基于形狀文法的牡丹文化產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)新設(shè)計

李陽，王偉

(河南科技大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院，洛陽 471023)

1 引言

從《詩經(jīng)》算起，牡丹文化距今已有3000余年的悠久歷史，為以牡丹文化為題的創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計提供了豐富文化積淀。一年一度牡丹文化節(jié)呈現(xiàn)出花如海、人如潮的盛況，更為牡丹文創(chuàng)產(chǎn)品提供了廣闊市場[1]。盡管牡丹文化產(chǎn)品已經(jīng)產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，但產(chǎn)品形態(tài)過于具象，文化內(nèi)涵薄弱，種類單一，差異化不足。為了傳承和創(chuàng)新牡丹文化，本文基于牡丹文化內(nèi)涵、依托牡丹的形態(tài)基因，對其展開科學(xué)合理地整合、提取、再創(chuàng)造，為文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)提供一種有效參考[2]。

現(xiàn)有的文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計研究對花卉文化則鮮少提及。葉聰提取“南京非遺”文化因子后通過置換與重構(gòu)等方法將其創(chuàng)新應(yīng)用于家具設(shè)計[3]。王偉偉等人采用層次分析法提取漢代服飾并應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計[4]。有關(guān)用形狀文法推理演變產(chǎn)品形態(tài)的研究尚處于起步階段，朱上上、羅仕鑒運(yùn)用形狀文法實現(xiàn)文物元素的再造[5]。李陽等人依據(jù)形狀文法推演規(guī)則的內(nèi)在機(jī)理，提出文法化邏輯演繹規(guī)則與物理約束準(zhǔn)則相結(jié)合的造型文法化推演模型，并應(yīng)用于新能源載貨摩托車的造型設(shè)計[6]。而對牡丹文化的研究較多集中在植物學(xué)、藥物學(xué)以及文學(xué)領(lǐng)域，關(guān)于如何將牡丹文化轉(zhuǎn)化為文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計的研究較缺乏。本文擬通過系統(tǒng)、科學(xué)、合理地構(gòu)建基于形狀文法的形態(tài)創(chuàng)新設(shè)計模型，引導(dǎo)牡丹文化融入現(xiàn)代社會語境，實現(xiàn)牡丹文化的傳承與創(chuàng)新。

2 研究模型

研究模型如圖1所示：客觀提取并抽象表征形態(tài)基因；在意象規(guī)則的約束下，建立基于形狀文法的形態(tài)生成機(jī)制；結(jié)合目標(biāo)產(chǎn)品建立遴選規(guī)約以精簡初始方案規(guī)模。

圖1 基于形狀文法的牡丹文化產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)新設(shè)計模型

3 關(guān)鍵技術(shù)

牡丹文化是綜合藝術(shù)、文學(xué)、歷史、植物等多學(xué)科的花意文化，具有復(fù)雜性、多樣性、模糊性等特征，設(shè)計師難以量化其形態(tài)特征、抽象表征形態(tài)基因，并確保在文化意象約束下客觀選取初始形狀，用于創(chuàng)新重構(gòu)。針對上述難點(diǎn)，提出以下關(guān)鍵技術(shù)予以解決。

3.1 提取典型形態(tài)特征

針對以往感性經(jīng)驗為主導(dǎo)的設(shè)計思維，采用層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP)定性和定量分析牡丹形態(tài)構(gòu)成元素。通過定性指標(biāo)模糊量化方法算出各元素排序(權(quán)重)，選取權(quán)重遠(yuǎn)高于其它元素的一或多個元素為典型形態(tài)[7]。為解決已有牡丹文化產(chǎn)品形態(tài)過于具象化的現(xiàn)狀，采用型譜分析法、形態(tài)分析法提取典型形態(tài)的樣條線，表征形態(tài)基因使其符號化、形象化，為文化形態(tài)基因與現(xiàn)代產(chǎn)品結(jié)合提供設(shè)計切入點(diǎn)[8]。

3.2 確定意象約束規(guī)則

為解決隱性文化的模糊性和不確定性難點(diǎn)，從與牡丹相關(guān)的詩詞、戲曲、小說等歷史文學(xué)作品歸納出牡丹的意象語義，采用口語分析、語義差異法選取代表性語義，確定文化意象規(guī)則以約束設(shè)計，提高創(chuàng)意產(chǎn)品與文化的結(jié)合度。

3.3 選取初始形狀

牡丹經(jīng)不斷地人工嫁接繁殖已有多達(dá)500余品種，其中不乏有在形態(tài)上與其它花卉相似的品種，如牡丹有菊花型、荷花型花瓣等。因此應(yīng)用文化意象為約束準(zhǔn)則，剔除與其它花卉易混淆的樣條線，選取最能夠激發(fā)消費(fèi)者認(rèn)同感的樣條線用于后續(xù)形狀推演。為此運(yùn)用帕累托定律選取累計頻率80%所在區(qū)間以內(nèi)的樣條線為初始形狀。

3.4 形狀推演法則

形狀文法作為一種以形狀運(yùn)算為主的設(shè)計方法，可以實現(xiàn)初始形狀以設(shè)計師的訴求為約束，以推理法則為依據(jù)，生成新形狀的同時保持初始形狀的延續(xù)性[9]。可表示為：SG=(S,L,R,I)，其中S代表形狀的有限集合，L代表符號的有限集合，R代表推演規(guī)則的有限集合，I代表用于推演的初始形狀[10]。選用表1中的推演規(guī)則，建立基于形狀文法的牡丹文化產(chǎn)品形態(tài)生成機(jī)制，抽象、簡化初始形狀，同時最大程度保留原始的牡丹形態(tài)特征。

