高經密非線性圖案紋織物的製備工藝的製作方法

2023-04-26 11:43:56

專利名稱：高經密非線性圖案紋織物的製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製備高經密非線性圖案紋織物的方法。
背景技術：
提花織物是指由提花機控制進行生產，由經緯紗根據一定的交織規律形成，並在織物上表現各類圖案的紡織品，業內又稱為大提花織物，主要用作服裝面料、裝飾用紡織品的原料。
由於提花織物可以生動地表現花卉蟲鳥及山水風情、人物和動植物等圖案，因此有較高的藝術附加值而受到廣大消費者的喜愛。
傳統的提花織物生產必須由圖案設計人員創作設計出可供織造生產的意匠圖，再經製作紋版，上機，才能進入織物生產環節。具體生產流程示意圖如下設計構思、畫圖、繪意匠圖、軋紋版、上提花機得提花織物。
這種傳統的生產方式在電子信息技術廣泛應用於紡織工業的今天，尤其在電子提花機誕生之後，已經暴露出既費時又費力，成本高等方面的嚴重不足基於非線性圖形設計生產的織物(簡稱「非線性圖形織物」)是一種全新的織物。
與傳統織物比，其「新」主要表現為1、圖案設計方式新，在設計上運用了科學可視化方法，根據非線性圖形生成原理，藉助計算機圖形技術產生圖像，從而完成紋織圖案設計；2、生產工藝新，意匠圖設計階段，運用紋制CAD方法，用計算機進行織物意匠圖設計與處理；所以，與傳統提花織物的設計方法相比，非線性圖形織物具有以下兩個特點1、數位化設計，具有快速、精確、便捷等優勢；2、非線性圖形的可控性強，圖形可以根據非線性科學原理進行無窮無盡的變化和轉換，從而使織物圖案千變萬化，豐富多彩。
根據不同的生成原理，非線性圖形又大致可分為準規則斑圖、Julia集、Mandelbrot集、Newton變換、IFS、L-系統等圖形。
非線性圖形的生成方法舉例如下例1、準規則斑形形成織物圖案採用本申請人申請的發明專利《數碼縐的製備工藝》(專利申請號02139044.4)、《基於準規則斑圖的紋織圖案超精細加工工藝》(專利申請號02139.)中的方法，通過哈密頓量
Hq(0)=j=1qcos(ucos2jq+vsin2jq)...(1)]]>能面Hq(0)的等高線Hq(0)(u,v)=E]]>給出系統的各種形狀和大小的閉合不變曲線族，這些不變曲線即構成圖1所示的準規則斑圖。
如以f(x)表示一組三角函數，則通過在(1)式中迭加由f(x)表示的這一組三角函數即可獲得準規則斑圖的變化圖形，然後，通過選擇即可形成織物圖案。例如，令f(x)=15cos(x+ycos(2jq))+15cos(x-ysin(2jq))]]>則得Hq=Hq(0)+j=1qf(x)]]>=j=1qcos(xcos(2jq)+ysin(2jq))+j=1q15cos(x+ycos(2jq))+15cos(x-ysin(2jq))]]>由此可獲得相應的織物圖案。
例2、Julia集的分形圖形產生織物圖案花型J集的定義見文獻《紡織設計中Julia集可視化方法研究》《蘇州大學學報》(工科版)2002年第1期；典型的Jf產生方式是在複平面上考慮一個迭代過程zn+1=zn2+,N=0,1,2,...]]>式中z＝x+yi，x、y為變量，μ＝p+qi，p、q均為常數。
當μ值固定時，給定複數z0作初始值，即可在計算機上進行計算並繪製Julia圖。
當μ分別取不同的值時即可在計算機上繪製出的幾幅如圖2所示的圖形。
例3、Mandelbrot集產生織物圖案花型Mandelbrot集(以下簡稱M集)的定義見文獻《紡織設計中Mandelbrot集可視化方法研究》《蘇州大學學報》(工科版)2002年第2期在生成M集圖形時，在複平面上考慮迭代過程zn+1=zn2+v]]>式中，z＝x+iy，x、y為常數；v＝p+iq，p、q均為變量。
當z值固定時，對給定複數v0作初始值進行迭代運算。即v值變化，z值固定不變。可在計算機上進行計算並繪製Mandelbrot集的圖形。
在計算機上繪製的M集圖形見圖3。圖3(a)-(g)展示了逐級放大的畫面。
例4、L-系統系列產生織物圖案花型(見文獻《基於L-系統的紡織紋飾設計初探》紡織學報2003年第4期)L系統基於「符號重寫系統」，即用一組重寫規則(或生成規則)逐次地置換一個簡單的初始對象的各個部分來確定一個複雜的對象，其中初始對象為一個字符串(或一個字母)，可以按一組生成規則來取代字符串中的每一個字母。具體講，其定義為1、令V表示字母集；是一個非空單詞，稱為「公理」；P是生成規則的集合，用 表示a為p的「前驅」，x稱為p的「後繼」，一個DOL系統是一個有序三元組G＝V，ω，P，規定對每一個a∈V至少存在一個非空單詞x，使得a→x，若某個前驅a∈V沒有顯式地給出x，則假定a→a恆等變換，此即確定性的DOL系統。
為便於繪圖，需藉助LoGo-Style Turtle表示法，即龜行表示法，以解釋重寫以後的字符串。為此2、設v是一個字符串，(x0，y0，α0)是龜的初始狀態，d是前進增量，δ是角增量參數，通過龜對字符串v的解釋所畫出的圖稱為v的龜(turtle)表示，龜按以下命令動作F向前移動一步，步長為d，龜的狀態為(x′，y′，α)，x′＝x+dcosα，y′＝y+dsinα，從(x，y)向(x′，y′)畫一直線段；E向前移動一步，步長為d，不畫；+向左旋轉δ角，則龜下一狀態為(x，y，α-δ)，規定正向角為逆時針方向，負向角為順時針方向；-向右旋轉δ角，龜下一狀態為(x，y，α-δ)。
例如圖6(a)中的Koch曲線的生成K＝V，ω，P
式中符號集 V＝{F，+，-}；α＝60°，起始符號元ω＝F，生成規則集P＝{F→F+F--F+F}，循環次數為n。
上述生成方法可用表格表示，其中生成規則用鏈式語言表達，表1

