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浙江大学硕：l 学位论艾领带花样配色网络c d 研究 摘要 网络及其衍生技术的发展使传统c a d 发生了质的飞跃，正衍变成为一门新 的学科。本文研究了c a d 技术的一个新发展一网络c a d 的相关内容，给出了相关 概念，并阐述了其主要研究内容和发展趋势。率先将网络c a t ) 的概念和思想用于 领带设计c a d 系统中，完成了领带花样配色网络c a d 系统的设计。 系统根据领带花样配色的实际需要，提出了一种新的花样配色算法，核心 是配色区域的提取，区域杂点的去除及区域换配色。利用本算法实现了操作简单 的花样配色功能，提高了花样配色的效率，降低了花样配色的复杂度，有很大的 实用价值。 系统还运用模式识别和人体建模等知识实现了设计花样在模特上的真实感 模拟，以检验花样设计效果，这个功能的实现可以大大缩短领带花样的开发周期， 降低设计成本，提高企业的快速反应速度。系统提供了模特制作功能，用户可以 根据花样和时尚性的要求自行选择满足要求的模特图样，通过简单操作制作自己 的模特模型，然后在模特模型上完成花样的模拟。在模拟算法中解决了领带中的 火花样的模拟问题。 系统采用c s 网络架构，有两类客户端( 用户客户端和职员客户端) 以及 一个服务端。服务端程序与后台数据库连接负责客户的认证并负责两类客户间文 字图像信息的转发及负责动态建立两类客户的会话连接。客户端除了可以独立完 成花样配色及模拟等功能外，还可以通过服务器互相进行文字图像信息的交流， 完善自己的花样没计并共享设计资源。本文给出了系统的通信流程及各模块功 能，最后根据通信流程需要制定了自己的协同c a d 通信协议。 本文特点是：1 ) 率先在传统领带设计c a d 中加入了网络功能，实现了领带 花样的分布式设计。2 ) 提出了一个新的花样配色算法，简化了配色的复杂度。3 ) 允许用户设计领带模特。满足了时尚性的需要。并解决了大花样模拟的问题。 关键词：网络c a d ：领带设计；花样配色：图像处理：领带模拟：客p n q r i $ 浙江大学硕士学位论文 领带花样配色网络c a d 研究 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fn e t w o r ka n dd e r i v a t i v et e c h n o l o g y ，t h et r a d i t i o n a l c a dh a sr e m a r k a b l yc h a n g e di n t o an e ws u b j e c t t h et h e s i s c o m p r e h e n s i v e l y s u m m a r i z e st h ew e b - b a s e dc a d ，o n eo ft h en e wd e v e l o p m e n to fc a d i te x p l a i n s r e l e v a n tc o n c e p t i o na n da p p l i c a t i o nd o m a i na n de x p a t i a t e st h el e a d i n gr e s e a r c h c o n t e n ta n dd e v e l o p i n gt r e n d a tl a s t ，w i t ht h ec o n c e p t i o na t u lt h o u g h to fw e b b a s e d c a d ，t h e t h e s i sg i v e san e c k t i ep a t t e r nc a d s y s t e mb a s e d o nw e b a c c o r d i n g t ot h e r e q u i r e m e n t o fp r a c t i c a ln e c k t i e p a t t e r nc o l o r - m a t c h i n g t e c h n i q u e ，t h es y s t e mi m p l e m e n t sa l le a s y o p e r m i n gc o l o r m a t c h i n gm e t h o d t oh e l p p a t t e r nd e s i g n e r s u s i n gt h ep a t t e r nr e c o g n i t i o n m i d k n o w l e d g e o f c l a ym o d e l i n g ，t h e s y s t e mm a k ei t t r u et os i m u l a t ed e s i g n e dp a t t e r no ns e l e c t e dm o d e l t h i st e c h n i q u e p r o v i d e sa ne f f e c t i v ew a yt