CN112562016B - 彩纤多维混色空间网格模型与网格点阵列色谱构建及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法及应用,针对指定各基色纤维,引入坐标数字量化过程,将各基色纤维分别对应于多维坐标系的各坐标轴,以基色纤维参与混合的质量作为坐标轴数据,由多维坐标系空间的各个网格点获得各基色纤维的混合纱线对象,由此结合各基色纤维的混合比,以及各基色纤维的RGB颜色,实现对混合纱线对象的RGB颜色建模,即构成多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵,并由此进一步实现线阵列模型、面阵列模型、体阵列模型的构建,针对多基色纤维混合下的RGB颜色空间实现了数字量化,能够在实际应用中任意调用各组模型实现颜色的可视化,有效提高了颜色分析、选择的效率。
Description
技术领域
本发明涉及彩纤多维混色空间网格模型与网格点阵列色谱构建及应用,属于颜色空间网格构建技术领域。
背景技术
通过对纺织纤维材料的染色、原液着色、生物转基因、结构生色等技术手段可获取具有不同色彩效应的彩色纤维,将多种不同色彩的纤维按照某种比例进行混色纺纱可得到具有某种色彩的色纺纱,理论上混纺纤维的基色、混和比例、混和方式、成型纱线的结构等因素对色纺纱色相、明度及饱和度都有较大影响,但在实际生产过程中,通常以某种混色方式和成纱结构为基础,重点考虑彩色纤维基色的选择及其混色比例的选择。利用多元基色的染色纤维或者原液着色纤维混色纺制色纺纱,并通过变动基色纤维的比例调控色纺纱的色相、明度及饱和度,是设计并实现色纺纱的必要手段。
生产色纺纱需要完成色纺纱的色彩设计、规格设计、纺纱工艺设计。在进行色纺纱色彩设计时,通常有以下五种工作流程:(1)基于现有色系进行纱线色彩创新,开发彩色纱线。此时需要将在库的若干彩色纤维进行不同组合并选用不同比例进行混色纺纱,从试纺的系列化彩色纱线中选择几个配色方案作为新品进行市场推广;(2)基于流行色或设计师个人喜好选定色系进行纱线色彩创新,开发彩色纱线。此时由设计师根据自己对色彩的理解和想象选择几组基础色系进行纤维染色,将设计师选定的几组彩纤维进行不同组合并选用不同比例进行混色纺纱,从试纺的系列化彩色纱线中选择几个配色方案作为新品进行市场推广;(3)基于来样进行色彩复制,开发彩色纱线。在分析来样的基础上,确定采用哪几种彩色纤维按照何种比例进行混色纺纱。将试纺色纺纱样交客户确认,经若干回合后确定色纺纱配色方案。
生产色纺纱或彩色纱的核心技术是优选彩色纱的配色方案,无论是基于现有色系进行纱线色彩创新,还是基于设计师个人喜好选定色系进行纱线色彩创新,或是基于来样进行色彩复制,都需要熟悉色彩色相、明度及饱和度的变化规律,敏感察觉色彩之间的微妙差异,掌握彩色纱线的配色技巧。
当前,配色方案的设计主要依靠设计师个人的经验和直觉进行,配色过程的完成主要依靠手工制样、手工染色、手工配色,配色结果的评价主要依靠在现场对实物样的观察,依托主观感受进行评价。彩色纤维的混色过程是色料混色过程,属于色彩的空间并置混色。
现有色彩体系中的颜色可通过颜色空间中的R、G、B值进行标定,因此任一颜色都可用颜色空间的某个向量表示。如果将颜色a(Ra、Ga、Ba)、b)Rb、Gb、Bb)、b(Rb、Gb、Bb)、d(Rd、Gd、Bd)、e(Re、Ge、Be)混色可得到混色样的颜色值m(Rm、Gm、Bm),则混色样的颜色值Rm=Ra+Rb+Rc+Rd+Re、Gm=Ga+Gb+Gc+Gd+Ge、Bm=Ba+Bb+Bc+Bd+Be,相当于颜色空间中求向量之和的运算。既然色彩及色彩的混色均可数字化表达,所以也可对彩色纤维的混色过程进行数字化表达。基于上述分析,我们认为传统配色方法主要存在以下问题:
1、彩色纤维的混色过程是色料混色过程,传统配色方法未建立数字化的物理模型对彩色纤维的混色过程进行表达,需要构建物理模型并对彩色纤维的混色过程进行数字化表达;
2、彩色纤维的混配色过程,就是选择几种彩色纤维作为基础颜色,通过变化混纺比得到系列化的色谱。传统配色方法通过手工打样制作混色样品,未建立基于基色颜色值以及混色比例变化求取混色体颜色值的数字化方法,需要构建彩色纤维离散混色模型及其混色色谱的可视化算法,实现彩色纱线的数字化虚拟配色;
3、通过彩色纤维的配色过程可以得到系列化色谱。传统配色方法采用手工打样获取,获取配色色谱效率低、耗时长、不便于远程传输。需要构建红、绿、蓝、青、蓝、品红、黑、白等八基色纤维组合混配的标准混色色谱,为彩色纱线的配色提供参考依据;
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法,针对指定各基色纤维,引入坐标数字量化过程,实现多基色RGB颜色空间颜色的可视化。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案:本发明设计了一种彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法,针对指定各基色纤维,以及维度数与基色纤维数相等的多维坐标系,以各基色纤维质量分别对应多维坐标系中的各根坐标轴,实现多维混色网格模型及网格点阵列颜色矩阵的构建,包括如下步骤:
