望江挑花針法圖案矩陣模型及計算機(jī)生成

王 旭, 袁惠芬, 方 妍, 劉新華

(安徽工程大學(xué) a. 紡織服裝學(xué)院; b. 紡織行業(yè)科技公共服務(wù)平臺, 安徽 蕪湖 241000)

望江挑花針法圖案矩陣模型及計算機(jī)生成

王 旭a, b, 袁惠芬a, 方 妍b, 劉新華a, b

(安徽工程大學(xué) a. 紡織服裝學(xué)院; b. 紡織行業(yè)科技公共服務(wù)平臺, 安徽 蕪湖 241000)

為了加快望江挑花作品的設(shè)計過程, 根據(jù)不同針法的特點, 建立了針法圖案矩陣模型, 并結(jié)合計算機(jī)編程開發(fā)了挑花針法圖案設(shè)計軟件.針法圖案矩陣的行、列分別表示底布緯紗及經(jīng)紗, 3位數(shù)字的矩陣元素從左到右依次表示針法類型、x軸方向和y軸方向跨紗長度.元素0表示底布空白.通過Visual Basic 6.0開發(fā)了交互式望江挑花針法圖案設(shè)計軟件, 以鼠標(biāo)單擊事件觸發(fā)相應(yīng)的繪圖代碼, 實現(xiàn)針法圖案的設(shè)計及圖案矩陣數(shù)據(jù)和圖像的保存.研究表明, 針法圖案矩陣模型能準(zhǔn)確反映望江挑花的圖案構(gòu)成, 開發(fā)的計算機(jī)軟件能加快挑花圖案的設(shè)計過程.研究結(jié)果對望江挑花的保護(hù)、傳承和產(chǎn)品開發(fā)具有參考價值.

望江挑花針法; 圖案; 矩陣模型

和機(jī)繡相比, 傳統(tǒng)手工刺繡更具藝術(shù)價值,其作品在拍賣會上屢獲佳績[1].2008年入選國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的望江挑花是安徽望江縣境內(nèi)的手工刺繡.近年來, 對刺繡的研究包括圖案與民俗及地域性的關(guān)系等.文獻(xiàn)[2-3]研究發(fā)現(xiàn)刺繡圖案具有鮮明的民俗特征.文獻(xiàn)[4-6]研究表明服飾刺繡紋樣表現(xiàn)出明顯的地域性特點.對刺繡針法的研究是掌握刺繡技法的重要內(nèi)容.文獻(xiàn)[7]比較了近代民間刺繡中正搶與平套針法在針法技藝、表現(xiàn)方式上的區(qū)別, 并綜合運(yùn)用于服裝局部裝飾.經(jīng)過多年傳承和發(fā)展, 望江挑花在針法圖案上表現(xiàn)出濃厚的徽文化底蘊(yùn).文獻(xiàn)[8-9]研究了望江挑花圖案造型與布局、色彩形式和針法工藝的特點.文獻(xiàn)[10]從題材、產(chǎn)品形式、挑花材質(zhì)及結(jié)合印染技術(shù)等方面, 探討了望江挑花產(chǎn)品開發(fā)的新思路.目前對望江挑花的研究主要是圖案、針法、色彩、藝術(shù)特征等, 而對針法圖案建模及計算機(jī)生成的研究卻不多見.望江挑花的生產(chǎn)流程包括搓條紡紗、染色、針法圖案設(shè)計、凈手挑花等, 其中，針法圖案設(shè)計主要依靠挑花藝人手工繪圖, 設(shè)計過程繁瑣復(fù)雜, 效率低, 且不利于圖案的保存和編輯.本文首先根據(jù)望江挑花針法的特點, 建立了針法圖案矩陣模型, 并開發(fā)了相應(yīng)的針法圖案設(shè)計軟件, 以矩陣數(shù)據(jù)和數(shù)字圖像保存針法圖案信息.研究結(jié)果對望江挑花的保護(hù)、傳承及加快設(shè)計過程和產(chǎn)品開發(fā)具有參考價值.