o c h e c kt h ed e s i g n e dp a t t e r nw i t h o u tp r o d u c i n gar e a l n e c k t i e u s e r sc a l ls e l e c tt h e p r o p e r n e c k t i em o d e lp i c t u r e a c c o r d i n g t ot h e r e q u i r e m e n t so ff a s h i o na n dt h ep a t t e r n t h r o u g has e r i e s o fe a s yo p e r a t i o n s ，t h e p i c t u r ec a n b ec o n v e n e di n t oan e c k t i em o d e l ， t h i ss y s t e ma p p l i e sc ss t r u c t u r ei n c l u d i n gt w oc l i e n t s ( u s e rc l i e n ta n dc l e r k c l i e n t ) a n do n es e r v e r t h es e r v e r i sr e s p o n s i b l ef o rt h ea u t h e n t i c a t i o no fc l i e n t s ，f o r d y n a m i c a l l yc r e a t i n gt h ec o n v e r s a t i o n b e t w e e nt w oc l i e n t sa n df o rt r a n s m i t t i n gt e x to r i m a g ei n f o r m a t i o n t h i st h e s i s i n t r o d u c e st h ec o n c e r n e dk a m w l e d g ea b o u tn e t w o r k ， g i v e st h es y s t e m i n f o r m a t i o nf l o wa n dd e t a i l e dc o m m u n i c a t i o np r o t o c 0 1 t h ef e a t u r e so f t h i st h e s i s ：1 ) d e s i g n e dan e c k t i ep a t t e r nc a ds y s t e mb a s e d o n w e b 2 ) d e v e l o p e da ne a s y o p e r a t i n gc o l o r m a t c h i n ga r i t h n r e t i c 3 ) u s e r sa r ea b l et o d e s i g n t h e i ro w ns i m u l a t i o nm o d e l a n ds o l v e dt h eb i gp a t t e r np r o b l e mi ns i m u l a t i o n k e yw o r d ：w e b - b a s e dc a d 、n e c k t i ed e s i g n 、c o l o r m a t c h i n g 、i m a g e p r o c e s s i n g 、n e c k t i e s i m u l a t i o n 、c l i e n t s e r v e r 2 浙江人学顾i 学位论文 领带花样目d 色| i _ ! | 络c a d 研究 第一章绪论 第一节c a d 技术现状及发展趋势 计算机辅助设计( c o m p u t e ra i d e dd e s i g n ，简称c a d ) 技术产生于2 0 世纪 5 0 年代后期。c a d 技术做为杰出的工程技术成就，已经广泛的应用于工程设计的 各个领域。c a d 技术的发展和应用使得传统的设汁方法和生产模式发生了深刻的 变化，产生了巨大的经济和社会效益。 经过四十多年的发展，c a d c a m 技术有了长足的进步。原来c a d c a m 主要运 行在工作站或微机平台上。工作站虽然性能优越，图形处理速度快，但价格却十 分昂贵，这在一定程度上限制了c a d c a m 技术的推广。随着p e n t i u m 芯片和 w i n d o w s n t 操作系统的出现并流行，以前只能运行在工作站上的c a d c a m 软件现 在也可以运行在p c 机上。由于p c 机的价格远远比工作站低，性能也不比中低档 工作站逊色多少，并且w i n d o w s n t 操作系统的安全性与d o s 、w i n d o w s 3 x 、 w i n d o w s 9 5 9 8 等操作系统相比有了很大提高。所以，p c 机平台为普及c a d 应用 创造了绝好的条件。