开源硬件在非遗文化创意产品设计中的应用

文杰

【摘要】非遗文化创意产品是非遗项目传承与创新发展的载体，开源硬件使非遗文化创意产品具有科技感和良好的交互体验感。本文以女娲补天非遗传说故事为例，通过提取非遗文化元素，选取Arduino开源硬件，结合mind+模块化编程，实现非遗文化创意产品的文化性、趣味性、交互性与智能化，激发人们对非遗文化创意产品的兴趣，传承非遗文化，坚定文化自信。

【关键词】开源硬件;非遗;文化创意产品

2020年6月，习近平总书记考察了多项非物质文化遗产项目，并指出新时代我们要弘扬中华文化，让非遗项目活态传承。非物质文化遗产（简称非遗）是人类社会发展进程中传承下来的宝贵财产，体现了人们的聪明智慧与文化思想，对人类的生存与发展有着独特的意义与价值。将非遗项目与文化创意产业融合，结合开源硬件与图形化编程技术手段，创新设计并生产出具有良好交互体验感、更高市场价值的非遗文化创意产品，让非遗文化创意产品以智能、有趣的方式走进当代年轻人的生活，这是让非遗项目活在当下，并进行有效传承与发展的一条新途径。

一、非遗文化创意产品现状

我国非遗种类繁多，内容丰富多彩，包括人们口口相传的语言文学、表演类艺术、传统技艺和传统民俗等，各个项目之间差异较大，有些具有浓郁的地方特色，如北方的秧歌、西南地区的川剧、云南傣族的孔雀舞以及河南坠子等。但随着现代人生活方式和审美倾向的变化，很多非遗项目面临传承困难、发展陷于瓶颈的尴尬境况。如朱仙镇木版年画，因受到居民建筑格局改变、机器胶印冲击等的影响，费时费工制作出来的木版年画销路不佳，经济效益差，传承人凭借传统木版年画制作技能维持基本生活的难度较大。

习近平总书记提出要坚定文化自信，以实际行动创造转化和创新发展民族优秀传统文化，非遗文化创意产品是非遗项目的载体，科技手段的融入让非遗项目实现跨界创新，使得现代人不仅可以近距离接触到非遗项目，而且通过产品表象关注产品讲述的非遗文化故事，从而使得非遗项目不仅得到传承与发展，而且获得新生。

文化创意产品指借助现代科技手段，将设计者对文化元素的认知以创新型产品的形式表达出来，它同时具有使用功能和文化传播功能。將非遗元素结合文化创意产品，利用智能硬件、VR技术和大数据等现代科技手段，设计出兼具科技感和文化内涵的非遗文化创意产品，不仅是对非遗项目的传承与发展，更是将非遗项目背后的人文环境、风俗民情，以生动有趣的形式展现在人们面前，让消费者感受到交互有趣的沉浸式体验，这是近年来许多非遗项目正在探索发展的新方向。

二、开源硬件在非遗文化创意产品设计中应用的意义

开源硬件是所有的编程源代码以及线路图均对外开放的微控制器，使用者不用担心版权问题，可以直接修改使用，它们体积小、价格低、易掌握、交互界面友好，不仅可以不依赖电脑而独立运行，也能用手机实现交互。

（一）有助于提升非遗文化创意产品的DIY体验

以开源硬件为技术支撑，改善消费者使用非遗文化创意产品的交互体验。普通的非遗文化创意产品是消费者接受、购买、使用的单向行为，但无法将自己的个性化需求反馈给设计者。非遗文化创意产品的DIY体验是设计师和非遗传承人将已完成的非遗文化创意产品、组装短视频、效果图、编程源代码和制作产品的模块化零部件一并提供给消费者，消费者自己组装出产品。同时，设计师还可以指导消费者修改程序源代码，实现满足个人需求的交互形式。一块主控板、电机、开关、舵机、LED灯、必要的传感器等，再结合以图形化编程的软件，哪怕无任何计算机编程基础，在设计师的指导下，消费者只需要拖动鼠标像垒积木一样处理好数据与逻辑的关系，半天时间，即可修改完成一件交互良好的文化创意产品。开源硬件提供有趣的DIY体验，让消费者在“玩中学”，创新的产品与服务方式把普通消费者、年轻设计师与非遗传承人紧密联系在一起，他们之间形成了新的关系，消费者得到了全新的体验，设计师得到了成长，非遗传承人开创了新的生产模式，这让原本属于设计师与非遗传承人的非遗文化创意产品设计开始走向大众。

（二）有助于提升非遗文化创意产品的附加值

唐纳德·诺曼在《情感化设计》一书中提出，设计具有本能性、行为性和反思性。非遗文化创意产品的造型、色彩与肌理带给消费者本能的视觉感受，产品的功能性与使用形式带给消费者行为方面的操作记忆，而产品的寓意、文化内涵与精神愉悦则是带给消费者反思层次的情感体验。

