CN107345331A

CN107345331A - 数码提花机织物多基色分区混色模型的构建及其应用方法

Info

Publication number: CN107345331A
Application number: CN201710468745.4A
Authority: CN
Inventors: 周华; 周赳; 李加林; 陈洁
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2017-11-14
Anticipated expiration: 2037-06-20
Also published as: CN107345331B

Abstract

本申请涉及一种数码提花机织物多基色分区混色模型的构建方法及应用方法，构建方法包括以下步骤：确定N个基色，N个基色由N‑1个有彩基色加黑白色构成，将N‑1个有彩基色按照色相顺序排列并与两极的黑白色共同构成立体色域空间，按色相角对其划分，将原有的色彩空间分成N‑1个球瓣形分区，位于分区中的任意一种颜色均由构成该分区的两种有彩基色色纱和黑白色纱交织混合表达。数码提花机织物多基色分区混色模型的应用方法包括以下步骤：确定色纱基色；根据多基色分区混色模型生成色卡、织造色卡、测量色卡；根据色卡数据建立色彩特征文件；对待织造图像进行分色；工艺编辑；织造。本申请结构简洁，使用方便，成本低，效果好，增大色域范围，分辨率高。

Description

数码提花机织物多基色分区混色模型的构建及其应用方法

技术领域

本申请涉及一种多基色分区混色模型的构建及应用方法，主要用于纺织品数码提花中。

背景技术

织物的色彩最终由织物表面的色纱的颜色来表现，选择合理的色纱基本色，通过织物组织的配合，可以使织物呈现出丰富的色彩与风格。本发明提出的基于分区的混色原理的本质在于从基色色纱中选择两种色纱结合特定的纱线（黑纱、白纱）进行编织，使得织物表层参与呈色的色纱至多只有四种（两种色纱加黑白纱）。与全显色等先进数码提花技术相比，该方法将参与呈色的实际色纱数量由原来的红、黄、蓝、黑、白或红、黄、蓝、绿、黑、白几色纱线减少变成至多只有两种色纱加黑白纱四色纱线。

以CMYK色彩空间为例，在标准色域模型中，CMYK色彩空间由C、M、Y及垂直于该平面的K组成。有彩色CMY构成平面的色相范围，垂直于平面的无彩色K代表色彩的亮度变化，由此构成该色彩空间，如图1所示。

传统的色彩混合方式是一种全混色方式，即色彩空间内的所有基色均参与混色。若将CMYK色彩空间中的颜色点用坐标表示，则处于该色彩空间中的任意一颜色点P的坐标为(C, M, Y, K)，即该颜色点P由CMYK四基色混合而成。若在该基础色空间内增加一种基色B（宝蓝），形成CBMYK五基色色彩空间，对于处于CBMYK色彩空间中的任意一颜色点P的坐标为(C, B, M, Y, K)，即该颜色点P由CBMYK五基色混合而成……对于N基色色彩空间中的任意一颜色点P，则由构成该基色色彩空间中的所有颜色（包含K）混合而成。

增加总基色数，可以明显地增大色域范围。如图2a所示为CMYK色域空间的俯视图，将原有的CMYK色彩空间增加一种颜色B（宝蓝色）后所示的色域范围（图2b）要明显地比原色域范围（图2a）大，且增加的基色数越多，所形成的色域范围越大（图2c）。

理论上，根据全混色原理进行混色，可能产生的最大颜色数为C=UN，其中U为基色色阶数，N为基色数（将黑、白视为一色）。以图2(b)所示的CBMYK色域空间为例，若该区间内，C、B、M、Y、K各基色有20级的色阶变化，则该颜色空间可能产生的最大颜色数为：基色数越多，颜色总数越多；色阶级数越多，颜色总数越多。

但是纺织品的颜色表达跟织物的组织结构、色纱基色数N、基色色阶数U以及组织循环大小密切相关，而色纱基色数与织物组织循环大小之间相互牵制。按照传统的混色理论，在相同的织造条件下增加色纱基色数，能够增大色域范围，但同时也会影响织物的组织循环大小和基色色阶数，从而影响织物图案的表达效果。

