數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)代陶瓷藝術(shù)造型創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

1前言

在世界數(shù)字化背景之下，傳統(tǒng)工藝的技術(shù)革新與文化傳承成為新的難題。陶瓷藝術(shù)作為文化成果的重要形式之一，其創(chuàng)制與傳播也拓展到數(shù)字媒介領(lǐng)域中，不僅體現(xiàn)在設(shè)計(jì)載體方面的數(shù)字化，也體現(xiàn)在數(shù)字領(lǐng)域?qū)λ囆g(shù)的再想象和再構(gòu)建。既體現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)的革新，又體現(xiàn)數(shù)字創(chuàng)造，要平衡傳統(tǒng)與數(shù)字兩方面的創(chuàng)新，陶瓷藝術(shù)的發(fā)展離不開二者的均衡。隨著陶藝由實(shí)體向虛擬方向遷移，為陶藝發(fā)展增添了創(chuàng)新與傳播媒介，同時(shí)也產(chǎn)生了陶藝本體保護(hù)的問題。當(dāng)前，關(guān)于數(shù)字技術(shù)在陶瓷藝術(shù)中的應(yīng)用與融合研究眾多，但是數(shù)字技術(shù)與陶藝結(jié)合的過程中，在學(xué)科、跨學(xué)科的討論中及其藝術(shù)本體方面保護(hù)性研究關(guān)注不足。本文結(jié)合了數(shù)字技術(shù)與陶藝，試圖從陶藝的各表達(dá)方式探索數(shù)字技術(shù)如何推動(dòng)陶藝方式的轉(zhuǎn)換，以及由此引發(fā)對(duì)陶藝本體性的反思

2數(shù)字化技術(shù)賦能陶瓷造型設(shè)計(jì)的理論邏輯2.1技術(shù)哲學(xué)視角

數(shù)字技術(shù)介入到陶瓷藝術(shù)是一種技術(shù)理性與藝術(shù)感性的媒介博弈與互惠過程。技術(shù)規(guī)約海德格爾的“技術(shù)座架\"是事物存在形式化呈現(xiàn)的一種方法，在陶瓷藝作者簡(jiǎn)介：王春（1991—）男，漢族，貴州遵義人，博士，副教授，研究方向：演化博弈理論、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)字化應(yīng)用等相關(guān)教學(xué)和研究。陳春霞（1993—）女，漢族，貴州盤州人，教育學(xué)碩士，講師，研究方向：教育學(xué)、心理健康、思想政治教育相關(guān)教學(xué)和研究。

術(shù)中就是數(shù)字工藝打破傳統(tǒng)工藝形式、瓦解傳統(tǒng)技藝與工作方式的過程。數(shù)字化逆向工程、三維掃描技術(shù)打破傳統(tǒng)陶藝創(chuàng)作的時(shí)空框架，參數(shù)化的數(shù)值算法對(duì)陶瓷造型結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)，GAN算法通過數(shù)據(jù)訓(xùn)練替代傳統(tǒng)陶藝的紋樣創(chuàng)造與表現(xiàn)，甚至一些紋樣和圖案可以從網(wǎng)上直接復(fù)制和使用。另一方面，技術(shù)不是非理性的異化客體，技術(shù)與藝術(shù)本體在建構(gòu)層面上的表現(xiàn)是：數(shù)字技術(shù)通過數(shù)字仿真虛擬化對(duì)傳統(tǒng)陶瓷制作工藝實(shí)現(xiàn)了一種“保護(hù)創(chuàng)新”，數(shù)字媒介規(guī)約、傳統(tǒng)陶藝表達(dá)之間如何不致使其產(chǎn)生“技術(shù)決定論\"或是“文化原教旨主義\"的二元對(duì)立論。

