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1、应用技术E 圆 P r o d u c tD e v e l o p m e n t W W W t e x l e a d e r c o m c n C A D 技术在面料图案设计中的应用 A p p l i c a t i o no fC A DT e c h n o l o g yo nF a b r i cP a t t e r nD e s i g n 当前，快速时尚是今后纺织品服 装行业的新的商业模式。设计创新已 经成为产品立足市场之本，在图案设 计领域，传统的来样加工的生产方式 已越来越不能适应市场的发展。快速 设计独具特色的创新花样图案，已成 为面料开发人员与设计师们的重要课
2、 题，这也对织物C A D 系统也提出了更 高的创新设计要求。 创新设计技术主要包括产品创 新设计、降低成本设计、快速设计、仿 真与虚拟设计智能设计、广义优化设 计等设计技术。快速反应的面料设计 系统包括图案创新设讹织物性能设 计、纱线及织物外观模拟、应用效果 展示等等。 1 计算机辅助的产品创新设计 纺织品计算机辅助设计 ( C o m p u t e rA i d e dD e s i g n ，C A D ) ，是 利用计算机强大的计算功能和高效率 的图形、图像处理能力进行纺织品设 计和数码打样的理论和技术，主要体 现在织物C A D 设计系统的应用。织物 C A D 系统能够用计算机屏
3、幕替代传 统意匠纸进行组织和上机图的设计， 使得组织的设计和变换修改变得非常 便捷；系统能够按照给定的组织和纱 线排列以及纱线种类自动生成织物模 拟图像，输出在视觉上完全符合实际 作者简介：张宝山，男，1 9 7 8 年生，助教， 主要研究方向为艺术设计与计算机软件的 结食 作者单位：西安工程大学艺术工程学院。 1 0 0 要求的织物模拟图像，并可将面料在 计算机中应用到实物上进行展示。 产品创新设计是经济和技术发 展的必然规律，要想增强产品竞争力， 需要具备一定的产品创新设计支撑环 境，其中信息技术尤其是C A D 技术和 系统的应用是这个支撑环境的关键 部分。 目前，C A D 系统已得到
4、广泛应 用。在产品设计领域，以C A D 概念 为核心，已经发展出计算机辅助工 业设计( C A I D ) 计算机辅助概念 设计( C A C D ) 、计算机辅助工艺设计 ( C A P P ) 等一系列相关的C A D 技术 和系统。但如何使传统意义上的C A D 系统支持产品的创新设计是企业界 关心的焦点，也是学术界研究的热点 问题。 2 国内# I 、C A D 技术研究现状 目前，国内外的纺织C A D 系统 种类多，发展快，普及率高。国内已开 发成熟、投入商品化的主要有浙大经 纬公司开发的纹织C A D 系统系列、浙 大光学仪器厂开发的T O P 纹织C A D 系统、上海佰锐数
5、码科技有限公司与 上海纺织研究所合作开发的A U 系列 C A D 系统、中国纺织科学研究院开发 的织物C A D 设计系统、上海视博与东 华大学及绍兴轻纺科技中心联合开发 的F C A D 2 0 0 0 纺织面料计算机辅助设 计系统、浙江理工大学开发的Z I S 素织 物设计系统和Z c a d 面向多重多层织物 小提花织物设计系统、武汉科技学院 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 10N o 3 文张宝山 开发的纺织产品计算机辅助设计系统 ( 简称W F C A D ) 和天津工业大学开 发的机织物C A D 系统等。 相比之下，国外的纺织
6、C A D 系统功能更完善、技术性能更好， 在国内较为知名的有德国D e s i g n S c o p ev i c t o r 公司的E A T 系统，荷兰 N e d G r a p h i c s ( 耐特) 公司T e x c e l l e 2 0 0 6 系统，西班牙I n f o r m a t i c aT e x t i l 公司开发的P E N E L O P EC A D 系统， 西班牙P I X E LA r t 公司开发的P I X E L 系歹I J C A D 系统，美国A V Ls o f t w a r e 公 司的W e a v e M a k e r 织