步骤A.根据各基色纤维分别所对应的预设最大质量ωm,确定各基色纤维最大质量分别所对应其所设坐标轴的位置,然后进入步骤B;其中,m∈{1、…、M},M表示基色纤维的数目,ωm表示第m根基色纤维所对应的预设最大质量;
步骤B.分别针对多维坐标系中原点与各根坐标轴上相应基色纤维最大质量位置之间的线段,执行nm等分,获得该线段上各点的质量im=1、…、nm+1,im表示第m根基色纤维所对应坐标轴线段上、由多维坐标系中原点至相应基色纤维最大质量位置方向各点的序号;nm表示针对第m根基色纤维所对应坐标轴上线段执行的等分数;然后进入步骤C;
步骤C.构建多基色纤维分别所对应的混合比λm(i1,…,im,…,iM)如下,然后进入步骤D;
λm(i1,…,im,…,iM)=[ωm*(im-1)/nm]/[ω1*(i1-1)/n1+…+ωm*(im-1)/nm+…+ωM*(iM-1)/nM];
步骤D.构建多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的质量模型如下,然后进入步骤E;
ωξ(i1,…,im,…,iM)=[ω1*(i1-1)/n1+…+ωm*(im-1)/nm+…+ωM*(iM-1)/nM];
其中,im=1、…、nm+1;
步骤E.构建多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的质量矩阵如下,然后进入步骤F;
其中,im=1、…、nm+1;
步骤F.构建多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值模型如下:
然后进入步骤G,其中,R1、G1、B1表示第1根基色纤维所对应的RGB颜色值,Rm、Gm、Bm表示第m根基色纤维所对应的RGB颜色值,RM、GM、BM表示第M根基色纤维所对应的RGB颜色值,表示多维坐标系中坐标(i1,…,im,…,iM)位置所对应各基色纤维混合纱线的颜色值,Rξ(i1,…,im,…,iM)、Gξ(i1,…,im,…,iM)、Bξ(i1,…,im,…,iM)表示多维坐标系中坐标(i1,…,im,…,iM)位置所对应各基色纤维混合纱线的RGB颜色值;
步骤G.构建多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值矩阵如下:
其中,im=1、…、nm+1。
作为本发明的一种优选技术方案:基于所述各基色纤维的最大质量与等分数就彼此相等,即各基色纤维对应的ωm彼此相等,各基色纤维对应的nm彼此相等,则步骤A至步骤G所获多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值模型如下:
作为本发明的一种优选技术方案:基于步骤A至步骤G所获多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值模型,以及各基色纤维对应的ωm彼此相等,各基色纤维对应的nm彼此相等,其中,基于(i1,…,im,…,iM)中任意K个参数分别为变量,其余参数分别为常数,针对构建(nm+1)M-K个(nm+1)K维的多维颜色阵列,其中,1≤K≤M。
与上述相对应,本发明设计一种针对彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法的应用,将所述多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值,存储于数据库中,按如下方式,用于实现对目标颜色的分析;
首先检测获得目标颜色所对应的RGB颜色检测数据,并在数据库中查找该RGB颜色检测数据所对应的网格点;然后在以该网格点为原点、周围预设半径范围,通过比对的方式,获得目标颜色所对应的网格点;最后由该网格点所对应的RGB颜色数据,构成目标颜色所对应的RGB颜色数据。
作为本发明的一种优选技术方案:采用检色仪针对目标颜色进行检测,获得目标颜色所对应的RGB颜色检测数据。
本发明所述一种彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法及应用,采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
