云肩色彩特征分析及其在圖案設計中的應用

孟 磊, 梁惠娥, 律睿慜, 劉 淵

(江南大學 a.數字媒體學院; b.紡織服裝學院, 江蘇 無錫 214122)

研究與技術

云肩色彩特征分析及其在圖案設計中的應用

孟 磊a, 梁惠娥b, 律睿慜a, 劉 淵a

(江南大學 a.數字媒體學院; b.紡織服裝學院, 江蘇 無錫 214122)

云肩是傳統民族服飾藝術中的重要服飾部件，其色彩具有的民族特色與文化底蘊，文章提出一種針對云肩色彩的傳承技術。首先借助于MATLAB分析云肩的色相、明度、純度的構成比例關系，提取云肩色彩特征。然后，在基于PROCESSING實現的圖案生成算法中運用該色彩特征進行圖案賦色，并將賦色圖案應用于各類現代設計領域。這有助于分析基于色彩構成比例關系的圖案數字化生成及傳承應用，從技術角度提供一種新的傳統服飾的傳承及創新應用的方法。

云肩; 色彩特征; 色彩傳承; 圖案設計

國務院2014年第10號文件“國務院關于推進文化創意和設計服務與相關產業融合發展的若干意見”中，明確提出“文化傳承、科技支撐”的基本原則，并把基于數字技術及內容來發展文化作為第二項重要內容來抓，可以看出從國家層面對傳統文化與先進數字技術結合的迫切需要。

云肩，作為中國漢民族服飾藝術中的一個璀璨明珠，自隋唐出現至民國都是女紅裝飾藝術的主要載體，大多采用“云紋”“如意”等裝飾手法，其色彩絢爛、造型雍容華貴，披覆在肩部前后左右，如云霞在身，故稱之“云肩”。以往的研究往往同時對形態與色彩兩種因素進行探索，較少探討對“色彩”單一因素進行文化傳承的可行性和有效性，而且很少運用圖像處理領域中有關色彩特征分析的技術。因此，本文將運用色彩特征分析技術，探討從色彩單一視角傳承云肩的可能性。

“色彩是民族服飾的構成要素之一，它用象征的方式表達著民族的深層文化心理，從而成為一種象征符號。作為象征符號的色彩，有其自身的內涵與外延，本質與特點，結構與功能，變異與發展”[1]。綜觀相關研究，一方面，以往關于民族服飾色彩的研究多采取綜合整理與感性分析方式，另一方面，當前色彩特征分析技術的研究多集中在圖像特效處理，例如基于認知行為構建圖像的色彩特征表述模型[2]，以及數據驅動的圖像色彩主題優化等技術[3]。于是，本文將填補這些研究的空缺，通過信息計量分析的技術對藝術學科中的色彩問題進行研究，突出“藝工融合”的方法探索云肩服飾藝術的色彩傳承及創新應用，對于擴展傳統文化的傳承路徑有重要的價值。

本文選擇云肩作為色彩特征分析的研究對象基于三方面的考慮：一是云肩所附形態的傳統寓意，局限了云肩在現代設計中的傳承。因此，本文采用將形態與色彩分離并專門就色彩傳承進行研究。二是色彩作為“有著象征內涵的事物”而成為文化的重要載體。傳統服飾利用色彩激發人們的情感體驗，云肩服飾傳承的一個重要方面就是色彩傳承。三是利用數字技術對云肩進行保護與傳承是服飾文化生產性傳承與活態傳承的重要探索之一。云肩作為傳統服飾中極具文用功能的服飾文化載體相對于其他服飾品類形制簡潔、色彩豐富，很適合本文所采用的色彩特征分析方法。因此，本文通過信息計量分析的技術對藝術學科中的色彩問題進行研究，突出“藝工融合”的方法探索云肩服飾藝術的色彩傳承及創新應用[4-6]。

1 方 法

研究思路：用計量分析及算法生成的方法，對云肩的色彩特征進行傳承并創新。

具體步驟：1)數據分析，用數值統計方法分析云肩的色彩分布并獲取特征色彩；2)基于已知的色彩分布，再借助于圖案色彩的賦色算法生成新的色彩圖案；3)設計運用，將生成的色彩圖案在多種領域加以創新運用。