1 望江挑花針法圖案矩陣模型

1.1 針法分類

望江挑花的手工刺繡針法分挑、鉆、游3種.挑針分為單面挑針和雙面挑針, 前者正反異形, 即正面“×”形, 反面“一”或“1”字形, 后者正反同形, 即正反兩面均“×”形.挑針適用于塊面感強(qiáng)、不規(guī)則的圖案; 鉆針沿水平或垂直方向行針, 形成“一”或“1”字形, 每針跨紗長度形成浮長線, 通過浮長線長短變化, 形成正面是陽花, 反面陰花的效果, 適合規(guī)則連續(xù)圖案; 游針可沿任意方向行針, 分為垂直方向的正針、水平方向的橫針及斜方向的切針, 圖案正反兩面完全一致, 適合細(xì)線條圖案.

1.2 針法圖案矩陣模型

挑花所用的底布可采用十字繡底布, 經(jīng)緯密度通常較小.望江挑花圖案的形成, 實質(zhì)上是在底布經(jīng)緯紗交織的孔隙間, 運(yùn)用針法單元組合形成圖案, 即針法單元構(gòu)成基本圖案單元, 如挑針以“×”為圖案單元, 鉆針以“1”或“一”為圖案單元, 游針以不同角度的“/”為圖案單元.繡線的粗細(xì)、跨紗長度等會對針法單元大小及圖案細(xì)膩程度產(chǎn)生影響.通常繡線細(xì)、跨紗長度小, 則針法單元小且圖案更加細(xì)膩.根據(jù)上述圖案形成原理, 建立如圖1所示的針法圖案矩陣模型.根據(jù)針法類型、行針方向和跨紗長度不同, 定義針法圖案矩陣A, 其元素ai, j為3位數(shù)字, 第一位數(shù)字表示針法及行針方向, 第二、三位數(shù)字分別表示針法沿x軸、y軸方向的跨紗長度.

(a) 針法圖案

(b) 針法圖案矩陣圖1 望江挑花針法圖案矩陣模型Fig.1 Pattern matrix model of Wangjiang cross stitch

對第一位數(shù)字做如下約定: 挑針“×”用“1”表示; 上、下行鉆針或游針“↑”“↓”, 分別用“2”“3”表示; 左、右行鉆針或游針“←”“→”, 分別用“4”“5”表示; 左上、左下、右上、右下游針“↖”“↙”“↗”“↘”, 分別用“6”“7”“8”“9”表示.底布空白網(wǎng)格, 統(tǒng)一用“0”表示.若跨紗參數(shù)x=1,y=1, 則矩陣元素放在當(dāng)前網(wǎng)格對應(yīng)位置, 若跨紗參數(shù)x>1 或y>1, 則矩陣元素放在劃線起始和終止網(wǎng)格對應(yīng)位置.

圖1(a)為兔子針法圖案, 其中垂直、水平線條分別代表底布經(jīng)、緯線, 經(jīng)緯交織的孔隙用圓圈表示.圖1(b)為對應(yīng)的針法圖案矩陣A13×19, 其中兔子主體部分均由跨紗x=1和y=1的挑針組成, 其對應(yīng)位置矩陣元素ai, j=111.兔子耳朵部分采用游針, 根據(jù)方向和跨度, 分別在劃線起始、終止網(wǎng)格用相應(yīng)的矩陣元素表示.以左耳為例, 第一筆, 游針為右上“↗”, 跨紗x=1,y=2, 故劃線起始、終止網(wǎng)格位置元素a3, 5=812,a2, 5=812; 第二筆, 游針為右下“↘”, 跨紗x=1,y=1, 故對應(yīng)網(wǎng)格位置元素a2, 6=911; 第三筆, 游針為左下“↙”, 跨紗x=1,y=1, 故對應(yīng)網(wǎng)格位置元素a3, 6=711.

2 望江挑花針法圖案軟件開發(fā)

2.1 針法圖案設(shè)計軟件流程

根據(jù)針法圖案矩陣模型, 可開發(fā)基于鼠標(biāo)單擊方法的交互式針法圖案設(shè)計軟件, 主要流程如圖2所示.

具體流程包括以下步驟：

(1) 輸入底布經(jīng)緯數(shù), 選擇筆寬和筆色及底布色.

(2) 繪制經(jīng)緯紗網(wǎng)格線及交織處孔隙.

(3) 建立底布矩陣, 即全0元素矩陣.

(4) 選擇針法類型及跨紗長度.

(5) 鼠標(biāo)左鍵點擊, 對應(yīng)矩陣元素值為0, 表明當(dāng)前網(wǎng)格為空, 則繪制圖案單元, 并修改當(dāng)前元素值; 若元素非0, 表明當(dāng)前底布網(wǎng)格已有圖案, 則擦除原圖案, 并修改當(dāng)前元素為0.

