En ny algoritm automatiserar den notoriskt komplicerade - och ofta frustrerande - processen att räkna ut stegordningen i avancerade quiltmönster.

Det låter quilters fokusera på design och kreativitet istället.

Stanford University datavetenskap doktorand Mackenzie Leake har quiltat sedan 10 års ålder, men hon trodde aldrig att hantverket skulle vara i fokus för hennes doktorsavhandling. Inkluderat i det arbetet är ny prototypmjukvara som kan underlätta mönstertillverkning för en form av quiltning som kallas foundation paper piecing, vilket innebär att man använder ett underlag av grundpapper för att lägga ut och sy en quiltad design.

Utveckla ett grundpappersdukmönster - som liknar ett måla-för-nummer disposition — är ofta icke-intuitivt. Det finns få formella riktlinjer för mönstring och de som finns är otillräckliga för att säkerställa ett framgångsrikt resultat.

"Quiltning har denna rika tradition och människor gör dessa mycket personliga, omhuldade arv, men quiltning av pappersstycken kräver ofta att människor arbetar utifrån mönster som andra har designat", säger Leake, en medlem av labbet för Maneesh Agrawala, professor i datavetenskap och regissör från Brown Institute for Media Innovation i Stanford.

"Så vi ville producera ett digitalt verktyg som låter människor designa de mönster som de vill utforma utan att behöva tänka igenom all geometri, ordning och begränsningar."

Var och en av blocken i denna täcke designades med hjälp av ett algoritmbaserat verktyg utvecklat av Stanford-forskare. (Kredit: Mackenzie Leake)

Respektera hantverket

Leake citerar den moderna estetiska och höga nivån av kontroll och precision i att beskriva locket av pappersdukar. Quiltets sömmar sys genom pappersmönstret och när sömmeprocessen fortsätter vänds de enskilda tygbitarna för att bilda den slutgiltiga designen. All denna "sy och vänd" -åtgärd innebär att mönstret måste produceras i en noggrann ordning.

Dåligt utförda mönster kan leda till lösa bitar, hål, förplacerade sömmar och mönster som helt enkelt är omöjliga att slutföra. När quilters skapar sina egna pappersstycksdesign kan det ta lång tid att räkna ut sömmarnas ordning och ändå leda till otillfredsställande resultat.

”Den största utmaningen som vi tar itu med är att låta människor fokusera på skapande dela och lossa den mentala energin för att ta reda på om de kan använda den här tekniken eller inte, säger Leake, tidningens huvudförfattare. "Det är viktigt för mig att vi verkligen är medvetna om och respekterar hur människor gillar att skapa och att vi inte överautomatiserar den processen."

Det här är inte Lakes första förflyttning till datorstödd quiltning. Hon designade tidigare en verktyg för improvisatorisk quiltning, som hon presenterade vid konferensen CHI mellan människa och dator i maj.

Quiltmönster

Att utveckla algoritmen i hjärtat av denna senaste quiltningsprogramvara krävde en betydande teoretisk grund. Med få befintliga riktlinjer att fortsätta, var forskarna först att få en mer formell förståelse för vad som gör en täcke papper bit, och sedan representera det matematiskt.

Så småningom hittade de vad de behövde i en viss grafstruktur, kallad hypergraf. Medan så kallade ”enkla” grafer endast kan ansluta datapunkter med linjer kan en hypergraf rymma överlappande förhållanden mellan många datapunkter. (Ett Venn-diagram är en typ av hypergraf.) Forskarna fann att a mönster kommer att vara pappersstycke-kapabelt om det kan avbildas av en hypergraf vars kanter kan tas bort en i taget i en specifik ordning - vilket skulle motsvara hur sömmarna sys i mönstret.

Prototypmjukvaran tillåter användare att skissera en design och den underliggande hypergrafbaserade algoritmen avgör vilka pappersunderlag som skulle kunna göra det möjligt - om någon. Många mönster resulterar i flera mönsteralternativ och användare kan justera sin skiss tills de får ett mönster de gillar. Forskarna hoppas kunna offentliggöra en version av sin programvara i sommar.

"Jag förväntade mig inte att skriva min avhandling om quiltning när jag började", säger Leake. "Men jag hittade det här rikt rika utrymmet med problem med design och beräkning och traditionellt hantverk, så det har funnits många olika bitar som vi har kunnat ta fram och undersöka i det utrymmet."

Forskarna kommer att presentera sina papper vid datorgrafikkonferensen SIGGRAPH 2021 i augusti. Ytterligare medförfattare är från University of California, Berkeley och Cornell University.

Källa: Stanford University

Om författaren

Denna artikel publicerades ursprungligen på Futurity