基于L系統(tǒng)的緞紋分形組織及其織紋效果設(shè)計(jì)

賈靜靜，張 聿

(浙江理工大學(xué) a.材料與紡織學(xué)院；b.服裝學(xué)院，杭州 310018)

基于L系統(tǒng)的緞紋分形組織及其織紋效果設(shè)計(jì)

賈靜靜a，張 聿b

(浙江理工大學(xué) a.材料與紡織學(xué)院；b.服裝學(xué)院，杭州 310018)

運(yùn)用L系統(tǒng)的鏈?zhǔn)秸Z言生成規(guī)則與計(jì)算機(jī)圖形方法，以緞紋為基本組織，提出一種織紋效果設(shè)計(jì)方法。該方法首先基于L系統(tǒng)生成具有自相似結(jié)構(gòu)的分形組織，再以緞紋組織及緞紋變化組織為填充組織，由此得到具有特殊織紋效果的分形織物組織；然后，結(jié)合紡織CAD技術(shù)，并借助電子提花機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的織物成形實(shí)驗(yàn)。

L系統(tǒng)；緞紋；分形織物組織；織紋效果；織物成型實(shí)驗(yàn)

L系統(tǒng)[1-3]是丹麥植物學(xué)家A.Lindenmayer于1968年提出的一個(gè)用以描述植物形態(tài)的模型，是分形理論的重要分支。現(xiàn)在，L系統(tǒng)的研究領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)拓展到生物形態(tài)學(xué)、人工生命及藝術(shù)等各方面。在紡織方面，文獻(xiàn)[4-6]分別討論了L系統(tǒng)在紋樣設(shè)計(jì)上的應(yīng)用方法，文獻(xiàn)[7]在應(yīng)用L系統(tǒng)設(shè)計(jì)織物組織方面進(jìn)行了初步的討論，并初次提出了分形組織的概念。本文在此基礎(chǔ)上針對(duì)L系統(tǒng)的自相似特點(diǎn)，以緞紋組織為對(duì)象，運(yùn)用L系統(tǒng)的鏈?zhǔn)秸Z言生成規(guī)則與計(jì)算機(jī)圖形技術(shù),生成具有自相似性特征與相互嵌套、多層次結(jié)構(gòu)的分形組織，目的在于探討生成的分形織物組織的織紋效果。

1 緞紋分形組織的生成

1.1 緞紋的組織結(jié)構(gòu)

緞紋是三原組織中最復(fù)雜的一種組織[8]，是經(jīng)紗或緯紗在織物中形成一些單獨(dú)的、互不連續(xù)的經(jīng)組織點(diǎn)或緯組織點(diǎn)，這些單個(gè)組織點(diǎn)一般分布均勻，并且會(huì)被兩旁的另一系統(tǒng)的紗線浮長所遮蓋，布面光滑平整、富有光澤、質(zhì)地柔軟。本文以5枚緯緞為例，組織如圖1所示。

圖1 5枚緯緞組織Fig.1 5-thread weft sateen

1.2 緞紋組織的L系統(tǒng)鏈?zhǔn)秸Z言

以圖1為例進(jìn)行說明。

定義一個(gè)有序三元組：K＝(V，ω，P)，其中：符號(hào)集V＝{F，＋，－}；α＝90°；起始符號(hào)元ω＝F；

選擇特定的生成規(guī)則集：

P→FF＋FFF＋＋FF－F＋F＋FFFF，取循環(huán)次數(shù)為n。

上述生成方法可用表格表示，其中生成規(guī)則用鏈?zhǔn)秸Z言表達(dá)，見表1。

表1 L系統(tǒng)鏈?zhǔn)秸Z言Tab.1 Chain-languages of L-system

運(yùn)用VB編程，在計(jì)算機(jī)上生成5枚緞紋的分形組織圖，如圖2所示。

圖2 5枚緞紋的分形組織Fig.2 Fractal weave of 5-thread satin

從圖2中可見，在L系統(tǒng)分形方法基礎(chǔ)上得到的分形組織圖具有嚴(yán)格的自相似性。

2 填充組織與分形組織配合

在實(shí)際應(yīng)用中，上述分形組織的經(jīng)緯浮長太長，無法正?？椩欤虼?，必須配合其他組織，使其在生產(chǎn)應(yīng)用中獲得具體的織物結(jié)構(gòu)形式。為了使經(jīng)緯浮長的配置合理，經(jīng)試驗(yàn)得知，選擇配合組織時(shí)其組織循環(huán)應(yīng)與分形基本組織的循環(huán)相同，由此獲得的組織稱為分形織物組織。例如，在圖3a所示的分形組織基礎(chǔ)上，選擇改變起點(diǎn)位置及飛數(shù)的5枚緞為填充組織(圖3b)，生成的分形織物組織見圖3c。

