技術史視野下的立體書制作工藝探究*

陳澤拱，鄧 環(huán)

（廣西民族大學 科技史與科技文化研究院，廣西 南寧 530006）

0 引言

隨著計算機技術與互聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展，人們越來越傾向于使用移動電子設備閱讀數(shù)字書籍，這種新興閱讀方式的出現(xiàn)給紙質書籍的生存帶來了巨大的挑戰(zhàn)。然而在數(shù)字書籍日益代替紙質書籍的形勢下，立體書成為逆襲數(shù)字書籍大潮的新生力量。它憑借著新穎的立體結構、獨特的互動設計和極具觀賞性的視覺效果收獲了一大批讀者和收藏家的喜愛。立體書經(jīng)過幾百年的發(fā)展后形成了一套日趨完善的制作工藝體系。[1]

全球常用的立體書名稱為“Pop?Up Book”，由美國藍絲帶出版社在1932 年注冊并使用。1965 年，美國廣告商渥多杭特創(chuàng)辦的立體書制作公司給它的立體書均冠以“Pop?Up Book”字樣。此后，“Pop?Up Book”就成了立體書的代名詞。20 世紀末，歐洲收藏家用“Mov?able Book”替代“Pop?Up Book”。理由是“Pop?Up Book”僅對應立體書中的一種結構形式，不能代表所有的立體書形式，“Movable Book”更能體現(xiàn)立體書的可動性的特點。然而“Pop?Up Book”在全球更深入人心，因此“Movable Book”只用于歐洲地區(qū)。[2]立體書傳入中國后，國人對立體書的稱謂眾多，有“立體畫冊”“立體書簽”“立體 活動畫片”“翻翻 書”等。[3]有學者根據(jù)書籍采取折工藝進行設計制作且具有三維立體的特點，將“Pop?Up Book”翻譯為“立體書”，能涵蓋這類書籍更廣泛的特征。

國內外現(xiàn)有的立體書研究主要集中在制作工藝教學和設計制作上。The Elements of Pop-Up和The Pop-up Book等立體書專業(yè)教科書從教學與應用的角度介紹其制作工藝。

Multi-style Paper Pop -up Designs from 3D Models一文討論了如何使用計算機技術輔助設計立體書。[4]韓笑認為立體書設計的方法可分為單紙法和多紙法。[5]車思曼在其碩士論文中對制作工藝進行了初步探究。[6]譚星祺從材質、音效和香氣三個方面探討立體書互動機關的設計。[7]但是已有研究鮮有梳理立體書制作工藝的發(fā)展脈絡。筆者從技術史視角分析立體書的發(fā)展源流及制作工藝，結合國內外各個時期出版的立體書的制作技術進行拆解，研究其起源與發(fā)展歷程，分析立體書制作工藝在不同歷史時期的特點及變化規(guī)律，以期更好地發(fā)揮立體書在科學傳播中的紐帶作用。

1 立體書在國外的起源和發(fā)展

1.1 起源階段

目前，界內公認的世界上最古老的立體書誕生于馬修·派瑞斯之手。這位英國本篤會修士兼史學家為了高效處理零散的資料，發(fā)明了立體書史上第一個互動機關“轉盤”。這個機關的原理是：先將所需的各種資料轉化為大小不一的環(huán)形表格，再將環(huán)形表格復制在規(guī)格與之匹配的羊皮紙上。接著將圓環(huán)剪下并從大到小依次堆疊起來，最后使用棉線將圓盤固定在書籍上。他發(fā)明的“翻”機關沿用至今。這個機關的原理是：使用小于版面的可折疊紙張粘貼在頁面上，在不擴大原有版面或不增加頁數(shù)的情況下，容納更多的內容和結構。這兩種機關被運用到他在1236 年撰寫的《英國編年史》中。

14 世紀后，“轉盤”和“翻”這兩個機關逐漸被運用于成人專業(yè)書籍中。15 世紀初的德國版《新自然療法》使用“翻”機關展示了頭、眼睛、喉嚨等重要器官的解剖教學。[8]1840 年，英國出版的《地理教科書》使用了“轉盤”機關進行世界時間的教學。這本立體書的版權頁上有一個世界時間轉盤，只需要將轉盤上的地區(qū)對準圈外某個時間，就能得出不同地區(qū)的時間。

