基于HSV的服饰配色设计与分析
文献引用格式:曾莉.基于HSV的服饰配色设计与分析[J].纺织科技进展,2025,47(7):62-65.
基于HSV的服饰配色设计与分析
曾 莉
(成都艺术职业大学 时尚设计学院,成都 611433)
基金项目:四川省哲学社会科学重点研究基地项目(MD20E001);成都艺术职业大学科研项目(2023KY048)
作者简介:曾 莉(1975—),女,副教授,本科,研究方向为服装信息技术。
摘 要:为了有效解决传统服饰配色设计过程中服装设计师主观性强、工作效率低以及配色设计可控性不足等问题。通过数智化技术引入模块化方法,对服饰配色设计与分析方法进行深入研究。通过量化HSV色彩模型、色彩三属性、色彩搭配原则以及美感评价等关键要素,进行系统分析与总结。提出一套创新的模块量化方法,并构建可视化界面的服饰色彩搭配分析系统。以模块化为设计单元的配色设计与分析系统使学者和设计师在配色学习与设计方面均得到较大的改善,并且在实际应用中验证其可行性。通过数智化技术与配色分析相结合,为配色分析提供思路与参考。
关键词:HSV色彩模型;配色原理;配色设计;数智化
随着科技的迅猛进步和数字化转型的加速推进,服装设计作为时尚产业的核心创意环节尤为重要。数智化转型为服装设计带来新的活力与便捷。在服装数字化技术方面的研究,如陶晨等[1]以HSV色彩模型作为服装色彩中色相对比、纯度对比和明度对比的量化分析依据;谌启鑫等[2]基于HSV色彩模型构建三维色彩风格模型,通过数据量化方法制定服装风格评判方法;朱珈慧等[3]为探究我国贵州省黔东南州苗族刺绣的色彩规律,同样采用HSV色彩模型对色彩三属性进行量化。上述研究均基于HSV色彩模型采用数字化手段对色彩基本属性和配色规律进行量化分析,但在收集与归纳数据的过程中,流程较为复杂,缺乏高效可视化的智能化手段。
在数字智能化技术应用于服装设计的研究中,王悦恬[4]运用计算机智能辅助设计构建服装款式草图的生成系统,帮助设计师快速通过系统中推荐的服装设计元素绘制服装款式。宋莹[5]以MATLAB作为开发平台,结合旗袍款式的设计要素,开发旗袍个性化定制展示系统,为消费者提供多个设计方案的选择;甘美辰[6]通过建立服装设计风格要素的量化模型,实现女装智能化搭配推荐系统的开发。目前,关于数智化技术应用于服装配色设计与分析,实现交互配色、模块化以及可视化集成的相关研究较少。以MATLAB作为智能化开发平台,构建了一个模块化界面系统,使用户能够通过该系统快速进行服饰配色设计,并对其配色方案进行有效的评估和分析。该系统为传统服装配色设计提供了直观的量化分析工具。该系统可为服装设计、时尚教育、图案设计、陈列设计以及色彩搭配等领域提供参考与借鉴。
1 服饰搭配分析要素构建
1.1 HSV色彩模型与分类
HSV色彩模型广泛应用于图像处理和色彩设计领域[7]。它是由色相(Hue)、纯度(Saturation)和明度(Value)3个基本参数构成。其中,色相(H)的数据范围为0°~360°,若将色相环分成24等份,每个色相对应的范围为15°。如图1所示,以0°开始,那么353°~360°加上0°~8°属于橙色区,依次按顺时针划分。纯度(S)和明度(V)的数据范围均为0~100,分别将其划分为3个等份,具体分类及对应要素名称见表1。依据HSV色彩模型对服饰搭配进行量化分析。原因在于HSV值能够很好地符合人类视觉对色彩的感知特点,能够简单、直观地体现色彩三属性之间的关系。
1.2 服饰配色原理
