CN1242110C - 基于准规则斑图的纹织图案超精细加工工艺 - Google Patents

Abstract

基于准规则斑图的纹织图案超精细加工工艺，涉及一种全新的纹织超精细加工工艺。具体步骤为：根据准规则斑图生成原理产生织物图案花型，即通过哈密顿量变换获得准规则斑图，由准规则斑图获得准规则斑图的变化图形，然后经过选择形成织物图案，对所获得的织物图案进行超精细处理，利用均匀随机网与准规则斑图的“能面等高线”特性，按设计要求对“等高线”形成的曲线宽度进行分割，由此获得超精细设计的花型；是借助纹织CAD方法进行意匠图设计；将所设计的意匠图信息传送到电子提花机进行织造，或传送到电子纹版机轧制纹版。按本工艺所生产出的提花图案具有线条精细，饰纹细腻的特点。

Description

基于准规则斑图的纹织图案超精细加工工艺

技术领域  本发明涉及一种全新的纹织超精细加工工艺。

背景技术  织物是由经纬纱根据一定的交织规律形成的纺织品，主要用作服装面料、装饰用纺织品的原料。提花织物是指由提花机控制进行生产，在织物上表现各类图案的纺织品，业内又称为大提花织物。

丝绸提花织物由于丝纤维特别纤细，纹织图案特别细致，可以生动地表现花卉虫鸟及山水风情、人物和动植物等图案，因此有较高的艺术价值而深受广大消费者的喜爱。

传统的提花织物生产是由图案设计人员创作设计出可供织造生产的意匠图，再经制作纹版，上机，才能进入织物生产环节。受此传统的生产方式制约，丝绸提花织物的设计生产有以下几点不足：

1、设计资源受局限，所谓设计资源即人类几千年来直接观察、感知的视觉对象，如大自然的一切景物，人类社会生活的各种形态和景象的总和，它们都是图案设计的基本题材。设计人员依据自己的观察与认识，通过加工、提炼而创作出作品。它相对于在计算机图形技术的帮助下展示出来一幅幅精美而奇妙的非线性科学图形，显示出其在设计方式上的局限性。

2、受人工制约，图案设计慢、生产周期长，既不能充分发挥电子提花机的优势，又满足不了不断变化的消费市场需求。

3、图案设计受手工的制约，无法进行图案的数字化处理，如图形的数字化超精细设计处理等，因此，图案变化和转换特别慢。

发明内容  本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种提花图案具有线条精细，饰纹细腻特点的基于准规则斑图的纹织图案超精细加工工艺。

本发明目的的实现方式为，基于准规则斑图的纹织图案超精细加工工艺，具体步骤为：

一、根据准规则斑图生成原理产生织物图案花型：

1)绘制斑图，即通过哈密顿量变换：

$H_q(\mathrm{\μ},v,t)\→H_q^{\left(0\right)}(\mathrm{\μ},v)$ 获得准规则斑图。

式中，H_q为q阶哈密顿系统、q为整数、u，v为变量(坐标)、t为时间变量，具体地，对于q阶共振映射 的动力学系统的哈密顿量：

$H_q=(\mathrm{\π}/q)(u^2+v^2)-K\sin v\underset{n=-\∞}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}(t-n)---\left(1\right)$

式中，K为常量参数。

所确定的q次准对称网，按两个步骤进行平滑化处理：第一步，变换到一个以频率为v＝1/q旋转的转动坐标中；第二步，对时间求平均，所获得的哈密顿量为H_q ⁽⁰⁾，即：

$H_q^{\left(0\right)}=\underset{j=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}\cos (u\cos \frac{2\mathrm{\πj}}{q}+v\sin \frac{2\mathrm{\πj}}{q})---\left(2\right)$

能面H_q ⁽⁰⁾的等高线 $H_q^{\left(0\right)}(u,v)=E$ 给出系统的各种形状和大小的闭合不变曲线族。这些不变曲线即构成准规则斑图。

2)形成织物图案，方法如下：

通过一组三角函数f(x)获得准规则斑图的变化图形，然后经过选择形成织物图案，f(x)按下式确定：

$f\left(x\right)=\frac{1}{5}\cos (x+y\cos \frac{2\mathrm{\πj}}{q})+\frac{1}{5}\cos (x-y\sin \frac{2\mathrm{\πj}}{q})---\left(3\right)$

或者，对(2)式作如下函数变换：

$H_{q1}^{\left(0\right)}=H_q^{\left(0\right)}+\stackrel{q}{\underset{j=1}{\mathrm{\Σ}}}f\left(x\right)$

$=\underset{j=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}\cos (x\cos \frac{2\mathrm{\πj}}{q}+y\sin \frac{2\mathrm{\πj}}{q})+\underset{j=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}[\frac{1}{5}\cos (x+y\cos \frac{2\mathrm{\πj}}{q})+\frac{1}{5}\cos (x-y\sin \frac{2\mathrm{\πj}}{q})]---\left(4\right)$

