基于紋織CAD的變化組織創新設計

陳雙敏，柳新江，陳健亮，武 京，閆一欣，眭建華

(1.蘇州大學 紡織與服裝工程學院，江蘇 蘇州 215021； 2.湖州新南海織造廠，浙江 湖州 313001)

織物組織學理論中，平紋、斜紋、緞紋三原組織是基礎，其構成遵循嚴格的組織特征值，因此變化和類別也非常有限。變化組織在保留原來一些組織特征的基礎上，會有各種各樣的表現，由此豐富聯合組織、重組織、雙(多)層等組織的設計[1]。傳統的組織圖設計與繪制是在方格(意匠)紙上逐點填繪的，繪制速度慢，且很容易出現多點、少點、錯點、過長浮長線等問題，更重要的是局限了組織設計的思維空間。就變化組織而言，很多教材上介紹的設計方法基本是相同的，比如平紋組織的變化方法集中在沿經向、緯向放大延長同類組織點上，斜紋組織的變化方法是加強、變向、錯位及組合等，緞紋組織的變化方法是加強緞紋、變則緞紋等。這類教材以織物組織的構成原理[1-2]、表現效果[3]、作圖方法[4]、加工要點[5]等為主體內容，其提供的組織案例非常有限。有一些國內外參考書目中提供了大量織物組織圖庫，如沈干的《黑白經緯—織物組織設計圖集》[6]，但這些參考書中對組織設計方法上沒有提出完全創新的思路。目前針對織物組織研究開發的織物設計CAD軟件，大多仍以組織繪制、上機圖設計與生成、織物模擬為主導，在組織的創新設計上缺少有力的技術支撐。

本文使用的紋織CAD是針對機織大提花織物的意匠繪畫、紋制工藝處理等開發的軟件工具，以小方格子表現圖案紋樣，紋織CAD軟件[7-8]在繪畫工具欄配備了色號、點線面繪制、色彩填充與替換、圖形移動與拷貝、包邊等功能，在工藝工具欄配備了組織庫建設與選用、鋪組織等功能[9-10]。這些功能工具可以拓展變化組織的創新設計思路，也為新組織的快速生成和效果分析提供了便捷。

1 點放大設計法

這種圖形放大構作新組織的原理同樣可以在斜紋、緞紋等其他組織上應用。點放大法組織設計示例見圖1。

圖1 點放大法組織設計示例Fig.1 Examples of point enlargement weaves design.(a)Example1;(b) Example 2;(c) Example 3;(d) Example 4;(e) Example 5;(f) Example 6

2 線面構圖設計法

有些組織圖的組織點縱向、橫向或斜向呈線條(直線或弧線)特征排列，或者呈塊面(正方形、長方形、平行四邊形、菱形、圓形或橢圓形等)特征分布，紋織CAD中拉線條、拖平面、復制粘貼、換色等工具不僅能夠快速繪制這類組織圖，還可以通過對線面的隨機換位、換向便捷地設計一些新的織物組織。

45°對角斜向拉線是一種典型應用，斜線構圖組織設計示例見圖2，圖2(a)是一組直角幾何組合紋，圖2(b)是一組“回”字形紋，圖2(c)是一組“”字形紋。對角線構圖設計的組織還可以作局部的加點裝飾處理，如圖2(d)～(f)中加“□·”所示，增強了組織的趣味性、節奏感和立體效果。

圖2 斜線構圖組織設計示例Fig.3 Examples of slash composition weaves design.(a)Example1;(b) Example 2;(c) Example 3;(d) Example 4;(e) Example 5;(f) Example 6

平面構圖組合組織示例見圖3，其中圖3(a)為普通平面構圖組織，其形狀有大小正圓、正方形、矩形等，構圖有空心、實心不同處理。平面構圖組織設計容易出現經緯浮長線過長的情況，因此通常還需要補“點”，并盡量保留原花紋的特征，如圖3(b)所示為加點后的平面構圖組織。

圖3 平面構圖組織設計示例Fig.3 Examples of flat composition weaves design.(a) Common flat composition weaves;(b) Dotted flat composition weaves

