云肩色彩特征分析及其在圖案設(shè)計中的應(yīng)用

孟 磊, 梁惠娥, 律睿慜, 劉 淵

(江南大學(xué) a.數(shù)字媒體學(xué)院; b.紡織服裝學(xué)院, 江蘇 無錫 214122)

研究與技術(shù)

云肩色彩特征分析及其在圖案設(shè)計中的應(yīng)用

孟 磊a, 梁惠娥b, 律睿慜a, 劉 淵a

(江南大學(xué) a.數(shù)字媒體學(xué)院; b.紡織服裝學(xué)院, 江蘇 無錫 214122)

云肩是傳統(tǒng)民族服飾藝術(shù)中的重要服飾部件，其色彩具有的民族特色與文化底蘊(yùn)，文章提出一種針對云肩色彩的傳承技術(shù)。首先借助于MATLAB分析云肩的色相、明度、純度的構(gòu)成比例關(guān)系，提取云肩色彩特征。然后，在基于PROCESSING實現(xiàn)的圖案生成算法中運(yùn)用該色彩特征進(jìn)行圖案賦色，并將賦色圖案應(yīng)用于各類現(xiàn)代設(shè)計領(lǐng)域。這有助于分析基于色彩構(gòu)成比例關(guān)系的圖案數(shù)字化生成及傳承應(yīng)用，從技術(shù)角度提供一種新的傳統(tǒng)服飾的傳承及創(chuàng)新應(yīng)用的方法。

云肩; 色彩特征; 色彩傳承; 圖案設(shè)計

國務(wù)院2014年第10號文件“國務(wù)院關(guān)于推進(jìn)文化創(chuàng)意和設(shè)計服務(wù)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的若干意見”中，明確提出“文化傳承、科技支撐”的基本原則，并把基于數(shù)字技術(shù)及內(nèi)容來發(fā)展文化作為第二項重要內(nèi)容來抓，可以看出從國家層面對傳統(tǒng)文化與先進(jìn)數(shù)字技術(shù)結(jié)合的迫切需要。

云肩，作為中國漢民族服飾藝術(shù)中的一個璀璨明珠，自隋唐出現(xiàn)至民國都是女紅裝飾藝術(shù)的主要載體，大多采用“云紋”“如意”等裝飾手法，其色彩絢爛、造型雍容華貴，披覆在肩部前后左右，如云霞在身，故稱之“云肩”。以往的研究往往同時對形態(tài)與色彩兩種因素進(jìn)行探索，較少探討對“色彩”單一因素進(jìn)行文化傳承的可行性和有效性，而且很少運(yùn)用圖像處理領(lǐng)域中有關(guān)色彩特征分析的技術(shù)。因此，本文將運(yùn)用色彩特征分析技術(shù)，探討從色彩單一視角傳承云肩的可能性。

“色彩是民族服飾的構(gòu)成要素之一，它用象征的方式表達(dá)著民族的深層文化心理，從而成為一種象征符號。作為象征符號的色彩，有其自身的內(nèi)涵與外延，本質(zhì)與特點，結(jié)構(gòu)與功能，變異與發(fā)展”[1]。綜觀相關(guān)研究，一方面，以往關(guān)于民族服飾色彩的研究多采取綜合整理與感性分析方式，另一方面，當(dāng)前色彩特征分析技術(shù)的研究多集中在圖像特效處理，例如基于認(rèn)知行為構(gòu)建圖像的色彩特征表述模型[2]，以及數(shù)據(jù)驅(qū)動的圖像色彩主題優(yōu)化等技術(shù)[3]。于是，本文將填補(bǔ)這些研究的空缺，通過信息計量分析的技術(shù)對藝術(shù)學(xué)科中的色彩問題進(jìn)行研究，突出“藝工融合”的方法探索云肩服飾藝術(shù)的色彩傳承及創(chuàng)新應(yīng)用，對于擴(kuò)展傳統(tǒng)文化的傳承路徑有重要的價值。

