基于紋織CAD的變化組織創(chuàng)新設(shè)計(jì)

陳雙敏，柳新江，陳健亮，武 京，閆一欣，眭建華

(1.蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215021； 2.湖州新南海織造廠(chǎng)，浙江 湖州 313001)

織物組織學(xué)理論中，平紋、斜紋、緞紋三原組織是基礎(chǔ)，其構(gòu)成遵循嚴(yán)格的組織特征值，因此變化和類(lèi)別也非常有限。變化組織在保留原來(lái)一些組織特征的基礎(chǔ)上，會(huì)有各種各樣的表現(xiàn)，由此豐富聯(lián)合組織、重組織、雙(多)層等組織的設(shè)計(jì)[1]。傳統(tǒng)的組織圖設(shè)計(jì)與繪制是在方格(意匠)紙上逐點(diǎn)填繪的，繪制速度慢，且很容易出現(xiàn)多點(diǎn)、少點(diǎn)、錯(cuò)點(diǎn)、過(guò)長(zhǎng)浮長(zhǎng)線(xiàn)等問(wèn)題，更重要的是局限了組織設(shè)計(jì)的思維空間。就變化組織而言，很多教材上介紹的設(shè)計(jì)方法基本是相同的，比如平紋組織的變化方法集中在沿經(jīng)向、緯向放大延長(zhǎng)同類(lèi)組織點(diǎn)上，斜紋組織的變化方法是加強(qiáng)、變向、錯(cuò)位及組合等，緞紋組織的變化方法是加強(qiáng)緞紋、變則緞紋等。這類(lèi)教材以織物組織的構(gòu)成原理[1-2]、表現(xiàn)效果[3]、作圖方法[4]、加工要點(diǎn)[5]等為主體內(nèi)容，其提供的組織案例非常有限。有一些國(guó)內(nèi)外參考書(shū)目中提供了大量織物組織圖庫(kù)，如沈干的《黑白經(jīng)緯—織物組織設(shè)計(jì)圖集》[6]，但這些參考書(shū)中對(duì)組織設(shè)計(jì)方法上沒(méi)有提出完全創(chuàng)新的思路。目前針對(duì)織物組織研究開(kāi)發(fā)的織物設(shè)計(jì)CAD軟件，大多仍以組織繪制、上機(jī)圖設(shè)計(jì)與生成、織物模擬為主導(dǎo)，在組織的創(chuàng)新設(shè)計(jì)上缺少有力的技術(shù)支撐。

本文使用的紋織CAD是針對(duì)機(jī)織大提花織物的意匠繪畫(huà)、紋制工藝處理等開(kāi)發(fā)的軟件工具，以小方格子表現(xiàn)圖案紋樣，紋織CAD軟件[7-8]在繪畫(huà)工具欄配備了色號(hào)、點(diǎn)線(xiàn)面繪制、色彩填充與替換、圖形移動(dòng)與拷貝、包邊等功能，在工藝工具欄配備了組織庫(kù)建設(shè)與選用、鋪組織等功能[9-10]。這些功能工具可以拓展變化組織的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路，也為新組織的快速生成和效果分析提供了便捷。

1 點(diǎn)放大設(shè)計(jì)法

這種圖形放大構(gòu)作新組織的原理同樣可以在斜紋、緞紋等其他組織上應(yīng)用。點(diǎn)放大法組織設(shè)計(jì)示例見(jiàn)圖1。

圖1 點(diǎn)放大法組織設(shè)計(jì)示例Fig.1 Examples of point enlargement weaves design.(a)Example1;(b) Example 2;(c) Example 3;(d) Example 4;(e) Example 5;(f) Example 6

2 線(xiàn)面構(gòu)圖設(shè)計(jì)法

有些組織圖的組織點(diǎn)縱向、橫向或斜向呈線(xiàn)條(直線(xiàn)或弧線(xiàn))特征排列，或者呈塊面(正方形、長(zhǎng)方形、平行四邊形、菱形、圓形或橢圓形等)特征分布，紋織CAD中拉線(xiàn)條、拖平面、復(fù)制粘貼、換色等工具不僅能夠快速繪制這類(lèi)組織圖，還可以通過(guò)對(duì)線(xiàn)面的隨機(jī)換位、換向便捷地設(shè)計(jì)一些新的織物組織。

45°對(duì)角斜向拉線(xiàn)是一種典型應(yīng)用，斜線(xiàn)構(gòu)圖組織設(shè)計(jì)示例見(jiàn)圖2，圖2(a)是一組直角幾何組合紋，圖2(b)是一組“回”字形紋，圖2(c)是一組“”字形紋。對(duì)角線(xiàn)構(gòu)圖設(shè)計(jì)的組織還可以作局部的加點(diǎn)裝飾處理，如圖2(d)～(f)中加“□·”所示，增強(qiáng)了組織的趣味性、節(jié)奏感和立體效果。

