计算机测配色技术在纺织品图案设计中的应用研究

包振华,徐 华,王作宏

(武汉职业技术学院轻工纺织与服装工程学院,武汉430074)

纺织品的图案是由不同颜色的经纬纱线按照一定的组织结构相互交织形成的,而色彩是图案的外在表现,纺织品图案设计非常注重色彩与图案的巧妙配合,并讲求艺术性、实用性、装饰性等特征[1].纺织品图案的色彩搭配具有偶然性和必然性的特点,偶然性是指色彩搭配由设计者的灵感发挥创作出来,必然性则是依靠设计者的实践经验或利用专业设计工具(如纺织CAD软件)完成色彩搭配.是否有既能满足一般设计人员方便快捷地完成纺织品图案、提高纺织新产品的开发速度,又能满足客户或市场需要的配色方法呢?在此,笔者就计算机测配色技术在纺织品图案设计中经纬纱线配色问题进行探讨.

1 纺织品图案的色彩混合原理

如前所述,纺织品的图案是由不同颜色的经纬纱线按照一定的组织规律相互交织而成的,图案的色彩则是按色彩的空间混合原理形成的.这里先简要描述一下色彩的空间混合原理及其对纺织品图案设计的影响.

1.1 梭织物的组织结构

机织物(梭织物)是由相互垂直排列的两系统纱线根据一定的组织规律在织机上相互交织而成的.织物的组织结构用来表示经纬纱线相互交错或彼此沉浮的规律,可分为原组织、小花纹组织、复杂组织、大提花组织等几种[2].原组织是机织物中最简单的组织结构,包括平纹、斜纹和缎纹组织,主要特点是每根经纱或纬纱上只有一个经(纬)组织点,其他均为纬(经)组织点,如图1为织物的原组织结构示意图.其他各种复杂的组织结构均以原组织为基础,适当加以变化,以得到各种不同的组织结构.

图1 三原组织Fig.1 Th ree foundationalw eave

在图1中,黑色部分表示经纱覆盖在纬纱上,形成经组织点,该部分织物的颜色显示为经纱颜色;白色部分表示纬纱覆盖在经纱上,形成纬组织点,该部分织物的颜色显示为纬纱颜色.这样,经纬纱线的相对位置不断变换,得到丰富多彩的纺织品图案与色彩的空间混合.

1.2 色彩的空间混合原理

自然界的大多数彩色都可以用适当比例的3种基本彩色混合组成的等色效应来模拟,常用色彩的三基色为红(R)、绿(G)、蓝(B).以三基色为基础的G rassm an定律给出了任一色彩C的表示方法[3]:

色光的加色法是将两束色光打在同一点上形成一种新色光,对于任何线性的颜色坐标系统(如C IE XYZ系统)而言,只要将原来两种色光的坐标分别相加(位置矢量相加)就可以得到新的色光.因此,色彩相加的表示方法可描述为:

色彩的空间混合是指将不同的颜色并置在一起,当它们在视网膜上的投影小到一定程度时,这些不同的颜色刺激就会同时作用到视网膜上非常邻近部位的感光细胞,以致眼睛很难将它们独立地分辨出来,在视觉中感受成一个新的色彩,从而产生色彩的混合,这种混合又称为并置混合[3].实际上,色彩空间混合中的各种颜色本身并没有真正混合在一起产生一种新的颜色,而只是借助一定的空间距离来完成其混合效果.

1.3 纺织品色彩的空间混合

一般情况下,人眼能分辨物体细微部分的能力非常有限.视距在1m以下时,视距越小,视力下降越显著.因此,人眼接受外部刺激的亮度和色度受到周围背景的影响而产生不同的感觉,这种现象称为同时对比现象,包括亮度对比和颜色对比[4].当多种颜色并置在一起时,人眼就难以分辨某个具体的色彩,眼睛所见的将会是一块单一的色面,如图2所示.

图2 色彩并置混合效果Fig.2 Co lo rm ix ing in hom ogeneous alignm ent

色彩并置产生空间混合效果需具备3个最基本的条件:一是色彩的形状肌理,即色彩用来并置的基本形状,如小色点(圆点或方点)、色线、网格、不规则形等.色彩的这种排列越有序,形状越细小,混合的效果就越单纯、越安静,否则,混合色会杂乱、眩目,没有形象感;二是取决于并置色彩之间的强度,色彩的对比越强,观看的距离越远,混合效果就越好;三是观看距离的远近,同是一个物体,近看形象清晰,层次分明,远看往往是个大感觉,明暗处于一种中性状态[5].色彩并置产生的空间混合可表示为:

纺织品图案的色彩混合符合上述3个基本条件:并置在一起的经纬纱线为线状、细小,经纬纱线相互交叉混合,交织点为点状或线状;经纬纱线颜色可以有很大差异,也可以接近;织物常常是远距离观看,远看时,往往会感受成一种颜色,织物获得色彩明亮、丰富、强烈的艺术效果.