本文選擇云肩作為色彩特征分析的研究對象基于三方面的考慮：一是云肩所附形態(tài)的傳統(tǒng)寓意，局限了云肩在現(xiàn)代設(shè)計中的傳承。因此，本文采用將形態(tài)與色彩分離并專門就色彩傳承進(jìn)行研究。二是色彩作為“有著象征內(nèi)涵的事物”而成為文化的重要載體。傳統(tǒng)服飾利用色彩激發(fā)人們的情感體驗，云肩服飾傳承的一個重要方面就是色彩傳承。三是利用數(shù)字技術(shù)對云肩進(jìn)行保護(hù)與傳承是服飾文化生產(chǎn)性傳承與活態(tài)傳承的重要探索之一。云肩作為傳統(tǒng)服飾中極具文用功能的服飾文化載體相對于其他服飾品類形制簡潔、色彩豐富，很適合本文所采用的色彩特征分析方法。因此，本文通過信息計量分析的技術(shù)對藝術(shù)學(xué)科中的色彩問題進(jìn)行研究，突出“藝工融合”的方法探索云肩服飾藝術(shù)的色彩傳承及創(chuàng)新應(yīng)用[4-6]。

1 方 法

研究思路：用計量分析及算法生成的方法，對云肩的色彩特征進(jìn)行傳承并創(chuàng)新。

具體步驟：1)數(shù)據(jù)分析，用數(shù)值統(tǒng)計方法分析云肩的色彩分布并獲取特征色彩；2)基于已知的色彩分布，再借助于圖案色彩的賦色算法生成新的色彩圖案；3)設(shè)計運(yùn)用，將生成的色彩圖案在多種領(lǐng)域加以創(chuàng)新運(yùn)用。

1.1 云肩色彩及比例關(guān)系的獲取

分析獲取云肩的色彩構(gòu)成比例及顏色數(shù)值的方法，需要借助于計算機(jī)程序進(jìn)行色彩數(shù)值分析，本文獲取云肩色彩及配色比例的研究基于Matlab平臺進(jìn)行(圖1)[7-9]。

圖1 信息數(shù)字技術(shù)獲取云肩顏色構(gòu)成的步驟Fig.1 Diagram form for obtaining color composition of cloud shoulder with digital information technology

具體步驟：

1)在Matlab平臺中讀取云肩圖像，得到圖像的大小。

2)將云肩圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為HSV顏色空間。因為HSV色彩空間更接近于人對色彩的感覺，可以更方便地表達(dá)服飾色彩的形式要素：色相、明度、純度等。便于分類統(tǒng)計色彩要素等數(shù)據(jù)信息。

3)對圖像的色相H屬性進(jìn)行直方圖統(tǒng)計。

4)對于統(tǒng)計得到的直方圖數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，過濾掉云肩圖像的背景色和一些占比例較少的雜色。過濾準(zhǔn)則為取除背景色外占80%以上比例的色彩范圍。具體方法為兩步：第一步，首先過濾背景色色柱，背景色由于顏色較為單一，并且與云肩圖案反差較大，所以較容易識別；第二步選擇前n個最高的色柱，n個色柱的總量需要超過除背景色之外的所有色彩像素的80%，以此保證色彩的有效承繼。

5)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的頻率直方圖，然后繪制該直方圖的餅形圖。

6)利用相同方法繼續(xù)統(tǒng)計圖像中每個像素顏色的S屬性與V屬性，然后把統(tǒng)計后的HSV色彩空間再轉(zhuǎn)換為RGB色彩空間并對餅形圖按比例著色，最后再將著色RGB色彩空間的餅形圖顯示到屏幕上，如圖2所示。

1.2 圖案賦色的生成

1.2.1 圖案賦色的生成原理

云肩色彩特征分析后，如何在新的圖案中傳承色彩特征的研究，筆者也采用了數(shù)字技術(shù)來實現(xiàn)。具體原理為：按照顏色的所占比例，給每個顏色在0～1分配專屬的區(qū)間，通過均勻分布隨機(jī)值生成賦色后的原始圖案。

