三緯疊花閃色數碼提花織物的創(chuàng)新設計

張欣　周赳

摘 要：疊花閃色數碼提花織物具有花紋透疊和閃色效果并存的特征。為了解決在織物表面同時表現(xiàn)三緯復雜織紋圖案透疊效果和豐富閃色效果的關鍵技術問題，在分層組合設計模式下，結合全顯色組合結構設計方法，提出了三緯疊花閃色數碼提花織物的設計原理和方法，分析了三緯疊花閃色的色彩原理和結構原理，并將成果應用于三緯疊花閃色數碼提花織物的設計開發(fā)。從不同的角度觀察，開發(fā)的產品能呈現(xiàn)出花紋透疊和閃色并存的表面效果；通過設計實驗來對比分析在3個不同角度（45°、90°和135°）下觀測織物時的效果差異，結果顯示：45°是織物織紋和閃色效果最佳的觀測角度，135°次之，90°較差。文章提出的設計原理和方法為三緯疊花閃色數碼提花織物的創(chuàng)新設計提供了技術支撐，可為提花織物的數字化創(chuàng)新設計提供借鑒。

關鍵詞：疊花；閃色；提花織物；分層組合設計模式；全顯色

中圖分類號：TS145.1 文獻標志碼：A 文章編號：1009-265X（2023）06-0130-08

閃色織物一般采用簡單的平紋或平紋變化結構，花紋和閃色效果比較單一。而疊花閃色數碼提花織物是一種基于數碼分層組合設計模式的提花織物，織物表面具有多花紋疊加呈現(xiàn)透疊效果的特征，且因觀測角度的不同會呈現(xiàn)花紋閃色的效應。目前，針對織物閃色的色彩原理［1-5］和一般閃色織物的產品開發(fā)有部分研究，一些學者主要從原料、后整理和異色經緯交織等方面展開，原料層面的研究是在織造時選擇具有對比色效應的有光絲線作為經緯原料 ［6-8］；后整理層面的研究是通過絲線染色［9-11］或染色后整理加工［12-14］使經緯絲線呈現(xiàn)出對比效應的色彩色澤；異色經緯交織層面的研究是在經緯線交織過程中，通過經緯線同向（全是經向或全是緯向）或者異向（經向和緯向）配置對比色絲線，使織物具有閃色效應［15-17］。然而，三緯疊花閃色織物呈色機理的相關研究文獻較少，因此，針對其設計原理和方法的研究對于數碼提花織物創(chuàng)新設計具有一定的指導意義。

1 設計原理

疊花閃色提花織物的設計遵循一般閃色織物的形成原理，即基于經緯交織結構采用經緯色對比配置的方法來實現(xiàn)織物的閃色效應。與一般閃色織物不同，疊花閃色提花織物需要在經緯色對比配置的基礎上通過相互不遮蓋的花紋疊加來體現(xiàn)疊花閃色的效果，其基本原理可分為色彩原理和結構原理。

1.1 疊花閃色色彩原理

在色彩原理中，原色是表現(xiàn)物體色彩的基礎，任何色彩都由原色的不同份量混合而成［18］。計算機對彩色圖像色彩的處理充分運用了原色以及專色混合和分離的基本原理［19］，而提花織物屬于交織織物的一種，交織織物的色彩表現(xiàn)是通過經緯紗線的交織實現(xiàn)多種色彩的混合，因此，其顯色原理與計算機數碼色彩原理存在共同點，都是以原色的混合來表現(xiàn)豐富的色彩［19］，即一種非透明色的混合顯色。根據非透明混合顯色原理，當不同顏色的紗線在交織結構中并置時，從遠處觀察，這些顏色在光學上是混合的，并被視為“單一”的顏色，這種“單一”的顏色會隨著經緯紗線色彩比例的變化而變化，從而在提花織物表面表現(xiàn)出豐富的混合色彩。圖1所示為紅色和藍色紗線交織的織物，圖1中從左到右是觀察距離由近到遠時織物色彩的變化圖，從遠處觀察時紅色和藍色兩者混合為“單一”的紫色。

