畲族彩带在纺织品中的辅助快速设计研究与应用

孙许方, 赵 琪, 胡茜雯, 赵佳怡, 刘 晓

(1.中原工学院 机电学院,郑州 450007; 2.暨南大学 新闻与传播学院,广州 510632)

畲族是中国极具艺术特色的民族之一,在漫长的历史演变中形成了独特的文化体系。其中,畲族彩带常被用来装饰服饰等承载了畲民祈祷祝福的美好寓意,具有较高的民族艺术价值,其鲜明的艺术特征对当代纺织品设计具有启发与借鉴意义[1]。现有关于畲族彩带的设计研究主要侧重于视觉特征的分析和提取,如邱慧灵[2]将畲族彩带上的符号纹样分为假借汉字甲骨文的符号纹样、以会意方式出现的符号纹样和几何纹表示的符号纹样,并对其进行深层分析;陈栩等[3]通过实地调查和文献分析等方法,剖析了畲族彩带的编织工艺等艺术特点;黄新媚等[4]对畲族凤凰纹样的色彩、造型和构图要素进行提取、分析和解构,在此基础上基于概念生成模型对畲族凤凰纹样进行再设计,并将其应用在现代产品设计中。现有研究验证了从畲族彩带中提出设计元素的可行性,但面对大批量样本的设计特征提取与方案生成,仍无法满足用户的多样化和实时性的设计需求。

计算机辅助快速设计(CARD)是利用计算机辅助设计技术和相关软件工具来支持快速设计的过程,旨在加快产品设计和开发的速度,并提供更灵活的设计过程。与传统手工设计相比,计算机辅助快速设计具有更高的准确性、灵活性和效率[5-6]。同时,已有学者指出利用计算机辅助设计技术可以实现传统文化元素的识别、提取和多样化应用,从而提高传统艺术、民族艺术等设计应用的可操作性。如刘肖健等[7-8]基于VBA(Visual Basic)语言开发了折扇产品的快速设计系统,实现扇骨设计模块、扇面设计模块、文字排版设计模块等应用界面,并进一步提取《营造法原》中瓦花墙洞纹样的基本单位结构特征,分析图案的构成规律,开发智能化设计软件探索更多同类图案的创意。综上所述,计算机辅助设计技术已在传统色彩、纹样等传承应用于现代设计方面取得了一定成果,在畲族彩带的提取和应用研究上还有较大研究空间。本文以畲族彩带为研究对象,通过分析畲族彩带的艺术特征构建畲族彩带设计因子结构模型,并分别对畲族彩带的纹样因子、色彩因子和语义因子展开提取及编码,寻找畲族彩带设计因子的应用原理,为畲族彩带在纺织品设计中的应用提供理论依据。利用现有的计算机辅助设计技术开发了面向畲族彩带的辅助快速设计插件,通过设计实践验证插件的可行性与有效性,为畲族彩带的应用研究提供有效的方法路径和技术思路。

1 畲族彩带的艺术特征

彩带是畲族传统手工编织品,既可以做拦腰带、裤带和刀鞘带等生活用品,也可以作为定情信物或馈赠佳礼[9]。彩带在畲族艺术文化中占据重要地位,其艺术特征主要体现在纹样、色彩和编织工艺三方面。

1.1 纹样特征

畲族彩带种类繁多,根据纹样表现形式可将其分为三类[10],如图2所示。其一,符号彩带。符号彩带是以畲族符号为纹样而编织的彩带,畲族符号是畲民流传下来的“意符文字”,通过符号形式表达畲民祭祀、祈祷和山居等生活内容。其二,文字彩带。文字彩带是以汉字为基本单元纹样编织的彩带,随着民族交流日趋频繁,畲民开始学习汉文化,并将畲族的民族风格、文化信仰和审美特征以汉字形式编织进彩带。其三,图案彩带。图案彩带是以自然界生命形态为纹样编织的彩带,主要包括蝴蝶纹、蜻蜓纹、蝙蝠纹和凤鸟纹等动植物纹样,以及菱形纹、云纹和水纹等几何纹样,将生活中常见的动植物形态加以抽象融入彩带纹样中。