圖2 斜線(xiàn)構(gòu)圖組織設(shè)計(jì)示例Fig.3 Examples of slash composition weaves design.(a)Example1;(b) Example 2;(c) Example 3;(d) Example 4;(e) Example 5;(f) Example 6

平面構(gòu)圖組合組織示例見(jiàn)圖3，其中圖3(a)為普通平面構(gòu)圖組織，其形狀有大小正圓、正方形、矩形等，構(gòu)圖有空心、實(shí)心不同處理。平面構(gòu)圖組織設(shè)計(jì)容易出現(xiàn)經(jīng)緯浮長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)的情況，因此通常還需要補(bǔ)“點(diǎn)”，并盡量保留原花紋的特征，如圖3(b)所示為加點(diǎn)后的平面構(gòu)圖組織。

圖3 平面構(gòu)圖組織設(shè)計(jì)示例Fig.3 Examples of flat composition weaves design.(a) Common flat composition weaves;(b) Dotted flat composition weaves

3 包邊設(shè)計(jì)法

在紋織CAD中，“包邊”是一個(gè)色點(diǎn)或一個(gè)色彩區(qū)域進(jìn)行的規(guī)律性加點(diǎn)處理工具。選擇一個(gè)色彩對(duì)象，對(duì)其點(diǎn)擊，瞬間即形成包邊。對(duì)單個(gè)色點(diǎn)只有外包邊，對(duì)色彩區(qū)域包邊處理有向外包邊和向內(nèi)包邊。包邊時(shí)可以選用與包邊對(duì)象相同色，也可以選用不同色。點(diǎn)擊一次產(chǎn)生一層包邊，連續(xù)點(diǎn)擊產(chǎn)生多層。可以向上、下、左、右4個(gè)單方向包邊，也可以幾個(gè)方向同時(shí)包邊。此外還可以對(duì)某個(gè)色號(hào)設(shè)置保護(hù)，這樣包邊處理時(shí)被保護(hù)的色號(hào)圖形就不會(huì)被覆蓋了。

可對(duì)某一基礎(chǔ)組織先作色彩設(shè)置，再作包邊處理，然后置換成2種色彩，分別作為經(jīng)、緯組織點(diǎn)，即可以生成新的組織。

3.1 點(diǎn)包邊

點(diǎn)包邊組織設(shè)計(jì)更適合于以經(jīng)組織點(diǎn)為單獨(dú)組織點(diǎn)的緯面組織。加強(qiáng)斜紋、加強(qiáng)緞紋屬于同色單向的簡(jiǎn)單點(diǎn)包邊。多色、多向、多次包邊可以豐富組織的設(shè)計(jì)。

圖4 點(diǎn)包邊組織設(shè)計(jì)示例1Fig.4 Example 1 of point border weaves design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5

圖5 點(diǎn)包邊組織設(shè)計(jì)示例2Fig.5 Example 2 of point border weaves design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3

3.2 面包邊

圖6 面包邊組織設(shè)計(jì)示例Fig.6 Examples of face border weaves design.(a)Basic weave;(b)First out-hemming;(c)First inward-hemming;(d)Second inward-hemming :(e)New weave

圖7 點(diǎn)、面包邊結(jié)合組織設(shè)計(jì)示例Fig.7 Examples of point and face combination weaves design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5

4 組織填充設(shè)計(jì)法

紋織CAD中，從組織庫(kù)選取某一組織，并按需要調(diào)整組織起點(diǎn)，然后將其填充在意匠圖的某一色彩的所有色塊區(qū)域內(nèi)，必要時(shí)可設(shè)定“留邊”，稱(chēng)作鋪組織。鋪組織處理與傳統(tǒng)手工意匠的間絲、拋邊處理概念相近。

當(dāng)設(shè)計(jì)在一個(gè)縱橫格數(shù)較小的意匠區(qū)域內(nèi)，選用1種或幾種顏色繪制簡(jiǎn)單花紋，構(gòu)作1個(gè)小循環(huán)四方連續(xù)構(gòu)圖，然后選取不同的基礎(chǔ)組織分別鋪設(shè)在不同地部和花部，就可生成一個(gè)新的組織。

