基于打散重构的陶瓷产品自设计研究

崔国鹏 桑 振* 段旭芳 李 硕 穆子童

（陕西科技大学设计与艺术学院，陕西 西安710021）

五千年悠久历史孕育了中华民族源远流长的灿烂文化，陶瓷作为中华民族的伟大发明之一，它不仅是中国传统的民族产品，更是中国对世界文明的伟大贡献。打散重构是一种造型创新设计理念，其原理核心是把产品造型看成一个由零部件组成的复杂系统，将复杂系统进行形态分解，产生各个子形态元素，然后将子形态元素根据美的法则以及造型的需要进行重新组合，以达到创新的目的[1]。在文化创意产品设计中引入打散重构理念是契合文化与形态再造的内在需求，是不断审视、思考过的必然选择[1]。本文以打散重构的设计方法为基础，提出陶瓷自设计思路，旨在为现代陶瓷设计提供参考。

1 陶瓷产品自设计系统概述

打散重构是分解打散原有客观形态，按照新的构想及规律重新组织、排列分解元素，一方面能解构原有形态进行重新组织，另一方面能建构成一个全新的结构形态，并延伸出新的含义[2]。研究结合陶瓷独特的艺术形式及其传承价值，提出陶瓷产品自设计系统思路，即用户要设计一款属于自己的陶瓷产品，首先进入陶瓷器形特征库，寻找自己需要的器形子系统元素，重组得到陶瓷器形立体模型，定义器形肌理及色彩；接着进入陶瓷纹样特征库，寻找纹样，对纹样进行重组，定义色彩、质感等参数设置；随后进入设计版面，对纹样在陶瓷容器上的布局、比例等进行设计。若设计图符合用户需求，则输出设计结果，进行实物烧制；若不能，则可返回器形子系统特征库或纹样特征库重选器形或纹样，更改相应的参数设置，直至用户满意。

陶瓷产品自设计系统可抽象为多目标与多变量的数学优化问题：以节约设计时间、成本为目标函数；以器形子系统特征元素组合处斜率、陶瓷特性及成型方式为约束条件；由器形重构、纹样重构、纹样与器形不同比例和位置组合得到的多种设计方案组成多元解集合，并由用户满意度作为决策依据得到最优解。

2 造型打散与陶瓷特征库的建立

打散主要侧重于设计元素的提炼和获取。本文针对唐代到清代的陶瓷作品，通过形态分析法进行造型打散，从而获取陶瓷器形及纹样特征库。形态分析法由美国加州理工学院的佛利茨·兹维基教授创立于1940 年代初[3]。该分析法原理是打散对象形态结构，将其分解成各个基本组成要素，然后单独研究、处理其中某个组成要素[4]。具体流程如下：（1）收集从唐代到清代的陶瓷图片，筛选具有典型差异性的图片作为样本，并对其做相应的预处理，包括统一图片尺寸、矫正倾斜角度、去除噪声、形态学运算等；（2）提取陶瓷器形特征，将陶瓷器形作为完整的系统，对其进行造型打散，提取器形各子系统特征，并对其进行造型推演及编码，建立陶瓷器形子系统特征库；（3）提取陶瓷纹样特征并对其进行分类编码，建立陶瓷纹样特征库。

2.1 陶瓷器形特征库的建立

根据陶瓷作用的不同，将古代陶瓷分为日用陶瓷（D）和艺术陶瓷（A）两大类。日用陶瓷以盘、碗、碟、壶、杯等最为常见。艺术陶瓷即装饰陶瓷，主要包括花瓶、烛台、炉、香薰、灯等。根据分类对所收集的样本进行整理，对其进行造型打散，提取器形各子系统特征元素，并对提取的各子系统特征元素进行形态推演，得到新的特征元素，如表1。将表1 中特征提取与编码结果录入陶瓷自设计系统，得到陶瓷器形子系统特征库。

表1 陶瓷器形子系统特征提取（部分）

2.2 陶瓷纹样特征库的建立

根据陶瓷纹样题材的不同，将陶瓷纹样分为动物纹（Z）、植物纹（P）、人物纹（M）、几何纹（G）、其他纹样（O）等大类，在每一大类下再进行分类细化。从所收集的古代陶瓷样本中提取每一类纹样的造型特征，并对其进行编码，建立陶瓷纹样特征库。

