喀什拼花磚圖案數(shù)字化提取和圖形動(dòng)畫應(yīng)用研究

李滌非葉佑天蘇苗

Li Di-fei1，2Ye You-tianSu Miao1

（1.桂林電子科技大學(xué)，廣西 北海 536000；2.陜西科技大學(xué)“一帶一路”文化IP 開發(fā)與設(shè)計(jì)研究中心，陜西 西安 710021；3.湖北美術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430000）

(1.Guilin University of Electronic Technology， Beihai， Guangxi， 536000； 2.The Belt And Road Culture IP Development & Design Studio， Shaanxi University of Science & Technology， Xi'an，Shaanxi， 710021； 3.Hubei Institute of Fine Arts， Wuhan， Hubei， 430000)

在國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”促進(jìn)民族地區(qū)和人口較少民族發(fā)展規(guī)劃》中，中央強(qiáng)調(diào)應(yīng)把加快少數(shù)民族和民族地區(qū)的發(fā)展擺到更加突出的位置，應(yīng)充分發(fā)掘民族文化資源，發(fā)揮民族文化優(yōu)勢[1]。隨著“一帶一路”倡議的推進(jìn)，新疆地區(qū)從中國版圖的內(nèi)陸腹地一躍成為了開放開發(fā)的前沿陣地，豐富優(yōu)質(zhì)的民族文化資源所具有的戰(zhàn)略價(jià)值日益凸顯[2]。新疆維吾爾拼花磚飾產(chǎn)生于東西方文化的碰撞與融合，是新疆人民智慧的結(jié)晶，有著極高的審美和科研價(jià)值，是中華民族寶貴的文化遺產(chǎn)[3]。多年來，關(guān)于喀什拼花磚圖案的藝術(shù)價(jià)值和保護(hù)工作研究較多，和其他藝術(shù)形式融合的探索較少，文章嘗試通過數(shù)字與動(dòng)畫技術(shù)，探討提取拼花磚飾構(gòu)成構(gòu)件、基本紋樣、分布形式的方法，并將拼花磚優(yōu)美圖案以動(dòng)態(tài)圖形動(dòng)畫方式展現(xiàn)，以更加適合時(shí)代的姿態(tài)彰顯價(jià)值，傳播魅力。

1 喀什老城拼花磚圖案概述

1.1 拼花磚的產(chǎn)生

建筑是一個(gè)民族傳統(tǒng)文化、歷史文脈的物化表現(xiàn)[4]。新疆地處古絲綢之路的樞紐地帶，橫跨歐亞的頻繁經(jīng)貿(mào)往來和思想交融，促成了這一地區(qū)形式獨(dú)特、風(fēng)格迥異的建筑及裝飾風(fēng)格。在維吾爾建筑藝術(shù)中，磚飾占據(jù)極為重要的位置，拼花磚圖案（拼磚飾）是磚飾中最為常見的形式之一，它是指將黃色面磚按照一定程式切割、打磨成某種造型，并可以將其有機(jī)組合起來，形成圖案的墻面裝飾類型[5]。早在12 世紀(jì)，伊斯蘭教傳入新疆地區(qū)，宗教建筑作為宗教精神的物化載體開始了大規(guī)模的營建，建設(shè)和裝飾需要的大量琉璃磚是新疆地區(qū)難以滿足的，當(dāng)?shù)厝藗儗⒁了固m建筑樣式和區(qū)域風(fēng)格相融合，又吸收了中原地區(qū)的圖案紋樣，創(chuàng)造出一種墻面裝飾類型——拼花磚圖案，這種運(yùn)用當(dāng)?shù)氐蜏責(zé)频狞S色條形磚設(shè)計(jì)的墻面裝飾，從一誕生就帶有強(qiáng)烈的地域性特征。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們認(rèn)知的變化，拼花磚圖案陸續(xù)出現(xiàn)在商業(yè)建筑和民居上，與人們的生活聯(lián)系變得更為密切[6]。

