當機能風與中國美學相遇

文/姚思雨 圖/陳洛奇

2023年春季學期結束，在清華大學美術學院，上演了一場機能風與中國美學的浪漫相遇。這是清華美院工業設計系2021級本科兩個班的學生，在完成“設計工程基礎——機能原理”與“設計思維”兩門課程學習后的課程作品展覽。他們以中國傳統文化中的寓言、神話、詩歌、歷史故事等為創作藍本，以設計思維為指導，通過軟硬件結合的研究方式深度學習了機能知識，并以機能傳動等方式完成了諸多優秀的課程實踐作品。

授課老師陳洛奇說，在課上，老師們會引導學生在學習基本的機械設計思維后，將動態化的設計理念運用于作品中。動態化的設計作品往往具有獨特的生命性和敘事性，可以讓作品與觀眾產生著某種潛在的對話。在設計過程中，設計主題與內涵需要通過一系列的可視化傳動裝置進行轉譯，而這種轉譯要讓作品所表達的內容層層深入地傳遞給觀眾。

1《麗人行》

小組成員：王思綺、張瑞珈、徐銘藝、胡永好、田靖風、周琛為

作品分為視覺裝置與交互音樂裝置兩個部分，以新中式的風格，通過機械與科技手段對傳統文化進行新的解讀。作品以《麗人行》相應的歌舞作品韻味結合宋式建筑為靈感來源，以傳統造型元素——盆景為設計載體，彰顯中式美學。視覺裝置部分選擇亞克力材料，通過在材料上人工著色，借用亞克力的質感營造出山水層疊的空間感和清新的整體風格。

奏樂裝置以《雙面燕詢》為藍本，用樂高為機械傳動結構的基本元件，配合多種感應與交互技術實現音樂的演奏和可視化效果。在樂高搭建的機械傳動過程中，履帶上端的鞘點通過履帶實現向前運動，運動中依次觸擊電容連接端口，利用電容觸控的原理，接觸導體形成閉合電路，按照樂曲的節奏通過Arduino電路板將信號傳輸至電腦，從而演奏出完整的樂曲。同時，運用Touch Designer，讓其與多種輸入數據（聲音、感應器、手勢識別等）產生互動和變化。

2《樂影翩躚》——基于《春江花月夜》的音樂傳動裝置

小組成員：楊芊羽、黃家鈺、宋詩穎、李俏儒、張起

8層形似月琴的亞克力板對應中國傳統“八音”，通過光導纖維和機械裝置把珠子連接到電機上，開啟電機，珠子便跳動起來，營造出不同的節奏和韻律。利用計算機控制系統將燈光、音樂的旋律和節奏進行匹配和控制，使得珠子的跳動與燈光的變化緊密配合，產生出精彩紛呈的視聽效果。作品下方以黑色綢緞相襯，輔以紙袋八音盒副調作為點綴，創造出聲光電中的春江花月夜氛圍意象。

所謂“樂影翩躚”，一則“樂”與“月”同音，既描述了本裝置基于樂曲制作的特點，又營造了月夜氛圍意象；二則“影”代表珠子下方的黑色反光綢緞和裝置最前方的水拓畫水面，倒映出光影；三則百余串珠子的“翩躚”躍動，形成或似山巒起伏，或似江面涌動的場景。作品通過科技與藝術融合，將曲調優美動聽的《春江花月夜》可視化，在傳統文化框架中呈現數字藝術的魅力。

3《山海境》

小組成員：劉廷亦、任伯坤、高承煥、范立揚、胡嫙娗、狄泓臻

以《山海經》為主題，選取畢方、青丘狐、帝江、玄武等代表性神獸作為主角，以青丘山為故事場景，通過樂高機械傳動裝置、交互設計描摹神獸的運動，進而抽象《山海經》所描繪的志怪奇觀。

帝江：采用鏈條傳動的方式，將帝江的模型固定在鏈條側面，由齒輪帶動實現從山上跑到山下水池邊的行動路線。

玄龜尾巴和云共用一個動力輸出端，裝置采用大量萬向節和軸連接，將電機和裝置分離開，減小整個傳動部分的體積。此外，還通過兩組減速齒輪為電機降速并增加扭矩，使其可以帶動各個構成部分。玄龜尾巴采用切比雪夫聯動方式，呈現上下擺動的姿態。兩朵云分別使用曲柄連桿機構和凸輪，一個呈現大幅左右擺動，另一個則上下起伏。

