基于初等函數的針織圖案自動設計

陳 莉，葉介茂

（天津工業大學 紡織學院，天津 300160）

基于初等函數的針織圖案自動設計

陳 莉，葉介茂

（天津工業大學 紡織學院，天津 300160）

以初等函數Z=acos xc+bsin yd為基礎，通過fij=[〈Z〉/n]將Z值變換，采用VB編程在計算機上自動生成花型.當n分別為2、3、4時，改變參數a、b、c、d的值均能生成許多豐富多彩的圖案效果.文中采用德國STOLL電腦橫機配套的M1花型設計系統導入圖片，對其在實踐中的應用加以舉例.實踐表明：該方法可拓寬花型設計的思路，提供豐富的圖案源泉，且操作方便快捷、適于快速反應市場變化.

針織；圖案設計；電腦橫機；初等函數；VB編程；圖案生成

CAD/CAM為現代企業的發展注入了活力，也提高了企業的競爭力.近些年隨著針織行業的發展，針織品由原來數量、價格的競爭逐步被質量、技術、花色品種的競爭所取代[1].有報道稱[2]，在世界經濟趨于復蘇的大形勢下，電腦橫機制造廠商機器的銷售量成倍增長.這無疑都預示著一個事實，針織企業正逐漸向高科技領域轉型.電腦針織機的引進確實提高了生產效率，但是其配套的花型輔助設計系統的功能主要還是用軟件繪圖，然后經軟件處理轉換成一套適合加工的工藝參數信息，用以驅動特定機器完成編織，在花型設計方面實際還是要靠人腦去想.隨之而來的問題就是如何使花型設計環節適合市場的快速反應.有許多學者[3-5]正致力于研究如何采用數學的方式在計算機上生成花型，并將其應用在機織、印染等領域.廣袤的數學領域可提供豐富的圖案源泉.本文以初等函數為例，結合針織物花型設計的特點，采用VB編程在計算機上生成圖案，以期能夠拓展針織花型的設計思路.

1 理論部分

初等函數是由冪函數、指數函數、對數函數、三角函數、反三角函數與常數經過有限次四則運算及有限次復合所構成的函數[6]，因此初等函數可以具有多種形式.本文選擇如式（1）所示的二元初等函數為例.式中：x和y為變量；a，b，c，d為函數的參數.可以將x和y看作計算機圖像每一個像素點的坐標值，因變量Z如果是對應坐標點的顏色值，則通過式（1）可給計算機圖像每一個像素點賦予一個顏色，從而在整個窗口形成一幅圖案.實際上，計算機圖像顏色值的取值范圍應為0～255內的整數；而且，對于針織物而言，多色提花針織物一般為2色、3色，最多不超過4色提花.因此，將Z值按照下式[7]進行轉換.

式中：〈Z〉指取得Z的最大整數值（如當Z=4.37，〈Z〉= 4）；n為圖案所用的顏色數量；[〈Z〉/n]為〈Z〉除以n后的余數；則fij是0～n－1之間的任意一個整數，每一個整數可以給予一個顏色值.

2 圖案的生成

采用VB編程生成圖案，流程圖如圖1所示.

在窗口中建立一個圖片框用來顯示圖像.計算機的圖像是以數字圖像的形式顯示的，圖像畫面由被稱作像素的各個離散點組成，每個像素可以用一種顏色顯示.以式（1）、（2）作為模型建立像素顏色值與像素點坐標之間的關系，當圖像顯示的顏色數量分別取n為2、3、4時，變換式（1）中a、b、c、d的值，根據所建立的模型，圖片框中每一點，都有對應的顏色值可以顯示，從而在整個圖片框中可得到不同效果的圖案.

（1）當n=2時，生成的兩色圖案如圖2所示.

（2）當n=3時，生成的三色圖案如圖3所示.

（3）當n=4時，生成的四色圖案如圖4所示.

3 在電腦橫機上的應用

在電腦針織機上編織花型，首先需要將圖案導入到該電腦針織機的花型輔助設計系統中對其進行處理.以德國STOLL電腦橫機的M1花型設計系統為例.首先，打開“文件”菜單，選擇“導入”“圖片”，將所要處理的圖片導入到M1花型設計系統中，如圖5所示，確定后將圖案導入到織物視圖中.

以圖2（f）為例，導入后圖案的織物視圖為兩色提花織物，如圖6所示.

M1花型設計系統還具備替換線圈結構的功能，當圖6中不同的顏色采用不同的線圈結構替換時，織物視圖顯示為不同類型的組織結構.設計好的圖案若想上機編織需要經過與機器相配置的軟件進行處理.如用MI花型設計系統進行處理，首先為圖案配置導紗器，然后點擊F10鍵進行工藝程序處理，從而生成機器可以識別的語言進行上機編織.

4 結束語

采用本文方法設計圖案快捷、方便，適合快速反應的市場變化.本文采用一種初等函數即可以得到多種不同效果的圖案，文中選取的只是其中的一部分.由基本初等函數組合而成的初等函數還可以有許多種其它形式，因此采用這種方式能夠挖掘出更多優美的圖案.

[1]萬振江，曾 麗.針織工藝與服裝CAD/CAM[M].北京：化學工業出版社，2004.

[2]宋廣禮.中國國際紡織機械展覽會暨ITMA亞洲紡織機械展覽會電腦橫機述評[J].毛衫縱橫，2008（14）：34-35.

[3]楊旭紅，顏曉華.復平面上分形信息的可視化及在紡織紋樣設計中的應用[J].絲綢，2007（7）：39-41，47.

[4]張 聿，李棟高，楊旭紅.紡織設計中Mandelbrot集可視化信息表征方法的研究[J].蘇州大學學報，2002，22（2）：24-28.

[5] 楊旭紅，眭建華，朱美男，等.基于分形圖的數碼紋織產品開發[J].絲綢，2008（12）：12-14.

[6] 同濟大學應用數學系.高等數學[M].2版.上海：同濟大學出版社，2007.

[7]梁春金，馮勛偉.針織花型的生成系統及其在橫機上的編織轉換[J].上海紡織科技，2003，31（3）：34-35.

Pattern automatical design based on elementary function

CHEN Li，YE Jie-mao
（School of Textiles，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300160，China）

Based on elementary function Z=acos xc+bsin yd，pattern could be created automatically by using VB program after the value of Z is transformed with fij= [〈Z〉/n].Many wonderful patterns could be created with inputting different values of parameter a，b，c and d when n is 2，3，4 respectively.With M1 pattern design system of STOLL company，an example is taken for the application in practice.It illustrates that the automatic design method can not only broaden ideas for pattern design and provide a rich source for it，but also suit quick response to market changes.

knitting；pattern design；computer flat knitting machine；elementary function；VB program；pattern creation

TS181.8

A

1671－024X（2010）06－0032－03

2010-10-14

陳 莉（1974—），女，博士，副教授.

陳 莉（1974—），女，博士，副教授.E-mail：clwsy@163.com