CN115125740B - 一种仿云锦妆花缎的印花面料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿云锦妆花缎的印花面料及其制备方法。本发明通过提取云锦妆花缎意匠图的R,G,B三通道，创建像素模板R0，G0，B0；基于丝绒、片金线和间丝在面料中的纱线特征，构建印花纹理图；最后在与云锦妆花缎地部用料规格一致的底布上，采用印花方式印刷印花纹理图，即获得仿云锦妆花缎的印花面料。本发明利用计算机图形学，实现了基于云锦妆花缎意匠图快速生成面料纹理，结合数码直喷和热烫金浆丝网印花方法，可大规模制备生产，为云锦妆花缎图纹在当下的活化传承提供了一种生产性保护的创新方式，有利于巩固与发扬云锦文化的非遗地位。
Description
技术领域
本发明属于纺织面料设计技术领域，具体涉及一种仿云锦妆花缎的印花面料及其方法。
背景技术
云锦是一种采用蚕丝和金线等贵重材料织造的熟织提花物，是中国古代丝织工艺及丝绸文化的精华。妆花缎是云锦典型的代表品种之一，其木机妆织工艺复杂，至今仍需用大花楼机进行手工织造，2009年，该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》，在国内外引起广泛关注。
云锦图案具有深厚的历史文化底蕴，特别是采用丝绒及片金线织造的云锦妆花缎面料，深受人们的喜爱。但云锦妆花缎织造工艺复杂，从设计到制作有十几道工序，需一个专业团队的默契配合才能完成。另外，云锦妆花缎目前仍需要手工织纬，生产效率低下，导致云锦生产成本高，售价高昂，降低了云锦妆花缎的受众人群，限制了云锦妆花缎图案纹理在当下的活化传承。研究云锦妆花缎面料的纹理特征，并用一种创新形式对其进行生产性保护，是目前传承和发扬云锦文化亟待解决的一个问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种仿云锦妆花缎的印花面料及其制备方法。该方法利用计算机图形学技术，实现了基于意匠图快速生成云锦妆花缎面料纹理的功能，织造的仿云锦妆花缎的印花面料既保留了云锦妆花缎的纹理特征，同时解决了云锦妆花缎生产效率低、生产成本高等问题，为云锦妆花缎图案纹理的活化传承提供技术助力和新的生产方式。该方法包括四个步骤：(1)创建意匠图的像素模板；(2)构建印花纹理图；(3)印花制备仿云锦妆花缎的印花面料。
本发明采用的技术方案具体如下：
一种仿云锦妆花缎的印花面料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)获取云锦妆花缎单位纹样的大纤数Nq、花纬数Nhw，创建与意匠图对应的像素模板，像素模板的规格为(Nq×width、Nhw×height)；其中，width和height分别代表像素模板中意匠图像素底宽和侧高的放大倍数；
(2)利用计算机图形学技术，提取云锦妆花缎意匠图的R,G,B三通道数值，基于云锦丝绒、片金线和间丝在面料中的纱线特征，对像素模板对应位置进行填充，以获得印花纹理图；其中，在云锦妆花缎意匠图中，像素规格为底宽×侧高(s×t)的一行连续同色意匠格在像素模板中对应意匠格位置为像素规格为(s×width，t×height-k)的一有色矩形，k为上下相邻纱线间预留的距离；云锦丝绒意匠格对应生成的有色矩形从中间到上、下边缘分为多个层次，颜色依次变浅；且云锦丝绒意匠格对应生成的有色矩形两端为凸形；间丝对应生成的像素规格为(2×k，t×height-k)；
(3)采用印花的方式将印花纹理图印刷在底布上，制备获得仿云锦妆花缎的印花面料；其中，底布的用料、规格和组织结构与云锦妆花缎的地部面料一致。
进一步地，步骤(1)中，像素模板中意匠图底宽和侧高像素的放大倍数width和height依据云锦妆花缎的大纤密度DQ和花纬密度Dhw进行确定：
(width，height)＝(m1×n，m2×n)
其中：12≤Dhw≤DQ≤27，且Dhw-DQ的取值范围为[0～10]；m1:m2分别是Dhw:DQ的最简分数，Dhw、DQ为整数。当Dhw、DQ为非整数时，m1:m2分别为[Dhw+0.5]:[DQ+0.5]的最简分数，其中，[*]表示按照四舍五入取整。
进一步地，步骤(2)中，所述云锦丝绒意匠格对应生成的有色矩形从中间到上、下边缘将像素颜色分为原色层(第3tk+1～5tk行)、近色层(第2tk+1～3tk行和第5tk+1～6tk行)、过度层(第1tk+1～2tk行和第6tk+1～7tk行)和最外层(第1～1tk行和第7tk+1～8tk行)，对应的像素区域分别为，其中原色层为该云锦丝绒意匠格提取的意匠色(r，g，b)，近色层、过度层和最外层分别设置为(r-60，g-60，b-60)、(r-80，g-80，b-80)和(r-100，g-100，b-100)。
进一步地，所述有色矩形两端的凸形处理，需将两端的部分像素区域做透明化处理。定义组成有色矩形的单位像素点为(i，j)，i表示行，j表示列。所述部分像素区域的位置为 i和j的取值具体为(i＝0,1,2；j＝0,1,2)、(i＝0,1,2；j＝5,6,7)、(i＝5,6,7；j＝0,1,2)(i＝5,6,7；j＝5,6,7)，式中[i:，j:]表示第i行至第j列的像素区域，其中|表示整除。
进一步地，步骤(2)具体为：
(2.1)提取云锦妆花缎意匠图每行连续同色的意匠格的R,G,B三通道数值，基于云锦丝绒、片金线在面料中的纱线特征，对像素模板对应意匠格位置进行填充获得纱线纹理仿真图；
(2.2)在同一像素模板中生成间丝图，单根间丝的像素规格为(2×k，t×height-k)，横向相邻间丝间的距离像素固定为d1，纵向相邻间丝间的错位距离像素固定为d2,d1和d2对应的像素值根据云锦妆花缎面料扫描图确定；所述面料扫描图采用xTex3D面料扫描仪获取，导入PIL库中的Resize函数将所述丝绒纱线纹理仿真图规格与面料扫描图保持一致，通过校验对比确定d1和d2。
(2.3)运用正片叠底的方式，将所述纱线纹理仿真图置于间丝图下方进行图像融合获得印花纹理图，所述印花纹理图包括两部分：由丝绒与间丝融合成的纹理图和片金线与间丝融合成的纹理图。
进一步地，间丝对应生成的像素及图片背景均进行透明化处理。
进一步地，数码直喷印花可以表达细微纹理的颜色过度效果，但无法准确定位面料所需花纹印刷的位置，而丝网印刷可以对花纹进行定位，但细微纹理的颜色变化很难表达。步骤(3)中，所述的的颜色具有立体性变化，优选数码直喷印花方式印刷丝绒与间丝的合成纹理图，在印有丝绒与间丝合成纹理图的底布基础上，定位片金线与间丝合成纹理图的位置，优选热烫金浆丝网印花方式印刷。其中底布的织造要与云锦妆花缎地部面料的用料(如经线和地纬的细度、捻度和颜色等)、面料规格(如经密和地纬密)及组织结构(如五枚二飞、五枚三飞、七枚二飞、七枚四飞、八枚三飞、八枚五飞经面缎纹等)保持一致。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明方法利用计算机图形学技术，实现了云锦妆花缎面料纹理的数字化设计。通过提取云锦妆花缎意匠图的R,G,B三通道，创建了意匠图的像素模板，结合云锦妆花缎用丝绒、片金线和间丝在面料中的纹理特征，构建了纹理仿真方法，该方法可根据云锦妆花缎的大纤密度和花纬密度的数值自动调整、快速生成印花纹理图，并针对具体纱线的仿真度提供了优选、具体的方法及数据，为云锦妆花缎仿真纹理及图案的创新设计提供技术助力；以云锦妆花缎的地部面料为印花基布，借助数码直喷印花和热烫金浆丝网印花方式巧妙表达仿云锦妆花缎纹理，避开了云锦妆花缎采用传统工艺导致的产量低、成本高等劣势，并以一种创新性的印花方式，达到了云锦妆花缎的生产性保护要求，有效传承和发展了云锦妆花缎的图纹特征及其文化内涵，能实现大规模制备和生产。