在此基础上，c a d c a m 软件厂商展开了新一轮的竞争。一方 面工作站上著名的c a d c a m 的软件( 如u g 、c a t i a ) 全功能地移植到p c 机平台， 使p c 机完全对等地实现了工作站环境的处理能力；另一方面c a d c a m 软件打破 了原有u n i x 环境的桎梏，在w i n d o w s 平台上二全面拓展。p e n t i u m 以上处理器和 n 1 、环境已经或者正在成为c a d c a m 软件运行和应用的主流平台。 一些新技术的出现及迅速发展也对传统c a d 的工作模式产生了深刻的影响。 虚拟现实( v i ) t u a lr e a l i t y ，v r ) 技术开始在c a d 中得到应用，运用虚拟现实 技术可以对所做的设计进行各类具有沉浸感的模拟，用以检验没计的正确性和可 行性。虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现，即利用各方面仿真与虚 拟现实等技术构造一个虚拟的、集成的、有机的制造环境，在此环境下，产品开 发人员通过网络协同技术，快速地、并行地进行产品开发。虚拟制造是在计算机 中生成产品的虚拟原型取代物理原型进行测试、仿真、分析，以得出其性能、可 制造性、可维护性、可装配性以及成本、外观等的评价，从而缩短产品开发周期， 降低开发成本，提高企业快速响应的能力。 浙江人学硕：l 学位论文 领带花样配色网络c d 研究 当今社会足一个酬络的社会，网络影响了社会的每一个领域。无论是支撑 系统环境还是面向应用技术，随着网络技术的渗透与融合，人在信息环境中的主 动地位与群体分布成员之问的协同效率大大提高。基于网络的协同、共享、远程 工作和分布式处理技术等成为各个领域的研究热点。在这种环境下开始提出网络 c a d 的概念，网络c a d 尚未有一个统一的定义，多数借用嘲络技术方砥的术语。 一个比较权威的提法足1 9 9 7 年的a s m e 设计工程国际会议上提出的，网络c a d 被定义为“以网络为中心的c a d ”。网络c a d 是计算机辅助设计和因特网及网络 分粕计算技术棚集成的新兴技术，是一个重要丽崭新的交叉学科，涉及了分和式 数据库，标准数据交换格式，分布应用，网络技术，数据压缩技术，计算机支持 的协同操作等多方面的技术。网络技术在c a d 系统中的应用有利于实现资源的共 享，系统的集成，设计计算量的合理分配，是c a d 系统发展的一个重要趋势。在 本论文中将对这一趋势做具体的分析，并实现了基于网络的领带花样配色系统， 这个系统是网络c a d 概念和思想的具体应用。 除此之外，c a d 系统还在向图示化、智能化、并行化、标准化等几个方向发 展。c a d c a l i 技术副应用的领域越来越广，机械制造是最早也是最广泛应用 c a d c a m 技术的领域。随着c a d c a m 技术的发展，纺织、建筑、电子、化工的领 域也开始应用c a d 技术，在这些新的应用领域中，国外软件的优势并不明显。所 以，我国c a d c a m 软件在这些方面还是可以与发达国家竞争的，并且随着c a d c a m 技术应用的深入，越来越多的领域将会使用该技术，所以，如果能够紧跟时代潮 流，不断应用于新的领域，那么国产c a d c a m 软件还是很有前途的。 c a d c a m 软件的最终目的是应用c a d c a m 技术，提高企业的设计和制造水 平，所以，c a d c a m 软件不仅要水平高，有自己的特色，更要能够市场化，从市 场中收回投入：从而能够根据用户的需求不断地更新发展软件。 浙江大学硕1 学位论文 领带花样配色网络c a d 研究 持传统的产品特点和纹制工艺要求，充分发挥计算机的快速灵活通用的优点，是 适用于所有提花织物并有很高性能价格比的实用纹织工艺自动化系统。此系统包 括可以在图形工作站和p c 机上实现的c a d 系统和基于计算机控制技术、自动化 技术和各种提花织造技术的提花织物c 埘技术，实现提花织物生产过程的全面 自动化i ”l 。该系统已经通过国家教委的技术鉴定，达到当前国际先进水平。 该系统自从8 0 年代末问世以来，已经历了多次演变。系统在推广应用的同 时，自身不断地提高和完善。这一方面是由于计算机技术的迅速发展，另一方面 也是为了满足纺织工业技术进步和市场迅速变化的需要。系统的硬件配置越来越 先进，软件功能越来越齐全，人机接口越来越方便。系统的技术指标不断增强， 只有不断地进行技术上的革新，“提花织物c a d c a m 系统”才1 能跟上市场的需求， 增强自身的生命力。 2 印染配色： 染色工业进行配色，以往都依赖配色人员的主观经验，多次大小样实验， 得出一种染色处方。随着仪器测色和计算机技术的发展，出现了计算机染色 ( c c m ) ，能够依次提供众多的处方，从而允许印染厂根据染料成本，染色牢度以 及光差性质等作出选择，取得较好的经济效益。 3 棉毛纺织： 在棉纺厂，采用原棉对稳定纺纱生产，保证成纱质量和降低原料成本有着 重大关系。配棉过程实际上是对原料资源、纤维性能、产品用途、成纱质量、工 艺条件及用棉成本等因素进行综合平衡的过程。