基于分層組合設計模式的紋樣設計原理與方法

周 赳，趙慶會

(浙江理工大學浙江省服裝工程技術研究中心，浙江 杭州 310018)

基于分層組合設計模式的紋樣設計原理與方法

周 赳，趙慶會

(浙江理工大學浙江省服裝工程技術研究中心，浙江 杭州 310018)

針對傳統提花織物紋樣設計在圖案和色彩表現能力上的不足，采用數碼提花織物分層組合設計模式進行提花織物紋樣設計，達到紋樣創新設計的目的。分析了傳統平面設計模式下提花織物的手繪紋樣設計和計算機輔助設計的基本特點，探討基于分層組合設計模式的紋樣設計的基本原理和方法，提出可行的紋樣設計研究方法論和框架圖，為提花織物紋樣的數碼化設計創新提供理論參考和可行方法，并通過設計實踐驗證了該理論與方法的可行性。

紋樣設計;分層組合模式;數碼提花;織物創新

紋樣是提花織物織紋圖案的統稱，紋樣效果是通過織物表面的組織變化來實現的，因此紋樣設計是一種藝術和生產工藝相結合的設計過程［1］。目前，傳統手工紋樣設計與計算機輔助紋樣設計是2種最常用的紋樣設計方法，因其完全基于一一對應的平面設計模式，很大程度地制約了提花織物的產品創新。數碼提花織物分層組合設計模式的提出和應用，為提花織物紋樣設計的方法創新提供了可能，本文針對分層組合設計模式下的紋樣設計原理及方法展開探討，提出可行的設計方法論和研究框架，并且進行設計實踐驗證。

1 研究背景

提花織物設計主要分為品種工藝設計和花色紋樣設計2部分，紋樣設計作為花色紋樣設計的首要設計環節［2］，其主要設計思路是:設計師根據提花織物的品種工藝特點，結合設計美學原理，進行針對性的藝術創作。從傳統紋樣設計的角度出發，最有效的紋樣設計手段是綜合運用傳統手繪紋樣設計方法和計算機輔助紋樣設計方法。

1.1 傳統手繪紋樣設計的基本特點

傳統手繪紋樣設計方法是指計算機輔助設計技術應用前的紋樣設計方法，具有數千年的歷史，一般按照紋樣大小計算、紋樣題材選擇、紋樣構圖設計、紋樣描繪方法確定、草繪和正稿繪畫等設計環節依次進行，通過紋樣色彩與織物組織結構一一對應轉換，實現傳統提花織物的制作［3］，設計流程如圖1所示。

圖1 傳統紋樣設計示意圖Fig.1 Process diagram of traditional pattern design

傳統紋樣的色彩可處理數有很大的限制，當紋樣色彩增加到上百或上千時，無法獲得足夠的顏料色彩進行設計，并且該紋樣操作建立在二維平面模式基礎上，織物最終呈現效果主要依賴專業設計人員的織造經驗，在考慮到織物的工藝特點和實用功能的同時，綜合紋樣的色彩、意匠等各方面限制條件，對紋樣最終呈現效果確保“心中有形”，依靠人工手繪設計完成。

隨著生產設備的更新，傳統的手工紋樣設計越來越不能滿足設計生產的要求，特別是在色彩豐富度、設計精度及設計效率方面，亟待紋樣設計方法的更新以更好的適應設計生產的需求。

1.2 計算機輔助紋樣設計的基本特點

計算機輔助紋樣設計是對傳統手繪紋樣設計的延續，是將紋樣設計與計算機圖像處理技術相結合，利用計算機軟件處理圖像的過程，擺脫了傳統手工設計的許多限制，使傳統紋樣設計的效率大大提高。計算機輔助設計與傳統手繪紋樣設計相比，在紋樣取材方面有很大的優勢:一方面來自經傳統紋樣設計創作的圖案，一方面來自系統自帶圖案，還可以是織物經掃描處理后的花樣圖案，題材選取范圍更加自由［4］。此外，圖案構成法則庫的應用使紋樣處理更加方便。理論上通過計算機輔助設計處理的紋樣色彩數是沒有限制的，但需要由織物結構類型和組織設計方法來決定，超出范圍的色彩數由于沒有可對應的組織而沒有實際意義［5］。計算機輔助紋樣設計通過對原紋樣稿、素材稿、線描稿進行掃描及格式轉換后，利用設計工具和創新設計手段對彩色位圖圖像進行機上繪畫和調整，實現傳統紋樣的再創造，其基本思路如圖2所示。

圖2 計算機輔助紋樣設計流程示意圖Fig.2 Process diagram of computer aided pattern design

將傳統紋樣設計與計算機輔助紋樣設計相結合，很大程度上提高了紋樣的設計效率和精度，逐漸將設計者從繁復的設計工作中解脫出來，使他們有時間將自己的想象力和創造力集中到提花織物的紋樣創新設計中，但受復雜的提花組織結構制約，計算機輔助紋樣設計仍然沿用傳統手繪紋樣的平面設計模式，無法體現提花織物在藝術表現形式上專有的、不可替代的美學特征。隨著提花織物分層組合設計模式的提出，有效解決了數碼圖像直接用于數碼提花織物結構設計的技術問題，將數碼圖像的色彩和圖案進行分離和分層，針對單色圖層獨立完成結構設計后再進行組合，使提花織物的表面混合色彩到達百萬級別并且能夠表現細膩的多彩暈紋效果，獲得傳統二維平面模式無法達到的數碼化創新效果［6］，因此提花織物分層組合設計模式的應用為傳統紋樣設計方法的數碼化創新提供了基礎。

