貴州蠟染紋樣矢量化技術研究及數(shù)據(jù)庫的建立

許貞俊 龍安全

(1.貴州裝備制造職業(yè)學院;2.安順學院,貴州 貴陽550000)

蠟染矢量紋樣數(shù)據(jù)庫的建立是以早期建立的貴州省工藝美術非物質文化遺產(chǎn)基礎資源庫為基礎，從其資源庫提出基礎數(shù)據(jù)和素材，根據(jù)不同風格的基礎素材來提出不同的矢量紋樣圖案[1][2]。

基于非細化的矢量化方法同基于細化的矢量化方法相比，前者不需要先對位圖圖像中所感興趣的區(qū)域提取中心骨架，而是直接捕捉位圖圖像中所感興趣區(qū)域的輪廓，然后再找到兩條邊間的中心，通過邊界曲線來描述感興趣區(qū)域的結構。由于這種算法更能夠準確表達出圖像的信息，所以近年來很多的研究者都致力于去研究該算法[3][4]。目前基于非細化的矢量化方法主要有: 基于網(wǎng)絡模式的方法、基于稀疏像素的方法、整體矢量化以及正交方向轉換方法。

現(xiàn)在研究者將算法制作成軟件以便使用者的應用，一般常見的矢量圖形軟件主要有 adobeillustrator 軟件、corel draw 軟件、inkscape 軟件、Xara Xtreme 軟件以及 CAD 軟件，其中 adobeillustrator 軟件是眾多矢量圖形設計軟件的佼佼者。

1 蠟染紋樣的矢量化方法

本文研究的蠟染圖案紋樣的矢量化提取過程如圖1所示，首先基于非細化的矢量化方法基礎上，先對原始圖像進行預處理來改善圖像的質量，然后采用adobeillustrator軟件對圖像紋樣進行自動提取，以得到初步的矢量圖形，最后針對線條復雜，縱橫交錯的地方進行手動描繪，用手工操作的方法來實現(xiàn)蠟染紋樣矢量化的完整化、清晰化，按這個方法將蠟染紋樣卓一提取出來。

圖1 圖像矢量化過程

1.1 貴州傳統(tǒng)蠟染的地域性藝術風格

在現(xiàn)實生活中對于各種事物的不同特征特性的描述都用風格來表示。它在不同領域中，表達的含義也不同，而蠟染的地域性藝術風格表現(xiàn)的是蠟染在不 同地區(qū)的紋樣圖像特征不同，表達的含義也不同，它的構圖風格能表現(xiàn)出它的 地域性風格。據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，貴州省百分之八十的縣市在歷史上曾有制作以及使用蠟染的傳統(tǒng)，不同民族、不同地域表現(xiàn)出來的蠟染風格也不一樣，其中蠟染的種類很多，其中有較為典型類型的蠟染有：月亮山型蠟染、飛云山型蠟染、烏蒙山型蠟染、扁擔山型蠟染以及其他類型蠟染。

分析可知，貴州蠟染圖案類型用符號表示為： Gi=(G1，G2，G3，G4,G5)

(1)

式中：Gi-貴州蠟染圖案類型集；G1-月亮山型；G2-飛云山型；G3-烏蒙山型； G4-扁擔山型；G5-其他類型。

1.2 貴州蠟染紋樣分類

傳統(tǒng)蠟染紋樣繁多，內(nèi)涵豐富，但主要的貴州蠟染紋樣有：銅鼓紋、蝴蝶紋、鳥紋、 魚紋、花草植物紋、螺旋紋、星辰山川紋以及龍紋等紋樣圖案。 從圖案結構的形式來看，在少數(shù)民族中苗族西部方言區(qū)和布依族以相應對稱的幾何紋樣為主，相應對稱的動植物紋樣為次，而苗族中部方言區(qū)和水族則以相應對稱的動植物紋樣為主，幾何紋樣為次。苗族中部方言區(qū)的紋樣圖中，幾乎都有蝴蝶、鳥、魚和龍的變異紋樣，這與他們的神話傳說和遷徙歷史有密切的關系。