7、物设计系统，苏 格兰纺织学院开发的S c o t W e a v e 织物 C A D 系统，法国Y X E N D I S 公司的织 物C A D 系统，韩国S a e H w a L o o m 纹织 C A D 系统等。 浙大经纬最新版“W I N2 0 0 0 版 纹织C A D 系统”最大支持1 0 万纹格， 能根据输入的织物组织、纱线排列、 经纬纱线种类等有关数据自动生成织 物的模拟图像。该系统不仅能模拟单 色纱线织成的织物，还可以模拟由多 色纤维混纺的纱线、异色合股纱线和 一些花式纱线( 如雪尼尔纱、粗节纱 圈圈纱等) 交织而成的织物，甚至模 拟毛织物经过整理后呈现的织物表面 状
8、态。 中国纺织科学研究院开发的 C A D 系统具有织物的全真模拟功能， 尤其系统的毛织物效果模拟非常逼 真，针对毛织物采用散毛染色后混纺 加工及后处理中的缩绒起毛工艺，可 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark w w w t e x l e a d e r c o m c n 对毛织物的特殊外观进行模拟，它还 能根据组织纱线奎I I E # U 、纱线种类及 所选择起毛的形式模拟起毛外观和 起毛隐藏织纹和花纹的效果。 国外CAD 系统如EAT 、 T
9、e x c e l l e 2 0 0 6 、P E N E L O P E 、H X E L 、 W e a v e M a k e r 、S c o t W e a v e 、Y X E N D I S 等一般都采用模块化设计，大部分 都包括多臂织物设计和提花织物设 计、面料模拟和面料展示等模块。其 中E A T 系统其织物模拟效果较好，其 三维组织、自动设计和自动链库功能 也颇具特色。T e x c e l l e 2 0 0 6 系统的绘 图功能强大，特别适合开发新产品和 花本试样厂绘图，效率大大高于其它 同类系统。P I X E L 丰I I Y X E N D I S 系统 ( 图
10、1 ) 也具有较好的3 D 展示功能， 可对3 D 模型进行材质渲染，也可利用 三维网格技术将模拟面料铺设于实 物或场景进行展示。 图1Y X E N D I S 软件3 D 模型 3 纺织C A D 技术进展 3 1 机织物C A D 技术进展 机织物C A D 系统包括素织物 C A D 系统和纹织物C A D 系统，素织物 C A D 又称小提花C A D 或多臂C A D ， 与大提花c A D 相比，其织物经纬纱组 织循环较小，主要运用于复杂组织及 色织物等设计。纹织物C A D 又称大提 花C A D 或贾卡C A D ，主要运用于大提 花织物的设计上。素织物C A D 系统一 般
11、都具有组织设计、配色设计、上机 工艺、模拟与展示四大模块，纹织物 C A D 系统一般都具有纹样编辑，意匠 处理、纹织工艺和模拟与展示四大模 块。国外很多C A D 系统也将“模拟与 展示”模块从C A D 系统中独立出来， 作为专门的设计系统。 实物展示是C A D 系统近几年研 究的热点，早期主要是平面展示和实 物二维展示，目前主要为3 D 模型材质 渲染( 3 Dp r e s e n t a t i o n ) 和实物三维展 示( 3 Dm a p p i n g ) 两部分o3 D 模型材 质渲染主要是调用或模仿3 D 软件的 材质渲染功能，国外最新软件能够模 拟较为真实的3 D 效
12、果，如服装模型中 实现不同裁片织物纹路的不同方向和 角度，裁片衔接处的自动接合，更为真 实的光照和场景效果等；香港理工大 学目前研究的一体化C A D 系统中在此 基础上还增加了织物的悬垂和风动效 果模拟，实现3 D 动态展示。 3 2 经编C A D 技术进展 目前，经编行业纷纷推出针对各 种机型的C A D 软件。设计人员首先画 出花纹小样，然后通过扫描仪把花纹 图案转移到计算机中，通过C A D 系统 进行梳栉分配及原料选择，然后自动 确定各把梳栉的垫纱运动，从而可以 确定各把梳栉的花型数据。利用C A D 系统不仅可以进行花纹设计，而且能 够进行织物效应仿真，最终还可以记 录各项数据，