(6) 鼠標(biāo)左鍵按住并移動可實現(xiàn)連續(xù)繪制, 鼠標(biāo)右鍵按住并移動可實現(xiàn)連續(xù)擦除.

(7) 針法圖案設(shè)計完畢, 可保存矩陣及針法圖案.

2.2 針法圖案設(shè)計軟件開發(fā)

根據(jù)針法圖案矩陣模型及軟件流程, 運(yùn)用VB 6.0開發(fā)了望江挑花針法圖案設(shè)計軟件, 界面如圖3所示.窗體左側(cè)為繪圖區(qū), 右側(cè)參數(shù)設(shè)置區(qū)包括底布經(jīng)緯輸入、針法類型、跨度、線色、底色及線寬選擇等.當(dāng)繪圖按鈕點擊后繪圖區(qū)以底布顏色為背景, 繪制灰色經(jīng)緯紗方格線, 并在交織處繪制圓圈代表孔隙.當(dāng)鼠標(biāo)左鍵單擊事件發(fā)生后, 根據(jù)已選針法及跨紗長度,以及線寬、線色繪制相應(yīng)的圖案單元.當(dāng)鼠標(biāo)右鍵單擊事件發(fā)生后, 擦除當(dāng)前網(wǎng)格位置圖案.當(dāng)圖案完成后, 可保存數(shù)據(jù)及圖像.

圖3 望江挑花針法圖案設(shè)計軟件界面Fig.3 Software interface of stitch pattern design of Wangjiang cross stitch

望江挑花針法圖案設(shè)計軟件基本功能如下：

(1) 底布經(jīng)緯紗數(shù)輸入.文本框控件(TextBox)可實現(xiàn)底布經(jīng)、緯紗數(shù)的輸入, 并建立相應(yīng)的元素全部為0的矩陣.

(2) 針法類型選擇.單選按鈕控件(OptionButton)可實現(xiàn)挑針、鉆針、游針及行針方向的選擇, 其中按鈕“×”代表挑針, 按鈕“↑”“↓”“←”“→”分別對應(yīng)垂直向上、垂直向下、水平向左、水平向右的鉆針或游針, 按鈕“↖”“↙”“↗”“↘”對應(yīng)左上、左下、右上、右下方向的游針.

(3) 跨紗長度及線寬選擇.采用2個組合框控件(ComboBox)分別預(yù)設(shè)x軸和y軸方向的跨紗長度范圍為1～6,以及線寬參數(shù)范圍為1～12, 其中，1為最細(xì), 12為最粗.假設(shè)x軸和y軸方向的跨紗長度分別用變量kx和ky表示, 其控件名稱分別為Combo1和Combo2, 則跨紗長度選擇可由以下語句實現(xiàn).

kx=Combo1.Text

ky=Combo2.Text

假設(shè)圖片框Picture1內(nèi)的線寬參數(shù)選擇控件名稱為Combo3, 則線寬選擇可由以下語句實現(xiàn).

Picture1.DrawWidth=Combo3.text

(4) 線色與底色選擇.通用對話框控件(CommonDiaglog)調(diào)用Windows標(biāo)準(zhǔn)調(diào)色盤, 可實現(xiàn)繡線和底布顏色的選擇, 調(diào)色盤如圖4所示.

圖4 線色與底色選擇調(diào)色盤Fig.4 Color palette of thread and back cloth

(5) 繪圖/重繪按鈕.點擊繪圖按鈕后, 由底布經(jīng)緯數(shù), 運(yùn)用PictureBox控件的Line和Circle方法, 繪制底布網(wǎng)格線及經(jīng)緯交織處的布眼.當(dāng)在PictureBox控件上發(fā)生鼠標(biāo)單擊事件(MouseDown), 若為左鍵, 則根據(jù)所選針法類型、跨紗長度、線寬、線色在單擊的位置繪圖；若為右鍵, 則擦除當(dāng)前位置的繪圖.為方便繪圖, 當(dāng)在PictureBox控件上發(fā)生鼠標(biāo)單擊并移動事件(MouseMove)時, 可連續(xù)實現(xiàn)相同針法圖案單元的繪制或擦除.以圖片框Picture1的Line方法為例, 其語法如下所述.