纺织部设计院和京棉一厂在 c r o m e m c o 和b c mi i 微机上建立了计算机配棉系统，应用模糊数学解决了接替棉 的选择，用多目标规划确定最佳配棉，并用动态数学模型进行成纱预测。这一技 术在全国十多个省市得到广泛应用。 4 图案创作： 属于智能模拟系统，即将资料、素材、基本数据收集贮存与计算机构成素 材库，又将有关规则构成知识库，计算机依据知识库和素材库高速全面比较， 寻求最佳答案。浙江大学和上海印染技术研究所在c r o m e m c o i i 微机上研制的计 算机彩色平面图案创作系统，是具有智能模拟的图形系统。它由构图系统、色彩 协调系统和底纹库系统三者组成。 浙江大学硕j 二学位论文 领带花样配色网络c a d 研究 4 服装没计： 随着服装：i 二业的发展，原始的手工设计裁剪制衣方式不再能适应，故丽开 始研制服装设计的c a d 系统。上海大学工学院8 5 年在i b mp c x 1 微机上，研制 成功s f 一1 服装设计排料c a d 系统。整个程序用编译b a s i c 写成，主要功能包括 图形复制、排料、自动设计制图等。计算机辅助设计在服装设计中的应用，为生 产多品种、新式样、高质量的服装，提高市场的竞争能力起到了至关重要的作用。 总而言之，c a o c a m 在纺织工业中的应用，为这一传统工业的发展开创了新 的纪元，工程技术人员可以通过人机交互方式进行必要的干预，从而使设计、制 造和管理过程处于最佳状态，使得人们摆脱单调、机械的体力劳动，而且也可以 摆脱繁琐、重复的手工方式的脑力劳动。c a d 提供智能手段替代了设计人员创造 性的艺术劳动，c a m 改变了纺织工业品生产的方式，由此带来的推动力将从根本 上改变纺织工厂的面貌。 浙江大学顾十学位论文 领带花样配色网络c a d 研究 第三节领带花样配色网络c a d 系统 由于领带的时尚性特点，其对款式、花样的要求变化比较快，所以在领带 的设计、生产和销售过程中，领带购买商与生产商之间需要一个信息交流机制。 这样，双方在商业行为中才不会处于被动的地位，生产商川i 会由于不能及时清晰 的了解购买商的要求或者不能及u , h 导n 购买商的信息反馈而错失商机：同时购买 商也不用在购买领带时只能被动的选择或浪费大量的时间成本来进行选择。如果 没有一个双方交流机制，甚至还会出现由于没有m 确理解购买商的要求而导致大 量的资源浪费。 在网络出现以前，这种信息交流机制主要是靠双方人员面对面的交流来实 现的，但是这种交流机制浪费了大量的人力物力和时间资源，成本高且效率很低。 在现代社会中，有了网络，双方可以将自己的信息和要求发布到网络上以方便其 他人检索，极大增加了信息的覆盖面，节省了大量的资源。双方还可以通过电子 邮件、网络聊天、文件传输等网络交互形式来快速的进行信息交流，这种交流不 仅是文字的交流还包括图片、文件等内容的交流，大大的提高了交流的速度和效 率，拉紧了交流双方的距离，是一种比较有效的信息交流机制。这也是现在最为 常用的一种交流机制，与以前相比有了很大的进步。 然而这种交流仍然是有局限性的，在这种交流机制中购买商仍然无法参与 到领带的设计中来，依然处于被动选择的状态，交流也缺乏实时性，并且交流方 式也过于分散，资源不便于管理且共享性差。针对这些问题我们设计了领带花样 配色网络c a d 系统，较好的解决了上面的问题，给领带购买商和生产商提供了 个有效的信息交流网络平台。在本系统中，领带购买商可以在一定程度上参与到 领带花样设计过程中来，甚至可以利用本身或者生产商提供的资源自己进行简单 的领带花样设计，并且在参与过程中可以实时的与生产商以文字、图片等方式进 行交流，可以对花样的设计提出自己的看法和要求以便于领带花样的完善和修 改。 领带花样设计过程中购买商的参与程度需要考虑到多方面的因素。领带花 样的设计需要非常专业的人员才可以完成，且使用的设计工具都非常昂贵和复杂 需要专业的培训才可以使用，这一切都需要大成本的投入，进入门槛较高，所以 不可能要求购买商花费这么大的成本来参与到花样设计的整个过程中。购买商更 浙江大学硕士学位论文 领带花样配色刚络c a d 研究 关注的是直观简单的结果及花样的实际效果。所以本系统提供了一个相对较为简 单的领带花样配色功能，使得购买商可以通过简单的操作及必要的交互参与花样 的配色，即在完成的花样设汁稿中，对需要改动的花形进行颜色的替换和修改， 完善花样的设计，得到自己所要求的花样。系统还运用了虚拟现实技术，使用户 可以自己方便的制作立体领带模特，并对所选择花样在领带模特上进行立体模 拟。立体模拟效果可以使用户立即感受到领带的着装效果，便于对设计花样进行 调整。领带模拟是减少成本，避免浪费及加快运作周期极为行之有效的方法。本 系统还给领带生产商和购买商提供了一个信息交流的网络平台。用户可以与专业 设计人员通过i n t e r n e t 实时交流信息改善配色效果，可以在网络服务器上保存 和提取花样、模特素材，网络服务器保存用户资料并提供用户认证。通过这个网 络平台可以实现领带花样的分稚式设计，实现资源的有效共享。 综上所述，领带花样配色网络c a d 是针对领带设计生产的特点，为了让领 带购买商有效的参与到领带设计中来以便于及时准确的了解领带购买商的需要 和要求而设计的一个网络c a d 系统。