这张被子中的每个模块都是使用斯坦福研究人员开发的基于算法的工具设计的。学分:马肯兹·李基斯坦福大学计算机科学研究生麦肯兹·李基从10岁起就开始缝被子，但她从未想到这门手艺会成为她博士论文的重点。这项工作包括新的原型软件，可以促进图案制作的一种形式的绗缝称为底纸拼接，这涉及使用底纸制成的背衬来布局和缝制绗缝设计。开发一个基础纸片被子图案——看起来类似于一个用数字画的轮廓——通常是不直观的。很少有模式化的正式指导方针，那些确实存在的指导方针不足以确保成功的结果。
“绗缝有着丰富的传统，人们制作这些非常私人、珍贵的传家宝，但纸片绗缝通常需要人们根据别人设计的图案进行工作，”斯坦福大学布朗媒体创新研究所主任、森林巴斯克计算机科学教授马内什·阿格瓦拉实验室成员李基说。“所以，我们想生产一种数字工具，让人们设计他们想设计的图案，而不必考虑所有的几何形状、顺序和限制。”
描述这项工作的论文已经发表，并将在8月份的计算机图形会议SIGGRAPH 2021上发表。
尊重工艺
在描述纸片被子的魅力时，李基引用了现代美学和高水平的控制和精度。被子的接缝是通过纸样缝制的，随着缝合过程的进行，单块织物会翻转过来，形成最终的设计。所有这些“缝制和翻转”动作意味着图案必须按照仔细的顺序制作。
执行不当的图案会导致松散的碎片、孔洞、错位的接缝和根本不可能完成的设计。当绗缝师创造他们自己的纸拼接设计时，弄清楚接缝的顺序可能需要相当长的时间——并且仍然会导致不满意的结果。
超图中的每个轮廓彩色形状对应于输入设计中的一条缝线。形状内的字母对应于接缝两侧的“面”或织物片。功劳:麦肯齐·李基“我们正在应对的最大挑战是让人们专注于创造性的部分，并卸下思考他们是否可以使用这种技术的精神能量，”李基说，他是SIGGRAPH论文的主要作者。“对我来说，重要的是我们真正意识到并尊重人们喜欢的创作方式，我们没有过度自动化这个过程。”
这不是李基第一次涉足计算机辅助绗缝。她之前设计了一个即兴绗缝工具，并在5月份的人机交互会议CHI上展示。
绗缝理论
开发这一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，研究人员必须首先对棉被纸的可拼接性有一个更正式的理解，然后用数学方法来表示。
他们最终在一种叫做超图的特殊图结构中找到了他们需要的东西。虽然所谓的“简单”图只能通过线连接数据点，但超图可以容纳许多数据点之间的重叠关系。(文氏图是超图的一种。)研究人员发现，如果一个图案可以用超图来描绘，并且超图的边缘可以按照特定的顺序一次移除一个，那么这个图案就可以用纸拼接起来——这与图案中的接缝是如何缝合的相对应。
原型软件允许用户勾画出一个设计，而基于超图的底层算法决定了什么样的纸张基础模式可以让它成为可能——如果有的话。许多设计会产生多个图案选项，用户可以调整他们的草图，直到获得他们喜欢的图案。搜索者希望今年夏天公开他们软件的一个版本。
“当我开始写关于绗缝的计算机科学论文时，我没想到会这么写，”李基说。“但我发现了这个非常丰富的问题空间，涉及设计、计算和传统工艺，所以在这个空间里，我们已经完成并检查了许多不同的作品。”
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