13、并把这些数据保存到软 盘上，直接用于对经编机的控制。 德国E A T 公司开发的经编织物 图形设计( D e s i g n S c o p e ) 和工艺设计 ( P r o C A D ) 软件，可以对多梳栉经编 织物、贾卡经编织物等进行图形和工 艺设计以及模拟仿真。图形设计首先 将花型图稿或织物实样扫描进计算 机，接着进行编辑修改并确定最终的 图形和完全循环，最后根据实际生产 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 10N o 3 E 圈应用技术 P r o d u c tD e v e l o p m e n t 的要求并参照纵横密度及图形的
14、大 小，设定所需的针数及横列数。设计 好图形后，也可以直接进行各类组织 的填充，预览花型效果。工艺设计包 括创建花型文件和花型工艺编辑( 多 梳栉垫纱运动图编辑、贾卡花型编 辑) 。在进行花犁模拟显示之前，必 须先确定和设置各把梳栉的纱线类型 ( 品种、粗细等) ，进入模拟仿真显示 时，可以设置各种不同类型的纱线显 示颜色，纱线的张力状态、纱线粗细 等，并可实现织物的三维仿真。 国外经编C A D 系统水平较高，尤 其是在经编针织物仿真方面。设计者 可以根据市场需要进行反复修改，选 择不同的组织结构和各种线密度、各 种品种的纱线，无需实际生产过程， 就可在屏幕上观察织物的效果或通过 打印机输出
15、布样仿真图，大大节约了 生产成本，缩短了生产周期。这种仿 真是通过对输入工艺参数进行精密计 算后得到的，因此形象逼真，并非像 有些软件仅仅是对织物表面的模拟， 缺乏立体感。 国内在经编C A D 系统的开发上 也取得了不少进展，江南大学开发的 W K C A D3 0 系统可以直观，快速、准 确地设计经编针织物。系统适应范围 广能够方便地设计多梳织物、贾卡 织物、窗帘、绒类织物、网眼织物等， 对于经编织物中设计难度最大的贾 卡浮纹织物、双针床无缝织物等该系 统也能提供完美的解决方案。系统还 具有强大的文件兼容功能，能够与国 内外设计系统中的花型文件进行数 据兼容，同时系统具有多种数据输出 方式
16、，即能满足经编机的花型工艺需 要，也能直接输出国内外经编机上机 花型控制文件。 3 3 横编C A D 技术进展 S t o l l ( 斯托尔) 公司的M I 花样 1 0 1 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 应用技术E 囝 P r o d u c tD e v e l o p m e n t w w w t e x t e a d e r c O m c n 设计软件经过进一步开发为设计人 员提供更多的选择。这种新的软件为 设计人员提供许多自动
17、功能，不再需 要为标准工艺编程序。新的功能还使 个性化编织工艺得以实现。通过改进 菜单和操作元件，软件的操作更加简 单。S t o l l 公司还与E N E A Sl n f o r m a t i c a 公司合作，E N E A S 软件与M 1 结合为 织物设计、模拟和演示提供了新的 选择。 S t o l l 删p 解决方案拥有独一无二 的工具，不仅最大限度地简化客户的 日常工作，而且也明显改进了机器的 运行效果。花型软件M Ip l u s 。全面的 自动化功能，减轻了编程员设计标准 程序的工作。同时，各种附加功能轻 松实现个性化编织技术；改进的菜单 和操作原理，最大程度地简化操作
18、者 的工作。E n e a s 软件为款型的开发、设 计以及模拟，展示花型程序提供了更 多的选择。 瑞士S t e i g e r ( 事坦格) 公司最 新推出的机型具有最先进技术的 “M O D E r 系统，在提供大量自动 功能的同时又给使用者以充分的自 由空间，使客户能够轻松地创新针 法符号或制作最复杂的功能模块。 “M O D E L “ 是一款开放式软件，它能 与W i n d o w s 系统兼容，可以随意安装 在任意一台家用电脑上，为特别时尚 的针织服装设计提供了极为有力的 辅助，其大量的自动功能满足了不协 调的式样；既逻辑又易懂的针法符 号方便了极为复杂的结构和花型。另 外，“
