基于Peano曲线分形图的提花织物的加工方法

摘要

本发明涉及一种提花织物的设计与加工方法，特别涉及一种具有Peano曲线分形图纹理的提花织物的加工方法。 根据分形L系统构图原理，经计算机处理生成peano曲线图；改变其递归深度、线条绘制宽度和线条颜色等，可得到变化多端的peano曲线图；利用纹织CAD软件对所选取的图案进行编辑处理，并进行分色，在不同颜色处铺设不同组织，得到意匠图，输出纹板文件，再利用电子提花机读取纹板文件进行织造，得到具有分形纹理的提花织物。在本发明中，通过选取不同递归深度或不同线条宽度以及不同线条颜色的Peano曲线图案、采用图案不同的拼接方式、不同的织物组织或单位循环内不同经纬根数，可方便快捷地获得不同纹理效果的织物。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提花织物的设计与加工方法，特别涉及一种具有Peano曲线分形图纹 理的提花织物的加工方法。

背景技术

提花织物织造时用经纬组织变化形成花案，纱支精细，经纱和纬纱相互交 织沉浮，形成不同的图案，凹凸有致，多织出花、鸟、鱼、虫、飞禽走兽等美 丽图案。

提花织物多用于中高档服装面料或家纺面料，是艺术性与实用性相结合的 产品，在具备广泛的实用价值的同时，通过对环境的装饰美化，亦给人以艺术 陶冶和享受。

传统提花织物制备工艺复杂，欲在织物上表现出细腻多彩的花纹，需经过 纹样设计、绘制意匠图、轧纹板、提花机织造等工作步骤，其中，纹样设计主 要是由专业人员首先在头脑中构图，再通过纸或其他介质把图案表现出来；绘 制意匠图是将纹样放大移绘到特定的意匠纸上，并在花纹面积内覆盖必要的组 织点；轧纹板是根据意匠图所表现的花纹和组织，在纹板上进行轧孔以控制纹 针运动，由于提花织物一个花纹循环的经纬丝数很多，可从几百根至数千根， 因此轧纹板是个相当繁琐的工序。随着电子提花技术的迅速发展和电子提花机 的普及使用，目前已可通过微处理机直接控制纹针的提升规律而不再需要纹板， 大大简化了生产工艺，缩短了生产时间。然而，纹样设计过程中依赖于人脑的 图案创作和修改过程都十分烦琐，往往成为产品设计中的一个瓶颈，难以满足 现代化生产模式的需求。

在本发明作出之前，文献“基于Peano曲线的几何形二方连续纹样设计” ([J]丝绸2007，No.1，p.16-18)中，涉及了一种Peano曲线的生成方法， 步骤包括：采用L-Systems算法，首先定义初始形式为字母表或符号串，然后 根据迭代重写规则，将初始的每个字符替换为新的字符形式，以此过程进行反 复的替换重写，最后生成图形，按文中所公开的方法，得到的Peano曲线为基 本图形，不能变化图形中线条的颜色和宽度，因而得不到风格变化的图形。

发明内容

本发明的目的在于本发明针对现有技术存在的不足，提供一种快速自动产 生具有形态各异、千姿百态效果的图案，并利用电子提花机织得到风格独特的 提花织物的加工方法。

实现本发明目的的技术方案是提供一种基于Peano曲线分形图的提花织物 的加工方法，包括如下步骤：

(1)按分形L系统的构图方法，构造Peano曲线

以L＝<G，W，P>三元式表示所需构造的对象，其中：

G为用以解释字符串的图形命令的符号集，G＝{F，+，-，X，Y}；

W为用以确定字符串的起始状态的起始符号元，W＝X，且W∈G；

P为用以确定字符串的替换规则的生成规则集，P＝{F→F，X→-YF+XFX+FY-， Y→+XF-YFY-FX+，+→+，-→-}，X的生成元为“-F+F+F-”，Y的生成元为 “+F-F-F+”，F表示在当前方向向前走一步，画线段；“+”为顺时针转90°； “-”为逆时针转90°；

对起始符号元W中的每个字符，以生成规则集P确定的字符串的替换规则 进行字符的替代，产生新一代的字符串；按设定的递归深度，重复这一替换过 程直至产生最后一代的字符串；按字符串中各字符的意义，生成线段，利用计 算机程序按设定的线段颜色和宽度画出图形，生成Peano曲线图，将其以BMP 格式保存为图像；所述的递归深度为1～5；

(2)编辑图案并绘制意匠图

将所得BMP格式图像输入到纹织CAD软件中，对图案进行裁剪或拼接，得 到上下、左右顺畅连接的图像；或对图像的纵宽比进行调整，配置经纬密；

采用纹织CAD软件对图像进行分色处理，在得到的图案的不同颜色处填上 不同的组织，图像经过组织铺设，生成意匠图；

将图像保存为JC5格式文件，得到电子提花机可读取的纹板文件；

(3)上机织造

将得到的纹板文件输入到电子提花织机上的电脑主机，读取JC5格式的纹 板文件进行织造，得到具有分形纹理的提花织物。

在本发明中，对F、X和Y所生成的线段，分别用三种不同颜色或不同灰 度绘制，并设置线条绘制宽度为图像边长的1.2％～5％，得到变形的三色Peano 曲线图。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下特点：

