亂針繡風格寫意機繡產品的研發

溫 潤， 張小荷， 周思佳， 馬顏雪

(1. 東華大學 紡織學院， 上海 201620； 2. 東華大學 紡織面料技術教育部重點實驗室， 上海 201620)

中國刺繡久負盛名，以四大名繡為代表，具有針法活潑、線條流暢、色彩豐富、層次感強、風格獨特等特點[1]，蘊含精美的藝術價值和深厚的文化底蘊。亂針繡創立于20世紀30年代，又稱畫繡。其突破了傳統刺繡“密接其線，排比其針”的拘束[2]，吸收了西方繪畫中的光影和色彩表現方法，形成了“長短參差，斜線交叉，分層攙色”的亂針技法[3]，可以自由表達情感，亂而不散，可謂中國手工刺繡的又一次創新，已被列入世界非物質文化遺產名錄[4]。為保護這一非遺技藝，學術界著力于研究亂針繡的數字化模擬，有研究從計算機算法角度定義了亂針繡針法[5-6]，并利用圖像形變、分割、編輯等技術設計實現了亂針繡的繡稿生成方法[7-8]，對亂針繡的數字化傳承起到了很大作用。

機器刺繡，以其高效率、低成本、可復制等優勢，有效彌補了手工刺繡的不足，越來越普遍地出現在人們生活當中。然而，相較于傳統刺繡豐富多元的表現形式和藝術效果，機器刺繡受現有針法工藝限制而形式單一，效果生硬[9]。現有機繡產品除在花型設計上尋求突破，鮮有因工藝革新引致產品風格拓展的探索。本文從點彩派繪畫原理獲取靈感，依托現有機繡軟件、硬件設備，開發具有亂針繡特點的寫意機繡產品，以探求機繡多元風格的創新路徑。

1 寫意機繡工藝設計

亂針繡與傳統刺繡主要區別在于借鑒了西方光影繪畫方法，使其與中國傳統刺繡技法完美融合。亂針繡從西方點彩派的繪畫原理中得到啟發，利用人眼分辨率低的特點在視網膜上實現色點的空間混合[10]，在一定距離光照下自然形成立體圖像，亂針繡正是借鑒了這種原理，畫繡結合，用針作畫，以線達意。

寫意機繡工藝的設計亦從亂針繡創立的靈感源——點彩派入手，首先在機繡軟件中定義刺繡基本單元，即為基點針，并以針代筆，通過針對應點彩派中的點，經數量、大小、疏密等不同參數變化組合來塑造圖案，呈現具有點彩意味的寫意效果。基點針作為畫筆，其形狀、大小、數量等因素的相互制約與平衡，將直接關系繡品效果。其次，為體現亂針繡“分層攙色”的繡制特點，按其繡制過程進行分層組合設計，通過圖像灰度等級的對應實現針法參數轉換，使繡品具有層次感與飽滿感。據此，本文提出基于亂針繡風格的寫意機繡工藝設計模型，如圖1所示。

圖1 寫意機繡工藝設計模型

2 寫意機繡針法探究

基點針是寫意機繡針法的基本單元。基于對工藝便捷的考量，基點針形狀可為三角形、方形、圓形等基礎幾何圖形。為適應各類圖案的復雜變化，本文選擇等邊三角形為基點針形狀。較之方形和圓形，等邊三角形能通過各三角之間不同角度的旋轉切合，實現更多曲面和形狀，更為貼近目標圖案，參數設定更方便。圖2示出3種等邊三角形基點針，其大小取決于等邊三角形邊長，相鄰奇數或偶數針腳間距離是基點針針跡間距。

圖2 等邊三角形基點針

將圖案塑造各要素與點彩派、寫意機繡相對應，可推導出寫意機繡的實現要點：基點針大小、基點針數量、基點針針跡間距及繡線顏色。對于圖案輪廓，基點針的大小和數量直接關聯“點”的大小和疏密，從而影響輪廓的成形；圖案明暗除作用于基點針的大小和數量外，基點針針跡間距亦是重要影響因素，因其可直接決定“點”的明暗，從而影響整體明暗效果；圖案色相由繡線顏色決定，可在繡線色譜中直接選取。因此，在寫意機繡的針法設計中，基點針大小、基點針數量以及基點針針跡間距是關鍵因素。

2.1 基點針大小與針跡間距

等邊三角形基點針的大小取決于邊長，而邊長會限制基點針針跡間距的改變。通過控制變量設計多組實驗，獲得基點針大小與針跡間距對于寫意機繡圖案輪廓和明暗的影響關系。

2.1.1 基點針大小單因素實驗

為探究基點針大小對比以及自身變化，對圖案輪廓與疏密的影響，設置3種大小的基點針，每種基點針分別調控20種不同針跡間距，通過控制變量進行打樣實驗，如表1所示。圖3示出3種大小基點針對應實驗組1～3的打樣效果圖。

