基于長征文化傳承的3D打印運動鞋設計研究

摘要：探索3D打印運動鞋應用長征文化元素的系統設計方法，提取長征文化元素，依據現代設計手法將其中蘊含的物質資源和非物質資源進行“現文化+新技術”的融合，匹配市場發展和現代人的生活需求。運用“長征文化主題的3D打印運動鞋系統設計方法”實現長征文化元素、運動鞋產品和3D打印技術的關聯結合，并在獲得設計應用的基礎上，采用三維評價方法確定最終設計方案。通過“長征文化主題的3D打印運動鞋系統設計方法”完成“謝志堅的繡球草鞋”的3D打印運動鞋設計。以“謝志堅的繡球草鞋”為文化主題的3D打印運動鞋，驗證了設計方法的可行性，完成了運動鞋現代化創意設計，有益于促進長征文化的創新性發展和紅色文創產品的經濟開發，對利用3D打印技術促進文創產業的繁榮具有積極的現實作用。

關鍵詞：長征文化 3D打印 運動鞋 紅色主題 系統設計方法

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2023）22-0135-05

Abstract：To explore the systematic design method of 3D printed sneaker application of long sign cultural elements，extract the long sign cultural elements，and integrate the material resources and immaterial resources contained in it with\"current culture+new technology\" according to modern design techniques，so as to match the market development and the living needs of modern people. The system design method of 3D printing sports shoes with the theme of Long March culture is used to realize the association and combination of Long March cultural elements，sports shoes products and 3D printing technology. Based on the design and application，the final design scheme is determined by three-dimensional evaluation method. Through the \"Long March culture theme 3D printing sneaker system design method\" to complete the 3D printing sneaker design of \"Xie Zhijian’s Hydrangea shoes\". \"Xie Zhijian’s hydrangea shoe\" as the cultural theme of 3D printing sneakers，verify the feasibility of design method，completed the modern creative design sneakers，is beneficial to promote the innovative development of the long march culture and red gen product of economic development，the use of 3D printing technology for culture and creative industry boom a positive role in reality.

Keywords：Long March culture 3D printing Sports shoes Red theme System design method

引言

近年來，國家陸續出臺了一系列推動紅色文化大繁榮的政策[1-3]，隨著文化多樣化的發展，紅色文化題材的創新設計有著前所未有的發展契機。紅色文創產業擁有充裕的內涵和外延，以文化、立意、本質為原動力，以現代科學技術為加速器，通過創新化產品和服務的形式展現，并傳遞給消費者，完成經濟市場產業化升值，助力我國紅色文化的繼承和發揚。長征文化作為紅色文化的焦點內容，以產品為載體創新轉換長征文化是現代大眾的審美需要，也是保護和發展長征文化有用的方式[4]。根據“長征文化主題的3D打印運動鞋系統設計方法”進行長征文化創意設計，利用先進的3D打印技術，實現“長征文化”的創新性發展與經濟效益轉化，有助于滿足鞋類產業傾向的數字化制造發展趨勢和鞋品用戶的個性化、文化性的市場追求[5]，賦予文創設計師更多的創意自由。

一 、長征文化創意產品概述

（一）長征文化

長征文化是中國共產黨在革命階段創造的特殊的紅色文化，為當代設計給予了獨樹一幟的文化符號，具有紅色文化所屬的獨特性、先進性、革命性和傳承性。通過資料收集和文獻調研發現長征文化資源的特征，其一，資源總量豐富，易于提取元素。長征文化以“兩萬五千里長征”為藍本，經過11個省份，參與部隊紅一、二、四方面軍，參與總人數約30萬人。總體看來，長征文化資源是全國首屈一指，涵蓋了多種長征遺址、長征建筑、長征文物、長征文獻、長征人物、長征故事、長征精神等，易于提取圖案、色彩、紋理等多種設計元素。其二，文化內涵深厚，易于深度開發。長征文化既傳承了傳統文化的精華部分，又以馬克思列寧主義的科學理論為指導，還能將具體理論實際運用于中國實踐，包含著雄厚的長征精神和紅色文化內涵，易于深度挖掘開發。把握長征文化的內涵，賦予設計更高的審美和品位，使設計風格更加多種多樣。其三，長征路線明確，易于確定主題。長征主要依據事件路線展開，重點包括了13種不同事件，每種事件都擁有專屬的文化內涵和獨特的性質，并對長征的勝利產生了積極的作用和意義，易于確定長征文化主題，并對文創產品設計起到明確主題的作用，滿足多元文化的需要，增強人民對黨和國家的自豪感。依據長征文化特征繪制表1，概括長征文化主題及事件三要素、意義和蘊含的文化元素。