发明内容

本申请解决的技术问题是克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构简洁，使用方便，成本低，效果好的多基色分区混色模型的构建及应用方法。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案包括：一种数码提花机织物多基色分区混色模型的构建方法，包括确定N个基色，N个基色由N-1个有彩基色加黑白色（K）构成，将N-1个有彩基色按照色相顺序排列，并与两极的黑白色共同构成立体色域空间，按色相角对其划分，将原有的色彩空间分成N-1个球瓣形分区（K不参与分区，黑白均视为K），位于分区中的任意一种颜色最终均由构成该分区的两种有彩基色色纱和黑白色纱交织混合来表达。

本申请通过织物表面参与呈色的两种有彩基色色纱和黑白色色纱的比例来调整呈色单元的色相、明度及饱和度。所述呈色单元的颜色由构成该分区的两种基色色纱以及黑白色（K）色纱来表达，该区域外的其他基色的色纱均不参与呈色。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案还包括：一种上述数码提花机织物多基色分区混色模型的应用方法，包括以下步骤：

确定色纱基色；

根据多基色分区混色模型生成色卡、织造色卡、测量色卡；

根据色卡测量数据建立色彩特征文件；

根据色彩特征文件，对待织造的图像进行分色；

工艺编辑；

织造。

本申请所述确定色纱基色步骤包括：依据图像、生产者意图及要求确定色纱基色，所述基色包括基本基色和专色基色，基本基色CMYK为基础色（其中K包含黑白两色），专色基色为一些为提高饱和度而设置的颜色（如大红、亮橙、宝蓝等）。

本申请所述依据分区混色模型生成色卡、织造色卡、测量色卡，建立色彩特征文件是现有色彩管理的主要步骤，该多基色混色模型是针对色彩管理的应用而建立的。

本申请所述待织造图像分色方法为：利用色彩特征文件，在色彩管理的框架下，通过多基色分色软件进行分色。

本申请所述工艺编辑是针对分色图在纹织CAD中完成的，主要包括织物组织调用、组织铺设、合并效果图、制作纹板等步骤。图像织造所选用的组织、纱线、经纬密度、织机等工艺条件要与织造色卡时所使用的工艺条件一致。

本申请与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简洁，使用方便，成本低，效果好，增加色纱基色数，增大色域范围，但不增大织物组织循环，分辨率高。

附图说明

图1是CMYK色彩空间。

图2是增加色域前后的色域对比。

图3是增加B的分区色域模型。

图4是色域模型结构图。

图5是目前先进数码提花织物织造流程。

图6是中性色渐变组织结构图。

图7是织造图案示例。

图8 是本发明实施例分区区域示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本申请作进一步的详细说明，以下实施例是对本申请的解释而本申请并不局限于以下实施例。

本专业基本名词解释：

1、色阶数U：专指基色色纱颜色的层次渐变级数。

2、色纱基色数N：也称色纱数，即参与显色的纱线的颜色种类。如C、M、Y、K四色，需要注意的是纺织行业中的K包括黑、白两种颜色的色纱。

3、组织循环：纺织行业中，经、纬纱交叉处称为组织点。当经组织点和纬组织点的浮沉规律达到重复时，就称为一个组织循环或一个完全组织。构成一个组织循环的经纱根数称为经纱循环数，用Rj表示；构成一个组织循环的纬纱根数称为纬纱循环数，用Rw表示。组织循环的大小S通常用经纬纱循环数表示，即：也可以由色纱组织点数表示：S=P+Q ，其中P表示组织循环内参与织物显色的除黑白纱之外的有彩色色纱的组织点数，Q表示组织循环内参与显色的黑白纱线的组织点数。

4、呈色单元：由基色组织循环组成，是织物表达颜色的一个最小单元，类似于构成计算机图像的像素，织物图像就是由这样一个个呈色单元构成的，决定了纺织品所能表达的颜色种类、颜色饱和度以及色域范围，其大小直接影响了织物图像的分辨率。呈色单元所包含的颜色种类就是织物所能织造出的所有颜色种类，与纱线基色色阶数U和纱线基色数N有关。