貴州蠟染紋樣主要可分為自然紋樣和幾何紋樣，自然紋樣出現(xiàn)較多的是蝴蝶紋、鳥紋、龍紋以及花紋等，它們一般交錯的出現(xiàn)，表現(xiàn)出一定的意寓如圖2所示。

a.蝴蝶紋 b.鳥紋

幾何紋樣一般有螺旋紋、三角紋、回紋、云紋、水波紋、火焰紋以及馬蹄紋等。

a.螺旋紋 b.水波紋

在蠟染紋樣中自然紋和幾何紋一般相互穿插，相互襯托，布局交有特色，顯現(xiàn)出圖案即形象生動又嚴謹飽滿，如圖 4所示。

圖4 蠟染紋樣

根據(jù)以上介紹分析可知，蠟染紋樣的分類可以用符號的形式表示：

M = (M1, M2)

M1(i) = (M1(1), M1(2), … , M1(n))

(2)

M2(i) = (M2(1), M2(2), … , M2(n))

式中：M-蠟染紋樣集；M1-自然紋樣集；M2-幾何形紋樣集。

1.3蠟染紋樣矢量化元素模型的構建

對于圖像而言，它的構圖的規(guī)律可以表現(xiàn)出它本身的特點，而它本身的組成元素可以表現(xiàn)出它獨有的風格[5]。針對蠟染圖像也是一樣，它的輪廓構形能夠反映主體語義特征的輪廓，它的特征構形是進一步刻畫蠟染圖案主體的局部特征，它的裝飾紋樣主要用于蠟染的細節(jié)刻畫，運用圖形的幾何紋樣使主體紋樣變化更豐富，而它的構圖規(guī)律則是為了增強蠟染圖案的形態(tài)表現(xiàn)而按照一定的幾何規(guī)律變換成更具美學效果的特色紋樣。因此蠟染紋樣圖像的結構是由一系列的造型要素組成,還運用了一定的造型手法并按照某種規(guī)則組合而成的一種圖像形式，這種形式不僅表現(xiàn)了蠟染紋樣圖像的地域性特點，而且還表現(xiàn)了人們對這種藝術形式的認知經(jīng)驗[6-8]。下面將蠟染紋樣圖像進行模塊化分解，分解成單一元素的形式。根據(jù)研究貴州蠟染圖像的特點可以將其根據(jù)輪廓構形、特征構形、裝飾構形以及構圖規(guī)律的形式分解開，為后面矢量紋樣數(shù)據(jù)庫的建立以及蠟染矢量紋樣的創(chuàng)新和重組做基礎。

1.3.1 輪廓構形

輪廓構型是指在蠟染紋樣庫中各個紋樣所具有的一些輪廓特點，我們知道 蠟染紋樣是將多個蠟染紋樣矢量元素按照不同的分布規(guī)律來將他們組合成為新的紋樣。在這里我們將它的構型主要分為四種類型：向心型、分散型、整體型、圈套型。

分析可知，貴州蠟染模型用符號表示為：

T=(T1，T2，T3，T4)

(3)

式中：T-貴州蠟染模型；T1-輪廓構形；T2-特征構形；T3-裝飾構形；T4-構圖規(guī)律。

a.向心型 b.分散型

分析可知，輪廓構形用符號表示為：

T1=(T11，T12，T13，T14)

(4)

式中：T1-蠟染輪廓構形集；T11-向心型；T12-分散型；T13-整體型；T14-圈套型。

1.3.2 特征構形

特征構形主要是刻畫蠟染圖案的主體，表現(xiàn)蠟染的主要風格，主要是指蠟染圖像紋樣中的主紋樣。如在蠟染紋樣中常出現(xiàn)的:花紋、鳥紋、魚紋以及龍紋等，它們各自都有意喻，相互組合在一起顯現(xiàn)出圖像所表達的含義。在研究中首先對蠟染圖像中的主圖紋進行歸類并將其矢量元素提取出來，圖6為提取出來的紋樣矢量元素的一部分。