开源硬件使非遗文化创意产品具有科技特色，消费者能最大程度参与产品的使用和交互过程，如产品中使用人体红外线接收模块、声音传感器模块和手势传感器模块等，智能硬件通过感知消费者的出现、声音和肢体动作，控制非遗文化创意产品的开关、运动与光线的强弱，简单有趣的交互过程，让消费者感受到了良好的使用体验。非遗文化创意产品既具有非遗文化内涵，又结合智能新技术，通过动作交互、触摸交互、声音交互、温度交互和可见光交互等方式，展现产品的交互性、智能化与趣味性，提升了人们使用产品的精神享受，使其具有更高的市场价值，有助于非遗项目被人们了解并愉悦接受，重新走进人们的生活。

三、开源硬件在非遗文化创意产品设计中的应用模型

第一，提取非遗项目元素，如具有代表性的造型、色彩、肌理、工艺与人文价值等;第二，确定非遗文化创意产品载体，如多功能的家居类用品、智能化的办公用品、趣味性的玩具、有文化内涵的旅游纪念品等，运用借鉴或重构等方法设计出有故事、有温度的视觉造型;第三，确定非遗文化创意产品的合适交互方式，并由此选择恰当的传感器;第四，结合图形化编程软件，进行模块化编程;第五，设计并生产出方便DIY体验并具有高附加值的非遗文化创意产品。（如图1所示）

当消费者靠近非遗文化创意产品时，相关的传感器启动，可以是一个也可以是多个。如非遗文化创意产品中有红外传感器，当其感应到人体红外辐射温度有变化时，会触发相关功能启动，使声音响起或灯光亮起，消费者产生兴趣后，近距离与非遗文化创意产品接触，下一个传感器开始工作，如触摸传感器，当其感应到消费者的物理接触，其他的功能被触发，产品转动或灯光亮度发生变化。多层次的交互形式，可以激发消费者对非遗文化创意产品进一步探索的兴趣。优美的造型、人性化的功能、明晰的文化属性、有趣的交互形式，符合现代年轻人对物质与精神的需求，引起消费者对非遗项目的关注，传播非遗文化。（如图2所示）

四、开源硬件在非遗文化创意产品设计中的应用实践

女娲补天的传说在《淮南子·览冥训》和《列子·汤问》中均有提及，是我国具有代表性的非遗神话故事，女娲娘娘炼五色石，克服重重困难，补好残缺的天空，为人间生灵创造安居乐业的环境，她乐于奉献的精神值得每一位华夏儿女铭记。根据开源硬件在非遗文化创意产品中的应用模型，选取女娲补天非遗神话故事中女娲娘娘手举五色石的人物造型，结合中国古代天圆地方的哲学思维，以灯具为载体，选取温度交互与声音交互的形式，确定Arduino红外传感器与声音传感器，以Mind+图形化编程控制交互功能的实现，设计具有交互性、智能化、趣味性、体现文化内涵的非遗文化创意产品——女娲补天智能交互灯具。（如图3所示）

女娲补天智能交互灯具设计，可以让人们产生美好的画面联想。残缺的天空，女娲手举五色石补天的剪影，非遗文化元素与开源硬件，共同完成了从抽象非遗神话故事到具有经济效益与教育意义的非遗文化创意产品的转化。Arduino人体红外传感器根据人体的到来与离开，控制灯光的开与关，声音传感器根据声音分贝的大小，控制部分灯体与女娲剪影的转动。Mind+图形化编程进行交互参数的设定，人体距离灯体50cm以内，挥动手臂，灯具感应到人体的存在，圆环内部的灯光自上而下依次亮起;再次挥动手臂，灯光自上而下依次熄灭。声音达到60分贝，遗缺的部分灯体和女娲剪影手举五色石部分顺时针共同旋转180°，呈现天塌的狀态;声音再次达到60分贝，遗缺的部分灯体和女娲剪影手举五色石部分将依然顺时针共同旋转180°，填补残缺天体，在状态固定的一刻，柔和的光线、圆满的造型，寓意天地清明，勾起人们对女娲娘娘的敬佩之情。

底座、两段灯体、女娲娘娘手举五色石的剪影、灯带、舵机、两个连接件与两块传感器，是女娲补天智能交互灯具的所有零部件。设计师将组装灯具所需的材料、组装视频和编程源代码一并交给消费者，消费者可以根据自身需求，按照组装视频安装灯具，也可以在设计师指导下挑选开源硬件，修改部分参数，短时间内就可以组装出有个性化的改良版交互灯具。易学易用的开源硬件，既能满足产品的功能性体现，又能满足让消费者产生成就感的DIY体验需求。

五、结语

保护与传承非遗文化受到多方面因素的制约，单依靠非遗传承人自身的能力将所承载的技艺长期有效地发展下去，是一件困难的事情。结合开源硬件技术手段，从非遗文化创意产品设计的视觉表现、功能展示、交互行为与文化内涵4个方面，推进非遗文化创意产品的创新设计、生产与营销。具有科技感、文化内涵与生活气息的非遗文化创意产品，既能展示出非遗文化魅力，又能产生经济效益与社会效益，有助于促进非遗文化在新时代的传承与创新发展。

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【本文系河南省软科学研究计划项目“文化科技融合推进河南非遗产业传承发展对策研究”（202400410291）、河南省教育科学规划2020年度一般课题“基于Arduino开源硬件提升产品设计专业人才培养质量的探索与实践” （2020YB0267）、洛阳理工学院2020年度“专创融合”智能产品设计课程的阶段性成果】

（作者单位：洛阳理工学院）