组合全显色提花织物的纹理设计原理与方法

张爱丹， 周 赳

(浙江理工大学 材料与纺织学院、 丝绸学院， 浙江 杭州 310018)

组合全显色提花织物具有色彩仿真度高，呈色稳定的技术优势[1-3]，但织物表面纹路规则平整，变化不足。赋予机织物丰富肌理质感的设计方法很多，如利用织物组织产生不同织缩对比、不同收缩性能或形状纱线的组合运用，亦或是采用各种后整理技术等[4-6]。然而，为不影响组合全显色组织结构对图像色彩的仿真表现，本文在组合全显色织物结构基础上结合纹理组织设计，使其获得多层次的触觉肌理效果。本文将具有促使经纬纱线滑移形成凹凸、颗粒或孔隙等不同于常规组织纹路的织物组织，称为纹理组织，可形成肌理效果的纹理组织有蜂巢、透孔、凸条、网目及浮松组织等[7]。由于纹理组织交织规律独特，一般无法与组合全显色结构直接结合应用，需进行调整或一定程度的优化设计[8-9]。

在对传统纹理组织进行再设计时，目前已有文献[10-11]采取先放大其组织循环数，使之接近组合全显色组织结构的基础组织循环数值，之后再对长浮长区域填充间丝点的设计方法，以满足二者之间的交织平衡。当前研究多处于对单个纹理组织的优化设计，虽有自由灵活的设计优势，却也表现出较大程度的随意性，未能充分发挥组合全显色结构与纹理组织相结合的综合创新设计价值，因此，本文从规范化的角度探讨纹理组织的系统设计方法，为组合全显色提花织物提供具有系列性的纹理组织，以求进一步拓展二者的组合设计空间。

1 设计原理

纹理组织利用交织点上下沉浮变化次数的差异形成凹凸、疏密的织物肌理效果，但出于对织物整体结构交织平衡的考虑，纹理组织通常采用较小的组织循环数。而为使组合全显色提花织物具有理想的色彩仿真效果，在设计过程中通常选择组织循环数大，且交织平衡的基础组织进行影光组织库设计。再经多个组织库的组合设计，使单位组合全显色结构组织循环中有一个方向的循环数进一步扩大至原基础组织的2～3倍。由于组织库是基于一个规则基本组织的加强设计而产生，库内所有组织之间的经纬两向交织变化次数规律性强，为纹理组织的变化设计提供了较好的设计基础，因此，在不考虑缩小组合全显色结构的组织循环数的前提下，本文采取扩展纹理组织的循环数，并在扩展设计过程中解决二者在交织点变化次数方面的匹配性问题。

本文借鉴影光组织库的设计思路[12]，将其运用于纹理组织的变化设计。以一个纹理组织为基本组织，进行组织点的加强设计，使其在保持与基本纹理组织经纬交织次数不变的情况下，达到增加组织循环数的目的。组织点的加强设计使变化纹理组织有了经向、纬向和经纬双向3种不同的组织循环数增加方向，如图1所示。

图1 3种组织循环数递增设计方向Fig.1 Three design directions of increasing repeat number.(a) Basic weave; (b) Weft direction; (c) Warp direction;(d) Double direction

纹理组织的变化设计除了方向上的不同选择之外，还有组织循环数的不同递增倍率。以蜂巢组织为基本组织(经向组织循环数Rj与纬向组织循环数Rw均为6), 如图1(a)所示。进行纬向递增设计，产生经向组织循环数不变，而纬向组织循环数成倍递增的3个变化纹理组织，即Rj均为 6，而Rw从 6递增为12、18和24，如图2所示。同理，经向和经纬双向组织循环数的递增设计，前者纬向组织循环数保持不变，经向成倍递增，如图3所示；后者经纬两向的组织循环数同时成倍递增，如图4所示。

图2 纬向递增设计(Rj=6)Fig.2 Three texture weaves with increasing repeat number in weft direction(Rj=6)

图3 经向递增设计(Rw=6)Fig.3 Three texture weaves with increasing repeat number in warp direction(Rw=6)

图4 经纬双向递增设计Fig.4 Texture weaves with increasing repeat number in two directions

从上述设计可知，当变化纹理组织的纬向组织循环数按倍率递增时，经向交织变化次数不变，而纬向交织变化次数成倍递减；当经向组织循环数按倍率递增时，纬向交织变化次数不变，而经向交织变化次数成倍递减；经纬双向组织循环数按倍率递增时，两向的交织变化次数同时成倍递减。组织循环数与交织变化次数之间成反比例关系。

2 纹理效果实验

2.1 纹理组织设计

为验证上述设计方法的实际应用效果，进行织物样品设计与织造。选用蜂巢与透孔2类纹理组织为基础组织，设计系列变化纹理组织。其中蜂巢组织3种，其经向与纬向组织循环数相同，且分别为6、12、16(分别用F1、F2、F3表示)，如图5(a)～(c)所示；透孔组织2种，其组织循环数分别为Rj=6，Rw=8和Rj=Rw=16(分别用T1、T2表示)，如图5(d)～(e)所示。

图5 5种基本纹理组织Fig.5 Five basic texture weaves

图6 基于蜂巢组织的织物样品Fig.6 Fabric samples of honeycomb weaves

以上述5个组织为基础组织，设计纬向组织循环数递增的织物组织5组，共计17个，具体如表1所示。此外，以透孔组织(见图5(e))为基础组织设计了2个经纬双向递增的变化透孔组织，其组织循环数分别为Rw=Rj=32和Rw=48，Rj=32。