1.2 喀什拼花磚圖案的藝術(shù)特征

拼花磚建筑遍及新疆地區(qū)，尤以南疆喀什地區(qū)的最為典型，是其中的佼佼者，如，始建于1442 年的喀什艾提尕爾清真寺（圖1），拼花磚工藝覆蓋了主體建筑的大半面積，其拼花工藝繁復(fù)，圖案嚴(yán)謹(jǐn)優(yōu)美，兼具藝術(shù)和數(shù)學(xué)美感，是拼花磚圖案的寶庫。不同于中原地區(qū)的平面化面磚裝飾，維吾爾拼花磚飾多為立體浮雕式設(shè)計(jì)，充分利用面磚的物理特性，對其進(jìn)行精確計(jì)算、切割、打磨，將加工后的面磚相互穿插、交錯(cuò)、重疊、拼砌，組合成各種立體感、幾何化的抽象花卉和星空圖案，在光線照射下，光影層疊錯(cuò)落，富有強(qiáng)烈變化，十分雅致，充分彰顯了維吾爾民族的生活態(tài)度和獨(dú)特審美意趣[7]。

維吾爾民族熱愛自然，崇尚自然界非動(dòng)物類物象，所以拼花磚設(shè)計(jì)多以純粹幾何圖形和抽象的幾何花卉植物、星空日月為表現(xiàn)對象。拼花磚圖案的構(gòu)件為長方形面磚加工而成，常稱為異型磚，有梭形、拱形、半圓形、三角形、梯形、菱形、S 形等數(shù)十種，拼砌的圖案有上百種之多，常見的有八角形、八瓣菱形、鎖子紋等。它們或以單元圖案間接組合，產(chǎn)生視覺的節(jié)奏、韻律美感，或以大面積均勻排列有機(jī)組合，形成氣派的聯(lián)合圖案，與維吾爾建筑的宏觀建構(gòu)風(fēng)格共同成就了新疆建筑文化的特色。

圖1 喀什艾提尕爾清真寺

2 拼花磚圖案的數(shù)字化提取和矢量化重構(gòu)

數(shù)字化，指運(yùn)用計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星等設(shè)備，將圖、文、聲等信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)識(shí)別的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算、處理、存儲(chǔ)、傳播及還原的技術(shù)[8]，具有兼容性強(qiáng)、存儲(chǔ)久、便于還原的特點(diǎn)。數(shù)字化提取即通過人工和計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)抓取物理對象的關(guān)鍵信息，過濾噪點(diǎn)，糾正偏差，修復(fù)殘缺的數(shù)字圖形編輯技術(shù)。

2.1 拼花磚圖案結(jié)構(gòu)研究和提取

喀什建筑的拼花磚飾復(fù)雜精巧，美輪美奐。復(fù)雜的圖案往往都是由簡單的紋樣構(gòu)件重復(fù)構(gòu)成，隨著研究的深入不難發(fā)現(xiàn)，篇幅宏大的拼花磚飾是由一個(gè)圖案平鋪或兩個(gè)以上圖案交替、互補(bǔ)組合呈現(xiàn)，這些圖案則是由一個(gè)個(gè)紋樣構(gòu)件（異型磚）組成。對于構(gòu)件自身形狀，圖案構(gòu)成及鋪列方式的研究是數(shù)字化提取的關(guān)鍵。

首先，構(gòu)件形狀。拼花磚構(gòu)件有數(shù)十種之多，以鎖子紋（一說其源于中東地區(qū)，一說源于中國漢代）的構(gòu)件為例，見圖2，A—F 6 個(gè)角，分別為60°、120°、240°、120°、60°、120°，為“一條脊六面坡”的切割方式，邊線AB 長度等于DE，又因AB 線需與另一構(gòu)件的BC 組合，DE 線需與另一構(gòu)件的CD 組合，所以AB=BC=CD=DE。構(gòu)件會(huì)因建筑、工匠的不同，長寬會(huì)有少許差異，但是構(gòu)件的角度、邊線的長度比例關(guān)系是恒定的，因此對構(gòu)件的角度、邊線間關(guān)系的測定是構(gòu)件數(shù)字化的重心。其次，圖案的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)線提取。從圖3 可以看出，鎖子紋構(gòu)件以長邊線的120°角為中心，組合另外兩個(gè)構(gòu)件，構(gòu)成完整鎖子紋圖案，3 個(gè)構(gòu)件組合方式即為結(jié)構(gòu)線。再以八角花卉圖案為例（如圖4），該圖案為兩種構(gòu)件組成類，主體部分由8 個(gè)角度為45°的梭子形構(gòu)成，輔助外框?yàn)? 個(gè)異形直角，結(jié)構(gòu)線是以一點(diǎn)為中心向四周發(fā)射的8 條線。再次，圖案鋪列方式，即骨格。拼花磚圖案通常為二方連續(xù)或四方連續(xù)型，結(jié)合應(yīng)用場景，會(huì)有不同鋪列策略，如，外墻大面積鋪列，多為四方連續(xù)，簡單重復(fù)，給人宏大、氣派的視覺沖擊，而室內(nèi)裝飾以體現(xiàn)精致和韻律美的二方連續(xù)為主。

