彝族傳統紋樣的數字化傳承與重塑設計研究

舒畇溦，孟凱寧，孫 寧

（1.吉利學院，四川 成都 641423；2.西華大學，四川 成都 610039）

彝族主要分布在中國的四川、云南、 貴州三省，彝族文化積淀深厚、內涵豐富、表現形式多樣，作為中國地域文化的核心與特色之一，長期對傳承發展中華優秀傳統文化起到重要作用[1]。彝族紋樣是彝族文化中的非物質文化遺產，其藝術性、文化性、技巧性都較高，常用于彝族服裝及配件、生活用品、裝飾物件中，它背后的文化、地域特征、造型與色彩語義都極具傳承意義。

一、彝族傳統紋樣的發展現狀及數字智能發展方向

隨著現代化進程的加速和城市化的發展，彝族紋樣正在逐漸消失，它的傳承和保護也面臨著諸多困難和挑戰[2]。因此，彝族文化若要繼續發展，傳承方式就必須進行創新、轉型以適應社會變遷。面對彝族紋樣的保護與傳承危機、供需關系失調、工藝創新不足、市場運作不力等問題，學者們均針對如何保護、傳承其文化展開研究。

目前人工智能參與設計的主要方法主要包括用計算機技術來存儲、獲取和處理數據，建立參數化模型，對圖像進行修復、重構、壓縮感知，或是構建出智能數字平臺，進行數據設計、數據分析、數據共享，以此高效率地實現創新設計[3]。但在現有的研究中，大多是從藝術、文化、歷史的角度去進行紋樣研究[4]，鮮有學者通過科技與智能技術來實現彝族紋樣的保護、傳承與創新轉化。因此，以智能技術為基礎，深入挖掘彝族紋樣背后的人文價值與文化內涵，將其融入數字化語境中，利用科技與藝術的碰撞來實現創新具有一定的理論與現實價值。因此可在科技方面，主要利用數字圖像處理與合成技術來構建彝族紋樣數據庫與圖像生成模型，以此存儲、保護、傳承、重塑彝族紋樣；在藝術方面主要分析紋樣背后的民族文化內涵、發展歷程，并將其提煉、重構、打散，適當轉變后運用于各類設計語境中，實現紋樣的再設計與創新，為非遺文化的保護、傳承、重塑與創新應用提供新方向與新思路。

二、彝族傳統紋樣的數字化傳承及重塑設計方案

1.彝族傳統紋樣的美學風格解析

彝族傳統紋樣是彝族人類社會發展到一定程度的產物，是民俗文化的精華，深入挖掘它的文化內涵、延續其美學價值，提煉民族文化基因并進行數字化再設計，對文化產業資源的再生和復用具有重要意義[5]。基于文化三層次理論可對彝族傳統紋樣進行實地采集與桌面研究，將其解構為物質層、行為層和精神層這三個層級，用于深度挖掘其文化語境與藝術價值[6]。物質層主要表現為可視化的具象載體；行為層是深層文化價值與轉化映射在物質層的規則與方式；精神層是文化延續的基礎和依據。將彝族傳統紋樣的物質層、行為層、精神層進一步解構為多個文化屬性，歸納其文化形態和美學風格（見圖1）。

圖1 彝族傳統紋樣美學風格解析

物質層是文化價值的外化表現，根據紋樣表現特點主要從紋樣類型、色彩、構圖形式這三個維度對其進行解析。在紋樣類型上，從抽象、不規則的紋樣到具象的自然紋樣再到規則的幾何紋樣，彝族人用夸張、變形的手法盡量保留事物的原始形態，傳達對美好生活的向往。在色彩上，彝族紋樣以紅、黃、黑三原色為主，協調使用主色調和次色調。在構圖形式上，彝族人善于歸納大自然規律傳達理性之美，秉持多樣統一、平衡均齊、比例與尺度、節奏與韻律等規則，營造出齊整繁復的圖案[7]。

行為層是社會性的行為，可立足彝族紋樣的民俗特點，從應用場景和制作工藝這兩個維度對其進行解析。在應用場景上，彝族紋樣常見于傳統建筑、家具和手工藝品中，其形制受制作工藝、材料和造物理念等因素限制。在制作工藝上，彝族服飾工藝主要有刺繡、做花和彩繪，彝族工藝技法具有鮮明的程式化特點，能體現秩序感和節奏感[8]。

精神層映射了彝族人的民俗心理和人文精神，可從審美特征、造物理念兩個方面進行總結。在審美特征上，彝族紋樣多取材于自然和勞作，人們將渴望美好、團結的生活態度寄情于中。在造物理念上，彝族人發揚善于實用性與民族性。

基于彝族紋樣的審美邏輯，剖析其美學風格，能夠使彝族傳統紋樣的文化現象有規可循，為紋樣的數字轉化提供理論基礎。彝族傳統紋樣的數字化再設計應積極開拓物質層，融合現代價值觀，包容接納新元素，堅守文化內核，吸納社會發展優良成果，將民族文化內涵和藝術風格轉變為適用于計算機人工智能的設計語境中。

