基于形状文法的新疆维吾尔族纹样创新设计研究

王彦 程鲲

摘要：格式是传统民间艺术形式的重要特征，但其创新发展却很少。简单地提取不能满足其在现代美学中的扩展和发展。通过一种更好的翻译设计方法对维吾尔族纹样进行创新，改进传统结构，以满足当前对美学的要求。通过对新疆维吾尔族传统纹样的分析，明确其典型特征，提取核心纹样图案作为初始模型，利用形状文法生成新的纹样设计方案。基于形状文法的传统纹样再设计，既保留了传统纹样的基因特征，又创新性地挖掘了其遗传因素，为传统纹样在现代文化中的转型提供了巨大的创新设计源泉和方法。新疆维吾尔族纹样再设计实验，论证了其方法的可行性和有效性。

关键词：维吾尔族纹样;形状文法;创新;设计

中图分类号：J51

文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2020）02-0133-03

维吾尔群居住在丝绸之路的起点。由于丝绸之路被多种文化所包围，因此在发展过程中以及长期发展中，受到了印度、阿拉伯和中亚等区域文化的影响，文化在不断发展。在其发展过程中，传统手工艺所产生的民族传统图案非常独特，并成为当地一种独特的艺术形式，这是维吾尔族人知识的结晶。如今，现代时尚文化极大地影响了维吾尔族的传统风格，在文化软实力战争中，他们逐渐失去了自己的特色，传统的表达方式已无法满足现代人审.美需求的变化。所以需要在设计中将结构的特征因素中剔除出来，并且有必要通过结合现代图形的原理来创造性地改造创新设计以满足现代文化需求。资料文献中对维吾尔族传统纹样的创新设计实践，元素的创造性改造以及对纹样随后的发展和流传几乎没有涉及任何研究，主要研究在对纹样的收集和总结，对纹样含义的分析和直接应用上[1-4]。这里利用形状文法对新疆维吾尔族纹样进行了再设计，提出了一种新的传统纹样创新设计方法。

1形状文法的概念

形状文法引入到创新设计当中就是以某种初始形状为模板，按照一定规律，将原有形状作为遗传特征合成新的形状的方法。形状文法由George Stiny和James Gips最先提出并应用于绘画与雕塑创作，后来扩展到产品品牌识别与创新设计领域，是一种以形状运算为主的设计方法[5]。在建筑艺术设计、产品设计、图案设计等领域形状文法已经成功被证实其合理性[6]。

2新疆维吾尔族纹样的概述

新疆维吾尔族纹样具有独特的地域特征和丰富的内涵。这些纹样不仅是维吾尔族传统生活的活化石，而且是他们真实生活的一种体现。对新疆维吾尔族文化背景和纹样设计的综合分析有助于弄清纹样背后的深层文化，并可以更准确地提取有用的信息和图形，同时为框架的创新设计奠定基础。为了改造新疆维吾尔族的纹样，我们首先需要了解该纹样的结構规律、结构形式、结构要素等。还需要对传统纹样进行归纳、分析、创新和继承[7]。

2.1新疆维吾尔族纹样的题材

维吾尔族纹样按照来源、造型特色、表达意义和应用领域可以分为图腾崇拜、自然纹样、动物纹样、日用品纹样和几何纹样。使用逼真或抽象的方式，显示对称、交错、并排或连续的不同类型的丰富、生动、鲜明、典雅和简单的维吾尔族纹样。受维吾尔族当地居民的环境影响，维吾尔族人民高度重视植物，这不仅是生命的象征，也是希望。所以植物是最常用和最具代表性的，在木雕、金属制品、室内装饰和脚栏杆中都会有植物纹样。主要相关的植物类型：巴旦木、葡萄、玫瑰，无花果和雪莲花等，种类繁多，然后在花侧装饰有藤蔓纹样。其中，巴旦木的使用是所有植物中最常见的一种，主要用于金属仪器和乐器中，并且许多对称分布，不仅美观，而且寓意十分美好。几何图案不仅带来美的艺术，而且可以激发和增强维吾尔族纹样的设计灵感和美感。除了在建筑中使用的几何结构外，它在传统手工艺中也得到了更广泛地应用，它显示了当地人细腻的内心，并且会变为纹样的主要构成元素，这种结构通常是对称、循环、连续，体现出了和谐的美感，并结合了本族独特的观念[8]。维吾尔族纹样构成元素见图1。

2.2新疆维吾尔族纹样的构成形式

新疆维吾尔族纹样一般由等量或者不等量图形以轴线或中心点来进行排列，形成对称与均衡的秩序感。如主体造型习惯运用花卉等，而边角装饰习惯运用巴旦木、花叶、回纹边框等，其他填充部分则选用藤蔓纹、葡萄纹等。而整体的构图骨架也遵循一定规律，如米字骨架、田字骨架、井字骨架等。纹样严格呈水平、垂直走向，斜线45°走向[9]，新疆维吾尔族图案组合骨架见图2。

3基于形状文法的纹样创新方法

Cui和Tang运用抽取原始图形，通过形状文法计算系统，得到一系列图形模板[10]。根据Stiny和Gips的定义，形状文法语法关系（SG）可以表示为SG=（S，L，R，1），其中：S为形状的.有限集合;SG为S经比例、旋转等操作衍生的形状集;L为标记的有限集合;R为推理规则有限集合;I为初始形状[11]，那么SG表示为S经平移、旋转、镜像等推理规则衍生的形状集。下面以一个初始形状模型为例来说明不同形状依据规则进行纹样的创新的过程。假设提取的初始图形形状为A，A中有被标记的变换位置及轴线，经过5个欧几里德变换的形状规则形成最后生成性推理规则，因此，将规则规定为R1平移，R2水平镜像，R3、R4分别是以边角45°旋转和以45°为中心的旋转，R5为垂直镜像。生成的新的形状被看作一个整体进一步应用会产生更多衍生图形形状，生成性规则与衍生性规则见图3，R6为倾斜镜像，R7、R8为不同方向的水平镜像，R9为顺时针旋转90°，R10为垂直镜像[12]。而在具体的纹样演变过程中提取的初始形状为有代表性的典型图案，创新过程也更为复杂。

