基于數(shù)碼技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計

胡飛

摘? 要： 針對傳統(tǒng)現(xiàn)代圖案設(shè)計方法受到圖案細(xì)節(jié)缺失的影響，以提高現(xiàn)代圖案設(shè)計性能為目的，提出基于數(shù)碼技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計。在引入數(shù)碼技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用各種計算機(jī)軟件和圖案紋理計算手段，處理設(shè)計過程中的現(xiàn)代圖案，通過現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型的構(gòu)建過程，完成現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型的構(gòu)建;由于數(shù)碼模型導(dǎo)出的現(xiàn)代圖案與現(xiàn)代圖案原設(shè)計圖之間存在少量誤差，通過優(yōu)化現(xiàn)代圖案設(shè)計參數(shù)，保證了現(xiàn)代圖案設(shè)計的完整性;最后通過現(xiàn)代圖案程序設(shè)計，實現(xiàn)了現(xiàn)代圖案設(shè)計。實驗結(jié)果表明，與其他兩種現(xiàn)代圖案設(shè)計方法相比，基于數(shù)碼技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法的現(xiàn)代圖案設(shè)計性能更好，符合現(xiàn)代圖案的設(shè)計要求。

關(guān)鍵詞： 現(xiàn)代圖案設(shè)計; 數(shù)碼技術(shù); 數(shù)碼模型; 模型構(gòu)建; 設(shè)計參數(shù)優(yōu)化; 誤差計算; 程序設(shè)計

中圖分類號： TN141.6?34; TP619? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號： 1004?373X（2020）22?0148?04

Abstract： In allusion to influence of detail missing of pattern on modern pattern design methods， a modern pattern design method based on digital technology is proposed to improve the performance of modern pattern design. With the digital technology， the modern patterns in the design process are processed by means of the various computer software and pattern texture calculation methods. The construction of modern pattern digital model is completed. As there is a small amount of error between the modern pattern derived from the digital model and the original design drawing of modern pattern， the design parameters of the modern pattern is optimized to ensure the integrity of modern pattern design. The modern pattern design is realized by means of the modern pattern program design. The experimental results show that， in comparison with the other two modern pattern design methods， the modern pattern design method based on digital technology has better design performance of modern pattern and can meet the design requirements of modern pattern.

Keywords： modern pattern design; digital technology; digital model; model establishment; design parameter optimization; error calculation; program design

0? 引? 言

現(xiàn)代圖案在設(shè)計過程中，圖案的數(shù)字化觀念會經(jīng)常出現(xiàn)在設(shè)計師腦海中。如今，國內(nèi)針對現(xiàn)代圖案的設(shè)計越來越重視，但是很多大型企業(yè)仍然把現(xiàn)代圖案設(shè)計歸屬于平面設(shè)計階段，一般只用于現(xiàn)代圖案完成后的輔助裝飾上，國內(nèi)對于現(xiàn)代圖案設(shè)計的錯誤定位，使現(xiàn)代圖案與產(chǎn)品之間的關(guān)系被分割，同時現(xiàn)代圖案的作用也受到了限制[1];國外對于現(xiàn)代圖案設(shè)計的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)，國外企業(yè)通常采用現(xiàn)代圖案設(shè)計增加企業(yè)利潤，利用現(xiàn)代圖案設(shè)計開拓市場，在市場中占領(lǐng)一定份額，從而實現(xiàn)企業(yè)品牌形象的樹立[2]。

基于多媒體技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法是通過闡述多媒體技術(shù)與現(xiàn)代圖案設(shè)計之間的關(guān)系，并對多媒體技術(shù)在現(xiàn)代圖案設(shè)計中的意義進(jìn)行描述，最后通過現(xiàn)代圖案設(shè)計方法的實際應(yīng)用，激發(fā)了該設(shè)計方法在市場中的巨大潛力[3];基于遺傳算法的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法是將現(xiàn)代圖案草圖導(dǎo)入到現(xiàn)代圖案的三維建模中，并使用遺傳算法優(yōu)化了現(xiàn)代圖案三維模型的構(gòu)建細(xì)節(jié)，根據(jù)現(xiàn)代圖案的紋理特征，完成現(xiàn)代圖案設(shè)計[4]。以上兩種現(xiàn)代圖案設(shè)計方法在圖案像素誤差方面得到了提高，但是現(xiàn)代圖案的設(shè)計效果相對較差。

基于以上背景，本文將數(shù)碼技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)代圖案設(shè)計中，以增強(qiáng)現(xiàn)代圖案的設(shè)計效果。