表1 形狀推演規(guī)則

4 設(shè)計驗證

邀請15名專家(8名工業(yè)設(shè)計師，7名植物學(xué)專業(yè)教師)依據(jù)九級標(biāo)度法對牡丹視覺形態(tài)元素的重要性構(gòu)造判斷比矩陣，運(yùn)用方根法計算得出各元素權(quán)重向量W、C.I.(一致性指標(biāo))、C.R.(平均隨機(jī)一致性指標(biāo))如表2所示。

表2 層次分析結(jié)果

C.I.與C.R.值均小于0.1，證明此次排序結(jié)果具有滿意的一致性。由結(jié)果可知，花瓣形態(tài)最為重要，遠(yuǎn)高于其余形態(tài)元素，因此提取花瓣形態(tài)作為牡丹文化產(chǎn)品的典型形態(tài)特征。文獻(xiàn)記載牡丹花瓣有九種形態(tài)類型，將各類型圖例去色，運(yùn)用型譜分析法和形態(tài)分析法繪制樣條線如表3所示，實現(xiàn)具象形態(tài)的抽象化、符號化。

表3 牡丹花瓣形態(tài)的樣條線

邀請10名游客、10名牡丹之鄉(xiāng)的市民、10名工業(yè)設(shè)計師，依據(jù)五級里克特量表評價得到文化意象約束規(guī)則為雍容華貴、花團(tuán)錦簇。設(shè)計調(diào)查問卷讓受訪者從九個樣條線中，選擇最能體現(xiàn)雍容華貴、花團(tuán)錦簇意象的一條或多條樣條線。統(tǒng)計有效的調(diào)查問卷，依據(jù)帕累托定律選取用于形態(tài)推演的初始形狀是皇冠型、薔薇型和繡球型，結(jié)果如表4所示。

表4 帕累托原理統(tǒng)計結(jié)果

將初始形狀輸入應(yīng)用形狀文法的形態(tài)生成機(jī)制，結(jié)合目標(biāo)產(chǎn)品建立遴選規(guī)約以精簡初始方案規(guī)模。本次以可折疊牡丹果盤為設(shè)計對象，以文化意象為約束，以簡約感、現(xiàn)代感為參考準(zhǔn)則，突出實用和可折疊收納功能。邀請設(shè)計師與消費(fèi)者采用語義差異法選取適用于果盤設(shè)計的最優(yōu)方案。最終遴選出的兩種形態(tài)及其具體推演過程如圖2所示。r1代表置換法則，即將繡球型與皇冠型的部分置換；r2代表微調(diào)法則，在推演過程中將形態(tài)進(jìn)一步簡化；r3代表縮放法則，使其更適用于果盤尺寸編排；r4代表旋轉(zhuǎn)法則，針對目標(biāo)產(chǎn)品調(diào)整形態(tài)方向。

經(jīng)形態(tài)生成機(jī)制推演、遴選規(guī)約篩選得到的兩種形態(tài)用于方案設(shè)計，通過不斷優(yōu)化完善候選設(shè)計方案，最終設(shè)計效果如圖2所示(設(shè)計者曹耿陽)。為將傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代產(chǎn)品相融合，選擇現(xiàn)代感較強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)鋼材，也可避免色彩的干擾，以凸顯產(chǎn)品的文化特征。

圖2 推演過程示意圖及可折疊的牡丹文化創(chuàng)意果盤設(shè)計

5 討論

通過設(shè)計驗證了基于形狀文法的牡丹文化產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)新設(shè)計方法的有效性與理論價值，分析設(shè)計驗證能有效實現(xiàn)牡丹文化與創(chuàng)新設(shè)計融合的原因在于： 一方面，設(shè)計實踐表明此法能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品造型的繼承性與創(chuàng)新性，文法化推演過程既能夠延續(xù)文化元素的典型特征，又能夠?qū)π螒B(tài)進(jìn)行創(chuàng)新演變，打破以往依賴設(shè)計師的主觀限制導(dǎo)致造型單一化與同質(zhì)化；另一方面，文法化推演通過其客觀、理性的推演機(jī)制，可快速獲取兼具文化性與創(chuàng)新性的造型衍生方案，并通過對文化的典型特征精準(zhǔn)定位和提取以提升設(shè)計的準(zhǔn)確性與高效性。

6 結(jié)語

針對文化產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計時的模糊性和感性化的問題，提出并建立了基于形狀文法的產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)新設(shè)計模型。定性與定量分析相結(jié)合選取典型形態(tài)特征，型譜分析與形態(tài)分析相結(jié)合表征形態(tài)基因，建立形態(tài)特征提取方法。應(yīng)用意象約束規(guī)則與形狀推演規(guī)則相結(jié)合推演初始形狀，建立了有效的創(chuàng)新形態(tài)生成系統(tǒng)，構(gòu)建一個能夠?qū)崿F(xiàn)文化形態(tài)傳承和創(chuàng)新設(shè)計的模型。

目前，有關(guān)于將牡丹文化應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計的研究為數(shù)不多，本文創(chuàng)新性地以牡丹文化產(chǎn)品形態(tài)為研究對象，設(shè)計實踐表明該模型可用于相關(guān)文化產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)新設(shè)計。