附图说明
图1为本发明的制备方法流程示意图；
图2为本发明云锦妆花缎的纱线特征图；
图3为本发明生成的面料纹理仿真图像；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明公开的仿云锦妆花缎的印花面料及其方法进行清楚、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。
本发明的目的是为了传承和发扬云锦妆花缎的图纹特征及其文化内涵，提出了一种仿云锦妆花缎的印花面料及其制备方法。
图1为本发明仿云锦妆花缎的印花面料的制备方法流程示意图，具体包括如下步骤：
S10：创建云锦妆花缎意匠图对应的像素模板R0,G0,B0。
具体地，在云锦妆花缎的意匠图中，每一列纵向意匠格代表一根大纤，每一行横向意匠格代表一根花纬，故面料图案纹理的生成与云锦妆花缎单位纹样的大纤数Nq、花纬数Nhw、大纤密度DQ和花纬密度Dhw等深度关联。因此，该步骤先获取云锦妆花缎单位纹样的大纤数Nq、花纬数Nhw，利用计算机图形学技术，提取意匠图的R,G,B三通道，创建像素值全为1、意匠图规格(底宽×侧高)为(Nq×width、Nhw×height)的像素模板R0，G0，B0。width和height分别代表像素模板R0，G0，B0中意匠图底宽和侧高像素的放大倍数，其具体数值与云锦妆花缎面料大纤密度DQ和花纬密度Dhw相关，且DQ和Dhw由客户与云锦匠人共同协商确定。一般地，由于云锦面料属于高档丝织提花面料，12≤Dhw≤DQ≤27，且通常Dhw-DQ取值范围为0～10。进一步地，所述的像素模板R0，G0，B0，通过多次实践，当height＝9时，能够较好地还原纱线的纹理特征，故取height值为9时为最小像素模板。像素模板中所述的(width，height)具体数值的计算公式如下：
(width，height)＝(m1×n，m2×n)
式中：m1:m2分别是Dhw:DQ的最简分数，Dhw、DQ为整数。当Dhw、DQ为非整数时，m1:m2分别为[Dhw+0.5]:[DQ+0.5]的最简分数，其中，[*]表示按照四舍五入取整，一般地，Dhw、DQ的原始数据的小数点后面保留一位小数。表示向下取整。
S20：利用计算机图形学技术，提取云锦妆花缎意匠图的R,G,B三通道数值，基于云锦丝绒、片金线和间丝在面料中的纱线特征，在像素模板对应位置进行填充获得印花纹理图。
具体地，所述不同纱线纹理包括丝绒、片金线和间丝三种，其在面料中纱线特征如图2所示。丝绒和片金线的外观形态均为条状，但丝绒线体两端呈现“凸弧”形；间丝实为面料的一根经线，分布规律为：横向相邻间丝间的距离像素固定为d1，纵向相邻间丝间的错位距离像素固定为d2。
具体地，所述的纱线仿真纹理的实现，还需添加creatmask函数识别连续同色的意匠格位置，所述的一行连续同色的意匠格代表一根丝绒或者一根片金线。再对单行连续同色意匠格按照所述丝绒和片金线的纱线特征，建立纱线纹理的仿真以模拟外观形态，最终将意匠格转换成一条仿真纱线，后填充至R0，G0，B0模板中。