它为领带购买商与生产商提供了一个有效的 交流机制，实现了领带花样的分布式设计。当然这个概念不仅可以用于领带设计 中，可以广泛的应用于其他领域。 浙江大学硕一l 学位论文 领带花样配色网络c a d 研究 第二章领带花样配色网络c a d 系统总体方案 第一节系统的目标及需要解决的问题 2 1 1 系统设计目标 本系统提供操作简单的领带花样配色功能，使得非专业人员也可以参与到 领带花样设计过程中，这就使得领带购买商不需经过专业培训就可以参与领带花 样的设计，在设计中可以更清晰的表达自己的要求，得到自己真正需要的领带花 样。系统提供领带模特制作和领带立体模拟功能，使得用户可以对设计的领带花 样在模特上模拟试带取得直观的着装效果，便于对花样进行及时调整。系统还通 过i n t e r n e t 为非专业人员提供了一条与专业领带花样设计人员进行实时交流的 通话渠道，可以在设计过程中向专业人员咨询，双方可以互相交流文字、图像信 息。 2 1 2 领带花样配色的实现要求 花样配色，即在完成的花样设计稿中，对需要改动的花形或色块进行颜色 的替换和修改，完善花样的设计，得到自己所要求的花样。因为本系统是针对非 专业设计人员，所以需要有一个友好的人机界面，配色操作应尽量简单明确，所 需要的用户交互应尽量少，最大限度的让软件自动完成配色的大部分操作。系统 应根据用户的需要产生清晰的配色区域并得到良好的配色效果。 2 1 3 虚拟场景模拟问题的提出 浙江大学硕士学位论文 领带花样配色刚络c a d 研究 互h 审f 参 iv z s 区现 浙江人学硕十学位论文 领带花样配也嘲络c a d 研究 2 1 4 i ) = 9 络传输中的数据压缩问题 在传统的纺织c a d 系统中，由于对于织物的设计都是在本地计算机上完成 的，所以设计方案及设计素材可以直接存放在本地计算机的内存中或者硬盘上， 并没有涉及到网络传输的问题，而用于运行c a d 系统的本地计算机通常具有比较 大的内存和硬盘容量，所以对于设计方案的大小( 即花样图案的大小) 并没有什 么严格的要求，因此数据压缩的要求并不明显，甚至可以不考虑数据压缩。 然而，如果将c a d 系统放到网络的环境中后，情况就完全不同了。囚为网 络的带宽总是有限的，而图像数据量又通常比较火，如果将不经压缩的图像数据 直接在网络上传输，无疑将会对网络带宽造成很大的影响，甚至有可能造成因为 数据量过大，在网络传输中出现数据包丢失的现象。这些问题在局域网中会出现， 那么在网络带宽更窄的i n t e r n e t 上那就更加严重了。因此，在网络c a d 系统中， 对于图像数据的压缩就必须考虑了。 2 1 5 网络协同操作及跨平台通讯 本系统不仅是一个花样配色c a d 系统，它还为领带生产商和购买商提供了 一条网络上的信息交流通道和网络资源共享管理的功能，是一个实际意义上的网 络c a d 。并且交流的信息包括文本、图片及二进制文件等不同的内容。所以客户 端与服务器以及客户端与客户端信息交流时需要彼此进行很好的协同，将各种协 同操作分类，针对不同的网络操作定义各操作的请求、回答机制。 因为客户端需要完成花样配色及领带花样模拟等功能，计算量很大，无法 将这些操作放在服务器上由服务器完成。鉴于这个原因，本系统采用的是c s ( 客 户机服务器) 系统架构，客户端采用w i n d o w s 视窗系统，出于安全性考虑服务 器采用l i n u x 操作系统。这就必然涉及到不同系统平台之间的数据通讯。 i n s p r i s e 公司的d e l p h i 和k y l i x 分别是w i n d o w s 和l i n u x 操作平台下的应用程 序快速开发工具。在最新版本的d e l p h i 7 0 和k y l i x 3 0 中，二者开发的应用程 序不仅能互相编译，还可以实现跨平台通讯，解决了系统跨平台的问题。 浙江大学硕士学位论文 领带花样配色网络c a d 研究 第二节领带花样配色l 列络c a d 系统设计方案 2 2 1 系统体系结构 该系统采用c s 结构，即系统包括服务器端和客户端。客户端运行在 w i n d o w s 视窗操作系统下；为了稳定性和节约成本，服务器端运行在l i n u x 操作 系统下；后台数据库服务器为o r a c l e9i ，也安装在l i a u x 系统下。服务器端 提供人员认证、数掘库操作、交流信息转发等功能。所有客户与后台数据库，客 户与客户间的信息交流都要以服务器应用程序作为中介来实现。客户端将使用者 分为两类：用户客户端、职员客户端。客户端与服务器以及客户端与客户端都通 过i n t e m e t 网连接起柬。 图2 2 系统体系结构 2 2 ，2 系统子系统划分及其功能描述 1 客户端子系统 用户客户端：安装在非专业设计人员方，功能包括：向服务器进行身份验 证：通过与电脑简单的交互完成领带花样的配色功能；可根据当前的流行时尚及 塑查堂堡= ；! = 堂竺堡苎 塑堂垄堂! ! 鱼塑塑! 竺! ! 窒 花样要求制作领带模特并可以将花样在领带模特上进行着装模拟( 实际上不仅可 以模拟领带，还可以对衬衣。外套等进行模拟，取决于模特的设计) 得到花样着 装的立体效果，用户可以根据模拟效果对花样进行进一步的修改和完善；用户客 户端向服务器提出通话申请并被接受后，可以与职员客户端的专业设计人员进行 图文信息的交流。 