根據(jù)上述測定和提取方法，將獲取的圖案影像和分析研究所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注和分類，錄入計(jì)算機(jī)，記入圖形數(shù)據(jù)庫。

圖2 鎖子紋構(gòu)件

圖3 鎖子紋構(gòu)件及構(gòu)成圖案

2.2 圖案的矢量化重構(gòu)

根據(jù)采集的拼花磚圖案數(shù)據(jù)，完成矢量化圖形的重構(gòu)工作。分析構(gòu)件的邊長和角度，尋找繪制規(guī)律，在規(guī)則圖形中用幾何法分割線段和夾角，如圖5 鎖子紋，可通過對正六邊形的分割，準(zhǔn)確畫出。再如八角花卉圖案，八角星形的基本樣式可以看作兩個(gè)正方形的錯(cuò)位疊合，然后刪除不需要的線條，再進(jìn)行對角連線，完成圖案設(shè)計(jì)，如圖6。

3 拼花圖案為圖形動(dòng)畫注入設(shè)計(jì)新元素

圖形動(dòng)畫也稱為運(yùn)動(dòng)圖形動(dòng)畫，是一種運(yùn)用平面設(shè)計(jì)原理結(jié)合動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以圖形變化為主要表現(xiàn)對象的設(shè)計(jì)范式。圖形動(dòng)畫誕生已有半個(gè)世紀(jì)之久，一直以小眾的試驗(yàn)動(dòng)畫或電影的片頭設(shè)計(jì)呈現(xiàn)，近年來得益于數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展和移動(dòng)終端的興盛，才真正走進(jìn)設(shè)計(jì)的主流，如今它在產(chǎn)品介紹、數(shù)據(jù)模型展現(xiàn)、移動(dòng)終端應(yīng)用動(dòng)畫等信息可視化領(lǐng)域表現(xiàn)出強(qiáng)勁發(fā)展勢頭，為越來越多受眾所喜愛。通常，圖形動(dòng)畫以抽象或高度概括的幾何圖形、人物形象為表現(xiàn)載體，這些非具象的視覺語言和拼花磚圖案有著天然的共通性，拼花磚豐富多樣的圖案可以為圖形動(dòng)畫注入新的設(shè)計(jì)元素。

圖4 八角花卉圖案

圖5 分割正六邊形畫出鎖子紋

圖6 八角花卉圖案

圖7 星空圖案

3.1 作為運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)主體的拼花圖案

魯?shù)婪颉ぐ⒍骱Ｄ穂9]認(rèn)為“物理的運(yùn)動(dòng)是完全能夠做到給那些能夠呈現(xiàn)出它們的力量和軌跡的形狀以生命感的，當(dāng)然即使創(chuàng)造這些樣式的力與傳遞眼眼睛里的信息之間沒有關(guān)系，在這些樣式中仍然能展示出強(qiáng)烈的張力”。拼花磚圖案薈萃東西方圖形裝飾設(shè)計(jì)，基于數(shù)十代人的審美選擇，經(jīng)歷千年的文化沉淀，精妙的圖案一旦按某種軌跡生成、運(yùn)動(dòng)作用于圖形動(dòng)畫，將為受眾帶來視覺和心理的強(qiáng)烈沖擊。