1.2 兒童立體書問世

1765 年，羅伯特·賽爾出版了首部兒童立體書。該立體書主要運用了“翻”機關：將版面分為三個部分，相同頁碼的三部分翻到一起則組合成一幅完整的圖像，將不同部分、不同頁碼翻到一起則組成令人意想不到的新圖像。

《小亨利的歷史與歷險記》是玩具商人富勒于1810-1812 年間出版的“紙娃娃書”系列立體書之一。這套書中除了有一本故事書之外，還含有各種服飾和紙娃娃。其設計意圖是讓兒童既可以閱讀故事書，又能給紙娃娃換裝進行角色扮演游戲，從而達到教育兒童的目的。

出版商衛(wèi)斯特理于1935 年前后出版新型紙娃娃立體書《過家家》，它沒有文字，只有日常場景和紙娃娃。每個場景都有對應的小切口以供兒童自行選取紙娃娃插入來過家家，因此這種有小切口的立體書被稱為“切口書”。[9]

1.3 立體書的繁榮階段

1850-1950 年是國外立體書發(fā)展的繁榮時期。這個時期出現(xiàn)了立體書史上的“四大天王”：迪恩父子公司、拉斐爾塔克父子公司、歐內斯特尼斯特公司和立體書天才梅根多夫。

1856 年，喬治·迪恩繼承其父親的公司并更名為迪恩父子公司，成為史上首家大量出版立體書的公司。這家公司“拉”機關和“融景”特效的發(fā)明令世人矚目。“拉”機關被應用于1859年出版的《潘趣和朱迪》，讀者可以通過拉動機關來實現(xiàn)插畫的運動?！叭诰啊鞭D場特效應用于《融景》中，其原理是先將前景和后景景圖切出相同數(shù)量的切口，再將后景景圖貼在紙片上，接著將后景紙片從后面插入前景的切口中，最后通過拉動紙片來實現(xiàn)前景與后景相互交融的效果。

第一次世界大戰(zhàn)后，塔克家族經(jīng)營的拉斐爾塔克父子公司為了東山再起發(fā)明了“透視書”和“全景切口書”新式立體書形式?！巴敢晻钡脑硎菍蛇叢煌诳盏那熬绊摰淖笥覂啥讼蚝笳郫B形成兩個凹槽，再將背景頁兩端固定在凹槽內。這樣打開書籍時，前景與背景之間就會形成一個“D”形空隙，從正面觀看時因視覺差而產(chǎn)生立體效果，代表作有《天佑女王》。“全景切口書”的原理如下：采用大幅紙板多折頁的方式將故事圖片和文字內容分別印刷于紙板的兩面，并在末頁紙板的背面設計了存放道具和紙娃娃的收納袋，使用時將折頁紙板打開，再將道具和紙娃娃取出插入切口，代表作為《女王加冕游行》。

1888 年，歐內斯特·尼斯特創(chuàng)辦出版公司并向兒童立體書市場進軍。該公司發(fā)明了將轉盤和融景結合起來形成的“轉景書”。其原理是將兩個轉盤做出切口并交錯相疊，再使用小緞帶綁在轉盤上，順時針或逆時針拉動小緞帶即可實現(xiàn)換景特效。換景的方式從最簡單的圓弧方式發(fā)展到萬花筒方式，如《消失的圖畫》。

梅根多夫因研發(fā)出很多新式的立體書形式而被譽為立體書天才，其最著名的發(fā)明是多重機關結構和全景書。這種多重機關結構與迪恩發(fā)明的“拉”機關相比更為流暢且能同時控制多個部位進行活動。但所用材料中有鐵線圈和鉚釘，兩者容易銹蝕而導致機關無法運作，顯得十分脆弱，代表作有《喜劇演員》等。梅根多夫設計的全景書是大型圓弧立式六折頁書籍，展開后十分驚艷，代表作有《國際馬戲團》等。