1? 基于數(shù)碼技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法

在現(xiàn)代圖案設(shè)計中，數(shù)碼技術(shù)的應(yīng)用可有效地縮短現(xiàn)代圖案開發(fā)研究的周期，從而在工作效率上得到提高，節(jié)約大量的工作時間[5]。當(dāng)修改原始的現(xiàn)代圖案時，由于現(xiàn)代圖案的基礎(chǔ)設(shè)計部分通常由計算機(jī)完成，使計算機(jī)在整個設(shè)計過程中保留了整個現(xiàn)代圖案的設(shè)計過程，后期修改變得十分方便。在具有強(qiáng)大建模功能的數(shù)碼技術(shù)背景下，設(shè)計基于數(shù)碼技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計框架，以獲得最好的實用效果，并對其進(jìn)行分析[6]?，F(xiàn)代圖案設(shè)計框架如圖1所示。

在現(xiàn)代圖案設(shè)計框架的基礎(chǔ)上，完成現(xiàn)代圖案的數(shù)碼設(shè)計。利用各種計算機(jī)軟件和圖案紋理計算手段，實現(xiàn)了設(shè)計過程中的現(xiàn)代圖案處理，這樣就會影響現(xiàn)代圖案設(shè)計成果的完整性。為了確?，F(xiàn)代圖案設(shè)計結(jié)果的完整性，在整個圖案設(shè)計過程中加入了數(shù)碼圖案模型的優(yōu)化部分，并利用數(shù)碼技術(shù)對數(shù)碼圖案模型的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行優(yōu)化，保證現(xiàn)代圖案設(shè)計結(jié)果更符合現(xiàn)代圖案的設(shè)計要求[7]。

1.1? 建立現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型

現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型的建立包括標(biāo)定攝像機(jī)、 圖案紋理解算、圖案邊緣的空中三角測量、匹配現(xiàn)代圖案稠密點、生成紋理模型以及建立現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型等。模型的生成軟件是俄羅斯某電子公司基于現(xiàn)代圖案開發(fā)的數(shù)碼掃描軟件[8]。圖2中顯示了現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型的構(gòu)建過程。

按照現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型的構(gòu)建過程，完成了現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型的構(gòu)建。先將標(biāo)定好的現(xiàn)代圖案草圖作為基本輪廓輸入到建模軟件中進(jìn)行坐標(biāo)清除，防止模型構(gòu)建過程中的標(biāo)定誤差引起圖案的像素點移動和位置坐標(biāo)變化。建模軟件上以1∶1的比例構(gòu)造現(xiàn)代圖案的基底輪廓。選取自定義單元模塊設(shè)計，并設(shè)定現(xiàn)代圖案單元模塊的大小與現(xiàn)代圖案設(shè)計方案相匹配，使數(shù)碼模型能夠以相同比例導(dǎo)入圖案資料庫中[9]。對現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型的精度進(jìn)行了建模計算，當(dāng)完成以上建模準(zhǔn)備工作以后，將相同精度的現(xiàn)代圖案進(jìn)行類別分組，根據(jù)建模軟件的圖案壓縮功能和拉伸功能，用數(shù)碼技術(shù)計算出模型的精度來設(shè)定數(shù)碼模型精度。利用數(shù)碼技術(shù)截取現(xiàn)代圖案最真實的紋理圖案，根據(jù)現(xiàn)代圖案草圖的著色結(jié)果提取出現(xiàn)代圖案的紋理部分，利用圖案修復(fù)工具在建模軟件中進(jìn)行逆向選擇，將最終得到的現(xiàn)代圖案存儲在圖案庫中[10]。通過圖案映射原理實現(xiàn)了現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型的構(gòu)建，現(xiàn)代圖案的細(xì)節(jié)由紋理圖案進(jìn)行控制。現(xiàn)代圖案的繪圖過程中，通過控制圖案紋理方向，消除一些比較明顯的圖案紋理誤差，使建模精度得到提高。

采用數(shù)碼技術(shù)構(gòu)建的現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型，可能會出現(xiàn)與現(xiàn)代圖案原設(shè)計圖之間存在的少量誤差，但是為了保證現(xiàn)代圖案設(shè)計的完整性，對現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化，才能實現(xiàn)現(xiàn)代圖案的設(shè)計。

1.2? 優(yōu)化現(xiàn)代圖案設(shè)計參數(shù)

在優(yōu)化現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型的細(xì)節(jié)之前，利用現(xiàn)代圖案參數(shù)繪制現(xiàn)代圖案簡圖，結(jié)合數(shù)碼技術(shù)建立圖案像素點協(xié)作模型，如下：

1.3? 設(shè)計現(xiàn)代圖案

現(xiàn)代圖案設(shè)計不僅可以提高產(chǎn)品在用戶眼中的審美品位，還可以獲得更大的經(jīng)濟(jì)回報。采用數(shù)碼技術(shù)設(shè)計現(xiàn)代圖案的具體步驟如下：

Step1：現(xiàn)代圖案的市場定位。在市場上收集不同用戶對現(xiàn)代圖案的喜好與要求，了解現(xiàn)代圖案面臨的新設(shè)想，初步確定現(xiàn)代圖案在色彩搭配方面的具體要求。

Step2：現(xiàn)代圖案設(shè)計的構(gòu)思。明確現(xiàn)代圖案的市場定位后，在現(xiàn)代圖案數(shù)碼模型中繪制現(xiàn)代圖案的彩色效果圖。

