基于纸艺的花卉仿生互动设计

张诗涵　蔡东娜

关键词：纸艺 手工艺 花卉仿生 互动设计 艺术科普

中图分类号：TS-9 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2022）02-0026-03

引言

众所周知纸材起源于中国，纸的发明极大地促进了文化与艺术的传播与发展，故纸艺有着悠久的发展历史，是手工艺领域中一个散发着光芒的璀璨明星。在时代快速发展的过程中，人们开始在手工艺这个天然氧吧中寻求治愈与放松，但手工艺的传承和发展都面临着不同程度的阻力和难题，纸艺如何与时俱进、推陈出新，结合当代审美创新是一个正在面临的问题。

目前花卉仿生设计正在受到关注。仿生学科的发展模糊了最初仿生概念的界定，仿生设计的领域也随之大而广之。由于花卉产业的推动和建设，与花卉相关的文化活动也越来越多，其中花卉植物科普的需求也随之增多。花卉作为仿生对象必然会使花卉仿生设计得到进一步发展。由于生态建设的脚步加快，人们对绿色设计认可度提高，设计师也有强烈的责任感基于这个角度为社会做出优质设计。文章主要在纸艺的选材、工艺技法、技术实现等角度发掘创新，进行纸艺与仿生设计的跨界设计，对保护和发展纸艺，提升纸艺这项手工艺的应用价值和文化价值，以及花卉仿生设计的创新，提供一些新的思路参考，拓宽其应用范畴，进一步探索其现实意义。

一、纸艺概述

从广义上来讲，纸艺泛指针对一切与造纸工艺技术、手工艺纸艺表现技法等与纸相关的活动。手工艺领域中，纸艺以纸为主要材料进行创作，以体会纸艺制作的过程美、展示纸张的材质美、感受纸艺作品的形式美。结合文章所讨论的花卉仿生设计而言，折纸、纸雕、纸藤花是相对合适的纸艺表现形式。

（一）折纸：折纸工艺过程中不使用工具剪刻和黏贴，将纸张经过多次折叠形成新的造型的纸艺表现形式。按表现内容，花卉植物也是折纸表现内容的一大类别。花卉折纸大多折叠繁复，甚至需要折叠组合，立体感强，观赏性较强，装饰感强。

（二）纸雕：纸雕简单来讲就是用刻刀对纸张进行雕刻的工艺活动。纸雕的主要工具是刻刀，创作者用刻刀镂空事先描绘在纸张上的图样。在形式上可分为剪纸、立体纸雕等。花卉的表现在立体纸雕上更加生动，可以通过卷、折等其他技法立体花卉造型。除手工雕刻之外，激光雕刻机的出现提高了量产纸雕效率，但缺少了手工艺的手作温度。

（三）纸藤花：纸藤花最初在日本出现，后来在中国台湾广泛传播，台湾的纸藤工艺促进了其发展，最终形成了现在流行的纸藤花。纸藤花纯手工制做，花瓣叶片依据模型裁剪完成后，用卷曲、抻拉等技法制作花瓣自然形态的皱褶，最后进行搭配和组合，即可完成一朵漂亮的“永生花”。简单易操作的优点使其在手工艺领域备受瞩目。

二、纸艺中的文化内涵

（一）万物共生的材料语言：“纸的制造，首在于料。”从纸的定义来说，制作纸的原料必须是植物纤维，也就是说纸的取材源于自然植物。所以纸这种材料算得上是最接近自然的生态材料之一。纸材料的诞生得益于我国古代人民的智慧和能工巧匠的辛劳改进。在我国造纸术出现和进步发展的过程中，造纸的原材料也有了麻、皮、藤、竹等多种选择。不同选材的纸张都有着不同程度的柔软度、平滑度、适用范围等。现代造纸技术在蔡伦造纸术的基础之上，仍以植物纤维为主，但为了达到不同质感纸张的种类需求，其辅料和添加剂也有了更加多元的选择，所以造纸的制作工艺也有了更丰富的变化，以满足人们对纸材料的需求。

（二）匠心独运的工艺技法：在手工艺领域，紙艺称得上是一个大门类，其中有很多不同的小分支，例如剪纸、撕纸、折纸、染纸、立体纸雕等。创作者可通过使用工具，用剪刀修剪、用刻刀雕刻、用颜料染色、用多种纸材拼贴等技法进行纸艺创作，还有对纸张本身的纯手工撕拉、弯转、凹凸、折叠、揉搓、编织等技法。这些相对传统的纸艺表现形式靠创作者灵巧的双手进行制作，虽说上手简单，但构思复杂的作品不仅需要有十足的耐心，也需要创作者日积月累工艺技法的熟练度。经过岁月沉淀的技法，传承和发展着纸艺的精髓技巧。除了传统意义上的纸艺创作外，用于装裱、书籍装帧、纸艺装置等方向的纸艺，涉及到不同种类的特种纸材，除了专项手工工艺制作外，也会加入现代激光雕刻等设备制作。