圖6 主體紋樣

分析可知，特征構形用符號表示為：

T2=(T21，T22，…，T2n)

(5)

1.3.3 裝飾構形

裝飾紋樣主要用于蠟染圖像中的細節(jié)刻畫，運用圖形的幾何紋樣使主體紋樣變化更豐富。它是組成蠟染圖像不可缺少的一部分，蠟染師們通過對邊框上的裝飾以及對主紋樣的裝飾來突顯出圖像的生動、艷麗。根據(jù)對貴州蠟染圖像裝飾紋樣的研究，在制作中運用比較多的幾何紋樣有三角形紋，四邊形紋、多邊形紋及圓形紋等。這些紋樣的矢量元素既可以單獨構成一個紋樣也可以通過重排列、填充、組合、交叉排列等方式來進行重組。運用這種方法生成了更多復雜，精美的水波紋、鋸齒紋以及其他類型的紋樣。圖7為從蠟染圖案中提取出來的裝飾紋樣矢量圖的一部分。

圖7 裝飾紋樣

分析可知，裝飾構形用符號表示為：

T3=(T31，T32，…，T3n)

(6)

1.3.4 構圖規(guī)律

構圖一般來說是圖形形式美的具體體現(xiàn)，而形式美是人通過對于自然以及社會的不同事物的觀看習慣中歸結出的規(guī)律形式，它也是人的美感同客觀世界中的現(xiàn)實存在相統(tǒng)一的結果。

在蠟染圖像中也存在構圖規(guī)律，它可以體現(xiàn)蠟染圖像的形式美。它也是為了增強蠟染圖案的形態(tài)表現(xiàn)而按照一定的幾何規(guī)律變換成更具美學效果的特色 紋樣。在對貴州蠟染圖像的構圖規(guī)律的研究，大體總結為：對稱型、對比型、平衡型以及多樣統(tǒng)一型。

對稱型:對稱型的蠟染圖像的蠟染矢量元素按一定的規(guī)律排列，劃分均勻，統(tǒng)一整齊。對稱型的蠟染圖像還可以分為上下對稱，十字對稱、對角對稱以及完全對稱，如圖8所示。

a.上下對稱 b.十字對稱

在蠟染圖像的藝術表現(xiàn)形式中對比型要應用的比較廣泛，這種造型藝術將不同類型的蠟染矢量元素進行大小的變換、形狀變換、疏密變換以及元素變換來形成對比。通過蠟染元素的對比可以使；蠟染圖像種類更加豐富，表現(xiàn)更加精彩，如圖9所示。

圖9 對比型

平衡型：平衡有很多種定義，可以是兩個物體之間大小相等、質量相等或者體積相等或是一種均勻分布。在蠟染藝術中，平衡是指對圖像的蠟染元素通過一定的變形、位移，重排列等讓人們在視覺上感到藝術的平衡，成就不同的美感，如圖10所示。

圖10 多樣統(tǒng)一型

多樣統(tǒng)一型：多樣統(tǒng)一型的蠟染圖像的表現(xiàn)形式多種多樣，在組織結構上并不是單一的元素排列，也沒有復雜的排列方法，只是將每個獨立的矢量元素通過有機的變 換構成簡單的整體，這一藝術類型在審美方面給人以賞心悅目的感覺，如圖11所示。

圖11 多樣統(tǒng)一型

分析可知，構圖規(guī)律用符號表示為：

T4=(T41，T42，T43，T44)

(7)