2.2設(shè)計(jì)學(xué)理論支撐

參數(shù)設(shè)計(jì)方法采用了拓?fù)鋵W(xué)的思想進(jìn)行了陶瓷形體生成方法的重建，在基于算法的曲面擬合上，能夠使復(fù)雜形態(tài)在可控性與藝術(shù)性上得以統(tǒng)一。GAN在紋飾設(shè)計(jì)上的使用則展示了機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)于傳統(tǒng)紋飾藝術(shù)的智能解碼與編碼，在機(jī)器對(duì)紋飾集合的海量學(xué)習(xí)之后，形成了具備傳統(tǒng)元素基因并兼具未來感的紋飾語言。重要的是，這一類數(shù)字化的技術(shù)手段并非替代設(shè)計(jì)的主體性，而是通過數(shù)據(jù)與算法對(duì)設(shè)計(jì)思考進(jìn)行補(bǔ)充與延展。比如Grasshopper插件的拓?fù)鋬?yōu)化與迭代能夠幫助設(shè)計(jì)者從一個(gè)造型方案迅速地通過建模進(jìn)行造型效果的驗(yàn)證，L-System算法依據(jù)樹干的生長(zhǎng)而進(jìn)行陶瓷仿生形設(shè)計(jì)，則讓自然形陶瓷的數(shù)字模擬多了一份可能。設(shè)計(jì)學(xué)理論的基本啟示在于數(shù)字技術(shù)是一把“增強(qiáng)智能”的刀，其目的在于幫助人類能夠做更多的事情，并非代替人類。

2.3藝術(shù)人類學(xué)維度

互聯(lián)網(wǎng)對(duì)陶瓷藝技的影響方面，還包括對(duì)藝術(shù)符號(hào)的拆分與再編排。在原有陶瓷技藝具有豐富的地緣性特點(diǎn)下，“在地性\"的構(gòu)成常常是建立在陶瓷材料、技術(shù)、地域文化共同體記憶的基礎(chǔ)上，互聯(lián)網(wǎng)媒介的“虛擬\"性則對(duì)陶瓷的地緣“在地性\"有一定的干擾性，即數(shù)字分身將脫離技術(shù)、制作的地理與技藝“在地性\"特點(diǎn)進(jìn)行，進(jìn)而消解陶瓷技藝的“地域?qū)傩浴?。但是，從藝術(shù)人類學(xué)技術(shù)介入的觀點(diǎn)來看，它對(duì)藝術(shù)符號(hào)的介入并非是對(duì)原有文化符號(hào)的消解與霸權(quán)，而是一場(chǎng)文化基因的“再造”，即數(shù)字再“創(chuàng)作\"以“展陳\"空間在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）與虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）的影響下所營造的陶藝形象感知延伸至“情境式”展陳。原生陶藝技藝的“非物質(zhì)性\"通過“數(shù)字化”藝術(shù)檔案，在計(jì)算機(jī)分形模型技術(shù)和陶藝技術(shù)技藝知識(shí)圖譜中，使得原生陶藝技藝中的“文化記憶\"得以儲(chǔ)存。從文化現(xiàn)象看，這種技藝的“在場(chǎng)性”是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)藝術(shù)文化的“重歸故里”。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)手段是一把“雙刃劍”，它“破壞\"與“保存”的意義在于如何有效地實(shí)現(xiàn)文化基因的“再生成”。

3核心數(shù)字化技術(shù)在陶瓷造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用圖譜

3.1三維建模與逆向工程

計(jì)算機(jī)建模技術(shù)和逆向工程是進(jìn)行陶藝虛擬化和創(chuàng)新的基本技術(shù)手段。陶藝造型設(shè)計(jì)主要是由人工塑造和經(jīng)驗(yàn)而定，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用改變了陶瓷造型設(shè)計(jì)的“靈感創(chuàng)造”屬性為計(jì)算機(jī)技術(shù)的“數(shù)據(jù)分析”，利用CT掃描、結(jié)構(gòu)光掃描等獲取物體的點(diǎn)云，再通過曲面擬合法擬合物體表面得到數(shù)字化的曲面模型來達(dá)到陶藝的逆向復(fù)刻造型的外觀信息。同時(shí)可以進(jìn)行二次開發(fā)，包括珍貴藏品數(shù)字化存檔，如對(duì)博物館古陶的數(shù)字化采集，在剔除點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的噪聲和對(duì)齊的基礎(chǔ)上利用NURBS曲面擬合器使得器物輪廓曲面均勻平滑且對(duì)器物的內(nèi)部幾何數(shù)據(jù)的形成支持后可導(dǎo)出能夠被計(jì)算機(jī)等裝置操作的可編輯的模型。此類方法并不僅用于陶藝的虛擬化和逆向復(fù)刻，其可編程技術(shù)如利用壁厚均勻性分析、支撐生成來生產(chǎn)適合3D打印或數(shù)控加工的模型。