1.2 色彩特征

畲族彩带色彩特征的形成与当时的民俗文化、生活习惯、审美趋势及社会发展等因素息息相关,具有独特的艺术研究价值。根据畲族彩带的视觉效果,本文将其色彩特征分为一元配色和多元配色两大类,如图3所示。早期的一元配色畲族彩带由于染织技术条件所限,主要采用天然染料青靛染色,色彩搭配元素较为单一,色彩饱和度和明度偏低,多以黑色和白色作为主色织于彩带带芯,再配以“红、蓝、黄”作为彩带的辅色,总体视觉感受简洁朴素、整齐统一,具有古朴素净、美好和谐的意境。此后随着染织技术的提高,人工染料逐渐替代了天然染料,多元配色彩带开始出现,色彩搭配元素逐渐多样化,色彩饱和度和明度提高,多元配色使彩带呈现多变灵动、绚丽多彩的视觉特点,具有活泼生动、艳丽丰盈的意境。畲族彩带的两类配色类型各具特点,遵循对称性与和谐性原则。

图3 畲族彩带的色彩特征分类

1.3 编织工艺特征

畲族彩带的编织过程分为整经、提综和织带环节[11]。整经主要完成彩带经线的梳理,将预先准备好的纱线按顺序排列,单双根纱线上下错位穿过竹片,形成提综的开口并确定织带雏形;提综主要完成经线和纬线的交织,将经纱形成上下两组,中间空隙供纬纱穿梭,形成织纹组织;织带主要完成带体的编织,纹样在穿经走纬的过程中逐步形成。畲族彩带依靠经纬纱线重复交织制成,其编织工艺导致彩带纹样的形成过程由点及面,彩带表面凹凸有致,彩带编织工艺的特点造就了彩带纹样扁平化的特征。

2 畲族彩带设计因子的提取和编码

2.1 畲族彩带设计因子结构模型构建

设计因子分为显性设计因子和隐性设计因子[12],显性设计因子包括纹样、色彩、图案和形态等,隐性设计因子包括纹样寓意、色彩效果和历史背景等因素。通过对畲族地区传统彩带的调研和分析,本文筛选具有相似属性的样本并进行分类归纳,将畲族彩带的设计因子分为色彩、纹样及语义三类,即纹样因子B1、色彩因子B2和语义因子B3,如图4所示。每个设计因子由若干子因子构成,将其合集记做Bm∈{Cm1,Cm2,Cm3,…,Cmn},其中m表示设计因子,n表示设计因子元素。

图4 畲族彩带设计因子结构模型

2.2 纹样因子提取和编码

本文以畲族符号彩带为对象展开纹样因子提取和编码。依据畲族符号彩带的形象和寓意,将符号彩带的纹样分为三类。第一类是以会意的方式来表达具体事物的象形会意字符纹样,通过简单的线条勾勒出物体的形状并融入象征性的符号和意义,以表达丰富的文化内涵和情感价值。如畲语中的“”表示光芒四射,寓意为日;“”表示太阳运行旋转,寓意为敬日、太阳崇拜。第二类是以几何图案来表示抽象观念和场景的几何纹饰字符纹样,通过不同的组合方式将多种形态的几何形体组合成新的字符。“”的寓意是合居;“”的寓意是相邻。第三类是以假借汉字表达含义的假借汉字字符纹样,假借汉字字符纹样呈45°倾斜,形状与汉字基本相同,含义却与汉字有较大差异。“”在汉语中有中间、中心的含义,而畲意则为融合;“”在汉语中有君王首领的含义,畲意则为真诚。对已收集到的部分符号彩带样本图片进行筛选,将相似度较高的样本进行归纳整理,用图像分析软件将代表性符号彩带样本分割为纹样单元提取纹样因子,最终得到的纹样因子编码如表1所示。