1、按分形L系统的构图方法，借助计算机可视化技术，利用计算机程序生 成Peano曲线图，能方便快捷地得到不同精细程度的图案。

2、采用对图形中线条颜色和宽度进行设定的方法，可得到颜色或形状变化 多端的Peano曲线图。

3、由于线条颜色种类可控，因此可根据需要得到二色、三色或多色图，使 图像的分色和织物组织的铺设非常方便。

附图说明

图1是本发明实施例提供的Peano曲线图；

图2是本发明实施例采用线宽为图像边长1.2％处理后得到的Peano曲线 图；

图3是本发明实施例采用随机颜色绘制不同线段得到的Peano曲线图；

图4是本发明实施例采用线宽为图像边长1.2％处理后得到的变形的三色 Peano曲线图；

图5是本发明实施例采用编辑处理后得到的Peano曲线图；

图6是本发明实施例提供的Peano曲线图经编辑处理得到的意匠图；

图7是本发明实施例提供的经边缘剪切处理后得到的意匠图；

图8是本发明实施例提供的经上、下拼接处理后铺设组织得到的意匠图；

图9是本发明实施例提供的经层次修饰处理后铺设组织得到的意匠图；

图10、11和12是按本发明实施例提供的不同效果的意匠图加工得到的提 花织物的织物照片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

一：根据分形L系统的构图原理，构造Peano曲线。

利用一个三元式L＝<G，W，P>，用以表示所需构造的对象。其中，符号集G＝{F， +，-，X，Y}；起始符号元W＝X；生成规则集P＝{F→F，X→-YF+XFX+FY-， Y→+XF-YFY-FX+，+→+，-→-}；递归深度n。X的生成元为“-F+F+F-”， Y的生成元为“+F-F-F+”。

按分形L系统的构图方法，由L产生的不同递归深度的字符串如表1所示， 当取不同递归深度时，就得到不同的形似管道的Peano曲线图，当递归深度达 到一定程度后，曲线即充满整个平面。

表1

在进行计算机处理中，若以单一颜色画各线条，得到的则是二值图像(线 条和背景各为一色)，参见附图1，它是本发明实施例提供的Peano曲线图，其 中，图a～e分别对应的递归深度为1～5的Peano曲线图；当曲线充满整个平 面时，整个平面即为单色图像；若改变绘图时的线宽(程序中用像素数表示)， 而其余参数都不变，则可得到不同效果的图形，参见附图2，它是本实施例提供 的线宽为图像边长1.2％的Peano曲线图，其中，图a和b的递归深度分别为3 和4。

若采用随机颜色绘制不同线段，则可得到色彩变化非常微妙精细的变化效 果；当曲线充满整个平面时，图像平面由不同颜色的线段组成，参见附图3，它 是本实施例提供的采用随机颜色绘制不同线段得到的Peano曲线图，当递归深 度为8时，曲线充满整个平面，且图像平面由不同颜色的线段组成所示；若同 时配以较宽的线条，图形则变得与原始图形风格迥异。为了得到风格变化的图 案，同时颜色数量又能够控制，以便后续的分色和组织铺设，本发明在绘图时， 程序中设定对应于字符“F”、“X”和“Y”的线段分别用三种不同颜色或不同灰 度绘制，并设置线宽为图像边长的1.2％～5％，能得到变形的三色Peano曲线图， 参见附图4，它是本实施例提供的递归深度为5，线宽为图像边长1.2％的变形的 三色Peano曲线图；对比图3和图4可以看出，在线条宽度不同时，可得到不 同风格的三色图。

当递归深度n＝5时，得到如图1e所示的Peano曲线图，将图形以BMP格式 保存为图像。

步骤二：编辑图案

采用纹织CAD软件对附图1中的图e(递归深度为5)的图形进行编辑。对 由线条构成的管道进行编辑处理，填充颜色，并调节纵宽比，得到如附图5所 示的扁平图案。

步骤三：绘制意匠图

采用纹织CAD软件在不同颜色处填上不同的组织。本实施例中，地组织采 用变化斜纹组织，管道填充颜色处铺设经重平组织，得到如图6所示的意匠图。 将图像保存为JC5格式文件。

步骤四：上机织造

利用电子提花织机上的电脑主机读取上述纹板文件，进行织造实验。织物 原料：23dtex×2熟丝，织物经密：530根/10cm，纬密：260根/10cm。 得到的织物参见附图10。

实施例2

步骤一：生成Peano曲线图案

在程序中将绘图线宽设为图像边长的1.2％，并采用不同颜色绘制对应于字 符“F”、“X”和“Y”的不同线段，其余同实施例1的步骤一，得到如图4所示 的三色图像。

步骤二：编辑图案

剪切部分图像边缘，得到的图像如图7所示，并对图案进行上下对称拼接。 本实施例中对经过边缘剪切的图案作简单修饰，如在CAD软件中将图中过长的 区段截断，使花和地层次间更鲜明。

步骤三：绘制意匠图

采用纹织将图像分成两色，并在不同颜色处填上不同的组织。本实施例中， 地组织采用5枚2飞纬面缎纹，花组织采用平纹。由上下对称拼接的图案和经 过修饰的图案得到的意匠图分别如附图8和附图9所示。将图像保存为JC5格 式文件。

步骤四：上机织造

同实施例1步骤四，由图8和图9的意匠图得到的织物分别如图11和图12 所示。

在本发明中，通过选取不同递归深度或不同线条宽度以及不同线条颜色的 Peano曲线图案、采用图案不同的拼接方式、不同的织物组织或单位循环内不同 经纬根数，可方便快捷地获得不同纹理效果的织物。