數(shù)字化技術(shù)的終極意義還體現(xiàn)在它克服了物質(zhì)介質(zhì)的時(shí)空維度：毀壞器物可以憑借數(shù)字拼合和造型修復(fù)而“失而復(fù)得”，而設(shè)計(jì)者則可以借助傳統(tǒng)文化數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)跨地域、跨時(shí)空的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)重構(gòu)與提取。但數(shù)字化設(shè)計(jì)所面臨的技藝性倫理困境一如何在采集數(shù)據(jù)與形制復(fù)原中保留傳統(tǒng)技藝的“人間煙火”，而不陷人“技藝復(fù)制迷思\"仍值得在算法、藝術(shù)性價(jià)值、文化性話語闡釋中尋得平衡。

3.2參數(shù)化設(shè)計(jì)與算法生成

基于數(shù)學(xué)邏輯與算法規(guī)則進(jìn)行拓?fù)鋵W(xué)改造的參數(shù)化設(shè)計(jì)可以超越傳統(tǒng)陶瓷拉坯、注漿等工藝對(duì)于形態(tài)的物理限制。依托Grasshopper、Rhino等軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的參數(shù)化建模工具，可以利用控制參數(shù)的調(diào)整（曲率控制曲線、分形迭代次數(shù)等）獲得動(dòng)態(tài)的造型生成方案，并進(jìn)行基于有限元分析（FEA）的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、熱應(yīng)力分布等物理性質(zhì)的模擬分析。

以GAN為代表的生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)和L-System為代表的算法將更全面地?cái)U(kuò)展陶瓷造型的生成范圍。GAN可在學(xué)習(xí)傳統(tǒng)紋飾數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，生成具有民族文化背景及當(dāng)下審美的新紋樣;L-System借鑒植物的生長(zhǎng)模式，可為枝蔓纏繞、分叉結(jié)構(gòu)的陶瓷造型生成基于自然設(shè)計(jì)的造型方法。算法生成技術(shù)也并非是對(duì)設(shè)計(jì)師主體性的否定，而是“人機(jī)協(xié)同\"的過程：“人\"進(jìn)行審美、文化語境分析的價(jià)值取向，“機(jī)”探尋形態(tài)可能性的系統(tǒng)工程。參數(shù)化設(shè)計(jì)與算法生成的結(jié)合未來可能會(huì)形成“陶瓷生成設(shè)計(jì)系統(tǒng)”，即由數(shù)據(jù)輸入到實(shí)物輸出的“無人工操作過程”。

3.3人工智能輔助設(shè)計(jì)

AI技術(shù)將機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于陶瓷設(shè)計(jì)的色彩、紋理以及工藝參數(shù)優(yōu)化等。DiffusionModel在釉料色彩預(yù)測(cè)上的應(yīng)用，是設(shè)計(jì)師將基礎(chǔ)配方參數(shù)（包括氧化物添加比例以及燒造溫度）輸入后，可以產(chǎn)生出虛擬的釉色效果圖，并通過對(duì)比學(xué)習(xí)機(jī)制與歷史釉色數(shù)據(jù)庫匹配，得到傳統(tǒng)配方的數(shù)字化再現(xiàn)與創(chuàng)新。RL技術(shù)在燒造曲線調(diào)控上的應(yīng)用彰顯出AI對(duì)燒造工藝過程的動(dòng)態(tài)優(yōu)化能力，即通過建模燒造環(huán)境與陶瓷性能之間的映射關(guān)系后，RL能夠?qū)崿F(xiàn)在線更新熱源管理策略，以避免由于經(jīng)驗(yàn)不足造成燒造出現(xiàn)缺陷。