2 计算机配色技术

既然纺织品的图案与色彩是由经纬纱线相互交织得到的,则不同织物由于所使用经纬纱线的颜色不同、织物的组织结构不同、纱线的排列方式不同等,织出的图案与色彩效果将有很大的差异.为了准确地表达纺织品图案的色彩效果,以下采用计算机配色技术对其进行模拟.

2.1 织物的混色比例计算

从上面的分析可以看出,织物的组织结构不同,经纬纱线交织后将得到不同的颜色效果.经面组织的色织产品可以形成以经色纱为主的色感,而纬面组织可以产生以纬色纱为主的色感.对于方平或近似方平的色织物,其经纬色纱的混合比例可按下式进行计算[6]:

其中cj,cw为完全组织中经、纬纱所占的百分数;tj,tw为经、纬组织点数;rj,rw为组织循环经、纬数.

2.2 织物的混色效果

空间混合和加色混合的原理是一致的,但由于纱线本身不是发光体,其纯度和明度都较低,因此,纺织品图案色彩空间混合的光亮度和鲜艳度都不可能完全达到色光的加色混合效果,明度只能达到被混合色的平均明度.按照色光的空间混合原理,可用下面的计算式模拟织物的混色效果:

(3)式中,织物的混色效果(R,G,B)值是由经纱颜色(R,G,B)值和纬纱颜色(R,G,B)值根据完全组织中经、纬纱所占的百分数按照色彩的加法混合原理得到的,即:

其中R,G,B为经纬纱线混色后纺织品的颜色值;R j,G j,B j为经纱颜色值;Rw,Gw,Bw为纬纱颜色值.

2.3 计算机配色处理

将上述计算式利用计算机编程技术进行处理,模拟出织物的经纬纱线相互交织后的配色效果,程序处理过程描述见图3.

图3 计算机配色算法Fig.3 Com pu ter co lo rm atch ing algo rithm

在图3中,相关框图的参数要求如下.

输入参数框:输入经、纬组织点数tj,tw;组织循环经、纬数rj,rw;经纬纱线颜色值R j,G j,B j和Rw,Gw,Bw;

配色算法框:写出(1)～ (3)的计算公式;

结果显示:将经、纬纱线颜色和织物最终混合效果颜色显示出来.

将上述算法编写成织物配色效果模拟程序,通过输入相应的技术参数即可模拟出不同组织结构和不同颜色的经纬纱线交织后的配色效果.计算效果还要进行一定的修正,使之与实际配色相一致.

运行程序,输入经纱的颜色RGB值(200,40,180),纬纱的颜色RGB值(20,10,240),假定织物组织为则最终织物的模拟效果如图4混合颜色框中的颜色.

图4 经纬纱颜色及织物颜色效果模拟Fig.4 Co lo r effect sim u lation ofw arp,w eft and fab ric

3 计算机测配色技术应用中的几个问题

上述计算方法可根据织物的组织结构和经纬纱线的颜色快速得到色织物的局部或整体色彩效果,并可根据客户提供的织物颜色及时修正配置的经纬纱线颜色.为使上述测配色技术能更快更好地应用到色织物的纱线配色中去,实际使用过程中还应注意以下几个问题.

3.1 建立企业自身的纱线颜色库

为实现快速配色,企业可根据自身需要,对常用纱线或新型纱线进行测色(可由印染企业提供相关纱线颜色参数),建立较为完备的纱线颜色库,以便在配色时随时调用纱线颜色库信息.

3.2 根据产品结构建立组织结构库

根据自身产品种类建立相应的织物组织结构库,该结构库中可保存完全组织结构和局部组织结构,并计算出织物的混色比例cj,cw.

3.3 计算机测色配色处理

将相关参数输入到织物配色效果模拟程序中,模拟出织物的配色效果.若配色效果不理想,可修改相应的参数,直到配出较为合理的织物效果为止.

3.4 上机试织,修改经纬纱线配色方案

对配色结果进行上机小样试织,将小样颜色与客户样品对比,找出差距,调整配色方案,得到最终的织物配色结果.

3.5 建立经纬纱颜色、织物组织、织物表观颜色库

建立相应的经纬纱颜色、织物组织和织物成品表观颜色库,为快速配色提供必要的参考数据.

4 结束语

色织物经纬纱线的配色及纺织品图案配色效果在一定程度上依赖于纺织品设计人员的实践经验,带有一定的偶然性,借助于纺织CAD软件模拟不仅要有专门的软件,有时也显得较为复杂.对一般的色织物产品设计而言,为使纺织品图案设计更加方便快捷,利用计算机配色技术模拟织物的色彩效果,不仅可加快新产品的开发速度、提高生产效率,而且也使测配色技术应用更为灵活、简便.

[1] 姜淑媛.家用纺织品设计与市场开发[M].北京:中国纺织出版社,2007.

[2] 蔡陛霞.织物结构与设计[M].北京:中国纺织出版社,2004.

[3] 阮秋琦.数字图像处理学[M].北京:电子工业出版社,2001.

[4] 谢光银.装饰织物设计与生产[M].北京:化学工业出版社,2005.

[5] 贾京生.服装色彩设计学[M].北京:高等教育出版社,1993.

[6] 黄翠蓉.纺织面料设计[M].北京:中国纺织出版社,2007.