（二）長征文化創意產品

隨著紅色旅游熱浪來襲，紅色文創產品迎來了成長期。研究發現基于長征資源的文創產品存在產品雷同，缺乏創意、品牌辨識度不高，缺乏精品、簡單陳設，缺乏與先進技術的融合等問題。部分設計師通過著重挖掘元素，給予創新設計、著重功能展現，融入日常生活、著重技術結合，滿足時代需求等措施有效解決上述問題，如國家大劇院原創歌劇《長征》的文化衍生品——長征組茶，讓廣大民眾在日常生活中傳承長征精神，在生活中品味長征情懷。《長征先鋒》動畫開發周邊數字藏品，讓長征IP資源轉化為元宇宙元素，成為年輕時代與紅色文化的橋梁。因此，文創產品的設計思維應逃離保守的紀念性敘事設計手法，深入挖掘紅色文化因子，利用先進技術進行創新設計，給予產品深厚的紅色文化內涵，又緊跟時代步伐，創造出文化和經濟的雙重價值。

二、3D打印運動鞋設計概述

（一）3D打印技術

3D打印技術以數字模型文件為本原，通過逐層打印粉末狀或絲狀等可黏合材料來生成實物。相比于傳統加工工藝，3D打印技術的特征，其一，個性化。該技術可以生產出傳統加工技術難以，甚至無法實現的結構造型，提升個性化定制自由度。其二，快速化。在擁有出色設計概念和設計步驟的情形下，增材制造工藝可以簡化生產過程，縮短了產品生成的制造時間。其三，自動化。在數字文件指令的指引下，不借助任何機械或模具，直接從計算機中生成實物。其四，小批量。3D打印無需集中的、固定的制造車間，具有獨立式制造的特點，通常采用小型打印機設備直接實現。

（二）3D打印運動鞋

3D打印技術結合了科技美學和工藝美學各自的優勢，利于設計者展開個人創作表達的同時提高生產效率，并降低失誤帶來的時間和經濟損失，被廣泛應用于鞋類風格設計、鞋楦模具、鞋面鞋底材料、五金配件以及智能化等特殊功能方面，從2013年以來，已有包括A-DIDAS、NIKE、PEAK、Under Amour、Prevolve、New Balance、Recbok、Feetz等10余個一線運動鞋類品牌將3D打印SIS、SLM、FDM等技術運用到鞋類磨具、外底、中底、外側框架、鞋面甚至全鞋的設計及制作中[6]，實現運動鞋輕量化、個性化、一體化的功能[7]。3D打印技術的應用給予運動鞋的結構和造型設計更多的創造空間和創意自由，擺脫傳統加工工藝限制，極大程度提升了產品的運動性能，更好地滿足了用戶的個性需求，甚至讓用戶擁有為自己設計、生產產品的途徑。

三、長征文化主題的3D打印運動鞋系統設計方法

在謳歌長征文化的主題創作中，基于長征文化的運動鞋產品開發具有有益的現實價值。長征文化是運動鞋的內涵屬性，運動鞋是長征文化的載體和外延表現，而3D打印技術是長征文化和運動鞋相結合的技術保障。本文提出長征文化主題3D打印運動鞋的系統設計方法，結合文化、產品、技術3個不同領域的元素，研究其相互之間的有機聯系，及其交叉應用產生的設計效果。

該系統設計方法由長征文化主題的3D打印運動鞋中的文化屬性、產品載體和技術手段3部分構成。在前期研究中，對特定長征文化主題進行文化元素的提取、并完成運動鞋載體的產品要素分解，采用載體要素的應用方法進行文化元素的轉化，并通過3D打印技術完成文化與產品的連接。形成“文化主題選擇-文化元素提取-文化元素轉化為設計符號-設計符號與產品載體要素、3D打印技術的交叉應用”的基本方法框架。首先依據表1長征文化主題的確定共有13種傾向，可分別從物質、行為、精神多種層面進行文化元素的提煉。其次作為產品載體的運動鞋根據構造分解為鞋面、鞋舌、鞋墊、中底、大底、配飾6種要素類別，并運用4種要素應用方法，即直接應用、抽象簡化、仿生設計和融合創新實現文化元素轉化為設計符號，同時結合3D打印技術完成文化、產品和技術的交叉應用，根據文獻研究發現目前的3D打印技術主要分為FDM、SLS、SLM、3DP、LOM、SLA[8-11]。完成文化、要素、技術三者的設計融合后，并依據構建的三維設計評價方法確定最終的設計方案，最終完成長征主題的3D打印運動鞋設計。長征文化主題的3D打印運動鞋系統設計方法模型見圖1。

四、長征文化主題的3D打印運動鞋設計應用

長征文化資源多種多樣，通過雜志書籍、文獻研究、網絡查詢等方式整合出最具典型性、共同性的資源，根據運動鞋產品的市場需求和設計特征，確定以“謝志堅的繡球草鞋”為開發的重點，設計出具有代表性的3D打印運動鞋創意產品，這雙草鞋是長征路上千千萬萬雙草鞋中普通又獨特的一雙，不僅代表了春秀與謝志堅的愛情，也映射了無數工農紅軍戰士們的愛情。設計過程如圖2。

（一）文化元素的提取

以“謝志堅的繡球草鞋”中可歌可泣的紅色故事為運動鞋產品的設計理念基礎，通過發散思維依據“長征文化主題的3D打印運動鞋系統設計方法”展開文化元素的提煉。“謝志堅的繡球草鞋”具備具象平面和故事內涵的屬性，容許從圖案、色彩、材質、紋理 、精神5個方面入手提取具有文化代表價值的文化元素。圖案元素選取了雪山、赤水、草地、鐵索橋、草鞋、繡球等元素。色彩元素為長征主題的紅色、草鞋的亞麻色以及繡球的綠色、粉色等的原色和重構色。從工農紅軍的日常物品中進行材質元素提取，包括牛皮、棉麻、毛線等。紋理元素移植了草鞋的編織紋理和繡球的分布紋理等特色紋理。無形的精神元素包括堅定理想信念、不怕犧牲、舍己為人、艱苦奮斗等精神。

（二）設計符號的轉化

基于三層次分析法從物境、情景、意境不同層面運用轉化的設計符號表達長征文化。即通過“長征文化主題的3D打印運動鞋系統設計方法”中的直接應用、抽象簡化、仿生設計和融合創新等要素應用方法，運用聯想思維、模糊思維和靈感思維設計出相關的聯想情景或創意圖形。如進行繡球文化解析，對繡球的圖案、色彩、材質元素進行抽象、仿生、創新，實現文化元素的再設計，提取繡球的單線條特征通過平面轉化的基本手段和方法，展開融合設計，形成多種不同圖形。亦可提取典型的長征元素，即“長征路線圖”“雪山”或“鐵索橋”等，利用現代手法展開分割、組合、變異等，創造出由長征路線鏡像組合的愛心圖案，和表達“爬雪山”“飛奪瀘定橋”等情景的圖形等，見圖2。

（三）3D打印技術的應用

本著“造型追隨功能”的設計觀點，利用3D打印技術實現文化中有形的物質資源和無形的精神資源嫁接到運動鞋載體中，完善產品的物質功能和精神功能。本階段選擇運動鞋的中底、鞋后跟、鞋面紋理以及五金配飾方面運用3D打印技術，見表2。采用草鞋的編織紋理作為中底和鞋面的視覺呈現，利用多孔結構和材料紋理深層次表達長征文化。或提煉文化主題的愛心、繡球等細節元素進行技術嫁接，從結構造型提煉、紋理展示、色彩選擇綜合體現3D打印特色。并考慮應用模型的3D打印加工工藝要求，材質特性等，提升運動鞋的舒適度和功能性，達到新工藝技術與紅色文化結合的目的。

（四）最終設計方案的確定

圍繞滿足“市場+用戶”需求的目的，陸續展開前期手繪草圖的問卷調研、調研結果傾向的4款設計方案的細節優化，以及進行借助數學空間的向量知識所創建三維設計方案評價。評價體系設定x代表紅色文化，y代表用戶需求，z代表設計要素，利用公式（1-1）計算設計方案X（x，y，z）的坐標向量數值大小即坐標的模來判定四款設計方案的優劣性。

選取5名與本研究內容相關的專業用戶（設計師，工程師，用戶）組成評價群體，對基于長征文化傳承的3D打印運動鞋設計方案進行各項坐標值的賦值，數值范圍設定為0-10分。為了確保設計方案的綜合性，在分析前期去除單項坐標最大數值和最小數值的方案。從專業用戶角度對以下4個設計方案進行三維評價，打分并計算，將評價進行數據轉化如表3所示，根據表3確定最終設計方案為方案D。

五、設計說明

“謝志堅的繡球草鞋”主題的3D打印運動鞋通過運動鞋的設計要素將長征文化與3D打印技術和諧融合，外在形態符合形式法則及當代審美需求，突出運動鞋的藝術性、文化性和實用性，通過內在故事更好地弘揚和傳承紅色文化。

長征文化：鞋面底部的曲線輪廓為步驟二設計符號中的圖案，色彩為雪山原色，體現長征路途情景并提升產品色彩協調性。鞋面中部為透明雙層結構，內層是“草繩”，外層是“鐵索橋”，高度濃縮長征文化，外涵層面展現“飛奪瀘定橋”的戰斗情景，內涵層面凸顯軍人“不懼生死”的長征精神。鞋舌標簽設計采用雙層按扣開合結構，外層為商標“紅運”，內層為長征路線轉換的“愛心”。“紅運”蘊含中國共產黨的“紅色”和成語“鴻運當頭”的“鴻運”文化，寓意運動鞋促使用戶和中國努力奔跑的動力，中國和中國共產黨將永遠繁榮富強。“愛心”表達紅軍為保家衛國無私奉獻的優秀品質。

3D打印技術：運動鞋在主要受力處運用了3D打印技術，設計了耐磨的3D網面紋理和3D打印多孔結構中底。提取草鞋的編織紋理嫁接到3D打印結構的“U”“V”走向方面，設計出似“角”形狀。中底運用鏡像手法，設計為高穩定性和彈性的菱形單元結構，為使用者提供一個穩定的腳跟支撐結構和能夠滿足高強度訓練所需的緩沖能力，見圖3，新技術的應用省略了運動鞋不必經過黏合或縫合的過程。鞋后跟為市場流行的彩帶裝飾條，利用3D打印技術實現個性化文字定制，打造獨一無二的運動鞋簽名。繡球通過三維轉二維的設計手法創造出扁平化配飾，工藝較為復雜，故由3D打印技術制造，呼應紅色主題。

細節注釋圖見圖4，模型圖見圖5。

結語

紅色文化的傳承以先進技術為橋梁，通過文化與設計的融合創新，對推動中國文化軟實力發展、促進文化經濟大繁榮有著向上作用。“長征文化主題的3D打印運動鞋系統設計方法”實現以運動鞋載體為媒介的長征文化元素現代化應用，促使3D打印技術行業興盛。該方法有利于為不同的紅色主題服飾產品給予系統的設計方法，助力紅色基因的繼承和發揚，引起國人愛黨、愛國之情，加強凝聚力，拉動國內紅色文化產業經濟增長。

基金項目：2021年度陜西省社科界年度重大理論與現實問題研究項目 數字文化激活陜西文旅產業融合發展路徑研究（2021ND0259 ）

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