2 立體書在國內的起源及發(fā)展

2.1 立體書的起源

國內的立體書最早可追溯到清末民國初的風水學著作《奇門遁甲大全》上，采用的是馬修·派瑞斯發(fā)明的轉盤機關。民國時期西方醫(yī)學解剖學開始傳入中國，出現(xiàn)了醫(yī)學題材的國產(chǎn)立體書《活動人體解剖》。這本立體書采用的是“翻”機關，通過“翻”機關，呈現(xiàn)出人體被解剖的過程。早期國產(chǎn)立體書原版大多都是孤本且下落不明，如今只能通過網(wǎng)絡才能一窺其貌。

中華人民共和國成立后，在國家“百花齊放，百家爭鳴”的方針下出現(xiàn)了和諧、寬松和自由的創(chuàng)作氛圍，給國內原創(chuàng)立體書提供了發(fā)展的生機，模仿國外立體書單一的結構運用于立體畫冊和立體書簽上。1956 年出版的《小黃牛立體畫冊》采用了90°景層結構的立體書制作技術，這種技術制作的立體書只能將畫冊垂直打開。1965 年的《孔雀書簽》和《聽話要聽黨的話》采用折技術，兩張折疊的立體書簽能打開180°，所設計的孔雀屏和牡丹花結構可隨著展開幅度的變化而變化。1967 年的《廿五年早知道》采用馬修·派瑞斯發(fā)明的轉盤機關，這張立體書簽通過轉盤可知25 年內每日對應的是星期幾。該時期的立體書主要面向兒童和少年，題材主要為政治和兒童小故事，以工具立體書為主，以兒童故事立體書為輔。這一時期的印刷技術和組裝能力比較落后，立體畫冊或立體書簽整體質量不佳。

2.2 立體書的發(fā)展

1978 年中國改革開放以后，國內設計師得以接觸到國外經(jīng)典立體書。這一時期是中國原創(chuàng)立體書的春天，大量具有中國元素的立體畫冊相繼問世。絕大部分立體畫冊的對象是兒童群體。在題材選取上，立體畫冊選擇童話、神話、寓言、動畫等題材，也有教育和節(jié)日題材。在結構設計上，設計者們開始嘗試將不同的立體書制作技術結合起來進行設計。考慮到要增強立體畫冊的互動效果，設計者們別出心裁地采用了道具進行輔助的方法。

1982 年，中國少年兒童出版社出版的《五講四美立體小畫冊》的立體畫冊以教育題材為主，這本畫冊采用全新的書籍結構——反向折疊式結構。這種結構的優(yōu)點在于無需裝訂，但展開之后整體長度較長。同年出版的《兒童節(jié)日禮物立體書》采用了全新的立體書制作技術——折技術中的“V”形折。1985 年海燕出版社出版的《中岳少林立體故事畫冊》采用了當時國際新技術——拍攝彩色補色立體照片技術進行設計，其原理是利用人的雙眼視差效應產(chǎn)生深度感，[10]需借助輔助道具——雙色眼鏡進行觀看。

1986 年的《小馬過河立體畫冊》屬于寓言故事立體書，它采用了90°景層結構，但在景層連接的地方有所創(chuàng)新，使得展開之后的整體立體效果更為和諧。反向折疊式結構和90°景層技術結合后制作了諸如《濟公》《猴子撈月》《大鬧五莊觀》等新式立體書。這個時期的大多數(shù)立體畫冊減少了部分零件的組裝，增加了制作方法頁的印刷。通過減少部分零件組裝實現(xiàn)節(jié)約成本和縮短生產(chǎn)周期，增加讀者手工制作頁，使讀者得以與立體書進行互動，參與感更強。

2.3 立體書快速發(fā)展階段

20 世紀末到21 世紀初是中國原創(chuàng)立體書的加速發(fā)展階段，立體書制作在題材和形式上有很大的改進。1996 年的《立體恐龍世界》和1997 年的《西游記立體畫冊》雖使用了陳舊的立體結構，但前者開辟了科普題材，而后者則從單一畫冊增為系列畫冊的創(chuàng)新形式，增強了該套立體書的吸引力。《西游記立體畫冊》系列一共出版了5 本：金猴出世、大鬧天宮、火焰山、三打白骨精、取經(jīng)成功。系列立體書無論在內容還是形式上都滿足了讀者和收藏家閱讀與收藏的需求。

