即可.亦可在阵列完毕后，用“旋转”.

图8 “圆形阵列”数值框

图9 最小层级半径

图10 层级间距

在创建填充阵列前，需要先创建其他阵列.并在已经创建好的阵列旁边绘制所要填充图元阵列的图形.点击“填充阵列”图标，在菜单图标栏下方会出现如图11所示数值框.

图11 “填充阵列”数值框

当数值框出现后，鼠标左键选中已创建好的阵列，鼠标右键拖拽该阵列，鼠标由箭头变成并在选框与该加粗箭头的尾端中点处有一虚线连接，以示阵列与被超过填充图形之间的关系.该移至绘制的图形上，放开鼠标，出现一提示框，“是否填充”，点击“是”，即填充完成，如图12所示.在数值框中输入“阵列边距”数值，点击完成填充阵列.点击退出填充阵列不做.

图12 填充效果图

在创建曲线阵列前，需要先选择一条曲线.当选择好曲线后，点击该图标，在菜单图标栏下方会出现如图13所示数值框.

图13 “曲线阵列”数值框

曲线阵列是图元沿选择的曲线等距排列.第一个图元以曲线起始点为出发点，开始沿曲线方向排列.“曲线起始点”即为绘制曲线时的第一个节点.若两项参数设置后，实际阵列超出曲线长度，则超出部分不显示.若最后一个图元一部分超出曲线长度，一部分在曲线长度之内，此图元仍显示.若曲线为封闭环，当实际阵列的最后一个图元与第一个图元相交或重合时，均显示出来，以便于直观地进行数值调整.

所有阵列，在各参数输入的同时，图元在工作区中，以阵列方式随之变动，以随时显示阵列效果.参数设置完毕，点击，图元阵列成功，此数值框消失；点击，图元无阵列，此数值框消失.当图元阵列完成后，若阵列中的某些图元需要删除，则鼠标左键点选或“框选”后，按下键盘Delete键，即可.

4 结语

针对纺织鞋服等小微企业对产品表面连续图案设计出图存在的问题，［8］以Visual Studio为开发平台、以C#为开发语言、以Photoshop为界面元素制作工具，研发一款简单易用、操作快捷的产品表面连续性图案设计软件.软件功能可视化，二方连续、四方连续、图形效果排列等操作功能以图标形式集成于界面主界面；连续性图案排列效果可输入数值进行控制；软件可制作二方连续、四方连续、菱形排列、三角排列、多边排列、圆形排列、椭圆排列、曲线排列等连续性图案效果.软件有利于提升国内纺织鞋服小微企业设计工作效率和工作质量.