表1 基點針大小實驗

圖3 基點針大小實驗打樣圖

通過打樣對比發現，在基點針針跡間距一定的條件下，邊長越小，基點針密度越低，形狀越模糊，針跡過渡越不自然；而在基點針大小不變，隨著針跡間距從小到大，基點針形狀由清晰至模糊，并呈現由深至淺的明暗變化。

2.1.2 基點針大小與針跡間距關系

為探究基點針大小與針跡間距的協同作用，在相同面積區域內，設置2組不同大小基點針實驗，每種基點針分別調控5種不同針跡間距，進行打樣對比，如表2所示。在面積為50 mm×50 mm區域內進行針跡排列，打樣效果如圖4所示。

表2 基點針大小與針跡間距關系實驗

圖4 基點針大小與針跡間距關系打樣圖

通過打樣對比可知：1)當基點針大小不變時，隨著針跡間距的增大，基點針形狀趨于模糊，圖案輪廓感隨之減弱，基點針之間銜接愈加連貫；2)以基點針邊長與針跡間距比值接近2∶1為分界，比值越低則基點針形狀越清晰，越適合圖案輪廓或小面積清晰表現，反之則基點針形狀趨于模糊，變化顯著度降低，更適合表現均勻細膩或漸變圖案。

2.2 基點針數量與基點針大小

單位面積內基點針個數決定“點”的疏密，其數值受基點針大小影響。通過公式推導和控制變量設計實驗，獲得基點針數量與大小對于寫意機繡圖案輪廓和明暗的影響關系。

2.2.1 單位面積基點針個數

單位面積個數與基點針大小及單位面積內基點針覆蓋率相關，根據單位面積內基點針大小及基點針覆蓋率，可推導出該覆蓋區域內基點針個數，如下式所示：

(1)

式中：S為單位面積，mm2；S′為單個基點針面積，mm2；Z為基點針覆蓋率，%；N為基點針個數。當基點針邊長已知，可通過式(2)計算S′：

(2)

式中：a為基點針邊長，mm。將式(2)代入式(1)，可得

(3)

由式(3)可知，當Z趨于100%時，N為單位面積基點針最大個數，排列最密，圖案越密集；當Z趨于0時，N最小，圖案越疏松，Z值的確定可根據圖案疏密需要決定。

2.2.2 基點針大小和數量關系

當基點針針跡間距和覆蓋率一定時，單位面積內基點針數量與基點針大小成負相關。通過設計實驗，改變基點針大小及對應數量，獲得相同覆蓋面積內基點針大、數量少的圖形表現效果，與基點針小、數量多的效果之差異，如表3所示。

表3 基點針大小和數量關系實驗

在面積為50 mm×50 mm區域內進行針跡排列，分別對應不同基點針大小與數量對比實驗組6～8的打樣效果，如圖5所示。

圖5 基點針大小與數量關系打樣圖

通過打樣對比可知：1)在基點針覆蓋率和針跡間距一定的條件下，當基點針越小，數量越多時，基點針形狀越模糊，基點針排列更為均勻，銜接更連貫；2)當基點針覆蓋面積低于S/2時，基點針越大，數量越小，會造成基點針松散孤立，不適合圖案輪廓的塑造。

2.3 寫意機繡針法小結

通過基點針大小與針跡間距、基點針數量與大小2組關系的對比打樣實驗，分析了基點針大小、數量及針跡間距對于圖案疏輪廓、明暗及適用面等的影響。基點針在寫意機繡圖案表現上應注意：較大的基點針或較大針跡間距的基點針，可用于大面積無細節表現的圖像，如大圖、遠景圖以及圖像過渡階段等；較小的基點針或較小針跡間距的基點針，適用于需要精細描繪的圖像，如小圖、近景圖、圖像精細部分等。當然，寫意機繡針法探究屬于單層塑造范疇，圖案層次感、立體感等需通過分層組合設計加以實現。

3 寫意機繡分層組合設計

亂針繡將刺繡過程主要分為3個階段：鋪底、粗繡、精繡[11]，使圖案飽滿、細膩有層次。對此，寫意機繡在單層針法研究基礎上，嘗試通過分層組合設計，實現“分層攙色”。圖6示出寫意機繡分層組合設計路線，即對數碼圖像進行分層解析，根據圖像灰度等級與基點針參數建立對應關系，將分層針跡疊加后，完成寫意機繡繡制。