中國臺灣地區(qū)于20 世紀八九十年代就有立體書在市場流通，亦舉辦過立體書展覽。其中最為著名的立體書是宣傳臺灣世界遺產(chǎn)的《淡水古跡帶著走》以及劉斯杰的《中國彈起》和《香港彈起》。[11]與此同時，中國大陸的立體書出版發(fā)展快速，大致以每年10%的速度增長。其中值得一提的便是2006 年西安榮信文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司傾力打造的“樂樂趣”品牌。該品牌一年之內從國外引進了34 本優(yōu)秀兒童立體書，包括《愛麗絲漫游仙境》《哈利波特》《小飛俠》等，積累了從引進、翻譯、設計到生產(chǎn)、銷售全流程的豐富經(jīng)驗。[12]隨后便開始走自主設計的道路，先后出版了至今仍有影響力的《大鬧天宮》《大唐長安》《揭秘》系列等原創(chuàng)立體書。[13]此后樂樂趣一直致力于打造屬于中國的立體書王國，成為行業(yè)內的佼佼者，帶領了中國眾多的出版社紛紛加入這個大有可為的行業(yè)。

2.4 立體書的繁榮時期

近十年是中國立體書出版發(fā)行的繁榮時期。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，立體書借助新媒體得到廣泛而有力的傳播。目前國內知名的立體書設計出版商有中國環(huán)境出版社、化學工業(yè)出版社、故宮出版社等，它們出版的代表作品有：《中國傳統(tǒng)節(jié)日》《清明上河圖》《中國京劇臉譜》等。《西游記》立體書發(fā)布到抖音短視頻后迅速擴散。這本立體書選取了唐僧師徒西行取經(jīng)的幾個片段進行設計，利用“折”機關和透明塑料片設計的天宮，打開的時候天宮宛如真的懸浮在半空中，產(chǎn)生非常強烈的視覺沖擊效果。中央美術學院紙本造型教授王偉設計的立體書《打開故宮》，打破了人們對書籍的固有認知。這本完全展開長達3.2 m 的立體書幾乎包含了故宮的所有組成元素，里邊暗藏的機關還蘊含了有關故宮的知識。立體書制作工藝的教學內容也出現(xiàn)在高校課堂和微信公眾號上。國內立體書收藏家關仲平老師在北京印刷學院、中央美術學院等高校開設了《立體書設計基礎》這門課程進行教學。他的“立體書屋”微信公眾號不僅有立體書制作工藝教學，也分享一些國內外最新的立體書。

3 立體書的制作技術

立體書的制作技術工藝隨著時間的推移日益成熟，從最初的單一工藝發(fā)展到多種工藝的綜合運用?，F(xiàn)代立體書通過不同類型的“折技術”疊加形成更加復雜的“折結構”，利用虛擬現(xiàn)實技術和增強現(xiàn)實技術增加讀者的參與感?，F(xiàn)有的立體書制作工藝分為三類：成型技術、紙藝技術和互動機關。

3.1 成型技術

所謂“成型技術”，指的是立體書完全展開后的外觀形式的設計制作方法，主要運用在旋轉木馬書、娃娃屋書、隧道書、劇場書等。

旋轉木馬書垂直于桌面后可360°全景展開，展開后的外觀像兒童游樂園里的旋轉木馬。這種書需豎向打開并用絲帶將封面和封底綁緊固定。旋轉木馬書最先是“十”字形（圖1），隨后演化出六邊形。前者將一個周角均分為四個場景進行設計，后者分成六個場景進行設計，場景內容根據(jù)書的主題內容而定。六邊形旋轉木馬書，既能容納更多的文字，又能將故事敘述得更加完整。

圖1 旋轉木馬書[16]

娃娃屋書指的是打開后可組裝為一幢屋子，為兒童設計而得名。娃娃屋書以“一”字型為開端，后來發(fā)展為“十”字形、雙層“一”字型、雙層“十”字型等新類型。每一次子類型的更新，都使娃娃屋書愈發(fā)真實?！耙弧弊中徒M裝后是長條形（圖2）、“十”字型組裝后是閉合曲線形。這種類型的立體書多和紙藝技術里面的“層”工藝結合進行設計。通常情況下這類立體書開本較大或者書脊較厚。

圖2 “一”字型娃娃屋書[16]