1.2.2 圖案色彩的賦色方法

首先獲取每一顏色數(shù)值在圖案中出現(xiàn)的概率，然后按照每個顏色的出現(xiàn)概率，隨機(jī)選取顏色。

圖2 云肩顏色構(gòu)成比例Fig.2 Chart for color composition proportion of cloud shoulder

這一方法的代碼為：

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行代碼的colorArr:Array包含6個以十六進(jìn)制顏色碼表達(dá)的云肩顏色。使用十六進(jìn)制顏色碼的原因主要是相較RGB三組數(shù)值來講，一組數(shù)值更具有方便性。第20行代碼的colorRateArr:Array包含六個數(shù)值，代表上述六組顏色所占百分比(映射到0～1)。例如，0xe1cdbe顏色所占區(qū)間為0～0.3；0xb8507d顏色所占區(qū)間為0.3～0.45。第30行代碼為以均勻概率分布方式生成一個0～1的隨機(jī)數(shù)。第40行為初始化顏色，用于保存隨機(jī)生成的顏色。第50～100行代碼則是將生成的隨機(jī)數(shù)與colorRateArr:Array中的概率值進(jìn)行比較，當(dāng)其小于對應(yīng)顏色的概率值時，就選取colorArr:Array中對應(yīng)的顏色。最后，變量color中的色彩值便是選定的色彩，用于對圖案中的圖元進(jìn)行賦色。

根據(jù)上面的賦色方法可以對任何形式圖案中的圖元(圖元可以是任何元素，本文中的圖元為代碼繪制的圓形)進(jìn)行賦色，并繼承云肩的色彩比例關(guān)系。這一過程實現(xiàn)了云肩色彩量化后可以快速生成現(xiàn)代幾何圖案，這種圖案突破了傳統(tǒng)云肩寓意性紋樣的限制，使得云肩色彩應(yīng)用范圍更廣泛、更快捷。例如，圖3所示為通過上述方法所生成的一種原始圖案，并通過晶格化濾鏡算法、馬賽克濾鏡算法、拉伸扭曲濾鏡算法、扭曲波浪濾鏡算法等算法效果或者多算法的復(fù)合效果生成新的圖案設(shè)計作品。

圖3 依據(jù)顏色比例關(guān)系所設(shè)計的圖案Fig.3 Patterns designed according to color proportional relation

1.2.3 動態(tài)圖案的生成

由于顏色在所生成的圖案中有很好的承繼性，就像基因一樣，隨著圖案的生長，色彩感覺保持相對恒定。所以，利用Processing軟件可以把變量與圖案的變化聯(lián)系起來，生成隨變量變化的動態(tài)圖案。Processing是美國麻省理工媒體實驗室的Casey Reas與Ben Fry開發(fā)的一種新興計算機(jī)語言，主要服務(wù)群體為對科學(xué)與藝術(shù)之間跨領(lǐng)域的人群，用于多媒體藝術(shù)的開發(fā)及海量數(shù)據(jù)可視化的呈現(xiàn)。如圖4所示，顏色的承繼方法借助于數(shù)字生成藝術(shù)可以用在各類創(chuàng)意的圖形圖案之中。如圖5所示，動態(tài)地顯示出圖案生成的整個過程，使得顏色的承繼在圖案的生成過程中產(chǎn)生趣味性及良好的體驗感。

圖4 圖案可以在保持識別度的同時確保差異性Fig.4 Difference can be guaranteed while the recognition degree of patterns can be maintained

圖5 可交互式圖案的生成Fig.5 Generation of interactive patterns

2 色彩特征分析對云肩的傳承方法應(yīng)用

以一件云肩樣品為研究案例，采用前述方法，示意一個完整的流程(圖6)，演示如何對云肩色彩進(jìn)行傳承和創(chuàng)新實踐。

1)獲取一件云肩的色彩構(gòu)成比例及顏色數(shù)值。

2)借助于1.2.2方法將云肩色彩圖案化。具體操作中可以通過不同的濾鏡算法及多濾鏡算法的重疊使原始賦色圖案生成千變?nèi)f化的新的圖案作品。無論圖案的形態(tài)如何變化，圖案的配色比例關(guān)系將始終與設(shè)定的色彩構(gòu)成比例關(guān)系一致(圖3)。

