基于纹织CAD的变化组织创新设计

陈双敏，柳新江，陈健亮，武 京，闫一欣，眭建华

(1.苏州大学 纺织与服装工程学院，江苏 苏州 215021； 2.湖州新南海织造厂，浙江 湖州 313001)

织物组织学理论中，平纹、斜纹、缎纹三原组织是基础，其构成遵循严格的组织特征值，因此变化和类别也非常有限。变化组织在保留原来一些组织特征的基础上，会有各种各样的表现，由此丰富联合组织、重组织、双(多)层等组织的设计[1]。传统的组织图设计与绘制是在方格(意匠)纸上逐点填绘的，绘制速度慢，且很容易出现多点、少点、错点、过长浮长线等问题，更重要的是局限了组织设计的思维空间。就变化组织而言，很多教材上介绍的设计方法基本是相同的，比如平纹组织的变化方法集中在沿经向、纬向放大延长同类组织点上，斜纹组织的变化方法是加强、变向、错位及组合等，缎纹组织的变化方法是加强缎纹、变则缎纹等。这类教材以织物组织的构成原理[1-2]、表现效果[3]、作图方法[4]、加工要点[5]等为主体内容，其提供的组织案例非常有限。有一些国内外参考书目中提供了大量织物组织图库，如沈干的《黑白经纬—织物组织设计图集》[6]，但这些参考书中对组织设计方法上没有提出完全创新的思路。目前针对织物组织研究开发的织物设计CAD软件，大多仍以组织绘制、上机图设计与生成、织物模拟为主导，在组织的创新设计上缺少有力的技术支撑。

本文使用的纹织CAD是针对机织大提花织物的意匠绘画、纹制工艺处理等开发的软件工具，以小方格子表现图案纹样，纹织CAD软件[7-8]在绘画工具栏配备了色号、点线面绘制、色彩填充与替换、图形移动与拷贝、包边等功能，在工艺工具栏配备了组织库建设与选用、铺组织等功能[9-10]。这些功能工具可以拓展变化组织的创新设计思路，也为新组织的快速生成和效果分析提供了便捷。

1 点放大设计法

这种图形放大构作新组织的原理同样可以在斜纹、缎纹等其他组织上应用。点放大法组织设计示例见图1。

图1 点放大法组织设计示例Fig.1 Examples of point enlargement weaves design.(a)Example1;(b) Example 2;(c) Example 3;(d) Example 4;(e) Example 5;(f) Example 6

2 线面构图设计法

有些组织图的组织点纵向、横向或斜向呈线条(直线或弧线)特征排列，或者呈块面(正方形、长方形、平行四边形、菱形、圆形或椭圆形等)特征分布，纹织CAD中拉线条、拖平面、复制粘贴、换色等工具不仅能够快速绘制这类组织图，还可以通过对线面的随机换位、换向便捷地设计一些新的织物组织。

45°对角斜向拉线是一种典型应用，斜线构图组织设计示例见图2，图2(a)是一组直角几何组合纹，图2(b)是一组“回”字形纹，图2(c)是一组“”字形纹。对角线构图设计的组织还可以作局部的加点装饰处理，如图2(d)～(f)中加“□·”所示，增强了组织的趣味性、节奏感和立体效果。

图2 斜线构图组织设计示例Fig.3 Examples of slash composition weaves design.(a)Example1;(b) Example 2;(c) Example 3;(d) Example 4;(e) Example 5;(f) Example 6

平面构图组合组织示例见图3，其中图3(a)为普通平面构图组织，其形状有大小正圆、正方形、矩形等，构图有空心、实心不同处理。平面构图组织设计容易出现经纬浮长线过长的情况，因此通常还需要补“点”，并尽量保留原花纹的特征，如图3(b)所示为加点后的平面构图组织。

图3 平面构图组织设计示例Fig.3 Examples of flat composition weaves design.(a) Common flat composition weaves;(b) Dotted flat composition weaves