隧道書（圖3）采用透視技法，將同一圖畫中遠近不同的景物獨立出來且公共部分鏤空處理，再將這些部分由近到遠、間隔相等距離排列起來，最后在扉頁挖取一個透視孔進行透視，因視覺角度差異而產(chǎn)生立體感。在形制上，隧道書采用了作為連接體的紙張，通過等距離正反折的方法將上述景物片連接起來。隧道書的制作原理及工藝相對固定，自問世以來幾乎沒有太多的技術創(chuàng)新。

圖3 隧道書透視效果圖

劇場書可以將書體展開成劇場的外觀形狀，配有相應的劇場道具，能夠讓讀者根據(jù)劇本內容進行演戲。劇場書分為場景式（圖4）和模型式兩種。場景式劇場書的微型劇場舞臺小于開本，能將劇本內容呈現(xiàn)在書的左半部分，微型劇場舞臺在立體書的右半部分。模型式劇場書的書體展開后形成一個大于開本的微型劇場舞臺，無法容納文字信息，與劇本相互分離。場景式劇場書雖能讓讀者邊閱讀邊演戲，但由于微型劇場旁有文字的影響導致體驗感不佳。模型式劇場書將劇本文字與微型舞臺相互獨立，彌補了場景式劇場書的不足。

圖4 場景式劇場書

3.2 紙藝技術

所謂立體書的“紙藝技術”，指的是立體書的立體結構呈現(xiàn)形式及內含機關的原理和制作方法。常見的紙藝技術有轉工藝、翻工藝、層工藝、拉工藝和折工藝。

轉工藝（圖5）主要有平面式和立體式。平面式常見形式是轉盤和轉盤換景。這兩種形式都具有相同的結構：固定于立體書書頁中的定層和用于轉動的動層。[14]使用時轉動動層或者預留在動層上的拉條即能完成信息變換。立體式常見的形式是扯鈴。其原理是先將需要轉動的部件粘貼在小棍上，再使用棉線纏繞小棍數(shù)圈。接著將棉線一端固定在書頁上，另一端則固定在可動部件上。運作時通過讀者翻動書頁拉扯棉線從而轉動小棍，最終使得粘貼在棍桿上的部件旋轉起來。

圖5 轉工藝

翻工藝（圖6）的出現(xiàn)，使得立體書單個頁面能夠在不擴大原有版面的情況下，實現(xiàn)不同內容的增添。[15]主要類型有三種：場景切割式、人物切割式和層景切割式。場景切割式和人物切割式翻工藝原理基本相同，均是將所需內容切割為幾部分，變換內容時翻動要替換的小頁面即可。這兩種形式的翻頁方式均為傳統(tǒng)的上下翻動或左右翻動。層景切割式則是將場景元素按照故事內容及進展分別切割獨立成頁，利用逐頁堆疊的方式進行呈現(xiàn)。讀者只需隨著故事情節(jié)自下往上翻頁，便能夠逐漸拼湊出完整的故事場景。

圖6 翻工藝

層工藝（圖7）是通過多層景片前后排放，因人眼視覺差而產(chǎn)生立體感覺的工藝。常見形式是樓梯式結構和鷹架結構。樓梯式結構的原理是在單張紙上將插圖輪廓進行部分切割，然后依據(jù)其內容進行折疊。最終因呈現(xiàn)出樓梯式效果使人眼產(chǎn)生視覺差從而具有立體視覺感。但其缺點是只能垂直打開，因此又稱90°景層結構。跨頁式鷹架結構是針對樓梯式結構的缺點進行設計改造的，其中鷹架起到支撐作用。其原理是所需的景層片粘貼在鷹架上，接著將鷹架固定在書頁的左右兩側。這種結構通過翻頁時產(chǎn)生的拉力將鷹架支撐結構垂直托起，粘貼在鷹架上的處于不同平面上的景層片使人眼產(chǎn)生視覺差，因此產(chǎn)生立體視覺。

圖7 層工藝

拉工藝（圖8）的發(fā)明使立體書從靜態(tài)視覺向動態(tài)視覺過渡。所謂拉工藝，就是基于經(jīng)過縝密設計的結構，利用讀者拉動某個明顯提示的箭頭時產(chǎn)生的拉力實現(xiàn)人書互動的工藝。由于拉工藝需要有足夠的流暢度，所以在使用這項工藝的立體書書頁背面一般都采用專門設計的、平滑度高的卡紙制成的紙槽，以保證能夠順暢運作。這種工藝常用于插圖人物某個部位的活動、不同插圖之間的變換和解釋性文字的互動補充說明。

