纬二重渐变全遮盖结构设计研究与实践

周 赳， 白琳琳

(浙江理工大学 先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室， 浙江 杭州 310018)

纬二重提花织物是传统经典提花织物品种之一，由1组经线与2组纬线交织而成。它主要有一梭地上纹、组合地上纹、共口地上纹3种地纹结构，其中：一梭地上纹结构的纬二重提花织物，其地部由甲纬与经线交织成表组织，乙纬背衬，花部以甲、乙两色纬起花为主，每色纬花下背衬另一色纬；组合地上纹结构的纬二重提花织物的地部由甲乙纬组合与经线交织，地部没有背衬纬；共口地上纹结构的纬二重提花织物的地部由相同组织的甲乙纬与经线交织，地部也没有背衬纬[1-5]。

纬二重提花织物设计以经一色、纬三色(甲纬色、乙纬色、甲乙混色)为基准，通过单一的纬二重组织设计来表现织物色彩，纬二重组织数一般小于10，只能表现色彩数少于10套色的纹样。纬二重提花织物通常只注重织物正面的纹饰和色彩效果，因此，大多为单面纹饰效果，其背面浮长往往较长，织纹粗糙，且结构及色彩较单一，纹饰效果差；双面纬二重织物大多为平素效果，也仅限于色彩和组织纹理的变化。

传统纬二重提花织物通过意匠色与组织一一对应进行纬二重结构设计[6]，设计过程烦琐复杂，效率低。数码提花设计技术的提出和应用，为纬二重提花织物的创新设计提供了可能。目前，采用数码提花设计技术的条件下纬二重提花织物可实现单面花纹、双面同形异色、双面异形异色3种织物效果。单面纬二重提花织物通常采用变化投梭的方法进行纬向变化设计来丰富织纹效果；双面同形异色纬二重提花织物正反面采用纬面效应的组织进行结构设计；双面异形异色纬二重提花织物则先对正反面图案进行透叠处理后再进行纹制工艺设计，且只适合相对概括的图案[7]。上述纬二重提花织物设计方法虽然提高了设计效率，但其变化的色彩数目有限，图案选择受限，没有真正体现数码技术的创新优势，其关键问题在于组织结构的设计创新。

本文基于纬二重结构提出2种设计方法，可实现纬二重提花织物单面影光、双面影光变化效果，且保证全遮盖结构不被破坏，以丰富纬二重提花织物的组织结构及色彩表现形式。

1 纬二重渐变全遮盖结构设计原理

纬二重结构由表组织和里组织组合交织而成，其主要的结构特点是表纬对里纬的完全遮盖(称之为全遮盖)效果，即任何1组纬可遮盖其相邻的2组纬线，织物表面只显示长浮长纬纱的色彩信息。

要在纬二重全遮盖结构上实现影光变化效果，以传统的影光组织设计方法进行组织变化时，全遮盖效果不易掌控，组织点之间会出现遮盖和不遮盖共存的现象，织物绸面的覆盖程度及显色效果存在随机性。要解决影光变化和全遮盖共存的问题，设计的纬二重结构要在2组纬纱任意变化组合后，仍有1组纱线全遮盖另外1组纱线，这样的结构才可称为纬二重渐变全遮盖结构。

1.1 单面纬二重渐变全遮盖结构设计原理

单面纬二重提花织物只考虑正面的纹饰效果，通过对表组织进行影光变化设计并建立组织库，来满足不同影光级别的纬二重结构设计需要。根据表、里组织的相互遮盖关系设计一种全遮盖技术点来保证全遮盖效果的实现，在全遮盖技术点存在的前提下对表组织进行设计变化，与里组织组合后都能满足全遮盖的技术要求。其中，全遮盖技术点是指使组合结构中1组纬全遮盖，另外1组纬的组织点集合。

基于数码提花设计技术的单面纬二重提花织物结构设计原理为：先选定表组织、里组织；根据组织特征及遮盖原理对表组织进行全遮盖技术点的设计；在不破坏全遮盖技术点的情况，以表组织为基础设计1组影光组织完成全息组织的设计，并建立相应的表层组织库；将表层组织库中的组织和里组织按特定的组合方法组合，完成纬二重提花织物的结构设计；配以合适的纱线和经纬密度完成单面纬二重提花织物的设计。设计流程如图1所示。由于全遮盖技术点的存在，在织物组合结构中，不管组织点如何变化，纬向长浮长始终遮盖短浮长，实现纬二重渐变全遮盖的效果。