3 造型重构与陶瓷自设计

造型重构作为常用的造型表现手法，以拆解与组构为理论前提下完成新的形象设计[5]。换言之，将陶瓷“打散”后得到的器形子系统特征元素及纹样特征元素，在保证目标载体功能性的前提下，选取特征元素，依据现代审美原则进行重组，得到新的设计方案，从而在传承中实现陶瓷设计的创新。本文提出的陶瓷自设计过程包括陶瓷器形重构、陶瓷纹样重构、陶瓷设计重构三部分，具体过程如图1 所示。

陶瓷器形重构，即选取陶瓷器形子系统特征库中的若干个子系统特征元素，对其进行造型重构，并定义其釉色、肌理，得到新的陶瓷器形。数学中，斜率k=tanα，其中α 为直线与平面直角坐标系横轴正半轴方向的夹角。器形重构过程中，为保证所选子系统特征元素可组合成为完整的器形，系统将以所选特征元素组合处斜率容差（α±5°）为约束条件，对子系统特征元素的选择进行约束。如：在设计一款茶壶时，首先选定壶身形态，确定壶嘴、壶盖、壶把的位置，相应地，壶身与壶嘴、壶盖、把手组合处的斜率随之确定，在选择壶嘴、壶盖、把手的过程中，系统会自动过滤不在斜率容差范围内的元素，以确保可选择的元素均可与选定壶身匹配。如图4，选定壶身并确定壶嘴所在位置，则壶身组合处倾斜角确定为72°，即壶嘴组合处的倾角为67°～77°时，该特征元素符合斜率容差范围，可正常选择；壶嘴组合处的倾角超出这个范围，系统会自动将其过滤。符合斜率容差范围的特征元素，在选定后系统可自动对其斜率进行调整，并对组合处曲线进行拟合，以保证其吻合性。

陶瓷纹样重构，即选取陶瓷纹样特征库中的一个或多个纹样特征元素，对其进行排列、重组及再设计，定义纹样色彩，得到新的装饰纹样；最后对新的陶瓷器形及装饰纹样进行匹配，调整纹样在器形上的位置、大小及布局，完成陶瓷设计重构方案。

4 基于打散重构的陶瓷自设计实践

4.1 目标载体定位及其造型分析

当今社会，茶逐渐成了现代人生活中密不可分的一部分，而饮茶必不可少的就需要茶具[6]。茶具是中华文化中不可或缺的实用器皿：既是泡茶品茗的雅器，又是可把玩的艺术品[7]。因此，本文选择陶瓷茶壶作为设计实践的目标载体。将茶壶看做一个完整的系统，其器形子系统包括壶身、壶盖、壶嘴、壶把四部分。

4.2 陶瓷茶具器形子系统元素选取及器形重构

遵循重构设计原则，从传承性、审美性和功能性出发，在器形子系统特征库中选取合适的造型元素（壶身Fc11、壶嘴Fd11、壶把Fa12、壶盖Fb11），并对其进行造型重构，得到陶瓷茶壶器形的初步设计方案。

4.3 陶瓷茶具纹样元素选取及纹样重构

莲花纹作为中国传统的陶瓷装饰纹样，从南朝至清代一直盛行不衰。莲与“连”、“廉”等字同音，亦有莲生贵子、多子多孙，清正廉洁等寓意。因此，在纹样特征元素选取中，选择粉色莲花纹作为纹样重构的主要特征元素，将蓝色叶子环绕其周、茎蔓缠绕其表，并对整体纹样进行排列重组及色彩定义。

4.4 陶瓷茶壶设计重构

对上文茶壶器形重构图及茶壶纹样重构图进行匹配，调整纹样大小、位置及其在器形上的布局，得到陶瓷茶壶设计重构图，如图2 所示。

图2 茶壶设计

5 结论

传统的工业设计、产品设计，背靠的是大工业生产的时代，而在科技进步的推动下，如今已经是大众创新、人人参与设计的时代，自设计已应运而生。陶瓷艺术是中华民族五千年传统文化中灿烂的瑰宝，英文"china"既有中国的意思，亦有陶瓷的意思，可见精美绝伦的中国陶瓷完全可以作为中国的代表。本文基于打散重构的设计方法，提出开发陶瓷产品自设计系统，并以茶壶设计作为实践案例，验证了该思路的可行性。旨在传承陶瓷艺术性、文化性，并为用户自主完成陶瓷产品设计提供帮助。