全显色机织物混色原理及其应用研究
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摘要
本文对机织物色彩设计的原理和方法进行了综合分析，来解决机织物色彩混合设计中面临的织物色差和混色色彩无法预测的问题，通过对相关文献与研究成果进行研究与分析，本课题发现基于全显色结构的机织物色彩混合效果具有规律性，并设计出了一套科学可行的全显色机织物色彩实验方案，包括色卡制作、色卡测色、色彩模拟和混色测试和分析。重点探讨了基于全显色结构的两组纬和三组纬机织物混色的一般性特征和原理，并将其应用于实际的花织物设计中。
首先，通过深入分析机织物显色理论、空间并置混色原理及计算机加法（色光）混色原理、色彩空间体系和色彩量化和测定方法，得出红、黄、绿、蓝、黑、白六色最符合机织物对原色混合的要求，CIE1976L a b均匀颜色空间是理想的对机织物的色彩色度值进行量化颜色空间，发现“平均色彩计算”法是便捷和精确的机织物测色法之一。
其次，在全显色组织结构设计原理和方法上，对组织结构进行了创新设计，分别完成了两组纬和三组纬全显色织物色卡的组织库设计，并采用原色色纬进行色卡织造和计算机仿真模拟，采用“平均色彩计算”分别对其测色。结果表明：全显色结构的机织物依据可以自己的混色特征建立起实用的色彩模型或色卡用于指导该类织物的色彩设计，而且选用织物组织循环数大的基本组织和优化的结构设计方法可以在一定程度上减少混色效果与预期设计的偏差。
最后，依据两组纬的色彩面积的比例关系建立了计算机色彩与组织对应的色卡库，该色卡库以红（R）、绿(G)、蓝(B)、黄(Y)、青(C)和品红(M)六色为原色，共有12种原色纬组合方式表现色彩过渡。通过两组纬混色规律的色彩实验和色卡库设计，以及两组纬提花织物设计实践，验证了该色彩混色规律的有效性和实用性。
本课题研究成果不仅为机织物的色彩设计提供了技术参考，在一定程度上减少了设计色彩与实际色彩之间的色差，并为全显色结构提花织物的色彩仿真和创新设计提供了便利方法。此外，该研究为进一步实现机织物智能化快捷设计的技术打下基础。
In this paper, a comprehensive analysis on color design principle and method of wovenfabric was proposed in order to resolve the issue that colour aberration is always caused andunpredictable when designing colour mixture of woven fabric. The study found that the colormixture of woven fabric under full-color structure features regularity based on the review ofrelated literatures and outcomes so far. And the scientific and practicable color experiments weredevised, including color table design and color measurement, color simulation as well as test andanalysis of mixed color effect. The study explored the general characteristic and color mixingtheory of woven fabric with double-weft and triple-weft under full-color structure. And then, thefindings of the study were put into design application of figured woven fabric.
Firstly, based on in-depth analysis of woven fabric coloring theory, juxtaposition colormixture theory, additive color mixing theory, and the color space system and its measuringmethod six colors (red, yellow, green, blue, black, white) were selected as basic colours to meetthe requirement of color mixture for woven fabric design, and CIE1976L a b uniform colorspace was recognized as an ideal color space for colour quantification of woven fabric. Moreover,the study found that the “average color measurement” is one of convenient and accurate methodsfor the color measurement of woven fabric.
Secondly, an innovative design was proposed based on the design principle and method offull-coloring structure. The weave databases were designed for setting up the color tables withboth double-weft and triple-weft. The fabric samples of color tables were made by using basiccolor weft, and then, were simulated and measured by both computer system and the method of“average color measurement”. The experimental results showed that practical color table or colormodel of full-coloring structure for colour design of woven fabric can be set up based on its owncolor mixture characteristics. It is of great benefit to design creations of this kind of fabrics.Moreover, the study found that the deviation between real color mixture effect and predicted effect will be reduced when designing fabric by the larger repeat weaves and/or optimizedstructure designing method.
Lastly, the color table with two wefts that corresponding computer color to weave structurewas set up according to the difference proportion of color areas. This color table has6optionalbasic colors (K, G, B, Y, C, M) and12combination methods of basic colors that can be used todesign colour gradation of wefts. The effectiveness and availability of color mixture principlewere verified by colour experiment, design practice of color table and jacquard fabric withdouble-weft.
This study provided not only a technical reference for color design of woven fabric that willreduce the color variation between the designing color and actual fabric color to a certain extent,but also a convenient design method for color simulative and innovative design of figured wovenfabric under full-color structure. Moreover, the study laid the foundation for research onintelligent design of woven fabric.