5、呈色单元的大小由其中包含的组织循环的大小以及参与呈色的纱线的直径有关。组织循环越大，呈色单元越大，则织物图像的分辨率越低。

6、在织造工艺条件一定的条件下，织物图像分辨率与组织循环大小成反比。

7、理论上，数码提花技术所能表达的颜色总数C与基色色阶数U和纱线基色数N有关。依据全混色原理混色可能得到的颜色数C为基色色阶数U的基色数N次方，即：C=U^N；基于分区的混色原理混色可以得到的颜色总数为：C=(N-1)*U³。

参见图1～图8，本实施例基于分区多基色色域模型原理：

若将CMY……K多基色色彩空间视为一个球体，本发明基于分区的多基色混色方法则是在分割球体的基础上进行的。沿各基色所形成的经向线条进行切割，将原有的色彩空间按照基色数N分成（N-1）个球瓣形区域（K不参与分区，黑白色均视为K），则每个分区中的任意一颜色点P的颜色组成恒等于构成该分区的两种颜色加上黑白色混合而成。如图3所示的CBMYK色彩空间，按照CBMY四种有色彩基色将原色域分为CKB、BKM、MKY、YKC四个区域。其中，介于M与B色彩区域范围内的所有颜色，均由M、B、K（黑，白）混合而成，其余彩色C、Y不参与混色。

根据分区的混色原理进行混色可以得到的颜色总数为各个分区的颜色数之和。由于每个分区中参与混色的基色恒为构成该分区的两种颜色加上K（黑、白）三种颜色，因此，每个分区的颜色总数为U³，则总的颜色数为：C=(N-1)*U³，其中U为基色色阶数，N为基色数（将黑、白视为一色，K不参与分区）。以图3所示的色域空间为例，若该空间内，C、B、M、Y、K各基色有20级的色阶变化，分区后形成的四个区域中，每个分区中可以混合得到的颜色数为20³，则该颜色空间所能混合得到的颜色总数为：。基色数越多，分出的区域越多，颜色总数越多；色阶级数越多，颜色总数越多。

需要说明的是，从表面上看，(N-1)*U³＜U^N，即基于分区的色域模型的颜色总数小于全色域模型可能得到的最大颜色数。但是根据颜色混合的灰度替换理论（GCR理论），在理想情况下CMYK混色时，等量的CMY三色混合，将呈现中性灰色，中性灰色可以用等量的中性色K来安全地替换，即把CMY中的灰度部分提取出来变成等量的K，剩余的部分保留。例如，颜色(C, M, Y, K)=(10, 56, 80, 10)，可以用K=10来替换(C, M, Y)=(10, 10, 10)得到颜色(C, M, Y, K)=(0, 46, 70, 20)，其颜色效果是等价的。同理，(C, M, Y, K)=(20, 66,90, 0)，(15, 61, 85, 5)，(5, 51, 75, 15)，(1, 47, 71, 19)等的颜色效果与(C, M, Y,K)=(10, 56, 80, 10)的颜色效果也等价。当混合的灰度部分被K完全替代时，C、M、Y之中就至少会有一个成分含量为0，其混色效果就与分区的结果一样。该理论同样适用于多基色全混色。根据GCR理论，基于全混色原理可能得到的最大颜色数中，有很大一部分的颜色效果是一样的，因此虽然分区模型可表达的颜色总数不及全色域模型的可能颜色数，但分区模型有效降低参与混色的颜色数，并且有利于减少色偏，提高混合色的纯度，因此分区模型的色域范围，以及分区模型所呈现的颜色饱和度与呈色效果，并不劣于全色域模型。

此外，依据分区的混色原理，增加色纱基色数，从而增大色域范围，但不增大织物组织循环。在织造时，最多只从多基色色纱中选择两种色纱，再结合黑白纱进行织造，使得织物表面的一个呈色单元内参与呈色的色纱总数至多为四种，而参与显色的色纱数量与色纱的总基色数无关，即不会增大织物的组织循环，影响织物图案的分辨率。该分区方法的优势在于在控制织物组织循环数不增加的条件下，增大色域范围，同时确保织物图像的分辨率最佳。