1.1 云肩色彩及比例關系的獲取

分析獲取云肩的色彩構成比例及顏色數值的方法，需要借助于計算機程序進行色彩數值分析，本文獲取云肩色彩及配色比例的研究基于Matlab平臺進行(圖1)[7-9]。

圖1 信息數字技術獲取云肩顏色構成的步驟Fig.1 Diagram form for obtaining color composition of cloud shoulder with digital information technology

具體步驟：

1)在Matlab平臺中讀取云肩圖像，得到圖像的大小。

2)將云肩圖像從RGB顏色空間轉換為HSV顏色空間。因為HSV色彩空間更接近于人對色彩的感覺，可以更方便地表達服飾色彩的形式要素：色相、明度、純度等。便于分類統計色彩要素等數據信息。

3)對圖像的色相H屬性進行直方圖統計。

4)對于統計得到的直方圖數據進行過濾，過濾掉云肩圖像的背景色和一些占比例較少的雜色。過濾準則為取除背景色外占80%以上比例的色彩范圍。具體方法為兩步：第一步，首先過濾背景色色柱，背景色由于顏色較為單一，并且與云肩圖案反差較大，所以較容易識別；第二步選擇前n個最高的色柱，n個色柱的總量需要超過除背景色之外的所有色彩像素的80%，以此保證色彩的有效承繼。

5)統計數據的頻率直方圖，然后繪制該直方圖的餅形圖。

6)利用相同方法繼續統計圖像中每個像素顏色的S屬性與V屬性，然后把統計后的HSV色彩空間再轉換為RGB色彩空間并對餅形圖按比例著色，最后再將著色RGB色彩空間的餅形圖顯示到屏幕上，如圖2所示。

1.2 圖案賦色的生成

1.2.1 圖案賦色的生成原理

云肩色彩特征分析后，如何在新的圖案中傳承色彩特征的研究，筆者也采用了數字技術來實現。具體原理為：按照顏色的所占比例，給每個顏色在0～1分配專屬的區間，通過均勻分布隨機值生成賦色后的原始圖案。

1.2.2 圖案色彩的賦色方法

首先獲取每一顏色數值在圖案中出現的概率，然后按照每個顏色的出現概率，隨機選取顏色。

圖2 云肩顏色構成比例Fig.2 Chart for color composition proportion of cloud shoulder

這一方法的代碼為：

10 colorArr:Array = [0xe1cdbe, 0xb8507d, 0x111425, 0x79997e, 0x7a8260, 0x231828];

20 colorRateArr:Array = [0.3,0.45,0.91,0.95,0.97,1];

30 var temp:Number = Math.random();

40 var color:uint = 0;

50 if (temp < colorRateArr[0]) color = colorArr[0];

60 else if(temp

70 else if(temp

80 else if(temp

90 else if(temp

100 else if(temp

其中，第10行代碼的colorArr:Array包含6個以十六進制顏色碼表達的云肩顏色。使用十六進制顏色碼的原因主要是相較RGB三組數值來講，一組數值更具有方便性。第20行代碼的colorRateArr:Array包含六個數值，代表上述六組顏色所占百分比(映射到0～1)。例如，0xe1cdbe顏色所占區間為0～0.3；0xb8507d顏色所占區間為0.3～0.45。第30行代碼為以均勻概率分布方式生成一個0～1的隨機數。第40行為初始化顏色，用于保存隨機生成的顏色。第50～100行代碼則是將生成的隨機數與colorRateArr:Array中的概率值進行比較，當其小于對應顏色的概率值時，就選取colorArr:Array中對應的顏色。最后，變量color中的色彩值便是選定的色彩，用于對圖案中的圖元進行賦色。

根據上面的賦色方法可以對任何形式圖案中的圖元(圖元可以是任何元素，本文中的圖元為代碼繪制的圓形)進行賦色，并繼承云肩的色彩比例關系。這一過程實現了云肩色彩量化后可以快速生成現代幾何圖案，這種圖案突破了傳統云肩寓意性紋樣的限制，使得云肩色彩應用范圍更廣泛、更快捷。例如，圖3所示為通過上述方法所生成的一種原始圖案，并通過晶格化濾鏡算法、馬賽克濾鏡算法、拉伸扭曲濾鏡算法、扭曲波浪濾鏡算法等算法效果或者多算法的復合效果生成新的圖案設計作品。

圖3 依據顏色比例關系所設計的圖案Fig.3 Patterns designed according to color proportional relation

