织物的粗糙感是由于织物的几何属性和物理属性作用于皮肤中的感受器,触发神经元产生信号,经外围传入神经及中枢神经的整合、识别、解释而形成的感知觉。粗糙感作为触感的基本感知属性之一,是衡量织物品质和用于产品市场营销的亮点。现有的研究中,织物的粗糙感评价分别采用感官评价和以对一维形貌曲线进行统计获得的表面粗糙度(SMD, Mean Deviation of Surface)值为代表的客观测试法。感官测试法缺乏理论指导,以致测试过程和结果皆具有不稳定性。SMD值则仅表征了织物表面纹理单元的平均高度,这一论断没有获得现有多数心理物理及生理心理实验现象的支持,即通过触摸评价硬质栅栏、砂纸等物体的粗糙感发现,粗糙感与纹理单元的间距、纹理单元的大小间高度相关。同时,在生理心理学方面的研究表明,人体的躯体感受器有类似频谱分析的能力,每种感受器有其最容易感受到的刺激频率,该结论在视觉和听觉上已经得到了广泛认可。并且,相关研究已证明任何表面都可以由傅里叶变换转换成若干个正弦或余弦表面相互叠加而形成,这一点及躯体感受器的频谱分析能力为本课题的展开提供了理论依据。由于纺织品是柔性片状材料,其压缩性能,纹理的多尺度特征不同于硬质物体表面,目前尚未找到形成织物粗糙感的基本刺激量及其心理物理计量函数。本课题基于硬质物体表面粗糙感的研究,将织物表面纹理形貌图采用傅里叶变换后获取粗糙度指标,结合感官评价结果,并以触觉感受器的已知神经生理学特性为基础进行分析,探索织物粗糙感的物理刺激因素及其心理物理函数。为此,本课题研究了以下内容：(1)利用织物表面纹理形貌曲线和形貌图,定义并计算纹理结构的表征指标,探索形成织物粗糙感的基本纹理结构因素。从KES-F表面形貌测试仪记录的织物表面形貌图中获取了SMD值,并将表面形貌图通过傅里叶变换,从频谱图中提取了与织物粗糙度相关的两个物理因素,即谐波最高峰和最高峰对应的谐波波长,通过织物照片,从中提取了纹理周期的尺寸信息,即纹理空间周期值,这四个客观指标即为粗糙度指标,其中SMD值和谐波最高峰值是与纹理单元的高度信息相关的物理刺激量,而最高峰对应的谐波波长与纹理空间周期是与纹理单元周期信息紧密相关的物理刺激量；通过秩位评定法获取织物的感官排序值,即粗糙感指标；通过比较粗糙度指标排序值与粗糙感指标排序值之间的相关性,探索形成织物粗糙感的基本物理刺激量。研究表明,织物粗糙感的强弱不仅与织物表面的平均高度有关,还与纹理单元的周期相关,即高度信息和纹理周期信息共同决定了织物的粗糙感。(2)鉴于高度信息和纹理周期信息共同决定了织物的粗糙感,考虑人体指尖皮肤的结构特性,分析纹理结构指标与粗糙感间的心理物理关系考虑到人体手指指纹会在粗糙感产生过程中起到重要作用,将织物以空间周期为0.8mm为界限分为两类,一类为纹理空间周期大于指纹间距(0.8mm)的粗糙类织物,一类为纹理空间周期小于指纹间距的细腻织物。分别将两类织物的客观粗糙度指标重新排序与感官排序值分别进行相关性分析。研究结果表明,对于粗糙类织物,纹理周期信息比高度信息与织物粗糙感相关性更高。由于受试者对于细腻类织物的辨别不具有一致性,因此没有对细腻类织物的客观粗糙度指标与粗糙感进行一致性分析。本课题还对粗糙类织物粗糙感与纹理信息更为相关的结论进行了验证,证明该结论是可信的。(3)探索基本纹理结构指标的粗糙感心理物理计量特性。为了更清晰的了解这些物理因素是如何影响粗糙感的,本课题对引起织物粗糙感差异的物理因素的差别阂限进行了进一步研究,通过对偶比较法得出各个粗糙度指标的差别阈限,并求出韦伯分数。研究表明,提取出的这四个粗糙度指标任何一个都不能单独表征织物粗糙感,他们之间是存在交互作用的,对于谐波最高峰和最高峰对应的谐波波长这两个单谐波分量指标与其他两个指标相比,其粗糙感信息量较少,在表征粗糙感上存在着一定的缺陷,因此在未来的研究中,应该提取多谐波分量作为粗糙度指标。(4)结合心理物理特性和触觉感受器的已知生理特性,探索织物粗糙感的预测模型。为了找到粗糙感的心理物理函数,本课题采用数量估计法对织物粗糙感进行评分,并依据生理学机理,初步尝试建立织物粗糙感预测模型,模型中从两种触觉感受器(SAI感受器和PC感受器)的角度出发,利用受试者对织物的评分,对每种感受器在粗糙感形成过程中所起的作用进行评价和探索。综上所述,织物的粗糙感与其纹理的高度和周期有关,采用其中任何一类指标来表征织物的粗糙感都是片面的。对粗糙类织物而言,纹理空间周期对粗糙感影响最为重要。不同类型的织物形成粗糙感的机理不同,织物的类型以指纹的宽度为分界点,对于粗糙类织物而言,纹理空间周期与其粗糙感的强弱关系密切,主要由SAI感受器起作用,而对于细腻类织物而言,其粗糙感主要由SAI感受器和PC感受器共同响应而产生。