职员客户端：安装在专业设计人员方，可接受用户客户端的通活申请通过 图文信息的交流向用户客户端提供专业的咨询服务；可完成用户客户端的配色、 模特设计及花样的着装模拟等所有功能；另外可以通过服务器查看当前在线用户 信息。 2 服务器端子系统 服务器转发功能：负责动态更新在线客户信息，动态建立用户客户端和职 员客户端的通话连接，并在两类客户端间转发图文交流信息。 服务器客户管理功能：负责处理客户端的登录及管理登录客户的信息记录； 管理客户端上传或下载设计素材。 2 2 3 系统主要模块功能描述 花样配色模块：在尽量少用户参与的情况下完成花样的配色操作。配色时 首先要通过选择配色区域种子颜色点及颜色容差值得到一个清晰的配色区域，可 以用所提供的橡皮擦功能去除配色区域的污点，最后就是对配色区域进行颜色替 换。在配色时有两种配色模式可以选择，一利是通过增减配色区域内所有象素点 的l i 、s 、b 值来改变相应象素点的颜色，另种是用指定的h 值替换配色区域内 所有象素点的”值，增减这些点的s 、b 值来改变相应象素点的颜色。用户可以 根据需要选择采用那种配色方式。 模特制作模块：提供模特制作的功能，用户可以根据时尚性和花样的要求 自己选择合适的模特图片( 可扫描或者网络上得到，底色应尽量单一) ，然后经 过相对较简单的操作得到花样模拟时所需要的模特文件。本模块不仅可以取得领 带路径，同样可以得到衬衣、外套等的路径，这些路径也同样可以用于着装模拟， 有效的扩充了系统的功能，提高了模拟的真实感。 花样着装模拟模块：用户选择好模拟所需要的模特及花样并设定好相关的 浙江大学硕 学位论文领带花样配色忙9 络c a d 研究 模拟参数后即_ j 以在模特上得到花样的立体模拟效果，保留有模特原有的阴影、 褶皱效果。并可以通过手工调整得到最好的模拟效果。可以通过模拟效果检验设 计花样是否满足设计要求，便于花样的修改和完善。与模特制作模块相对应，本 模块也同样可以对模特中包含的衬衣、外套等路径进行模拟。 浙江大学颅l 学位论文 领带花样配色网络c a d 研究 第三章配色原理与配色算法 第一节数字化颜色空间概述 到目前为止，印刷及其它形式的彩色图像复制的精确程度仍要依赖于操作者 的技术水平，根据不同的承印物、油墨及印刷方式来调整印刷过程才能获得客户 所需的色彩。但是在操作中色彩控制能力受到如制版设备、印刷机及工艺流程调 节范围的限制，色彩复制仍是很主观的过程，有1 5 0 年没有做过大的改动了。 随着数字化桌面分色的出现，对色彩的规定、计算及凋整已成为复制过程中 图像设计最关键的问题，印刷机及其它传统工具的作用已刁；那么重要现在印刷 的色彩设计涉及艺术和商业等多方面，包括p o p 、零售点广告、印染纺织品、商 标展示、陶瓷装饰、标牌等方面，网即以外的应用包括各种产品目录、小册子的 设计，甚至发展到万维网的设计在日益竞争的情况下，利用数字化图像处理工 具可为各种材料提供精确稳定的色彩设计。 3 1 1 色彩管理的必要性 为什么印染厂家需要了解和运用色彩管理? 原因很简单：因为广告商或其它 设计者要求所设计的图像颜色均匀一致，而进行色彩管理能够保证其一致对于 印染人员来说，要想在与其它方式如胶印或数字化印刷的竞争中取胜，必须进行 色彩管理，因为在胶印或某些数字化印刷巾已开始采用色彩管理系统。假设设计 者欲将设计结果付印，并规定可利用网印或者其他数字化印刷( 如喷墨或静电印 刷) ，而只有在数字化印刷中进行了色彩管理，那么很显然数字化印刷将赢得这 项工作。 目前，对色彩进行管理的范围是基于i c c ( i n t e m a t i o n a lc o l o rc o n s o r t i u m ) 描 述，该体系管理的对象包括了图像领域中的大部分色彩专业，如照相、仪器测量、 扫描、计算机技术、显示、印刷、软件处理及其它所有色彩复制技术。虽然稳定 一致的色彩管理技术的建立仍处于初级阶段，但是已有开发者在日常生产中使 用。对于印染厂家来说，色彩的规定、特性描述及转换技术仍是一个较大的问题。 浙江大学碳l 二学位论文 领带花样配也网络c a dj i j 究 因此本文介绍了数字化色彩的关键之处，及各种色彩模式足如何控制色彩复制 的；同时描述了每一种色彩模式的色彩规定，并解释了实现模式所需的条件。另 外，对色彩管理中使用的常用术语进行定义，并解释色彩模式之问转换的问题。 3 1 2 色彩的特性化和描述 色彩管理的核心是与设备无关色的问题。也就是颜色不应受到输入、输出设 备的限制，其中输入设备可能包括数字相机、扫描仪等设备。输出设备包括观察 色彩的显示器( 屏幕输出用于软打样) 或者是直接印刷输出( 如网印) 数字化图像要 在各种设备中传递，要保持色彩一致，就要使用数字化技术来建立并保持一个与 设备无关的颜色空间。 把数字化色彩管理应用到输入或输出设备中的过程称为特性化和描述，特性 化和描述工作涉及到各个设备的不同方面，这里只简单介绍特性化和描述的定义 特性化指的是每一设备或步骤的色彩还原能力，而描述是为每一设备或步骤对于 图像的获取、显示或输出产生可接受的色彩范围。 