3 包邊設計法

在紋織CAD中，“包邊”是一個色點或一個色彩區域進行的規律性加點處理工具。選擇一個色彩對象，對其點擊，瞬間即形成包邊。對單個色點只有外包邊，對色彩區域包邊處理有向外包邊和向內包邊。包邊時可以選用與包邊對象相同色，也可以選用不同色。點擊一次產生一層包邊，連續點擊產生多層。可以向上、下、左、右4個單方向包邊，也可以幾個方向同時包邊。此外還可以對某個色號設置保護，這樣包邊處理時被保護的色號圖形就不會被覆蓋了。

可對某一基礎組織先作色彩設置，再作包邊處理，然后置換成2種色彩，分別作為經、緯組織點，即可以生成新的組織。

3.1 點包邊

點包邊組織設計更適合于以經組織點為單獨組織點的緯面組織。加強斜紋、加強緞紋屬于同色單向的簡單點包邊。多色、多向、多次包邊可以豐富組織的設計。

圖4 點包邊組織設計示例1Fig.4 Example 1 of point border weaves design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5

圖5 點包邊組織設計示例2Fig.5 Example 2 of point border weaves design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3

3.2 面包邊

圖6 面包邊組織設計示例Fig.6 Examples of face border weaves design.(a)Basic weave;(b)First out-hemming;(c)First inward-hemming;(d)Second inward-hemming :(e)New weave

圖7 點、面包邊結合組織設計示例Fig.7 Examples of point and face combination weaves design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5

4 組織填充設計法

紋織CAD中，從組織庫選取某一組織，并按需要調整組織起點，然后將其填充在意匠圖的某一色彩的所有色塊區域內，必要時可設定“留邊”，稱作鋪組織。鋪組織處理與傳統手工意匠的間絲、拋邊處理概念相近。

當設計在一個縱橫格數較小的意匠區域內，選用1種或幾種顏色繪制簡單花紋，構作1個小循環四方連續構圖，然后選取不同的基礎組織分別鋪設在不同地部和花部，就可生成一個新的組織。

填充法組織設計示例1見圖8，圖8(a)～(f)均以圖7(c)所示為構圖，分別選用不同組織填充在地部和花部。可以看出：宜選用原構圖大小(縱橫格數)的整約數的基礎組織填充，否則會導致織物組織循環過大；選用經緯面相反或者方向相反的組織填充，新組織保留原構圖的特征更為明顯；選用同一基礎組織，以不同起點填充，新組織也會有顯著不同。

圖8 填充法組織設計示例1Fig.8 Example 1 of weaves filling design.(a)Example 1;(b) Example 2;(c) Example 3;(d) Example 4;(e) Example 5;(f) Example 6

圖9 填充法組織設計示例2Fig.9 Example 2 of weaves filling design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5

組織填充設計法也可應用于一地多花的多層次構圖，篇幅有限，不再一一列舉。

5 疊合設計法

紋織CAD軟件中，分別用不同色號對2個紋樣的地部和花部設色，打開其中一個紋樣，將其花紋設色保護起來，然后使用“圖像疊加”工具，將另一個紋樣疊加進來，就能在前一紋樣的地部顯現后一紋樣的花紋。照此方法可以疊加更多的紋樣。基礎紋樣可以是不同起點位置的同一幅紋樣，也可以是完全不同的紋樣。如果對前一紋樣的花部進行包邊處理，并將包邊色保護起來，后面疊加進來的紋樣的花部就不會與前一紋樣的花部產生接觸。

將組織圖的緯組織點設為地部，經組織點設為花部并保護起來，即可采用疊加方法設計新組織。用于疊加的基礎組織應以緯面組織為宜，可以是同一組織的疊加。同一組織的疊加法組織設計示例見圖10，其中，圖10(a)為基礎組織1，圖10(b)是將圖10(a)的緯紗上移2格、經紗左移1格得到的基礎組織2，顯然這2個基礎組織是起點不同的同一組織。繼續按此移動規律變化還可以得到另外4個基礎組織。將以上6個不同起點的同一組織疊加起來就得到了圖10(c)所示的新組織了。

圖10 同一組織的疊加法組織設計示例Fig.10 Examples of overlapping weaves design for same weaves.(a)Basic weave 1;(b)Basic weave 2;(c)New weave