本发明所设计彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法及应用,针对指定各基色纤维,引入坐标数字量化过程,将各基色纤维分别对应于多维坐标系的各坐标轴,以基色纤维参与混合的质量作为坐标轴数据,由多维坐标系空间的各个网格点获得各基色纤维的混合纱线对象,由此结合各基色纤维的混合比,以及各基色纤维的RGB颜色,实现对混合纱线对象的RGB颜色建模,即构成多维混色网格模型及网格点阵列颜色矩阵,并由此进一步实现线阵列模型、面阵列模型、体阵列模型的构建,针对多基色纤维混合下的RGB颜色空间实现了数字量化,能够在实际应用中任意调用各组模型实现颜色的可视化,有效提高了颜色分析、选择的效率。
附图说明
图1是本发明所设计彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法,针对指定各基色纤维,以及维度数与基色纤维数相等的多维坐标系,以各基色纤维质量分别对应多维坐标系中的各根坐标轴,实现多维混色网格模型及网格点阵列颜色矩阵的构建,如图1所示,执行如下步骤A至步骤G。
步骤A.根据各基色纤维分别所对应的预设最大质量ωm,确定各基色纤维最大质量分别所对应其所设坐标轴的位置,然后进入步骤B;其中,m∈{1、…、M},M表示基色纤维的数目,ωm表示第m根基色纤维所对应的预设最大质量。
步骤B.分别针对多维坐标系中原点与各根坐标轴上相应基色纤维最大质量位置之间的线段,执行nm等分,获得该线段上各点的质量im=1、…、nm+1,im表示第m根基色纤维所对应坐标轴线段上、由多维坐标系中原点至相应基色纤维最大质量位置方向各点的序号;nm表示针对第m根基色纤维所对应坐标轴上线段执行的等分数;然后进入步骤C。
步骤C.构建多基色纤维分别所对应的混合比λm(i1,…,im,…,iM)如下,然后进入步骤D;
λm(i1,…,im,…,iM)=[ωm*(im-1)/nm]/[ω1*(i1-1)/n1+…+ωm*(im-1)/nm+…+ωM*(iM-1)/nM]。
步骤D.构建多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的质量模型如下,然后进入步骤E;
ωξ(i1,…,im,…,iM)=[ω1*(i1-1)/n1+…+ωm*(im-1)/nm+…+ωM*(iM-1)/nM];
其中,im=1、…、nm+1。
步骤E.构建多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的质量矩阵如下,然后进入步骤F;
其中,im=1、…、nm+1。
步骤F.构建多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值模型如下:
然后进入步骤G,其中,R1、G1、B1表示第1根基色纤维所对应的RGB颜色值,Rm、Gm、Bm表示第m根基色纤维所对应的RGB颜色值,RM、GM、BM表示第M根基色纤维所对应的RGB颜色值,表示多维坐标系中坐标(i1,…,im,…,iM)位置所对应各基色纤维混合纱线的颜色值,Rξ(i1,…,im,…,iM)、Gξ(i1,…,im,…,iM)、Bξ(i1,…,im,…,iM)表示多维坐标系中坐标(i1,…,im,…,iM)位置所对应各基色纤维混合纱线的RGB颜色值。
步骤G.构建多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值矩阵如下:
其中,im=1、…、nm+1。
进一步,基于所述各基色纤维的最大质量与等分数就彼此相等,即各基色纤维对应的ωm彼此相等,各基色纤维对应的nm彼此相等,则步骤A至步骤G所获多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值模型如下:
此外,基于步骤A至步骤G所获多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值模型,以及各基色纤维对应的ωm彼此相等,各基色纤维对应的nm彼此相等,其中,基于(i1,…,im,…,iM)中任意K个参数分别为变量,其余参数分别为常数,针对构建(nm+1)M-K个(nm+1)K维的多维颜色阵列,其中,1≤K≤M。
实际应用当中,与上述设计方法相对应,本发明设计一种针对彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法的应用,将所述多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值,存储于数据库中,按如下方式,用于实现对目标颜色的分析;
首先采用检色仪检测获得目标颜色所对应的RGB颜色检测数据,并在数据库中查找该RGB颜色检测数据所对应的网格点;然后在以该网格点为原点、周围预设半径范围,通过比对的方式,获得目标颜色所对应的网格点;最后由该网格点所对应的RGB颜色数据,构成目标颜色所对应的RGB颜色数据。