首先，通过深入分析机织物显色理论、空间并置混色原理及计算机加法（色光）混色原理、色彩空间体系和色彩量化和测定方法，得出红、黄、绿、蓝、黑、白六色最符合机织物对原色混合的要求，CIE1976L a b均匀颜色空间是理想的对机织物的色彩色度值进行量化颜色空间，发现“平均色彩计算”法是便捷和精确的机织物测色法之一。
其次，在全显色组织结构设计原理和方法上，对组织结构进行了创新设计，分别完成了两组纬和三组纬全显色织物色卡的组织库设计，并采用原色色纬进行色卡织造和计算机仿真模拟，采用“平均色彩计算”分别对其测色。结果表明：全显色结构的机织物依据可以自己的混色特征建立起实用的色彩模型或色卡用于指导该类织物的色彩设计，而且选用织物组织循环数大的基本组织和优化的结构设计方法可以在一定程度上减少混色效果与预期设计的偏差。
最后，依据两组纬的色彩面积的比例关系建立了计算机色彩与组织对应的色卡库，该色卡库以红（R）、绿(G)、蓝(B)、黄(Y)、青(C)和品红(M)六色为原色，共有12种原色纬组合方式表现色彩过渡。通过两组纬混色规律的色彩实验和色卡库设计，以及两组纬提花织物设计实践，验证了该色彩混色规律的有效性和实用性。
本课题研究成果不仅为机织物的色彩设计提供了技术参考，在一定程度上减少了设计色彩与实际色彩之间的色差，并为全显色结构提花织物的色彩仿真和创新设计提供了便利方法。此外，该研究为进一步实现机织物智能化快捷设计的技术打下基础。
In this paper, a comprehensive analysis on color design principle and method of wovenfabric was proposed in order to resolve the issue that colour aberration is always caused andunpredictable when designing colour mixture of woven fabric. The study found that the colormixture of woven fabric under full-color structure features regularity based on the review ofrelated literatures and outcomes so far. And the scientific and practicable color experiments weredevised, including color table design and color measurement, color simulation as well as test andanalysis of mixed color effect. The study explored the general characteristic and color mixingtheory of woven fabric with double-weft and triple-weft under full-color structure. And then, thefindings of the study were put into design application of figured woven fabric.
Firstly, based on in-depth analysis of woven fabric coloring theory, juxtaposition colormixture theory, additive color mixing theory, and the color space system and its measuringmethod six colors (red, yellow, green, blue, black, white) were selected as basic colours to meetthe requirement of color mixture for woven fabric design, and CIE1976L a b uniform colorspace was recognized as an ideal color space for colour quantification of woven fabric. Moreover,the study found that the “average color measurement” is one of convenient and accurate methodsfor the color measurement of woven fabric.
Secondly, an innovative design was proposed based on the design principle and method offull-coloring structure. The weave databases were designed for setting up the color tables withboth double-weft and triple-weft. The fabric samples of color tables were made by using basiccolor weft, and then, were simulated and measured by both computer system and the method of“average color measurement”. The experimental results showed that practical color table or colormodel of full-coloring structure for colour design of woven fabric can be set up based on its owncolor mixture characteristics. It is of great benefit to design creations of this kind of fabrics.Moreover, the study found that the deviation between real color mixture effect and predicted effect will be reduced when designing fabric by the larger repeat weaves and/or optimizedstructure designing method.
Lastly, the color table with two wefts that corresponding computer color to weave structurewas set up according to the difference proportion of color areas. This color table has6optionalbasic colors (K, G, B, Y, C, M) and12combination methods of basic colors that can be used todesign colour gradation of wefts. The effectiveness and availability of color mixture principlewere verified by colour experiment, design practice of color table and jacquard fabric withdouble-weft.
This study provided not only a technical reference for color design of woven fabric that willreduce the color variation between the designing color and actual fabric color to a certain extent,but also a convenient design method for color simulative and innovative design of figured wovenfabric under full-color structure. Moreover, the study laid the foundation for research onintelligent design of woven fabric.
引文
[1]顾平.织物结构与设计学[M].上海:东华大学出版社，2004:3-4.
[2]储咏梅，王国和.色彩的加法混色在纺织品设计中的应用[J].江苏丝绸，2003,(1):34-36.
[3]刘华.色织物的色彩空间混合效应设计思考[J].江苏纺织,2004.(11):49-50.
[4]荆妙蕾，张瑞云.织物结构与设计学[M].上海:东华大学出版社，2004:88-126.
[5]王汀，赵锋，邓晗.工业产品的色彩设计特征[J].西北大学学报(哲学社会科学版),2010,(2):21-24.
[6] http://www.tnc.com.cn/tradeleads/detail/004-1761452.html.全球纺织网供应PANTONE纺织色卡.
