基于JWildfire软件的纺织品格子图案设计

郝文洁，陈秀芳

基于JWildfire软件的纺织品格子图案设计

郝文洁，陈秀芳

（安徽职业技术学院 纺织服装系，安徽 合肥 230011)

研究JWildfire软件在函数变换的原理下利用不同变换规则反复迭代生成复杂图形的功能进行格子图案的纺织品开发。通过设置格子图案的四个仿射变换值可以批量、快速生成格子图案，经Photoshop处理后进行数码印花具有分辨率高、套色不受限的特点。分形软件设计格子图案应用于纺织品开发将改变传统的设计方法，开阔设计思路，提高产品研发效率，为上游产业链的服饰产品开发提供更多可能性，具有广泛的应用前景。

分形几何；JWildfire 软件；格子图案；数码印花

1975年曼德布罗特在其专著《分形：形、机遇和维数》一书中首次提出分形的概念，其后分形几何成为一门崭新的数学分支学科。经过四十多年的发展，分形几何技术开始越来越广泛地应用于分析和解决电讯技术[1]、固体力学[2]、机械动力[3]、矿床分类[3]、建筑设计[4-5]、经济管理[6]和城市规划[7]等自然科学和社会科学领域的诸多问题。同时，分形几何作为“最美的数学”为纺织品图案设计提供了全新的方法[8-11]。

1 分形软件迭代函数系统IFS（Iterat- ion Function Systems）简介

分形图案一般要通过分形软件来实现。目前应用市场上主流分形软件分为两类，一类是多平台运行的JWildfire、Mandelbulb3D，一类是运行于Windows操作系统Ultra Fractal和免费开源的Apophysis、Chaotica。目前的分形图形生成方法一般是借助迭代函数系统在函数变换的原理下利用几何对象局部与整体的自相似性通过不同变换规则反复迭代生成复杂图形。例如Apophysis和JWildfire这两个分形软件都内置了多个函数，首先添加仿射变换设置函数及其变量就可以利用一个3x3的矩阵来描述图形的平移、缩放、翻转、旋转和剪切[12]：

函数迭代过程公式为：

Fi(x,y)=Pi(∑jvijvj (aix+biy+ci, dix+eiy+fi))

2 JWildfire 软件的格子图案设计

一直以来格子都是纺织品图案设计的重要元素，格子面料广泛用于各类服装及家纺产品[13-15]。本文研究利用JWildfire 软件的迭代函数系统进行纺织品格子图案设计，相较于传统图案开发工作流程具有明显的优势，体现在开发过程中可以批量调色、系统操作简单以及图形图案具有创造性和随机性，同时迭代函数生成的格子图案在形式美感上可以充分体现图案创作的基本设计规律[16]。JWildfire软件内置约300个函数变换，被公认为当前flame fractal类软件功能最强大的分形软件。使用JWildfire软件设置格子图案基本参数首先设置四个仿射变换（表1）以三角形T1、T2、T3和T4表示，当T1、T2、T3和T4的颜色数值相同就会呈现出一个大的单色正方形。如果T1和T2的颜色数值相同、T3和T4的颜色数值相同，图案呈现竖向条纹。如果T1和T4的颜色数值相同、T2和T3的颜色数值相同则图案呈现横向条纹。通过设置处于对角线方向上T1、T3和T2、T4的颜色数值就可产生在两条对角线方向对称或仅在一条对角线方向对称的正方形格子图案。设置好参数后可以保存使用，后期通过调整函数就可以得到无数变换的格子图案。

表1 组成正方形格子图案的四个仿射变换

2.1 对角线对称的正方形格子图案的设计

仿射变换的颜色主要由color和speed组成。color的取值范围从0到1，每一个数值对应色谱范围内的某一个颜色。speed的取值范围从-1到1，其中-1表示只呈现该仿射变换color值所对应的颜色不受其他仿射变换的影响，而1表示不呈现该仿射变换color值所对应的颜色完全受其他仿射变换的影响；在-1到1之间的取值表示各个仿射变换之间颜色互相融合的程度。例如，设置T1的color=0.14，speed=-0.5（T3与之相同），T2的color=0.76，speed=0.4（T4与之相同），就会呈现一个分别在两条对角线方向对称的正方形格子图案（表2）。

表2 在两条对角线方向对称的正方形格子图案

如果同时改变T1、T3的color值和speed值，或者同时改变T2、T4的color值和speed值，可得到在同一色谱范围内不同的正方形格子图案。对选定的色谱也可进行编辑，它类似可转动的环带当颜色重新排列组合后之前的color值对应的颜色就会相应发生改变。例如，当两条对角线方向对称的正方形格子图案中所有数值不变，仅对该色谱进行编辑，即可得到相同色谱下不同的正方形格子图案（图1）。

图1 相同色谱下的正方形格子图案

在分形软件中有多种系统色谱可供选择，使用部分色谱就能呈现不同的效果。也可从其他图片中提取新的色谱。例如，保持两条对角线方向对称的正方形格子图案中四个仿射变换的取值不变，选择不同的色谱即可得到不同色彩的正方形格子图案（图2）。

图2 不同色谱下的正方形格子图案

2.2 仅在一条对角线方向对称正方形格子图案的设计

设置仿射变换T1的color=0.26，speed=-0.5（T3与之相同），T2的color=0.85，speed=1，T4的color=0.85，speed=-0.588，则会呈现一个仅在一条对角线方向对称的正方形格子图案（表3）。