3)色彩特征分析計量及圖案生成后的拓展應(yīng)用。基于計量分析的云肩色彩元素，最終目的還是對業(yè)已消失的精美云肩進(jìn)行在現(xiàn)代化的傳承及拓展應(yīng)用。通過前文的數(shù)字化方法把云肩圖案的色彩及比例關(guān)系提取出來并生成想要的各類圖案，把圖案按照現(xiàn)代設(shè)計手法嫁接到人們生活中的各種物品之上，這是本文對云肩這一傳統(tǒng)服飾藝術(shù)傳承的基本方法。通過這類方法，將云肩案例的色彩不僅延續(xù)到了現(xiàn)代服裝、首飾、杯子、箱包等領(lǐng)域。還可以將云肩的色彩傳承應(yīng)用拓展到網(wǎng)頁設(shè)計、數(shù)字媒體設(shè)計，以及電子游戲等領(lǐng)域，真正實現(xiàn)云肩藝術(shù)在現(xiàn)代社會的一種活態(tài)的創(chuàng)新傳承[10]。

圖6 云肩色彩傳承的應(yīng)用步驟Fig.6 Application steps of cloud shoulder color inheritance

3 結(jié) 論

通過云肩色彩特征的計量與分析，并把量化色值賦予各類圖案之上，達(dá)到了從色彩領(lǐng)域傳承傳統(tǒng)服飾云肩的目的。本文所提出的方法不僅可以用于傳統(tǒng)服飾構(gòu)件云肩的色彩傳承與創(chuàng)新，還可以對其他文化遺產(chǎn)的色彩進(jìn)行有針對性的傳承。此外，以往對傳統(tǒng)服飾的傳承往往同時考慮其形態(tài)和色彩兩方面要素，而本文研究表明通過技術(shù)手段對其中單一要素“色彩”進(jìn)行特征分析并傳承也是可行的。在后續(xù)研究過程中，將重點對色彩特征提取的準(zhǔn)確度進(jìn)行優(yōu)化，以及考慮在特征提取過程中引入色彩認(rèn)知心理方面的理論知識。

[1]潘定紅.民族服飾色彩的象征[J].民族藝術(shù)研究,2002(2):36-43. PAN Dinghong, The color symbols of ethnic costumes and ornaments[J]. Research on National Art,2002(2):36-43.

[2]LIN S, HANRAHAN P. Modeling how people extract color themes from images[C]//Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. Delhi: ACM,2013:3101-3110.

[3]WANG Baoyuan, YU Yizhou, WONG T, et al. Data-driven image color theme enhancement[J]. ACM Trans Graph,2010(29):146.

[4]江冰.中華服飾文化[M].廣州:廣東人民出版社,2009:21. JIANG Bing. The Chinese Dress Culture[M]. Guangzhou: Guangdong People’s Press,2009:21.

[5]崔榮榮,徐亞平.民間服飾藝術(shù)中“象征性”要素芻議[J].絲綢,2007(10):69-71. CUI Rongrong, XU Yaping. The research of symbolic element in folk costume art[J]. Journal of Silk,2007(10):69-71.

[6]崔榮榮,王閃閃.中國最美云肩:卓爾多姿之形制[M].鄭州:河南文藝出版社,2012:5-13. CUI Rongrong, WANG Shanshan. Chinese Most Beautiful Cloud Shoulder:Rich and Colorful Shapes[M]. Zhengzhou: Henan Literature and Art Press,2012:5-13.

[7]鄧巍,丁為民,張浩.MATLAB在圖像處理和分析中的應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)化研究,2006(6):194-198. DENG Wei, DING Weimin, ZHANG Hao. Application of MATLAB in image processing and analysis[J]. Agricultural Research,2006(6):194-198.

[8]李了了,鄧善熙.MATLAB在圖像處理技術(shù)方面的應(yīng)用[J].微計算機(jī)信息,2003,19(2):65-66. LI Liaoliao, DENG Shanxi. Application of MATLAB in image processing technology[J]. Microcomputer Information,2003,19(2):65-66.

[9]許志影,李晉平.MATLAB及其在圖像處理中的應(yīng)用[J].計算機(jī)與現(xiàn)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，邢樂.中國最美云肩：情思回味之文化[M].鄭州：河南文藝出版社，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

國家社科基金項目(12BMZ049)；江蘇省自然科學(xué)基金青年項目(BK20130157)；江南大學(xué)人文社科自主科研項目(2013ZX31)；教育部人文社會科學(xué)研究青年基金資助項目(14YJCZH058)

TS941.19

A

1001-7003(2015)05-0042-05 引用頁碼: 051108