不同組織的疊加法組織設計示例見圖11。圖11是2個不同組織的疊加，基礎組織分別是圖11(a)所示的急斜紋和圖11(b)所示的緩斜紋，圖11(c)是斜紋線有接觸的疊加組織，圖11(d)是先對急斜紋外包邊并保護包邊的不接觸疊加組織。

圖11 不同組織的疊加法組織設計示例Fig.11 Examples of overlapping weaves design for different weaves.(a)Steep twills;(b)Flat twills;(c)Drivative weaves 1;(d) Drivative weaves 2

6 拷貝設計法

選擇紋織CAD中的“矩形拷貝”工具可以對矩形拉框范圍內的圖形進行重復、對稱、旋轉、斜角翻轉等拷貝。拷貝法用于組織設計時，一般先對拷貝對象加以調整處理，然后重新組合。

6.1 拷貝的調整處理

對拷貝對象的調整處理方法大致有起點位置調整、紗線次序轉換、經緯方向轉換、經緯組織點轉換、對角區域翻轉等。拷貝法組織設計示例1見圖12，下面以圖12(a)為基礎組織加以說明。

①起點位置調整：如圖12(b)所示，可以認為將圖12(a)的緯紗上移或下移4個橫格，也可以認為將圖12(a)的經紗左移或右移4個橫格。

②紗線排序轉換調整：對拷貝對象進行左右翻轉形成經向對稱，如圖12(c)所示。

③經緯方向轉換調整：對拷貝對象作順時針90°旋轉，使其經、緯紗關系發生交換，如圖12(d)所示。

④經緯組織點轉換調整：利用換色工具將拷貝對象中的經組織點與緯組織點進行交換，如圖12(e)所示。

⑤對角區域翻轉調整：左上區域向右下翻轉復制如圖12(f)所示。

圖12 拷貝法組織設計示例1Fig.12 Example 1 of copy weave design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5;(f) Weave 6

⑥綜合調整：使用上述2種或以上的調整處理方法。

6.2 拷貝的組裝

重組是對多個拷貝對象進行組裝，又可分為沿縱向或橫向重組的二方組合和沿經緯向重組的四方組合。組合時還可以將拷貝對象的位置進行變化。拷貝組合方法見圖13。4個拷貝對象的橫向、縱向組合及其變化見圖圖13(a)(b)，四方組合及其變化見圖13(c)。其中，圖中的A1～A4,B1～B4以及C11～C44指的是一個單元的組織圖。

圖13 拷貝組合方法Fig.13 Copy combination methods.(a) Horizontal combination;(b) Vertical combination;(c) Quartet combination

拷貝對象可以是基礎組織的循環內局部區域，稱作拆分拷貝，也可以是一個或多個組織循環，稱作完全拷貝。

拆分拷貝重組設計示例見圖14，其中圖14(a)為基礎組織,圖14(b)為經紗每2根左右換位的二方重組組織，圖14(c)為經紗每2根左右、上下均換位的二方重組組織，圖14(d)為4×4格區域斜對角翻轉的四方重組組織。

完全拷貝重組設計示例見圖15，圖15(a)是一個8×8格的基礎組織。將圖15(a)順時針旋轉90°并轉換經緯組織點得到圖15(b)；將圖15(b)順時針旋轉90°并轉換經緯組織點得到圖15(c)；將圖15(c)順時針旋轉90°并轉換經緯組織點得到圖15(d)；最后再將圖15(a)(b)(c)(d)4個圖依次以左上、右上、右下、左下位置進行四方組合。

圖15 完全拷貝重組設計示例Fig.15 Examples of complete copy recombination design.(a) Weave 1;(b)Weave 2;(c) Weave 3;(d) Weave 4;(e) Weave 5

7 結束語

本文對織物組織的創新設計方法進行研究，以示例列舉的方式，描述了設計各種變化組織的過程和效果，并提出了點放大設計法、線面構圖設計法、包邊設計法、組織填充設計法、疊合設計法、拷貝設計法等幾種織物組織的創新設計方法，對織物組織的創新設計開發具有廣泛的實際應用價值。同時，研究認為，開發一款具有符號表現組織點、點線面繪制、組織點填充與替換、圖形移動與拷貝、包邊、組織庫建設、組織選用與填充、組織點符號保護、組織疊加、上機圖生成等諸多功能的組織設計專用軟件是非常有必要的。