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三纬叠花闪色数码提花织物的创新设计

2023-11-22张欣周赳

现代纺织技术 2023年6期

张欣 周赳

摘 要:叠花闪色数码提花织物具有花纹透叠和闪色效果并存的特征。为了解决在织物表面同时表现三纬复杂织纹图案透叠效果和丰富闪色效果的关键技术问题,在分层组合设计模式下,结合全显色组合结构设计方法,提出了三纬叠花闪色数码提花织物的设计原理和方法,分析了三纬叠花闪色的色彩原理和结构原理,并将成果应用于三纬叠花闪色数码提花织物的设计开发。从不同的角度观察,开发的产品能呈现出花纹透叠和闪色并存的表面效果;通过设计实验来对比分析在3个不同角度(45°、90°和135°)下观测织物时的效果差异,结果显示:45°是织物织纹和闪色效果最佳的观测角度,135°次之,90°较差。文章提出的设计原理和方法为三纬叠花闪色数码提花织物的创新设计提供了技术支撑,可为提花织物的数字化创新设计提供借鉴。

关键词:叠花;闪色;提花织物;分层组合设计模式;全显色

中图分类号:TS145.1 文献标志码:A 文章编号:1009-265X(2023)06-0130-08

闪色织物一般采用简单的平纹或平纹变化结构,花纹和闪色效果比较单一。而叠花闪色数码提花织物是一种基于数码分层组合设计模式的提花织物,织物表面具有多花纹叠加呈现透叠效果的特征,且因观测角度的不同会呈现花纹闪色的效应。目前,针对织物闪色的色彩原理[1-5]和一般闪色织物的产品开发有部分研究,一些学者主要从原料、后整理和异色经纬交织等方面展开,原料层面的研究是在织造时选择具有对比色效应的有光丝线作为经纬原料 [6-8];后整理层面的研究是通过丝线染色[9-11]或染色后整理加工[12-14]使经纬丝线呈现出对比效应的色彩色泽;异色经纬交织层面的研究是在经纬线交织过程中,通过经纬线同向(全是经向或全是纬向)或者异向(经向和纬向)配置对比色丝线,使织物具有闪色效应[15-17]。然而,三纬叠花闪色织物呈色机理的相关研究文献较少,因此,针对其设计原理和方法的研究对于数码提花织物创新设计具有一定的指导意义。

1 设计原理

叠花闪色提花织物的设计遵循一般闪色织物的形成原理,即基于经纬交织结构采用经纬色对比配置的方法来实现织物的闪色效应。与一般闪色织物不同,叠花闪色提花织物需要在经纬色对比配置的基础上通过相互不遮盖的花纹叠加来体现叠花闪色的效果,其基本原理可分为色彩原理和结构原理。

1.1 叠花闪色色彩原理

在色彩原理中,原色是表现物体色彩的基础,任何色彩都由原色的不同份量混合而成[18]。计算机对彩色图像色彩的处理充分运用了原色以及专色混合和分离的基本原理[19],而提花织物属于交织织物的一种,交织织物的色彩表现是通过经纬纱线的交织实现多种色彩的混合,因此,其显色原理与计算机数码色彩原理存在共同点,都是以原色的混合来表现丰富的色彩[19],即一种非透明色的混合显色。根据非透明混合显色原理,当不同颜色的纱线在交织结构中并置时,从远处观察,这些颜色在光学上是混合的,并被视为“单一”的颜色,这种“单一”的颜色会随着经纬纱线色彩比例的变化而变化,从而在提花织物表面表现出丰富的混合色彩。图1所示为红色和蓝色纱线交织的织物,图1中从左到右是观察距离由近到远时织物色彩的变化图,从远处观察时红色和蓝色两者混合为“单一”的紫色。

在数码提花织物织造过程中,纱线的交织会使经纬纱相互挤压变形,形成立体交织结构,织物横截面模型如图2所示,Φ为观测方向的角度,随着Φ值的变化,纱线的遮蔽情况随之改变。因此,闪色的基本原理可以理解为:a) 纱线的交织结构具有遮蔽效应和空间混合效应,即从不同角度观测织物时,经纬纱不同程度地互相遮蔽,所以织物表面会产生闪色效应;b) 在不同的角度纱线对光线的吸收和反射程度不同,色彩的混合比例也发生变化,人眼观测到的织物色彩是经纬色彩的混合色[16];c) 一般闪色织物采用平纹组织来表现变色效果,呈对比色的纱线在织物结构中的显色比例是固定的,在织物表面的显色量(对比色之和)也是一个常量[13],如果给有光的经纬纱线配置合适的对比色,闪色效果随之发生。但是,以这种方式生产的闪色织物在经纬异向使用了1组对比色,色彩比较单一,只能表现简单的平面图案,无法表达复杂的叠花效果图案。根据叠花图案的色彩原理,在数码图像分层叠加的部分,多层色彩重叠形成新的混合色彩。同时,结合闪色的基本原理,可在经纬异向或同向配置1组及以上的对比色,通过对比色显色比例的变化来实现闪色效果的表示,形成叠花闪色的色彩原理,可应用于设计生产具有叠花闪色创新效果的数码提花织物,实现复杂的叠花效果和丰富的色彩变化。