在數碼提花織物織造過程中，紗線的交織會使經緯紗相互擠壓變形，形成立體交織結構，織物橫截面模型如圖2所示，Φ為觀測方向的角度，隨著Φ值的變化，紗線的遮蔽情況隨之改變。因此，閃色的基本原理可以理解為：a） 紗線的交織結構具有遮蔽效應和空間混合效應，即從不同角度觀測織物時，經緯紗不同程度地互相遮蔽，所以織物表面會產生閃色效應；b） 在不同的角度紗線對光線的吸收和反射程度不同，色彩的混合比例也發(fā)生變化，人眼觀測到的織物色彩是經緯色彩的混合色［16］；c） 一般閃色織物采用平紋組織來表現(xiàn)變色效果，呈對比色的紗線在織物結構中的顯色比例是固定的，在織物表面的顯色量（對比色之和）也是一個常量［13］，如果給有光的經緯紗線配置合適的對比色，閃色效果隨之發(fā)生。但是，以這種方式生產的閃色織物在經緯異向使用了1組對比色，色彩比較單一，只能表現(xiàn)簡單的平面圖案，無法表達復雜的疊花效果圖案。根據疊花圖案的色彩原理，在數碼圖像分層疊加的部分，多層色彩重疊形成新的混合色彩。同時，結合閃色的基本原理，可在經緯異向或同向配置1組及以上的對比色，通過對比色顯色比例的變化來實現(xiàn)閃色效果的表示，形成疊花閃色的色彩原理，可應用于設計生產具有疊花閃色創(chuàng)新效果的數碼提花織物，實現(xiàn)復雜的疊花效果和豐富的色彩變化。

1.2 三緯疊花閃色結構原理

在織物的立體交織結構的效應下，通過對比色紗線配置，可實現(xiàn)一般閃色織物的開發(fā)，其組織結構屬于單層結構的簡單平紋或平紋變化結構，具有單經單緯的顯色特征，只能表現(xiàn)一種花紋，無法表現(xiàn)復雜的疊花圖案，因此，一般閃色織物的閃色效果比較單一。隨著數碼提花織物設計理念的提出，使用提花織物設計的方法也可以實現(xiàn)花紋閃色效果的表現(xiàn)。但是，傳統(tǒng)復雜組織的設計采用相互覆蓋的方法來表現(xiàn)織物結構，織物表面只能呈現(xiàn)表組織的色彩效果，無法達到多組對比絲線同時顯色的技術要求［17］，所以也無法實現(xiàn)疊花效果的設計。因此，以上兩種方式均無法滿足同時表現(xiàn)疊花和閃色效果的技術要求，而利用數碼提花織物分層組合設計模式和全顯色組合結構設計方法可以解決這一技術難點。

由于提花織物的顯色原理和計算機數碼色彩原理存在共同點，都是以原色的混合來表現(xiàn)豐富的色彩，而數碼圖像的色彩管理由全數字化的分層模式來呈現(xiàn)［20］，因此可以將其原理延伸到提花織物的分層組合設計模式中，將圖案和色彩分層得到若干個單色圖層，每個單色圖層對應的單層結構圖組合形成復雜的組合結構圖［20］，可直接用于后續(xù)的織造工藝。全顯色組合結構設計方法是通過對基本組織設定全顯色技術點，從而建立全息組織庫，使得同向排列的紗線任意變化組合時不會產生組織結構的遮蓋，達到全顯色效果，進而可以實現(xiàn)復雜的重疊花紋彼此不覆蓋的特殊效果。因此，基于數碼提花織物分層組合設計模式的基本原理和全顯色組合結構設計方法，結合疊花閃色的設計原理，可以設計出疊花和閃色2種效果并存的織物風格。其中，三緯疊花閃色數碼提花織物設計原理如圖3所示。

將數碼彩色圖像根據色彩特征分解成3層，即數碼圖像A、數碼圖像B、數碼圖像C，通過RGB通道分色得到各自的單色灰度圖層，結合全顯色組合結構設計方法，固定的灰度級別與組織對應得到單層結構圖，將3個單層結構圖組合得到一個新的組合全顯色組織結構圖。在1組經3組緯條件下，結合閃色的基本原理，若同向配置對比色紗線，則可以得到三緯疊花閃色數碼提花織物。

圖4示出紗線的顏色配置模型，其組織設計采用三緯全顯色組合結構，對比色選用紅色和綠色表示，白色表示對應經緯紗顏色不受限制。在1組對比色情況下，同向配置對比色紗線的方法有3種，即第1緯和第2緯對比、第1緯和第3緯對比、第2緯和第3緯對比。紗線配置方法可以用式（1）表示：

S=Cba （1）

式中：S為紗線配置方法數；a為緯紗組數；b為對比色緯紗數。

2 設計方法

基于閃色織物的基本原理，結合三緯疊花圖案的設計原理和方法，可以研發(fā)疊花和閃色效果并存的數碼提花織物。

2.1 三緯疊花閃色的圖案設計方法

異色經緯交織是三緯疊花閃色數碼提花織物設計的關鍵所在，根據對比色紗線的配置方向，實現(xiàn)閃色的方法是在緯向配置1組對比色緯紗，即同向異色。同時，引入疊花圖案的設計方法能夠實現(xiàn)織物表面疊花圖案和閃色效果并存。