3 包边设计法

在纹织CAD中，“包边”是一个色点或一个色彩区域进行的规律性加点处理工具。选择一个色彩对象，对其点击，瞬间即形成包边。对单个色点只有外包边，对色彩区域包边处理有向外包边和向内包边。包边时可以选用与包边对象相同色，也可以选用不同色。点击一次产生一层包边，连续点击产生多层。可以向上、下、左、右4个单方向包边，也可以几个方向同时包边。此外还可以对某个色号设置保护，这样包边处理时被保护的色号图形就不会被覆盖了。

可对某一基础组织先作色彩设置，再作包边处理，然后置换成2种色彩，分别作为经、纬组织点，即可以生成新的组织。

3.1 点包边

点包边组织设计更适合于以经组织点为单独组织点的纬面组织。加强斜纹、加强缎纹属于同色单向的简单点包边。多色、多向、多次包边可以丰富组织的设计。

图4 点包边组织设计示例1Fig.4 Example 1 of point border weaves design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5

图5 点包边组织设计示例2Fig.5 Example 2 of point border weaves design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3

3.2 面包边

图6 面包边组织设计示例Fig.6 Examples of face border weaves design.(a)Basic weave;(b)First out-hemming;(c)First inward-hemming;(d)Second inward-hemming :(e)New weave

图7 点、面包边结合组织设计示例Fig.7 Examples of point and face combination weaves design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5

4 组织填充设计法

纹织CAD中，从组织库选取某一组织，并按需要调整组织起点，然后将其填充在意匠图的某一色彩的所有色块区域内，必要时可设定“留边”，称作铺组织。铺组织处理与传统手工意匠的间丝、抛边处理概念相近。

当设计在一个纵横格数较小的意匠区域内，选用1种或几种颜色绘制简单花纹，构作1个小循环四方连续构图，然后选取不同的基础组织分别铺设在不同地部和花部，就可生成一个新的组织。

填充法组织设计示例1见图8，图8(a)～(f)均以图7(c)所示为构图，分别选用不同组织填充在地部和花部。可以看出：宜选用原构图大小(纵横格数)的整约数的基础组织填充，否则会导致织物组织循环过大；选用经纬面相反或者方向相反的组织填充，新组织保留原构图的特征更为明显；选用同一基础组织，以不同起点填充，新组织也会有显著不同。

图8 填充法组织设计示例1Fig.8 Example 1 of weaves filling design.(a)Example 1;(b) Example 2;(c) Example 3;(d) Example 4;(e) Example 5;(f) Example 6

图9 填充法组织设计示例2Fig.9 Example 2 of weaves filling design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5

组织填充设计法也可应用于一地多花的多层次构图，篇幅有限，不再一一列举。

5 叠合设计法

纹织CAD软件中，分别用不同色号对2个纹样的地部和花部设色，打开其中一个纹样，将其花纹设色保护起来，然后使用“图像叠加”工具，将另一个纹样叠加进来，就能在前一纹样的地部显现后一纹样的花纹。照此方法可以叠加更多的纹样。基础纹样可以是不同起点位置的同一幅纹样，也可以是完全不同的纹样。如果对前一纹样的花部进行包边处理，并将包边色保护起来，后面叠加进来的纹样的花部就不会与前一纹样的花部产生接触。

将组织图的纬组织点设为地部，经组织点设为花部并保护起来，即可采用叠加方法设计新组织。用于叠加的基础组织应以纬面组织为宜，可以是同一组织的叠加。同一组织的叠加法组织设计示例见图10，其中，图10(a)为基础组织1，图10(b)是将图10(a)的纬纱上移2格、经纱左移1格得到的基础组织2，显然这2个基础组织是起点不同的同一组织。继续按此移动规律变化还可以得到另外4个基础组织。将以上6个不同起点的同一组织叠加起来就得到了图10(c)所示的新组织了。

图10 同一组织的叠加法组织设计示例Fig.10 Examples of overlapping weaves design for same weaves.(a)Basic weave 1;(b)Basic weave 2;(c)New weave

