基于均匀随机网图形的丝绸纹织设计方法.pdf

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1、第2 9 卷第1 2 期 2 0 0 8 年1 2 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 9N o 1 2 D e c 2 0 0 8 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 8 ) 1 2 0 0 3 9 - 0 4 基于均匀随机网图形的丝绸纹织设计方法 张聿，茅彦曼 ( 浙江理工大学，浙江杭州3 1 0 0 1 8 ) 摘要针对均匀随机网可视化图形变化形式丰富，视觉效果强烈的特点，根据丝绸纹织物的设计应用，基于均匀 随机网理论，讨论利用此类图形的构成特点，通过参数和函数等变换方法，获得一类具

2、有精细线条排列效果的图 案。在此基础上，借助电子提花机进行丝绸提花织造实验。并根据实验结果，对这类线条状图案在织物上表现出的 特殊肌理效果以及影响这种效果的相关设计与工艺因素，如纹样的循环面积、纹样分色，以及织物组织设计等进行 分析与讨论。 关键词均匀随机网图形；丝绸纹织物；纹样设计；肌理 中图分类号：T S1 0 5 1 1文献标识码：A M e t h o do fd e s i g n i n gj a c q u a r ds i l kf a b r i cb a s e d o ng r a p h i c so fu n i f o r ms t o c h a s t i cw

3、 e b Z H A N GY u ，M A OY a n m i n ( 孙咖增尉T e c h 硒椰毋，舶嘞o ，Z h e j 矗m g3 1 0 0 1 8 ，C h n a ) A b s t r a c tT h eu n i f o r ms t o c h a s t i cw e bv i s u a l i z e dg r a p h i c sh a v eag r e a tn u m b e ro fv a r y i n gf o r m s ，w h i c hh a v e s t r o n g e rv i s u a le f f e c t s A c

4、 c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fs i l kf a b r i c sa n db a s e do nu n i f o r ms t o c h a s t i cw e b t h e o r y t h ed i s c u s s i o n sw i t hm a t h e m a t i c a lt r a n s f o r m i n gm e t h o d so fp a r a m e t e r sa n df u n c t i o n s 啪c o n c e n t r a t e

5、 do n h o wt ou s et h ef e a t u r e so fu n i f o r ms t o c h a s t i cg r a p h i c st og e to n ek i n do fp a t t e r n si nw h i c hs o m ee f f e c t s 眦 a c h i e v e db ya r r a n g e m e n to f f i n el i n e s T h e ns i l kw e a v i n ge x p e r i m e n t sa r em a d eb yu s i n gt h ee

6、 l e c t r o n i c j a c q u a r dm a c h i n e A n da c c o r d i n gt oe x p e r i I n e n t a lr e s u l t so b t a i n e d ，8 0 m ei n i t i a la n a l y s i sa n dd i s c u s s i o n sm m a d ef o rs p e c i a lt e x t u r e sf o r m e db yf i n el i n e si np a t t e r n s ，a n ds o m er e l e

7、 v a n tf a c t o r so fd e s i g na n dt e c h n i q u e ， s u c h 嬲a r e ao fonep e r i o dp a t t e r n ，c o l o rs e p a r a t i o no fp a t t e r n ，d e s i g n i n gm e t h o d so ff a b r i ct e x t u r e s K e yw o r d s u n i f o r ms t o c h a s t i cw e bg r a p h i c s ；s i l kj a c q u

8、a r dw e a v e ；p a t t e r nd e s i g n ；t e x t u r e 粒子物理学表明，放置在磁场中的粒子，在满足 一定条件时，其运动轨迹将形成具有均匀宽度随机 层的无限大随机网，即均匀随机网。尤其是运用计 算机图形技术进行可视化设计，均匀随机网将展示 出千姿百态的视觉图形。应用这种图形进行艺术设 计，已成为备受关注的研究方向。文献 1 探讨了这 种技术在丝绸设计上的应用，但是对于如何充分利用 均匀随机网图形的结构特点设计开发新型提花织物， 尚很少见相关报道。本文利用均匀随机网图形骨架 结构的变化特点，通过产生出一类具有线条精细排列 的图案，结合织造实验