填充法組織設(shè)計(jì)示例1見(jiàn)圖8，圖8(a)～(f)均以圖7(c)所示為構(gòu)圖，分別選用不同組織填充在地部和花部?？梢钥闯觯阂诉x用原構(gòu)圖大小(縱橫格數(shù))的整約數(shù)的基礎(chǔ)組織填充，否則會(huì)導(dǎo)致織物組織循環(huán)過(guò)大；選用經(jīng)緯面相反或者方向相反的組織填充，新組織保留原構(gòu)圖的特征更為明顯；選用同一基礎(chǔ)組織，以不同起點(diǎn)填充，新組織也會(huì)有顯著不同。

圖8 填充法組織設(shè)計(jì)示例1Fig.8 Example 1 of weaves filling design.(a)Example 1;(b) Example 2;(c) Example 3;(d) Example 4;(e) Example 5;(f) Example 6

圖9 填充法組織設(shè)計(jì)示例2Fig.9 Example 2 of weaves filling design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5

組織填充設(shè)計(jì)法也可應(yīng)用于一地多花的多層次構(gòu)圖，篇幅有限，不再一一列舉。

5 疊合設(shè)計(jì)法

紋織CAD軟件中，分別用不同色號(hào)對(duì)2個(gè)紋樣的地部和花部設(shè)色，打開(kāi)其中一個(gè)紋樣，將其花紋設(shè)色保護(hù)起來(lái)，然后使用“圖像疊加”工具，將另一個(gè)紋樣疊加進(jìn)來(lái)，就能在前一紋樣的地部顯現(xiàn)后一紋樣的花紋。照此方法可以疊加更多的紋樣?；A(chǔ)紋樣可以是不同起點(diǎn)位置的同一幅紋樣，也可以是完全不同的紋樣。如果對(duì)前一紋樣的花部進(jìn)行包邊處理，并將包邊色保護(hù)起來(lái)，后面疊加進(jìn)來(lái)的紋樣的花部就不會(huì)與前一紋樣的花部產(chǎn)生接觸。

將組織圖的緯組織點(diǎn)設(shè)為地部，經(jīng)組織點(diǎn)設(shè)為花部并保護(hù)起來(lái)，即可采用疊加方法設(shè)計(jì)新組織。用于疊加的基礎(chǔ)組織應(yīng)以緯面組織為宜，可以是同一組織的疊加。同一組織的疊加法組織設(shè)計(jì)示例見(jiàn)圖10，其中，圖10(a)為基礎(chǔ)組織1，圖10(b)是將圖10(a)的緯紗上移2格、經(jīng)紗左移1格得到的基礎(chǔ)組織2，顯然這2個(gè)基礎(chǔ)組織是起點(diǎn)不同的同一組織。繼續(xù)按此移動(dòng)規(guī)律變化還可以得到另外4個(gè)基礎(chǔ)組織。將以上6個(gè)不同起點(diǎn)的同一組織疊加起來(lái)就得到了圖10(c)所示的新組織了。

圖10 同一組織的疊加法組織設(shè)計(jì)示例Fig.10 Examples of overlapping weaves design for same weaves.(a)Basic weave 1;(b)Basic weave 2;(c)New weave

不同組織的疊加法組織設(shè)計(jì)示例見(jiàn)圖11。圖11是2個(gè)不同組織的疊加，基礎(chǔ)組織分別是圖11(a)所示的急斜紋和圖11(b)所示的緩斜紋，圖11(c)是斜紋線(xiàn)有接觸的疊加組織，圖11(d)是先對(duì)急斜紋外包邊并保護(hù)包邊的不接觸疊加組織。

圖11 不同組織的疊加法組織設(shè)計(jì)示例Fig.11 Examples of overlapping weaves design for different weaves.(a)Steep twills;(b)Flat twills;(c)Drivative weaves 1;(d) Drivative weaves 2

6 拷貝設(shè)計(jì)法

選擇紋織CAD中的“矩形拷貝”工具可以對(duì)矩形拉框范圍內(nèi)的圖形進(jìn)行重復(fù)、對(duì)稱(chēng)、旋轉(zhuǎn)、斜角翻轉(zhuǎn)等拷貝?？截惙ㄓ糜诮M織設(shè)計(jì)時(shí)，一般先對(duì)拷貝對(duì)象加以調(diào)整處理，然后重新組合。

6.1 拷貝的調(diào)整處理

對(duì)拷貝對(duì)象的調(diào)整處理方法大致有起點(diǎn)位置調(diào)整、紗線(xiàn)次序轉(zhuǎn)換、經(jīng)緯方向轉(zhuǎn)換、經(jīng)緯組織點(diǎn)轉(zhuǎn)換、對(duì)角區(qū)域翻轉(zhuǎn)等?？截惙ńM織設(shè)計(jì)示例1見(jiàn)圖12，下面以圖12(a)為基礎(chǔ)組織加以說(shuō)明。