表1 畲族彩带纹样因子提取

2.3 色彩因子提取和编码

本文以一元配色和多元配色畲族彩带为对象进行色彩因子的提取和编码。共收集68条畲族彩带实物作为色彩因子提取的初始样本,剔除色质受损和纹路模糊的样本,筛选出60个彩带作为有效样本。对色彩相似度较高的有效样本进行归类分组,最终确定了10个代表性彩带样本,其中一元配色样本和多元配色样本各5个。对代表性样本进行色彩数值提取,为保证色值获取的有效性和统一性,所有样本均采用高清摄像设备并保持一致的90°进行图像采集(2 048 dpi×1 080 dpi),且保证空间光线环境一致。此后,利用图像处理软件将采集到的10张代表性样本图片进行色值提取,色彩因子表达选用RGB模式以适用于在数字化研究中对图像进行处理、分析或还原,获得更精确的颜色控制和处理效果,并对色彩因子样本进行色彩占比提取。利用Photoshop图像处理软件中的色彩范围工具得到彩带色彩因子的RGB像素总值,并分别提取各个色彩因子的像素分值,计算每个颜色的像素值占比,最终得到的色彩因子编码如表2所示。

开挖洞口施工平台时，根据冲砂洞出口现场地形特点，在垂直洞口面高于顶拱2米以下以1:0.7的边坡形成开挖面，上部和侧边均以1:1的边坡形成开挖面。在洞口段采用3米150KN锚杆、Φ6 0.15x0.15 挂网和100mm厚的喷混凝土的支护措施，形成良好的施工作业平台。

表2 畲族彩带色彩因子提取

2.4 语义因子提取和编码

畲族彩带的语义因子是其编织和传承过程中不可或缺的设计因素,语义因子的提取综合考量纹样寓意、色彩效果、畲民风俗和历史背景等因素。本文采用文献挖掘、网络调研等方式归纳整合出89个畬族意符文字释义,在此基础上邀请5名具有设计背景的相关研究人员和畲民共同进行语义筛选,分析畲族彩带中意符文字和色彩深层含义之间的联系。结合畲族彩带常用的黑、白、红、绿、蓝和黄6色的情感基调,最终提取的语义因子及编码如表3所示。

表3 畲族彩带语义因子提取

3 畲族彩带设计因子的应用思路

畲族彩带设计因子的应用需要遵循一定的规范和标准,以确保设计因子的应用具有准确性、完整性和创新性。本文分别从畲族彩带的纹样因子重组、语义因子映射和色彩因子应用三方面展开。

3.1 纹样因子的重组

基于辅助快速设计的畲族彩带纹样因子重组过程需满足规律性、高效性和自定义性。规律性指的是纹样因子基本单元以平移、旋转和对称等连续组合方式重复出现,使纹样因子在重组过程中保持特定的规律;高效性指的是提高纹样单元的处理效率,加速图像处理速度;自定义性指根据设计需求自定义重组行数和列数。纺织品的图案构成分为连续型排列形式和独幅型排列形式,二方连续和四方连续是连续型中常见的排列组合形式,具有主题突出、形象鲜明和画面均衡的视觉特点[13-14],符合畲族彩带纹样因子的3个重组特征。本文将纹样因子的重组分为两部分:其一,基于主体纹样的四方连续重组。四方连续纹样的组织方式主要有散点式、连缀式、重叠式三种。畲族彩带纹样因子包括象形会意意符文字、几何纹饰意符文字、假借汉字意符文字和动植物纹样等,整体结构较为多样化,因此更适合散点式纹样组织方式。散点式四方连续纹样通过将纹样因子分别排列在页面的四个角落,以避免出现大量的空白和过于紧凑,从而达到平衡和谐的视觉效果。本文采用散点式四方连续纹样中的方形四方连续纹样进行填充,对纹样单体进行平移交叉,完成基本单元的复合拼接,基于计算机辅助设计技术实现畲族彩带纹样因子的快速排布,如图5所示。其二,二方连续纹样基于纹样因子单元依次向上下或左右等距离循环排列,形成生动且富有韵律的横式或纵式连续图案。常见的边框花纹排列分为单列式排列、双列式排列和多列综合式排列[15],其中双列式排列包括交错对称式和完全对称式。综合纹样因子的造型特点和二方连续的排列方式,本文采用二方连续重组形式实现单列式排列和双列完全对称式边框花纹排列。

图5 散点式方形四方连续

3.2 语义因子的映射

语义因子的转译过程包含彩带的纹样寓意、色彩效果、畲民风俗和历史背景等因素,语义映射关系由三个部分组成,即定义域X、映射值域Z及使两者相对应的语义关系Y。假设集合X为畲族彩带语义因子词汇,集合Z为符合语义因子的彩带样本,Y为纹样寓意、色彩效果和畲民风俗等。需要保证X中的语义因子可以通过Y中的纹样寓意、色彩效果和畲民风俗等映射出Z中相对应的畲族彩带样本,映射过程不为空集[16-17],如图6所示。