運用相同的方法，可以用不同的生成規則在計算機上繪出如圖4所示的風格不同的各種圖形。
例5、IFS圖形產生織物圖案花型IFS定義見文獻《基於IFS的紋織設計初探》紡織學報2004年第2期設二維歐氏空間中的仿射變換為wR2→R2。X＝[x，y]T是此空間中的一點，則其仿射變換映射像為X′＝[x′，y′]T。寫成矩陣形式xy=wxy=abcdxy+ef]]>其中的a，b，c，d，e，f六個參數均為實係數，它們完全確定一個仿射變換。可以將其分解為平移旋轉和比例放大等，用下式表示

其中，e，f是x和y方向上的平移分量，θ，分別是繞x，y軸的轉角，r和q可以看作是x和y方向上的比例放大倍數。
在上式中，當θ＝，r＝q時，得到的變換為相似變換，因此相似變換隻是仿射變換的特殊情況。它可寫為xy=rcos-sinsincosxy+ef]]>依據仿射變換，可以將要模擬的自然景物作為目標圖形，用一組壓縮仿射變換{w，i＝1，2，…，N}來構形。而求這些仿射變換係數a，b，c，d，e，f，可以採用三點對應方法解線性方程組求得。
設變換w:R2R2,wxy=abcdxy+ef=ax+by+ecx+dy+f]]>且具有壓縮變換性質。如圖5所示。在該圖A圖形中取三個點Z1＝(x1，y1)，Z2＝(x2，y2)，Z3＝(x3，y3)，經變換後得到圖形B，其對應點為Z1*=(x1*,y1*),]]>Z2*=(x2*,y2),Z3*=(x3*,y3*).]]>由此可得x1*x2*x3*=x1+by1+ex2+by2+ex3+by3+e;y1*y2*y3*=cx1+dy1+fcx2+dy2+fcx3+dy3+f]]>通過解上述線性方程，即可求出仿射變換的係數a，b，c，d，e，f，或者進而求出r，q，θ，。於是便得到一組表示自然景物構形的IFS代碼。
計算機上繪圖方法(隨機迭代算法)對於一個迭代函數系統，先找到初始點Z0，依概率分布{p1，p2，…，pN}，從{wi，1≤i≤N}中選擇一個仿射變換wk。對Z0作變換wk，得到X1，如此反覆進行，當i充分大時，其序列點集將接近該IFS的吸引集或吸引子，將這些點標示出來即得其圖形。此處以蕨類葉為研究對象，其IFS碼分別見於表2中；。
用上述方法所繪圖形分別見圖6。
表2蕨類葉的IFS碼