式中：T41-對稱型集；T42-對比型；T43-平衡型；T44-多樣統(tǒng)一型。

以圖12蠟染為例分析特征，該蠟染為革家飛云山型蠟染。該蠟染圖像采用自然紋和幾何紋相結合的描繪，其中紋樣的輪廓構形為向心型；特征構形紋樣為石榴、公雞、花以及草；邊框中的裝飾紋樣采用三角形幾何紋裝飾，而內(nèi)部采用花草以及水波紋進行填充裝飾；它的構圖規(guī)律采用完全對稱。

圖12 飛云山型蠟染

2 蠟染矢量紋樣元素數(shù)據(jù)庫的建立

根據(jù)以上對貴州蠟染矢量元素模型構建及分類，將其建立數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫流程圖如圖13所示。

圖13 蠟染數(shù)據(jù)庫流程圖

在放入數(shù)據(jù)庫前先將紋樣進行編碼，一個紋樣對應其固有的編碼數(shù)。首先蠟染類型分四類這屬于蠟染的一級分類編碼以 A開頭：月亮山型—A01，飛云山型-A02，扁擔山型-A03，烏蒙山型-A04；它們下面有所對應的地區(qū)以及所對應 的各地區(qū)關于蠟染的生活品，屬于二級分類編碼以 B 為開頭：包帕-B01,床單-B02,服飾-B03,背扇-B04等以此順序編碼下去，其中各類型的蠟染所對應的生活用品中的紋樣特點也不同，以此區(qū)分它們。比如各類型中的包帕，月亮山型中包帕蠟染紋樣主紋以自然紋為主，構圖規(guī)律多為分散型；飛云山型中包帕蠟染紋樣主紋主要以單一的動植物紋樣或是多種紋樣相結合構圖的一種形式，構圖規(guī)律多為完全對稱；扁擔山型中包帕蠟染紋樣主紋以單一的幾何紋樣或為主，構圖規(guī)律多為完全對稱；烏蒙山型中包帕蠟染紋樣主紋以花草紋樣為主，構圖規(guī)律多為完全對稱。其中蠟染圖像又分為四部分作為三級分類，編碼以 C 為開頭：輪廓構形—C01，它下面又分為四種形式作為它的一級分類，編碼以 a 為開頭：向心型—a01，分散型—a02，整體型—a03，圈套形—a04。特征構形—D02，它下面又分為兩類作為它的一級分類：自然紋樣—a01，幾何紋樣—a02，而自然紋樣又有很多紋樣組成，作為它的二級分類，編碼以 b 為開頭：花紋—b001，鳥紋—b002，蝴蝶紋—b003；龍紋—b004 等等，幾何紋樣—a02，它的下級編碼：水波紋—b001，三角紋—b002，螺旋紋—b003 等等按照此編碼將其余自然紋樣和幾何紋樣進行編寫，其中各紋樣不同的變化紋樣又為上一級的一級編碼以此類推。裝飾構形—C03，它包括的自然紋樣-a01,幾何紋樣-a02，編碼規(guī)則也同特征構形一樣；規(guī)律構形—C04，它包括對稱型—a01，對比型—a02，平衡型 a03，多樣統(tǒng)一型—a04，其中對稱型又分為上下對稱—b01，左右對稱—b02，對角對稱—b03,十字對稱—b04 以及完全對稱—b05。將貴蠟染數(shù)據(jù)庫以字母M為代表，其編碼結構特征樹如圖14所示。

圖14 蠟染編碼特征樹

3 結論

(1)對貴州傳統(tǒng)蠟染的地域性藝術風格做了詳細的介紹，通過對貴州蠟染圖像四種形式的特點分析，建立數(shù)學模型。

(2)通過對蠟染紋樣矢量化元素模型進行 了構建，將蠟染圖像進行了詳細分解，建立了數(shù)學模型，為蠟染矢量紋樣元素數(shù)據(jù)庫建立提供基礎依據(jù)。

(3)通過分析貴州蠟染紋樣的特點，對蠟染矢量紋樣元素分類建立數(shù)據(jù)庫，為蠟染矢量紋樣的語義定義以及紋樣的創(chuàng)新做鋪墊。