[7]陈纯,陈进勇.纹织CAD应用手册[M].第1版.北京：中国纺织出版社,2001,113-113.
[8]韩容.传统纹制工艺在CAD/CAM系统上的实现[J].现代纺织技术，2000，(1)：13-15.
[9]张森林，姜位洪.纹织CAD技术的应用及其发展方向[J].纺织学报，2004，25(3)：126-128.
[10]沈干.纺织品设计实用技术[M].上海:东华大学出版社，2009:118-130.
[11]周赳，吴文正，沈干.提花织物结构设计的一一对应原则[J].纺织学报，2006，27(7)：4-7.
[12]周赳，吴文正.仿真数码提花织物的设计原理和方法[J].纺织学报，2007，28(8)：46-49.
[13]韩容.数码提花技术让机器成为艺术家[J].今日科技，2005，3：27-29.
[14]周赳，吴文正.数码提花织物的组合全显色结构设计[J].纺织学报，2007，28(6)：59-63.
[15]何国兴.颜色科学[M].上海:东华大学出版社，2004:3-5，16-19，33，64-66，19-36.
[16]周赳，吴文正.无彩数码提花织物的创新设计原理和方法[J].纺织学报，2006.4，27（4）：1-5.
[17]周赳,吴文正.有彩数码提花织物的创新设计原理和方法[J].纺织学报,2006.5,27(5):6-9.
[18]徐丛璐，李加林.数码彩色丝织像景织物的色彩设计[J].艺术与设计（理论），2010（2）：204-205.
[19]周赳,屠永坚.有彩数码提花织物结构设计的实践与分析[J].纺织学报,2008.4,29(4):54-57.
[20]周赳,吴文正.基于数码技术的提花织物设计方法[J].“泰坦杯”2005年全国无梭织机使用技术与产品开发交流研讨会,2005:257-259.
[21]周赳，蒋烨瑾.基于数码技术的提花织物产品创新[J].纺织学报，2009，30(11)：53-56.
[22] Ng, M.C.F. and Zhou, J., A Study on Figured Double-face Jacquard Fabric with Full-colourEffect，Textile Research Journal，2009.79(10)，930-936, SCI收录。
[23]周赳，吴文正.数码提花织物创新设计的实质[J].纺织学报，2007，28(7)：46-49.
[24]郝志坚.棉毛纹织物设计中色彩空间混合原理的应用[J].毛纺科技,2004,(9):52-55.
[25]鲁佳亮.实用型桑丝色谱组织模型的研究和应用[D].杭州：浙江理工大学,2007.
[26]王燕平.基于纬向空间混色原理的提花织物设计方法[D]：[硕士论文].中国：浙江理工大学，2008.
[27]王燕平，张聿，张可桢.仿彩色工笔画提花织造的纬向空间混色方法[J].丝绸,2009,(5):12-14.
[28]周赳，龚素娣.电子提花彩色像景织物的设计原理[J].丝绸,2001，(5):31-33.
[29]李加林，陶永政.数码仿真彩色丝织技术及其应用[J].纺织学报,2004,25(1):123-125.
[30]李加林.现代丝织像景织物及结构设计特征[J].丝绸，2004，（3）：11-13
[31]李启正.多色经提花织物用于彩色图像表现的创新设计技术[D].[硕士论文]：中国:浙江理工大学，2007.
[32]黄紫娟，李加林，周砚江.单层数码仿真彩色提花丝织物颜色模型的研究[J].浙江理工大学学报,2007,(4):378-381.
[33]黄紫娟.一经一纬单层色织物明度模型建立初探[J].国外丝绸，2008，（4）：33-34.
[34]黄伟斌，罗来丽，周赳.四色经高密度数码提花丝织物的设计实践[J].丝绸，2011，48(1)：34-36.
[35]黄伟斌，罗来丽，周赳.高密度多色经提花丝织物的数码化设计[J].纺织学报，2011，32(6)：56-60.
[36]黄伟斌.多色经高密度提花丝织物数码化设计研究与产品开发[D].[硕士论文]：中国:浙江理工大学，2010.
[37]洪伯松.旋转混色应用于并置混色色彩预测之研究[D].[硕士论文]台湾:中原大学,2003.
[38]Alan Donaldson. Jacquard Fabrics on Demand [R]. NCSU: National Textile CenterAnnualReport, November2003.
[39]Saeideh Gorji Kandi,Mohammad Amani Tehrana,Mohammad Rahmatib. Colourdependency of textile samples on the surface texture Coloration Technology [J],2008, Vol.124Issue6, p348-354.