2 紋樣設計原理

2.1 基本原理

基于分層組合設計模式的提花織物設計的原理是將分層組合模式的設計方法與數碼圖像的設計原理方法相結合，而基于分層組合設計模式的提花織物紋樣設計的基本原理是用多層復合的紋樣設計模式來替代傳統單個平面的紋樣設計模式，通過紋樣的分解和組合來實現提花織物的數碼化創新效果，基于分層組合設計模式的提花織物紋樣設計的基本原理表現出以下特點:1)數碼圖像能直接用于紋樣設計，紋樣的題材選擇不受限制，紋樣的色彩表現能力達到百萬級別;2)將原數碼紋樣圖像的色彩與圖案分離和分層，設計師可選擇合適的圖層和組合設計方法進行紋樣的創新設計，既可實現對數碼圖像原紋樣的高度仿真，又可在原紋樣基礎上進行創新效果設計;3)紋樣設計不再拘泥于單個紋樣的設計，經分層分解后，能夠實現多個紋樣的復合設計，賦予提花紋樣新的設計途徑;4)組合設計后的最終紋樣由多個紋樣圖層組合而成，每個單層紋樣都有復雜的變化形式，經過不同方法組合形成不可逆創新效果，從技術上杜絕了紋樣的抄襲仿制。

2.2 創新實質

根據上述設計原理的表述，與傳統提花織物紋樣設計方法相比，基于分層組合設計模式的紋樣設計的創新實質主要表現在紋樣造型與紋樣色彩的創新上。

紋樣造型是設計師對紋樣素材的提煉和整合。傳統平面設計模式下，紋樣的造型主要由設計素材的排列布局完成，由于紋樣的色彩與織物結構需要一一對應，設計素材的表現技法只能局限于表現清晰的輪廓邊緣，設計素材之間不能產生任意交集，否則將無法進行織物的結構設計。基于分層組合設計模式的提花織物設計采用從有彩到無彩的紋樣設計，從無彩到有彩的結構設計過程，紋樣素材的表現技法與數碼圖像設計方法一致，可表達傳統提花織物紋樣設計無法實現的多彩暈紋效果，在紋樣造型上沒有任何限制。此外，基于分層組合設計模式的紋樣設計采用RGB或CMYK色彩模式作為基本數碼色彩模型，在保留數碼圖像原色信息的基礎上，可將數碼圖像在彩色模式下經消色轉化為灰度模式，針對圖像特點進行分層灰度調整，實現數碼圖像的灰度仿真，也可進一步對數碼圖像的色彩進行原色分離和分層，實現數碼圖像在紋樣設計環節中的彩色仿真，另外，可通過數碼圖像在無彩與有彩模式之間的合理化轉變和紋樣造型的設計變化來實現紋樣效果的創新設計。

紋樣色彩是設計師對紋樣造型的色彩設計。傳統紋樣的色彩設計受織物結構設計的限制，其色彩數需要控制在64色以下，否則無法采用一一對應的結構設計方法來進行織物結構設計，而基于分層組合設計模式的數碼提花織物的設計采用空間混色原理，由于織物的色彩是由經、緯紗的浮長混色而成，有了經、緯紗的色彩，才能設計交織點的混色效果，經分層組合設計后的紋樣色彩數沒有限制，混合之后的色彩可達百萬級別［7］。通過建立以原色為基礎的色彩模型，依據該色彩模型進行分色分層，不僅可實現紋樣的單層設計，同時可將任何復雜的混色效果歸納為若干單色圖層，以此展開相應的單層全息組織結構設計，這樣就將點的混色、點的結構轉化為層之間的混色、層之間的結構，從而實現經、緯紗交織的混色設計，將紋樣色彩與結構進行完美組合［8］，所以基于分層組合設計模式的紋樣設計在色彩創新上具有突出特點:一是混合色彩數超越百萬級別;二是基于空間混色的色彩模型能夠表現交織織物閃變色的獨有效果。

3 紋樣設計方法

根據基于分層組合設計模式的紋樣設計原理和創新實質可進一步歸納出適用的紋樣創新設計方法體系，用于指導提花紋樣的創新設計方法研究與實踐，根據提花織物效果與原紋樣的關系，可將基于分層組合設計模式的紋樣設計方法分為仿真效果設計和創新效果設計2類［9－10］，并細分成紋樣灰度處理、色彩處理、層紋樣處理和層變化處理4個部分，如圖3所示。

