周 赳，赵庆会

(浙江理工大学浙江省服装工程技术研究中心，浙江 杭州 310018)

基于分层组合设计模式的纹样设计原理与方法

周 赳，赵庆会

(浙江理工大学浙江省服装工程技术研究中心，浙江 杭州 310018)

针对传统提花织物纹样设计在图案和色彩表现能力上的不足，采用数码提花织物分层组合设计模式进行提花织物纹样设计，达到纹样创新设计的目的。分析了传统平面设计模式下提花织物的手绘纹样设计和计算机辅助设计的基本特点，探讨基于分层组合设计模式的纹样设计的基本原理和方法，提出可行的纹样设计研究方法论和框架图，为提花织物纹样的数码化设计创新提供理论参考和可行方法，并通过设计实践验证了该理论与方法的可行性。

纹样设计;分层组合模式;数码提花;织物创新

纹样是提花织物织纹图案的统称，纹样效果是通过织物表面的组织变化来实现的，因此纹样设计是一种艺术和生产工艺相结合的设计过程［1］。目前，传统手工纹样设计与计算机辅助纹样设计是2种最常用的纹样设计方法，因其完全基于一一对应的平面设计模式，很大程度地制约了提花织物的产品创新。数码提花织物分层组合设计模式的提出和应用，为提花织物纹样设计的方法创新提供了可能，本文针对分层组合设计模式下的纹样设计原理及方法展开探讨，提出可行的设计方法论和研究框架，并且进行设计实践验证。

1 研究背景

提花织物设计主要分为品种工艺设计和花色纹样设计2部分，纹样设计作为花色纹样设计的首要设计环节［2］，其主要设计思路是:设计师根据提花织物的品种工艺特点，结合设计美学原理，进行针对性的艺术创作。从传统纹样设计的角度出发，最有效的纹样设计手段是综合运用传统手绘纹样设计方法和计算机辅助纹样设计方法。

1.1 传统手绘纹样设计的基本特点

传统手绘纹样设计方法是指计算机辅助设计技术应用前的纹样设计方法，具有数千年的历史，一般按照纹样大小计算、纹样题材选择、纹样构图设计、纹样描绘方法确定、草绘和正稿绘画等设计环节依次进行，通过纹样色彩与织物组织结构一一对应转换，实现传统提花织物的制作［3］，设计流程如图1所示。

图1 传统纹样设计示意图Fig.1 Process diagram of traditional pattern design

传统纹样的色彩可处理数有很大的限制，当纹样色彩增加到上百或上千时，无法获得足够的颜料色彩进行设计，并且该纹样操作建立在二维平面模式基础上，织物最终呈现效果主要依赖专业设计人员的织造经验，在考虑到织物的工艺特点和实用功能的同时，综合纹样的色彩、意匠等各方面限制条件，对纹样最终呈现效果确保“心中有形”，依靠人工手绘设计完成。

随着生产设备的更新，传统的手工纹样设计越来越不能满足设计生产的要求，特别是在色彩丰富度、设计精度及设计效率方面，亟待纹样设计方法的更新以更好的适应设计生产的需求。

1.2 计算机辅助纹样设计的基本特点

计算机辅助纹样设计是对传统手绘纹样设计的延续，是将纹样设计与计算机图像处理技术相结合，利用计算机软件处理图像的过程，摆脱了传统手工设计的许多限制，使传统纹样设计的效率大大提高。计算机辅助设计与传统手绘纹样设计相比，在纹样取材方面有很大的优势:一方面来自经传统纹样设计创作的图案，一方面来自系统自带图案，还可以是织物经扫描处理后的花样图案，题材选取范围更加自由［4］。此外，图案构成法则库的应用使纹样处理更加方便。理论上通过计算机辅助设计处理的纹样色彩数是没有限制的，但需要由织物结构类型和组织设计方法来决定，超出范围的色彩数由于没有可对应的组织而没有实际意义［5］。计算机辅助纹样设计通过对原纹样稿、素材稿、线描稿进行扫描及格式转换后，利用设计工具和创新设计手段对彩色位图图像进行机上绘画和调整，实现传统纹样的再创造，其基本思路如图2所示。

图2 计算机辅助纹样设计流程示意图Fig.2 Process diagram of computer aided pattern design

将传统纹样设计与计算机辅助纹样设计相结合，很大程度上提高了纹样的设计效率和精度，逐渐将设计者从繁复的设计工作中解脱出来，使他们有时间将自己的想象力和创造力集中到提花织物的纹样创新设计中，但受复杂的提花组织结构制约，计算机辅助纹样设计仍然沿用传统手绘纹样的平面设计模式，无法体现提花织物在艺术表现形式上专有的、不可替代的美学特征。随着提花织物分层组合设计模式的提出，有效解决了数码图像直接用于数码提花织物结构设计的技术问题，将数码图像的色彩和图案进行分离和分层，针对单色图层独立完成结构设计后再进行组合，使提花织物的表面混合色彩到达百万级别并且能够表现细腻的多彩晕纹效果，获得传统二维平面模式无法达到的数码化创新效果［6］，因此提花织物分层组合设计模式的应用为传统纹样设计方法的数码化创新提供了基础。