图6 语义因子映射关系

构建畲族彩带语义因子的映射关系以辅助图案生成设计,语义因子的编码过程基于纹样因子和色彩因子,将畲族彩带的语义因子特征融入设计过程中,利用语义映射构建设计特征需求和视觉要素之间的联系,匹配出符合需求的视觉要素,有利于快速生成大量设计表达。通过构建语义分析和语义样本库,可以更好地融入畲族文化的内涵和外在特征,为设计师提供更加全面、准确的参考。

3.3 色彩因子的应用

依据色值比例提取方法(表2)对60个彩带样本进行色彩占比分析,正向归纳畲族彩带的基本色彩搭配规律,并逆向应用色彩占比规律保持色彩的协调性,突出彩带主色调。传统色彩比例提取通过图像处理软件分辨色彩因子RGB像素值来计算色彩占比,整体操作过程复杂,且不能精准地将色彩比例再现到其他产品的色彩搭配中。为了更直观、便捷地继承畲族彩带的色彩搭配规律,以提取色的运用比例为配色基准进行配色应用,通过样本位图的RGB色值进行像素点遍历,统计各个颜色的像素点数量并计算占比情况。通过计算机辅助设计技术实现畲族彩带自动提取色彩、色彩占比分析和等比例调色等功能。

4 畲族彩带的辅助设计技术

4.1 纹样重组的应用技术

4.1.1 单个纹样因子重组

首先对畲族纹样因子的基本单元进行参数化复合构建,再进行四方连续迭代,纹样因子的重组是在保持纹样因子单元基本构成形式前提下构建迭代的过程[18]。本文以菱形基本单元为例描述单个纹样因子的四方连续重组过程,如图7(a)所示。No.1为基本单元,O为单元中心点,菱形的左右两端点为A和B;图7(b)中的No.2由No.1向右平移得到,平移向量为AB;图7(c)中的No.2基于中心点O旋转90°,旋转方向不限;No.2再次向左平移与No.1交叉组成图7(d)中的No.3复合单元,平移向量为No.1的AB。No.3复合单元进行方形四方连续阵列分别得到图7(e)和图7(f)中的四方连续重组图案。

图7 单个纹样因子四方连续推演示意

如图8(a)所示,No.1为基本单元,O为单元中心点,菱形左右两端点为AB,上下两端点为CD;图8(b)中No.1分别向左或向右平移得到No.2或No.3,平移向量为AB。另一种情况如图8(c)所示,No.1分别向上或向下平移得到No.4或No.5,平移向量为CD;即二方连续重组方向为纵、横向两者其一,纵向时平移向量为CD,横向时平移向量为AB。

图8 单个纹样因子二方连续推演示意

4.1.2 多个纹样因子重组

多个纹样因子单元的空间位置关系通过等腰直角三角形边界框来调整,等腰直角三角形具有独特的对称性,两个45°使得它可以通过缩放或旋转等变换与正方形相互匹配,易与本文的方形四方连续重组过程联系,因此选用等腰直角三角形为边界框完成多个纹样因子单元的空间位置排布与重组过程。

如图9所示,通过中线将等腰直角三角形等分为2n个均等等腰直角三角形边框,本文纹样因子样本为12个,取n=4时分割为16个等腰直角三角形可以确保每个符号出现一次。由于实际操作过程中均分后的等腰直角三角形面积较小,无法精准调整纹样因子单元的具体位置,所以通过输入坐标的方式将选中的纹样因子单元放置小等腰直角三角形边框中,并建立直角坐标系,默认直角边长为1,坐标系原点为直角顶点,则输入的x轴坐标区间为(0,1),y轴坐标区间为(0,1-x)。

图9 多个纹样因子组合单元

本文以图9中的等腰直角三角形纹样因子组合单元为例,描述多个纹样因子的四方连续重组过程。如图10(a)所示,No.1为基本单元,O为斜边AB的中点。以O为原点沿AB边旋转180°得到图10(b)中的No.2复合单元;沿直角边AC对称得到图10(c)中的No.3复合单元;沿No.3复合单元的CC对称得到图10(d)中的No.4复合单元;No.4复合单元经过方形四方连续阵列得到图10(e)中的四方连续重组图案。