对于描述工作可通过设计软件( 如a d o b ep h o t o s h o p 5 0 2 、q u a r k x p r e s s 4 0 4 等) 来完成，它可以保证图像的最终复制结果的可测性。需注意的是这里所谓的可预 测的输出结果对于最佳的复制来说是不必要的，但是最佳效果的复制需要对复制 过程中最大的色域范围支持，并限定所处理的每一步骤的色域。 3 1 3 对颜色进行描述及其局限 对颜色进行描述有j l 种方式，大多数描述方法都是基于色混原理，对于模 拟原稿，可用传统的色轮图中的基本色混合产生其它色，但是对于数字化原稿， 这种方法则不能创建出所有色。 剥颜色的描述，要从人眼的呈色原理谈起，我们知道，人眼中的视锥细胞对 红绿蓝光敏感，当受到视刺激时，人眼获得光线，某一颜色的刺激在大脑内混合 之后形成颜色感觉。但人眼视觉具有局限性即宽容性。也就是说，人眼所看到的 并不是景物的客观真实写照，大脑能对所见景物进行调整加工，例如想象一下当 你的小孩过生日时，你用相机掐下他在灰暗中吹熄蜡烛的情景，在你看来，当时 情景非常自然，但当照片沈出后，你发现整个厕面明显呈现出桔黄色。这是因为， 浙江大学硕：l 学位论文 领带托样配色网络c a d 研究 人眼观察那个场景时，大脑由于原有的记忆，对烛光的色彩进行了自动调整，即 把白点调整至工f 常的白点，同时对环境中其它色彩也进行相应的处理，使整体亮 度提高。但是事实上，感光胶片上的乳剂层剥可见光更敏感，所以照片表达的偏 色的色彩却更接近景物的真实色彩。 对颜色进行描述中采用的颜色模型都具有某些局限，每一种都是为了解决计 算色差时某一或某些特定问题，以帮助观察者解释及预计出获取最后图像的方 式。而了解色彩感觉常带有主观性这一点很重要。因此无论在操作时如何避免出 错，实现完全的管理都是不可能的，任何颜色模型只相对于设计这种模型来模拟 某一特定的颜色描述来说是精确的。本文主要是为了寻找一种更可靠的更具逻辑 性的方式来对色彩进行定位描述，一种颜色模式的特点主要从下列三方面来考 虑： 1 色相，即颜色的名字，如红、绿、蓝等： 2 饱和度，表示色彩的纯度； 3 亮度。表示颜色的明亮程度 3 1 4c i e 介绍及其贡献 c i e ，即国际照明委员会，经过7 0 多年的辛勤努力取得了很大成就，包括定 量表示颜色( 以数表色) ，建立数字模型来实现颜色的测量、计算和表达c i e 的 工作是基于现代色彩的计算机制，下面所表达的色彩模型都来自c i e x y z 。 c i e 所做的第一项工作是描述标准观察者。让2 0 0 0 名视力正常( 非色盲) 的 人观察选好的色样，根据人们的平均反应能力做出标准数据，c i e 可根据这些数 据对不同波长的红、绿、蓝光做出锥体细胞的敏感度情况描述，分别称为r g b 三 刺激值( 1 9 3 1 年完成) ，从此r g b 颜色空间表示出人眼对红绿蓝三种波长色光的 敏感程度在此基础上，c i e 建立了x y z 颜色模型，它是以二维图像的形式表示 出人眼所见的颜色，通常用来描述色彩的x y z 值比组成颜色的红绿蓝色光的相对 数量要小，但是对于色彩专家来说，这些值能够精确地描述出色彩，构成对色彩 进行数学处理方法的基础。 当用r g b 三刺激值描述色彩的混合成分时，为了便于图像处理，需要使用一 种更直观的模型以利于观察。用于对色彩进行描述的模型很多，模型不同，颜色 浙江大学硕士学位论文 领带花样配色网络c a d 研究 的表达也不同：有些模型( 如x y z ) 不能可视化，而另外一些就可以。关于模型， 将在后面介绍。但是到目前为止，没有种模型可以做出完全理想化的表达。问 题之一是由于基于人眼视觉特征的颜色模型是不均匀的，即由于人眼的感受性不 均匀，颜色之问的相对距离就不一致。这类模型对亮色比暗色具有更高的敏感度， 在各种光中，对黄绿光具有最高的敏感度，这使一种颜色模型向另颜色更均匀 的模型或形象化的模型转换更加困难。 另一方面，均匀的颜色模型不能像人鲢所看到的那样能表达出颜色之间的相 对距离，结果会导致色域溢出，当压缩颜色范围时，将损失某些色彩。换言之就 是人眼所观察到的颜色不能在颜色空间中完全表达。但从复制角度讲，这一特性 未必不好，因为复制时所用的颜料或染料并不能表达出所有可见的色彩，如果选 用一种能够与印刷油墨、染料或调色剂相匹配的颜色空间，虽然可能比人眼所见 的颜色要少得多，但有利于复制结果。 3 。1 5 有关颜色的概念 1 色系 颜色分为两大色系：加色法和减色法。加色法的三原色为红绿蓝三色光，这 三原色光等量混合得到白光，不同组分的三色光混合得到不同的色彩，没有光叠 加则为黑色。减色法三原色为黄、品红、青，表示油墨、染料等色料的混合情况 当光照射物体表面时，物体对光线进行选择性吸收，反射其中某些颜色的光，物 体呈色是反射光混合的结果。例如，物体表面呈现绿色，是因为吸收了品红( 即 白光中的红和蓝) ，反射了绿光，而黑色是吸收了白光巾的所有成分，没有光反 射。 2 颜色模型分类 颜色模型可分成三类，一类是放射型，主要应用在由光放射性物质放射出某 种颜色的光时对色彩进行描述，计算机显示器就是一个光放射型的设备。第二类 是传递型，用于经某一媒体对光线透过或传递，然后得到某种颜色的光，通常的 媒体有透射片、幻灯片、灯箱广告、有色玻璃橱窗广告等。