色相、明度和纯度是服饰配色最基本的3个属性,3个属性中的任何一个发生改变,会形成不同的服装色彩,产生不同的视觉效果。在该服饰配色量化研究中,选择这3个基本属性作为学习和研究的基础。服装配色分析原则主要依据一套服装配色中的基调色和辅助色的HSV数据,进行色相对比、明度对比以及纯度对比的分析。
色相对比是根据服装色彩中的基调色色相H值度数与辅助色H值度数形成不同夹角划分为7个区域,如图1所示。0°为基色;1°~15°区间为同类色;16°~30°区间为类似色;31°~60°区间为邻近色;61°~ 90°区间为中差色;90° ~ 120°区间为对比色;121°~ 180°区间为互补色。
纯度对比是根据服装色彩中的基调色纯度S值与辅助色S值差值分成3个类别:纯度弱对比、纯度中对比和纯度强对比。纯度弱对比的差值为0~24;纯度中对比的差值为25~49;纯度强对比的差值为50~100。
明度对比同样是根据服装色彩中基调色与辅助色的V值(明度值)差值来划分的,分为3个类别:明度弱对比、明度中对比和明度强对比。明度弱对比的差值为0~24;明度中对比的差值为25~49;明度强对比的差值为50~100。
1.3 服饰配色组合
在服装色彩搭配中,为避免色彩过多导致视觉混乱,一套服装的色彩搭配通常不超过4种颜色,以确保服装设计中色彩具有层次感的视觉效果[8]。这4种颜色分别为基调色、辅助色、点缀色和强调色[9-10],如图2所示。 它们主要根据一套服装中的配色面积的大小来划分。其中,基调色占据全身色彩面积的最大比例,它是服装的主旋律,用来确定整体服装风格的走向。其次是辅助色,主要用来衬托和协调基调色,使整体色调更加和谐统一。强调色和点缀色在服装色彩中面积占比较少,用来增加服装的亮点和层次感。
1.4 服饰款式素材库
在服饰款式素材库的构建过程中,主要收集了近几年流行的职场风格、运动风格和休闲风格的服装常规款式。将其转化为成简洁直观的平面款式效果图进行呈现,这样一套服饰款式图中需搭配的色彩范围集中,方便进行系统的色彩识别与替换填充。根据一套服装上的色彩搭配数,如图3所示,可以分为2色配色、3色配色和4色配色[11]。素材库中的服装平面款式效果图将根据色彩搭配的数量划分为这3个类别进行收集整理。用户可以根据色彩搭配设计需求,在素材库中通过色彩搭配数来搜索符合需求的服装风格和相似的服装款式。服饰款式素材库可以根据用户要求不断增加不同风格服装款式,为设计人员创造更丰富的款式资源。
1.5 评价数据美度值M
陈思燕等[12]以伯克霍夫美度评价公式和孟-斯宾瑟色彩调合理论为美感评价依据。孟-斯宾瑟色彩调合理论为色彩搭配提供了具体的调和方法和原则,而伯克霍夫美度评价公式M = O/C则为色彩搭配的效果提供了一个量化的评价标准。采用HSV色彩模型数据进行计算,其计算式为:
式(1)中M 代表美度值,即色彩调和所呈现出的量化美感程度;O 代表秩序因素,它反映了色彩属性之间间隔关系的规律性。在色彩调和中,秩序因素越高,意味着色彩之间的搭配越和谐、有序;C 代表复杂度因素,它衡量了色彩组合中色彩属性的多样性和变化程度。
在式(2)中,当配色为无色彩配色时,Og =1;Oh、Ov和Os分别表示配色中色相、明度和纯度的最大差异范围。极差越小,秩序度越高。在式(3)中Cm代表一套服装中配色的总色彩数量;色相差Ch、纯度差Cs和明度差Cv分别表示所有色彩组合中色对数的色相、纯度和明度的差异程度。差异越大,复杂度越高。式(1)中当 M >0.5时,说明服装色彩搭配在视觉上是和谐的。M值越大,服装配色方案越好。
2 系统界面实现
2.1 系统工作流程