多基色分区混色模型的构建及应用：

纺织品的色彩是以空间混色原理为基础的，与形成色彩的组织循环内各色组织点的比例关系密切。建立提花织物的色彩空间模型，可以使我们更加清楚准确地理解色彩与织物组织的关系，更确切地把握织物的色彩设计。基于分区的多基色混色模型的建立主要分为两步：即首先确定色纱基色，然后以基色为基础建立多基色分区混色模型。

色纱基色的确定需要考虑图像的使用意图和生产的要求。理论上来讲，织物的色彩呈现符合空间混色，亦属于减法混色，使用CMYK即可混合出最多种类的颜色，能够满足使用要求。但是由于织物组织设计等工艺的限制，许多颜色无法织造出来，且对于饱和度要求较高的颜色（如宝蓝色）通过混色并不能达到理想的饱和度。因此，在选择色纱基色时，通常在CMYK（K包括黑白）基色（色纱）的基础上增加几种为提高饱和度而设置的专色（色纱），如大红色、亮橙色、宝蓝色等，因为这几种颜色通过混色均不能达到理想的饱和度，这几种颜色的选择通常通过分析待织造图像的色彩特点（例如分色软件）得到。

色纱基色确定后，即可在此基础上建立基于分区的多基色混色模型。颜色的三要素包括色相、饱和度和明度，因此混色模型也包含这三个要素。将色域模型视为一个理想球体，如图4所示。其中球体的中间轴代表无彩色，从底部的黑色过渡到顶部的白色，代表色彩的明度变化；半径方向的变化代表色彩的饱和度变化，半径越大，颜色的饱和度越高；沿球体圆周方向的变化代表色相的变化，根据色纱基色而定，按照色相顺序排列；分区时，按照基色形成的色相角进行划分，形成一个个球瓣形区域，每个区域中的颜色由构成该分区的两种基色和K（黑、白）混合而成。

在基色色纱的基础上，结合黑白纱线，通过组织结构的变化，即通过增加或减少组织点的方法来改变织物表面各色纱的比例，即可获得基色色纱的颜色在饱和度与明度上的一系列的变化，这些基色的变化即构成基色的色阶等级。

分区混色模型建立后即可根据该模型进行色彩管理。按照色彩管理的一般步骤，根据分区混色模型生成色卡、织造色卡、测量色卡，获得织机的色彩特征文件，根据色彩特征文件，对图像进行分色，然后通过纹织CAD进行相关工艺的编辑，确定工艺参数即可上机织造。目前先进数码提花机织物的织造过程通常分为如图5所示的几个步骤。

基于分区的织物图像的织造流程与目前先进数码提花机织物的织造流程大体上一致，与之不同和需要注意的地方如下：

1、图像分色：

图像分色即是将图中颜色分成单基色的过程。基于分区的织造流程，图像的分色是在分区混色模型的基础上，根据色彩特征文件进行的，所使用的分色软件是支持多基色分色的分色软件。分色图像中的颜色均可由分区混色模型行中相邻两种基色以及黑白（K）混合得到。

2、织物组织及基色色阶数的确定：

本发明中提到的色阶数专指基色的色阶数。基色色阶数由选用的织物组织结构确定。织物组织确定，色阶数也就随之确定。对于数码提花机织物的组织设计，通常在纹织CAD中调用组织库中的组织来完成。通常通过增加或减少组织点的方法来实现色彩的渐变。以黑白中性色的渐变设计为例，选用16枚缎纹组织通过组织点的变化实现中性色的渐变，其组织结构图如图6所示，分别对应从白到黑的14级渐变。

3、上机织造：

在上机织造的整个过程中，需要注意的是：

①要充分考虑织造工艺参数对织物色彩的影响。如使用相同颜色不同材料的色纱，织造出的织物的色彩风格表现不同；相同颜色、相同材料、不同粗细或不同捻度的色纱，织造出的织物的色彩风格也不一样[ ]。