19、N e t C o n t o l ”系统能够使用户通 过计算机终端遥控多台机器的生产 例如与“M O D E r 软件强强联合的 A r i e s3 机型能使设计者自由发挥自己 的想象力。 法国Y X E N D I S 公司的Y XK N I T P l a t i n i u m 是一种立体针织制作和模 1 0 2 拟软件，是一个真实的3 D 针织软件， 可以实现提花、嵌花、双螺纹等结构， 丰富了针织物的创新和仿真。日本 S h i m aS e i k i ( 岛精) 公司的软件S D S O N EA P E X 的特色在于其立体模特 能力，3 Dm o d e l i s t 软
20、件首次创造虚拟 加工；S D S O N EA P E X 硬件也被升 级，例如8 一C P U I 艺用于3 D 应用、 3 DS u b k e y b o a r d 用于对范体影像进行 处理，2 4 ”高分辨率的宽屏监控器。 S D S O N EA P E X 的软、硬件都在该 公司内部开发和制造，以便对客户回 馈提供快速支持。 3 4 印花C A D 技术进展 印花C A D 是许多印染企业进行 技术改造的霞要内容。系统通过彩色 画稿扫描输入，或由计算机直接生成 图案，再进行图形处理，调酉己色彩，产 生出满意的图案，然后由激光照排机 输出满足各种要求的用于印花生产的 高精度分色胶片
21、。印花C A D 技术获得 了较好推广绍兴轻纺科技中心、杭州 开源公司、浙江大学光学仪器J 的产 品占有咤市场。 绍兴轻纺科技中心加强纺织 C A D 技术开发，形成纺织今程C A D 特 色技术服务。在拥有自主版权E X 6 0 0 0 的基础上，该中心推出了E X 9 0 0 0 新 版，使印花分色C A D 技术始终处于领 先水平。E X 6 0 0 0 的最大优点是把原 来的手工分色描稿变成了现在的电脑 分色描稿，大大提高了工作效率。该 软件的创新点在于：增加智能分色、自 动预示、光笔应用和矢量字体功能； 用先进的八叉树量化算法，提高描绘 速度；采用更多的调整方法，提高描 绘质量。 4
22、 纺织C A D 技术的发展对策 经过近年来的协同努力和发展， 国内机织物C A D 技术已有了快速的发 展，已达到了在一定程度上满足国内 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r - 2 0 10N O 3 产品设计的基本要求，但与国外相比， 仍有一定的差距，主要体现在如F 几 方面。 4 1C A D 系统的织物模拟与展示 技术 国9 , C A D 系统一般都采用模块 化设计，大都包括多臂织物设计和提 花织物设计、面料模拟和面料展示等 模块。典型的C A D 系统不仅具有良 好的织物模拟效果，而且具有较好的 织物3 D 展示功能，可对3 D 模型进行 材
23、质渲染，或利用j 维网格技术将模 拟面料铺设千实物或场景进行展示， 且还可利用预先设置的三维网格在 实物表面实现织物褶皱、阴影、裁线 和裁片角度等模拟效果。此外还有的 系统能提供用户自主设计模拟模型的 程序。 4 2C A D 系统的纱线库技术 多数C A D 系统具有较全面和详 尽的纱线库，纱线库中的纱线可以根 据实际需要更换参数，以实现纱线 快速设计与模拟的目的，国内C A D 系 统中纱线库的完整性和灵活性尚待 努力。 4 3 C A D 系统的图形处理功能 国外C A D 系统的绘图功能较强， 特别适合新产品的开发和试样，可大 大提高产品设计的效率。此外，国外 C A D 系统在使用中
24、具有更好的灵活 性，并能较好地适应诸如大型图形处 理等方面的实际应用场合。 可见，对C A D 技术需要通过相关 算法的研究与改进，进一步提高我国 纺织品设计C A D 系统的使用灵活性 与适用性，改进C A D 系统的织物模拟 效果与三维展示技术，增强C A D 系统 的纹织图案处理和编辑功能，形成具 有我国特色的、具有世界先进水平的 C A D 系统，更好地满足我国纺织业对 纺织品设计C A D 技术的需求。E 田 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark