CN116205000A - 基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法及系统 - Google Patents

基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法及系统 Download PDF

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CN116205000A
CN116205000A CN202310071022.6A CN202310071022A CN116205000A CN 116205000 A CN116205000 A CN 116205000A CN 202310071022 A CN202310071022 A CN 202310071022A CN 116205000 A CN116205000 A CN 116205000A
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邓莉文
苌姗姗
刘贡钢
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Abstract

本发明公开了一种基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，包括：S101、提取连缀式四方连续密编织纹样的单体基本形及其构成的复形基本形；S102、确定连缀式四方连续密编织纹样中复形基本形的四方连续形式；S103、将四方连续形式的复形基本形转换为连缀式四方连续二值化矩阵图；S104、将连缀式四方连续二值化矩阵图转换为竹编纹样元素，并生成连缀式四方连续的参数化模型图。本发明具有协调竹产品设计师与竹编艺人之间的编织生产并提高生产效率的优点。

Description

基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法及系统
技术领域
本发明涉及竹编工艺数字化制造领域，尤其涉及一种基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法及系统。
背景技术
竹编织纹样图案或器具装饰家居始于新石器时代，因具有天然材料肌理、新奇图案、色彩搭配等美学价值的体现，发展与传承至今一直广受国内外消费者欢迎。竹密编织纹样常见基本形通过连缀式、散点式、重叠式的四方连续构成装饰或以基本形为中心的发射性构成装饰；而连缀式将简单的、单体或多体的基本纹样通过排列、重复的构成关系结合成和谐统一的、秩序美的和装饰美的视觉图案，这种具有连缀式四方连续纹样的竹密编织广泛应用在室内外装饰中。连缀式四方连续纹样指的是以可见或不可见的线条、块面连接在一起.产生很强烈的连绵不断、穿插排列的连续效果的四方连续纹样。常见的有波线连缀、菱形连缀、阶梯连缀、接圆连缀、几何连缀等。竹编织以传统手工编织为主，若编织效果未达到设计师或者画面效果预期时，由于编织工艺繁琐编织的修改难度较大；另外竹编形成的图案是由不同颜色竹篾、相互挑压竹篾、设计样图等等构成，与现有其他采用棉线编织织物存在较大差异，其他现有的纺织织物编织模型无法直接应用于竹编，竹编织未能通过数字化的方式而实现智能化生产导致生产效率低下。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提高生产效率的基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法和系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，包括：
S101、提取连缀式四方连续密编织纹样的单体基本形及其构成的复形基本形；
S102、确定连缀式四方连续密编织纹样中复形基本形的四方连续形式；
S103、将四方连续形式的复形基本形转换为连缀式四方连续二值化矩阵图；
S104、将连缀式四方连续二值化矩阵图转换为竹编纹样元素，并生成连缀式四方连续的参数化模型图。
作为上述技术方案的进一步改进：
步骤S101中的复形基本形为由一个单体基本形通过群化构成，或者由两个或两个以上不同形态的单体基本形复合构成。
步骤S102中的复形基本形的四方连续形式是指对复形基本形通过几何形骨骼或线性骨骼进行循环得到。
步骤S103包括：
S201，通过二值化网格将单体基本形划分为黑色网格和白色网络，以分别作为连缀式四方连续密编织纹样中的正形和负形两种编织纹样元素；
S202，分别确定黑色网格和白色网络对应的坐标数列，并组合得到单体基本形对应的正负形组合坐标数列，确定单体基本形的正形和负形的竹编编织逻辑；
S203，将黑色矩形对应的正形值为1，白色矩形对应的负形值为0，从而将单体基本形对应的正负形组合坐标数列转换为单体基本形的二值化矩阵坐标图，将单体基本形的二值化矩阵坐标图按照单体基本形构成复形基本形的方式、复形基本形的四方连续形式组合得到连缀式四方连续密编织纹样的连缀式四方连续二值化矩阵图。
步骤S201通过二值化网格将单体基本形划分为黑色网格和白色网络时，包括：将单体基本形划分为网格，然后分别使用各个网格中图像彩色属性计算各个网格的明度，若明度大于预设阈值则将网格划分为黑色网格，否则划分为白色网络。
步骤S104包括：
S301，将连缀式四方连续二值化矩阵图中的黑色网格和白色网络在Z轴方向偏移，从而生成连缀式四方连续密编织纹样的经、纬编织节点图，从而确定正形和负形两种编织纹样元素的编织节点位置；
S302，根据连缀式四方连续密编织纹样的经、纬编织节点图，通过连接经向和纬向的编织节点，生成连缀式四方连续密编织纹样的经、纬向编织的插值曲线图；
S303，在经、纬向编织的插值曲线图的基础上，通过设置编织曲面的长度、宽度和厚度，得到连缀式四方连续的参数化模型图。
步骤S301中将连缀式四方连续二值化矩阵图中的黑色网格和白色网络在Z轴方向偏移是指将黑色网格和白色网络两者中的至少其一在Z轴方向偏移。
步骤S303之后还包括将连缀式四方连续的参数化模型图导入到渲染软件中，并赋予竹密编织材质、两种色彩的贴图，通过渲染得到连缀式四方连续竹密编织结构模型渲染图。
作为一个总的发明构思，本发明还提供一种基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行前述基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法。
作为一个总的发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行前述基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的一种基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，通过提取基本单位、确定连续形式、生成二值化矩阵图和渲染模型图，具有数字实现、智能生产、高效低成本沟通等优点，可以为竹产品设计师提供竹编织纹样的直观设计效果，协调竹产品设计师与竹编艺人之间的编织生产，使得设计者、生产者能够预先可视竹编织纹样创新后的微观编织结构与编织效果等需求，大大降低沟通成本而提高生产效率。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2为本发明实施例1中狗牙纹基本单位群化构形图。
图3为本发明实施例1中狗牙纹连缀式四方连续纹样的骨骼框架图。
图4为本发明实施例1中狗牙纹四方连续二值化矩阵坐标图。
图5为本发明实施例1中狗牙纹参数矩阵图。
图6为本发明实施例1中狗牙纹连缀式四方连续二值化矩阵图和框架图。
图7为本发明实施例1中狗牙纹编织曲线和模型图。
图8为本发明实施例2中鱼鳞纹基本单位复合构形图。
图9为本发明实施例2中鱼鳞纹连缀式四方连续纹样的骨骼框架图。
图10为本发明实施例2中鱼鳞纹四方连续二值化矩阵坐标图。
图11为本发明实施例2中鱼鳞纹参数矩阵图。
图12为本发明实施例2中鱼鳞纹连缀式四方连续二值化矩阵图和框架图。
图13为本发明实施例2中鱼鳞纹编织曲线和模型图。
具体实施方式
以下将对本发明做进一步详细说明。除非特殊说明，本发明采用的仪器或材料为市售。
实施例1：
如图1所示，本实施例的一种基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，以竹编中狗牙纹图案为例，包括以下步骤：
S1、提取连缀式四方连续密编织纹样的单体基本形及其构成的复形基本形。
基本单位包括单体基本形和复形基本形，单体基本形是以完全独立形式的单个几何形态，复形基本形是以一个单体基本形通过群化构成新视觉效果的复形基本形，或者是通过两个或两个以上不同形态的单体基本形复合构成复形基本形。同一编织实物可有不同的单体基本形。
本实施例中，根据狗牙纹竹密编织实物图(如图2(a)所示)提取单体基本形(如图2(b)所示)和复形基本形，以图2(b)所示的狗牙纹的单体基本形为原始单体，通过水平翻转得到单体基本形Ⅰ(如图2(c)所示)，原始单体垂直翻转则得到单体基本形Ⅱ(如图2(d)所示)，原始单体旋转180°得到单体基本形Ⅲ(如图2(e)所示)，再将四个相似的单体基本形通过不同的群组形式构成新视觉效果的复形基本形，以回旋形式得到复形基本形Ⅰ(如图2(f)所示)，以对称组合、移位重组形式得到复形基本形Ⅱ(如图2(g)所示)，以对称组合、再进行减法形式的复形基本形Ⅲ(如图2(h)所示)。
S2、确定连缀式四方连续密编织纹样中复形基本形的四方连续形式。
本实施例中，将狗牙纹连缀式四方连续基本单位可被拆分成以连缀式四方连续骨骼。竹密编织纹样的连缀式四方连续将基本形通过几何形骨骼或线性骨骼进行循环，来强化基本纹样的视觉冲击力，同时增强整体图案的辨识度和认知度。
图3为狗牙纹竹密编织连缀式四方连续纹样的骨骼框架图，本实施例中，图3(a)为几何骨骼为方形(虚线所示)骨骼连缀平排图，图3(b)为几何骨骼为六边形(虚线所示)骨骼连缀平排图，图3(c)为几何骨骼为多边形(虚线所示)骨骼阶梯连缀。
S3、将四方连续形式的复形基本形转换为连缀式四方连续二值化矩阵图。
S301，通过二值化网格将单体基本形划分为黑色网格和白色网络，以分别作为连缀式四方连续密编织纹样中的正形和负形两种编织纹样元素；
S302，分别确定黑色网格和白色网络对应的坐标数列，并组合得到单体基本形对应的正负形组合坐标数列，确定单体基本形的正形和负形的竹编编织逻辑；
S303，将黑色矩形对应的正形值为1，白色矩形对应的负形值为0，从而将单体基本形对应的正负形组合坐标数列转换为单体基本形的二值化矩阵坐标图，将单体基本形的二值化矩阵坐标图按照单体基本形构成复形基本形的方式、复形基本形的四方连续形式组合得到连缀式四方连续密编织纹样的连缀式四方连续二值化矩阵图。
步骤S301通过二值化网格将单体基本形划分为黑色网格和白色网络时，包括：将单体基本形划分为网格，然后分别使用各个网格中图像彩色属性计算各个网格的明度，若明度大于预设阈值则将网格划分为黑色网格，否则划分为白色网络。
以图4所示的单体基本形CDT＝(X1～X4,Y1～Y5)为例，基于坐标数列(1-2)得到狗牙纹正形坐标数列(2-1)和狗牙纹负形坐标数列(2-2)。
竹密编织中被挑压的纵向篾为“经篾”，依次编入的横向篾为“纬篾”，以经篾与纬篾呈90°垂直挑压编织，编织表面呈具有规律秩序的矩形几何拼块的纹样效果，经、纬竹篾条正交之间的空隙组列呈四方格状，编织结构经篾与纬篾呈波浪式的上下交错变化而形成图案；染色竹篾条作编织的纬篾，当纬篾挑于经篾上方时，纬篾显示的编织单位为纹样的正形；原色竹篾条作编织的经篾，当纬篾被压于经篾下方时，则经篾显示的编织单位为负形。
为快速识取编织纹样信息，常将纹样分解成黑白网格图，依据二值化矩阵坐标图的分割原理。竹密编织二值化矩阵坐标图中每一纵列表示编织的1根经篾，每一横列则表示编织的1根纬篾。利用二值化矩阵描述纹样信息，建立纹样的矩阵坐标数列C如式(1-1)所示，纹样在矩阵中纵列取值从左到右范围为X1，X2，…，Xw，即X1～Xw，横列取值从下到上范围为Y1，Y2，…，Yh，即Y1～Yh。
Figure BDA0004064787070000051
数列中：
X--表示为竹密编织经篾(纵列矩阵)，
Y--表示为竹密编织纬篾(横列矩阵)，
w--表示为竹密编织经篾(纵列矩阵)变量，
h--表示为竹密编织纬篾(横列矩阵)变量。
本实施例中，在进行编织纹样时，二值化矩阵中同一纵列或同一横列的正形或负形矩阵的连续数量小于7。
根据纹样的矩阵坐标数列进行正、负形纹样信息定位，纹样正形的矩形填充为黑色，P表示纹样的正形坐标数列，未填充的白色矩形定义为纹样的负形，N表示为负形坐标数列，P、N的坐标数列表示如式(1-2)所示。
[(Xs,Yh),…,(Xs+a,Yh)]＝{(Xs～Xs+a,Yh)|s≥1,0≤a≤6，h≥1}……………(1-2)
数列中：
X--表示为纹样的纵列矩阵，
Y--表示为纹样的横列矩阵，
h--表示为纹样的横列矩阵变量，
s--表示为纹样在横列Yh中的起始矩形坐标变量，
a--表示为纹样在横列Yh中的起始矩形的增值量。
纹样正形或负形信息在横列Yh矩阵中的矩形坐标取值范围为Xs，Xs+1，…，Xs+a，即Xs～Xs+a。编织时，“P”的坐标变量示为Y(纬篾)压在X(经篾)上方，“N”的坐标变量则示为X(经篾)挑在Y(纬篾)上方，即“P”为“压”、“N”为“挑”。
狗牙纹正形坐标数列如式(2-1)所示：
Figure BDA0004064787070000061
其中：PDT--表示为竹密编织狗牙纹(黑色矩形)，X--表示为狗牙纹纵列坐标变量，Y--表示为狗牙纹横列坐标变量。
狗牙纹负形坐标数列(2-2)：
Figure BDA0004064787070000062
其中：NDT--表示为竹密编织狗牙纹负形(白色矩形)，X--表示为狗牙纹负形纵列坐标变量，Y--表示为狗牙纹负形横列坐标变量。
本实施例中，狗牙纹与负形坐标数列中：坐标P1＝(X1～X4,Y1)表示第1横列矩阵(纬篾)中的第1个至第4个矩形为黑色矩形，“P1”则是以第1根纬篾压在第1根至第4根经篾的上方，即压4。坐标N1＝(X1,Y2),P2＝(X2～X4,Y2)表示第2横列矩阵(纬篾)中的第1个为白色矩形，第2个至第4个矩形为黑色矩形，则N1＝(X1,Y2)是指第1根经篾挑在第2根纬篾的上方，即“N1”为挑1；P2＝(X2～X4,Y2)是指第2根纬篾压在第2根至第4根经篾的上方，即“P2”为压3。以此类推，N2＝(X1～X2,Y3)，P3＝(X3～X4,Y3)指第3根纬篾对第1根至第2根经篾进行挑2，对第3跟至第4根经篾进行压2。N3＝(X1～X3,Y4),P4＝(X4,Y4)指第4根纬篾对第1根至第3根经篾挑3,对第4根经篾压1。N4＝(X1～X4,Y5)为第5根纬篾对第1根至第4根经篾进行挑4。
通过坐标数列(2-1)和(2-2)由此得到狗牙纹正负形组合坐标数列(2-3)：
Figure BDA0004064787070000071
其中：CDT--表示为竹密编织狗牙纹正负形，P--表示为狗牙纹(黑色矩形)坐标，N--表示为狗牙纹负形(白色矩形)坐标。
以上述的狗牙纹正负形坐标数列解析得到，狗牙纹正负形组合坐标编织逻辑为：P1为压4，(N1,P2)为挑1压3，(N2,P3)为挑2压2，(N3,P4)为挑3压1，N4为挑4。由此得出以坐标竹密编织狗牙纹的编织技法为压4—挑1压3—挑2压2—挑3压1—挑4。
本实施例中，通过二值化网格的形式将纺织纹样进行分割，以二维的0和1数组输出对应的编织纹样元素，网格中的黑点在数组的对应值为1，空白网格在数组的对应值为0。计算机通过矩阵数组识取，Grasshopper软件中图像采集组件(Image Sampler组件)功能是使用浮点像素坐标对图像的彩色属性进行范围[0,1]的数值转化采集，高明度的信息识取数组表示趋近于1，低明度的信息识取数组表示趋近于0；结合坐标数列(2-3)得到与狗牙纹样信息相对应的参数矩阵(如图5所示)：黑色矩形(纹样正形P)对应参数为0，白色矩形(纹样负形N)对应参数为1，即P＝0，N＝1。
S4、将连缀式四方连续二值化矩阵图转换为竹编纹样元素，并生成连缀式四方连续的参数化模型图。
S401，将连缀式四方连续二值化矩阵图中的黑色网格和白色网络在Z轴方向偏移，从而生成连缀式四方连续密编织纹样的经、纬编织节点图，从而确定正形和负形两种编织纹样元素的编织节点位置；
S402，根据连缀式四方连续密编织纹样的经、纬编织节点图，通过连接经向和纬向的编织节点，生成连缀式四方连续密编织纹样的经、纬向编织的插值曲线图；
S403，在经、纬向编织的插值曲线图的基础上，通过设置编织曲面的长度、宽度和厚度，得到连缀式四方连续的参数化模型图；
S404，将连缀式四方连续的参数化模型图导入到渲染软件中，并赋予竹密编织材质、两种色彩的贴图，通过渲染得到连缀式四方连续竹密编织结构模型渲染图。
步骤S401中将连缀式四方连续二值化矩阵图中的黑色网格和白色网络在Z轴方向偏移是指将黑色网格和白色网络两者中的至少其一在Z轴方向偏移。
本实施例中，根据竹密编织狗牙纹连缀式四方连续二值化矩阵坐标图(如图6(a)所示)，构建狗牙纹2D网格框架图(如图6(b)所示)。
基于2D网格框架图，再利用Grasshopper软件中Image Sampler组件的明暗度侦测，形成以连缀式四方连续构成形式循环图4的狗牙纹基本形参数矩阵，得到[0,1]范围取值的狗牙纹连缀式四方连续参数矩阵图(如图6(c)所示)。
通过矩阵的参数信息定位竹密编织纹样在经篾与纬篾上的2D编织节点位置；在Grasshopper软件中设置图像采集映射的数值向Z轴方向产生相应的上下浮动的高度。
若黑色矩形的中心点位向上移动，白色矩形的中心点位则不变，若白色矩形的中心点位向上移动，黑色矩形的中心点位则不变，以此生成X、Y、Z轴坐标呈上下浮动的狗牙纹经、纬编织节点(如图6(d)所示)。
本实施例中，确定编织节点的位置后，通过连接经向和纬向的编织节点，生成狗牙纹经、纬向编织的插值曲线(如图7(a)所示)。
本实施例中，基于插值曲线通过Rectangle的输入端X、Y、Z Size中自定义经纬编织曲面的参数变量控制编织曲面的长度、宽度和厚度，从而得到竹密编织狗牙纹连缀式四方连续的参数化模型图(如图7(b)所示)。
本实施例中，将参数化模型拷贝(Bake)到犀牛软件(Rhino软件)中，赋予竹密编织材质、两种色彩的贴图，通过渲染得到狗牙纹连缀式四方连续竹密编织结构模型渲染图(如图7(c)所示)。
实施例2
本实施例的一种基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，以如图8(a)所示竹编中鱼鳞纹图案为例，包括以下步骤：
S1、提取连缀式四方连续密编织纹样的单体基本形及其构成的复形基本形。
本实施例中，根据鱼鳞纹竹密编织实物图(如图8(a)所示)提取的单体和复形鱼鳞纹图(如图8(b)所示)，两个不同形态的单体几何形以中轴对齐的形式进行纵向并列构成一个完整的复形基本形。
S2、确定连缀式四方连续密编织纹样中复形基本形的四方连续形式。
本实施例中，鱼鳞纹连缀式四方连续方式可被拆分成以直线等距式骨骼错位连缀(如图9(a)所示)、斜线式骨骼连缀排列图(如图9(b)所示)、波浪式曲线骨骼错位连缀图(如图9(c)所示)等线性骨骼连缀的四方连续形式。
S3、将四方连续形式的复形基本形转换为连缀式四方连续二值化矩阵图。
S301，通过二值化网格将单体基本形划分为黑色网格和白色网络，以分别作为连缀式四方连续密编织纹样中的正形和负形两种编织纹样元素；
S302，分别确定黑色网格和白色网络对应的坐标数列，并组合得到单体基本形对应的正负形组合坐标数列，确定单体基本形的正形和负形的竹编编织逻辑；
S303，将黑色矩形对应的正形值为1，白色矩形对应的负形值为0，从而将单体基本形对应的正负形组合坐标数列转换为单体基本形的二值化矩阵坐标图，将单体基本形的二值化矩阵坐标图按照单体基本形构成复形基本形的方式、复形基本形的四方连续形式组合得到连缀式四方连续密编织纹样的连缀式四方连续二值化矩阵图。
步骤S301通过二值化网格将单体基本形划分为黑色网格和白色网络时，包括：将单体基本形划分为网格，然后分别使用各个网格中图像彩色属性计算各个网格的明度，若明度大于预设阈值则将网格划分为黑色网格，否则划分为白色网络。
以如图10所示的复形基本形CFS＝(X1～X9,Y1～Y6)为例，基于坐标数列(1-2)得到鱼鳞纹的坐标数列(3-1)：
Figure BDA0004064787070000091
数组中：
PFS--表示为竹密编织鱼鳞纹(黑色矩形)，
X--表示为鱼鳞纹纵列坐标变量，
Y--表示为鱼鳞纹横列坐标变量。
鱼鳞纹负形坐标数列(3-2)：
Figure BDA0004064787070000092
数组中：
NFS--表示为竹密编织鱼鳞纹负形(白色矩形)，
X--表示为鱼鳞纹负形纵列坐标变量，
Y--表示为鱼鳞纹负形横列坐标变量。
鱼鳞纹由两个几何体通过中轴对称上下并列复合而成，因此由图10得到纹样的中轴坐标为P1、P2.2、P3.2、N4、N5.2、P6，鱼鳞纹与负形坐标中形成多组以中轴坐标对称式矩阵，如图10所示：N1.1通过中轴坐标P1对称得到N1.2，由此得到坐标(N1.1,P1,N1.2)。P2.1、N2.1通过中轴坐标P2.2对称得到N2.2、P2.3，组成坐标(P2.1,N2.1,P2.2,N2.2，P2.3)…以此类推，得到鱼鳞纹正负形组合坐标数列(3-3)：
Figure BDA0004064787070000101
数组中：
CFS--表示为竹密编织鱼鳞纹正负形，
P--表示为鱼鳞纹(黑色矩形)坐标，
N--表示为鱼鳞纹负形(白色矩形)坐标。
参照上述的竹密编织狗牙纹的坐标式数列解析得出，竹密编织鱼鳞纹的编织技法为挑3压1挑3—压1挑2压3挑2压1—压1挑3压1挑3压1—压2挑5压2—挑1压2挑3压2挑1—挑2压5挑2。
通过二值化网格的形式将纺织纹样进行分割，以二维的0和1数组输出对应的编织纹样元素，网格中的黑点在数组的对应值为1，空白网格在数组的对应值为0。本实施例中，将经纬竹篾形成的凹凸形状分解成黑白网格图，以二维的0、1数组输出对应的竹编纹样元素时，凸起来的点对应1数组，凹下去的点对应0数组。
本实施例中，计算机通过矩阵数组识取，Grasshopper软件中Image Sampler组件功能是使用浮点像素坐标对图像的彩色属性进行范围[0,1]的数值转化采集，高明度的信息识取数组表示趋近于1，低明度的信息识取数组表示趋近于0；结合坐标数列(2-3)得到与鱼鳞纹样信息相对应的参数矩阵(如图11所示)：黑色矩形(纹样正形P)对应参数为0，白色矩形(纹样负形N)对应参数为1，即P＝0，N＝1。
S4、将连缀式四方连续二值化矩阵图转换为竹编纹样元素，并生成连缀式四方连续的参数化模型图。
S401，将连缀式四方连续二值化矩阵图中的黑色网格和白色网络在Z轴方向偏移，从而生成连缀式四方连续密编织纹样的经、纬编织节点图，从而确定正形和负形两种编织纹样元素的编织节点位置；
S402，根据连缀式四方连续密编织纹样的经、纬编织节点图，通过连接经向和纬向的编织节点，生成连缀式四方连续密编织纹样的经、纬向编织的插值曲线图；
S403，在经、纬向编织的插值曲线图的基础上，通过设置编织曲面的长度、宽度和厚度，得到连缀式四方连续的参数化模型图。
S404，将连缀式四方连续的参数化模型图导入到渲染软件中，并赋予竹密编织材质、两种色彩的贴图，通过渲染得到连缀式四方连续竹密编织结构模型渲染图。
步骤S401中将连缀式四方连续二值化矩阵图中的黑色网格和白色网络在Z轴方向偏移是指将黑色网格和白色网络两者中的至少其一在Z轴方向偏移。
本实施例中，根据竹密编织鱼鳞纹连缀式四方连续二值化矩阵坐标图(如图12(a)所示)，构建鱼鳞纹2D网格框架(如图12(b)所示)。
基于2D网格框架，再利用Grasshopper软件中Image Sampler组件的明暗度侦测，形成以连缀式四方连续构成形式循环图11分析的鱼鳞纹基本形参数矩阵，得到[0,1]范围取值的鱼鳞纹连缀式四方连续参数矩阵(如图12(c)所示)，通过矩阵的参数信息定位竹密编织纹样在经篾与纬篾上的2D编织节点位置。
在Grasshopper软件中设置图像采集映射的数值向Z轴方向产生相应的上下浮动的高度：若黑色矩形的中心点位向上移动是，白色矩形的中心点位则不变；若白色矩形的中心点位向上移动，黑色矩形的中心点位则不变，以此生成X、Y、Z轴坐标呈上下浮动的鱼鳞纹经、纬编织节点(如图12(d)所示)。
本实施例中，确定编织节点的位置后，通过连接经向和纬向的编织节点，生成鱼鳞纹经、纬向编织的插值曲线(如图13(a)所示)。
本实施例中，基于插值曲线通过Rectangle的输入端X、Y、Z Size中自定义经纬编织曲面的参数变量控制编织曲面的长度、宽度和厚度，从而得到竹密编织鱼鳞纹连缀式四方连续的参数化模型图(如图13(b)所示)。
本实施例中，将参数化模型Bake到Rhino中，赋予竹密编织材质、两种色彩的贴图，通过渲染得到鱼鳞纹连缀式四方连续竹密编织结构模型渲染图(如图13(c)所示)。
本发明首先提取竹密编织工艺技法，然后从连缀式四方连续竹密编织的纹样构形原理与构成形式，获取到竹编纹样的基本单元结构，再结合竹编中经纬篾织成的纹样特点，将纹样分解成黑白网格图，接下来用正负二值化矩阵坐标描述竹编纹样信息，通过Grasshopper中的Image Sampler组件采集竹密编织纹样的二值化坐标信息，搭建Grasshopper参数化运算组件，控制参数变量快速生成或优化连缀式四方连续密编织的纹样模型。实现设计师、生产者对竹编织纹样变化方案的效果预览，高效地指导竹编艺人对最优设计方案进行编织生产，解决设计师与竹编艺人的沟通困扰，也为竹编织实现智能化生产提供解决方案。
本发明的连缀式四方连续密编织纹样包括狗牙纹、鱼鳞纹、梅花纹、五梅花纹等。
本发明还提供一种基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模系统，包括：
第一提取模块，用于提取连缀式四方连续密编织纹样的单体基本形及其构成的复形基本形；
第二确定模块，用于确定连缀式四方连续密编织纹样中复形基本形的四方连续形式；
第三转换模块，用于将四方连续形式的复形基本形转换为连缀式四方连续二值化矩阵图；
第四仿真模块，用于将连缀式四方连续二值化矩阵图转换为竹编纹样元素，并生成连缀式四方连续的参数化模型图。
本发明还提供一种基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行前述基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行前述基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，其特征在于，包括：
S101、提取连缀式四方连续密编织纹样的单体基本形及其构成的复形基本形；
S102、确定连缀式四方连续密编织纹样中复形基本形的四方连续形式；
S103、将四方连续形式的复形基本形转换为连缀式四方连续二值化矩阵图；
S104、将连缀式四方连续二值化矩阵图转换为竹编纹样元素，并生成连缀式四方连续的参数化模型图。
2.根据权利要求1所述的基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，其特征在于，步骤S101中的复形基本形为由一个单体基本形通过群化构成，或者由两个或两个以上不同形态的单体基本形复合构成。
3.根据权利要求1所述的基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，其特征在于，步骤S102中的复形基本形的四方连续形式是指对复形基本形通过几何形骨骼或线性骨骼进行循环得到。
4.根据权利要求1所述的基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，其特征在于，步骤S103包括：
S201，通过二值化网格将单体基本形划分为黑色网格和白色网络，以分别作为连缀式四方连续密编织纹样中的正形和负形两种编织纹样元素；
S202，分别确定黑色网格和白色网络对应的坐标数列，并组合得到单体基本形对应的正负形组合坐标数列，确定单体基本形的正形和负形的竹编编织逻辑；
S203，将黑色矩形对应的正形值为1，白色矩形对应的负形值为0，从而将单体基本形对应的正负形组合坐标数列转换为单体基本形的二值化矩阵坐标图，将单体基本形的二值化矩阵坐标图按照单体基本形构成复形基本形的方式、复形基本形的四方连续形式组合得到连缀式四方连续密编织纹样的连缀式四方连续二值化矩阵图。
5.根据权利要求4所述的基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，其特征在于，步骤S201通过二值化网格将单体基本形划分为黑色网格和白色网络时，包括：将单体基本形划分为网格，然后分别使用各个网格中图像彩色属性计算各个网格的明度，若明度大于预设阈值则将网格划分为黑色网格，否则划分为白色网络。
6.根据权利要求1所述的基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，其特征在于，步骤S104包括：
S301，将连缀式四方连续二值化矩阵图中的黑色网格和白色网络在Z轴方向偏移，从而生成连缀式四方连续密编织纹样的经、纬编织节点图，从而确定正形和负形两种编织纹样元素的编织节点位置；
S302，根据连缀式四方连续密编织纹样的经、纬编织节点图，通过连接经向和纬向的编织节点，生成连缀式四方连续密编织纹样的经、纬向编织的插值曲线图；
S303，在经、纬向编织的插值曲线图的基础上，通过设置编织曲面的长度、宽度和厚度，得到连缀式四方连续的参数化模型图。
7.根据权利要求6所述的基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，其特征在于，步骤S301中将连缀式四方连续二值化矩阵图中的黑色网格和白色网络在Z轴方向偏移是指将黑色网格和白色网络两者中的至少其一在Z轴方向偏移。
8.根据权利要求6所述的基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法，其特征在于，步骤S303之后还包括将连缀式四方连续的参数化模型图导入到渲染软件中，并赋予竹密编织材质、两种色彩的贴图，通过渲染得到连缀式四方连续竹密编织结构模型渲染图。
9.一种基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模系统，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，所述微处理器被编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述基于连缀式四方连续密编织纹样的竹编建模方法。
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