表3 仅在一条对角线方向对称的正方形格子图案（T1=T3）

图3 相同或不同色谱下的仅在一条对角线方向对称的正方形格子图案（T1=T3）

按上文所述，保持仅在一条对角线方向对称的正方形格子图案中四个仿射变换的取值不变，在相同或不同的色谱均可得到颜色不同且仅在一条对角线方向对称的正方形格子图案（图3）。

如果仿射变换T1的color=0.7，speed=0（T2、T4与之相同），T3的color=0.12，speed=0，则会呈现一个变化了的仅在一条对角线方向对称的正方形格子图案（表4）。

表4 仅在一条对角线方向对称的正方形格子图案（T1=T2=T4）

图4 相同或不同色谱下的仅在一条对角线方向对称的正方形格子图案（T1=T2=T4）

同样地，保持变化了的仅在一条对角线方向对称的正方形格子图案中四个仿射变换的取值不变，在相同或不同的色谱下均可得到不同的、且仅在一条对角线方向对称的正方形格子图案（图4）。

3 分形格子图案在纺织品中的应用

分形格子图案不仅可以用作机织、针织等纺织品生产开发的图案参考，也可广泛应用于数码印花产品的开发。传统纺织品数码印花是利用位图软件将图形图案分解为像素点，每一个像素点对应一个色彩的CMYK数值，喷墨打印机将红、黄、蓝和黑色墨水混合喷到纺织品表面每一个像素点上最终形成图案[17-18]。相较于传统的印染工艺，数码印花可以广泛应用于各类纤维面料[19-22]，具有污染小、色彩还原度大、印染精度高等先天性优点。数码印花技术应用到分形格子图案产品的生产可将分形色彩变化多样的特点体现得淋漓尽致。

3.1 分形格子连续图案数码印花

数码印花前，可用Photoshop或其他位图软件预处理JWildfire 软件导出的JPEG格式图案。根据产品或格子图案大小确定尺寸（高度、宽度），设置图片分辨率及调整全部或部分图案色彩。软件导出的分形格子图案可以作为一个单独纹样处理成连续图案后应用于棉、麻、丝、毛、涤纶等各种面料的数码印花并制作成各类服饰和家纺产品。通过软件或网站可以得到连续格子图案模拟渲染效果（图5），大大便利了相关产品的开发及调整。

图5 分形格子图案在服装及家纺产品上的渲染效果

图6 印制桌布、靠垫及丝巾等正方形产品的单独或拼接图案

3.2 分形格子单独图案数码印花

分形格子不仅可以作为连续图案使用还可以作为单独图案进行纺织产品设计开发，通过Photoshop或其他位图软件可以将多个单独图案的分形格子与花边、图案进行拼接设计成桌布、靠垫等正方形产品。未来，分形图案可以广泛应用于丝巾、皮革、陶瓷等产品的数码印花生产（图6）。

3.3 分形格子图案数码印花面料

纺织品数码印花的面料多种多样，墨水也各有不同。一般，活性染料墨水用于棉、粘胶、蚕丝等织物，酸性染料墨水用于羊毛、蚕丝和锦纶等织物，分散染料墨水用于涤纶织物。面料成分和织造工艺对数码印花的分形图案的色彩、图案还原有直接的影响，同样的墨水在不同的面料上呈现效果各不相同（图7）。

图7 分形格子图案的数码印花产品实物

4 结语

利用分形软件设计格纹图案相较于传统图案开发工作流程具有明显的优势，体现在开发过程中可以批量调色、系统操作简单以及图形图案开发具有创造性和随机性等方面。分形格子图案无论作为连续图案还是单独图案进行纺织品数码印花都能呈现其结构精细和套色丰富的优点。格子图案只是利用分形软件JWildfire中的一个函数变换linear来实现，该软件约300个函数变换及其组合可以设计出千变万化的图案，而JWildfire也只是分形软件中的一个。分形几何改变了传统的设计方法和创作思路，为纺织品图案设计提供了一个无尽的空间，也为产业链上游的服饰产品开发提供了更多可能性，具有广阔的应用市场。

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Design of Textile Check Patterns based on JWildfire Software

HAO Wen-jie, CHEN Xiu-fang

（Department of Textile & Garment Engineering, Anhui Vocational and Technical College, Hefei Anhui 230011, China）

This paper studies the application of JWildfire software in lattice pattern textiles design by using different transformation rules to interactively generate complex graphics under the principle of function transformation. By setting four affine transformation values, lattice patterns can be generated in batches quickly. Fractal patterns designed will become pattern for digital printing after processing with Photoshop. Digital printing which is characterized by high resolution and unlimited color will display the fine structure and rich coloring of fractal check patterns perfectly. Applying fractal software designed lattice patterns to textile development will change the traditional design method, inspire the design ideas, and improve the efficiency of product research and development. The use of fractal software for lattice pattern design not only provides a broad space for textile pattern design, but also creates more possibilities for the development of clothing products in the upstream industrial chain, which has a wide application prospect.

fractal geometry; JWildfire software; check patterns; digital printing

郝文洁（1988-），女，讲师，硕士，研究方向：服装与服饰设计.

安徽省高等学校自然科学研究重大项目（KJ2020ZD75）；安徽省高等学校质量工程项目（2020kfkc287、2020jyxm0985）；安徽省职成教学会项目（Azcj081）.

TS194.1；TP319

A

2095－414X(2022)01－0015－05