九尾和玄龜的頭部：皆采用齒輪和齒條的傳動方式，將齒輪旋轉的角度轉化成齒條的位移距離，同時使用可控方向的開關控制齒輪正反轉，完成齒條的伸縮。

4《嘆風云》

小組成員：戚馨元、張一寧、熊麗琦、李玥萱、鄧菲

作品以中國傳統文化故事和審美為基礎，以樂高標準化零件和機能原理為材料和技術手段，表現《三國演義》中魏蜀“襄樊之戰”。通過各種復雜的攻城器械設計、大體量的戰場空間和聲光電運用，呈現中國古代英雄形象和忠義精神。

整體場景按照中國象棋的陣列進行排布，器械按照各自體量和功能的差異對應棋子“將、士、相、馬、炮、車、兵”的位置。以“棋局”的意象，增添歷史的宏大感，棋局的周邊放置了上百個士兵人模型，暗示個人在天下大勢之中的無力與渺小感。

在敘事方式和舞臺布景上，借鑒京劇與皮影戲的語言。序幕部分是一盞大體量的“走馬燈”，關羽帶領大軍的場景被清晰地映照出來。舞臺正后方的燈光會映亮“群山”后半透明幕布上的關羽形象，成為一個回首悵望的巨大剪影，以體現這段故事的結局。

攻城器械的主體采用樂高搭建，利用齒輪、蝸桿、履帶等多種零件和EV3編程軟件，制作包括“投石機”“彈射機”“傳送帶”“搖旗器”“云梯”等攻城裝置，連接電機后，它們可以自主運動以實現各自功能。

5《欲壑難平》

小組成員：王靜文、趙品未、柴木蘭、曾鑰潼、蔣欣洋、宋菁菁、李博洋

故事靈感來自于民間故事《神筆馬良》，以生物3D打印為技術藍本展開，探討智能機械與人類的關系。故事截取小女孩一生的5個節點，反思社會的發展變化。

舞臺采用劇場化設計，整個劇情猶如在一個巨大的黑匣子中行走，黑色奠定整個故事的基調。4個房間象征著4個故事，各自服務其故事內容而布置。整個舞臺展示的是故事發生的環境，主要舞臺是中心的圓臺，通過圓臺的升降與旋轉完成故事的推進。

6《荊軻刺秦王》

小組成員：王奕萱、唐心一、蘇禹安、相亭羽、董欣然

通過現代的小球傳動裝置，以簡練的設計語言來重現荊軻刺秦王這一悲壯的歷史故事。

故事劃分為5個版塊，每個版塊都由一個整體的場景作為故事發生的載體。各個場景由上而下錯位擺列，整體為階梯式獨立單元，移步換景，營造鏡頭流動感和視線引導。

在整體裝置中，以不同顏色的小球來代表各方身份，例如秦國尚黑，以黑色小球來表示秦王。通過小球在裝置中的運動來還原各個經典場景和劇情。

7《破繭》

小組成員：曾音帥

作品以“梁祝化蝶”這一經典故事為主線，蝴蝶穿梭在霓虹燈閃爍交織著的、機械與金屬搭建出的超現實場景中，將梁祝的故事和作者的思考娓娓道來。

作品的整體形態提煉化用古琴的造型，用琴身與樂聲共同呈現故事的內容。在古琴上從左往右、以故事的事件發展順序分出了4個部分：

琴頭是透明亞克力，可以隱約看到被“封印”在里面的蝴蝶，象征封建禮教、高宅大院對人們內心的思想與自由的束縛。在這一囚牢的包圍中，女扮男裝的祝英臺有了短暫的“出逃”機會——蝴蝶飛出了宅院。

琴身則分別展示梁祝初相識與文庫夜讀、互相陪伴的場景。場景除了金屬搭建的山脈、窗欞等環境元素外，還有機械傳動的花朵隨著音樂高低起伏、簇擁著蝴蝶在其中流連。

琴尾以墓碑與墳墓的造型，傳達梁山伯不治身亡、祝英臺殉情而去的悲慘結局。

作品結構上融合了機械原理與聲光電效果：

燈光交互部分，利用部分編程實現梁祝音樂響起、燈環伴隨著音樂閃動。

蝴蝶交互部分，將蝴蝶撲翼機械結構與底座小車車輪融合，同時安裝手勢傳感器與直流馬達，當觀者手拂過小車，蝴蝶便會扇動翅膀、朝相應的方向飛舞而去。

機械花傳動部分，用馬達帶動聯軸上的偏心輪轉動，通過上下的頂落、帶動花朵部分的傳動開合。