然后，通过选择即可形成织物图案。

3)对所获得的织物图案进行超精细处理，由此获得超精细设计的花型。

超精细处理主要利用均匀随机网与准规则斑图的“能面等高线”特性，按设计要求对“等高线”形成的曲线宽度进行分割，即：如以Δh表示被分割的等高线的某一区间，则h＝Δh₁+Δh₂+…。经任意多次的切割并使之细化，直至使所需表现的线条细化至纹织加工的极限，即：Δh→0。

二、借助纹织CAD方法进行意匠图设计：

1)将经过超精细处理获得的织物图案信息直接输入纹织CAD的电脑中进行处理，

2)对各等高线条(Δh₁，Δh₂，…)进行不同的着色处理，以便设计时进行区分，

3)意匠的组织设计。

三、是将所设计的意匠图信息传送到电子提花机进行织造，或传送到纹版机轧制纹版。

按本工艺所生产出的提花图案具有线条精细，饰纹细腻的特点。

本发明与传统方法相比，具有以下几个特点：

第一、数字化设计纹织图案在设计上运用了非线性科学可视化方法，根据准规则斑图生成原理，借助计算机图形技术产生图象从而完成图案设计，具有快速、精确、便捷等优势；

第二、图形的可控性强图形可以根据非线性动力学原理进行无穷无尽的变化和转换，从而使织物图案千变万化，丰富多彩；

第三、意匠图设计阶段，运用纹织CAD方法，用计算机进行织物意匠图设计与处理，图案的超精细处理可以根据设计需要调整到织物表现花型的极限水平，从而使织物的表面饰纹得到细腻化的最好表达；

第四、借助电子提花机技术，可实现超精细加工的快速化。

附图说明

图1a、b、c、d计算机上绘制成的q＝3、5、8、12时的准规则斑图

图2哈密顿量函数变换所得织物图案

图3图2中的中间着色区域再次分割图

图4图3经超精细处理直至使所需表现的线条细化至纹织加工的极限图

图5对图4细化的线条所在区域进行连续切割图

具体实施方式  本发明的具体工艺步骤为：

一、根据准规则斑图生成原理产生织物图案花型。其基本原理为：

1、根据弱混沌条件下非线性动力学系统的特点，通过对准对称随机网进行平滑的操作，即通过哈密顿量变换： $H_q(\mathrm{\μ},v,t)\→H_q^{\left(0\right)}(\mathrm{\μ},v)$ 获得准规则斑图。具体讲，对于q阶共振映射

的动力学系统的哈密顿量：

$H_q=(\mathrm{\π}/q)(u^2+v^2)-K\sin v\underset{n=-\∞}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}(t-n)---\left(1\right)$

所确定的q次准对称网，按两个步骤进行平滑化处理：第一步，变换到一个以频率为v＝1/q旋转的转动坐标中；第二步，对时间求平均，所获得的哈密顿量为H_q ⁽⁰⁾，即：

$H_q^{\left(0\right)}=\underset{j=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}\cos (u\cos \frac{2\mathrm{\πj}}{q}+v\sin \frac{2\mathrm{\πj}}{q})---\left(2\right)$

能面H_q ⁽⁰⁾的等高线 $H_q^{\left(0\right)}(u,v)=E$ 给出系统的各种形状和大小的闭合不变曲线族。这些不变曲线即构成图1所示的准规则斑图。图1a、b、c、d为计算机上绘制成的q＝5、7、8、12时的准规则斑图。

2)形成织物图案，方法如下：

通过迭加一组三角函数f(x)获得准规则斑图的变化图形，然后经过选择形成织物图案，f(x)按下式确定：

$f\left(x\right)=\frac{1}{5}\cos (x+y\cos \frac{2\mathrm{\πj}}{q})+\frac{1}{5}\cos (x-y\sin \frac{2\mathrm{\πj}}{q})---\left(3\right)$

对(2)式作如下变换：

$H_{q1}^{\left(0\right)}=H_q^{\left(0\right)}+\stackrel{q}{\underset{j=1}{\mathrm{\Σ}}}f\left(x\right)$

$=\underset{j=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}\cos (x\cos q\frac{2\mathrm{\πj}}{q}+y\sin \frac{2\mathrm{\πj}}{q})+\underset{j=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}[\frac{1}{5}\cos (x+y\cos \frac{2\mathrm{\πj}}{q})+\frac{1}{5}\cos (x-y\sin \frac{2\mathrm{\πj}}{q})]---\left(4\right)$

由此可得如图2所不的图形，图中各深浅部分表示不同的颜色。

3、对所获得的织物图案进行超精细处理，由此获得超精细设计的花型。

超精细处理主要利用均匀随机网与准规则斑图的“能面等高线”特性，按设计要求对“等高线”形成的曲线宽度进行分割，例如对“能面等高线”进行了六次分割得图2。在此基础上还可对曲线宽度进行理论上是任意多次的切割并使之细化，将图2中的中间着色区域再次分割得图3，分割部分用多种颜色表示。图3还可经超精细处理直至使所需表现的线条细化至纹织加工的极限，即：Δh→0，如图4中的细黑线即表示细化的线条。在图4的基础上对细化的线条所在区域进行连续切割并使线条细化即得图5中的细化线条丛，用两色相间表示。

