CAD技术在面料图案设计中的应用

　　当前,快速时尚是今后纺织品服装行业的新的商业模式。设计创新已经成为产品立足市场之本,在图案设计领域,传统的来样加工的生产方式已越来越不能适应市场的发展。快速设计独具特色的创新花样图案,已成为面料开发人员与设计师们的重要课题,这也对织物CAD系统也提出了更高的创新设计要求。
　　
　　创新设计技术主要包括产品创新设计、降低成本设计、快速设计、仿真与虚拟设计、智能设计、广义优化设计等设计技术。快速反应的面料设计系统包括图案创新设计、织物性能设计、纱线及织物外观模拟、应用效果展示等等。

　　计算机辅助的产品创新设计
　　
　　纺织品计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD),是利用计算机强大的计算功能和高效率的图形、图像处理能力进行纺织品设计和数码打样的理论和技术,主要体现在织物CAD设计系统的应用。织物CAD系统能够用计算机屏幕替代传统意匠纸进行组织和上机图的设计,使得组织的设计和变换修改变得非常便捷;系统能够按照给定的组织和纱线排列以及纱线种类自动生成织物模拟图像,输出在视觉上完全符合实际要求的织物模拟图像,并可将面料在计算机中应用到实物上进行展示。
　　
　　产品创新设计是经济和技术发展的必然规律,要想增强产品竞争力,需要具备一定的产品创新设计支撑环境,其中信息技术尤其是CAD技术和系统的应用是这个支撑环境的关键 部分。
　　
　　目前,CAD系统已得到广泛应用。在产品设计领域,以CAD概念为核心,已经发展出计算机辅助工业设计(CAID)、计算机辅助概念设计(CACD)、计算机辅助工艺设计(CAPP)等一系列相关的CAD技术和系统。但如何使传统意义上的CAD系统支持产品的创新设计是企业界关心的焦点,也是学术界研究的热点问题。
　　
　　纺织CAD技术进展
　　
　　机织物CAD技术进展
　　
　　机织物CAD系统包括素织物CAD系统和纹织物CAD系统,素织物CAD又称小提花CAD或多臂CAD,与大提花CAD相比,其织物经纬纱组织循环较小,主要运用于复杂组织及色织物等设计。纹织物CAD又称大提花CAD或贾卡CAD,主要运用于大提花织物的设计上。素织物CAD系统一般都具有组织设计、配色设计、上机工艺、模拟与展示四大模块,纹织物CAD系统一般都具有纹样编辑、意匠处理、纹织工艺和模拟与展示四大模块。国外很多CAD系统也将“模拟与展示”模块从CAD系统中独立出来,作为专门的设计系统。
　　
　　实物展示是CAD系统近几年研究的热点,早期主要是平面展示和实物二维展示,目前主要为3D模型材质渲染(3D presentation)和实物三维展示(3D mapping)两部分。3D模型材质渲染主要是调用或模仿3D软件的材质渲染功能,国外最新软件能够模拟较为真实的3D效果,如服装模型中实现不同裁片织物纹路的不同方向和角度,裁片衔接处的自动接合,更为真实的光照和场景效果等;香港理工大学目前研究的一体化CAD系统中在此基础上还增加了织物的悬垂和风动效果模拟,实现3D动态展示。
　　
　　经编CAD技术进展
　　
　　目前,经编行业纷纷推出针对各种机型的CAD软件。设计人员首先画出花纹小样,然后通过扫描仪把花纹图案转移到计算机中,通过CAD系统进行梳栉分配及原料选择,然后自动确定各把梳栉的垫纱运动,从而可以确定各把梳栉的花型数据。利用CAD系统不仅可以进行花纹设计,而且能够进行织物效应仿真,最终还可以记录各项数据,并把这些数据保存到软盘上,直接用于对经编机的控制。
　　
　　印花CAD技术进展
　　
　　印花CAD是许多印染企业进行技术改造的重要内容。系统通过彩色画稿扫描输入,或由计算机直接生成图案,再进行图形处理,调配色彩,产生出满意的图案,然后由激光照排机输出满足各种要求的用于印花生产的高精度分色胶片。印花CAD技术获得了较好推广,绍兴轻纺科技中心、杭州开源公司、浙江大学光学仪器厂的产品占有一定市场。
　　
　　绍兴轻纺科技中心加强纺织CAD技术开发,形成纺织全程CAD特色技术服务。在拥有自主版权EX6000的基础上,该中心推出了EX9000新版,使印花分色CAD技术始终处于领先水平。EX6000的最大优点是把原来的手工分色描稿变成了现在的电脑分色描稿,大大提高了工作效率。该软件的创新点在于:增加智能分色、自动预示、光笔应用和矢量字体功能;用先进的八叉树量化算法,提高描绘速度;采用更多的调整方法,提高描绘质量。
　　
　　纺织CAD技术的发展对策
　　
　　经过近年来的协同努力和发展,国内机织物CAD技术已有了快速的发展,已达到了在一定程度上满足国内产品设计的基本要求,但与国外相比,仍有一定的差距,主要体现在如下几方面。
　　
　　CAD系统的织物模拟与展示 技术
　　
　　国外CAD系统一般都采用模块化设计,大都包括多臂织物设计和提花织物设计、面料模拟和面料展示等模块。典型的CAD系统不仅具有良好的织物模拟效果,而且具有较好的织物3D展示功能,可对3D模型进行材质渲染,或利用三维网格技术将模拟面料铺设于实物或场景进行展示,且还可利用预先设置的三维网格在实物表面实现织物褶皱、阴影、裁线和裁片角度等模拟效果。此外还有的系统能提供用户自主设计模拟模型的程序。
　　
　　CAD系统的纱线库技术
　　
　　多数CAD系统具有较全面和详尽的纱线库,纱线库中的纱线可以根据实际需要更换参数,以实现纱线快速设计与模拟的目的,国内CAD系统中纱线库的完整性和灵活性尚待 努力。
　　
　　CAD系统的图形处理功能
　　
　　国外CAD系统的绘图功能较强,特别适合新产品的开发和试样,可大大提高产品设计的效率。此外,国外CAD系统在使用中具有更好的灵活性,并能较好地适应诸如大型图形处理等方面的实际应用场合。
　　
　　可见,对CAD技术需要通过相关算法的研究与改进,进一步提高我国纺织品设计CAD系统的使用灵活性与适用性,改进CAD系统的织物模拟效果与三维展示技术,增强CAD系统的纹织图案处理和编辑功能,形成具有我国特色的、具有世界先进水平的CAD系统,更好地满足我国纺织业对纺织品设计CAD技术的需求。