圖8 拉工藝

折工藝（圖9）是利用翻頁時產(chǎn)生的拉力來支撐立體結構工藝技術。主要有“V 形折”“平折”和“角折”。[16]“V 形折”因其展開后結構底部猶如英文字母“V”而得名；“平折”指的是模型與中折線呈平行翻折；“角折”指的是模型與中折線成對角翻折。在實踐中，“V 形折”因為限制低、開合性好而使用廣泛，而“平折”和“角折”則居于輔助地位。這類技術主要用于彈起立體書的制作。目前立體書制作所采用的折工藝更多的是疊加形式，這使得立體書的立體效果愈發(fā)真實。

圖9 折工藝

紙藝技術在立體書制作工藝的地位上與成型技術并重。其中，層工藝、折工藝是立體書立體結構的核心技術。最初其影響力甚大，后因只單獨運用而口碑滑落。轉工藝、翻工藝、拉工藝則是用于實現(xiàn)互動的關鍵技術手段。當單獨運用這三種工藝的立體書獲得大眾好評后，這三種工藝開始相互融合，出現(xiàn)了工藝交叉特點的新型立體書。這種立體書能夠以一帶多，即以一種互動工藝帶動其他工藝的實現(xiàn)，其傳播效果較之前的立體書更上一個層次。

3.3 互動機關

所謂立體書的“互動機關”，指的是設計者為了增強立體書的互動效果，將當代科技（如AR 技術）與立體書相結合的設計制作方法。目前最常見的形式是在書中附上二維碼，使用微信掃一掃功能便可查看與書本內容相匹配的音頻或視頻。[17]互動機關的誕生與新技術的出現(xiàn)聯(lián)系緊密。最近出現(xiàn)的“解謎手札”則摒棄了立體書的成型技術和紙藝技術，采用的是多種輔助道具和專門的手機APP 相結合進行解謎的娛樂書籍。這類通過極強的人、書、機互動的解謎書籍也能歸為立體書的一類。這類立體書的代表作有《漫威解密檔案》《唐人街探案3 之偵探筆記》。具有強互動性的技術被運用到立體書的設計中后，不僅大幅提升了立體書的互動效果，還使讀者獲得了新鮮的互動體驗。

3.4 立體書制作工藝的演變規(guī)律

立體書的制作工藝體系復雜。其演變規(guī)律主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，從技術演變的角度看，立體書的制作工藝最先是從互動的紙藝技術開始的，接著發(fā)展出可以僅靠翻頁時帶來驅動力的工藝技術，而后則是將兩者結合起來的綜合技術。其次，就設計理念而言，立體書自誕生到近代，基本上是以技術為導向的，即一本書只運用一種技術進行設計制作。而當代立體書設計是以內容為導向的，強調綜合運用多種制作工藝來更好地詮釋內容。最后，基于視覺視角，立體書制作技術呈現(xiàn)的立體效果是從二維轉向三維。二維立體屬于視覺上的立體，主要通過人雙眼產(chǎn)生的視覺差或人書互動機關來實現(xiàn)；而三維立體是真實的立體，其強調對實物進行立體結構化并且通過立體結構展開的動態(tài)過程來實現(xiàn)對實物的建構還原。

4 結語

隨著立體書的制作工藝日益完善并自成體系，將技術史與立體書相結合進行研究是不可忽視的研究課題。文章在技術史的視角下對原本零散的立體書制作工藝收集、整理、歸類，分析了立體書制作工藝的源起與變化規(guī)律，明晰了立體書在國內外的發(fā)展脈絡。立體書不僅擺脫了傳統(tǒng)紙質書籍的桎梏，還運用了立體結構和互動機關來增加讀者的參與感和書籍的趣味性。立體書應用于科學傳播，將枯燥無味的科學知識轉換為立體場景和互動機關，將大幅提高公眾對科學知識的接受程度，不僅擴大了技術史的研究范圍，還推動立體書研究更加專業(yè)化、理論化。在這個意義上，立體書為科學傳播提供了新的媒介，對科學傳播具有舉足輕重的作用。