将本发明所设计彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法及应用,应用于实际当中,诸如针对三维混色网格颜色空间网格点阵列模型的构建,假设三元彩纤α、β、γ的质量分别为ωα=10、ωβ=10、ωγ=10,颜色值为α(0,255,255)、β(255,0,255)、γ(255,255,0),分别将彩纤α的质量分成10等分,彩纤β的质量分成10等分,彩纤γ的质量分成10等分,并按等差数列进行配重,得到混合体ωξ。将混合体ωξ沿着点γ所在的轴展开,可得11个11*11的面矩阵,其对应的RGB值见颜色对照表,如下表1所示彩色纤维三维网格混色矩阵的颜色对照表。
表1
诸如针对四维混色网格颜色空间网格点阵列模型的构建,假设四元彩纤α、β、γ、δ的重量分别为ωα=10、ωβ=10、ωγ=10、ωδ=10,颜色值为α(0,255,255)、β(255,0,255)、γ(255,255,0)、δ(0,0,0),分别将彩纤α的重量分成10等分,彩纤β的重量分成10等分,彩纤γ的重量分成4等分,彩纤δ的重量分成4等分,并按等差数列进行配重,得到混合体ωξ。将混合体ωξ沿着点α、点β所在的面展开,可得25个11*11的面矩阵,其对应的RGB值见颜色对照表,如下表2所示彩色纤维四维网格混色矩阵的颜色对照表。
表2
[ξ<sub>i,j,1</sub><sub>,1</sub>] | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
1 | 0,255,255 | 23,232,255 | 43,213,255 | 59,196,255 | 73,182,255 | 85,170,255 | 96,159,255 | 105,150,255 | 113,142,255 | 121,134,255 | 128,128,255 |
2 | 0,255,255 | 26,230,255 | 46,209,255 | 64,191,255 | 78,177,255 | 91,164,255 | 102,153,255 | 112,143,255 | 120,135,255 | 128,128,255 | 134,121,255 |
3 | 0,255,255 | 28,227,255 | 51,204,255 | 70,185,255 | 85,170,255 | 98,157,255 | 109,146,255 | 119,136,255 | 128,128,255 | 135,120,255 | 142,113,255 |
4 | 0,255,255 | 32,223,255 | 57,198,255 | 77,179,255 | 93,162,255 | 106,149,255 | 118,137,255 | 128,128,255 | 136,119,255 | 143,112,255 | 150,105,255 |
5 | 0,255,255 | 36,219,255 | 64,191,255 | 85,170,255 | 102,153,255 | 116,139,255 | 128,128,255 | 137,118,255 | 146,109,255 | 153,102,255 | 159,96,255 |
6 | 0,255,255 | 43,213,255 | 73,182,255 | 96,159,255 | 113,142,255 | 128,128,255 | 139,116,255 | 149,106,255 | 157,98,255 | 164,91,255 | 170,85,255 |
7 | 0,255,255 | 51,204,255 | 85,170,255 | 109,146,255 | 128,128,255 | 142,113,255 | 153,102,255 | 162,93,255 | 170,85,255 | 177,78,255 | 182,73,255 |
8 | 0,255,255 | 64,191,255 | 102,153,255 | 128,128,255 | 146,109,255 | 159,96,255 | 170,85,255 | 179,77,255 | 185,70,255 | 191,64,255 | 196,59,255 |
9 | 0,255,255 | 85,170,255 | 128,128,255 | 153,102,255 | 170,85,255 | 182,73,255 | 191,64,255 | 198,57,255 | 204,51,255 | 209,46,255 | 213,43,255 |
10 | 0,255,255 | 128,128,255 | 170,85,255 | 191,64,255 | 204,51,255 | 213,43,255 | 219,36,255 | 223,32,255 | 227,28,255 | 230,26,255 | 232,23,255 |