拼花圖案可直接應(yīng)用于圖形動(dòng)畫，作為動(dòng)畫主體。2013 年蘋果公司新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)展現(xiàn)了一段奇妙的圖形動(dòng)畫：一個(gè)點(diǎn)突然躍入畫面，瞬間無數(shù)個(gè)點(diǎn)依次呈現(xiàn)，點(diǎn)的秩序移動(dòng)產(chǎn)生了線條，優(yōu)美的弧線畫出一個(gè)個(gè)不可思議的圖案，這是一次成功的商業(yè)行為，更是一場線與圖案的視覺盛宴，讓人們重新認(rèn)識(shí)到抽象圖形的表現(xiàn)魅力。長期以來，圖形動(dòng)畫中的抽象圖案，多是創(chuàng)作者根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和對生活的理解進(jìn)行創(chuàng)作，隨著圖形動(dòng)畫的蓬勃發(fā)展，雷同和近似圖案反復(fù)出現(xiàn)，一定程度地造成受眾的審美倦怠，對動(dòng)畫所傳遞的信息興趣降低，影響動(dòng)畫的傳播價(jià)值。拼花磚圖案是歷經(jīng)千年充滿文化氣息的民族瑰寶，將其作為動(dòng)畫表現(xiàn)的主體，應(yīng)用于信息的傳遞，在彰顯文化意蘊(yùn)的同時(shí)又可極大吸引受眾注意力，如圖7，星空圖案，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膸缀螆D形組合，充滿理性色彩，極為適合表現(xiàn)科技內(nèi)容或數(shù)據(jù)說明主題等。

將拼花圖案的結(jié)構(gòu)線或構(gòu)成要件應(yīng)用于圖形動(dòng)畫。除了將拼花圖案直接移植于動(dòng)畫鏡頭，還有更為靈活的應(yīng)用方式。如，根據(jù)數(shù)字化前期工作中提取的結(jié)構(gòu)線，對圖案中構(gòu)件進(jìn)行重組甚至更替，獲得形相異，卻神更似的新圖形。拼花圖案的結(jié)構(gòu)線是拼花圖案的構(gòu)成基礎(chǔ)，是創(chuàng)造更多飽含拼花意趣圖案的根據(jù)，所以，靈活運(yùn)用結(jié)構(gòu)線是拼花圖案應(yīng)用于圖形動(dòng)畫的重要設(shè)計(jì)方法。

3.2 拼花圖案介入的轉(zhuǎn)場形式

不同于角色敘事類動(dòng)畫，圖形動(dòng)畫對作品的流暢性要求延伸到了鏡頭切換領(lǐng)域。拼花圖案在轉(zhuǎn)場設(shè)計(jì)中有以下應(yīng)用策略：①將鏡頭中拼花圖案設(shè)定為引導(dǎo)視覺的線索，完成跨鏡頭運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)流暢轉(zhuǎn)場；②將拼花圖案按照骨格鋪列整個(gè)鏡頭，在圖案的消散中完成轉(zhuǎn)場。

3.3 拼花磚圖案的設(shè)計(jì)啟示

拼花圖案秩序嚴(yán)謹(jǐn)圖形規(guī)范，閃耀著理性的光輝，體現(xiàn)了工匠對自然物象抽象理解的藝術(shù)把握?？刀ㄋ够凇饵c(diǎn)線面》中指出“形態(tài)越抽象，它的感染力就越清晰而直接”。的確，它化繁為簡，尋找物象的內(nèi)在規(guī)律和本質(zhì)特征，力求用最少的線和形表現(xiàn)無盡繁復(fù)的客觀事物。拼花圖案所呈現(xiàn)出的抽象與概括也正是許多圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)師的孜孜追求，是極具借鑒和參考價(jià)值的。

4 圖形動(dòng)畫對于拼花圖案的傳承和傳播價(jià)值

傳承、保護(hù)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)是近年來國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題[10]。拼花磚圖案為圖形動(dòng)畫注入了新的設(shè)計(jì)元素，為設(shè)計(jì)者的圖形創(chuàng)作提供了設(shè)計(jì)靈感。同時(shí)圖形動(dòng)畫也在一定層面上參與了拼花磚圖案的保護(hù)工作，借助圖形動(dòng)畫的數(shù)字技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)基因，又將拼花磚圖案推向了更為開闊的領(lǐng)域。