本文中人工智能技術(shù)的革新之處在于能夠?qū)⑻沾蓚鹘y(tǒng)工藝的“知識(shí)-經(jīng)驗(yàn)\"轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸R(shí)-數(shù)據(jù)”，例如關(guān)于釉料、溫度和氛圍等燒制數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)。而人工智能這種基于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)化，無疑是將“工匠經(jīng)驗(yàn)-知識(shí)\"的顯性數(shù)據(jù)化。這種數(shù)據(jù)化（顯性化）是有效擺脫和解除技術(shù)黑箱的重要途徑。但是，人工智能的應(yīng)用同樣應(yīng)警惕技術(shù)黑箱，因?yàn)樵谌斯ぶ悄芟到y(tǒng)的復(fù)雜性背后，存在算法的可解釋性、泛化性問題，可能產(chǎn)生設(shè)計(jì)決策的倫理偏離問題，即人利用數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果替代了人的參與問題，也就出現(xiàn)了陶瓷“人工智美”所缺乏的“溫情”色彩的問

題。為此，從“人類-AI\"合作的角度出發(fā)，樹立和協(xié)商運(yùn)用人工智能技術(shù)的邊界和規(guī)則是非常有必要的。

3.4數(shù)字孿生與虛擬制作

數(shù)字孿生技術(shù)通過構(gòu)建出陶瓷產(chǎn)品及其產(chǎn)品的虛擬體，使陶瓷產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制備到性能分析這一個(gè)過程在虛擬環(huán)境中發(fā)生，完全數(shù)字化閉環(huán)。虛擬3D打印技術(shù)通過對(duì)3D打印陶瓷工藝過程的數(shù)字孿生模型模擬及打印工藝仿真算法優(yōu)化其成型工藝缺陷；虛擬陶瓷窯爐技術(shù)通過多物理場(chǎng)耦合仿真模型模擬陶瓷產(chǎn)品燒制的整個(gè)過程，對(duì)陶瓷燒制物理、化學(xué)變化規(guī)律進(jìn)行模擬，為滿足復(fù)雜釉色燒制效果提供理論指導(dǎo)。以高溫還原焰燒制的銅紅釉、天青釉等名貴釉色為例，虛擬陶瓷窯爐模擬窯內(nèi)氣流如何對(duì)溫度及氣氛的變化對(duì)燒制燒成的影響機(jī)制，為陶瓷產(chǎn)品的燒結(jié)及燒成條件指導(dǎo)實(shí)際燒制工藝過程參數(shù)優(yōu)化。

4技術(shù)驅(qū)動(dòng)下陶瓷藝術(shù)造型的范式轉(zhuǎn)型4.1設(shè)計(jì)方法論變革

以前的陶瓷造型設(shè)計(jì)完全依靠手工藝人的經(jīng)驗(yàn)和工藝試錯(cuò)，而數(shù)字媒體技術(shù)參與的陶瓷設(shè)計(jì)讓設(shè)計(jì)決策模式向著“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)\"模式發(fā)展。參數(shù)化建模軟件通過參數(shù)變量、約束條件和參數(shù)方程建立起模型與數(shù)學(xué)函數(shù)之間的映射關(guān)系，使得設(shè)計(jì)師能夠在幾何拓?fù)涓拍钕律蓭缀卧煨筒⑶彝ㄟ^即時(shí)渲染技術(shù)達(dá)到對(duì)設(shè)計(jì)形態(tài)的直觀表現(xiàn)和交互反饋。比如，模塊化的元件庫技術(shù)把陶瓷傳統(tǒng)造型的局部細(xì)節(jié)（如口、足、耳）參數(shù)化，設(shè)計(jì)師可以通過組合、變異算法產(chǎn)生各種造型變異方案，增強(qiáng)了生成和設(shè)計(jì)的可能性。

