CN114622322A - 一种云锦妆花缎面料纹样快速生成系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种云锦妆花缎面料纹样快速生成系统及方法，包含纹样基元采集模块、特征模型建立模块、仿真图像生成模块等；通过分析云锦妆花缎面料的织造特征与纹样生成，确定影响面料纹样规格的控制元素。构建云锦妆花缎设计图‑意匠图关系模型(DG Model)，辅助设计图原稿转化成目标意匠图。构建云锦妆花缎意匠图‑面料图映射模型(GP Model)，结合所述的纹样基元，自动生成对应的面料仿真图像。本发明基于云锦妆花缎织造工艺建立的纹样生成系统，实现了云锦妆花缎面料成品纹样的快速生成与预览，缩减了前期基础纹样定稿时间，节省了不必要的人力与资金，加速了云锦产品的生产进程，可为现代云锦面料生产效率的提高提供技术支撑。

Description

一种云锦妆花缎面料纹样快速生成系统及方法

技术领域

本发明属于纺织面料设计技术领域，具体涉及一种云锦妆花缎面料纹样快速生成系统及方法。

背景技术

云锦是一种采用蚕丝、金线和孔雀羽线等贵重材料织造的熟织丝织纬锦，是古代丝织工艺及丝绸文化的精华。它的锦纹绚丽、织造工艺复杂，代表品种妆花至今仍需用大花楼机进行手工织造，有“寸锦寸金”之说，被誉为“东方瑰宝”、“中华一绝”。同时云锦与宋锦和蜀锦统称为中国三大名锦，并位居其首，是中国古代织锦的最后一个里程碑。2009年，云锦的木机妆花工艺被联合国教科文组织列入《人类非物质文化遗产代表作名录》，自此云锦登上世界历史的舞台。

云锦作为文化与传统技艺传承的杰出代表，已经引起了社会的广泛关注，并受到了人们的认可与喜爱。其中，以云锦妆花缎应用最广，涉及服装、家居、文创和景观设计等领域。但完成一件云锦妆花缎，需经过图案设计、意匠绘制、挑花结本、机器装造、材料准备和上机织造等多项工序，生产效率低下。尤其是前期基础纹样定稿阶段，需结合云锦独特的妆织工艺进行参数设置和意匠绘制，并通过反复试织对设计图进行修改，直至达到目标用户的要求，此过程耗时之久可达数月。目前云锦业仍采用传统面料制备工序，还未出现可以快速预览成品纹样的系统，大量的人力和时间被消耗，产品的生产成本提高，降低了云锦制造商的经济效益。这一技术瓶颈同时也对云锦这一非物质文化遗产的保护产生了影响，阻碍了云锦的在当代社会的活化传承。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种云锦妆花缎面料纹样快速生成系统。该系统灵活且高效，解决了相关技术中采用传统生产工序所导致的资金和人力消耗问题，提高了产品设计图定稿速度，有效节省了时间成本，为云锦业的生产效益提供技术助力。

该系统的功能包括：建立云锦妆花缎纹样基元库，确定影响纹样规格的控制元素；构建云锦妆花缎设计图-意匠图数学模型(DG Model)，辅助意匠图的绘制与生成；构建云锦妆花缎意匠图-面料图映射模型(GP Model)，生成面料初始仿真图像；设置相关控制参数输入端口，可设定或修改纹样构成；生成的云锦妆花缎织成品的同比仿真图像可供目标用户或设计人员预览。

本发明采用的技术方案具体如下：

一种云锦妆花缎面料纹样快速生成系统，所述系统包括：

纹样基元库：包含金线、孔雀羽线及缎纹底布三种类型的不同规格；

特征模型建立模块：用于将设计图原稿转化成目标意匠图，所述目标意匠图的参数值具体如下：

D_hw＝D_q-x

式中，N_q为单位纹样大纤数，N_Q为大纤总数，Z为面料则数，D_q为大纤密度，W为面料幅宽，D_hw为花纬密度，x为调整参数，N_w为单位纹样花纬数，L为设计图像素底宽值，H 为设计图像素侧高值；其中，元素L和H由输入的设计图尺寸确定，结合设计图分辨率，由目标用户给出元素W、Z、N_Q。调整参数x＝[0，10]，且x为整数；

仿真图像生成模块：用于根据目标意匠图自动生成对应的面料初始仿真图像；所述面料初始仿真图像的面料单位纹样规格映射公式如下：

式中，l为面料单位纹样底宽，h为面料单位纹样侧高，s为实际纹样基元长，n_q为意匠图中横向同色连续的意匠格数，t为实际纹样基元高，d₁为间丝点横向相邻间距，J为经线数， d₂为间丝点纵向相邻错位间距，N_f为缎纹底布组织结构飞数，N_m为缎纹底布组织结构参数的枚数；

填充每个实际纹样基元，获得初始仿真图像，其中，填充金线、孔雀羽线及缎纹底布三种类型的纹样基元根据纹样基元库进行选择填充，底布的组织结构决定了间丝点的分布规律，同时影响面料的手感及外观,因而填充间丝点的列宽为

间丝点侧高为纹样基元高

填充花纬丝绒方法如下：根据实际纹样基元生成规格为s×(t-k)的矩形，其中，k表示高度减掉的横向像素点行数，作为花纬丝绒间的空隙；删除s×(t-k)的矩形四个角的像素点模拟花纬丝绒两侧的尖端，同时利用颜色深度变化模拟花纬丝绒纱线的立体性。

进一步地，还包括纹样基元采集模块：用于采集纹样基元，建立纹样基元库。

进一步地，所述的纹样基元是指构成云锦妆花缎面料图像的组成成分，包括：花纬丝绒、金线、孔雀羽线；压住花纬的间丝点，以及缎纹底布；所述，建立纹样基元库具体为：采集不同规格的花纬丝绒、金线、孔雀羽线图像并进行数字化编码，设置属性识别标签，完成纹样基元库的构建。

进一步地，还包括：特征参数调节模块：作为设置初始仿真图像的参数调节输入端口，用于设定或修改生成纹样的规格。

进一步地，还包括：仿真图像预览模块，用于查看云锦妆花缎面料织成品的同比仿真图像。

一种云锦妆花缎面料纹样快速生成方法，包括：

将待织造的像素值为L×H彩色设计图及确定的面料幅宽W、面料则数Z、大纤总数N_Q和调整参数x输入至特征模型建立模块，获得目标意匠图；

将目标意匠图输入至仿真图像生成模块，并根据纹样基元库选取金线、孔雀羽线及缎纹底布三种类型的纹样基元，同时设置丝绒的参数，生成面料初始仿真图像；根据要求调整金线、孔雀羽线、缎纹底布及丝绒的参数，直至满意。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明公开了一种云锦妆花缎面料纹样快速生成系统及方法。该系统采集了云锦妆花缎面料纹样基元，建立了纹样基元库；构建了云锦妆花缎设计图-意匠图关系模型(DG Model)，辅助了意匠图的绘制与生成；构建了云锦妆花缎意匠图-面料图映射模型(GP Model)，实现了面料初始仿真图像的自动生成；同时，该系统设置了相关控制参数输入端口，可以设定或修改纹样构成，简化了云锦妆花缎的设计生产过程；最终生成的云锦妆花缎面料织成品的同比仿真图像可供目标用户或设计人员预览。基于设计图快速生成云锦妆花缎织成品纹样的系统，解决了相关技术中采用传统生产工序所导致的资金和人力消耗问题，提高了产品设计图定稿速度，有效节省了时间成本，提升云锦面料生产效率。

附图说明

图1为本发明的云锦妆花缎面料纹样快速生成系统的结构示意图；

图2为本发明的系统建立流程示意图

图3为本发明的纹样基元分类图；

图4为本发明的仿真图像生成的控制元素结构图；

图5为本发明的系统生成的仿真图像；

图6为本发明的系统操作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的系统进行清楚、完整地描述，以说明本发明的目的、技术方案及优点。可以理解的是，为了便于描述，附图中仅仅展示了与本发明相关的部分而非全部结构，以下所有描述仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于本发明中的描述，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供在云锦妆花缎面料生产过程中一种面料纹样快速生成系统，云锦妆花缎面料的纹样设计及织造特征确定影响面料纹样规格的控制元素，如图1所示，包括设计图、意匠图、面料图、用户需求和工艺参数五个方面，确定控制元素并设置字母标签，有助于面料设计和织造的快速推进。基于对上述问题的认识，如图2所示，该系统至少包括：纹样基元库；特征模型建立模块，用于将设计图原稿转化输出目标意匠图；仿真图像生成模块，用于生成面料仿真图像。

进一步地，该系统还包括纹样基元采集模块、特征参数调节模块及仿真图像预览模块，其中，纹样基元采集模块用于采集纹样基元，建立纹样基元库；特征参数调节模块用于根据用户需求，设定或修改纹样的规格；仿真图像预览模块，用于查看云锦妆花缎面料织成品的同比仿真图像，更为直观。

图3为本发明的系统建立的流程示意图，具体包括如下步骤：

S10：纹样基元采集模块采集纹样基元，建立纹样基元库，所述纹样基元库包含金线、孔雀羽线及缎纹底布三种类型的不同纹样基元。

所述的纹样基元是指构成云锦妆花缎面料图像的组成成分，包括：花纬丝绒、金线、孔雀羽线；压住花纬的间丝点，以及缎纹底布。图4为本发明的纹样基元分类图。在云锦妆花缎面料中，花纬丝绒规格较多，粗细不一，且与花纬密度相关；花纬金线有片金线、捻金线两种，所用金线规格不多，仅因用金量不同线体颜色有差异；花纬孔雀羽线规格及颜色固定；间丝点用于固定丝绒、金线和孔雀羽线，具有一定的分布规律；缎纹底布组织具体包括五枚二飞经面缎纹、五枚三飞经面缎纹、七枚三飞经面缎纹、七枚五飞经面缎纹、八枚三飞经面缎纹和八枚五飞经面缎纹六种，在光泽度、柔软度及手感有差异。由于金线、孔雀羽线及缎纹底布类型较少且规格相对固定，因而将上述三种纹样基元的不同规格构建成纹样基元库，便于调用直接生成。具体地，挑选多种规格的云锦妆花缎面料实例样本，采用xTex3D面料扫描仪进行面料扫描，获取包含花纬丝绒、金线、孔雀羽线且分辨率为600dpi的面料图像。所述纹样基元金线、孔雀羽线、缎纹底布采用Adobe Photoshop软件提取，并进行数字化编码，设置属性识别标签，录入建立成纹样基元库。

而花纬丝绒线密度规格较多，间丝点分布随花纹形态尺寸不定，为了提高面料纹样规格的仿真度，相关纹样的生成除了从纹样基元库调用，还可借助其他方法生成。

S20：特征模型建立模块构建云锦妆花缎设计图-意匠图关系模型(DG Model)，将设计图原稿转化并输出目标意匠图。

具体地，意匠图中的意匠格与大花楼机的装机及织造关联。意匠图的每一列意匠格表示大花楼机的一根大纤，每一行意匠格表示一根花纬；一幅单位纹样意匠图的所有纵列数表示单位面料所用的大纤数，所有横行表示单位面料所用的花纬数；意匠比是单个意匠格的底宽与侧高比值。而目标用户所提供的单位纹样设计图像素值(L×H)比较大，需将设计图导入纹织CAD中，根据所述DG Model可快速确定意匠图部分的大纤数N_q、单位纹样花纬数N_w、大纤密度D_q和花纬密度D_hw四项参数，辅助设计图转换成大花楼机可识别的目标意匠图。所述目标意匠图的参数值具体如下：

D_hw＝D_q-x

式中，N_q为单位纹样大纤数，N_Q为大纤总数，Z为面料则数，D_q为大纤密度，W为面料幅宽，D_hw为花纬密度，x为调整参数，N_w为单位纹样花纬数，L为设计图像素底宽值，H 为设计图像素侧高值。

S30：仿真图像生成模块构建云锦妆花缎意匠图-面料图映射模型(GP Model)，根据目标意匠图自动生成对应的面料初始仿真图像。具体地，目标意匠图是面料纹样生成及规格确定的基础。所述目标意匠图由S20输出，其图像像素值规格转换成N_q×N_w，像素比转换成D_q：D_hw，预生成规格为面料单位纹样底宽l面料单位纹样侧高h的实际面料图，则依据所述的映射模型GP Model确定。具体包括：

(1)所述模型先将目标意匠图的规格转换成l×h：

(2)定义同色意匠格区域为同种纹样基元，可输入预设的纹样基元标签；并识别横向同色、连续的意匠格数n_q，划分对应的实际纹样基元：

s为实际纹样基元长，t为实际纹样基元高；

(3)生成间丝点图像，间丝点列宽为

间丝点侧高为纹样基元高

分布规律为横向相邻间距d₁和纵向相邻错位间距d₂的间丝点图像：

d₁为间丝点横向相邻间距，J为经线数，d₂为间丝点纵向相邻错位间距，N_f为缎纹底布组织结构飞数，N_m为缎纹底布组织结构参数的枚数。

(4)在对应的实际纹样基元生成花纬丝绒、金线或孔雀羽线；其中，对于实际纹样基元采用的纹样基元为金线、孔雀羽线的，直接从纹样基元库调用目标规格的纹样基元并生成，对于实际纹样基元采用的纹样基元为花纬丝绒的，则：根据实际纹样基元生成规格为s×(t-k) 的矩形，其中，k表示高度减掉的横向像素点行数，作为花纬丝绒间的空隙；删除s×(t-k) 的矩形四个角的像素点模拟花纬丝绒两侧的尖端，同时利用颜色深度变化模拟花纬丝绒纱线的立体性，即s×(t-k)的矩形从中间至上下边沿颜色逐渐变浅。

以所有位置表示方式皆采用python数组索引方式为例，该步骤具体为：

(a)基于实际纹样基元生成规格为s×(t-k)的矩形，减掉的k行像素值作为花纬丝绒纱线间的空隙；定义组成矩形的单位像素点为(i，j)，像素点的颜色为R(i，j)、G(i，j) 和B(i，j)；

(b)模拟花纬丝绒纱线两侧的尖端删除像素点，[0,0]、[0,-1]、[-1,0]、[0,1]、[1,0]、[-2,0]、 [-1,1]、[1,-1]、[0,-2]、[-2,-1]、[-1,-2]、[2,0]、[-3,0]、[-3,-1]、[0,2]、[0,-3]、[2,-1]；其中，负号表示倒数，即[-b,-c]表示构成花纬丝绒纹样基元矩形像素区域的倒数第b行倒数第c列的像素点，[b,c]表示构成花纬丝绒纹样基元矩形像素区域的第b+1行倒数第c+1列的像素点；

(c)模拟花纬丝绒纱线的立体性，利用颜色深度变化渲染效果，即将[0,：]、[-1,：]的R， G，B均减去m1，[1,：]、[-2,：]的R，G，B均减去m2，(m1，m2表示纹样基元边缘明度差)。

运用正片叠底的方式，将已生成的花纬丝绒、金线或孔雀羽线置于间丝点图像下方进行图像融合，并删除仅有间丝点区域的内容，完成花纹构成的前景图像；

(5)从纹样基元库调用目标缎纹底布基元，采用连续平铺的方式组成背景图像；

(6)前景图像与背景图像叠合构成面料初始仿真图像，如图5所示。

S40：设置初始仿真图像的参数调节输入端口，设定或修改纹样基元。

具体地，在特征参数调节模块中，对S30输出的初始仿真图像设置参数调节输入端口，设定或修改纹样。例如，用户点击纹样，选择更换纹样基元标签，可设定或修改纹样类型；选择更换纹样的RGB值，可设定或修改纹样颜色；选择更换纹样规格l或h，可设定或修改纹样尺寸。由此可实现纹样的二次创作，有利于云锦妆花缎的设计开发。

S50：查看云锦妆花缎面料织成品的同比仿真图像。

具体地，面料初始仿真图像经特征参数调节模块传输至面料预览单元，显示最终生成的云锦妆花缎面料织成品同比仿真图像。目标用户可以放大或缩小页面观察面料纹样细节，也可返回上一级，修改纹样参数、调整面料构成。其中纹样高度也可通过实际织造选用的材料规格进行调整，如工艺参数部分的“花纬线密度”、“地纬线密度”和“经线线密度”。

图6为本发明系统的操作流程示意图，具体步骤包括：

(1)输入一张分辨率≥300dpi、规格为L×H的待织造的彩色设计图；

(2)目标用户输入面料幅宽W、面料则数Z、大纤总数N_Q和调整参数x，即可获取意匠图控制元素单位纹样大纤数N_q、单位纹样花纬数N_w、大纤密度D_q、花纬密度D_hw和意匠比(D_hw：D_q)，辅助意匠图的绘制，输出目标意匠图；

(3)自动读取目标意匠图的像素值底宽L、像素值侧高H、单位纹样大纤数N_q、单位纹样花纬数N_w，目标用户输入经线数J和缎纹底布组织结构的飞数N_f和枚数N_m，并根据设计图输入不同颜色意匠格代表的纹样标签，获取系统自动生成面料初始仿真图像；