具体地，已知一行连续同色意匠格的像素规格为底宽×侧高(s×t)，云锦妆花缎面料的DQ和Dhw，间接获取width和height的数值。根据所述的creatmask函数，可自动识别丝绒和金线对应的意匠格位置及颜色，将所述意匠格转换成像素规格为(s×width，t×height)的矩形。上下相邻纱线间需留出一些距离k，作为一优选方案，可以将一根丝绒或片金线仿真纹理分成9个子行，每个子行的侧高为并将边缘(最上面)的一个子行：第1行像素进行透明化处理，作为上下相邻纱线间的空隙，即：/>生成像素规格为/> 的有色矩形即为对应一行连续同色意匠格的像素规格。丝绒两端的“凸形”特征模拟，需将两端的部分像素区域做透明化处理。定义组成有色矩形的单位像素点为(i，j)，i表示行，j表示列。i和j的取值具体为(i＝0,1,2；j＝0,1,2)、(i＝0,1,2；j＝5,6,7)、(i＝5,6,7；j＝0,1,2)(i＝5,6,7；j＝5,6,7)，式中[i:，j:]表示第i行至第j列的像素区域，其中|表示整除。所述的模拟纱线外观形态还包括丝绒纹理的立体效果模拟，所述丝绒生成的有色矩形(剩余8个子行)需从中间到上、下边缘将像素颜色分为原色层、近色层、过度层和最外层四个层次，以前述分层9个子行为例，四个层次依次为：最中间的两个子行为原色层(第4、5子行)、原色层往外的两个子行为近色层(第3、6子行)、近色层往外的两个子行为过度层(第2、7子行)，上、下边缘两个有色子行为最外层(第1、8子行)。原色层为该纱线对应的意匠色，其RGB值为(r，g，b)，近色层、过度层和最外层对应的RGB值依次递减，一般地，可以设置为(r-60，g-60，b-60)、(r-80，g-80，b-80)和(r-100，g-100，b-100)，其立体模拟效果最佳。片金线则直接按照提取的意匠色填充即可模拟获得仿真纹理。基于丝绒和片金线仿真纹理，将提取云锦妆花缎意匠图每行连续同色的意匠格的R,G,B三通道数值对像素模板对应意匠格位置进行填充，即获得纱线纹理仿真图。间丝是覆盖于丝绒及金线表面的经线，在同一像素模板中生成间丝图，单根间丝的像素规格为/>d1和d2对应的像素值根据云锦妆花缎面料扫描图确定。所述面料扫描图采用xTex3D面料扫描仪获取，导入PIL库中的Resize函数将所述丝绒纱线纹理仿真图规格与面料扫描图保持一致，通过校验对比确定d1和d2。最后运用正片叠底的方式，将所述纱线纹理仿真图置于间丝图下方进行图像融合，自动识别表征间丝颜色RGB数值的位置，并将对应的像素点及图片背景进行透明化处理，获取最终由丝绒与间丝的合成纹理图和片金线与间丝的合成纹理图构成的印花纹理图。
S30：采用印花的方式将印花纹理图印刷在底布上，制备获得仿云锦妆花缎的印花面料。
其中，所述的底布的织造要与云锦妆花缎地部面料的用料(如经线和地纬的细度、捻度和颜色等)、面料规格(如经密和地纬密)及组织结构(如五枚二飞、五枚三飞、七枚二飞、七枚四飞、八枚三飞、八枚五飞经面缎纹等)保持一致。
进一步地，数码直喷印花可以表达细微纹理的颜色过度效果，但无法准确定位面料所需花纹印刷的位置，而丝网印刷可以对花纹进行定位，但细微纹理的颜色变化很难表达。丝绒仿真纹理的颜色具有立体性变化，故先采用数码直喷印花方式印刷丝绒与间丝的合成纹理图部分。在印有丝绒与间丝合成纹理图的底布基础上，定位片金线与间丝合成纹理图的位置，再采用热烫金浆丝网印花方式印刷其纹理部分。
以一款云锦妆花缎面料实例展示本发明的仿云锦妆花缎的印花面料的制备及效果。
具体地，已知该款云锦妆花缎面料的大纤密度为24根/cm，花纬密度为16根/cm，单位纹样大纤数为600根，单位纹样花纬数为456根，显花组织为七枚二飞经面缎纹，缎地组织为七枚四飞纬面缎纹等信息。
以所有位置表示方式皆采用python数组索引方式为例，纱线仿真纹理生成步骤具体为：
(1)由Dhw＝16，DQ＝24，结合所述的(width，height)公式，得到m1＝2、m2＝3，n＝3，即(width，height)＝(2×3,3×3)＝(6,9)，即该款云锦妆花缎意匠图的像素模板R0，G0，B0为最小像素模板，规格为(600×6，456×9)。
(2)以图3(a)所示表征丝绒的意匠格为例，其中一行连续同色意匠格的像素规格为(s×t)＝(6×1)，即s＝6，t＝1。由creatmask函数将所述意匠格转换成像素规格为(s×width，t×height)＝(6×6,1×9)的矩形，且对第行像素进行透明化处理，作为上下相邻纱线间的空隙，即生成像素规格为/>的有色矩形。片金线仿真纹理生成与之类似，此处不再赘述。
(3)定义组成有色矩形(剩余的8行中)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)；丝绒仿真纹理有色矩形按行数将像素颜色分为原色层(第4～5行)、近色层(第3、6行)、过度层(第2、7行)和最外层(第1、8行)，对应的RGB颜色分别为(168,228,169)、(108,168,109)(88,148,89)和(68,128,69)，如图3(b)所示。
(4)模拟丝绒纱线的两端的“凸形”特征，将以下像素点进行透明化处理：[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]表示构成丝绒有色矩形像素区域的倒数第b行倒数第c列的像素点，[b,c]表示丝绒有色矩形像素区域的第b+1行倒数第c+1列的像素点，得到如图3(c)所示的丝绒纹理图。最终生成的由丝绒和片金线构成的纱线纹理仿真图如图3(d)所示。
(5)采用xTex3D面料扫描仪对该款云锦妆花缎面料的单位纹样进行扫描，导入PIL库中的Resize函数将所述丝绒纱线纹理仿真图规格与面料扫描图保持一致，通过校验对比，确定横向相邻间丝间的距离像素固定为d1为14，纵向相邻间丝间的错位距离像素固定为d2为9。在同一像素模板R0，G0，B0中，生成单根规格 的间丝图。
(6)运用正片叠底的方式，将所述纱线纹理仿真图置于间丝图下方进行图像融合，自动识别表征间丝颜色RGB数值的位置，并将对应的像素点及图片背景进行透明化处理，得到最终的印花纹理图，见图3(e)。最后先采用数码直喷印花方式印刷丝绒与间丝的合成纹理图部分。在印有丝绒与间丝合成纹理图的底布基础上，定位片金线与间丝合成纹理图的位置，再采用热烫金浆丝网印花方式印刷其纹理部分。
本发明针对采用丝绒及片金线织造的云锦妆花缎面料，提供了一种仿云锦妆花缎的印花面料及其制备方法。该方法利用计算机图形学技术，通过提取云锦妆花缎意匠图的R,G,B三通道，创建了意匠图的像素模板，结合云锦妆花缎用丝绒、片金线和间丝在面料中的纹理特征，构建了纹理仿真方法，实现了云锦妆花缎面料纹理的数字化设计，成功基于意匠图快速生成云锦妆花缎面料纹理；以云锦妆花缎的地部面料为印花基布，借助数码直喷印花和热烫金浆丝网印花方式巧妙表达仿云锦妆花缎纹理，既保留了云锦妆花缎的纹理特征，同时解决了云锦妆花缎生产效率低、生产成本高等问题，为云锦妆花缎图案纹理的活化传承提供技术助力和新的生产方式，可批量生产。
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，都应涵盖在本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种仿云锦妆花缎的印花面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)获取云锦妆花缎单位纹样的大纤数Nq、花纬数Nhw，创建与意匠图对应的像素模板，像素模板的规格为(Nq×width、Nhw×height)；其中，width和height分别代表像素模板中意匠图像素底宽和侧高的放大倍数；
(2)利用计算机图形学技术，提取云锦妆花缎意匠图的R,G,B三通道数值，基于云锦丝绒、片金线和间丝在面料中的纱线特征，对像素模板对应位置进行填充，以获得印花纹理图；其中，在云锦妆花缎意匠图中，像素规格为底宽×侧高(s×t)的一行连续同色意匠格在像素模板中对应意匠格位置为像素规格为(s×width，t×height-k)的一有色矩形，k为上下相邻纱线间预留的距离；云锦丝绒意匠格对应生成的有色矩形从中间到上、下边缘分为多个层次，颜色依次变浅；且云锦丝绒意匠格对应生成的有色矩形两端为凸形；间丝对应生成的像素规格为(2×k，t×height-k)；具体为：
(2.1)提取云锦妆花缎意匠图每行连续同色的意匠格的R,G,B三通道数值，基于云锦丝绒、片金线在面料中的纱线特征，对像素模板对应意匠格位置进行填充获得纱线纹理仿真图；
(2.2)在同一像素模板中生成间丝图，单根间丝的像素规格为(2×k，t×height-k)，横向相邻间丝间的距离像素固定为d1，纵向相邻间丝间的错位距离像素固定为d2,d1和d2对应的像素值根据云锦妆花缎面料扫描图确定；
(2.3)运用正片叠底的方式，将所述纱线纹理仿真图置于间丝图下方进行图像融合获得印花纹理图，所述印花纹理图包括两部分：由丝绒与间丝融合成的纹理图和片金线与间丝融合成的纹理图；
(3)采用印花的方式将印花纹理图印刷在底布上，制备获得仿云锦妆花缎的印花面料；其中，底布的用料、规格和组织结构与云锦妆花缎的地部面料一致。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，像素模板中意匠图底宽和侧高像素的放大倍数width和height依据云锦妆花缎的大纤密度DQ和花纬密度Dhw进行确定：
(width，height)＝(m1×n，m2×n)
其中：12≤Dhw≤DQ≤27，且Dhw-DQ的取值范围为0～10；m1:m2分别是Dhw:DQ的最简分数，Dhw、DQ为整数；当Dhw、DQ为非整数时，m1:m2分别为[Dhw+0.5]:[DQ+0.5]的最简分数，其中，[*]表示按照四舍五入取整，表示向下取整。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述云锦丝绒意匠格对应生成的有色矩形从中间到上、下边缘将有色矩形分为原色层、近色层、过度层和最外层四个层次，其中原色层为该云锦丝绒意匠格提取的意匠色(r，g，b)，近色层、过度层和最外层分别设置为(r-60，g-60，b-60)、(r-80，g-80，b-80)和(r-100，g-100，b-100)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有色矩形两端的凸形处理，需将两端的部分像素区域做透明化处理；定义组成有色矩形的单位像素点为(i，j)，i表示行，j表示列；所述部分像素区域的位置为第行/>行，第/>列列，i和j的取值具体为(i＝0,1,2；j＝0,1,2)、(i＝0,1,2；j＝5,6,7)、(i＝5,6,7；j＝0,1,2)(i＝5,6,7；j＝5,6,7)，式中|表示整除。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，间丝对应生成的像素及图片背景均进行透明化处理。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，采用数码直喷印花方式印刷丝绒与间丝的合成纹理图，在印有丝绒与间丝合成纹理图的底布基础上，定位片金线与间丝合成纹理图的位置，采用热烫金浆丝网印花方式印刷。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述制备方法制备获得的仿云锦妆花缎的印花面料。
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