(苏州大学材料学院,江苏苏州215021)验,对Mandelbrot集的可视化信息及其在纹织设计中的表达方法进行了初步探讨。:纺织设计;Mandelbrot集;可视化方法;视觉信息表达:O177.91;TBm:A Mandelbrot集M~31(下简称M集)是复动力系统中的一个特别重要的分形集。该集合自从被分形几何创始人Mandelbrot发现以来,由于结构极其复杂、内涵无比丰富,形态变化无穷,己经引起了广泛的重视和越来越深入的研究。它不仅在理论上成为研究热点,而且在应用方面,随着科学可视化技术的不断发展,通过与视觉艺术结合,己经开始在装潢、广告、印刷、工艺美术等领域引起了关注。纺织纹饰图案设计属于工艺美术的传统领域,同样属于视觉艺术范畴。因此,可以相信,纹饰图案适于表达M集的可视化信息。为此,本文在对纺织设计中的JULIA集可视化信息表征方法进行研究的基础上,通过织造试验,对纺织设计中的M集可视化信息表征方法作一初步探讨,旨在为纺织纹饰艺术设计提供新的启示。
1M集可视化图形的生成M集的定义M集的定义14是:如设PC是一个参数空间;A是一个函数,使得对每个入GP对应于一个集合AU),则M集的定义为:设x;叫,吻是依赖于一个参数人GP的选代函数,AU)表示迭代函数系的吸引子。令:M的计算机图形生成原理在生成M集图形时,在复平面上考虑迭代过程:*:2002―…r张聿:1954-),男高级工程师,苏州大学材料学1院博士研。究生主要从事纺织工程的研究。j " =x+iy,x、y为常数;=p+iqp、q均为变量。当Z值固定时,对给定复数v作初始值进行迭代运算。即v值变化,z值固定不变。根据(1)、(2)式,可在计算机上进行计算并绘制M集的图形。具体方法111如下:**步、对于()式,分离z及v的实部与虚部,记相应地,从Zn到Zn+1的迭代过程就是其中,p、q为变量。
1000,以在计算机上作控制:复数的模超过M就被认为是+1种颜色。
一1),并计数n:=n+1步骤三、计算r=x2n+y2n.如果r>M,则根据n值选择颜色,转至步骤四;如果n =K则选择颜色,转至步骤四;如果r则转至步骤二。
步骤四、对点(mp,mq)显示颜色并转至下一点,再从头作步骤一。
(a)是用编程语言VB在计算机上绘制的M集主图形。利用上述过程可以在计算机上比较方便地选取画面窗口,观察M集的精细结构。(a)―(g)展示了逐级放大的画面。由于M集实际上蕴含了无穷多个不同的Julia集的信息。所以,从此意义上讲M集具有无限精细的结构,犹如浩瀚的宇宙,千变万化,变幻无穷。从图案的形态风格看,M集图形呈抽象,奇异的几何特征,这与纺织面料纹饰图案的特点是比较吻合的。
2实验本文对在纺织面料上表征M集的视觉信息进行了研究,从中选取三个典型图案,通过不同的处理方法分别进行织造和印花实验。
2.1关于表达M集的可视化信息的织造实验,主要考虑在选取(a)的基础上,为使图形变化更富层次感和立体感,在进行计算机图形处理时,特别考虑拦截部分发散到无穷大的点,通过绘色显现其集合的图形,并以此作为陪衬(见(h)),在纹织图上与M集共同表现出来。本文即以(h)为实验图形。
M集图形2.2关于表达M集的可视化信息的印花实验,其一、同样为使图形变化更富层次感和立体感在进行计算机图形处理时,特别考虑拦截更多的发散到无穷大的点,通过绘色显现其集合色彩层次更丰富的图形(见G)),在效果图上将其与M集共同表现出来,力图使图形1994-2015ChinaAcademicJournal整体显得更丰满。其二、选择(e)中的部分图形,通过绘色处理,作为印花图案进行实验。
2.3实验步骤**步:在计算机上将M集图形处理成BMP文件;第二步:将处理成BMP文件的实验图形输入纹制软件中转换为意匠图,或在电子印花软件中转换为印染样图;第三步:上电子提花机或与电子喷印机进行提花或印花实验,实验条件与生产实际条件相同。
2.4实验结果M集提花织物M集印花织物M集展开图印花织物2.4.1经纹织软件直接处理所选图形,织造实验在电子提花机上进行,实验所得样品见(照片)。
2.4.2经电子印花(喷印)图形处理软件直接处理所选图形,印花实验在电子印花(喷印)机上进行,所选面料为涤纶(锻纹)。实验所得样品分别见(照片)和(照片)。
3结论3.1运用科学可视化方法和数字信息技术,将M集的可视化信息表现在织物上,转化为纹饰艺术是完全可行的。
3.2M集的视图主要呈抽象的几何图案特点,符合纺织品的消费的心理,因此,具有一定的市场前景。
3.3由于M集的可视化信息产生于计算机图形技术,具有数字化、设计快、生产快的特点,因此应用于设计,生产,具有技术含量高,设计成本低,生产期短的综合优势。