11 | 255,255,255 | 255,0,255 | 255,0,255 | 255,0,255 | 255,0,255 | 255,0,255 | 255,0,255 | 255,0,255 | 255,0,255 | 255,0,255 | 255,0,255 |
诸如针对五维混色网格颜色空间网格点阵列模型的构建,假设四元彩纤α、β、γ、δ、ε的重量分别为ωα=10、ωβ=10、ωγ=10、ωδ=10、ωε=10,颜色值为α(0,255,255)、β(255,0,255)、γ(255,255,0)、δ(0,0,0)、ε(255,255,255),分别将彩纤α的重量分成10等分,彩纤β的重量分成10等分,彩纤γ的重量分成4等分,彩纤δ的重量分成4等分,彩纤ε的重量分成4等分,并按等差数列进行配重,得到混合体ωξ。将混合体ωξ沿着点α、点β所在的面展开,可得125个11*11的面矩阵,在这里只例举前三个和最后三个,其他119个面矩阵可按照上述讨论出的面阵列矩阵计算得出,其对应的RGB值见颜色对照表,如下表3所示彩色纤维五维网格混色矩阵的颜色对照表。
表3
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (5)
1.一种彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法,其特征在于:针对指定各基色纤维,以及维度数与基色纤维数相等的多维坐标系,以各基色纤维质量分别对应多维坐标系中的各根坐标轴,实现多维混色网格模型及网格点阵列颜色矩阵的构建,包括如下步骤:
步骤A.根据各基色纤维分别所对应的预设最大质量ωm,确定各基色纤维最大质量分别所对应其所设坐标轴的位置,然后进入步骤B;其中,m∈{1、…、M},M表示基色纤维的数目,ωm表示第m根基色纤维所对应的预设最大质量;
步骤B.分别针对多维坐标系中原点与各根坐标轴上相应基色纤维最大质量位置之间的线段,执行nm等分,获得该线段上各点的质量im表示第m根基色纤维所对应坐标轴线段上、由多维坐标系中原点至相应基色纤维最大质量位置方向各点的序号;nm表示针对第m根基色纤维所对应坐标轴上线段执行的等分数;然后进入步骤C;
步骤C.构建多基色纤维分别所对应的混合比λm(i1,…,im,…,iM)如下,然后进入步骤D;
λm(i1,…,im,…,iM)=[ωm*(im-1)/nm]/[ω1*(i1-1)/n1+…+ωm*(im-1)/nm+…+ωM*(iM-1)/nM];
步骤D.构建多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的质量模型如下,然后进入步骤E;
ωξ(i1,…,im,…,iM)=[ω1*(i1-1)/n1+…+ωm*(im-1)/nm+…+ωM*(iM-1)/nM];
其中,im=1、…、nm+1;
步骤E.构建多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的质量矩阵如下,然后进入步骤F;
其中,im=1、…、nm+1;
步骤F.构建多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值模型如下:
然后进入步骤G,其中,R1、G1、B1表示第1根基色纤维所对应的RGB颜色值,Rm、Gm、Bm表示第m根基色纤维所对应的RGB颜色值,RM、GM、BM表示第M根基色纤维所对应的RGB颜色值,表示多维坐标系中坐标(i1,…,im,…,iM)位置所对应各基色纤维混合纱线的颜色值,Rξ(i1,…,im,…,iM)、Gξ(i1,…,im,…,iM)、Bξ(i1,…,im,…,iM)表示多维坐标系中坐标(i1,…,im,…,iM)位置所对应各基色纤维混合纱线的RGB颜色值;
步骤G.构建多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值矩阵如下:
其中,im=1、…、nm+1。
4.一种针对权利要求1至3中任意一项所述一种彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法的应用,其特征在于:将所述多维混色空间网格模型所对应基于各基色纤维预设最大质量的立方体空间中任意网格点的颜色值,存储于数据库中,按如下方式,用于实现对目标颜色的分析:
首先检测获得目标颜色所对应的RGB颜色检测数据,并在数据库中查找该RGB颜色检测数据所对应的网格点;然后在以该网格点为原点、周围预设半径范围,通过比对的方式,获得目标颜色所对应的网格点;最后由该网格点所对应的RGB颜色数据,构成目标颜色所对应的RGB颜色数据。
5.根据权利要求4所述一种彩色纤维多维混色空间网格模型及网格点阵列颜色矩阵构建方法的应用,其特征在于:采用检色仪针对目标颜色进行检测,获得目标颜色所对应的RGB颜色检测数据。
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