Step3：設(shè)計產(chǎn)品圖案。按照繪圖比例繪制現(xiàn)代圖案的草圖，在現(xiàn)代圖案草圖中標(biāo)注出現(xiàn)代圖案的大小、位置，并利用不同形式標(biāo)出現(xiàn)代圖案紋理特征、圖案線條顏色代號等指標(biāo)。

Step4：評審現(xiàn)代圖案。組織現(xiàn)代圖案評審團(tuán)，現(xiàn)代圖案的設(shè)計人員向評審團(tuán)介紹圖案設(shè)計的構(gòu)想，同時說明現(xiàn)代圖案顏色與實際圖案的效果差別，評審團(tuán)給出現(xiàn)代圖案設(shè)計方案的評審結(jié)果，給出適當(dāng)?shù)囊庖奫14]。

利用現(xiàn)代圖案設(shè)計步驟可以檢查出設(shè)計出來的現(xiàn)代圖案與最初的市場定位之間是否吻合。現(xiàn)代圖案設(shè)計程序如圖4所示。

2? 實驗對比分析

2.1? 設(shè)置實驗參數(shù)

為了縮小現(xiàn)代圖案設(shè)計過程中的精度誤差，實驗前需要設(shè)置相關(guān)參數(shù)，如表1所示。

2.2? 現(xiàn)代圖案設(shè)計時間對比實驗

利用第2.1節(jié)中設(shè)置的實驗參數(shù)，采用現(xiàn)代圖案的復(fù)雜程度為自變量，以基于多媒體技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法和基于遺傳算法的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法為實驗對比對象，得到了現(xiàn)代圖案設(shè)計時間對比結(jié)果，如圖5所示。

由圖5的實驗結(jié)果可以看出，采用基于多媒體技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法來設(shè)計現(xiàn)代圖案時，隨著現(xiàn)代圖案復(fù)雜程度的逐漸提高，現(xiàn)代圖案設(shè)計時間也隨著不斷變長，得到的現(xiàn)代圖案設(shè)計結(jié)果也不能滿足企業(yè)對現(xiàn)代圖案的設(shè)計要求，這樣在很大程度上降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)計算，基于多媒體技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法的現(xiàn)代圖案設(shè)計時間平均值為0.54 s。基于遺傳算法的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法在圖案設(shè)計時間方面有了一定提高，基本上可以滿足企業(yè)對現(xiàn)代圖案設(shè)計效率方面的要求，但是較長的圖案設(shè)計時間會給企業(yè)帶來更大的技術(shù)成本。經(jīng)計算，基于遺傳算法的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法的現(xiàn)代圖案設(shè)計時間平均值為0.32 s。而基于數(shù)碼技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法在圖案設(shè)計時間方面明顯優(yōu)于其他兩種傳統(tǒng)設(shè)計方法，整個實驗的現(xiàn)代圖案設(shè)計時間基本都控制到了0.2 s以內(nèi)，完全可以滿足企業(yè)對現(xiàn)代圖案設(shè)計的要求。經(jīng)計算，基于數(shù)碼技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法的現(xiàn)代圖案設(shè)計時間平均值為0.15 s，提高現(xiàn)代圖案設(shè)計效率的同時也降低了企業(yè)的技術(shù)成本。

2.3? 現(xiàn)代圖案像素誤差對比實驗

利用第2.1節(jié)中設(shè)置的實驗參數(shù)，采用現(xiàn)代圖案的復(fù)雜程度為自變量，以基于多媒體技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法和基于遺傳算法的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法為實驗對比對象，得到了現(xiàn)代圖案像素誤差對比結(jié)果，如圖6所示。

由圖6的實驗結(jié)果可以看出，基于多媒體技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法設(shè)計出來的現(xiàn)代圖案，與現(xiàn)代圖案目標(biāo)像素之間的誤差很大，當(dāng)現(xiàn)代圖案的復(fù)雜程度達(dá)到100%時，現(xiàn)代圖案的像素誤差超過了7 500像素，造成了現(xiàn)代圖案的虛化程度大大增加;基于遺傳算法的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法設(shè)計出來的現(xiàn)代圖案，隨著現(xiàn)代圖案復(fù)雜程度的提高，與現(xiàn)代圖案目標(biāo)像素之間的誤差有所減小，現(xiàn)代圖案的像素誤差也達(dá)到了7 000像素;而基于數(shù)碼技術(shù)的現(xiàn)代圖案設(shè)計方法設(shè)計出來的現(xiàn)代圖案，與現(xiàn)代圖案目標(biāo)像素之間的誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他兩種設(shè)計方法，當(dāng)現(xiàn)代圖案的復(fù)雜程度最大時，現(xiàn)代圖案像素誤差也沒有超過6 000像素，不僅提高了現(xiàn)代圖案的清晰度，同時圖案的飽和度也大大提高了。