基于形狀文法的徽州木雕燈具產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究

莊德紅，任 堯，王震霆

（1.安徽工業(yè)大學(xué) 藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院，安徽 馬鞍山243032；2.中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所，江蘇 南京210008）

徽州木雕是我國傳統(tǒng)民間藝術(shù)，作為“徽州三雕”之一，以其精致的雕刻工藝、獨(dú)樹一幟的風(fēng)格而聞名于世。如今，將文化元素融入產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中已成為一種趨勢(shì)，而徽州木雕具有龐大的文化基因庫，在給設(shè)計(jì)師帶來多樣化設(shè)計(jì)靈感的同時(shí)，也可借由文創(chuàng)產(chǎn)品為載體進(jìn)行傳承與傳播。

在過往研究中，一些學(xué)者探究形狀文法在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用模式，如詹秦川等通過提取立春節(jié)氣及茶具的特征形態(tài)，借由形狀文法推演生成具有立春節(jié)氣氣息的茶具形態(tài)曲線，并以此為依據(jù)進(jìn)行三維軟件繪制[1]。賀雪梅等運(yùn)用形狀文法將鳳凰的形態(tài)應(yīng)用于家具設(shè)計(jì)中，依據(jù)推演規(guī)則及設(shè)計(jì)約束得出最佳設(shè)計(jì)方案[2]。喬現(xiàn)玲等結(jié)合形狀文法推演規(guī)則庫對(duì)汝官窯瓷器器型進(jìn)行再設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了汝官窯瓷器器型多樣化[3]。基于上述分析，以徽州木雕為研究對(duì)象，以燈具產(chǎn)品設(shè)計(jì)為案例進(jìn)行驗(yàn)證，提出一種文化與產(chǎn)品耦合的新模式。

一、形狀文法概念及其推演規(guī)則

（一）形狀文法基本概念

1972年，George和James提出了形狀文法，它是將某一個(gè)或多個(gè)基本形在空間關(guān)系中依照一定規(guī)則秩序進(jìn)行排列組合生成新形狀的方法[4]。形狀文法作為一種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，通過研究形狀的文法規(guī)則及關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算，從而產(chǎn)生新的產(chǎn)品造型[5]。根據(jù)形狀文法的定義，可表示為：SG=(S,L,R,I)，其中SG為S經(jīng)推演規(guī)則衍生出的形狀集。S表示初始形狀的有限集合，L表示符號(hào)的有限集合，R表示推演規(guī)則有限集合，I表示用于推演的初始形狀[6]。

（二）形狀文法推演規(guī)則

形狀文法推演分為以下幾步：1.確定推演的初始形狀；2.設(shè)定推演的基本規(guī)則以及有效區(qū)間；3.結(jié)合需求進(jìn)行形狀推演，并產(chǎn)生新的形態(tài)。如表1所示，此為常用的形狀文法推演規(guī)則。

表1 推演規(guī)則表

（三）徽州木雕燈具產(chǎn)品推演模型

依據(jù)形狀文法的推演流程，徽州木雕燈具產(chǎn)品推演模型如下。

1.前期資料搜集與原型研究階段

對(duì)所搜集的圖片、網(wǎng)絡(luò)資料、文獻(xiàn)等進(jìn)行整理分析，總結(jié)徽州木雕所蘊(yùn)含的雕刻技法、紋樣應(yīng)用以及人文內(nèi)涵，根據(jù)用戶偏好及設(shè)計(jì)風(fēng)格定位對(duì)樣本進(jìn)行梳理，提取徽州木雕文化特征元素。

2.形狀文法推演階段

認(rèn)定徽州木雕文化特征線條為初始形狀，并結(jié)合燈具產(chǎn)品形態(tài)線條庫以及形狀文法演變規(guī)則進(jìn)行推演，進(jìn)而衍生出具有徽州木雕文化特征的燈具線條，并對(duì)所得線條進(jìn)行設(shè)計(jì)約束。

3.方案設(shè)計(jì)優(yōu)選階段

對(duì)初始設(shè)計(jì)方案群進(jìn)行初選，結(jié)合設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)優(yōu)選出最佳方案，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化。