（三）物以传情的纸艺观念：由于纸材易获取，易塑造的特点，纸成为了人们热衷的艺术原材料之一。在快节奏的生活中，人们通过慢节奏的纸艺手工增强自身的感受力，去除浮躁与焦虑，洗涤心灵与情绪。纸艺这项以纸为制作材料的手工艺充满治愈，近年逐步进入大众视野并得到发展，人们以这种方式与自然进行着沟通。纸艺作品也逐渐成为了人民精神和生活的反映和再现，是符合时代审美的艺术产物。纸艺逐渐由传统向现代发展，纸艺也从民俗工艺跨界到日常生活的各个领域，出现了基于纸艺的绿色家居设计、文创产品设计、服装设计、展陈装置设计等，无不渗透着绿色环保、回归生态自然的设计理念，纸艺也越来越多的与其他材料结合进行艺术创作，全球范围内出现了很多优秀的纸艺作品。纸艺不但紧随时代反映大众生活，大众还通过纸艺表达出对美好生活的赞美、憧憬和向往。

三、纸艺结合花卉仿生的设计原则

（一）设计要保护和发展纸艺：已知的很多手工艺都有失传的情况，纸艺有着悠久的历史和丰富的文化背景，取之自然用之自然，更好地保护、传承和发展纸艺这项手工艺是必须要考虑的问题。纸艺涉及的纸材选择、工艺技法等十分丰富，在创新设计时除了要符合现代审美，还应注意最大程度地保留纸艺特色之处，比如对纸形态的塑造。所以，笔者的设计十分注重纸材的种类选择，且全部采用手工制做，对纸进行染色处理达到理想色泽，针对纸材的特点，大量运用纸艺技法中的搓、卷、拉、抻等工艺技巧，赋予纸张美的造型艺术表现，完成不同花卉造型的设计和塑造，极大地保留住了纸艺中手工艺的手作温度。

（二）选择适合的维度进行仿生设计：仿生设计手法维度多种多样，例如功能仿生、材料仿生、色彩仿生、具象仿生、抽象仿生等。仿生对象为花卉的仿生设计，对花冠造型的仿生是重中之重。因花冠是花卉植物的重要观赏部位，不同品种花卉的花瓣形态具有差异，花冠整体的尺寸大小、花瓣数目的多少、花瓣颜色的鲜艳程度等都直接影响花的观赏性，所以花卉植物拥有尤为突出的外观表现。花卉的造型特征、生长变化态势大多作为仿生设计的元素提取来源。纸材的选择也会在质感和颜色上仿生花卉植物，影响仿生设计，这也要求设计者需要进行大量纸材质感的广泛收集和整理。笔者预使设计作品在具有观赏性的基础上，还对花卉植物文化有一定的科普应用，所以从真实花卉对象的造型结构出发，对其色彩、肌理、尺寸、形态等造型方面提取花卉特征，进行花卉具象形态的仿生设计。

（三）结合其他材料进行纸艺形态表现：花卉植物有着不同的生长阶段，生长形态的变化也是花卉仿生设计的一大亮点。纸艺表现花卉动态时，除纸艺本身巧妙的结构外，就需要借助其他材料作为支撑进行创作。在花开过程中，其生长形态变化过程复杂，大多花卉品种花瓣的移动变化特征最为明显，呈现聚拢到散开的开放动态。笔者单纯使用纸质材料进行尝试，表现花卉形态变化时难度较大，花卉造型层级感不够，花卉动态难以精准实现，为了满足花卉仿生设计更多样、更生动的效果，通过结合其他机械结构的搭建和支撑，加强视觉展示效果和仿生设计创新。