疊花圖案是通過改變多層圖案的位置和層次關系，形成多層花紋重疊而不覆蓋的設計效果，圖案的

疊加方式可以是相同圖案或者不同圖案的位移疊加［21］。如圖5所示，基于1組經3組緯條件下，采用3層不同的圖案位移疊加的方式，圖5中3個圖形表示不同的圖案層，白色虛線框的部分，即3個圖形的交集表示的是三緯全顯疊花的部分，其圖案和色彩疊加不覆蓋，基于此展開疊花圖案的設計。在分層組合設計模式下，圖案的分層設計尤為重要，通過分層設計的方法，即調整圖案的層次關系可以表達不同的疊花圖案效果，可以每層進行獨立設計，也可以根據圖案的層次關系將其分離為若干層。對于圖案的層次關系，全顯層是表現(xiàn)疊花和閃色的部分，對其細化分為3層，分別對應3組色緯，每組色緯對應的圖案層覆蓋于另外兩層上方，以此得到3個層次關系不同的數碼圖案；對于圖案的色彩，在緯向合理配置1組對比色，即色輪上相距180°左右，可以選擇冷暖對比色或者明度對比色，閃色效果最為顯著［22］。另外，在色澤的深淺程度上，淺色品種含白多，閃色效應較差，所以中深色的效果較好［23］。

2.2 三緯疊花閃色的結構設計方法

疊花閃色數碼提花織物設計的創(chuàng)新關鍵在于結構設計，本文提出的結構設計方法是基于分層組合設計模式下的全顯色組織結構設計方法，以16枚7飛緯緞為例進行說明，在R=16的前提下，Sw=7的基礎組織形成的織物織紋明顯度弱，織紋斜向最不明顯，織物表面效果細膩［24］。圖6示出3個起始點不同的基礎組織，黑色組織圖的起始點為（1，1），紅色組織圖的起始點為（14，1），藍色組織圖的起始點為（11，1），分別對3個基礎組織設計全顯色技術點，如圖7所示。

基于上述基礎組織和全顯色技術點分別設計得到3組全顯組織系列，1次加強組織點數（M）為基礎組織的最小循環(huán)數（R），即M=R=16，組織點過渡方向為緯向，加強方向向右，遇到全顯色技術點則跳過，由此可以得到3個組織系列。由于該全顯色技術點屬于一緯兩點的全顯技術組織，每個組織系列的組織數量（Z）的計算公式為：Z=R-2［25］，即分別由14個從緯面逐步過渡到經面的組織組成，共同組成一個三緯全顯色組織庫，如圖8所示。該組織庫可直接應用于三緯全顯提花織物設計中，根據設計要求將3個組織系列對應上述3層圖案，得到各自的單層結構圖，按1∶1∶1排列組合形成組合結構圖，可滿足組合結構圖的組織點彼此不覆蓋，三組緯展開混合顯色的技術要求。

3 設計實踐

疊花閃色設計原理與方法的應用主要基于圖案的分層組合、全息組織的構建、經緯紗的色彩配置3個層面，提出多種具有疊花閃色特殊效果的數碼提花織物設計實踐方案，產品體系可細分為兩緯疊花局部閃色、兩緯疊花全部閃色、三緯疊花局部閃色、三緯疊花全部閃色的數碼提花織物。其中，圖9示出的設計作品《竹影》為三緯疊花局部閃色的設計案例，可應用于新中式風格家紡類產品。在整個設

計中描繪了竹葉透過云層飄落的形態(tài)，部分竹葉與底紋相互重疊，疊花部分的3層圖案和色彩互不遮蓋，同時顯色，合理配置1組對比色色紗后實現(xiàn)了復雜的疊花效果和豐富的色彩對比變化。在1組經3組緯條件下，其主要規(guī)格參數設置如表1所示。經緯紗均為22.2/24.4 dtex×2桑蠶絲，緯向配置1組對比色紗線，即第1緯綠色和第2緯紅色，而經紗和第3緯的顏色不受限制，經密為1180根/（10 cm），緯密為600根/（10 cm），3組緯紗以1∶1∶1的形式排列，采用16枚全息組織，3層全顯色組合結構設計方法。

根據閃色的基本原理，從不同角度觀測織物時，經緯紗不同程度地互相遮蔽，織物表面會產生閃變色效應，因此，通過設計實驗來對比分析不同角度觀測織物時呈現(xiàn)的效果差異。在相同的自然光條件下，面料位置保持不變，觀測角度Φ為在同一高度H下的不同角度，選擇45°、90°、135°3個觀測角度展開實驗，如圖9所示為該3個觀測角度下的織物效果。通過對比分析顯示：a）Φ=45°時，織物的疊花和閃色效果最佳，紅色和綠色的色彩對比更加明顯，織紋效果細膩；b）Φ=90°時，織物的色彩表現(xiàn)不清晰，閃色效果較差；c）Φ=135°時，織物的織紋較不清晰，紅色的呈現(xiàn)較明顯，閃色效果較好。因為在觀測角度為90°的條件下，經緯紗互相不遮蔽，兩者的混合色彩為某一均等比例，而45°和135°條件下，紗線對光線的吸收和反射程度不同，色彩的混合比例有差異。同時，當Φ=0°時，一個系統(tǒng)紗線遮蔽另一系統(tǒng)紗線，理論上只能看到未被遮蔽紗線的顏色?？傮w來說，當觀測角度為斜視時，隨著斜視角度的減小，人眼看到的被遮蔽的紗線顏色逐漸減少，因此織物的呈現(xiàn)效果較好。