图1 单面纬二重提花织物结构设计流程Fig.1 Structure design process of single face weft-backed jacquard fabric

1.2 双面纬二重渐变全遮盖结构设计原理

双面纬二重提花织物只有1组经线，对于异形异色双面纬二重提花织物，结构设计时要对正反面图案进行透叠处理以确保两面同时兼顾，这就限制了图案的选择。色彩数目大时，设计过程复杂且易混淆，限制了图案细腻色彩效果的表达。双面纬二重提花织物没有表、里层的概念，但其遮盖原理不变，在此称表组织、里组织为基本组织。

采用数码提花设计技术，双面纬二重提花织物可将任意2幅数码图像设计成图案完整、色彩丰富、层次细腻的双面纬二重提花织物。其结构设计时无需对基本组织设计全遮盖技术点，可直接进行影光组织变化设计；但是组合后会出现全遮盖与不遮盖共存的情况，因此，需要从中筛选出符合全遮盖结构的组织构建组织库。

基于数码提花设计技术的双面纬二重提花织物结构设计原理为：先选定2组基本组织；以2组基本组织为基础设计各自的影光组织构建全息组织库；从2组全息组织库中按照特定的方法进行组合，并从中筛选出符合全遮盖结构的组织组合，建立相应的组织库；用组织库中的组织组合完成正反面图案的结构设计；配合合适的纱线和经纬密度完成双面纬二重提花织物的设计。设计流程如图2所示。

图2 双面纬二重提花织物结构设计流程Fig.2 Structure design process of double face weft-backed jacquard fabric

2 纬二重渐变全遮盖结构设计方法

2.1 单面纬二重

根据上述原理，先选定表组织、里组织，二者的配置要满足组织点相互遮盖不露底[8]的重纬组织结构设计原则，20枚纬缎(黑)和20枚经缎(灰)沿纬向1∶1交替排列组合，固定20枚经缎(起始点为(1，4))保持不变，20枚纬缎逐点向右位移，产生20种组合，有全遮盖和并列不遮盖2种效果[9]。其中起始点为(1，n)的20枚纬缎与20枚经缎组合后满足全遮盖效果，n表示起始点所在经线的位置，n=1、2、3、5、6、8、9、10、11、12、13、14、15、16、18、19、20。当n=1、10、20时，组织点分布比较均匀合理，遮盖效果好，可提高织纹细腻度，如图3所示。本文选用起始点为(1，1)的20枚纬缎为纬二重渐变全遮盖结构的表组织A，里组织B的起始点为(1，4)，如图4(a)、(b)所示。组织图中，白点表示纬组织点，黑点或灰点表示经组织点。

图3 遮盖效果好的纬二重全遮盖结构Fig.3 Cover effect of weft-full-backed structure.(a) Starting point (1,1); (b) Starting point (1,10);(c) Starting point (1,20)

图4 表组织、里组织和全遮盖技术点Fig.4 Surface weave and inner weave and full-backed points.(a)Surface wave A; (b)Inner weave B;(c)Full-backed points of A

为使组合结构的表纬遮盖相邻的上下2根纬，需要对表组织进行全遮盖技术点的设计。设计方法为：将里组织的纬点向上沿经向加强1，图4(c)中的纬点即为表组织A的全遮盖技术点。其中，1个组织循环内1根纬纱上的全遮盖技术点数为J，此处J=2。

以图4中表组织的组织点为起始点设计1组影光组织，称之为表层基础组织库。在规避全遮盖技术点的前提下，按照一定的加强方向和加强点数设计全息组织，建立从纬面逐步过渡到经面的系列组织。采用横向过渡增加组织点，使纬浮点尽可能连续。1次组织点的增加数N决定了组织库中组织的数量[10-13]，即色彩过渡的细腻程度。当N=R时，基础组织的数量最小为R-J；当N=1时，基础组织的数量最大为(R-J)+(R-3)(R-1)，可建立表组织的全息组织库，其中R为组织循环数，J为1个组织循环内1根纬线上的全遮盖技术点数。表组织A的基础组织数量最小值为R-J=20-2=18。图5示出表组织A的最小基础组织设计。