1.2 三纬叠花闪色结构原理

在织物的立体交织结构的效应下,通过对比色纱线配置,可实现一般闪色织物的开发,其组织结构属于单层结构的简单平纹或平纹变化结构,具有单经单纬的显色特征,只能表现一种花纹,无法表现复杂的叠花图案,因此,一般闪色织物的闪色效果比较单一。随着数码提花织物设计理念的提出,使用提花织物设计的方法也可以实现花紋闪色效果的表现。但是,传统复杂组织的设计采用相互覆盖的方法来表现织物结构,织物表面只能呈现表组织的色彩效果,无法达到多组对比丝线同时显色的技术要求[17],所以也无法实现叠花效果的设计。因此,以上两种方式均无法满足同时表现叠花和闪色效果的技术要求,而利用数码提花织物分层组合设计模式和全显色组合结构设计方法可以解决这一技术难点。

由于提花织物的显色原理和计算机数码色彩原理存在共同点,都是以原色的混合来表现丰富的色彩,而数码图像的色彩管理由全数字化的分层模式来呈现[20],因此可以将其原理延伸到提花织物的分层组合设计模式中,将图案和色彩分层得到若干个单色图层,每个单色图层对应的单层结构图组合形成复杂的组合结构图[20],可直接用于后续的织造工艺。全显色组合结构设计方法是通过对基本组织设定全显色技术点,从而建立全息组织库,使得同向排列的纱线任意变化组合时不会产生组织结构的遮盖,达到全显色效果,进而可以实现复杂的重叠花纹彼此不覆盖的特殊效果。因此,基于数码提花织物分层组合设计模式的基本原理和全显色组合结构设计方法,结合叠花闪色的设计原理,可以设计出叠花和闪色2种效果并存的织物风格。其中,三纬叠花闪色数码提花织物设计原理如图3所示。

将数码彩色图像根据色彩特征分解成3层,即数码图像A、数码图像B、数码图像C,通过RGB通道分色得到各自的单色灰度图层,结合全显色组合结构设计方法,固定的灰度级别与组织对应得到单层结构图,将3个单层结构图组合得到一个新的组合全显色组织结构图。在1组经3组纬条件下,结合闪色的基本原理,若同向配置对比色纱线,则可以得到三纬叠花闪色数码提花织物。

图4示出纱线的颜色配置模型,其组织设计采用三纬全显色组合结构,对比色选用红色和绿色表示,白色表示对应经纬纱颜色不受限制。在1组对比色情况下,同向配置对比色纱线的方法有3种,即第1纬和第2纬对比、第1纬和第3纬对比、第2纬和第3纬对比。纱线配置方法可以用式(1)表示:

S=Cba (1)

式中:S为纱线配置方法数;a为纬纱组数;b为对比色纬纱数。

2 设计方法

基于闪色织物的基本原理,结合三纬叠花图案的设计原理和方法,可以研发叠花和闪色效果并存的数码提花织物。

2.1 三纬叠花闪色的图案设计方法

异色经纬交织是三纬叠花闪色数码提花织物设计的关键所在,根据对比色纱线的配置方向,实现闪色的方法是在纬向配置1组对比色纬纱,即同向异色。同时,引入叠花图案的设计方法能够实现织物表面叠花图案和闪色效果并存。

叠花图案是通过改变多层图案的位置和层次关系,形成多层花纹重叠而不覆盖的设计效果,图案的

叠加方式可以是相同图案或者不同图案的位移叠加[21]。如图5所示,基于1组经3组纬条件下,采用3层不同的图案位移叠加的方式,图5中3个图形表示不同的图案层,白色虚线框的部分,即3个图形的交集表示的是三纬全显叠花的部分,其图案和色彩叠加不覆盖,基于此展开叠花图案的设计。在分层组合设计模式下,图案的分层设计尤为重要,通过分层设计的方法,即调整图案的层次关系可以表达不同的叠花图案效果,可以每层进行独立设计,也可以根据图案的层次关系将其分离为若干层。对于图案的层次关系,全显层是表现叠花和闪色的部分,对其细化分为3层,分别对应3组色纬,每组色纬对应的图案层覆盖于另外两层上方,以此得到3个层次关系不同的数码图案;对于图案的色彩,在纬向合理配置1组对比色,即色轮上相距180°左右,可以选择冷暖对比色或者明度对比色,闪色效果最为显著[22]。另外,在色泽的深浅程度上,浅色品种含白多,闪色效应较差,所以中深色的效果较好[23]。