Picture1.Line[(x1,y1)- (x2,y2)], [color], [B][F]其中：(x1,y1)、(x2,y2)分別表示起點和終點坐標(biāo); color可選, 表示顏色; B可選, 表示以起點和終點坐標(biāo)畫矩形; F可選, 表示用邊框顏色填充矩形.

(6) 保存數(shù)據(jù)和圖像按鈕.通用對話框控件(CommonDiaglog)調(diào)用Windows標(biāo)準(zhǔn)文件保存對話框, 可實現(xiàn)針法矩陣保存為文本文件, 也可將PictureBox內(nèi)的針法圖案以圖像的形式保存.

2.3 針法圖案單元繪圖坐標(biāo)關(guān)系

圖5 望江挑花針法圖案單元繪制示意圖Fig.5 Diagram of stitch pattern unit of Wangjiang cross stitch

望江挑花針法圖案單元的繪制過程如圖5所示.當(dāng)鼠標(biāo)點擊經(jīng)緯交織處的網(wǎng)格, 則根據(jù)選擇的針法、行針方向及跨紗長度進(jìn)行繪圖.其中，黑色實心圓點代表起始點, 箭頭方向表示行針方向.每個網(wǎng)格有4個交織點, 左上角、右上角、左下角、右下角坐標(biāo)分別為(xi,yj), (xi+1,yj), (xi,yj+1), (xi+1,yj+1).下面以經(jīng)、緯向跨紗長度均為1時為例, 說明不同針法圖案單元的坐標(biāo)關(guān)系.

(1) 如選擇挑針“×”按鈕, 則兩條直線繪圖起點-終點坐標(biāo)分別為(xi,yj)-(xi+1,yj+1), (xi+1,yj)-(xi,yj+1), 并賦值ai, j=111;

(2) 如選擇“↑”按鈕, 則直線繪圖起點-終點坐標(biāo)為(xi,yj+1)-(xi,yj), 并賦值ai, j=201;

(3) 如選擇“↓”按鈕, 則直線繪圖起點-終點坐標(biāo)為(xi,yj)-(xi,yj+1), 并賦值ai, j=301;

(4) 如選擇“←”按鈕, 則直線繪圖起點-終點坐標(biāo)為(xi+1,yj)-(xi,yj), 并賦值ai, j=410;

(5) 如選擇“→”按鈕, 則直線繪圖起點-終點坐標(biāo)為(xi,yj)-(xi+1,yj), 并賦值ai, j=510;

(6) 如選擇“↖”按鈕, 則直線繪圖起點-終點坐標(biāo)為(xi+1,yj+1)-(xi,yj), 并賦值ai, j=611;

(7) 如選擇“↙”按鈕, 則直線繪圖起點-終點坐標(biāo)為(xi+1,yj)-(xi,yj+1), 并賦值ai, j=711;

(8) 如選擇“↗”按鈕, 則直線繪圖起點-終點坐標(biāo)為(xi,yj+1)-(xi+1,yj), 并賦值ai, j=811;

(9) 如選擇“↘”按鈕, 則直線繪圖起點-終點坐標(biāo)為(xi,yj)-(xi+1,yj+1), 并賦值ai, j=911.

2.4 軟件運(yùn)行效果實例

望江挑花針法圖案設(shè)計軟件可實現(xiàn)對挑花作品實物仿制設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計，因此設(shè)計時應(yīng)靈活運(yùn)用各種針法, 讓挑花作品呈現(xiàn)不同的圖案效果, 增加挑花工藝的表現(xiàn)力和藝術(shù)魅力.

2.4.1 實物仿制設(shè)計

圖6為作品“孔子出行”針法圖案的仿制設(shè)計.底布經(jīng)、緯數(shù)分別為80、50, 線寬為4, 線色選藍(lán)黑色, 底色選白色.點擊繪圖按鈕, 則在左側(cè)繪圖區(qū)繪制網(wǎng)格線和孔隙.作品除了馬耳朵部位為游針外, 其余均為挑針, 故先選擇挑針“×”, 跨紗長度x和y均為1, 通過按住鼠標(biāo)左鍵并移動可實現(xiàn)挑針“×”圖案單元的連續(xù)填充.然后選擇相應(yīng)的游針方向及跨紗長度, 繪制馬耳朵部位, 結(jié)束繪圖.點擊保存數(shù)據(jù)及保存圖像按鈕, 則可將已繪制好的針法圖案矩陣分別以文本文件和數(shù)字圖像的形式保存.此外, 線寬、線色及底色, 均可按需要進(jìn)行修改, 以實現(xiàn)不同的藝術(shù)效果.