图10 多个纹样因子四方连续推演示意

如图11(a)所示,No.1为基本单元,O为斜边AB的中点。以O为原点,分别左或向右平移得到图11(b)中的No.2或No.3,平移向量为AB。另一种情况如图11(c)所示,No.1分别向上或向下平移得到No.4或No.5,平移向量为OC;即二方连续重组方向为纵、横向两者其一,纵向时平移向量为OC,横向时平移向量为AB。

图11 多个纹样因子二方连续推演示意

多个纹样因子基本单元的重组过程需要考虑不同纹样因子单元间的空间排布和兼容性等问题[19],对于任意输入的两种或多种不同元素组合之间的位置和交叉层叠关系需要遵循一定的构成法则,纺织品图案的构成法则是对立与统一[20-21]。对立是指图案元素通过对比、差异和变化等内在联系达到复杂、生动和变化的艺术效果;统一是指图案元素之间通过相同、相似等内在联系达到协调、对称的艺术效果,两者相互依存。本文纹样重组的对立体现在等腰直角三角形边框内不同纹样因子的位置关系及旋转角度等差异变化,统一体现在图10和图11中的四方(二方)连续重组推演过程中。

4.2 语义样本库的映射路径

将所有语义和对应的图片存储在二元组列表中,其中每个元素对应一个二元组,第一个元素是语义文本,第二个元素是对应的图片路径。在CDR软件程序中创建滚动条框架,并将语义文本添加到列表中。列表查找选中的语义,并记录该语义的索引。通过“转换”按钮查找对应的图片路径,并在展示框中显示该图片。通过计算机辅助设计技术实现语义因子的映射,快速筛选设计意象并转换为该语义的图片,并提供一个便捷的界面语义样本库。对搜集到的68条畲族彩带样本全部进行语义因子的提取,进而扩充语义因子库。

4.3 色彩应用的转换过程

对色彩应用涉及图像进行颜色模式的转换,统计和分析像素点数量及占比,并创建新的图案对象三部分:1) 对矩形选区内的位图进行RGB颜色模式的转换(如CMYK转RGB等),并对每一个像素点做遍历处理,统计各个颜色的像素点数量并计算占比情况;2) 建立存储对象,用于存储像素信息,记录每一次遍历的循环过程;3) 创建空字符串数组,遍历存储对象中的所有RGB值,对图案对象进行填充。

首先将彩带图片对象转换为位图,调用函数遍历位图中的每个像素点,同时创建字典保存像素点信息,将像素点的RGB色值及出现次数保存新建字典中。如果RGB色值不在字典中,则将其添加到字典中,出现次数为1;如果RGB色值已经存在字典中,则将其出现次数加1,计算总RGB色彩个数,以便后续计算RGB色彩的占比。其次,创建一个空字符串数组并赋值,遍历字典中的所有色值,记录色值出现的次数,由于字典中存储的是比例,对于不同的组需要算出具体每个颜色的出现次数。利用色值拼接字符串,调用函数和参数分割字符串为字符串数组赋值,使用Fisher-Yates洗牌算法对字符串数组进行乱序处理,从数组中的最后一个元素开始,依次与数组中的随机一个位置的元素进行交换,直到数组的第一个元素。这样每个元素都有被交换到任意位置的机会,从而实现了随机排列。最后,遍历选中的每个对象,从乱序后的字符串数组中取出一个颜色字符串,根据逗号分隔符转换为字符串数组,提取RGB色值,使用CorelDRAW的color类创建RGB色值将对象进行颜色填充。