根據設計實踐證明，三緯疊花閃色數碼提花織物的效果新穎優(yōu)良，其滿足結構穩(wěn)定和交織平衡的工藝要求，在色彩和工藝層面實現(xiàn)了創(chuàng)新效果數碼提花織物的設計生產，在產品設計生產中具有一定的應用價值。

4 結 論

本文分析了一般閃色織物的呈現(xiàn)效果不佳的原因，結合分層組合設計模式和全顯色組合結構設計方法的優(yōu)勢，研究三緯疊花閃色數碼提花織物的設計原理和方法。本文成果彌補了一般閃色織物圖案層次表現(xiàn)和色彩變化受限等不足，使織物表面能表現(xiàn)3層圖案相互重疊而不覆蓋的織紋效果，并應用于三緯疊花閃色數碼提花織物創(chuàng)新設計中。同時，從不同的角度觀測織物時呈現(xiàn)豐富細膩的閃變色效果。通過設計實驗對45°、90°、135°觀測角度下的織物效果進行綜合評價，結果顯示，45°是織物織紋和閃色效果最佳的觀測角度，135°次之，90°較差。

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Innovative design oftriple-weft overlapping color flashing digital jacquard fabrics

ZHANG Xin， ZHOU Jiu

Abstract： Color flashing fabrics are generally produced with plain weave or plain weave change structure configuration of contrasting color silk lines. The flashing effect of the fabric surface is single， and cannot show the pattern flashing effect. The research and application of digital jacquard technology， especially the proposal of layered combination design pattern of digital jacquard fabrics and the invention of the combined full color structure design method， provide technical support for realizing jacquard fabrics with pattern flashing effect. The triple-weft overlapping flash digital jacquard fabric is a kind of jacquard fabric developed on the basis of the layered combination design mode. It adopts digital design technology for design and production. The surface of the fabric has the special effect of overlapping and flash color. However， we have not found related research literature of triple-weft pile on color flashing fabric color mechanism and the design practice.

Wepresented the design principle and method of triple-weft overlapping color flashing digital jacquard fabrics， and proved the effectiveness and application value of the design principle and method through the design practice. To address the limited expression and color variation of general color flashing fabrics and to solve the key technical problems of the overlapping effect of triple-weft complex weave patterns and rich flashing effect displayed on the fabric surface， we， according to the basic principle of the layered combination design pattern of digital jacquard fabrics and the design method of total color combination structure， started from the interweaving layer of different colors， explored the design principle of overlapping patterns and the basic principle of color flashing， put forward the design principle and method of triple-weft overlapping patterns and color flashing digital jacquard fabric， and focused on the analysis of the color principle and structure principle of triple-weft overlapping patterns and color flashing digital jacquard fabric design and development. Based on the developed triple-weft overlay and flash fabric， we designed experiments to compare and analyze the effects of observing the fabric from the three different angles of 45 degrees， 90 degrees and 135 degrees. The results show that： （a） when the observation angle is 45 degrees， the fabric has the best overlay and flashing effect， the contrast of color between red and green is obvious， and the weave is exquisite; （b） when the observation angle is 90 degrees， the color expression is not clear， and the flashing effect is poor; （c） when the observation angle is 135 degrees， the weave pattern of the fabric is not clear， the red is obvious， and the flashing effect is satisfactory. Under the condition of 90 degrees， the warp and weft yarns do not cover each other， and the mixed color of the warp and weft yarns is of a certain equal proportion. Under the condition of 45 degrees and 135 degrees， the yarns have different absorption and reflection degrees of light， and the mixing ratios of color are different.

According to the design practice and experiment， the surface of the triple-weft overlapping color flashing digital jacquard fabric will show a special pattern color flashing effect when observed from different angles. It can meet the technical requirements of stable structure and interleaved balance， and realize the digital innovative design of triple-weft overlapping color flashing digital jacquard fabrics on the level of color and technology.

Keywords： overlapping pattern; color flashing; jacquard fabric; layered-combination design mode; full color

收稿日期：20230314 網絡出版日期：20230626

基金項目：國家社科基金藝術學項目（22BG121）

作者簡介：張欣（2000—），女，貴州畢節(jié)人，碩士研究生，主要從事數碼紡織品設計方面的研究。

通信作者：周赳，E-mail：zhoujiu34@126.com