二、徽州木雕紋樣分類提取

（一）徽州木雕題材分類

徽州木雕題材多樣且內(nèi)容豐富，基于徽州木雕的相關(guān)調(diào)研，對(duì)其題材選擇、圖案特征進(jìn)行聚類分析與整理，如表2所示。

不難發(fā)現(xiàn)，徽州木雕作品豐富，題材、種類皆不同，應(yīng)用范圍也極為廣泛[7]，其雕刻作品大多因材施藝，并依據(jù)不同樹種、材質(zhì)、部位，配合不同題材、造型，可創(chuàng)造出多樣化組合，使雕刻整體呈現(xiàn)一定靈活性。[8]

（二）徽州木雕紋樣提取

首先，通過收集徽州木雕作品素材，對(duì)這些作品進(jìn)行初步篩選及處理；其次，邀請(qǐng)30名受試者對(duì)篩選后的木雕紋樣題材進(jìn)行測(cè)試，并得出山水風(fēng)光主題是用戶選取的徽州木雕代表元素；結(jié)合PHO?TOSHOP等軟件提煉其概括性線條，生成徽州木雕形態(tài)曲線庫（見表3）。

圖1 燈具產(chǎn)品推演模型

表2 徽州木雕題材分類表

表3 徽州木雕形態(tài)分析表

三、形狀文法在徽州木雕燈具產(chǎn)品中的設(shè)計(jì)實(shí)踐

將抽取的山水代表紋樣作為初始形態(tài)，以燈具為設(shè)計(jì)載體，依據(jù)設(shè)計(jì)調(diào)研與用戶分析結(jié)果，確定目標(biāo)用戶群體為青年人群，產(chǎn)品定位應(yīng)為簡(jiǎn)約、現(xiàn)代化、禪意。

（一）原型研究

為明晰徽州木雕燈具造型設(shè)計(jì)要素選取與應(yīng)用，在此選取落地?zé)糇鳛樵O(shè)計(jì)案例進(jìn)行分析：首先，落地?zé)舻脑O(shè)計(jì)要點(diǎn)為燈罩、立架及底座三個(gè)部分；其次，針對(duì)落地?zé)魠⒖甲瀹a(chǎn)品進(jìn)行形態(tài)曲線分析；最后，篩選適當(dāng)案例作為初始形態(tài)，如表4所示。

表4 落地?zé)舢a(chǎn)品形態(tài)提取表

（二）徽州木雕燈具產(chǎn)品形態(tài)耦合推演

徽州木雕山水圖案形態(tài)多變，構(gòu)圖飽滿且文化內(nèi)涵豐富，對(duì)其進(jìn)行形態(tài)提取并用于落地?zé)?，?yīng)簡(jiǎn)化其線條，在達(dá)到現(xiàn)代感的同時(shí)可保留濃濃禪意，以符合目標(biāo)消費(fèi)群體需求。為達(dá)到此目標(biāo)，將兩者進(jìn)行形態(tài)耦合推演，可以得出具有徽州木雕元素且符合產(chǎn)品定位的優(yōu)化方案。

徽州木雕燈具產(chǎn)品曲線庫由集合{A1,A2,A3,A4,A5}∪{B1,B2,B3,B4,B5}組成。第一步，從徽州木雕曲線庫中任選A4作為演變初始線條，將初始線條A4借由形狀文法規(guī)則庫進(jìn)行輸入與推演，初始線條推演過程見圖2。第二步，從落地?zé)魠⒖甲瀹a(chǎn)品中選取B5作為產(chǎn)品初始形狀，對(duì)其主要設(shè)計(jì)部位進(jìn)行形態(tài)線條替換，帶入形狀文法規(guī)則庫中再次進(jìn)行推演，具體耦合推演過程如圖3所示；與此同時(shí)，在推演流程中進(jìn)行設(shè)計(jì)約束，設(shè)計(jì)風(fēng)格依據(jù)前期產(chǎn)品定位，在保留徽州木雕元素的同時(shí)，確保產(chǎn)品形態(tài)簡(jiǎn)約且現(xiàn)代化。最后一步，結(jié)合人體工程學(xué)方面和燈具的實(shí)際使用情況，在尺寸的設(shè)計(jì)上，將落地?zé)魺艏艿膶挾缺３衷?50毫米至350毫米之間，而高度設(shè)置則由具體形態(tài)而定，最高不超過1500毫米。

圖2 徽州木雕初始曲線演變流程

圖3 徽州木雕燈具耦合推演流程

（三）方案生成與篩選

依照形狀文法推演規(guī)則，得出初始方案群，針對(duì)初始方案群進(jìn)行初步篩選，篩選出相對(duì)成熟且展現(xiàn)徽州木雕藝術(shù)之美的設(shè)計(jì)方案，初步篩選后所得方案見圖4。