二、借助纹织CAD方法进行意匠图设计。

1、纹织CAD是目前已经普及的一种应用计算机技术对织物意匠图进行辅助设计的方法。根据提花机的情况，纹织CAD的软件又分为两大类，一类是与轧纹版机结合，通过控制轧纹版机轧出纹版供传统的提花机使用；另一类是与电子提花机配合使用，通过纹织CAD处理的意匠图信息可传送到电子提花机上进行提花织造生产。本发明运用非线性科学可视化方法获得的图形信息可直接输入纹织CAD的电脑中进行处理。

2、根据不同的设计思路，可对图2所示的各等高线条(Δh₁，Δh₂，…)进行不同的着色处理，以便设计时进行区分。

3、关于意匠的组织设计，须把握两个环节，一是地组织须为缎纹组织；二是细化的等高线条的组织设计须结合活切间丝的方法进行(活切间丝即依线条的形态点间丝的方法，目的在于既点断长浮丝线，又使线条得到尽可能完美的表达)。

三、将所设计的意匠图信息传送到电子提花机进行织造，或传送到电子(轧)纹版机轧制纹版。

注：关于公式(1)、(2)等的物理意义可参考书籍[1]；关于意匠的组织设计以及活切间丝等设计方法可参考书籍[2]

[1]汪秉宏  弱混沌与准规则斑图  上海科学教育出版社  1996

[2]浙江丝绸工学院  苏州丝绸工学院  织物组织与纹织学(上、下册)  纺织工业出版社  1990

Claims (1)

1、基于准规则斑图的纹织图案超精细加工工艺，具体步骤为：

一、根据准规则斑图生成原理产生织物图案花型：

1)绘制斑图，即通过哈密顿量变换：

H_q(μ，v，t)→H_q ⁽⁰⁾(μ，v)获得准规则斑图，

式中，H_q为q阶哈密顿系统、q为整数、u，v为变量(坐标)、t为时间变量，具体地，对于q阶共振映射

的动力学系统的哈密顿量：

$H_q=(\mathrm{\π}/q)(u^2+v^2)-K\sin v\underset{n=-\∞}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}(t-n)$ (1)

式中，K为常量参数，

所确定的q次准对称网，按两个步骤进行平滑化处理：第一步，变换到一个以频率为v＝1/q旋转的转动坐标中；第二步，对时间求平均，所获得的哈密顿量为H_q ⁽⁰⁾，即：

$H_q^{\left(0\right)}=\underset{J=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}\cos (u\cos \frac{2\mathrm{\πj}}{q}+v\sin \frac{2\mathrm{\πj}}{q})----\left(2\right)$

能面H_q ⁽⁰⁾的等高线H_q ⁽⁰⁾(u，v)＝E给出系统的各种形状和大小的闭合不变曲线族，这些不变曲线即构成准规则斑图，

其特征在于，2)形成织物图案，方法如下：

通过一组三角函数f(x)获得准规则斑图的变化图形，然后经过选择形成织物图案，f(x)按下式确定：

$f\left(x\right)=\frac{1}{5}\cos (x+y\cos \frac{2\mathrm{\πj}}{q})+\frac{1}{5}\cos (x-y\sin \frac{2\mathrm{\πj}}{q})----\left(3\right)$

或者，对(2)式作如下函数变换：

$H_q^{\left(0\right)}=H_q^{\left(0\right)}+\underset{J=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}f\left(x\right)=\underset{J=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}\cos (x\cos \frac{2\mathrm{\πj}}{q}+y\sin \frac{2\mathrm{\πj}}{q})+\underset{J=1}{\overset{q}{\mathrm{\Σ}}}[\frac{1}{5}\cos (x+y\cos \frac{2\mathrm{\πj}}{q})+\frac{1}{5}\cos (x-y\sin \frac{2\mathrm{\πj}}{q})----\left(4\right)$

然后，通过选择即可形成织物图案，

3)对所获得的织物图案进行超精细处理，由此获得超精细设计的花型，

超精细处理是利用均匀随机网与准规则斑图的“能面等高线”特性，按设计要求对“等高线”形成的曲线宽度进行分割，即：如以Δh表示被分割的等高线的某一区间，则h＝Δh₁+Δh₂+…，经任意多次的切割并使之细化，直至使所需表现的线条细化至纹织加工的极限，即：Δh→0，

二、借助纹织CAD方法进行意匠图设计：

1)将经过超精细处理获得的织物图案信息直接输入纹织CAD的电脑中进行处理，

2)对各等高线条(Δh₁，Δh₂，…)进行不同的着色处理，以便设计时进行区分，

3)意匠的组织设计，

三、将所设计的意匠图信息传送到电子提花机进行织造，或传送到电子纹版机轧制纹版。

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