圖3 分層組合紋樣設計框架圖Fig.3 Framework diagram of layered combination pattern design

仿真效果是指在保證目標基礎紋樣的原型、色彩和肌理效果不變的前提下，通過灰度處理和彩色處理對紋樣進行設計，以適用于黑白仿真和彩色仿真提花織物的結構設計。黑白仿真的灰度處理是利用分層組合設計模式，對基礎紋樣進行去色和灰度分級，通過提升灰度對比效果和增加灰度暈紋效果，使黑白仿真的紋樣設計能表達更加精確的灰度漸變和仿真效果，實現紋樣造型和色彩的黑白仿真，如圖4(a)所示。通過增加灰度暈紋刻畫出細膩的云紋變化效果。彩色仿真的色彩處理是分層組合模式下紋樣設計的關鍵環節，需要對基礎紋樣的圖案與色彩特征進行分析，然后通過原色或代表色分離、分層，形成新的紋樣層，在紋樣造型不變的前提下，在無彩與有彩色彩模式之間進行色彩與結構的處理，設計的分層紋樣在組合后滿足彩色仿真提花織物結構設計的技術要求，如圖4(b)所示。設計的彩色仿真紋樣能夠表現百萬級別的混合色彩和多彩暈紋效果，達到對基礎紋樣造型和色彩的高度仿真。

創新效果是指基于分層組合模式的圖案與色彩分層組合理念，利用數碼設計技術，對基礎紋樣進行再設計或增加配合紋樣進行組合設計，塑造出傳統紋樣無法達到的新穎紋樣效果。基于分層組合模式的創新效果紋樣設計可通過層紋樣處理和層變化處理來完成。層紋樣處理是對分層后的紋樣進行疊加法和擬變法處理，疊加法包括相同紋樣素材和不同紋樣素材的全部、部分和透明疊加，相同紋樣素材來源于同一紋樣通過圖案與色彩分離獲得的素材，而不同紋樣素材源于不同紋樣的整體與局部素材，圖4(c)示出采用不同紋樣素材通過部分透明疊加方法設計所得的紋樣效果。擬變法是利用數碼設計技術手段對分層后的紋樣進行擬變處理，針對不同層紋樣的造型、色彩與肌理進行單變或多變，從而實現紋樣的整體變化。層變化處理是在保持分層紋樣造型不變的基礎上，運用層變化來實現紋樣整體效果的變化，層變化處理的方法包括變層法和換層法，變層法包括層增減、層位移、層反轉3種途徑:層增減是通過增減層數目來實現紋樣效果的創新;層位移是將分層紋樣進行錯位移動從而形成創新效果;層反轉是改變分層紋樣的色彩關系來實現紋樣色彩的創新。圖4(d)示出采用層位移法變化紋樣色彩實現的紋樣效果。換層法是指對基礎紋樣圖層與配合紋樣圖層之間進行素材、色彩、位置或順序之間的圖層替換。另外，在提花紋樣設計的過程中，各方法可進行綜合運用，在把握紋樣整體效果的同時，可以充分發揮提花織物設計師的創新能力。

圖4 設計實例圖(作者原創作品)Fig.4 Design example(original works by authors).(a)Design exampleⅠ;(b)Design exampleⅡ;(c)Design exampleⅢ;(d)Design exampleⅣ

4 結論

紋樣的創新是數碼提花織物設計創新的起點，起到關鍵的引導作用。基于分層組合設計模式的紋樣設計研究立足于數碼紡織技術的應用，以突出提花織物特有的藝術特征為目標，從設計原理與方法上進行系統研究與分析，提出以多層復合式設計模式取代傳統平面設計模式的觀點，并建立起基于分層組合設計模式的紋樣設計研究路徑圖，為數碼提花織物的創新設計提供了切實可行的方法論。通過設計實踐證明，基于分層組合設計模式的紋樣設計原理和方法的提出為效果新穎的提花織物的開發創造了新途徑，能很好地用于數碼提花織物的創新設計。

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Design principle and method of jacquard pattern based on layered-combination design mode

ZHOU Jiu，ZHAO Qinghui
(Engineering Research Center of Clothing of Zhejiang Province，Zhejiang Sci-Tech University，Hangzhou，Zhejiang 310018，China)

In order to overcome the defect of conventional jacquard pattern design on exhibition performance of patterns and color，the layered-combination design mode of digital jacquard was applied to achieve the goal of innovation of jacquard fabric.This paper analyzed the basic characteristics of hand painted design and computer-aided design for jacquard fabric patterns under conventional plane design mode，and investigated the basic principles and methods of pattern design under the layered-combination mode，and then，the feasible research methodology and framework diagram of pattern design under the layered-combination design mode was proposed to provide a new theoretical and practical method for the creation of digital jacquard.Besides，the feasibility of design principle and method is verified through the design practice.It provides a new path for innovative design of digital jacquard pattern in the information age.

pattern design;layered-combination mode;digital jacquard;fabric innovation

TS 941.26

A

10.13475/j.fzxb.20140500405

2014－05－06

2014－09－23

國家科技支撐計劃項目(2013BAH58F03);浙江省重點科技創新團隊項目(2011R50004);浙江省高校重中之重紡織科學與工程一級學科開放基金項目(2014KF12)

周赳(1969—)，男，教授，博士。研究方向為紡織品設計。E-mail:zhoujiu34@126.com。