(a) 挑花實物

(b) 針法圖案圖6 “孔子出行”針法圖案設(shè)計Fig.6 Stitch pattern design of “Confucius travel”

圖7為作品“徽派民居”針法圖案的仿制設(shè)計.底布經(jīng)、緯數(shù)分別為180、110，線寬為3, 線色選黑色, 底色選白色.圖中屋檐、屋頂、窗戶等以挑針“×”表現(xiàn).墻輪廓線則以游針表現(xiàn).挑針的塊面感和游針線條的合理搭配, 使圖案簡潔大方.

(a) 挑花實物

(b) 針法圖案圖7 望江挑花“徽派民居”針法圖案設(shè)計Fig.7 Stitch pattern design of “folk house of Anhui style”

2.4.2 創(chuàng)新設(shè)計

圖8為借鑒裝飾圖案中應(yīng)用普遍的對稱紋樣進(jìn)行的望江挑花作品設(shè)計.底布經(jīng)、緯數(shù)分別為53、55, 整幅圖案以挑針“×”構(gòu)成, 其中，圖案顏色由大紅、中黃、墨綠、紫色4色構(gòu)成, 塊面銜接處用黑色勾邊或底布空白.顏色搭配豐富、活潑, 圖案簡潔、大方.這種突破傳統(tǒng)以單一色彩繡線為主的設(shè)計, 為挑花產(chǎn)品的開發(fā)提供了參考.

圖8 針法圖案的創(chuàng)新設(shè)計Fig.8 Creative design of stitch pattern

由圖6～8的實例表明, 本文開發(fā)的望江挑花針法圖案設(shè)計軟件, 能方便地實現(xiàn)望江挑花作品的仿制設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計.

3 結(jié) 論

(1) 根據(jù)望江挑花針法特點, 建立了針法圖案矩陣, 其中矩陣行、列分別代表底布緯、經(jīng)紗. 3位數(shù)字的矩陣元素從左到右依次表示針法類型、x軸方向和y軸方向跨紗長度.

(2) 以針法圖案矩陣為基礎(chǔ), 開發(fā)了針法圖案設(shè)計軟件, 可進(jìn)行望江挑花作品的仿制和創(chuàng)新設(shè)計, 對加快針法圖案的設(shè)計過程,以及望江挑花的保護(hù)、傳承和產(chǎn)品開發(fā)具有參考價值.

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(責(zé)任編輯：劉園園)

Matrix Model of Wangjiang Cross Stitch Pattern and Computer Generation

WANGXua, b,YUANHuifena,FANGYana,LIUXinhuaa, b

(a. College of Textile and Clothing; b. The Science and Technology Public Service Platform for Textile Industry,Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, China)

In order to accelerate the design process of the Wangjiang cross stitch, the matrix model of Wangjiang cross stitch is established according to different stitch characteristics and a novel computer software is developed to design the pattern of cross stitch. The row and the column of stitch pattern matrix denote the weft and the warp of back cloth respectively. The type of stitch and the length of stitch are denoted by a three digit number. The first number denotes the type of stitch, the second and the third number denote the length of stitch alongxdirection andydirection respectively. Element 0 denotes blank space of back cloth. A interactive software for stitch pattern design is developed based on Visual Basic 6.0, mouse click event will trigger corresponding drawing code to fulfill stitch pattern design and to save pattern matrix and pattern image. The study reveals that the matrix model of stitch pattern can represent the pattern structure of Wangjiang cross stitch and the developed computer software can accelerate the process of pattern design. This result is valueable to protect, inherit and develop Wangjiang cross stitch.

Wangjiang cross stitch; pattern; matrix model

1671-0444 (2017)02-0231-06

2016-04-18

安徽省高校重點實驗室開放基金資助項目(2015FZ001)；安徽省高校優(yōu)秀青年骨干人才國內(nèi)外訪學(xué)研修資助項目(gxfx2017045)

王 旭(1973—)，男，安徽六安人，副教授，博士，研究方向為紡織CAD. E-mail: wangxu_ahpu @hotmail.com

TS 101.8

A