图5 纬二重最小表层基础组织库(纬向加强，N=R)Fig.5 Minimum database of surface weaves of weft-backed structure (weft-reinforcing, N=R)

为确保影光变化时纬二重全遮盖效果的有效性，需要对遮盖效果进行检验。用表层基础组织库中的第1个组织和最后1个组织分别与里组织组合[10]，组合时要固定2个组织的起始点，对图6中的组合结构进行判断，全部符合全遮盖的技术要求，据此，表层基础组织库中的所有组织与里组织按上述实施方法组合后完全满足全遮盖的技术要求。

图6 表层基础组织与里组织组合后全遮盖效果图Fig.6 Full-backed effect of surface weaves and inner weaves.(a) Compound structure of first basic weave and inner weave;(b) Compound structure of last basic weave and inner weave

2.2 双面纬二重

双面纬二重提花织物的基本组织也要符合组织点相互遮盖不露底的重纬组织结构设计原则。和单面纬二重提花织物组织设计相似，以20枚3飞纬面缎纹为基本组织Ⅰ(黑)，起始点为(1，1)，通过起始点的逐点位移，获得具有相同组织规律的基本组织Ⅱ(灰)。将2组相同的组织1∶1组合，1组不变，另外1组向右逐点位移，产生20种不同的组合，其中起始点为(1，1)、(1，4)的组织与基本组织Ⅰ组合后产生遮盖效果，如图7所示。

图7 20枚缎纹起始点位移示意图Fig.7 Starting point displacement diagram of 20-thread stains.(a) Starting point (1,1); (b) Starting point (1,4)

由图7可知，基本组织Ⅰ和基本组织Ⅱ相同或基本组织Ⅱ为基本组织Ⅰ下移一纬的组织，这样才能保证遮盖效果的产生。本文中基本组织Ⅰ、Ⅱ相同。

基本组织确定后，按照一定的加强方向和加强点数建立组织库。为保证全遮盖效果的有效性，基本组织组织点加强时必须保持加强方向的一致性。图8中，以基本组织Ⅰ、Ⅱ为基础设计一系列影光组织，1次增加的组织点数N为组织循环数R=20，向右逐点加强，有19个影光级别。基本组织Ⅰ影光组织分别命名为1a，2a，3a，……，19a，如图8(a)所示；基本组织Ⅱ影光组织分别命名为1b，2b，3b，……，19b，如图8(b)所示。

图8 基本组织Ⅰ、Ⅱ最小值组织库(向右加强，N=R)Fig.8 Minimum database of primary weaves Ⅰ and Ⅱ(right-reinforcing, N=R). (a) Database of primary weaveⅠ; (b) Database of primary weave Ⅱ; (c) Derivative database of primary weave Ⅱ

纬二重结构两色纬交替在织物正反面：基本组织Ⅰ在织物正面甲纬显色时，基本组织Ⅱ背衬在织物反面乙纬显色；基本组织Ⅰ在织物正面乙纬显色时，基本组织Ⅱ背衬在织物反面甲纬显色，此时基本组织Ⅱ需上移1纬才能保证全遮盖的效果，其影光组织库内的组织也要上移1纬，如图8(c)所示，分别命名为1c，2c，3c，……，19c。

图9示出图8(a)中基本组织Ⅰ、Ⅱ 2组影光组织沿纬向1∶1组合后的局部示意图。图9(a)中固定基本组织Ⅰ，基本组织Ⅱ向右逐点增加3个组织点达到全遮盖结构；图9(b)中固定基本组织Ⅱ，基本组织Ⅰ向右逐点增加17个组织点达到全遮盖结构。

图9 组合结构图Fig.9 Compound structure. (a) Fix primary weave Ⅰ;(b) Fix primary weave Ⅱ

观察图9可知，以2组基本组织为基础的变化组织组合时会产生不遮盖的情况且无法避免，所以要从中筛选出符合全遮盖结构的变化组织构成纬二重双面全遮盖结构组织库。由于纬二重结构是由2组纬纱交替在织物正反面，只需其中1组纬纱在满足全遮盖结构的前提下影光组织数目最大即可，因此，以1a-4b为组织库的起始位置，此时有1个过渡层次。接着，基本组织Ⅱ增加至5个组织点时，基本组织Ⅰ有2个过渡层次(即1a-5b，2a-5b)；基本组织Ⅱ增加至6个组织点时，基本组织Ⅰ有3个过渡层次(即1a-6b，2a-6b，3a-6b)，如图10示。以此类推，组织库呈阶梯状排列，如图11所示。

