贵州蜡染纹样矢量化技术研究及数据库的建立

许贞俊 龙安全

(1.贵州装备制造职业学院;2.安顺学院,贵州 贵阳550000)

蜡染矢量纹样数据库的建立是以早期建立的贵州省工艺美术非物质文化遗产基础资源库为基础，从其资源库提出基础数据和素材，根据不同风格的基础素材来提出不同的矢量纹样图案[1][2]。

基于非细化的矢量化方法同基于细化的矢量化方法相比，前者不需要先对位图图像中所感兴趣的区域提取中心骨架，而是直接捕捉位图图像中所感兴趣区域的轮廓，然后再找到两条边间的中心，通过边界曲线来描述感兴趣区域的结构。由于这种算法更能够准确表达出图像的信息，所以近年来很多的研究者都致力于去研究该算法[3][4]。目前基于非细化的矢量化方法主要有: 基于网络模式的方法、基于稀疏像素的方法、整体矢量化以及正交方向转换方法。

现在研究者将算法制作成软件以便使用者的应用，一般常见的矢量图形软件主要有 adobeillustrator 软件、corel draw 软件、inkscape 软件、Xara Xtreme 软件以及 CAD 软件，其中 adobeillustrator 软件是众多矢量图形设计软件的佼佼者。

1 蜡染纹样的矢量化方法

本文研究的蜡染图案纹样的矢量化提取过程如图1所示，首先基于非细化的矢量化方法基础上，先对原始图像进行预处理来改善图像的质量，然后采用adobeillustrator软件对图像纹样进行自动提取，以得到初步的矢量图形，最后针对线条复杂，纵横交错的地方进行手动描绘，用手工操作的方法来实现蜡染纹样矢量化的完整化、清晰化，按这个方法将蜡染纹样卓一提取出来。

图1 图像矢量化过程

1.1 贵州传统蜡染的地域性艺术风格

在现实生活中对于各种事物的不同特征特性的描述都用风格来表示。它在不同领域中，表达的含义也不同，而蜡染的地域性艺术风格表现的是蜡染在不 同地区的纹样图像特征不同，表达的含义也不同，它的构图风格能表现出它的 地域性风格。据统计发现，贵州省百分之八十的县市在历史上曾有制作以及使用蜡染的传统，不同民族、不同地域表现出来的蜡染风格也不一样，其中蜡染的种类很多，其中有较为典型类型的蜡染有：月亮山型蜡染、飞云山型蜡染、乌蒙山型蜡染、扁担山型蜡染以及其他类型蜡染。

分析可知，贵州蜡染图案类型用符号表示为： Gi=(G1，G2，G3，G4,G5)

(1)

式中：Gi-贵州蜡染图案类型集；G1-月亮山型；G2-飞云山型；G3-乌蒙山型； G4-扁担山型；G5-其他类型。

1.2 贵州蜡染纹样分类

传统蜡染纹样繁多，内涵丰富，但主要的贵州蜡染纹样有：铜鼓纹、蝴蝶纹、鸟纹、 鱼纹、花草植物纹、螺旋纹、星辰山川纹以及龙纹等纹样图案。 从图案结构的形式来看，在少数民族中苗族西部方言区和布依族以相应对称的几何纹样为主，相应对称的动植物纹样为次，而苗族中部方言区和水族则以相应对称的动植物纹样为主，几何纹样为次。苗族中部方言区的纹样图中，几乎都有蝴蝶、鸟、鱼和龙的变异纹样，这与他们的神话传说和迁徙历史有密切的关系。

贵州蜡染纹样主要可分为自然纹样和几何纹样，自然纹样出现较多的是蝴蝶纹、鸟纹、龙纹以及花纹等，它们一般交错的出现，表现出一定的意寓如图2所示。

a.蝴蝶纹 b.鸟纹

几何纹样一般有螺旋纹、三角纹、回纹、云纹、水波纹、火焰纹以及马蹄纹等。

a.螺旋纹 b.水波纹

在蜡染纹样中自然纹和几何纹一般相互穿插，相互衬托，布局交有特色，显现出图案即形象生动又严谨饱满，如图 4所示。

图4 蜡染纹样

根据以上介绍分析可知，蜡染纹样的分类可以用符号的形式表示：

M = (M1, M2)

M1(i) = (M1(1), M1(2), … , M1(n))

(2)

M2(i) = (M2(1), M2(2), … , M2(n))

