計(jì)算機(jī)測(cè)配色技術(shù)在紡織品圖案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

包振華,徐 華,王作宏

(武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院輕工紡織與服裝工程學(xué)院,武漢430074)

紡織品的圖案是由不同顏色的經(jīng)緯紗線按照一定的組織結(jié)構(gòu)相互交織形成的,而色彩是圖案的外在表現(xiàn),紡織品圖案設(shè)計(jì)非常注重色彩與圖案的巧妙配合,并講求藝術(shù)性、實(shí)用性、裝飾性等特征[1].紡織品圖案的色彩搭配具有偶然性和必然性的特點(diǎn),偶然性是指色彩搭配由設(shè)計(jì)者的靈感發(fā)揮創(chuàng)作出來,必然性則是依靠設(shè)計(jì)者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或利用專業(yè)設(shè)計(jì)工具(如紡織CAD軟件)完成色彩搭配.是否有既能滿足一般設(shè)計(jì)人員方便快捷地完成紡織品圖案、提高紡織新產(chǎn)品的開發(fā)速度,又能滿足客戶或市場(chǎng)需要的配色方法呢?在此,筆者就計(jì)算機(jī)測(cè)配色技術(shù)在紡織品圖案設(shè)計(jì)中經(jīng)緯紗線配色問題進(jìn)行探討.

1 紡織品圖案的色彩混合原理

如前所述,紡織品的圖案是由不同顏色的經(jīng)緯紗線按照一定的組織規(guī)律相互交織而成的,圖案的色彩則是按色彩的空間混合原理形成的.這里先簡(jiǎn)要描述一下色彩的空間混合原理及其對(duì)紡織品圖案設(shè)計(jì)的影響.

1.1 梭織物的組織結(jié)構(gòu)

機(jī)織物(梭織物)是由相互垂直排列的兩系統(tǒng)紗線根據(jù)一定的組織規(guī)律在織機(jī)上相互交織而成的.織物的組織結(jié)構(gòu)用來表示經(jīng)緯紗線相互交錯(cuò)或彼此沉浮的規(guī)律,可分為原組織、小花紋組織、復(fù)雜組織、大提花組織等幾種[2].原組織是機(jī)織物中最簡(jiǎn)單的組織結(jié)構(gòu),包括平紋、斜紋和緞紋組織,主要特點(diǎn)是每根經(jīng)紗或緯紗上只有一個(gè)經(jīng)(緯)組織點(diǎn),其他均為緯(經(jīng))組織點(diǎn),如圖1為織物的原組織結(jié)構(gòu)示意圖.其他各種復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)均以原組織為基礎(chǔ),適當(dāng)加以變化,以得到各種不同的組織結(jié)構(gòu).

圖1 三原組織Fig.1 Th ree foundationalw eave

在圖1中,黑色部分表示經(jīng)紗覆蓋在緯紗上,形成經(jīng)組織點(diǎn),該部分織物的顏色顯示為經(jīng)紗顏色;白色部分表示緯紗覆蓋在經(jīng)紗上,形成緯組織點(diǎn),該部分織物的顏色顯示為緯紗顏色.這樣,經(jīng)緯紗線的相對(duì)位置不斷變換,得到豐富多彩的紡織品圖案與色彩的空間混合.

1.2 色彩的空間混合原理

自然界的大多數(shù)彩色都可以用適當(dāng)比例的3種基本彩色混合組成的等色效應(yīng)來模擬,常用色彩的三基色為紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B).以三基色為基礎(chǔ)的G rassm an定律給出了任一色彩C的表示方法[3]:

色光的加色法是將兩束色光打在同一點(diǎn)上形成一種新色光,對(duì)于任何線性的顏色坐標(biāo)系統(tǒng)(如C IE XYZ系統(tǒng))而言,只要將原來兩種色光的坐標(biāo)分別相加(位置矢量相加)就可以得到新的色光.因此,色彩相加的表示方法可描述為:

色彩的空間混合是指將不同的顏色并置在一起,當(dāng)它們?cè)谝暰W(wǎng)膜上的投影小到一定程度時(shí),這些不同的顏色刺激就會(huì)同時(shí)作用到視網(wǎng)膜上非常鄰近部位的感光細(xì)胞,以致眼睛很難將它們獨(dú)立地分辨出來,在視覺中感受成一個(gè)新的色彩,從而產(chǎn)生色彩的混合,這種混合又稱為并置混合[3].實(shí)際上,色彩空間混合中的各種顏色本身并沒有真正混合在一起產(chǎn)生一種新的顏色,而只是借助一定的空間距離來完成其混合效果.