2.2 三纬叠花闪色的结构设计方法

叠花闪色数码提花织物设计的创新关键在于结构设计,本文提出的结构设计方法是基于分层组合设计模式下的全显色组织结构设计方法,以16枚7飞纬缎为例进行说明,在R=16的前提下,Sw=7的基础组织形成的织物织纹明显度弱,织纹斜向最不明显,织物表面效果细腻[24]。图6示出3个起始点不同的基础组织,黑色组织图的起始点为(1,1),红色组织图的起始点为(14,1),蓝色组织图的起始点为(11,1),分别对3个基础组织设计全显色技术点,如图7所示。

基于上述基础组织和全显色技术点分别设计得到3组全显组织系列,1次加强组织点数(M)为基础组织的最小循环数(R),即M=R=16,组织点过渡方向为纬向,加强方向向右,遇到全显色技术点则跳过,由此可以得到3个组织系列。由于该全显色技术点属于一纬两点的全显技术组织,每个组织系列的组织数量(Z)的计算公式为:Z=R-2[25],即分别由14个从纬面逐步过渡到经面的组织组成,共同组成一个三纬全显色组织库,如图8所示。该组织库可直接应用于三纬全显提花织物设计中,根据设计要求将3个组织系列对应上述3层图案,得到各自的单层结构图,按1∶1∶1排列组合形成组合结构图,可满足组合结构图的组织点彼此不覆盖,三组纬展开混合显色的技术要求。

3 設计实践

叠花闪色设计原理与方法的应用主要基于图案的分层组合、全息组织的构建、经纬纱的色彩配置3个层面,提出多种具有叠花闪色特殊效果的数码提花织物设计实践方案,产品体系可细分为两纬叠花局部闪色、两纬叠花全部闪色、三纬叠花局部闪色、三纬叠花全部闪色的数码提花织物。其中,图9示出的设计作品《竹影》为三纬叠花局部闪色的设计案例,可应用于新中式风格家纺类产品。在整个设

计中描绘了竹叶透过云层飘落的形态,部分竹叶与底纹相互重叠,叠花部分的3层图案和色彩互不遮盖,同时显色,合理配置1组对比色色纱后实现了复杂的叠花效果和丰富的色彩对比变化。在1组经3组纬条件下,其主要规格参数设置如表1所示。经纬纱均为22.2/24.4 dtex×2桑蚕丝,纬向配置1组对比色纱线,即第1纬绿色和第2纬红色,而经纱和第3纬的颜色不受限制,经密为1180根/(10 cm),纬密为600根/(10 cm),3组纬纱以1∶1∶1的形式排列,采用16枚全息组织,3层全显色组合结构设计方法。

根据闪色的基本原理,从不同角度观测织物时,经纬纱不同程度地互相遮蔽,织物表面会产生闪变色效应,因此,通过设计实验来对比分析不同角度观测织物时呈现的效果差异。在相同的自然光条件下,面料位置保持不变,观测角度Φ为在同一高度H下的不同角度,选择45°、90°、135°3个观测角度展开实验,如图9所示为该3个观测角度下的织物效果。通过对比分析显示:a)Φ=45°时,织物的叠花和闪色效果最佳,红色和绿色的色彩对比更加明显,织纹效果细腻;b)Φ=90°时,织物的色彩表现不清晰,闪色效果较差;c)Φ=135°时,织物的织纹较不清晰,红色的呈现较明显,闪色效果较好。因为在观测角度为90°的条件下,经纬纱互相不遮蔽,两者的混合色彩为某一均等比例,而45°和135°条件下,纱线对光线的吸收和反射程度不同,色彩的混合比例有差异。同时,当Φ=0°时,一个系统纱线遮蔽另一系统纱线,理论上只能看到未被遮蔽纱线的颜色。总体来说,当观测角度为斜视时,随着斜视角度的减小,人眼看到的被遮蔽的纱线颜色逐渐减少,因此织物的呈现效果较好。

根據设计实践证明,三纬叠花闪色数码提花织物的效果新颖优良,其满足结构稳定和交织平衡的工艺要求,在色彩和工艺层面实现了创新效果数码提花织物的设计生产,在产品设计生产中具有一定的应用价值。

4 结 论

本文分析了一般闪色织物的呈现效果不佳的原因,结合分层组合设计模式和全显色组合结构设计方法的优势,研究三纬叠花闪色数码提花织物的设计原理和方法。本文成果弥补了一般闪色织物图案层次表现和色彩变化受限等不足,使织物表面能表现3层图案相互重叠而不覆盖的织纹效果,并应用于三纬叠花闪色数码提花织物创新设计中。同时,从不同的角度观测织物时呈现丰富细腻的闪变色效果。通过设计实验对45°、90°、135°观测角度下的织物效果进行综合评价,结果显示,45°是织物织纹和闪色效果最佳的观测角度,135°次之,90°较差。

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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 網络出版日期:20230626

基金项目:国家社科基金艺术学项目(22BG121)

作者简介:张欣(2000—),女,贵州毕节人,硕士研究生,主要从事数码纺织品设计方面的研究。

通信作者:周赳,E-mail:zhoujiu34@126.com