圖6 分層組合設計路線圖

3.1 分色分層

運用WILCOM刺繡軟件中減色分層功能，對已獲取的數碼圖像進行減色，可在0～255 RGB色彩區間選擇，獲得多個不同層級的單色圖像。隨后，按照鋪底、粗繡、精繡要求，并結合圖案明暗層次、色彩關系及細膩程度，選擇3個層級的單色圖像實現分層。如圖7(a)～(e)所示，由于花瓣與花托屬于2種完全不同的色系，分別進行減色處理后，選擇2、4、8色3層作為后續處理對象。

圖7 花卉分色圖與灰度圖

3.2 灰度處理

經分色分層處理后，利用Photoshop軟件分別將每個單層圖像轉換為只有黑、白、灰的灰度圖，即灰度處理。圖7(f)～(h)所示為花卉圖案各單層圖案的灰度圖，3層分別對應2、4和8個灰度等級，用以后續排針。

3.3 針跡排布

根據鋪底、粗繡和精繡的圖像特征選擇具有相應風格效果的針法參數。在相同面積內，設計不同基點針大小、數量及針跡間距參數，依次打樣后統計整理，初步構建針法參數庫。即在50 mm×50 mm面積(S)范圍內，基點針覆蓋面積為S/2，3組基點針大小(5、10、20 mm)，每組基點針的針跡間距設置從0.2～5.9 mm(跨度均為0.3 mm)，依次打樣形成60組針跡效果圖，如圖8所示。

圖8 不同基點針針跡效果圖

基于此，對60組基點針針跡打樣圖進行數碼圖像采集，運用MatLab語言測定相應圖像灰度值，如圖9所示。灰度值越大表示圖像顏色越淺，即明度越高。分析可知，3種大小基點針的灰度值均在針跡間距為0.1～1.3 mm的區間內變化較快，即該區間屬高區分度明暗區；針跡間距為5.0～6.0 mm區間內，灰度值變化不明顯，即該區間的針跡參數對圖案明暗影響較小。因而在產品開發中，對于灰度值區分度較小的針跡參數篩選，可根據圖案輪廓、明暗特點以及繡制層級要求合理選擇。

圖9 基點針針跡打樣圖與灰度值分布圖

3.4 組合疊加

根據圖像層次與明暗效果，依照針法參數庫選定與各層灰度值相對應的針法參數后，根據鋪底、粗繡、精繡順序依此疊加打樣，完成寫意機繡分層組合設計。例如上述花卉圖案，經灰度處理后進行針法參數選擇：在邊長為20 mm基點針的參數庫中選擇第8組和第20組，即針跡間距分別為2.3和5.9 mm(鋪底層2個灰度等級)；在邊長為10 mm基點針的參數庫中選擇第4、7、15和20組，即針跡間距分別為1.1、2.0、4.4和5.9 mm(粗繡層4個灰度等級)；在邊長為5 mm基點針的參數庫中選擇第3、4、5、7、10、14、15和20組(精繡層8個灰度等級)。隨后按基點針邊長和針跡間距由大到小的繡制順序逐層打樣，效果如圖10所示。可見寫意機繡效果優于常規機繡。

圖10 花卉圖案打樣對比圖

3.5 寫意機繡分層組合設計小結

通過寫意機繡實物圖與常規機繡實物圖的對比得到，前者通過分層分色、灰度處理、針跡排布、組合疊加和色紗繡制五步法實現的三層組合設計，賦予圖案飽滿自然的層次感與立體感，較常規機繡更為輕松自如，尤其花卉圖案在表現風格上呈現出寫意、抽象的藝術效果。此外，由于針跡錯落的排布及寫意的效果要求，留白成為寫意機繡的風格特點，因此底布顏色至關重要，可通過底布顏色與繡線相結合，塑造出愈加協調的寫意機繡產品，使其更具表現力。

4 結 論

本文從點彩派繪畫原理獲取靈感，基于亂針繡風格與繡制特點，開發了一種可表現寫意效果的機繡工藝，實現因工藝革新引致的產品風格拓展，得到以下主要結論。

1)提出了基點針概念，以新的工藝開發思路，突破傳統以線為基本單元的繡制模式。

2)基點針大小、數量及針跡間距協同作用于圖案效果，控制基點針大小與針跡間距的比值，可調控圖案清晰度；控制基點針大小和數量關系，可影響圖案輪廓的表現；控制基點針數量和針跡間距，可實現圖案明暗的自然過渡。

3)提出寫意機繡分層組合設計，構建針法參數庫，實現了各層灰度等級與基點針參數的有效對應，使分層組合設計賦予圖案飽滿自然的層次感與立體感，為常規機繡工藝的延伸與完善提供參考。

未來研究方向主要在2個方面。一是豐富并細化圖案塑造要素的基點針參數，如排列方向，提高繡品的精細度；二是繼續完善針法參數庫，建立有對應效果的圖案樣本，實現基點針針法參數的快速提取。