②此外，使用分区方法进行色纱组合时，需要根据图案色彩进行选纱织造。根据图案色彩的需要，从基色色纱中选择分区区域上的两种相邻的基色色纱结合黑白纱线进行织造，不参与呈色的色纱作背衬。

以图7的织造过程为例详细说明该发明的应用方法。

以图7为例，为提高图像饱和度，选用青（C）、品红（M）、黄（Y）、黑白（K）基础色色纱和大红（R）、绿（G）、宝蓝（B）几种专色色纱进行织造，其织造的工艺流程如下：

（1）确定基色。为提高图像饱和度，本例选用青（C）、品红（M）、黄（Y）、黑白（K）基础色色纱和大红（R）、绿（G）、宝蓝（B）几种专色色纱进行织造。

（2）建立分区混色模型。以基色CMYRGBK确立的分区混色模型包含CKB、BKM、MKR、RKY、YKG、GKC六个区域，如图8所示。

（3）依据分区混色模型生成色卡，并确定织物组织，确定基色色阶级数，选择合适的纱线、经纬密度等工艺条件织造色卡。

（4）测试色卡，优化测量数据，并依据分区混色模型建立相应的色彩特征文件。

（5）图像分色。在色彩管理框架下，将图像根据需求修改后导入多基色分色软件进行分色，根据色彩特征文件，将图片分出青（C）、品红（M）、黄（Y）、大红（R）、绿（G）、宝蓝（B）、黑几种颜色。图片中所有的颜色均可由分区混色模型中相邻两种基色与黑白色混合而成。如图中的橙色在分区混色模型中位于RKY分区内，由红（R）、黄（Y）以及中性色K混合而成。

（6）工艺编辑。主要包括组织铺设、合并效果图、制作纹板等步骤。将分色后的图像文件导入纹织CAD中进行工艺编辑，完成组织铺设、纹板制作等工艺设置，为织造做准备。需要注意的是图像织造所选用的组织、纱线、经纬密度、织机等工艺条件要与织造色卡时所使用的工艺条件一致。

（7）织机准备，确定经纬纱以及CBMRYG和黑白纱线的位置安排，进行整经、卷纬工序；根据织物所要求的尺寸、密度等规格要求设定工艺参数。

（8）上机织造。

凡是本申请技术特征和技术方案的简单变形或者组合，应认为落入本申请的保护范围。

Claims

1.一种数码提花机织物多基色分区混色模型的构建及其应用方法，其特征是包括以下步骤：确定N个基色，N个基色由N-1个有彩基色加黑白色构成，将N-1个有彩基色按照色相顺序排列并与两极的黑白色共同构成立体色域空间，按色相角对其划分，将原有的色彩空间分成N-1个球瓣形分区，位于分区中的任意一种颜色均由构成该分区的两种有彩基色色纱和黑白色纱交织混合表达。

2.根据权利要求1所述数码提花机织物多基色分区混色模型的构建方法，其特征是：通过织物表面参与呈色的两种有彩基色色纱和黑白色色纱的比例来调整呈色单元的色相、明度及饱和度。

3.一种权利要求1或2所述数码提花机织物多基色分区混色模型的应用方法，包括以下步骤：

确定色纱基色；

根据多基色分区混色模型生成色卡、织造色卡、测量色卡；

根据色卡数据建立色彩特征文件；

根据色彩特征文件，对待织造图像进行分色；

工艺编辑；

织造。

4.根据权利要求3所述数码提花机织物多基色分区混色模型的应用方法，其特征是：所述确定色纱基色的方法包括：色纱基色包括基本基色和专色基色两部分，其中基本基色采用CMYK，专色基色采用为提高饱和度而补充设置的基本基色以外的某几种颜色。

5.根据权利要求3所述数码提花机织物多基色分区混色模型的应用方法，其特征是：所述待织造图像分色步骤为：利用分区混色模型建立色彩特征文件，在色彩管理的框架下，通过多基色分色软件进行分色。

6.根据权利要求3所述数码提花机织物多基色分区混色模型的应用方法，其特征是：所述工艺编辑是在纹织CAD中完成的，主要包括织物组织调用、组织铺设、合并效果图、制作纹板步骤。