4基于形状文法的新疆维吾尔族纹样创新设计思路

新疆维吾尔族纹样的创新设计依据了转译的原理，将形状文法应用其中，应用框架见图4。（1）对新疆维吾尔族纹样及相关文化背景进行研究，选择能够反映维吾尔族当地文化内涵，具有较强代表性的做为目标纹样进行分析、提取;（2）根据所提取的目标纹样进行图形转译，推理演变出新的单体单元，再利用衍生性规则生成新的基本单元;（3）对衍生出来的维吾尔族纹样进行筛选，选择符合美学规律和审美认知的进行合理重构设计，从而得到创新的纹样设计方案。

5基于形状文法的新疆维吾尔族纹样创新设计实践

在新疆维吾尔族，将代表图案中“石榴花”和“巴丹木”作为基本图形，然后基于现代图案设计方法，在未改变的原始特征的基础上重新构建，使用转换、夸张等手法将维吾尔族传统纹样进行提取，使其与现代人的审美观一致，三种纹样初始形状提取见图5。

新疆维吾尔族纹样的整个创新过程分为两个阶段。第一步是基本单元的生成，它主要是将之前提取出的初始纹样按形状文法规则进行演变;第二阶段是新纹样的诞生，将第一阶段形成的基本单元进行有规律地演化。利用形状文法推演的基本单元推演过程见图6。

演化一是将牡丹纹样提取出的基本纹样进行连续两次的R1规则变换，形成了基本图形单元一;演化二是将石榴纹样提取出的基本纹样进行一次R4和两次R5的规则变换，形成了基本图形单元二;演化三是将巴旦木纹样提取出的基本纹样进行了七次R3的规则变换，形成了基本图形单元三。第二阶段是用单元一的基本图形为例，将单元一依据R6→R8→R6→R10→R6→R7→R6这些衍生性规则地配合使用得出新的纹样，单元纹样1的衍生性演化见图7。

当然，整个单元除了可以将已开发的结构进行演化，甚至可以提取在完整结构中形成结构的最小结构单元，并且可以将最小结构单元转译为单元图案，如花瓣、心形等。对转化的新图形，可以依据维吾尔族人们的喜好搭配符合本民族特征的颜色，维吾尔族纹样最小单元的创新设计过程见图8。不难看出，形状文法可以用来创新出大量的符合维吾尔族民族特色的创新纹样。基于这些纹样单体，再结合先前对新疆维吾尔族纹样的形成模式和规律的研究，可以找到创新的维吾尔族纹样的方案。

6结语;

本文对新疆维吾尔族传统纹样的由等量或者不等量图形以轴线或中心点来进行排列，形成对称与均衡的秩序感，确定其明确米字骨架、田字骨架、井字骨架等。纹样严格呈水平、垂直走向，斜线45°走向典型特征规律，在此基础上提取核心纹样图案作为初始模型，利用形状文法生成新的纹样设计方案和再设计，这样既保留了传统纹样的特征，又创新再生其遗传因素，所提取的目标纹样进行图形创新，推理演变出新的单体单元，再利用衍生性规则生成新的基本单元，为传统纹样在現代文化中的转型提供了巨大的创新设计源泉和方法。新疆维吾尔族纹样再设计实践，论证了其方法的可行性和有效性，这使得新疆维吾尔族纹样具有更.多的遗传性和进化性，有着更广泛的传播途径。

参考文献

[1]杨昊.当代语境下维吾尔族装饰纹样图式审美探析[J].西北成人教育学报，2013（05）.

[2]华俐.新疆维吾尔族纺织品典型植物纹样研究[D].新疆师范大学，2012.

[3]李楠，潘鲁生.东疆维吾尔族织绣文化与中原的交流[J].贵州民族研究，2018（05）.

[4]郗望.新疆维吾尔民族图案艺术中的菱形纹样艺术特征研究[D].新疆师范大学，2014.

[5]杨延璞，陈登凯，余隋怀.基于形状文法的泛族群产品形态设计[J].计算机集成制造系统，2013，19（09）：108-115.

[6]LEEJ.A Formal Approach to the Study of the Evolution and Commonality of Patterns[U.Environment&Planning B Planning&Design，2013，40（01）：23-42.

[7]申艳冬.维吾尔族民居纹样色彩的文化认知[J]新疆职业大学学报，2015（02）.

[8]史洋.新疆维吾尔族纹样在平面设计中的研究与应用[D].天津科技大学，2017.

[9]王伟伟，彭晓红，杨晓燕.形状文法在传统纹样演化设计中的应用研究[J].包装工程，2017，38（06）.

[10]CUIJ，TANGM.Integrating ShapeGrammars into Generative System for Zhuang Ethnic Embroidery Design Exploration[J].Computer-Aided Design，2013，45（03）：591-604.

[1]王伟伟，彭晓红，杨晓燕.基于形状文法的产品形态创新设计研究与实践[J].工业设计2014（01）.

[12]马皎.宁强羌族刺绣纹样的转译与创新设计研究[J].包装工程，2018，39（20）.

[13]赵海英.基于拓扑构型的地毯图案生成方法[J].计算机辅助设计与图形学学报，2013，25（04）：506-508.