①起點(diǎn)位置調(diào)整：如圖12(b)所示，可以認(rèn)為將圖12(a)的緯紗上移或下移4個(gè)橫格，也可以認(rèn)為將圖12(a)的經(jīng)紗左移或右移4個(gè)橫格。

②紗線(xiàn)排序轉(zhuǎn)換調(diào)整：對(duì)拷貝對(duì)象進(jìn)行左右翻轉(zhuǎn)形成經(jīng)向?qū)ΨQ(chēng)，如圖12(c)所示。

③經(jīng)緯方向轉(zhuǎn)換調(diào)整：對(duì)拷貝對(duì)象作順時(shí)針90°旋轉(zhuǎn)，使其經(jīng)、緯紗關(guān)系發(fā)生交換，如圖12(d)所示。

④經(jīng)緯組織點(diǎn)轉(zhuǎn)換調(diào)整：利用換色工具將拷貝對(duì)象中的經(jīng)組織點(diǎn)與緯組織點(diǎn)進(jìn)行交換，如圖12(e)所示。

⑤對(duì)角區(qū)域翻轉(zhuǎn)調(diào)整：左上區(qū)域向右下翻轉(zhuǎn)復(fù)制如圖12(f)所示。

圖12 拷貝法組織設(shè)計(jì)示例1Fig.12 Example 1 of copy weave design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5;(f) Weave 6

⑥綜合調(diào)整：使用上述2種或以上的調(diào)整處理方法。

6.2 拷貝的組裝

重組是對(duì)多個(gè)拷貝對(duì)象進(jìn)行組裝，又可分為沿縱向或橫向重組的二方組合和沿經(jīng)緯向重組的四方組合。組合時(shí)還可以將拷貝對(duì)象的位置進(jìn)行變化?？截惤M合方法見(jiàn)圖13。4個(gè)拷貝對(duì)象的橫向、縱向組合及其變化見(jiàn)圖圖13(a)(b)，四方組合及其變化見(jiàn)圖13(c)。其中，圖中的A1～A4,B1～B4以及C11～C44指的是一個(gè)單元的組織圖。

圖13 拷貝組合方法Fig.13 Copy combination methods.(a) Horizontal combination;(b) Vertical combination;(c) Quartet combination

拷貝對(duì)象可以是基礎(chǔ)組織的循環(huán)內(nèi)局部區(qū)域，稱(chēng)作拆分拷貝，也可以是一個(gè)或多個(gè)組織循環(huán)，稱(chēng)作完全拷貝。

拆分拷貝重組設(shè)計(jì)示例見(jiàn)圖14，其中圖14(a)為基礎(chǔ)組織,圖14(b)為經(jīng)紗每2根左右換位的二方重組組織，圖14(c)為經(jīng)紗每2根左右、上下均換位的二方重組組織，圖14(d)為4×4格區(qū)域斜對(duì)角翻轉(zhuǎn)的四方重組組織。

完全拷貝重組設(shè)計(jì)示例見(jiàn)圖15，圖15(a)是一個(gè)8×8格的基礎(chǔ)組織。將圖15(a)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°并轉(zhuǎn)換經(jīng)緯組織點(diǎn)得到圖15(b)；將圖15(b)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°并轉(zhuǎn)換經(jīng)緯組織點(diǎn)得到圖15(c)；將圖15(c)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°并轉(zhuǎn)換經(jīng)緯組織點(diǎn)得到圖15(d)；最后再將圖15(a)(b)(c)(d)4個(gè)圖依次以左上、右上、右下、左下位置進(jìn)行四方組合。

圖15 完全拷貝重組設(shè)計(jì)示例Fig.15 Examples of complete copy recombination design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5

7 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)織物組織的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，以示例列舉的方式，描述了設(shè)計(jì)各種變化組織的過(guò)程和效果，并提出了點(diǎn)放大設(shè)計(jì)法、線(xiàn)面構(gòu)圖設(shè)計(jì)法、包邊設(shè)計(jì)法、組織填充設(shè)計(jì)法、疊合設(shè)計(jì)法、拷貝設(shè)計(jì)法等幾種織物組織的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，對(duì)織物組織的創(chuàng)新設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，研究認(rèn)為，開(kāi)發(fā)一款具有符號(hào)表現(xiàn)組織點(diǎn)、點(diǎn)線(xiàn)面繪制、組織點(diǎn)填充與替換、圖形移動(dòng)與拷貝、包邊、組織庫(kù)建設(shè)、組織選用與填充、組織點(diǎn)符號(hào)保護(hù)、組織疊加、上機(jī)圖生成等諸多功能的組織設(shè)計(jì)專(zhuān)用軟件是非常有必要的。