该系统根据服饰搭配分析中常用构成要素,采用MATLAB软件作为系统交互设计的开发平台,以辅助服装设计师进行配色分析学习与设计参考为目的,系统搭配流程操作如图4所示。该系统主要由5个部分组成,分别是:服饰款式素材库、色彩搭配组合、获得HSV色彩数据、配色原理分析以及美度值评估。系统用户从服饰色彩方案库中选取服装配色方案,并对所选服装款式进行色彩搭配选择,接着将确定的色彩转换为HSV色彩空间数据,最后将配色方案进行数字化美度值M量化分析。
2.2 配色方案界面
在配色方案界面中,系统为用户提供了丰富的配色选择,以满足不同用户学习和配色设计的需求。用户首先可以从服饰款式素材库中的2色配色、3色配色、4色配色中挑选其中一个配色款式作为配色学习或设计的样本,选取一个4色配色的服装款式作为实验样本。当前该样本的原服饰色彩搭配组合如图5所示。在用户进行配色设计时,可通过色彩搭配组合模块中的“基调色”“辅助色”“点缀色”和“强调色”这4个选色按钮,在色彩面板中分别选择对应的颜色,用于服饰单品的填充替换,如图6所示。
2.3 配色原理分析界面
在MATLAB软件中,系统表示色彩的数据采用的是RGB(0~1)格式。为了便于进行配色的量化分析,需要将色彩的RGB(0~1)数据转换为HSV数据[12]。在配色方案界面中的服饰色彩三属性模块中采用相同的方法获取该套4色配色方案中4个色彩的HSV数据,并通过HSV中色相、纯度和明度分类的方式进行展示。在服饰色彩对比分析模块中,系统会调取该套4色配色方案中的基调色和辅助色的HSV数据,根据服饰配色原理中的色相对比、纯度对比和明度对比进行差值对比,得到对比分析结果及相对应的心理意象。以上分析结果都是通过配色原理分析界面进行直观的展现,如图7所示。
2.4 美度值评价界面
文献[13-14]采用美度值算法对服装配色方案进行量化评价,可以作为判断配色方案是否和谐的依据。设计的美度值评价模块可以存储8个配色方案及其对应的美度值M数据,并从中筛选出最佳配色方案。用户在配色方案界面中通过色彩面板完成新的色彩搭配组合后,从系统的下拉式菜单选择“保存”选项,将该配色方案保存至美度值评价界面中。以这套4色配色的服饰款式为样本,用户最多可以设计8个配色方案,系统将为每个配色方案计算并存储对应的美度值。从图8中可以看到,用户的8个配色方案中,有一个配色方案的M <0.5属于配色不和谐,剩余的7款M >0.5均达配色和谐。根据“M值越大,服装配色效果越好”的原则,从这8个配色方案中筛选出M =1.55为最高配色方案,并将其存储到最佳配色方案展示区。M值的大小取决于用户配色审美水平的高低,用户可以通过该系统进行反复配色设计练习,不断提升自身配色能力和审美水平,从而设计出更和谐美观的服装配色方案。
3 结束语
通过对服装色彩搭配中的色彩空间模型、色彩三属性、色彩搭配原则和色彩配色评价方法进行研究解析,归纳并提取影响数据量化的关键要素,构建了智能化分析系统。基于HSV色彩空间数据与MATLAB软件,设计一种服饰色彩搭配交互式分析系统的创新方法,可以将其运用在服装设计、陈列设计和图案设计中。研究结果表明,该系统能够根据用户所选服装配色款式,进行多个配色方案组合,通过数据量化得出配色分析结果。最后,系统依据美度值M的大小筛选出最佳配色方案,大大提升了配色设计与分析的速度与效率,并有效降低了人为主观色彩搭配导致的失误率。此外,系统的界面设计简洁直观,操作流程清晰易懂,为服装设计师提供了一个便捷的配色学习和设计工具,有助于推动服饰设计行业的数字化发展。该系统为服饰配色领域提供了一种科学、高效且具有创新性的解决方案。
参考文献:
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