式中：M-蜡染纹样集；M1-自然纹样集；M2-几何形纹样集。

1.3蜡染纹样矢量化元素模型的构建

对于图像而言，它的构图的规律可以表现出它本身的特点，而它本身的组成元素可以表现出它独有的风格[5]。针对蜡染图像也是一样，它的轮廓构形能够反映主体语义特征的轮廓，它的特征构形是进一步刻画蜡染图案主体的局部特征，它的装饰纹样主要用于蜡染的细节刻画，运用图形的几何纹样使主体纹样变化更丰富，而它的构图规律则是为了增强蜡染图案的形态表现而按照一定的几何规律变换成更具美学效果的特色纹样。因此蜡染纹样图像的结构是由一系列的造型要素组成,还运用了一定的造型手法并按照某种规则组合而成的一种图像形式，这种形式不仅表现了蜡染纹样图像的地域性特点，而且还表现了人们对这种艺术形式的认知经验[6-8]。下面将蜡染纹样图像进行模块化分解，分解成单一元素的形式。根据研究贵州蜡染图像的特点可以将其根据轮廓构形、特征构形、装饰构形以及构图规律的形式分解开，为后面矢量纹样数据库的建立以及蜡染矢量纹样的创新和重组做基础。

1.3.1 轮廓构形

轮廓构型是指在蜡染纹样库中各个纹样所具有的一些轮廓特点，我们知道 蜡染纹样是将多个蜡染纹样矢量元素按照不同的分布规律来将他们组合成为新的纹样。在这里我们将它的构型主要分为四种类型：向心型、分散型、整体型、圈套型。

分析可知，贵州蜡染模型用符号表示为：

T=(T1，T2，T3，T4)

(3)

式中：T-贵州蜡染模型；T1-轮廓构形；T2-特征构形；T3-装饰构形；T4-构图规律。

a.向心型 b.分散型

分析可知，轮廓构形用符号表示为：

T1=(T11，T12，T13，T14)

(4)

式中：T1-蜡染轮廓构形集；T11-向心型；T12-分散型；T13-整体型；T14-圈套型。

1.3.2 特征构形

特征构形主要是刻画蜡染图案的主体，表现蜡染的主要风格，主要是指蜡染图像纹样中的主纹样。如在蜡染纹样中常出现的:花纹、鸟纹、鱼纹以及龙纹等，它们各自都有意喻，相互组合在一起显现出图像所表达的含义。在研究中首先对蜡染图像中的主图纹进行归类并将其矢量元素提取出来，图6为提取出来的纹样矢量元素的一部分。

图6 主体纹样

分析可知，特征构形用符号表示为：

T2=(T21，T22，…，T2n)

(5)

1.3.3 装饰构形

装饰纹样主要用于蜡染图像中的细节刻画，运用图形的几何纹样使主体纹样变化更丰富。它是组成蜡染图像不可缺少的一部分，蜡染师们通过对边框上的装饰以及对主纹样的装饰来突显出图像的生动、艳丽。根据对贵州蜡染图像装饰纹样的研究，在制作中运用比较多的几何纹样有三角形纹，四边形纹、多边形纹及圆形纹等。这些纹样的矢量元素既可以单独构成一个纹样也可以通过重排列、填充、组合、交叉排列等方式来进行重组。运用这种方法生成了更多复杂，精美的水波纹、锯齿纹以及其他类型的纹样。图7为从蜡染图案中提取出来的装饰纹样矢量图的一部分。

图7 装饰纹样

分析可知，装饰构形用符号表示为：

T3=(T31，T32，…，T3n)

(6)

1.3.4 构图规律

构图一般来说是图形形式美的具体体现，而形式美是人通过对于自然以及社会的不同事物的观看习惯中归结出的规律形式，它也是人的美感同客观世界中的现实存在相统一的结果。

在蜡染图像中也存在构图规律，它可以体现蜡染图像的形式美。它也是为了增强蜡染图案的形态表现而按照一定的几何规律变换成更具美学效果的特色 纹样。在对贵州蜡染图像的构图规律的研究，大体总结为：对称型、对比型、平衡型以及多样统一型。

对称型:对称型的蜡染图像的蜡染矢量元素按一定的规律排列，划分均匀，统一整齐。对称型的蜡染图像还可以分为上下对称，十字对称、对角对称以及完全对称，如图8所示。

a.上下对称 b.十字对称

在蜡染图像的艺术表现形式中对比型要应用的比较广泛，这种造型艺术将不同类型的蜡染矢量元素进行大小的变换、形状变换、疏密变换以及元素变换来形成对比。通过蜡染元素的对比可以使；蜡染图像种类更加丰富，表现更加精彩，如图9所示。

