陰影緞紋組織的計算機輔助設計

王 旭，袁惠芬

（安徽工程大學紡織面料安徽省高校重點實驗室，安徽蕪湖 241000）

采用增加經（緯）組織點、變化組織點飛數或延長組織點等方法可得到加強緞紋、變則緞紋、重緞紋和陰影緞紋等緞紋變化組織.其中陰影緞紋由于具有良好的影光效果，而廣泛應用于毛及絲織的提花織物.和其他緞紋變化組織相比，陰影緞紋的設計過程相對復雜，特別是傳統人工意匠紙描繪的設計方法，具有設計時間長、效率低、勞動強度大、易出錯等缺點.此外，一旦緞紋基礎組織的參數發生改變，則必須重新繪制.因此，如何提高織物組織設計效率已成為紡織企業提高產品開發效率急需解決的問題之一.

隨著CAD的不斷發展，運用計算機程序進行織物組織設計已經成為紡織產品開發的重要手段.由于計算機輔助織物組織設計具有方便、迅速、易于編輯等優點，使得該研究一直是紡織品設計領域重要的研究方向之一.已開展的研究包括平紋變化、斜紋變化、復雜組織、縐組織等的計算機生成［1－4］，各種組織矩陣模型的實現方法［5－6］，運用意匠圖進行組織自動分析［7－8］等，而針對陰影緞紋組織的計算機輔助設計研究尚不多見.本文探討了基于參數化設計的陰影緞紋計算機輔助設計方法.首先根據陰影緞紋的交織規律，建立了相應的組織矩陣.然后以編制VB程序實現了陰影緞紋的參數化設計.研究表明，運用計算機輔助設計可以方便、迅速地實現陰影緞紋的設計，參數化設計方法可以為設計者提供更加豐富的陰影緞紋組織.

1 陰影緞紋組織矩陣的構建

陰影緞紋是以緯面（或經面）緞紋為基礎，通過在原經組織點（或緯組織點）經向或緯向逐漸增加經組織點（或緯組織點）而過渡到經面緞紋（或緯面緞紋）的一種緞紋變化組織.由于組織點分布具有逐漸過渡的特點，所構成的織物也呈現出由明到暗或由暗到明的影光效果.根據組織點過渡方式可分為單向過渡和雙向過渡.根據組織點的影光效果可分為直絲影光和橫絲影光，前者組織點沿經向增加，后者沿緯向增加.由5枚3飛緯面緞紋為基礎構成的橫絲陰影緞紋如圖1所示.從左到右分為4個部分.圖1a為基礎緯面緞紋.圖1b、圖1c所示的橫絲過渡組織1、2，分別由圖1a基礎上，沿經浮點橫向增加1、2個經組織點構成.圖1d是在圖1a的基礎上，沿經浮點橫向增加3個經浮點而形成的5枚2飛經面緞.由5枚3飛緯面緞紋為基礎，沿縱向逐漸增加經浮點，構成的直絲陰影緞紋如圖2所示.

根據上述陰影緞紋的構作規律，可以產生相應的組織矩陣.首先建立基礎緯面組織的矩陣，然后根據影光方向和過渡方式，分別建立各子矩陣，最后將各子矩陣依次組合得到反映陰影緞紋的組織矩陣.例如圖1所示的橫絲陰影緞紋的子矩陣，可由圖3表示，元素1、0分別表示經、緯浮點.

圖1 橫絲影光陰影緞紋構作示意圖

式（1）、（2）分別用來計算單向、雙向陰影緞紋經、緯紗數Rj、Rw.

其中：m為基礎緯面緞紋組織枚數.

例如，基礎組織為5枚緯面緞紋，單向過渡時，根據式（1）可得經紗數Rj＝20，緯紗數Rw＝5，其組織矩陣可由4個5×5的子矩陣構成，如圖4所示，從左至右由虛線分割的每個子矩陣分別對應圖3a～圖3d；雙向過渡時，根據式（2）經紗數Rj＝30，緯紗數Rw＝5，其組織矩陣可由6個5×5的子矩陣構成，如圖5所示，前4個子矩陣從左至右分別對應圖3a～圖3d，第4、5子矩陣分別表示圖3c、圖3b.