表1 纬向组织循环数递增设计Tab.1 Incremental design of weave repeat number in weft direction

注：“—”表示未发现。

2.2 织物规格

本文采用3组色纬和1组白经交织设计织物样品。其他具体工艺参数：经纱为桑蚕丝，线密度为23.3 dtex × 2，纬纱为棉纱，线密度为73.8 dtex × 2，经密为1 100根/(10 cm)，纬密为630根/(10 cm)。3组纬纱颜色依次为黑色、蓝色和橙色，排列比为1∶1∶1，3组色纬均常规织造。

2.3 织物效果分析与讨论

图6示出19块织物样品，其中以蜂巢为基础组织的织物样品10块，分为3组，分别见图6(a)～(c)、图6(d)～(g)和图6(h)～(j)；以透孔为基本组织的织物样品9块，分为2组，见图7(a)～(d)和图7(e)～(i)。

从织物样品肌理效果的显著程度来看，当经纬两向的组织循环数均小于12时，织物肌理效果不明显，如图6(a)和图7(a)所示，且手感硬；当经纬两向中有一个方向的组织循环数大于或等于16时，织物肌理效果趋于显著，手感适中；而当一个方向的组织循环数达到36或48时，织物肌理效果十分凸显，如图6(g)、(j)和图7(g)、(i)所示，且织物手感趋于柔软。

实验结果表明，纹理组织的循环数与其织物肌理效果的显著程度成正比，但因组织循环数与经纬交织变化次数之间成反比关系，即随着组织循环数的递增，织物交织结构变得更加松散，因此，设计过程中应协调好组织循环数与经纬交织次数之间的比值关系。此外，值得注意的是透孔组织织物，主要表现为纹理感趋于显著，而空隙效应并没有明显提升。这是由于织物样品经纬密度高，纱线能够位移的空间极为限，致使透孔效应无法有效形成。

通过组织循环数的递增扩展，可满足组合全显色提花织物对不同组织循环数、经纬交织次数纹理组织设计要求的同时，增添对肌理效果不同显著程度的选择，且这种递增变化是基于同一种肌理效果。

图7 基于透孔组织的织物样品Fig.7 Fabric samples of mock leno weaves

3 应用设计

3.1 设计流程

根据提花织物的整体设计构思设计一幅纹样，再将其分离为2个纹样图层，分别用于组合全显色织物结构和纹理组织结构。

组合全显色部分的设计可分为3步：先将纹样进行分色，产生2幅以上分色图，并逐一对分色图进行色阶归并，使色阶数与所准备好的组织库数量相等；再将组织库中的组织与分色图中的色阶一一替换，获得单层组织图；然后合并多幅单层组织图，形成一幅组合全显色织物组织图。纹理组织结构部分的设计相对较简单，根据需要设计系列变化纹理组织，再铺入纹样层的色块中，产生一幅纹理组织图。

最后，将组合全显色组织图和纹理组织进行合并，形成一幅完整的织物结构图用于织物织造，具体主要设计流程如图8所示。

图8 设计流程示意图Fig.8 Design flow diagram

3.2 设计实例

为彰显组合全显色组织结构特有的高仿真表现力，在图案设计方面，可选择摄影、写实性绘画和设计作品；而为充分表现纹理组织的肌理效果，需设计具有大小不等的块面性装饰图案纹样，不宜表现细线条和点。要想发挥组合全显色组织结构和纹理组织的设计优势，以及二者相得益彰的织物效果，纹样设计环节也是非常重要的。

设计实例的组合全显色组织结构部分，采用24枚7飞缎纹为基本组织设计组织库，组织库的组织点过渡方向为纬向，每次加强组织点数N=R/2，其中R为组织循环数，R=24，组织库数量为39级。提花织物的其他工艺参数、织造设备等，都与纹理效果实验部分相同。

为配合组合全显色组织结构的纬向过渡方向，以及考虑到提花织物经密大于纬密的工艺设计，纹理组织采用纬向递增设计。变化纹理组织分为2个系列，其中3种透孔纹理组织如图9所示。其经向组织循环数Rj均为10，纬向组织循环数Rw分别为12、24和48，均由Rj=10，Rw=6的透孔组织变化而来。原始透孔组织因循环数小，且交织变化次数相对于组合全显色组织结构过大，设计中不采用。

图9 3种透孔纹理组织Fig.9 Three mock leno weaves with different increasing repeat numbers in weft direction

提花织物实物的组合全显色部分包含3种设计效果，分别为黑白渐变色和变化细腻的视觉肌理图案，以及蓝色和橙色2色相互过渡的晕色效果；纹理组织部分包含5种效果：基于蜂巢组织的变化纹理效果2种和基于透孔组织的纹理效果3种，织物效果如图10所示。

图10 提花织物效果Fig.10 Jacquard fabric effect. (a) Final fabric in part; (b) Fabric effect in detail

4 结束语

为使2种结构性质不同的织物组织可自由组合应用，处理好二者之间的交织平衡是关键，主要体现在组织循环数和经纬两向交织变化次数这2项参数的设置上。在组合全显色组织结构各设计参数不变的情况下，提出了组织循环数递增扩展的设计方法，并结合方向性和倍率递增的设计概念，较为全面地探讨了纹理组织的衍生设计。通过对小循环纹理组织的多方向和多倍率扩展设计，实现了纹理组织与全显色组织库在组织循环数、组织点过渡方向和组织点递增数率等设计因素上的全方位匹配，进一步拓展了组合全显色数码提花织物的创新设计空间。

FZXB