[40] Gabrijel i Helena, Dimitrovski Krste. Spectrophotometrical analysis of color andoptical effects of woven fabrics with different colors in warp and weft [J]. Tekstilec,2008, letn.51, t.1–3, str.30–54.
[41] K Mathur, Color Prediction Model for Jacquard Tapestry Woven Fabrics, PhD Thesis,North Carolina State University (2007).
[42] Kavita Mathur,*Abdel-Fattah M Seyam, David Hinks and R Alan Donaldson.Towardsautomation of colour weave selection in Jacquard designs: model verification through visualassessment.2008Society of Dyers and Colourists, Color. Technol.,124,48–55
[43]中西色彩（北京）管理咨询有限公司编著.色彩搭配师培训教程[M].北京：中国纺织出版社，2007:56.
[44]周世生.印刷色彩学[M].印刷工业出版社，2008:102-105.
[45]杜春玲，张唏，葛蕾.颜色测量仪器及其发展[J].中国仪器仪表，2005，（1）：38-39
[46]董英萍，傅师伟.颜色的表征方式及其测量[J].福建电脑，2008，（2）：94-96
[47]李启正.多色经提花织物用于彩色图像表现的创新设计技术[D]：[硕士论文].中国：浙江理工大学，2007：19-25.
[48] ShuLin, M. Tamer Ozsu. An Extendible Hash for Multi-Precision Similarity Querying ofImage Databases [A]. In Proceedings of the27th VLDB conference[C], Roma, Italy,2001.
[49]梁瑞玉.建立有效之影像资料索引目录[D]：[硕士论文].台湾：朝阳大学，2003.
[50]郭家豪.背光影像补偿及色彩减量之研究[D]：[硕士论文].台湾：国立中央大学，2003：29-34.
[51]蒋烨瑾.黑白仿真数码提花织物结构设计研究与实践[D]：[硕士论文].中国：浙江理工大学，2009.
[52]蔡永东.试论色织产品开发[J].天津纺织科技,2001,(1):54-57
[53]郝志坚.利用色彩空间混合简化多色、多纬棉毛纹织物的设计[J].中国毛纺织及毛针织技术研讨会会议论文,2005:14-19.
[54]周赳，吴文正，龚素瓅.全显色提花织物结构设计方法[P].中国： CN200510050041,2009.6.
[55]浙江丝绸工学院，苏州丝绸工学院.织物组织与纹织学：上册[M].北京：中国纺织出版社，1987：9-27.
[56]李志祥.电子提花技术与产品开发[M].北京：中国纺织出版社，2000：179-214.
[57] Bell TF. Jacquard Weaving and Designing. London: Longmans Green and Co1895;112-117.
[58]周赳，吴文正.基于数码技术的机织物组织设计原理和方法[J].纺织学报，2007，28(4)：48-51.
[59]沈干编著.丝绸产品设计[M].北京:中国纺织出版社,1991,149-171.
[60] Alan Donaldson. Jacquard Fabrics on Demand [R]. NCSU: National Textile Center AnnualReport, November2003.
[61]夏尚淳.织物仿真CAD技术在服装面料开发方面的应用和新进展[J].全国纺织科技成果推介及产业化对接会,2002:101-103.
[62]张小强.PHOTOSHOP的色彩模式与色彩基础[J].青海师范大学学报（自然科学版）,2003,(1):34-36.
[63]翟茹. Photoshop的色彩模式及其应用[J].印刷世界，2004，(5)：9-10，14.
[64]刘浩学.CIE均匀颜色空间与色差公式的应用[J].北京印刷学院学报，2003,11（3）：3-8.
[65]刘浩学，武兵，黄敏，徐艳芳.软打样可接受色差的研究[J].中国印刷与包装研究，（1）：65-69.
[66]罗来丽，胡丁亭，唐澜倩，周赳,基于全显色结构的三组纬提花织物混色特征研究[J].丝绸,2011,(10):36-40.
[2]储咏梅，王国和.色彩的加法混色在纺织品设计中的应用[J].江苏丝绸，2003,(1):34-36.
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[12]周赳，吴文正.仿真数码提花织物的设计原理和方法[J].纺织学报，2007，28(8)：46-49.
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[35]黄伟斌，罗来丽，周赳.高密度多色经提花丝织物的数码化设计[J].纺织学报，2011，32(6)：56-60.
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[48] ShuLin, M. Tamer Ozsu. An Extendible Hash for Multi-Precision Similarity Querying ofImage Databases [A]. In Proceedings of the27th VLDB conference[C], Roma, Italy,2001.
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[54]周赳，吴文正，龚素瓅.全显色提花织物结构设计方法[P].中国： CN200510050041,2009.6.
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[56]李志祥.电子提花技术与产品开发[M].北京：中国纺织出版社，2000：179-214.
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