9、，探讨了由均匀随机网图形设 计产生织物特殊纹理效果的可行方法与途径。 1均匀随机网图形生成原理 在粒子物理实验中，受恒定磁场和平面波电场 共同作用的带电粒子系统，当其拉摩转动与波场频 率发生共振时，在相平面上可出现无限大的随机网 结构。在考察映射俞。在( u ，口) 平面上所产生的随 机网时，当q 次共振条件成立，则其映射称为q 阶 收稿日期：2 0 0 8 0 5 2 3修回日期：2 0 0 8 0 9 0 5 基金项目：浙江省科技计置I j 项目( 2 0 0 7 c 2 1 1 6 0 ) 作者简介：张聿( 1 9 5 4 一) ，男，教授，博士。研究领城为非线性图形与纺织工程等。E -

10、 m a i l ：h z z y l l l l l 1 6 3 t o m 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 4 0 纺织学报 第2 9 卷 共振扭转映射 2 。】。 庸：f 面= ? + 掘n l ，) 叫2 7 c 7 引+ 心n ( 2 7 c 7 9 ) 【移= 一( + k s i n v ) s i n ( 2 7 r q ) + v c o s ( 2 丌q ) ( 1 ) 式中：k 为表征不可积性的扰动强度；面与矛为( M ，

11、 移) 平面上的迭代函数。满足该条件的随机网则称 为均匀随机网。 根据式( 1 ) ，运用V B 语言编程，可在计算机上 将由q 阶共振扭转映射所表示的均匀随机网转换 为可视化图形，即均匀随机网图形。 由式( 1 ) 生成的均匀随机网图形如图1 所示。 基于V B 语言的程序流程如图2 所示。 ( a ) q = 5( b ) q = 3( c ) q = 8 图1 均匀随机网图形 F i g 1 U n i f o r ms t o c h a s t i cw e bg r a p h i c s 图2 程序流程图 F i g 2 F l o wc h to fm a i np r o g

12、 r a m 为寻求图形的更多变化，可考虑对式( 1 ) 进行数 学变换。通过计算机绘图实验发现，除参数q 外， 扰动强度k 对均匀随机网图形的变化有很大的影 响。以q = 4 为例，不同k 值产生的图形如图3 所示。 图3 不同k 值的均匀随机网图形 F i g 3 U n i f o r ms t o c h a s t i cw e bg r a p h i c sw i t h d i f f e r e n tp a r a m e t e r 七 通过计算机实验还可发现，当k 值越来越小 时，均匀随机网图形开始发生偏离规则图形的变化， 尤其当k 小于0 0 1 时，生成了一种线条密

13、集排列的 奇异图形，如图4 所示，图中k = 0 0 0 00 1 。 ( a ) q - - 4C o ) q = 5 图4 线条类均匀随机网图形 F i g 4L i n e - t y p eu n i f o r ms t o c h a s t i cw e bg r a p h i c s 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 2 期张聿等：基于均匀随机网图形的丝绸纹织设计方法 4 l 2 基于均匀随机网图形的纹样设计 针对上述密集线条

14、类均匀随机网图形，主要考 虑利用其特点。本文运用二次设计方法，设计具有 特殊肌理效果的织物。基本设计步骤如下。 1 ) 生成线条类图形。通过调节参数k ，寻找密 集程度不同，造型不同的线条图形，将获得的图形保 存为位图格式。如图5 ( a ) 所示。 2 ) 将图形调入P h o t o s h o p 中，截取图形的局部， 并保存为新文件，如图5 ( b ) 所示。图5 ( b ) 为图5 ( a ) 的局部截图。 ( b ) 局部圈 图5 均匀随机网图形及其局部截取图 F i g 5G e t t i n gp a r t i a lu n i f o r ms t o c h a s t