(4)目标用户确认或修改纹样的类型、颜色和尺寸；

(5)查看云锦妆花缎面料织成品同比仿真图像，若满足目标用户设计要求，则导出最终的仿真图像；若有误，即返回上一级的纹样基元参数调整模块，继续修改纹样参数，或继续返回上一级，直至达到目标用户满意为止。

本发明的系统解析了云锦妆花缎的面料纹样构成与织造特征，创新性地构建了云锦妆花缎设计图-意匠图关系模型(DG Model)，辅助设计图原稿转化成目标意匠图，简化了前期图形设计的工作量；构建的云锦妆花缎意匠图-面料图映射模型(GP Model)，结合参数调节输入端口，可以快速生成云锦妆花缎面料织成品的同比仿真图像，减少了面料的试织阶段产生的人力、物力及时间的浪费。本发明的系统为云锦业的发展带了技术助力，推动了云锦的活化传承，同时还有助于设计人员对面料花型的创新设计，有利于云锦这一非物质文化遗产在现代社会的更好呈现。

本发明未尽事宜为公知技术。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种云锦妆花缎面料纹样快速生成系统，其特征在于，所述系统包括：

纹样基元库：包含金线、孔雀羽线及缎纹底布三种类型的不同规格；

特征模型建立模块：用于将设计图原稿转化成目标意匠图，所述目标意匠图的参数值具体如下：

D_hw＝D_q-x

式中，N_q为单位纹样大纤数，N_Q为大纤总数，Z为面料则数，D_q为大纤密度，W为面料幅宽，D_hw为花纬密度，x为调整参数，N_w为单位纹样花纬数，L为设计图像素底宽值，H为设计图像素侧高值；

仿真图像生成模块：用于根据目标意匠图自动生成对应的面料初始仿真图像；所述面料初始仿真图像的面料单位纹样规格映射公式如下：

式中，l为面料单位纹样底宽，h为面料单位纹样侧高，s为实际纹样基元长，n_q为意匠图中横向同色连续的意匠格数，t为实际纹样基元高，d₁为间丝点横向相邻间距，J为经线数，d₂为间丝点纵向相邻错位间距，N_f为缎纹底布组织结构飞数，N_m为缎纹底布组织结构参数的枚数；

填充每个实际纹样基元，获得初始仿真图像，其中，填充金线、孔雀羽线及缎纹底布三种类型的纹样基元根据纹样基元库进行选择填充，填充间丝点的列宽为

间丝点侧高为纹样基元高

填充花纬丝绒方法如下：根据实际纹样基元生成规格为s×(t-k)的矩形，其中，k表示高度减掉的横向像素点行数，作为花纬丝绒间的空隙；删除s×(t-k)的矩形四个角的像素点模拟花纬丝绒两侧的尖端，同时利用颜色深度变化模拟花纬丝绒纱线的立体性。

2.根据权利要求1所述的云锦妆花缎面料纹样快速生成系统，其特征在于，还包括纹样基元采集模块：用于采集纹样基元，建立纹样基元库。

3.根据权利要求2所述的云锦妆花缎面料纹样快速生成系统，其特征在于，所述的纹样基元是指构成云锦妆花缎面料图像的组成成分，包括：花纬丝绒、金线、孔雀羽线；压住花纬的间丝点，以及缎纹底布；所述建立纹样基元库具体为：采集不同规格的花纬丝绒、金线、孔雀羽线图像并进行数字化编码，设置属性识别标签，完成纹样基元库的构建。

4.根据权利要求1所述的云锦妆花缎面料纹样快速生成系统，其特征在于，还包括：特征参数调节模块：作为设置初始仿真图像的参数调节输入端口，用于设定或修改生成纹样的规格。

5.根据权利要求1所述的云锦妆花缎面料纹样快速生成系统，其特征在于，还包括：仿真图像预览模块，用于查看云锦妆花缎面料织成品的同比仿真图像。

6.一种根据权利要求1所述的系统的云锦妆花缎面料纹样快速生成方法，其特征在于，包括：

将待织造的像素值为L×H彩色设计图及确定的面料幅宽W、面料则数Z、大纤总数N_Q和调整参数x输入至特征模型建立模块，获得目标意匠图；

将目标意匠图输入至仿真图像生成模块，并根据纹样基元库选取金线、孔雀羽线及缎纹底布三种类型的纹样基元，同时设置丝绒的参数，生成面料初始仿真图像；根据要求调整金线、孔雀羽线、缎纹底布及丝绒的参数，直至满意。

Images