4.1 圖形動(dòng)畫有助于拼花圖案的數(shù)字化存儲(chǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)的急劇變遷，和眾多民間技藝一樣，拼花磚飾的傳承和發(fā)展面臨挑戰(zhàn)，如，從業(yè)者的流失，新建筑樣式對傳統(tǒng)營建方式的沖擊等[11]。圖形動(dòng)畫對拼花磚圖案的吸收和借鑒在一定程度上起到了保護(hù)和傳承作用，如研究前期階段對拼花圖案尺寸和角度的測量，結(jié)構(gòu)線提取，骨格構(gòu)成探尋等，這些數(shù)據(jù)信息在服務(wù)于圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)的同時(shí)可共享于博物館和學(xué)校，為其保護(hù)和傳承提供一份力量。

4.2 圖形動(dòng)畫賦予拼花磚圖案互聯(lián)網(wǎng)基因

圖形動(dòng)畫，也稱“病毒動(dòng)畫”，這一稱謂正是源于它的傳播特質(zhì)，反映了它的傳播效率?？旃?jié)奏的忙碌生活，人們的時(shí)間被分割成小塊單元，利用碎片化時(shí)間了解資訊、掌握信息成為生活常態(tài)，圖形動(dòng)畫作品幽默風(fēng)趣、信息密度大，且長度通常在10—180 s，是碎片時(shí)間中獲取信息的快捷高效的手段。

以拼花磚圖案為設(shè)計(jì)元素的圖形動(dòng)畫，在傳遞動(dòng)畫本身相關(guān)信息的同時(shí)，也將拼花磚圖案推向了互聯(lián)網(wǎng)，推向了受眾，借助圖形動(dòng)畫病毒式地傳播特性，拼花磚圖案將被更多人所熟知，拼花磚圖案的藝術(shù)性和使用價(jià)值也將影響更多受眾。在傳播的過程中，受眾結(jié)合具體媒體環(huán)境，對拼花磚圖案文化內(nèi)涵、民族風(fēng)情再次解讀和體悟，有效地推動(dòng)其新型形式的傳承和發(fā)展，即幫助拼花磚圖案以一種新姿態(tài)再生于網(wǎng)絡(luò)，綻放光芒[12]。

作為設(shè)計(jì)新元素的拼花磚圖案，會(huì)激發(fā)設(shè)計(jì)者的創(chuàng)作熱情，帶動(dòng)更多設(shè)計(jì)者參與其中。另外，借助圖形動(dòng)畫的傳播魅力，可引起民眾對拼花磚圖案保護(hù)工作的關(guān)注，為拼花磚圖案的保護(hù)積蓄更多社會(huì)力量。

5 結(jié)語

喀什地區(qū)拼花磚圖案是維吾爾文化中不可或缺的重要部分，是新疆拼花磚飾的縮影，是東西方文明融合的見證，它充滿理性精神的嚴(yán)謹(jǐn)。幾何圖案設(shè)計(jì)，是新疆維吾爾族人民智慧的結(jié)晶，是數(shù)學(xué)和藝術(shù)結(jié)合的完美典范。歷經(jīng)千年的歲月洗禮，拼花磚圖案依然散發(fā)著迷人的光輝，在計(jì)算機(jī)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，利用采錄和測量設(shè)備對拼花磚圖案進(jìn)行數(shù)字化提取，尋找其構(gòu)成規(guī)律和組合特征。經(jīng)過數(shù)字化提取和圖形動(dòng)畫的應(yīng)用實(shí)踐研究得出以下結(jié)論：①產(chǎn)生于伊斯蘭文化盛行時(shí)期的拼花磚圖案充滿秩序感，嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)律的圖案有助于構(gòu)件和骨格的數(shù)字化提??；②拼花磚圖案是人們冷靜思考自然，將自然物象提煉概括為幾何圖形的典范，它提供的設(shè)計(jì)范式，滋養(yǎng)著圖形動(dòng)畫中的抽象設(shè)計(jì)；③拼花磚圖案應(yīng)用于圖形動(dòng)畫，為其注入新的設(shè)計(jì)元素，同時(shí)拼花磚圖案借助圖形動(dòng)畫的互聯(lián)網(wǎng)基因和傳播優(yōu)勢，讓更多受眾得以了解新疆維吾爾文化，領(lǐng)略喀什拼花磚圖案的風(fēng)采。