（四）满足现代生活的审美需求：一方面，纸艺本就是一种美的艺术，而花卉由于色彩艳丽、形态各异等因素在大自然中一般被视为美的形象代表，纸艺通过表现花卉，结合恰当合适的表现形式，展示花卉的意境美。表现形式是承载美的容器，设计定不能缺失纸艺和花卉的静态观赏价值，即它们原本美的语义。互动的加入同时还使花卉仿生设计融入了更多人的痕迹，更强有力地突出设计的亲和力和生命力，提升观赏性。另一方面，在快节奏的生活背景下当代人们所追求的审美需求，也是人们精神世界的追求。人们在关注和享受手工艺舒缓情绪压力的同时，也希望与艺术作品产生更多的互动连接。笔者通过Arduino增加纸艺花卉仿生的互动性，设计作品汇聚了静态的纸艺作品和互动装置艺术两种语义的交织与碰撞。纸艺表现花卉呈现美感，互动增强了纸艺的趣味性，更拉近了大众对于艺术品的距离感，使得纸艺与互动设计得以交叉跨界。观赏性和互动性的统一满足了现代人们的审美需求。

四、纸艺花卉仿生互动设计《新生》的创新实现

在对纸艺门类和工艺技法的研究和探索下，结合前期理论研究与案例分析，笔者的设计创新实现主要以纸藤花纸艺技术为切入点，仿生花卉设计选择月季为仿生花卉对象，使纸艺花卉仿生与互动装置相结合得到最终的纸艺花卉仿生互动设计作品《新生》。本次设计为了展现花卉的天然美，希望能在宣传纸艺的基础上，花卉植物文化也受到了关注，所以采用具象形态仿生的设计手法，仿生来源具有一定的真实性和科学性。作品所设计的花卉形态参考了真实花朵结构与造型，将月季的天然造型特征具象直观地表达出来，具体实现从花卉造型的纸艺技法、动态结构搭建、Arduino智能硬件三部分入手，研究框架如图1所示，利用种类繁多的纸材料选择和丰富的纸艺技法制作突出花卉造型仿生特点，以呈现月季花卉的造型之美与生长之意，从而拓宽了其应用和文化价值。

（一）纸艺仿生花卉的色彩肌理创新：纸的材质选择是纸艺的一部分，而仿生花卉的色彩和肌理是由纸的材质决定的，本次尝试从纸藤花纸艺工艺切入，多考虑纸的选材创新。最终选择皱纹纸作为主要纸材。皱纹纸又被称为皱纸，因生产工艺纸的表面产生特殊的褶皱。这种加工纸本身纹理和色泽特别，有花卉植物肌理感，纸的弹性张力大，适合折、卷、拉抻等多种纸艺技法操作，纸材性质与纸藤类似，且价格低廉，故采用皱纹纸也比较合适。由于月季花花色繁多，随着开放的不同阶段，花瓣会出现不同程度的颜色渐变，而皱纹纸的加工特性并不能直接满足花卉仿生的色彩需求，需要用到染纸的纸艺技法。笔者选择了淡粉色皱纹纸作为基本主调花色，用色粉在部分花瓣边缘进行涂抹染色。由于皱纹纸表面粗糙颜色附着力强，纸巾的擦拭使颜色渐变过渡均匀，如图2。因此，仿生月季在色彩上接近真实花朵颜色的同时有创新变化，虽是纸藤花的工艺，但换了接近花卉肌理的纸材，同时不失整体色彩搭配的协调性和花卉美感的艺术化处理，花卉仿生色彩和肌理均达到了较为良好的视觉效果。

（二）纸艺仿生花卉的形态塑造创新：纸艺仿生花卉在造型方面有得天独厚的优势，按照纸藤花工艺技法，依据月季造型特点，将纸按照模板修剪为水滴形的花瓣形状，抻至纸张有弧度，再将花瓣圆角两端各450向外搓卷，呈现出自然的花瓣卷曲效果，最后黏贴、组合枝叶，完成基础花卉仿生纸艺造型尝试，得到花瓣卷曲层次丰富的仿生月季，如图3。

但单纯在静态造型上对花卉进行仿生的纸艺创新力不足，所以要让纸艺进行形态创新，让纸艺动态化，与其他支撑材料结合设计动态。动态实现上，花卉仿生设计呈现花开放时花瓣闭合到打开的普遍动态。连杆机构在展开结构的应用十分广泛。所以运用连杆机构的基本形式作出开合结构的模拟，经过多次测试，利用金属丝成功将机械结构手工焊接搭建完成，最终确定出可实操的开合结构示意图及测试实物。动态结构中间的推杆，即连杆架，置于空心管内，空心管上端与花瓣骨架整体连接固定，推杆上端接多边形闭环。单个花瓣骨架大致呈U形。多边形闭环的每条边上都有空心短轴，即转动铰链，连接单个花瓣骨架U形底部，和单个花瓣骨架中部固定的空心短轴，来使花瓣骨架保持一定的可移动性。当推杆向上移动时，它会推动连杆和花瓣骨架向上移动，实现花卉开放的效果;反之将它向下移动时，花瓣骨架闭合。如此做推动和收回的往复运动，以实现仿生花卉开放和闭合的效果。推杆上下运动的距离可以控制花朵开合动态的幅度大小。作品主花则直接结合搭建好的机械结构固定塑形，花瓣之间预留空隙不影响开合效果，动态测试及效果如图4。

（三）纸艺仿生花卉的表现形式创新：仿生花卉的意境由表现形式来突显，作品表现形式参考了插花和交互装置。开合结构纸艺与其他辅助纸艺仿生花卉全部制作完成后进行排列组合，连同智能硬件稳定牢固地安置于花器中，各部分连接灵活。花器的选择除了符合和展示插花的意境外，還有利于Arduino智能硬件的隐藏与遮蔽，显得作品更加精致巧妙，不露痕迹。皱纹纸的缠绕和包裹美化了开合结构的外观，作品整体统一，可以360°全方位观看，主花与配花主次分明、高低交错、疏密有致。作品《新生》互动效果设计为，主花月季起始为开放状态，红外对管作为控制花卉闭合与开放的开关，当感应到用户交互行为后，花卉立即呈现闭合状态，系统设定时间观众需等待30秒，之后花朵会再次绽放，以此循环往复。交互实现主要以ArduinoNano智能硬件开发板作为控制核心，连接红外对管、舵机。通过调试，交互流程如图5。基于纸艺的花卉仿生互动设计《新生》及交互效果如图6。

（四）纸艺仿生花卉的价值创新：《新生》是一次将纸艺、花卉仿生设计、机械原理、交互技术进行综合的设计创作，也是一次具有意义的交叉学科尝试，不仅研究如何采用平面纸材演绎立体化的纸艺作品，还研究如何搭建机械结构进行仿生设计，展示了作品的新生之美。花卉植物以交互装置的方式直观的展现在观众面前，既同观众有交互联系，又能保持相对的独立观赏性，智能硬件实现了作品的交互创意，探索了静态与动态的艺术之美。插花的手法和互动装置的表现形式拓宽了花卉仿生设计的视觉体验，让花卉仿生充满人文之美。交互反馈提示插花作品最佳观赏距离的同时也在暗示人们敬畏自然，體现了作品的生态之美。较单纯静态的纸艺作品而言，纸艺结合花卉仿生互动设计在应用价值和文化价值上也有了更多的可能性。

1.实际应用价值上，纸艺花卉仿生互动设计拓宽了纸艺的表现内容，纸艺这项手工艺丰富了表现内容的新角度，相反花卉植物仿生设计的表现形式也有了新拓展;在植物科普展品、展示等方面，有望用于名贵花卉植物品种及难以培育的花卉品种的动态复原展示，颠覆传统展品的刻板印象、表现形式和材质，形成以艺术形式进行科普的新思路;在装置艺术领域，在展陈空间展览展示，纸艺和花卉仿生结合可以探索这个表达内容更加丰富有内涵和生命力的艺术新语言。

2.文化价值上，静止的纸艺不仅被注入了生命活力，观众与纸艺、仿生设计、花卉文化的距离被拉近和重新塑造，纸艺结合花卉植物仿生设计提升了纸艺的观赏价值，有利于传承和发展纸艺，推动纸艺文化乃至整个手工艺领域的文化宣传;大众对花卉的观赏审美、寄情于物等花卉文化需求也能得到满足，同时宣传花卉文化;互动装置用于公共空间，也会为城市生活带来了温暖与活力;以纸为材的设计使得纸质环保材料得到人们的关注，绿色设计、环保设计的设计理念深入人心，增进了人与自然的关系。

结语

纸艺作为一项小众艺术，无论是从纸材选材还是纸艺工艺技法的角度，都蕴含着丰富的文化内涵和艺术价值。虽然在其发展的过程中必然会遇到一定的局限，但只要随时代特征推陈出新，就可以找到纸艺与其他领域契合的设计创新亮点，提出新的形式语言，在新的展示语境提高应用价值。因此，文章以纸艺中的分支纸藤花工艺为切入点，为如何更好地创新和发展纸艺的特色，使纸艺和花卉仿生更精巧地结合而进行设计方案的讨论与分析。纸艺在传播过程中，更加多元化地融入我们的日常生活，在人们感受到手工艺蕴含的温度的同时，赋予花卉仿生互动设计新的应用价值和文化价值，也为花卉植物文化传播提供了一些新的参考思路。

1619501705383