2 纹样设计原理

2.1 基本原理

基于分层组合设计模式的提花织物设计的原理是将分层组合模式的设计方法与数码图像的设计原理方法相结合，而基于分层组合设计模式的提花织物纹样设计的基本原理是用多层复合的纹样设计模式来替代传统单个平面的纹样设计模式，通过纹样的分解和组合来实现提花织物的数码化创新效果，基于分层组合设计模式的提花织物纹样设计的基本原理表现出以下特点:1)数码图像能直接用于纹样设计，纹样的题材选择不受限制，纹样的色彩表现能力达到百万级别;2)将原数码纹样图像的色彩与图案分离和分层，设计师可选择合适的图层和组合设计方法进行纹样的创新设计，既可实现对数码图像原纹样的高度仿真，又可在原纹样基础上进行创新效果设计;3)纹样设计不再拘泥于单个纹样的设计，经分层分解后，能够实现多个纹样的复合设计，赋予提花纹样新的设计途径;4)组合设计后的最终纹样由多个纹样图层组合而成，每个单层纹样都有复杂的变化形式，经过不同方法组合形成不可逆创新效果，从技术上杜绝了纹样的抄袭仿制。

2.2 创新实质

根据上述设计原理的表述，与传统提花织物纹样设计方法相比，基于分层组合设计模式的纹样设计的创新实质主要表现在纹样造型与纹样色彩的创新上。

纹样造型是设计师对纹样素材的提炼和整合。传统平面设计模式下，纹样的造型主要由设计素材的排列布局完成，由于纹样的色彩与织物结构需要一一对应，设计素材的表现技法只能局限于表现清晰的轮廓边缘，设计素材之间不能产生任意交集，否则将无法进行织物的结构设计。基于分层组合设计模式的提花织物设计采用从有彩到无彩的纹样设计，从无彩到有彩的结构设计过程，纹样素材的表现技法与数码图像设计方法一致，可表达传统提花织物纹样设计无法实现的多彩晕纹效果，在纹样造型上没有任何限制。此外，基于分层组合设计模式的纹样设计采用RGB或CMYK色彩模式作为基本数码色彩模型，在保留数码图像原色信息的基础上，可将数码图像在彩色模式下经消色转化为灰度模式，针对图像特点进行分层灰度调整，实现数码图像的灰度仿真，也可进一步对数码图像的色彩进行原色分离和分层，实现数码图像在纹样设计环节中的彩色仿真，另外，可通过数码图像在无彩与有彩模式之间的合理化转变和纹样造型的设计变化来实现纹样效果的创新设计。

纹样色彩是设计师对纹样造型的色彩设计。传统纹样的色彩设计受织物结构设计的限制，其色彩数需要控制在64色以下，否则无法采用一一对应的结构设计方法来进行织物结构设计，而基于分层组合设计模式的数码提花织物的设计采用空间混色原理，由于织物的色彩是由经、纬纱的浮长混色而成，有了经、纬纱的色彩，才能设计交织点的混色效果，经分层组合设计后的纹样色彩数没有限制，混合之后的色彩可达百万级别［7］。通过建立以原色为基础的色彩模型，依据该色彩模型进行分色分层，不仅可实现纹样的单层设计，同时可将任何复杂的混色效果归纳为若干单色图层，以此展开相应的单层全息组织结构设计，这样就将点的混色、点的结构转化为层之间的混色、层之间的结构，从而实现经、纬纱交织的混色设计，将纹样色彩与结构进行完美组合［8］，所以基于分层组合设计模式的纹样设计在色彩创新上具有突出特点:一是混合色彩数超越百万级别;二是基于空间混色的色彩模型能够表现交织织物闪变色的独有效果。

3 纹样设计方法

根据基于分层组合设计模式的纹样设计原理和创新实质可进一步归纳出适用的纹样创新设计方法体系，用于指导提花纹样的创新设计方法研究与实践，根据提花织物效果与原纹样的关系，可将基于分层组合设计模式的纹样设计方法分为仿真效果设计和创新效果设计2类［9－10］，并细分成纹样灰度处理、色彩处理、层纹样处理和层变化处理4个部分，如图3所示。

