构建真彩织物组织颜色计算模型

构建真彩织物组织颜色计算模型

1 本研究的目的意义

本研究是为实现多色经高密度仿真彩数码织锦产品设计生产的技术，提高仿真彩数码织锦的仿真彩化设计水平，通过确立色织物组织的颜色混合理论基础，对织锦织物组织结构进行分析，确立组织结构的计算模型；针对织锦织物组织的具体颜色理论值进行计算机编程计算，从而建立仿真彩数码织锦有效的颜色值计算方式的理论途径，实现对仿真彩数码织锦的各组织进行理论颜色值的一一确定，便于在仿真彩数码织锦的纹织CAD 设计织造中，自动确立纹织CAD 意匠色彩的对应组织关系。从实际设计生产出的仿真彩数码经锦产品的效果来看，该技术路线，缩短了试样时间，增强了产品的色彩仿真度。

传统织锦的颜色确定，是首先将现成组织实际织样并按颜色顺序排列，织造设计时，通过设计人员比较图案和组织样品颜色，确定该图案颜色的对应组织。此方法费时费力，而且人为影响大，所选各组织的颜色对比关系难以准确表现图案的颜色变化关系。特别面临人们对艺术品表现的精致、丰富有越来越高的要求，传统方法在满足产品需求上越来越困难。

对此，同行中已开始做尝试改进，目前该领域的研发方式可分两类：

一种是以浙大经纬为代表的研发单位，其方式是以现成组织

的织样进行电脑扫描，通过对扫描图分析处理，获得该组织颜色的数字色彩值（如RGB 值）,所有组织经此处理，可形成一套组织色库。织造设计时，通过在电脑中对比图案颜色和组织颜色的数字色彩值，计算二者差值并比较，就很容易从组织库中寻找出最接近图案颜色的组织。

另一种，是主要针对缎纹变化所作的研发。它首先将某类缎纹组织按变化点数均分，获得各变化点的理论颜色值。如某16 枚缎，经线采用白色，以单根红色纬线作1 -2 -3…… -15 点变化，其RGB 值可在255,255,255 到255,0,0 间直接按15 段均分，获得各变化点的RGB 理论值。实际设计处理图案时，先确定该图案织造所用纬线颜色，如采用红、黄、蓝、黑四根，然后采用专业软件将图像拆分为红、黄、蓝、黑四张单色图案，类似印刷分色原理，四张单色图全部重合，又可将原图像完全表现。以前面所得理论颜色值，分别对各单色图确定组织并生成纹版。最后将四张单独纹版合成一张最终纹版，就实现了该图像的设计。

本研究的突出意义在于：

1. 1 对技术研发的意义

1. 1. 1 在新组织开发验证阶段，根据计算机数学模型，可直接获得该类组织的全部组织颜色值，建立组织色库，节省所有织样所耗费的时间和成本。

1. 1. 2 相对通过样品扫描值获得的色库，由于实际丝线颜色、织造情况、扫描仪器等诸多状况的不确定性影响，数据存在不稳定。

而由数学模型所获得的该类组织的色库，具有根本的稳定性、普遍实用性等优点。

1. 1. 3 由于数学模型的所得颜色值具有色值变化均匀、稳定的特点，对其生成的色库，可建立准确的颜色模型形态，从而判断该类组织在色相、彩度、明度等表现上，所能覆盖的色域及能否满足织造表现要求，直接确定该组织开发的可行性。

1. 2 织造设计中的意义：

1. 2. 1 现代织锦要发展出对有丰富色彩的实景照片等作高仿真表现的技术，若以建立组织色库的方式实现，动则需要含上万组织的色库供选择，方能理想表现这些图像。对如此庞大的组织数，若以扫描方式获取颜色值本已极难，加之如上述大量不确定因素，更无法建立表现稳定的色库。而通过本研究的计算机数学模型，就很容易解决以上问题，从而使丰富色彩图像的高仿真表现成为可能。

1. 2. 2 又由前所述，由于色库有准确的颜色模型形态，设计处理图像时，在确定所选色线后，可由此颜色模型所给色域范围，调节图像，使之与组织色域一致，从而获得最理想的图像组织表，减少反复试样调整的浪费。

1. 3 资料保存和技术延续的意义：

1. 3. 1 本方法所得组织色库由于具有稳定、普遍实用性等特点，其结果数据具有档案保留价值，不会因色线颜色、生产环境等条件变化失去实用性。

1. 3. 2 本研究所确立的建立数学模型的方法，以织物组织结

构基础模型和色彩学基础模型为奠基，此后，在此基础模型上，可结合纺织理论技术和色彩学发展，继续进行模型的改进、发展。若要建立对组织综合物理性质的分析模型，此分析方法也可提供这方面的方法基础。

2 研究的内容及方法

本研究合作企业为成都齐力丝绸有限公司，实验主要采用12000 针进口剑杆织机等设备进行。研究前期，研发组首先综合分析目前织锦技术状况并结合现有技术基础，提出数字模型计算组织数字色彩值，并以数字色彩值处理仿真图像设计织锦的构想。此构想实现的第一步，是先构建组织颜色计算模型，分析此模型建立的基本要素，即是组织结构模型和色彩模型，分析和实验就以这两部分开始进行。

2. 1 确立色织物组织的颜色混合理论基础

色织物组织的颜色的“合成”是通过织物组织结构的变化来控制织物表面不同颜色经纬丝线的比例，使之混合形成织物的颜色。当人的眼睛看织物时，由于经纬组织点过小，一般无法辨识单根丝线的单独色彩。当光线照射在织物表面时，不同丝线的反射光先后或同时刺激人眼，眼睛内的可见光汇聚在有感光细胞的视网膜上，感光细胞把接受到的色光讯号传到神经节细胞，再传到大脑皮层枕叶视觉中枢的神经细胞，这样就看到了织物显示出的颜色。因此仿真彩数码经锦织物的显色原理属于视觉器官内的光的静态混合，是色光加法混和的一种，其显色规律符合格拉斯曼定律。根据格拉斯曼定

律加法混色计算方法，其混色与原色在织物表面积中所占的比例成线性关系。即织物的颜色（混色）与丝线的颜色（原色）在织物表面所占的比例成线性关系。

对于经纬丝线的混合色的颜色色彩，其本质混合叠加色。可以将其最终归纳为色光原色“红、绿、蓝”（R、G、B）的混合叠加。若以数字对其进行颜色值模拟，理论上多个色A1,A2,A3……An 的混合颜色值，可根据各色在叠加中所占份额M1,M2,M3……Mn,得到其混合色的R、G、B的理论值为：R = （RA1 * M1 + RA2 * M2 + RA3 * M3 +…… + RAn* Mn）/（M1 + M2 + M3 + …… + Mn）以上为红（R）值的计算，其它G、B 值计算同理。其中，“R”是红（R）的混合结果值，“RA1”为颜色A1 的R 值，“M1”为颜色A1 在整体混合中所占份额，其它类推。普通PC 电脑，其位图模拟的R、G、B 的颜色值，一般以0 ~ 255 的数值涵括其所有强度跨度，基于本计算的基本目的，后面的计算也将采取以R、G、B 的颜色值为0 ~255 的数值跨度进行色彩强度值表达。

2. 2 通过对织锦组织的结构分析，确立计算模型

织锦的组织，很多情况下可将其分为面层和底层的两层结构。一般情况下，其组织颜色的表达，主要由面层的丝线混合颜色决定，在面层丝线密度很大的情况下，可忽略底层丝线颜色的影响。

基于前面确立色彩混合理论，可具体确定组织色计算的理论