圖3 緞紋分形織物組織的生成方法一Fig.3 The fi rst way forming fractal fabric weave of satin

為了獲得特殊的織紋效果，在圖3b所示緯面緞紋的基礎(chǔ)上，考慮選擇5枚變化緞紋為填充組織進(jìn)行組織設(shè)計(jì)。以圖4～圖6為例：分形組織不變，填充組織選擇5枚緞的加強(qiáng)緞紋變化形式，由圖4b所示的緯面緞紋經(jīng)圖5b，過渡到圖6b所示的經(jīng)面緞紋，由此生成帶有不同形式的分形織物組織，見圖4c、5c、6c。

圖4 緞紋分形織物組織的生成方法二Fig.4 The second way forming fractal fabric weave of satin

圖5 緞紋分形織物組織的生成方法三Fig.5 The third way forming fractal fabric weave of satin

圖6 緞紋分形織物組織的生成方法四Fig.6 The fourth way forming fractal fabric weave of satin

3 織物成形實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將選定的紋樣導(dǎo)入JCAD紋織軟件，對(duì)數(shù)碼圖像進(jìn)行編輯、修改、分色處理。運(yùn)用色彩功能對(duì)圖像中的雜色進(jìn)行修改，以達(dá)到意匠的處理要求，進(jìn)行小樣參數(shù)的設(shè)置，如圖7為分色處理后的紋樣。

根據(jù)所確定的實(shí)際應(yīng)用的分形織物組織，可通過紋織CAD進(jìn)行處理，將其處理成一個(gè)循環(huán)內(nèi)的組織，用于鋪設(shè)于紋織物意匠圖上，或作為素織物組織應(yīng)用。本文則選取圖3c、圖4c、圖5c、圖6c所示的分形織物組織作為圖7所示紋樣的花部組織應(yīng)用，即對(duì)該紋樣花部不同色彩的4個(gè)區(qū)域分別鋪設(shè)這四種不同的分形織物組織(地部采用8枚經(jīng)緞)，然后經(jīng)過紋織軟件制成紋版文件。具體織造工藝如表2所示。

圖7 紋 樣Fig.7 Pattern

表2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.2 Experiment dates

將文件拷貝到電子提花織機(jī)上進(jìn)行織造，所得織物樣品的實(shí)物如圖8所示。

圖8 織物實(shí)物照片F(xiàn)ig.8 Photograph of fabric example

從織物實(shí)物照片中可見，在織物花部的確呈現(xiàn)出了由上述分形織物組織帶來的特殊紋理，這種紋理顯然是傳統(tǒng)組織所無法產(chǎn)生的。

4 結(jié) 論

1)以緞紋為基礎(chǔ)組織，根據(jù)L系統(tǒng)繪圖，獲得緞紋分形組織，并由此設(shè)計(jì)填充組織，從而通過提花織造在織物上表現(xiàn)出特殊的紋理效果是可行的。

2)應(yīng)用緞紋分形組織進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過選擇合適的填充組織進(jìn)行配合，生成分形織物組織，將在織物上產(chǎn)生獨(dú)特的顆粒狀紋理。

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Method of designing fractal satin weave and its fabric texture based on L-system

JIA Jing-jinga, ZHANG Yub
(a. College of Materials and Textiles; b. School of Fashion Design & Engineering, Zhejiang Sci-Tech university , Hangzhou 310018, China)

In this paper, with the satin as basic weave, a method of designing fabric texture is presented by using L-System chain-languages and computer graphics technology. First the graphics of fractal weave with selfsimilar structure is drawn based on L-system, then satin and varied satin are selected as filling weaves to obtain the fractal fabric weaves with unique fabric texture. Combining with fabric CAD technology, the initial effort is made for applying the fractal theory of L-system to design a new type of fabrics with some jacquard weaving experiments.

L-System; Satin; Fractal weave; Fabric texture; Jacquard weaving experiments

TS146.4

A

1001-7003(2011)05-0032-03

2011-01-18；

2011-03-09

浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(Y4100644)；浙江省重大科技專項(xiàng)項(xiàng)目(210C1024)

賈靜靜(1986－ )，女，碩士研究生，研究方向?yàn)榉眉把b飾用面料的開發(fā)。通訊作者：張聿，教授，hzzy11111@163.com。