第三类是反射型，基 于物体表面对光选择性吸收，所见的颜色是反射白光中某些成分，在大多数丝网 浙江人学硕士学位论文 领带花样配色网络c a d 研究 印刷中使用的都属1 i 这一类。 3 色域 色域是指对于任一给定的颜色模式所能观察到的颜色的范围。了解色域的大 小很重要，因为在处理中，可减少某幅图像的色域，但一旦对图像压缩之后，就 不能提高( 或恢复) 原色域。任何一种复制的色域都比人u 艮所能观察到的范围小。 当对彩色图像进行复制时，首先要知道某一颜色空间或某一特定设备的色域大 小，要预先计划出设备复制步骤中所具有的最小色域范围，才能保证在处理过程 中可以采用更大的色域，实现在不同设备问和不同颜色空间之问得到完全一致的 色彩。 3 1 6 几种常用的颜色模型 这些颜色模型都是由c i e 建立的，模型之间可以进行转换，但是这种转换 可能导致数据或颜色丢失。颜色模型的色域大小和均匀性可以表示信息丢失情 况，色调越不均匀，复制过程中色彩损失或色域压缩越严重。 1 x y z 颜色空间 x y z 颜色空间是最早建立的模型，可以追溯到标准观察者光谱三刺激值。它 是一种独立的( 与设备无关) 模型，但不能直观地得到其中x 代表红光，y 代表 绿光，z 代表蓝光，通过混合r g b 三刺激值来产生其它颜色，最接近人类视觉的 呈色机理，可以表达色相、饱和度和亮度信息。x y z 值可在色度图中标出颜色 值由分光光度计测出，以x y z 各成分的相对数量表达出来。饱和度的大小是通过 光谱反射率曲线的峰值( 单峰或双峰) 表示。亮度通过光谱峰值表示，颜色越暗， 峰值越低。 2 x y y 模型 x y y 直接来自x y z 模型，其中y 表示亮度，x 、y 代表匹配光谱色的成分，由 下式得到： x = x ( x + y + z ) ，y = y ( x + y + z ) x y y 坐标形成我们所熟悉的马蹄形色度图。最常应用这一模式的例子是 a d o b ep h o t o s h o p 中印刷油墨的调配：首先对单一的c m y 值及c + m ，c + y ，m + y ， 及c + m + y 的叠印区进行测量，然后将所得到的x y y 值输入到表中建立与c m y k 油 浙江人学硕 学位论文 领带花样配色阚络c a d 研究 墨列应的分色表。 x y y 模型也可用来描述显示器的r g b 电子枪的发光特性，在显示器校正软件 中，用x y y 值来描述显示器。 3 l a 丰b 颜色空间 l a 木b $ 是应用最广泛的颜色模型之一，是c i e 在1 9 7 6 年丌发的与设备无关 的颜色空间。在p h o t o s h o p 中l a 柚 模型是主要的计算工具，作为模式转换的 基础。虽然它的色域比i g b 色空间小，但是它能有效地包括几乎所有印刷过程的 色域范围，共可表达23 8 10 0 0 种颜色。在l * a * b * h hl 代表亮度，均匀地从0 变到1 0 0 ，0 值代表黑色，1 0 0 表示白色。a b 值含有正负，分别表示从绿色到紫 红及从蓝色到黄色的色相信息，范围分别是+ 1 2 7 一1 2 7 。 l $ a 柚$ 最主要的特点是具有均匀性，可以方便地计算得到，是色彩测量和控 制中使用最普遍的颜色空间。模型的不足之处是不能可视化，颜色表示不直观。 最近的研究表明，已能把获取到的数字l 到像直接扫描到l a 术b 空间中，不 需经过传统的c m y 或r g b 颜色转换得到随着分色工作更多通过“n 通道”来完 成，直接到l 十a 柚 空间将变得日益重要我们应更好地了解它。 4 l c h 颜色空间 l c h 模型是由l a 木b $ 经一定的转换得到的。其中l 表示亮度( 同l a 柚 中一 样) 。c 表示彩度，即颜色的纯度或饱和度，范围是o 1 4 1 t t 表示色相，是通过 色相角表示的l 与c 很易理解，但色相角是一个较新的概念，根据色轮图，起 始角度0 。代表红色，沿着圆周随角度改变，颜色也随之改变。例如比较著名的 颜色系列是黄色9 0 。，绿色1 8 0 。，蓝色2 7 0 。，红色0 。3 6 0 。这一模型比 较直观，可容易地看出一种颜色相对于另外一种颜色的位置完全互补色常相差 1 8 0 。，这与l a 牢b 中的红绿，黄蓝色轴类似。 l e i d l e b e r g1i n o t y p e 在l i n o c o l o r 软件中采用l c i i 颜色空间，它可使颜色 从传统的c m y k 四色转移到n 通道中。它的色域比l a 牢b 的色域窄，但仍然是均 匀的颜色空间。人们对于l c h 是否能模拟人的视觉特性颇有争议，但是这一空问 在印刷过程中可复制色域范围内是很精确的，因此对于数字化印前流程很有帮 助。 浙江大学硕j 二学位论文 领带花样配色网络跏d 研究 5 h s b 颜色空间 它最能符合人的跟睛所看到的色调空问，是模拟人眼感知色彩的一种方法。 i s b 模型描述色彩比较自然，但在实际应用中需进行转换，如显示时需转换成r g b 模型，打印时转换为c m y k 模型。i t s b 模型采用色相( 1 一i u e ) 、饱和度( s a t u r a t i o n ) 、 亮度( b