由上述可見，非線性圖形在結構上普遍具有自相似性，從理論上講，具有無窮精細的特點。
將上述非線性圖形轉換為紋織圖案的步驟如下第一步，將在計算機上產生的非線性圖形信息轉為電子提花機可以識別的文件格式，以實現順利接口，例如採用*.bmp文件的格式。
第二步，根據織物的工藝與品種規格進行著色處理。一般，對於多層織物需進行多色設計；對單層織物則最少可僅用兩色，即只需對所選圖案花型進行兩色處理。
第三步、利用圖形軟體進行二次設計。即對圖形進行處理，使其符合紋飾藝術表現規律，從而適合市場需求。如根據需要，圖形的二次設計過程可在圖形處理軟體上進行。圖形軟體如Potoshop等。
第四步、藉助紋制CAD方法進行意匠圖設計。
紋制CAD是目前已經普及的一種應用計算機技術對織物意匠圖進行輔助設計的方法。根據提花機的情況，紋制CAD的軟體又分為兩大類，一類是與軋紋版機結合，通過控制軋紋版機軋出紋版供傳統的提花機使用；另一類是與電子提花機配合使用，通過紋制CAD處理的意匠圖信息可傳送到電子提花機上進行提花織造生產。本發明經上述過程所獲得的圖形信息均為數字信息，可直接輸入紋制CAD的電腦中進行處理。
轉換後進行提花織造生產。
根據以上步驟，選擇用圖7作為實驗用圖案(準規則斑圖)進行織造實驗，所得產品(準規則斑圖紋織物)見圖8(照片)，其中在織物表面突出的部分為提花部分，即圖7花型的花部，未突出部分為圖7花型的地部。
應用以上方法生產出的提花織物就是常規方法設計生產的非線性圖形織物。
然而，儘管非線性圖形有如前所述的優點，相對於傳統設計方法具有較大的優勢，但由於真絲綢特別細膩，絲織物經密可達到每公分120根以上，即相當於相應方向的點距為0.083mm，其密度大大超過現有PC機(點距為0.18mm)的解析度。所以，如果不能解決非線性圖案的高經密紋織設計問題，則將無法充分表現出非線性圖形的高精細化特點，則將導致非線性圖形的優勢大為弱化。例如，統一品名為「100/85花縐緞」的真絲綢織物，其織造工藝為30號筘4穿入，即機上經密為每公分120根；統一品名為「90/118花庫緞」的真絲綢織物，其織造工藝為32號筘4穿入，即機上經密為每公分128根。故應用非線性圖形對此類高經密織物進行紋織設計，則必須考慮運用新的方法使精細的及經精細化處理的非線性圖形得到充分的表達(非線性圖形的精細化處理方法見於《數碼縐的製備工藝》(專利申請號02139044.4)、《基於準規則斑圖的紋織圖案超精細加工工藝》(專利申請號03125345.8)中)。

發明內容
本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種能夠突破現有計算機解析度的限制，使非線性圖形的精細結構在高經密紋織物上得到充分表達的高經密非線性圖案紋織物的製備工藝。
本發明目的的實現方式為，高經密非線性圖案紋織物的製備工藝，將準規則斑圖產生織物圖案花型、Julia集的分形圖形產生織物圖案花型、Mandelbrot集產生織物圖案花型、Newton變換產生織物圖案花型、L-系統系列產生織物圖案花型、IFS圖形產生織物圖案花型類非線性圖案轉換為紋織圖案，非線性圖形轉換為紋織圖案的步驟如下第一步，將在計算機上產生的非線性圖形信息轉為電子提花機可以識別的文件格式，第二步，根據織物的工藝與品種規格進行著色處理，第三步、利用圖形軟體進行二次設計，第四步、藉助紋制CAD方法進行意匠圖設計，
藉助紋制CAD方法進行意匠圖設計時，在計算機上，將電子意匠圖放大到可使非線性圖形的精細結構得到最大限度表達的最小倍數，再將放大的電子意匠圖信息傳送到電子提花機上進行提花織造生產，得高經密非線性圖案提花紋織物。
本發明有以下優點對於交織點密度大於現有計算機解析度的高經密織物，通過運用放大電子意匠圖的方法，突破計算機解析度的限制，使非線性圖形的精細結構在高經密紋織物上能夠得到充分表達，從而使非線性圖案的高精細化優勢得到充分發揮，使非線性圖案造型奇異的特點得到充分體現。


