基于形状文法的徽州木雕灯具产品设计研究

庄德红，任 尧，王震霆

（1.安徽工业大学 艺术与设计学院，安徽 马鞍山243032；2.中国科学院南京地理与湖泊研究所，江苏 南京210008）

徽州木雕是我国传统民间艺术，作为“徽州三雕”之一，以其精致的雕刻工艺、独树一帜的风格而闻名于世。如今，将文化元素融入产品创新设计中已成为一种趋势，而徽州木雕具有庞大的文化基因库，在给设计师带来多样化设计灵感的同时，也可借由文创产品为载体进行传承与传播。

在过往研究中，一些学者探究形状文法在文创产品设计中的应用模式，如詹秦川等通过提取立春节气及茶具的特征形态，借由形状文法推演生成具有立春节气气息的茶具形态曲线，并以此为依据进行三维软件绘制[1]。贺雪梅等运用形状文法将凤凰的形态应用于家具设计中，依据推演规则及设计约束得出最佳设计方案[2]。乔现玲等结合形状文法推演规则库对汝官窑瓷器器型进行再设计，实现了汝官窑瓷器器型多样化[3]。基于上述分析，以徽州木雕为研究对象，以灯具产品设计为案例进行验证，提出一种文化与产品耦合的新模式。

一、形状文法概念及其推演规则

（一）形状文法基本概念

1972年，George和James提出了形状文法，它是将某一个或多个基本形在空间关系中依照一定规则秩序进行排列组合生成新形状的方法[4]。形状文法作为一种计算机辅助设计方法，通过研究形状的文法规则及关系进行运算，从而产生新的产品造型[5]。根据形状文法的定义，可表示为：SG=(S,L,R,I)，其中SG为S经推演规则衍生出的形状集。S表示初始形状的有限集合，L表示符号的有限集合，R表示推演规则有限集合，I表示用于推演的初始形状[6]。

（二）形状文法推演规则

形状文法推演分为以下几步：1.确定推演的初始形状；2.设定推演的基本规则以及有效区间；3.结合需求进行形状推演，并产生新的形态。如表1所示，此为常用的形状文法推演规则。

表1 推演规则表

（三）徽州木雕灯具产品推演模型

依据形状文法的推演流程，徽州木雕灯具产品推演模型如下。

1.前期资料搜集与原型研究阶段

对所搜集的图片、网络资料、文献等进行整理分析，总结徽州木雕所蕴含的雕刻技法、纹样应用以及人文内涵，根据用户偏好及设计风格定位对样本进行梳理，提取徽州木雕文化特征元素。

2.形状文法推演阶段

认定徽州木雕文化特征线条为初始形状，并结合灯具产品形态线条库以及形状文法演变规则进行推演，进而衍生出具有徽州木雕文化特征的灯具线条，并对所得线条进行设计约束。

3.方案设计优选阶段

对初始设计方案群进行初选，结合设计评价优选出最佳方案，并在此基础上进一步优化。

二、徽州木雕纹样分类提取

（一）徽州木雕题材分类

徽州木雕题材多样且内容丰富，基于徽州木雕的相关调研，对其题材选择、图案特征进行聚类分析与整理，如表2所示。

不难发现，徽州木雕作品丰富，题材、种类皆不同，应用范围也极为广泛[7]，其雕刻作品大多因材施艺，并依据不同树种、材质、部位，配合不同题材、造型，可创造出多样化组合，使雕刻整体呈现一定灵活性。[8]

（二）徽州木雕纹样提取

首先，通过收集徽州木雕作品素材，对这些作品进行初步筛选及处理；其次，邀请30名受试者对筛选后的木雕纹样题材进行测试，并得出山水风光主题是用户选取的徽州木雕代表元素；结合PHO⁃TOSHOP等软件提炼其概括性线条，生成徽州木雕形态曲线库（见表3）。