1.2.3 動態圖案的生成

由于顏色在所生成的圖案中有很好的承繼性，就像基因一樣，隨著圖案的生長，色彩感覺保持相對恒定。所以，利用Processing軟件可以把變量與圖案的變化聯系起來，生成隨變量變化的動態圖案。Processing是美國麻省理工媒體實驗室的Casey Reas與Ben Fry開發的一種新興計算機語言，主要服務群體為對科學與藝術之間跨領域的人群，用于多媒體藝術的開發及海量數據可視化的呈現。如圖4所示，顏色的承繼方法借助于數字生成藝術可以用在各類創意的圖形圖案之中。如圖5所示，動態地顯示出圖案生成的整個過程，使得顏色的承繼在圖案的生成過程中產生趣味性及良好的體驗感。

圖4 圖案可以在保持識別度的同時確保差異性Fig.4 Difference can be guaranteed while the recognition degree of patterns can be maintained

圖5 可交互式圖案的生成Fig.5 Generation of interactive patterns

2 色彩特征分析對云肩的傳承方法應用

以一件云肩樣品為研究案例，采用前述方法，示意一個完整的流程(圖6)，演示如何對云肩色彩進行傳承和創新實踐。

1)獲取一件云肩的色彩構成比例及顏色數值。

2)借助于1.2.2方法將云肩色彩圖案化。具體操作中可以通過不同的濾鏡算法及多濾鏡算法的重疊使原始賦色圖案生成千變萬化的新的圖案作品。無論圖案的形態如何變化，圖案的配色比例關系將始終與設定的色彩構成比例關系一致(圖3)。

3)色彩特征分析計量及圖案生成后的拓展應用。基于計量分析的云肩色彩元素，最終目的還是對業已消失的精美云肩進行在現代化的傳承及拓展應用。通過前文的數字化方法把云肩圖案的色彩及比例關系提取出來并生成想要的各類圖案，把圖案按照現代設計手法嫁接到人們生活中的各種物品之上，這是本文對云肩這一傳統服飾藝術傳承的基本方法。通過這類方法，將云肩案例的色彩不僅延續到了現代服裝、首飾、杯子、箱包等領域。還可以將云肩的色彩傳承應用拓展到網頁設計、數字媒體設計，以及電子游戲等領域，真正實現云肩藝術在現代社會的一種活態的創新傳承[10]。

圖6 云肩色彩傳承的應用步驟Fig.6 Application steps of cloud shoulder color inheritance

3 結 論

通過云肩色彩特征的計量與分析，并把量化色值賦予各類圖案之上，達到了從色彩領域傳承傳統服飾云肩的目的。本文所提出的方法不僅可以用于傳統服飾構件云肩的色彩傳承與創新，還可以對其他文化遺產的色彩進行有針對性的傳承。此外，以往對傳統服飾的傳承往往同時考慮其形態和色彩兩方面要素，而本文研究表明通過技術手段對其中單一要素“色彩”進行特征分析并傳承也是可行的。在后續研究過程中，將重點對色彩特征提取的準確度進行優化，以及考慮在特征提取過程中引入色彩認知心理方面的理論知識。

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Analysis on Color Feature of Cloud Shoulder and Its Application in Pattern Design

MENG Leia, LIANG Hui’eb, Lü Ruimina, LIU Yuana

(a. School of Digital Media; b. School of Textiles & Clothing, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)

Cloud shoulder is an important apparel component in traditional folk dress art. Its color has distinctive national features and profound cultural deposits. This paper puts forward an inheritance technology specific to cloud shoulder color. First, it analyzes the component ratio relation of hue, lightness and purity of cloud shoulder with MATLAB and extracts color features of cloud shoulder; then uses such color features for pattern coloration in image generation algorithm realized based on PROCESSING and applies coloration in various modern design fields. This is helpful for analyzing digital generation of patterns and inheritance application based on color composition proportional relation and providing a new method of inheritance and innovative application of traditional costume from technical perspective.

cloud shoulder; color character; color inheritance; pattern design

doi.org/10.3969/j.issn.1001-7003.2015.05.008

2014-10-18;

2015-01-16

國家社科基金項目(12BMZ049)；江蘇省自然科學基金青年項目(BK20130157)；江南大學人文社科自主科研項目(2013ZX31)；教育部人文社會科學研究青年基金資助項目(14YJCZH058)

TS941.19

A

1001-7003(2015)05-0042-05 引用頁碼: 051108