4.2生產(chǎn)流程革新

信息技術(shù)對(duì)陶瓷制造工藝的優(yōu)化與升級(jí)主要表現(xiàn)在工藝鏈的上下結(jié)合和并行操作方面。3D打印等增材成型工藝與CNC數(shù)控鏤空等減材成型工藝的多方式并行化制造打破了傳統(tǒng)工藝中成型方式的單向依賴。例如在3D打印成型制坯方面實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的復(fù)雜造型和鏤空結(jié)構(gòu)的同時(shí)，利用數(shù)控鏤空的方式對(duì)制壞3D打印件進(jìn)行精細(xì)化二次成形，這種方式兼顧了手工制坯的細(xì)節(jié)表現(xiàn)能力與批量化生產(chǎn)可管控的尺寸精度。

數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)流程內(nèi)，以虛擬窯爐代替現(xiàn)實(shí)窯爐對(duì)燒制過程進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬調(diào)控，實(shí)現(xiàn)窯爐的溫度監(jiān)控及參數(shù)調(diào)整。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，如缺陷檢測(cè)對(duì)3D打印陶瓷的層間結(jié)合強(qiáng)度和收縮率偏差進(jìn)行預(yù)判，提前對(duì)可能出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行防范，提高生產(chǎn)的“穩(wěn)準(zhǔn)性”。

數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用非否定性技術(shù)替代工藝應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)手工藝術(shù)的回歸，實(shí)現(xiàn)將手工藝的重復(fù)性操作和工藝過程中的風(fēng)險(xiǎn)操作轉(zhuǎn)交給軟件，促使陶瓷產(chǎn)業(yè)更向“精益化一柔性化一可持續(xù)性”方向邁進(jìn)。

4.3審美范式遷移

數(shù)字技術(shù)對(duì)陶瓷審美圖式的作用，從改造傳統(tǒng)“匠作紋理\"的編碼和解碼開始?；趨?shù)化的幾何紋路、基于GAN算法生成的抽象紋路以及基于3D打印的數(shù)字堆積紋路，構(gòu)成不同于傳統(tǒng)拉壞旋轉(zhuǎn)的旋紋痕跡和手工拍打的拍打紋理的“數(shù)字紋理”。這些紋理不是復(fù)現(xiàn)自然物的紋理，而是通過算法和物理的疊加形成規(guī)律化的同時(shí)具有隨機(jī)性的新質(zhì)感。比如分形運(yùn)算生成的仿生結(jié)構(gòu)和拓?fù)溥\(yùn)算生成的力學(xué)支撐體，使陶瓷具象且剛毅，但經(jīng)過陽光反射以及觸覺感受的烘托，這些紋理又詩意化地表達(dá)其質(zhì)感。

5結(jié)論

數(shù)字化技術(shù)為現(xiàn)代陶瓷藝術(shù)造型創(chuàng)新提供了多維賦能路徑，其在形態(tài)生成、工藝優(yōu)化與文化傳播層面的價(jià)值已得到實(shí)踐驗(yàn)證。技術(shù)介入打破了傳統(tǒng)工藝的時(shí)空桎梏，使參數(shù)化設(shè)計(jì)、算法生成與智能調(diào)控成為陶瓷造型創(chuàng)新的重要驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)通過數(shù)字孿生與虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建了“設(shè)計(jì)-制造-評(píng)估\"的閉環(huán)體系，顯著提升了創(chuàng)作效率與工藝精度。然而，技術(shù)賦能的深層命題在于如何平衡工具理性與藝術(shù)本體性：數(shù)字化手段應(yīng)被視為拓展創(chuàng)作可能性的“腳手架”，而非替代人類審美判斷的“自動(dòng)裝置”。未來研究需進(jìn)一步探索技術(shù)倫理的邊界，在算法透明性、文化符號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)譯以及人機(jī)協(xié)同的信任機(jī)制等維度深化理論建構(gòu)。唯有在技術(shù)理性與藝術(shù)感性之間建立動(dòng)態(tài)平衡，數(shù)字技術(shù)方能真正成為激活陶瓷藝術(shù)當(dāng)代價(jià)值的“文化基因編輯器”，而非消解其文化基因的“技術(shù)溶劑”。

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