不同组织的叠加法组织设计示例见图11。图11是2个不同组织的叠加，基础组织分别是图11(a)所示的急斜纹和图11(b)所示的缓斜纹，图11(c)是斜纹线有接触的叠加组织，图11(d)是先对急斜纹外包边并保护包边的不接触叠加组织。

图11 不同组织的叠加法组织设计示例Fig.11 Examples of overlapping weaves design for different weaves.(a)Steep twills;(b)Flat twills;(c)Drivative weaves 1;(d) Drivative weaves 2

6 拷贝设计法

选择纹织CAD中的“矩形拷贝”工具可以对矩形拉框范围内的图形进行重复、对称、旋转、斜角翻转等拷贝。拷贝法用于组织设计时，一般先对拷贝对象加以调整处理，然后重新组合。

6.1 拷贝的调整处理

对拷贝对象的调整处理方法大致有起点位置调整、纱线次序转换、经纬方向转换、经纬组织点转换、对角区域翻转等。拷贝法组织设计示例1见图12，下面以图12(a)为基础组织加以说明。

①起点位置调整：如图12(b)所示，可以认为将图12(a)的纬纱上移或下移4个横格，也可以认为将图12(a)的经纱左移或右移4个横格。

②纱线排序转换调整：对拷贝对象进行左右翻转形成经向对称，如图12(c)所示。

③经纬方向转换调整：对拷贝对象作顺时针90°旋转，使其经、纬纱关系发生交换，如图12(d)所示。

④经纬组织点转换调整：利用换色工具将拷贝对象中的经组织点与纬组织点进行交换，如图12(e)所示。

⑤对角区域翻转调整：左上区域向右下翻转复制如图12(f)所示。

图12 拷贝法组织设计示例1Fig.12 Example 1 of copy weave design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5;(f) Weave 6

⑥综合调整：使用上述2种或以上的调整处理方法。

6.2 拷贝的组装

重组是对多个拷贝对象进行组装，又可分为沿纵向或横向重组的二方组合和沿经纬向重组的四方组合。组合时还可以将拷贝对象的位置进行变化。拷贝组合方法见图13。4个拷贝对象的横向、纵向组合及其变化见图图13(a)(b)，四方组合及其变化见图13(c)。其中，图中的A1～A4,B1～B4以及C11～C44指的是一个单元的组织图。

图13 拷贝组合方法Fig.13 Copy combination methods.(a) Horizontal combination;(b) Vertical combination;(c) Quartet combination

拷贝对象可以是基础组织的循环内局部区域，称作拆分拷贝，也可以是一个或多个组织循环，称作完全拷贝。

拆分拷贝重组设计示例见图14，其中图14(a)为基础组织,图14(b)为经纱每2根左右换位的二方重组组织，图14(c)为经纱每2根左右、上下均换位的二方重组组织，图14(d)为4×4格区域斜对角翻转的四方重组组织。

完全拷贝重组设计示例见图15，图15(a)是一个8×8格的基础组织。将图15(a)顺时针旋转90°并转换经纬组织点得到图15(b)；将图15(b)顺时针旋转90°并转换经纬组织点得到图15(c)；将图15(c)顺时针旋转90°并转换经纬组织点得到图15(d)；最后再将图15(a)(b)(c)(d)4个图依次以左上、右上、右下、左下位置进行四方组合。

图15 完全拷贝重组设计示例Fig.15 Examples of complete copy recombination design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5

7 结束语

本文对织物组织的创新设计方法进行研究，以示例列举的方式，描述了设计各种变化组织的过程和效果，并提出了点放大设计法、线面构图设计法、包边设计法、组织填充设计法、叠合设计法、拷贝设计法等几种织物组织的创新设计方法，对织物组织的创新设计开发具有广泛的实际应用价值。同时，研究认为，开发一款具有符号表现组织点、点线面绘制、组织点填充与替换、图形移动与拷贝、包边、组织库建设、组织选用与填充、组织点符号保护、组织叠加、上机图生成等诸多功能的组织设计专用软件是非常有必要的。