2.彝族傳統紋樣數據庫的構建

針對彝族傳統紋樣的智能重塑與創新應用，首先需要構建紋樣數據庫，該過程需要人工采集數據，當樣本達到一定數量后，對樣本進行特征向量提取，從而便于利用計算機進一步擴大數據庫，最后通過編號與人工調整完善數據庫，為后續構建圖像生成模型打下基礎。該階段旨在借助數字采集、處理、修復、保存、管理、集成等手段，來存儲、獲取和處理紋樣數據。整個流程分為以下六個步驟（見下頁圖2）。

圖2 彝族傳統紋樣數據庫的構建過程

（1）人工采集紋樣

首先從彝族傳統文化相關網站進行紋樣數據采集，數量為1000張以上，為后續的圖像預處理與計算機采集圖像提供基礎。

（2）紋樣預處理

因圖像在采集過程中受不同程度噪聲的污染，需要利用圖像預處理來改善圖像的質量，恢復有用的真實信息。

（3）紋樣特征向量的計算

后續需要自動采集圖像來擴大數據量，因此需進行紋樣圖像特征提取計算，便于計算機自動識別。

（4）計算機采集紋樣

確定爬取對象，編寫爬蟲程序，從網頁中提取并下載圖像。

（5）圖像標注

根據紋樣的美學特征分析，從特征編碼、紋樣釋義、常用場景三方面對彝族傳統紋樣進行收集、分析和標注，確立標簽體系。

（6）人工調整與完善數據庫

在以上五步都完成后，設計師介入，對數據庫進行最后調整，包括檢測數據庫的數據是否真實有效、被移除的圖片是否可再次調整納入數據庫等操作，設計師也可以通過自身創作來對紋樣進行歸納、抽象、變形、分解、組合，實現紋樣的分解與轉換、提煉與概括、變異與延伸，以豐富數據庫素材。

3.構建彝族傳統紋樣的圖像生成模型

圖像生成作為計算機視覺研究的熱門方向，是實施紋樣重塑與創新的重要手段，與傳統的手工制作紋樣不同，該方法可以快速生成大量新紋樣，并可以通過調整模型的參數來控制紋樣的外觀和特征，這為彝族紋樣的設計和創新提供了新的思路和工具。利用GAN構建彝族傳統紋樣的圖像生成模型具有生成效率高、無監督學習、多樣性、可擴展性和可解釋性等優勢，具體可分為三步。

（1）GAN模型設計

設計一個基于深度卷積神經網絡的GAN模型，包含生成器和判別器，GAN的目標是讓生成器生成的圖像越來越真實。

（2）GAN模型訓練

將生成器和判別器分別訓練與交替訓練，在迭代中觀測損失函數，直到GAN模型的損失函數收斂。

（3）紋樣圖像生成

在利用完整的代碼將GAN模型訓練完成后，實現對傳統彝族紋樣的創新生成。

以上三個步驟能夠構建出彝族傳統紋樣的圖像生成模型，通過生成模型的創新性應用，可為傳統紋樣的創新和發展提供新的可能性和思路，對于解決彝族文化保護和傳承面臨的問題具有重要的意義和價值。

三、彝族傳統紋樣數字化傳承與重塑設計實踐

1.彝族傳統紋樣數據庫的構建過程

首先，對彝族傳統紋樣進行人工采集，并進行相關的美學特征分析，以此初步構建數據庫；從特征編碼、紋樣釋義、常用場景三方面對彝族傳統紋樣進行收集、分析和標注，得到彝族傳統紋樣的初級數據庫（見表1）。表中的標簽體系由紋樣的色彩、構成、形式三種基礎要素并行組成；彝族紋樣色彩主要以黑、黃、紅三原色為主，黑色象征權力和尊貴，黃色象征日月與土地，紅色代表勇敢熱情；紋樣的構成形式有連續、對稱、單獨、角隅和紋樣；部分復合紋樣由以上形式相互組合形成豐富的形式效果、層次分明的表達節奏與韻律。

表1 彝族傳統紋樣初級數據庫的局部展示1 資料來源：作者整理所得，表中圖片為作者自繪。

因此，在對圖像進行特征編碼時，按紋樣（F）、色彩（C）、構成形式（S）三大類別對彝族傳統紋樣的可視化信息資源進行標簽分類，有助于構建具有雙向結構的數據庫。數據庫每個類目包含數個分類標簽，用戶可以通過選擇標簽來提取需要的信息，每個類目的標簽可進行多選。如編號（ID）為P4的數字化樣本對應多個特征標簽，設計師可根據標簽快速獲取圖片位置與源文件。當設計師以特征標簽F1進行檢索時，可以得到表1中的P1、P4；而當設計師以F1+S1進行檢索時，僅得到樣本P1。