15、 i cw e bg r a p h i c ( a ) q = 3 ；( b ) P a r to fg r a p h i c 3 ) 对所获的均匀随机网局部图进行剪切、叠加、 旋转、扭曲等操作，以设计出满地的线条类纹样效 果，然后保存为位图格式。所设计的线条类纹样如 图6 所示。 ( a ) 纹样1( b ) 纹样2 图6 均匀随机网线条类纹样 F i g 6L i n e - t y p ep a U e r n so fI l n i f o r ms t o c h a s t i c w e b ( a ) P a t t e r n1 ；( b ) P a t t e r n2

16、 3织造实验 为在织物上更好地表现出均匀随机网图形所可 能带来的纹理效果，本文选用了图6 所示的纹样图 作为实验纹样。具体实验步骤如下。 1 ) 选择原料。由于均匀随机网图形精致细腻， 所以选用桑蚕丝做原料来突出这一特点。纱线具体 规格：经纱由2 根线密度为2 4d t e x ，捻度为8 0 0 捻m ， 捻向s 的单纱合股，再加捻度6 8 0 捻，m ，捻向z ( 米白 色) ；纬纱为线密度为2 4d t e x 2 ，捻度为3 5 0 捻，m ，捻 向S ( 红色) 。 2 ) 将设计好的纹样调入到纹织C A D 中进行选 色、分色。 3 ) 在纹织C A D 上进行意匠设计和工艺设计。

17、 4 ) 将生成的意匠文件传送至电子提花机进行 织造。 织物样品照片见图7 。织物规格：经密 11 5 0 根1 0c m ，纬密9 0 0 根1 0c m ，织物组织为缎 纹、2 2 方平、变化斜纹。织机装造：1 22 8 8 针单造、 单把吊。 ( a ) 织物样品1( b ) 织物样品2 图7 织物样品照片 F i g 7 F a b r i cs a m p l ep h o t o s ( a ) F a b r i c s a m p l e1 ；( b ) F a b r i cs a m p l e2 4 结果讨论 根据织造实验结果可以看到，所得织物的表面 纹理较好地表达了所设

18、计纹样的效果，但是，从细节 看，为更好地实现将特殊的均匀随机网图形转化为 织物表面纹理，达到设计的预期目的，应该在设计过 程中充分考虑以下几方面的因素。 1 ) 纹样的循环面积。由于均匀随机网图形的复 杂结构将产生特殊的纹理，因此，为避免出现纹理排 列的规律性过强等视觉印象，纹样的循环面积应该 在设计时考虑留有足够大的尺寸。 2 ) 纹样分色。为更好地体现均匀随机网图形的 特色，使织物表面产生精致、细腻的效果，在纹样导 入纹织C A D 进行选色、分色时，应该考虑保留至少4 个颜色，以便纹样保留部分必要的图形细节信息。 3 ) 织物组织设计。为使织物的纹理效果相对突 出，在实验中，线条类纹样多

19、采用缎纹、方平、变化斜 ( 下转第4 9 页) 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 2 期钱程：处理方法对水刺非织造布强力的影响 4 9 因是水刺布在高压辊筒的挤压下厚度明显减少，其 对应的密度也得到增加，这样单位面积内纤维的根 数增多，纤维之间的摩擦力增加，因而水刺布的断裂 强力得到提高。 纺织品的轧光整理能使织物有光泽，手感硬挺 及结构紧密。本文在轧压水刺非织造布时发现，轧 压除赋予布面较好的光泽外，与轧压纺织品不同的 是，非织造布手感变得非

