一种新的算法可以自动完成复杂且常常令人沮丧的高级绗缝图案步骤顺序的确定过程。

这样一来，拼布爱好者就可以专注于设计和创意了。

斯坦福大学计算机科学研究生麦肯齐·利克（Mackenzie Leake）从10岁起就开始制作拼布，但她从未想过这项技艺会成为她博士论文的研究方向。她的论文中包含一款新的原型软件，该软件可以辅助制作一种名为“纸样拼布”的拼布图案。这种拼布方式使用纸样底布来绘制和缝制拼布图案。

开发一种纸片拼布图案——看起来类似于 按数字绘制 勾勒轮廓——通常不符合直觉。关于模式设计的正式指导原则很少，即使有，也不足以保证成功。

“拼布有着悠久的传统，人们制作出非常个人化、珍贵的传家宝，但纸片拼布通常要求人们根据其他人设计的图案进行制作，”斯坦福大学计算机科学教授兼布朗媒体创新研究所所长马尼什·阿格拉瓦拉实验室的成员利克说道。

“所以，我们想开发一款数字工具，让人们能够设计他们想要设计的图案，而无需考虑所有的几何形状、顺序和限制条件。”

这床拼布被上的每个方块都是使用斯坦福大学研究人员开发的基于算法的工具设计的。（图片来源：Mackenzie Leake）

尊重工艺

在描述纸片被子的魅力时，Leake 引用了现代美学以及高水平的控制和精确度。 被子的接缝通过纸样缝制，随着接缝过程的进行，单块织物被翻转以形成最终设计。 所有这些“缝合和翻转”动作意味着必须以谨慎的顺序制作图案。

糟糕的纸样制作会导致布料松散、出现破洞、缝线错位，甚至设计根本无法完成。拼布爱好者在自行设计纸样拼布图案时，确定缝线顺序可能耗费大量时间，而且最终结果仍不尽如人意。

“我们面临的最大挑战是让人们专注于……” 创意 “这能减轻他们思考是否能使用这种技术的心理负担，”论文的第一作者利克说。“对我来说，重要的是我们要真正了解并尊重人们的创作方式，而不是过度自动化这个过程。”

这并非莉克首次涉足电脑辅助拼布领域。她之前设计过一款…… 工具 她于 5 月份在人机交互会议 CHI 上展示了她的即兴拼布作品。

绗缝图案

开发这款最新绗缝软件的核心算法需要坚实的理论基础。 由于现有的指导方针很少，研究人员必须首先更正式地了解是什么让被子纸可以拼凑起来，然后用数学方法表示出来。

他们最终在一种称为超图的特定图结构中找到了所需的信息。所谓的“简单”图只能用线条连接数据点，而超图可以容纳多个数据点之间的重叠关系。（维恩图就是一种超图。）研究人员发现， 模式 如果一个图形可以用超图来表示，并且其边缘可以按照特定的顺序逐一移除，那么它就可以用纸片拼接出来——这与图案中缝合接缝的方式相对应。

这款原型软件允许用户绘制设计草图，其底层基于超图的算法会判断哪些纸张底纹图案可以实现该设计（如果有的话）。许多设计会生成多种图案方案，用户可以调整草图，直到找到满意的图案为止。研究人员希望今年夏天能公开发布该软件的正式版本。

“我一开始并没有想到我的计算机科学论文会是关于拼布的，”利克说。“但我发现这是一个非常丰富的领域，其中包含着设计、计算和传统工艺等方面的问题，所以我们能够在这个领域完成并研究很多不同的课题。”

研究人员将展示他们的研究成果。 纸 该论文于2021年8月在计算机图形学大会SIGGRAPH上发表。其他合作作者来自加州大学伯克利分校和康奈尔大学。

来源: 斯坦福大学

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