圖2 直絲影光陰影緞紋構作示意圖

圖3 橫絲影光陰影緞紋子矩陣

圖4 5枚3飛橫絲影光單向過渡陰影緞紋矩陣

圖5 5枚3飛橫絲影光雙向過渡陰影緞紋矩陣

陰影緞紋矩陣元素的賦值算法思路如下：（1）根據影光效果和過渡方式，確定矩陣大小及子矩陣數量；（2）對各子矩陣元素按行賦值，從各子矩陣最末行開始，然后按飛數規律依次對相鄰行元素賦值；（3）依次連接各子矩陣，形成陰影緞紋矩陣.

2 陰影緞紋參數化設計程序的開發

根據陰影緞紋的構作原理，以Visual Basic 6.0程序作為工具開發出相應程序，以使陰影緞紋的設計更加簡便.程序開發過程包括界面設計和代碼編程兩個部分.根據陰影緞紋的基本要求，設計出具有參數輸入及組織圖顯示功能的界面，如圖6所示，同時還提供保存數據、保存圖像等功能.

陰影緞紋設計程序的主要功能及實現包括參數輸入和相應按鈕事件的執行過程，程序框圖如圖7所示.代碼主要執行過程如下：首先，判斷枚數和飛數是否合理，如不合理則彈出如圖6b的錯誤提示，如合理則根據影光方向和過渡方式建立陰影緞紋的組織矩陣，并根據循環次數進行矩陣的擴大.當繪圖按鈕單擊事件發生，程序將根據矩陣中各元素的代碼，在圖片框相應的位置繪制正方形，其中元素“1”和“0”的位置，分別繪制藍色和白色.如圖6a為基礎緯面緞紋為5枚3飛，直絲影光，雙向過渡，循環次數為1時的陰影緞紋組織圖.當保存數據按鈕單擊事件發生，程序將根據矩陣中各元素的代碼以文本文件方式保存.當保存圖像按鈕單擊事件發生，程序將當前圖片框的圖像以位圖文件保存.當退出按鈕單擊事件發生，將退出程序.

圖6 陰影緞紋設計程序界面

圖7 陰影緞紋程序框圖

3 陰影緞紋組織設計實例

下面以實例方式對本文開發的陰影緞紋程序進行測試，設計實例如圖8所示.圖8a為橫絲雙向過渡陰影緞紋組織，其基礎組織為5枚2飛緯面緞紋.在程序中分別輸入枚數5、飛數2，影光方向選擇橫絲，過渡方式選擇雙向，循環次數輸入1.圖8b為直絲單向過渡陰影緞紋組織，其基礎組織為7枚4飛緯面緞紋.在程序中分別輸入枚數7、飛數4，影光方向選擇直絲，過渡方式選擇單向，循環次數輸入1.類似方法可以得到8枚5飛直絲雙向過渡陰影緞紋圖8c及11枚7飛橫絲單向過渡陰影緞紋圖8d.

上述實例說明，本文所開發的程序可以方便地實現單向過渡、雙向過渡、橫絲影光、直絲影光陰影緞紋的設計，運用計算機輔助設計的方法具有方便、迅速的特點，可以加速陰影緞紋組織的設計過程.

圖8 陰影緞紋設計實例

4 結論

以Visual Basic6.0為開發工具，探討了陰影緞紋設計程序的開發過程.程序經測試表明，按照陰影緞紋的構作規律和陰影方向，以子矩陣相互拼接的方式建立了陰影緞紋矩陣模型，并實現了參數化陰影緞紋的設計.程序可以方便、快捷地實現陰影緞紋的設計，提高該類組織的設計效率.

［1］ 袁惠芬.平紋變化組織的計算機輔助設計［J］.安徽工程科技學院學報，2009，24（3）：64－67.

［2］ 王旭，袁惠芬.基于矩陣變換的斜紋變化組織計算機生成方法［J］.安徽工程大學學報：自然科學版，2011，26（4）：20－23.

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