图3 分层组合纹样设计框架图Fig.3 Framework diagram of layered combination pattern design

仿真效果是指在保证目标基础纹样的原型、色彩和肌理效果不变的前提下，通过灰度处理和彩色处理对纹样进行设计，以适用于黑白仿真和彩色仿真提花织物的结构设计。黑白仿真的灰度处理是利用分层组合设计模式，对基础纹样进行去色和灰度分级，通过提升灰度对比效果和增加灰度晕纹效果，使黑白仿真的纹样设计能表达更加精确的灰度渐变和仿真效果，实现纹样造型和色彩的黑白仿真，如图4(a)所示。通过增加灰度晕纹刻画出细腻的云纹变化效果。彩色仿真的色彩处理是分层组合模式下纹样设计的关键环节，需要对基础纹样的图案与色彩特征进行分析，然后通过原色或代表色分离、分层，形成新的纹样层，在纹样造型不变的前提下，在无彩与有彩色彩模式之间进行色彩与结构的处理，设计的分层纹样在组合后满足彩色仿真提花织物结构设计的技术要求，如图4(b)所示。设计的彩色仿真纹样能够表现百万级别的混合色彩和多彩晕纹效果，达到对基础纹样造型和色彩的高度仿真。

创新效果是指基于分层组合模式的图案与色彩分层组合理念，利用数码设计技术，对基础纹样进行再设计或增加配合纹样进行组合设计，塑造出传统纹样无法达到的新颖纹样效果。基于分层组合模式的创新效果纹样设计可通过层纹样处理和层变化处理来完成。层纹样处理是对分层后的纹样进行叠加法和拟变法处理，叠加法包括相同纹样素材和不同纹样素材的全部、部分和透明叠加，相同纹样素材来源于同一纹样通过图案与色彩分离获得的素材，而不同纹样素材源于不同纹样的整体与局部素材，图4(c)示出采用不同纹样素材通过部分透明叠加方法设计所得的纹样效果。拟变法是利用数码设计技术手段对分层后的纹样进行拟变处理，针对不同层纹样的造型、色彩与肌理进行单变或多变，从而实现纹样的整体变化。层变化处理是在保持分层纹样造型不变的基础上，运用层变化来实现纹样整体效果的变化，层变化处理的方法包括变层法和换层法，变层法包括层增减、层位移、层反转3种途径:层增减是通过增减层数目来实现纹样效果的创新;层位移是将分层纹样进行错位移动从而形成创新效果;层反转是改变分层纹样的色彩关系来实现纹样色彩的创新。图4(d)示出采用层位移法变化纹样色彩实现的纹样效果。换层法是指对基础纹样图层与配合纹样图层之间进行素材、色彩、位置或顺序之间的图层替换。另外，在提花纹样设计的过程中，各方法可进行综合运用，在把握纹样整体效果的同时，可以充分发挥提花织物设计师的创新能力。

图4 设计实例图(作者原创作品)Fig.4 Design example(original works by authors).(a)Design exampleⅠ;(b)Design exampleⅡ;(c)Design exampleⅢ;(d)Design exampleⅣ

4 结论

纹样的创新是数码提花织物设计创新的起点，起到关键的引导作用。基于分层组合设计模式的纹样设计研究立足于数码纺织技术的应用，以突出提花织物特有的艺术特征为目标，从设计原理与方法上进行系统研究与分析，提出以多层复合式设计模式取代传统平面设计模式的观点，并建立起基于分层组合设计模式的纹样设计研究路径图，为数码提花织物的创新设计提供了切实可行的方法论。通过设计实践证明，基于分层组合设计模式的纹样设计原理和方法的提出为效果新颖的提花织物的开发创造了新途径，能很好地用于数码提花织物的创新设计。

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Design principle and method of jacquard pattern based on layered-combination design mode

ZHOU Jiu，ZHAO Qinghui
(Engineering Research Center of Clothing of Zhejiang Province，Zhejiang Sci-Tech University，Hangzhou，Zhejiang 310018，China)

In order to overcome the defect of conventional jacquard pattern design on exhibition performance of patterns and color，the layered-combination design mode of digital jacquard was applied to achieve the goal of innovation of jacquard fabric.This paper analyzed the basic characteristics of hand painted design and computer-aided design for jacquard fabric patterns under conventional plane design mode，and investigated the basic principles and methods of pattern design under the layered-combination mode，and then，the feasible research methodology and framework diagram of pattern design under the layered-combination design mode was proposed to provide a new theoretical and practical method for the creation of digital jacquard.Besides，the feasibility of design principle and method is verified through the design practice.It provides a new path for innovative design of digital jacquard pattern in the information age.

pattern design;layered-combination mode;digital jacquard;fabric innovation

TS 941.26

A

10.13475/j.fzxb.20140500405

2014－05－06

2014－09－23

国家科技支撑计划项目(2013BAH58F03);浙江省重点科技创新团队项目(2011R50004);浙江省高校重中之重纺织科学与工程一级学科开放基金项目(2014KF12)

周赳(1969—)，男，教授，博士。研究方向为纺织品设计。E-mail:zhoujiu34@126.com。