20、常柔软，可能是在高压和一 定温度作用下，达到涤纶纤维的玻璃化温度而使大 分子链构象产生变化，纤维弹性模量迅速下降，分子 链段的运动开始“解冻州钉，从而使纤维的柔软性得 到提高。由于没有非织造布专用轧光机，只能借用 织物轧光机或造纸用压光机，织物轧光机的压力比 较大，而造纸用压光机速度快、温度低，因此受条件 的限制没有进行大量实验摸索出合理的工艺条件。 随水刺非织造布应用领域的扩大，对普通水刺加工 产品不能获得的一些特殊性能，如高光洁度、高密度 及超薄型等需求的增加。超级轧压工艺在非织造布 整理中将得到进一步应用。 4 结论 1 ) 在线和离线浸胶2 种方法都能增加水刺非织 造布的强力。离线浸胶

21、非织造布的纵、横向强力增 加的程度较大，且其断裂伸长率要小于在线浸胶水 刺非织造布的断裂伸长率，在生产量大时离线浸胶 整理是一种比较好的方法。离线浸胶加工对水刺非 织造布的上胶量有一个限度，超过极限值，水刺非织 造布的强力反而呈下降的趋势，因此生产时不宜采 用过高的上胶量。 2 ) 在原有生产条件不变的条件下加入E S 纤维 对水刺布强力没有过大的改善，只能取得较好的布 面光洁效果。加入少量粗纤维对非织造布横向强力 有较好的改进，但粗纤维用量不宜过多，否则会降低 布面的整体效果。 3 ) 对水刺非织造布迸行轧压增强整理不但改善 了非织造布的强力，而且使布面光洁度、密度及柔软 度等均得到改进，是

22、提高水刺非织造布附加值的一 种好方法。 参考文献： 1 柯勤飞，靳向煜非织造布学 M 上海：东华大学出 版社，2 0 0 4 ：1 0 0 2 郭秉臣非织造布学 M 北京：中国纺织出版社， 2 0 0 2 ：2 3 2 3 李洪水力缠结技术的研究与应用 D 苏州：苏州大 学，2 0 0 4 4 康卫民，任强，程博文提离水刺非织造布横向断裂强 力的研究 J 非织造布，2 0 0 4 ，1 2 ( 4 ) ：1 3 1 6 5 姚穆，周锦芳，黄淑珍，等纺织材料学 M 2 版北 京：中国纺织出版社1 9 9 6 ：4 3 9 ( 上接第4 1 页) 纹等循环较小的组织。进一步的研究可以尝试采用 绉组

23、织等循环相对较大的组织，以期产生其他织物 表面效果。 5 结论 1 ) 利用均匀随机网图形的结构特点设计纹样， 并通过织造在织物上表现出特殊的纹理效果是可 行的。 2 ) 与传统设计方法相比，均匀随机网图形的织 物纹理极其精致、细腻，数字化特征明显，具有较高 的防伪性。 3 ) 在织物上表现均匀随机网图形的结构特点， 必须充分考虑纹样的循环面积、纹样分色与织物组 织设计等因素对织物纹理效果的影响。 参考文献： 1 张聿基于弱混沌理论的纹织设计方法研究【J 纺织 学报，2 0 0 4 ，2 5 ( 4 ) ：2 2 2 3 2 Z a s l a v s k yGM ，S a g d e e v

24、Rz ，U s i k o vDA ，e ta 1 W e a k C h a o sa n d O u a s i r e g u l a rP a t t e r n s M C a m b r i d g e ： C a m b r i d g eU n i v e r s i t yP r e s s 1 9 9 1 ：1 0 9 11 3 ( 3 汪秉宏弱混沌与准规则斑图【M 上海：科技教育出 版社，1 9 9 6 ：7 4 7 5 4 段绪胜，刘念华，黄胜锦分形艺术图案在装饰设计中 的应用 J 山东农业大学学报：自然科学版，2 0 0 1 ， 3 2 ( 3 ) ：3 4 9 3 5 2 5 张聿，李栋高纹织设计中的非线性科学可视化方法 初探 J 纺织学报，2 0 0 2 ，2 3 ( 5 ) ：2 7 2 8 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark