幾何學在木制陳設玩具設計中的應用

王影 陳思宇

摘要：幾何學貫穿古今，從歷史發(fā)展過程中看，幾何學的運用和發(fā)展是時代必不可少的。本文首先對木制陳設玩具的概念進行界定，然后闡述了幾何學在木質陳設玩具設計中的應用意義，最后從特征提取、幾何簡化、元素重構三方面闡述幾何學在木制陳設玩具設計中的應用方法。這種方法可以幫助設計師在設計時，快速實現(xiàn)從復雜的客觀事物中提取主要特征，并對事物的各個部件關系有更為明確的認識，實現(xiàn)事物原型和玩具之間的轉化。

關鍵詞：幾何學;木制陳設玩具設計;應用

中圖分類號：TB472文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2021）02-0057-02

我國木制陳設玩具的設計起步較晚，還未形成系統(tǒng)的理論體系，產品同質化嚴重，缺乏設計創(chuàng)新，無法滿足當代人的需求。同時由于木材材料的一些限制因素，導致在形態(tài)的轉化和表達上，與塑料、金屬等材質也有很大的區(qū)別，而幾何作為一種最基本、最直接的形態(tài)，在塑造出獨特的角色形象中可以產生更多的可能性。幾何的形態(tài)更具有抽象和概括性，既保留了原有事物的形態(tài)特征，又給玩家留下了豐富的想象空間，使木制陳設玩具更具藝術性和創(chuàng)造性。

1 幾何學概述

幾何學主要研究幾何形態(tài)的大小、形狀以及位置關系[1]。幾何學的研究方法主要有五種，分別是輔助線法、黃金分割法、斐波納契數(shù)列法、根號矩形法、黃金分割動態(tài)矩形法[2]。這些方法在設計中既有指導作用，又能對形態(tài)設計起到約束的作用，在設計時不能直接生搬硬套，應根據(jù)設計需要合理應用。幾何學的研究方法被運用在建筑、平面、產品等多個領域的設計中。在玩具設計中，幾何分析的應用也成就了多個經典，如七巧板、魔方、積木等這些玩具雖歷史悠久，但仍有很好的市場和發(fā)展前景。

2 木制陳設玩具概述

陳設玩具的歷史十分悠久，可以追溯到古代的泥塑、人偶，與人類的生活習慣、文化信仰有著密切的聯(lián)系，陳設玩具主要是指能與人、空間環(huán)境產生互動作用，具有觀賞價值和收藏價值的物品。木制陳設玩具則是指材質為實木的陳設玩具。

3 幾何學在木制陳設玩具設計中的應用意義

所有木制陳設玩具可以看作是點、線、面、體的組合，研究玩具形態(tài)之間的關系，其實就是研究不同幾何形態(tài)之間的關系。木制陳設玩具的每一個部分都存在著幾何形態(tài)，研究各個部件之間的關系，就是研究各種幾何形態(tài)之間的關系。幾何形態(tài)的轉化可以更直觀地呈現(xiàn)事物每個部件之間的關系，以及每個部件的分界線，方便在設計中轉化為玩具的設計要素[3]。幾何學是將事物形態(tài)轉化為玩具過程的一種手段和方法，是事物和玩具之間的橋梁。木材是各項異性的非均質材料，對木材同時進行不同方向的受力，會導致木材開裂變形[4]。在塑造各種復雜的形態(tài)上，木材的加工工藝有著較大限制，相較于塑料、金屬可塑性稍差，難以批量化生產。幾何形態(tài)具有規(guī)則性，在加工工藝上也更容易實現(xiàn)，同時可以進一步優(yōu)化和界定木制陳設玩具的尺寸比例。

4 幾何學在木制陳設玩具設計中的應用方法

木制陳設玩具設計方法主要圍繞幾何學在整個設計中的約束和指導，整個設計是以項目需求進行主題的定位，根據(jù)需求進行角色的性格和故事進行確定，再進行方案設計。首先對角色的種類即選定的事物進行要素特征和關系特征的提取，這是對事物、幾何、玩具三者之間不變的聯(lián)系和約束，在后面的幾何簡化和元素重構環(huán)節(jié)，都應遵循提取的特征進行轉化。幾何簡化階段的目的是將事物進行不同角度的簡化，轉化為抽象的幾何形狀，一方面是將每個部件的關系抽取出來，另一方面也為元素重構提供分解的部位。元素重構是將幾何簡化后的二維圖形轉化為三維的角色模型，運用剪切、組合、柔化、變形四種方法對不同的元素和部件進行重構。

4.1 特征提取

塑造玩具角色關鍵的一步是把握事物具有的形態(tài)特征，對事物的結構進行分析，提取出具有特色及較高識別度的特征。事物的特征是在長期進化中構成事物各種元素之間的一種穩(wěn)定關系[5]。特征按事物元素的構成關系可分為整體特征和局部特征;按事物元素的識別性可分為主要特征和次要特征;按形態(tài)特征自身的性質可分為要素特征和關系特征，要素特征包括事物的形態(tài)、色彩、結構等，關系特征主要是指元素之間的位置關系、比例關系等具有相對穩(wěn)定的特征[6]。在木制陳設玩具設計中，往往需要對要素特征和關系特征兩者同時進行提取，表達設計的主題。

采用從整體到局部的方法對事物原型進行分析，這是層次分析的方法，根據(jù)事物的整體與局部關系、主要與次要關系，構建從上到下的層級關系，第一層級為事物的整體組織，即事物的原型形態(tài);第二層級即事物的主要結構;第三層級為事物的局部特征結構，與同類別事物相比具有特色的局部形態(tài)特征。

根據(jù)視知覺相關理論，人對事物的認知，通常關注到事物的位置、相對大小、形狀等“性質”方面的特征，而不太容易察覺到絕對大小、各部分之間距離等可量度化的特征[7]。這就是說入主要把握的是事物的關系特征，而不是它們的具體量度。當一個事物的形態(tài)關系特征不發(fā)生改變時，只是進行某種量度上的改變，依舊可以有效地被識別[8]。

事物的特征除了要素特征和要素的位置關系，還有整體和局部的比例關系需要提取。事物的比例是自然存在的，不以人的意志為轉移，是在任何狀態(tài)下事物具有的穩(wěn)定特征，任何事物，只要有形狀、大小或質量，就必然存在比例。比例關系不僅和形態(tài)多個要素有關，還影響著事物的根本性條件以及事物的均衡性和穩(wěn)定性，對事物的風格、元素的表達都有著重要的作用。

4.2 幾何簡化

事物形態(tài)的簡化實質上是事物形態(tài)的主要特征在數(shù)量上的減少。事物形態(tài)特征的簡化包含整體和局部的簡化，主要是對部位的輪廓進行簡化。通過刪除次要特征和修整主要特征，將次要特征進行刪除和合并。形態(tài)輪廓的簡化是按照事物原有的形態(tài)，根據(jù)提取的特征進行選擇性保留，舍棄一部分不具有代表性的部位。再根據(jù)事物的部位分界線對內部的構成進行分解，將簡化后的原型形態(tài)分解為多個基礎幾何形狀。在幾何簡化階段，內部的幾何分解要和外輪廓的簡化同時考慮，有的事物外輪廓可以直接簡化為基礎幾何形狀，則不需要進行內部幾何分解。在幾何轉化階段需要做形狀匹配，將事物的形狀與基礎幾何形狀相比較匹配最合適的形狀。形狀匹配環(huán)節(jié)可以運用輔助線作為匹配的參考，以便于確定各個部分的位置以及長、寬、高的比例。較為復雜的形態(tài)在形狀匹配時，與基礎形狀相差較大，只有一次形狀匹配則可能會導致要素特征和關系特征改變，降低事物的識別度，因此需要被分解為多個基本幾何形狀，最后轉化為幾何形態(tài)。

4.3 元素重構

木制陳設玩具的重構是對初步整合的形態(tài)進行分解，進行不同形式的組合，是一種通過改變元素間的形式關系實現(xiàn)形式再造的過程，目的就是為了創(chuàng)造新的幾何組合關系和幾何特點，從而使角色造型更富有新意。不同幾何形體的形態(tài)特征與造型表達，能夠形成不同的風格意象，在重構時要結合設計的主題，使整體形態(tài)更符合主題的表達。在進行元素重構時，要結合上文對特征提取中的要素特征、位置關系和比例關系，維持事物具有的特征?；趲缀螌W的方法，木制陳設玩具設計中元素的重構主要包括剪切、組合、柔化、變形四種方法，四種重構方法可以單獨使用，也可以同時結合使用。

元素的剪切是將一個幾何形態(tài)用另一個幾何形態(tài)進行裁切，根據(jù)需求在幾何形狀的合適位置插入一個平面，將幾何形狀進行分割，刪除不需要的部分，截取保留剩余的幾何形狀?；蛘弋攦蓚€形體之間部分重疊，進行“體塊裁切”，刪除重疊的部分。元素的組合就是兩個幾何形態(tài)相加組合成一個新的幾何形態(tài)。當兩個形狀沒有重疊的時候，可以通過兩邊切線或者平滑曲線的方式將兩個形態(tài)連接閉合起來，從而組合成一個新的形態(tài)。木制陳設玩具中的組合還可以將其他事物的元素組合到形態(tài)中，常見的可組合元素包括人體的形態(tài)、其他事物的形態(tài)等。幾何形狀的柔化主要針對形態(tài)的邊線和夾角，通過在邊線和夾角處添加弧形曲線，減弱幾何形狀的堅硬感。在玩具的設計中，除了機械類角色或特殊情況需要用到堅硬的多邊形以外，絕大多數(shù)角色都是人類、動物、植物等具有一定柔軟度的類型。元素的變形主要是指對幾何形態(tài)進行放大縮小。木制陳設玩具需要對現(xiàn)實中的形體進行比例的變形。如進行夸張變形，可以避免形態(tài)中每個部件過于平均一致化，更好的聚焦人們的視線，突出表達這個角色的特點以及設計師想要傳達的情感，呈現(xiàn)一種與現(xiàn)實不同的反差萌，使創(chuàng)作的形象比原型更突出主題。

5 結語

幾何學在設計中除了應用其鮮明的風格元素，更多的是可以幫助設計師在不同的形態(tài)之間找到一個轉化方法，對玩具的結構有著深入的了解，幫助玩具形態(tài)控制整體與局部之間、局部與局部之間，以及尺寸與比例等的關系。木制陳設玩具行業(yè)的前景廣闊，目前在多個環(huán)節(jié)已經形成初步的規(guī)模，但產業(yè)的發(fā)展是一個長期的過程，需要每個環(huán)節(jié)都進行深入的探討，提升行業(yè)的整體水平。隨著時代的變化，人們的需求和審美也在逐漸變化，我們要立足于中國傳統(tǒng)文化.緊跟潮流的步伐，形成具有民族特色的木制陳設玩具，構建本土特色的設計符號，不斷完善關于木制陳設玩具的理論和研究，形成具有民族特色的木制陳設玩具設計體系。

本文系浙江省科技廳項目《26縣綠色技術應用專項——竹材高值化加工關鍵設備研制與應用》（項目編號：2018C02018）;龍泉市人民政府項目《竹木產業(yè)轉型升級體系構建》（項目編號：H20200050）。

參考文獻

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