图1 灯具产品推演模型

表2 徽州木雕题材分类表

表3 徽州木雕形态分析表

三、形状文法在徽州木雕灯具产品中的设计实践

将抽取的山水代表纹样作为初始形态，以灯具为设计载体，依据设计调研与用户分析结果，确定目标用户群体为青年人群，产品定位应为简约、现代化、禅意。

（一）原型研究

为明晰徽州木雕灯具造型设计要素选取与应用，在此选取落地灯作为设计案例进行分析：首先，落地灯的设计要点为灯罩、立架及底座三个部分；其次，针对落地灯参考族产品进行形态曲线分析；最后，筛选适当案例作为初始形态，如表4所示。

表4 落地灯产品形态提取表

（二）徽州木雕灯具产品形态耦合推演

徽州木雕山水图案形态多变，构图饱满且文化内涵丰富，对其进行形态提取并用于落地灯，应简化其线条，在达到现代感的同时可保留浓浓禅意，以符合目标消费群体需求。为达到此目标，将两者进行形态耦合推演，可以得出具有徽州木雕元素且符合产品定位的优化方案。

徽州木雕灯具产品曲线库由集合{A1,A2,A3,A4,A5}∪{B1,B2,B3,B4,B5}组成。第一步，从徽州木雕曲线库中任选A4作为演变初始线条，将初始线条A4借由形状文法规则库进行输入与推演，初始线条推演过程见图2。第二步，从落地灯参考族产品中选取B5作为产品初始形状，对其主要设计部位进行形态线条替换，带入形状文法规则库中再次进行推演，具体耦合推演过程如图3所示；与此同时，在推演流程中进行设计约束，设计风格依据前期产品定位，在保留徽州木雕元素的同时，确保产品形态简约且现代化。最后一步，结合人体工程学方面和灯具的实际使用情况，在尺寸的设计上，将落地灯灯架的宽度保持在250毫米至350毫米之间，而高度设置则由具体形态而定，最高不超过1500毫米。

图2 徽州木雕初始曲线演变流程

图3 徽州木雕灯具耦合推演流程

（三）方案生成与筛选

依照形状文法推演规则，得出初始方案群，针对初始方案群进行初步筛选，筛选出相对成熟且展现徽州木雕艺术之美的设计方案，初步筛选后所得方案见图4。

图4 初选方案集

针对上述初选方案，选取其中耦合推演相对完善且造型差异明显的方案F1、F3、F7，通过运用语义差分法进行测评。

测试流程：

（1）选取150名18岁至30岁的青年作为测试样本。第一，测试者均无色盲或色弱，且裸眼或矫正后视力正常；第二，测试者均为首次见到本研究实验所用样本图片；第三，其中部分青年有熟悉或购买过文创产品的经历；最后，所有被测试者均在自愿情况下参与本实验。

（2）向被测试者说明实验整体流程及注意事项，并依据简约、现代化、禅意以及文化展现性四大测评指标对三组方案进行打分。（见图5）

图5 问卷测评打分模板

（3）收集整理问卷，本次发放150份问卷，有效问卷141份，无效问卷9份，将所得结果进行处理计算，结果如表5所示。

图6 最终方案效果图

表5 测试结果分析表

依据表5可以得出，方案F1在简约及现代化两方面表现较强，但禅意及文化展现方面薄弱；方案F3在各项数值上较为平均，平均值处于中间部分，没有太多出彩之处；方案F7在禅意及文化展现方面较为突出，能够较好表达出徽州木雕文化意蕴，且平均值最高，因此F7为最终选取方案。

（四）最终方案设计

本次设计的主题为徽州木雕元素与灯具产品融合。本套方案设计简洁，将徽州木雕的山水纹样融入落地灯整体框架形态设计中，结合不同高度的灯具组合，形成灯具整体的山水高低错落之势，使消费者从中获得自然、禅意的观赏体验；同时，金属立柱与竹编灯框形成简约与繁复对比，造型现代且独特，给人以美的享受。

四、小 结

将形状文法应用于徽州木雕灯具产品设计中，探究徽州木雕与灯具产品的耦合流程，总结徽州木雕元素在灯具产品设计中的应用模式，并提出一种新的徽州木雕文创产品形态推演模型。通过设计实践验证了该模型在徽州木雕文创产品设计中具有一定的可行性。将形状文法应用于徽州木雕灯具产品设计中，在一定程度上可拓展徽州木雕文创产品市场，推动产品设计创新发展。

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