5 面向畲族彩带的辅助快速设计插件功能及应用

5.1 插件的功能

面向畲族彩带的辅助快速设计插件以简洁明了且易于使用为设计原则,插件功能分为纹样重组模块、语义样本库模块和色彩应用模块,如图12所示。

图12 面向畲族彩带的辅助快速设计插件界面和设计流程

纹样重组模块包含单个纹样因子重组和多个纹样因子重组。单个纹样因子重组过程中操作者(插件开发者、设计师和用户)根据设计意向选择合适的畲族彩带基本纹样因子单元,并对纹样因子进行比例缩放、旋转变换和对称变换处理。自定义行列比构建复合纹样图案的尺寸大小,插件识别输入框的信息,自动完成四方连续纹样的构建及二方连续纹样的构建。多个纹样因子重组过程中操作者输入等腰直角边边长并生成边界框坐标,操作者通过输入纹样因子x、y轴坐标的方式将选中的纹样因子元素放置在小等腰直角三角形边框中,点击“边界框内纹样因子的位置”按钮,预览纹样因子摆放位置。此过程可以重复操作,直至调整好纹样因子在边界框内位置后点击“确定”按钮,开始下一个纹样因子单元的位置摆放。已摆放好的纹样因子单元也可以删除,多个纹样因子空间位置关系确定后构建复合单元,并自定义行列比构建复合纹样图案尺寸大小,完成多个纹样因子重组过程。操作者在完成一轮纹样重组后可以继续将生成的复合纹样图案作为基本纹样因子单元,以构建更加复杂的复合纹样图案。

语义样本库模块用于存储并映射畲族彩带样本,操作者根据设计意向筛选语义因子,插件快速准确地映射出符合语境的样本图片。具体来说,操作者可以在该模块中选择语义因子,比如“热情可爱”“冷静理智”等,插件会根据对应路径调用一个彩带样本图片。这种方式可以避免随机选择色彩样本的局限性,提高了设计效率和准确性,同时也使得操作者更易于自由组合出表现力强、富有变化畲族彩带,充分展现畲族彩带文化的多样性和独特性。

色彩应用模块是插件提取畲族彩带样本的色彩及占比并应用于目标意象图案的过程。首先选择“存储色彩因子及占比信息”按钮,插件进行数据分析和信息保存。然后选择纹样重组模块生成的图案后,点击“选择目标纹样图案”按钮,最后通过“等比例智能填色”按钮快速填色。这种填色方式不仅保证了彩带整体的色调协调性和美感,同时也提高了色彩应用的合理性。色彩应用模块辅助操作者在短时间内实现多种设计效果,体现了计算机辅助快速设计技术的优势。

5.2 插件的应用

图13 丝巾设计推演1

基于多元配色畲族彩带的丝巾设计过程如图14所示。在纹样重组模块选择表1中12个纹样因子基本单元,分别生成2行2列的四方连续复合单元和1行14列的二方连续复合单元,并作为丝巾主体平面部分纹样和丝巾的边框纹样。在语义样本库模块选择语义因子C27舒适交融选项,右侧窗口映射出C27多元配色彩带样本作为色彩应用模块的目标意象彩带。在色彩应用模块完成“舒适交融”型多元配色彩带的色彩因子提取及色彩占比,选择纹样因子复合单元图案,对目标意象彩带进行等比例随机填色,随机生成4条丝巾方案,再根据综合评价对设计方案进行优选。

6 结 语

本文旨在构建畲族彩带设计应用的辅助工具,以实现更高效的设计过程。通过对畲族彩带纹样、色彩和编织工艺进行分析,将畲族彩带设计因子分为纹样因子、语义因子和色彩因子,并建立畲族彩带设计因子结构模型完成设计因子的提取与编码。选择散点式方形四方连续和二方连续作为纹样重组方式,构建语义因子与畲族彩带样本的映射关系,通过彩带样本RGB像素值的遍历构建色彩因子等比例应用思路,完成畲族彩带设计因子的应用探究。探讨计算机辅助快速设计技术在现代纺织品设计中的应用,基于CorelDraw软件和VBA语言实现畲族彩带设计因子的技术应用,开发了面向畲族彩带的辅助快速设计插件,插件包括纹样重组、语义样本库和色彩应用模块,并分别实现了纹样因子基本单元快速排列重组、语义因子意象映射及彩带样本色彩因子的等比例填充。最后,将所开发的插件应用于2款丝巾设计案例中,验证了插件实施的可行性。面向畲族彩带的辅助快速设计插件不仅促进了畲族彩带在纺织品设计中的应用,而且有效替代设计过程中大量的重复性操作,提高了设计效率,可为畲族传统彩带文化在现代纺织品中的设计创新提供路径和技术支持。

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