1.3 紡織品色彩的空間混合

一般情況下,人眼能分辨物體細(xì)微部分的能力非常有限.視距在1m以下時(shí),視距越小,視力下降越顯著.因此,人眼接受外部刺激的亮度和色度受到周圍背景的影響而產(chǎn)生不同的感覺,這種現(xiàn)象稱為同時(shí)對(duì)比現(xiàn)象,包括亮度對(duì)比和顏色對(duì)比[4].當(dāng)多種顏色并置在一起時(shí),人眼就難以分辨某個(gè)具體的色彩,眼睛所見的將會(huì)是一塊單一的色面,如圖2所示.

圖2 色彩并置混合效果Fig.2 Co lo rm ix ing in hom ogeneous alignm ent

色彩并置產(chǎn)生空間混合效果需具備3個(gè)最基本的條件:一是色彩的形狀肌理,即色彩用來并置的基本形狀,如小色點(diǎn)(圓點(diǎn)或方點(diǎn))、色線、網(wǎng)格、不規(guī)則形等.色彩的這種排列越有序,形狀越細(xì)小,混合的效果就越單純、越安靜,否則,混合色會(huì)雜亂、眩目,沒有形象感;二是取決于并置色彩之間的強(qiáng)度,色彩的對(duì)比越強(qiáng),觀看的距離越遠(yuǎn),混合效果就越好;三是觀看距離的遠(yuǎn)近,同是一個(gè)物體,近看形象清晰,層次分明,遠(yuǎn)看往往是個(gè)大感覺,明暗處于一種中性狀態(tài)[5].色彩并置產(chǎn)生的空間混合可表示為:

紡織品圖案的色彩混合符合上述3個(gè)基本條件:并置在一起的經(jīng)緯紗線為線狀、細(xì)小,經(jīng)緯紗線相互交叉混合,交織點(diǎn)為點(diǎn)狀或線狀;經(jīng)緯紗線顏色可以有很大差異,也可以接近;織物常常是遠(yuǎn)距離觀看,遠(yuǎn)看時(shí),往往會(huì)感受成一種顏色,織物獲得色彩明亮、豐富、強(qiáng)烈的藝術(shù)效果.

2 計(jì)算機(jī)配色技術(shù)

既然紡織品的圖案與色彩是由經(jīng)緯紗線相互交織得到的,則不同織物由于所使用經(jīng)緯紗線的顏色不同、織物的組織結(jié)構(gòu)不同、紗線的排列方式不同等,織出的圖案與色彩效果將有很大的差異.為了準(zhǔn)確地表達(dá)紡織品圖案的色彩效果,以下采用計(jì)算機(jī)配色技術(shù)對(duì)其進(jìn)行模擬.

2.1 織物的混色比例計(jì)算

從上面的分析可以看出,織物的組織結(jié)構(gòu)不同,經(jīng)緯紗線交織后將得到不同的顏色效果.經(jīng)面組織的色織產(chǎn)品可以形成以經(jīng)色紗為主的色感,而緯面組織可以產(chǎn)生以緯色紗為主的色感.對(duì)于方平或近似方平的色織物,其經(jīng)緯色紗的混合比例可按下式進(jìn)行計(jì)算[6]:

其中cj,cw為完全組織中經(jīng)、緯紗所占的百分?jǐn)?shù);tj,tw為經(jīng)、緯組織點(diǎn)數(shù);rj,rw為組織循環(huán)經(jīng)、緯數(shù).

2.2 織物的混色效果

空間混合和加色混合的原理是一致的,但由于紗線本身不是發(fā)光體,其純度和明度都較低,因此,紡織品圖案色彩空間混合的光亮度和鮮艷度都不可能完全達(dá)到色光的加色混合效果,明度只能達(dá)到被混合色的平均明度.按照色光的空間混合原理,可用下面的計(jì)算式模擬織物的混色效果:

(3)式中,織物的混色效果(R,G,B)值是由經(jīng)紗顏色(R,G,B)值和緯紗顏色(R,G,B)值根據(jù)完全組織中經(jīng)、緯紗所占的百分?jǐn)?shù)按照色彩的加法混合原理得到的,即:

其中R,G,B為經(jīng)緯紗線混色后紡織品的顏色值;R j,G j,B j為經(jīng)紗顏色值;Rw,Gw,Bw為緯紗顏色值.

2.3 計(jì)算機(jī)配色處理

將上述計(jì)算式利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)進(jìn)行處理,模擬出織物的經(jīng)緯紗線相互交織后的配色效果,程序處理過程描述見圖3.

圖3 計(jì)算機(jī)配色算法Fig.3 Com pu ter co lo rm atch ing algo rithm

在圖3中,相關(guān)框圖的參數(shù)要求如下.