圖1計算機上繪製成的q＝3，5，8，12時的各幅斑2當μ分別取不同的值時在計算機上繪製的幾幅圖形圖3(a)-(g)逐級放大的M集圖形圖4(a)、(b)、(c)、(d)用不同的L系列生成規則在計算機上繪出的不同圖形圖5壓縮仿射變換所形成的圖形圖6蕨類葉圖形圖7紋織用圖案(準規則斑圖)圖8根據圖7生產所獲紋織物(照片)具體實施方式
本發明將準規則斑形、Julia集的分形圖形產生織物圖案花型、Mandelbrot集產生織物圖案花型、Newton變換產生織物圖案花型、L-系統系列產生織物圖案花型、IFS圖形產生織物圖案花型類非線性圖案轉換為紋織圖案，藉助紋制CAD方法進行意匠圖設計時，在計算機上，將電子意匠圖放大到可使非線性圖形的精細結構得到最大限度表達的最小倍數，再將放大的電子意匠圖信息傳送到電子提花機上進行提花織造生產。
本發明主要採用電子意匠圖放大設計法。由於紋織意匠圖是由代表經緯交織點的格子所組成，而意匠圖的經緯比一經確定，則紋織花型的經緯向比例亦已確定。根據這些性質，便可通過計算求出，在具體某一臺計算機的電子意匠圖上，至少應將圖形放大到多少倍(最小倍數)才可使非線性圖形的精細結構得到最大限度的表達。
如設某一臺計算機解析度的點距為a(mm)，某品種高密織物的經密為b(根/cm)，則設應生成比原圖至少放大Ma×b/10倍的非線性圖形，即m＝計算機解析度的點距a(mm)×經密為b(根/cm)/10並在計算機上設計製作相應大小的意匠圖，即可按前述的步驟生產出既符合原圖大小又具有相應精細程度的紋織圖案。
例如，在解析度為0.18mm點距的計算機上設計經密為120根/cm的非線性圖形紋織物，由於這裡a＝0.18；b＝120，所以至少應該放大0.18*120/10＝2.16(倍)才可生產出具有相應精度的非線性紋織圖案。
權利要求
1.高經密非線性圖案紋織物的製備工藝，將準規則斑形、Julia集的圖形、Mandelbrot集的圖形、Newton變換的圖形、L-系統系列的圖形、IFS的圖形等非線性圖形轉換為紋織圖案，非線性圖形轉換為紋織圖案的步驟如下第一步，將在計算機上產生的非線性圖形信息轉為電子提花機可以識別的文件格式，第二步，根據織物的工藝與品種規格進行著色處理，第三步、利用圖形軟體進行二次設計，第四步、藉助紋制CAD方法進行意匠圖設計，其特徵在於藉助紋制CAD方法進行意匠圖設計時，在計算機上，將電子意匠圖放大到可使非線性圖形的精細結構得到最大限度表達的最小倍數，再將放大的電子意匠圖信息傳送到電子提花機上進行提花織造生產，獲得高經密非線性圖案提花紋織物。
全文摘要
高經密非線性圖案紋織物的製備工藝，涉及一種製備高經密非線性圖案紋織物的方法。本發明工藝步驟為，將準規則斑形、Julia集的圖形、Mandelbrot集的圖形、Newton變換的圖形、L－系統系列的圖形、IFS的圖形等非線性圖形轉換為紋織圖案，藉助紋制CAD方法進行意匠圖設計時，在計算機上，將電子意匠圖放大到可使非線性圖形的精細結構得到最大限度表達的最小倍數，再將放大的電子意匠圖信息傳送到電子提花機上進行提花織造生產，獲得高經密非線性圖案提花紋織物。本發明利用意匠圖的特點，即所設計織物的經緯密一旦確定便不受意匠圖放大與否的影響之特點，突破計算機解析度的限制，使非線性圖形的精細結構在高經密紋織物上得到最大限度表達。
文檔編號D03C17/06GK1587474SQ20041006072
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月16日 優先權日2004年8月16日
發明者張聿 申請人:張聿