图9 对比型

平衡型：平衡有很多种定义，可以是两个物体之间大小相等、质量相等或者体积相等或是一种均匀分布。在蜡染艺术中，平衡是指对图像的蜡染元素通过一定的变形、位移，重排列等让人们在视觉上感到艺术的平衡，成就不同的美感，如图10所示。

图10 多样统一型

多样统一型：多样统一型的蜡染图像的表现形式多种多样，在组织结构上并不是单一的元素排列，也没有复杂的排列方法，只是将每个独立的矢量元素通过有机的变 换构成简单的整体，这一艺术类型在审美方面给人以赏心悦目的感觉，如图11所示。

图11 多样统一型

分析可知，构图规律用符号表示为：

T4=(T41，T42，T43，T44)

(7)

式中：T41-对称型集；T42-对比型；T43-平衡型；T44-多样统一型。

以图12蜡染为例分析特征，该蜡染为革家飞云山型蜡染。该蜡染图像采用自然纹和几何纹相结合的描绘，其中纹样的轮廓构形为向心型；特征构形纹样为石榴、公鸡、花以及草；边框中的装饰纹样采用三角形几何纹装饰，而内部采用花草以及水波纹进行填充装饰；它的构图规律采用完全对称。

图12 飞云山型蜡染

2 蜡染矢量纹样元素数据库的建立

根据以上对贵州蜡染矢量元素模型构建及分类，将其建立数据库，数据库流程图如图13所示。

图13 蜡染数据库流程图

在放入数据库前先将纹样进行编码，一个纹样对应其固有的编码数。首先蜡染类型分四类这属于蜡染的一级分类编码以 A开头：月亮山型—A01，飞云山型-A02，扁担山型-A03，乌蒙山型-A04；它们下面有所对应的地区以及所对应 的各地区关于蜡染的生活品，属于二级分类编码以 B 为开头：包帕-B01,床单-B02,服饰-B03,背扇-B04等以此顺序编码下去，其中各类型的蜡染所对应的生活用品中的纹样特点也不同，以此区分它们。比如各类型中的包帕，月亮山型中包帕蜡染纹样主纹以自然纹为主，构图规律多为分散型；飞云山型中包帕蜡染纹样主纹主要以单一的动植物纹样或是多种纹样相结合构图的一种形式，构图规律多为完全对称；扁担山型中包帕蜡染纹样主纹以单一的几何纹样或为主，构图规律多为完全对称；乌蒙山型中包帕蜡染纹样主纹以花草纹样为主，构图规律多为完全对称。其中蜡染图像又分为四部分作为三级分类，编码以 C 为开头：轮廓构形—C01，它下面又分为四种形式作为它的一级分类，编码以 a 为开头：向心型—a01，分散型—a02，整体型—a03，圈套形—a04。特征构形—D02，它下面又分为两类作为它的一级分类：自然纹样—a01，几何纹样—a02，而自然纹样又有很多纹样组成，作为它的二级分类，编码以 b 为开头：花纹—b001，鸟纹—b002，蝴蝶纹—b003；龙纹—b004 等等，几何纹样—a02，它的下级编码：水波纹—b001，三角纹—b002，螺旋纹—b003 等等按照此编码将其余自然纹样和几何纹样进行编写，其中各纹样不同的变化纹样又为上一级的一级编码以此类推。装饰构形—C03，它包括的自然纹样-a01,几何纹样-a02，编码规则也同特征构形一样；规律构形—C04，它包括对称型—a01，对比型—a02，平衡型 a03，多样统一型—a04，其中对称型又分为上下对称—b01，左右对称—b02，对角对称—b03,十字对称—b04 以及完全对称—b05。将贵蜡染数据库以字母M为代表，其编码结构特征树如图14所示。

图14 蜡染编码特征树

3 结论

(1)对贵州传统蜡染的地域性艺术风格做了详细的介绍，通过对贵州蜡染图像四种形式的特点分析，建立数学模型。

(2)通过对蜡染纹样矢量化元素模型进行 了构建，将蜡染图像进行了详细分解，建立了数学模型，为蜡染矢量纹样元素数据库建立提供基础依据。

(3)通过分析贵州蜡染纹样的特点，对蜡染矢量纹样元素分类建立数据库，为蜡染矢量纹样的语义定义以及纹样的创新做铺垫。