圖4 初選方案集

針對(duì)上述初選方案，選取其中耦合推演相對(duì)完善且造型差異明顯的方案F1、F3、F7，通過運(yùn)用語義差分法進(jìn)行測(cè)評(píng)。

測(cè)試流程：

（1）選取150名18歲至30歲的青年作為測(cè)試樣本。第一，測(cè)試者均無色盲或色弱，且裸眼或矯正后視力正常；第二，測(cè)試者均為首次見到本研究實(shí)驗(yàn)所用樣本圖片；第三，其中部分青年有熟悉或購買過文創(chuàng)產(chǎn)品的經(jīng)歷；最后，所有被測(cè)試者均在自愿情況下參與本實(shí)驗(yàn)。

（2）向被測(cè)試者說明實(shí)驗(yàn)整體流程及注意事項(xiàng)，并依據(jù)簡(jiǎn)約、現(xiàn)代化、禪意以及文化展現(xiàn)性四大測(cè)評(píng)指標(biāo)對(duì)三組方案進(jìn)行打分。（見圖5）

圖5 問卷測(cè)評(píng)打分模板

（3）收集整理問卷，本次發(fā)放150份問卷，有效問卷141份，無效問卷9份，將所得結(jié)果進(jìn)行處理計(jì)算，結(jié)果如表5所示。

圖6 最終方案效果圖

表5 測(cè)試結(jié)果分析表

依據(jù)表5可以得出，方案F1在簡(jiǎn)約及現(xiàn)代化兩方面表現(xiàn)較強(qiáng)，但禪意及文化展現(xiàn)方面薄弱；方案F3在各項(xiàng)數(shù)值上較為平均，平均值處于中間部分，沒有太多出彩之處；方案F7在禪意及文化展現(xiàn)方面較為突出，能夠較好表達(dá)出徽州木雕文化意蘊(yùn)，且平均值最高，因此F7為最終選取方案。

（四）最終方案設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)的主題為徽州木雕元素與燈具產(chǎn)品融合。本套方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，將徽州木雕的山水紋樣融入落地?zé)粽w框架形態(tài)設(shè)計(jì)中，結(jié)合不同高度的燈具組合，形成燈具整體的山水高低錯(cuò)落之勢(shì)，使消費(fèi)者從中獲得自然、禪意的觀賞體驗(yàn)；同時(shí)，金屬立柱與竹編燈框形成簡(jiǎn)約與繁復(fù)對(duì)比，造型現(xiàn)代且獨(dú)特，給人以美的享受。

四、小 結(jié)

將形狀文法應(yīng)用于徽州木雕燈具產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，探究徽州木雕與燈具產(chǎn)品的耦合流程，總結(jié)徽州木雕元素在燈具產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用模式，并提出一種新的徽州木雕文創(chuàng)產(chǎn)品形態(tài)推演模型。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐驗(yàn)證了該模型在徽州木雕文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中具有一定的可行性。將形狀文法應(yīng)用于徽州木雕燈具產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，在一定程度上可拓展徽州木雕文創(chuàng)產(chǎn)品市場(chǎng)，推動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新發(fā)展。

Research on Product Design of Woodcarving Lamps in Huizhou Based on Shape Grammar

Zhuang Dehong

1,Ren Yao1,Wang Zhenting2
(1.Academy of Art and Design,Anhui University of Technology,Ma’anshan 243032,China;2.Nanjing Institute of Geography and Limnology,Chinese Academy of Sciences,Nanjing 210008,China)

Abstract:This paper collects and organizes the written and field observation data related to Huizhou woodcarving and lamp products,extracts the initial lines of woodcarving patterns and the forms of lamp products in Huizhou,and generates curve shape libraries respectively.The initial lines are input into the shape grammar rule base for morphological coupling deduction.Under the influence of design constraints,the lamp product lines with the deposit of Huizhou woodcarving culture are deduced,and 3D software ren?dering is performed.This paper applies Huizhou woodcarving elements to the design of lamp products by using shape grammar,which has obtained lamp products with Huizhou woodcarving cultural flavor,verified the feasibility of applying this method in cultural and creative product design,and provided reference for other intangible cultural developments and product designs.

Key words:shape grammar;Huizhou woodcarving;lamp;product design;deduction rules