基于織物表面紋理組成的粗糙感研究.pdf

1、織物的粗糙感為人的皮膚接觸織物表面時(shí)所體驗(yàn)到的平滑或粗糙的感覺，是織物的表面形貌和紋理特征形成的激勵(lì)作用于人體觸覺器官所引起的生理及心理的綜合反應(yīng)。粗糙感作為組成觸覺質(zhì)感的基本感知屬性之一，對(duì)織物的風(fēng)格、服用性能等起著重要的影響作用。織物粗糙感的評(píng)價(jià)涉及到物理、生理、心理等多方面的因素。
　　 現(xiàn)有的研究中，織物的粗糙感的評(píng)價(jià)分別采用感官評(píng)定或其與客觀測(cè)試之間的統(tǒng)計(jì)推斷。但是，在織物粗糙感（因變量）和相應(yīng)的織物機(jī)械、物理量（自變

2、量）之間的關(guān)系迄今沒有一致的結(jié)論。這一方面歸結(jié)于粗糙感的感官評(píng)價(jià)法本身缺乏理論指導(dǎo)和定量描述，例如以KES系統(tǒng)為代表的客觀評(píng)價(jià)法，僅通過測(cè)試織物表面的平均粗糙度和摩擦性能等指標(biāo)來預(yù)測(cè)粗糙感;另一方面在于尚未找到形成粗糙感的基本刺激量，以致在得到的統(tǒng)計(jì)推斷關(guān)系中，所選擇的預(yù)測(cè)自變量類型隨著客觀測(cè)試方法和感官評(píng)價(jià)結(jié)果而異。然而，通過觸摸硬質(zhì)柵欄的心理物理及生理心理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)知科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，粗糙感不僅與織物表面紋理單元的平均高度有關(guān)，還與紋理

3、單元的間距、紋理結(jié)構(gòu)及波動(dòng)曲線的諧波成分相關(guān)。通過分析正弦波或矩形波構(gòu)成的粗糙表面形成的粗糙感，研究結(jié)果表明，短波長的粗糙性覺察閾限由其波動(dòng)曲線的FFT分量的基波幅度決定，長波長的粗糙性辨別敏感性取決于最易察覺或幅度最高的諧波分量。因此，只從表面（形貌）紋理單元的平均高度來分析織物表面粗糙感是不夠的，需要同時(shí)考慮紋理單元的間距及表面波動(dòng)的諧波特征。
　　 考慮到組成表面形貌的諧波成份的差異可能是形成不同粗糙感的本質(zhì)原因，基于KE

4、S表面形貌測(cè)試儀記錄織物表面紋理形貌曲線，本課題包括以下的研究內(nèi)容:
　　 (1)計(jì)算織物表面的平均粗糙度，同時(shí)統(tǒng)計(jì)了不同波動(dòng)高度下的紋理間距大小，采用傅立葉方法提取頻域內(nèi)的諧波特征，比較平均粗糙度、紋理間距和諧波最大波動(dòng)幅度與粗糙感之間的關(guān)系，從表面紋理形貌曲線的表觀特征（高度特征和間距大小）和諧波幅度特征（諧波最大幅度）兩個(gè)方面來表征織物的粗糙感，探索形成織物粗糙感的基本物理刺激量。研究發(fā)現(xiàn)，粗糙感的強(qiáng)弱不僅與表面空間域內(nèi)波

5、動(dòng)幅度的平均粗糙度有關(guān)，還與空間域內(nèi)波峰間距有關(guān)。并且，粗糙感與諧波最高峰高度的相關(guān)性顯著高于與表觀特征之間的相關(guān)性。
　　 (2)考慮到皮膚機(jī)械感受器感應(yīng)織物表面粗糙性的本質(zhì)是把作用于感受器細(xì)胞膜表面的機(jī)械刺激能量轉(zhuǎn)換為電化學(xué)能，本課題從能量的角度探索織物表面波動(dòng)變化曲線與粗糙感和紋理結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，采用功率譜估計(jì)的方法，結(jié)合感官評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，分析表面波動(dòng)諧波的能量差異對(duì)粗糙感強(qiáng)度的影響，嘗試用新的指標(biāo)—功率譜密度來衡量織物粗糙感

6、的大小。通過與KES測(cè)試的平均粗糙度對(duì)比，表面紋理波動(dòng)曲線的波峰間距以及諧波最大幅度和能量與感官評(píng)價(jià)值有更好的相關(guān)性，而采用平均粗糙度不能準(zhǔn)確反映織物粗糙感的強(qiáng)度。研究結(jié)果表明，織物的粗糙感與表面形貌變化曲線的波動(dòng)能量有密切關(guān)系。表面紋理曲線諧波能量的差異導(dǎo)致了粗糙感的不同，且粗糙感的強(qiáng)弱主要是由頻域內(nèi)諧波的最大能量所決定。從表面紋理的間距和高度兩個(gè)方面，運(yùn)用能量的觀點(diǎn)分析表面粗糙性，不僅能更好地反映織物紋理結(jié)構(gòu)的特征，也符合人體觸覺認(rèn)