輸入?yún)?shù)框:輸入經(jīng)、緯組織點(diǎn)數(shù)tj,tw;組織循環(huán)經(jīng)、緯數(shù)rj,rw;經(jīng)緯紗線顏色值R j,G j,B j和Rw,Gw,Bw;

配色算法框:寫出(1)～ (3)的計(jì)算公式;

結(jié)果顯示:將經(jīng)、緯紗線顏色和織物最終混合效果顏色顯示出來.

將上述算法編寫成織物配色效果模擬程序,通過輸入相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)即可模擬出不同組織結(jié)構(gòu)和不同顏色的經(jīng)緯紗線交織后的配色效果.計(jì)算效果還要進(jìn)行一定的修正,使之與實(shí)際配色相一致.

運(yùn)行程序,輸入經(jīng)紗的顏色RGB值(200,40,180),緯紗的顏色RGB值(20,10,240),假定織物組織為則最終織物的模擬效果如圖4混合顏色框中的顏色.

圖4 經(jīng)緯紗顏色及織物顏色效果模擬Fig.4 Co lo r effect sim u lation ofw arp,w eft and fab ric

3 計(jì)算機(jī)測(cè)配色技術(shù)應(yīng)用中的幾個(gè)問題

上述計(jì)算方法可根據(jù)織物的組織結(jié)構(gòu)和經(jīng)緯紗線的顏色快速得到色織物的局部或整體色彩效果,并可根據(jù)客戶提供的織物顏色及時(shí)修正配置的經(jīng)緯紗線顏色.為使上述測(cè)配色技術(shù)能更快更好地應(yīng)用到色織物的紗線配色中去,實(shí)際使用過程中還應(yīng)注意以下幾個(gè)問題.

3.1 建立企業(yè)自身的紗線顏色庫(kù)

為實(shí)現(xiàn)快速配色,企業(yè)可根據(jù)自身需要,對(duì)常用紗線或新型紗線進(jìn)行測(cè)色(可由印染企業(yè)提供相關(guān)紗線顏色參數(shù)),建立較為完備的紗線顏色庫(kù),以便在配色時(shí)隨時(shí)調(diào)用紗線顏色庫(kù)信息.

3.2 根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)建立組織結(jié)構(gòu)庫(kù)

根據(jù)自身產(chǎn)品種類建立相應(yīng)的織物組織結(jié)構(gòu)庫(kù),該結(jié)構(gòu)庫(kù)中可保存完全組織結(jié)構(gòu)和局部組織結(jié)構(gòu),并計(jì)算出織物的混色比例cj,cw.

3.3 計(jì)算機(jī)測(cè)色配色處理

將相關(guān)參數(shù)輸入到織物配色效果模擬程序中,模擬出織物的配色效果.若配色效果不理想,可修改相應(yīng)的參數(shù),直到配出較為合理的織物效果為止.

3.4 上機(jī)試織,修改經(jīng)緯紗線配色方案

對(duì)配色結(jié)果進(jìn)行上機(jī)小樣試織,將小樣顏色與客戶樣品對(duì)比,找出差距,調(diào)整配色方案,得到最終的織物配色結(jié)果.

3.5 建立經(jīng)緯紗顏色、織物組織、織物表觀顏色庫(kù)

建立相應(yīng)的經(jīng)緯紗顏色、織物組織和織物成品表觀顏色庫(kù),為快速配色提供必要的參考數(shù)據(jù).

4 結(jié)束語

色織物經(jīng)緯紗線的配色及紡織品圖案配色效果在一定程度上依賴于紡織品設(shè)計(jì)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),帶有一定的偶然性,借助于紡織CAD軟件模擬不僅要有專門的軟件,有時(shí)也顯得較為復(fù)雜.對(duì)一般的色織物產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言,為使紡織品圖案設(shè)計(jì)更加方便快捷,利用計(jì)算機(jī)配色技術(shù)模擬織物的色彩效果,不僅可加快新產(chǎn)品的開發(fā)速度、提高生產(chǎn)效率,而且也使測(cè)配色技術(shù)應(yīng)用更為靈活、簡(jiǎn)便.

[1] 姜淑媛.家用紡織品設(shè)計(jì)與市場(chǎng)開發(fā)[M].北京:中國(guó)紡織出版社,2007.

[2] 蔡陛霞.織物結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)紡織出版社,2004.

[3] 阮秋琦.數(shù)字圖像處理學(xué)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2001.

[4] 謝光銀.裝飾織物設(shè)計(jì)與生產(chǎn)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[5] 賈京生.服裝色彩設(shè)計(jì)學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1993.

[6] 黃翠蓉.紡織面料設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)紡織出版社,2007.