图10 全遮盖结构组合结构图Fig.10 Compound structure diagram of full-backed structure

图11中，斜线两侧为1组色纬全遮盖另外1组色纬的渐变全遮盖结构组织库，斜线两侧特征相同，在布面上颜色不同。其特征为：1)斜线两侧同一列的显色组织相同，同一行的背衬组织相同，可实现一面影光变化，另一面不变的织纹效果；2)正反面的最小影光级别均为16，在进行纹制工艺设计时可根据需要进行灵活选择。

图11 双面纬二重渐变全遮盖结构组织库Fig.11 Database of double face jacquard fabric with gradient weft-full-backed structure

3 设计实例

纬二重提花织物常用花草、动物等图案，纹样题材相对单一，而采用数码设计技术后其纹样题材不受限制且能表现色彩过渡效果。根据单面、双面纬二重渐变全遮盖结构设计原理，同形异色双面纬二重提花织物结构设计时不需要对正反面图案分开单独处理，其设计流程和单面纬二重提花织物相同，可直接对数码图案进行纹制工艺处理；异形异色双面纬二重提花织物则是分别完成正反面织物的结构设计，再将正反面结构进行组合设计，流程图见图12。

图12 异形异色双面纬二重提花织物设计流程Fig.12 Design process of double face jacquard fabric with pattern effect based on weft-backed structure

图13示出同形异色双面纬二重提花织物设计图及织物效果图。图13(a)为同形异色双面纬二重提花织物正面设计图，将设计图2种渐变色分别处理成16级及以下的色彩模式，并与图11中的组织进行替换，配合1组白色经线，绿、橙2组纬线并设置合适的密度进行织造。图13(b)、(c)分别示出同形异色双面纬二重提花织物的正面、反面织物效果。可以看出，织物色彩丰富艳丽，渐变效果细腻自然，且任一组纬在显色时，另一组纬被完全遮盖，满足全遮盖的技术要求。

图14(a)、(b)分别为异形异色双面纬二重提花织物正面、反面设计图，同样将正反面设计图处理成16级及以下的色彩模式后与图11中的组织进行替换，配合1组白色经线，绿、橙2组纬线并设置合适的经纬密度进行织造。在进行影光组织结构设计时，由于正反两面图像任意叠加，组织设计时只能从图11斜线的一侧选择组织才能保证组合结构的全遮盖效果。本例中，正面图选择1a～8a共8个影光级别，要保证正反面完全遮盖，反面图的影光级别只能从9a～16a所对应的背衬组织11b～19b中选择；因此，织物效果不如设计图色彩对比强烈，但突破了双面纬二重提花织物不能进行影光变化的限制。

图13 同形异色双面纬二重提花织物设计图及织物效果图Fig.13 Design pattern of double face fabric with weft-backed structure. (a) Design pattern; (b) Fabric effect of face; (c) Fabric effect of back

图14 异形异色双面纬二重提花织物设计图Fig.14 Design patterns of double face fabric with pattern effect based on weft-backed structure. (a) Face pattern; (b) Back pattern; (c) Fabric effect of face; (d) Fabric effect of back

4 结 论

采用数码提花设计技术的条件下，纬二重渐变全遮盖结构设计实现了全遮盖结构和影光变化的有效结合，突破了传统纬二重提花织物的设计局限，二者相比：1)依托结构创新拓展了织纹图案色彩创新的空间；2)全遮盖结构与影光组织巧妙结合，结构设计以全息组织为基础，实现了传统纬二重提花织物无法实现的渐变全遮盖效果；3)纹样设计题材不受限制，满足了设计师对织物艺术创新效果的追求；4)设计的提花织物既有传统风格又有数码化细节，提升了产品的趣味性。本文提出的创新设计原理和方法是基于数码提花设计技术对传统提花技艺的传承和创新，为传统纬重提花织物创新设计提供了思路和借鉴。

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