其次，根據上述方法與手段，在初級數據庫的基礎上，繼續大量收集彝族紋樣圖像，構建盡量完整的紋樣數據庫。整個實際操作過程中，人工采集紋樣6478張，經處理后保留的有效紋樣圖像2478張，計算機爬取紋樣50000張，經處理保留的有效紋樣圖像共5973張；共計經預處理、篩選、匹配、校驗、編碼等調整后存儲的有效紋樣圖像共8451張。

最后，根據數據庫的內容搭建出應用于電腦端的彝族紋樣數字化應用平臺，其功能在于能夠更方便地選擇、提取、查看、檢索紋樣圖像，其界面如下頁圖3所示。該平臺可快速查看紋樣的外觀與編號，以及通過點擊或跳轉查看紋樣的特征編碼、釋義、應用場景，也可以通過檢索紋樣的特征編碼檢索出需要的特征紋樣。該數字平臺能夠更高效率地存儲、保護、轉化彝族紋樣，是一個可以實時更新、帶有多層次標簽、分類清晰、圖像質量高的數據庫。

圖3 彝族傳統紋樣的數字化應用平臺

2.彝族傳統紋樣圖像生成模型的構建過程

圖像生成模型的生成器方面，整個過程通過全連接層將噪聲向量映射到更高維的特征空間，再利用轉置卷積層將特征空間的維度逐漸縮小，最后輸出一個與原圖像大小相同的圖像。辨別器方面，轉置卷積層、核尺寸與步長保持一致，通道數逐漸增加；整個過程通過輸入紋樣圖像，以及一系列的卷積層提取圖像特征，最后通過全連接層將圖像特征映射到一個標量值，表示該圖像為真實圖像的概率，作為判別器的輸出。

在訓練過程中，使用Adam優化器來更新生成器和判別器的參數，學習率設置為0.0002。同時，為了防止過度擬合，在判別器的卷積層和生成器的轉置卷積層中加入Dropout層，設置為0.5，訓練過程中，生成器和辨別器都采用LeakyReLU激活函數來加速收斂。生成對抗網絡訓練過程中損失函數隨迭代次數的增加而降低（見圖4），其中橫坐標表示訓練迭代次數，縱坐標表示損失函數。實驗結果表明，在迭代訓練 850次左右即可達到較好的效果。

圖4 生成對抗網絡的訓練過程

由計算機生成創新紋樣的過程（見圖5），部分高質量創新紋樣的效果（見圖6），可以看出生成的紋樣結構清晰，線條流暢，可辨識性強，整體風格與色彩構成符合彝族傳統紋樣的特征。色彩方面，主要包括黑、黃、紅、藍四種顏色；構成方面，延續了傳統紋樣自身的連續性、對稱性、散點性等特征；形態方面，包含了對波浪紋、金鏈紋、菜籽紋等單元紋樣的抽象變形、分解組合、變異延伸。這三方面的穩定與創新，使紋樣的個性化及藝術風格較為強烈，但紋樣數據庫中的紋樣大多是由手工繪制，其自身素材存在紋樣線條不筆直的情況，因此生成的紋樣同樣存在紋樣線條彎曲、邊框雜亂等問題。因此，便于后續進行紋樣的多元化應用，還需通過計算機軟件來進一步提高其圖像質量。

圖5 創新紋樣的生成過程（由模糊到清晰）

圖6 生成的部分創新紋樣1 圖片來源：圖1-圖6作者自繪。

四、彝族創新紋樣的多元化應用

為使生成的彝族創新紋樣創造出更多的商業價值，可將其應用于服裝、家居、建筑、藝術等各個領域，為彝族文化的傳承和弘揚作出貢獻。同時，創新紋樣也為設計師提供更多的靈感和創意，靈活地調整和變形這些圖像并將其運用在不同的設計場景中，可滿足不同的設計需求，促進設計師設計思維與創造力，并提高設計品質。

首先，通過圖像生成模型隨機生成創新紋樣100張，選擇4張色彩、形態較好的紋樣，對其進行解構與釋義（見表2），以便后續對紋樣進行解構與衍生。其次，成立四個設計小組，分別將這4副紋樣作為設計靈感與設計元素，針對其藝術性、衍生性進行主觀分析。最后，各小組運用設計學科相關知識與技術表現手段，自主進行無主題限制的創新衍生設計，并應用于各實體領域中。

表2 彝族創新紋樣的特征解析

如表3所示，各小組確定的具體設計對象分別為絲巾設計、包裝設計、畫筆設計、掛鐘設計，各設計對象最終呈現的設計方案至少2套；表3中的4套設計方案的羅列順序分別與表2中的4副紋樣一一對應。

表3 彝族創新紋樣的設計方案與效果圖表現1 資料來源：表1-表3，數據由作者整理所得，表中圖片為作者自繪。

表3第一套方案是絲巾設計，以表2的第一幅紋樣為靈感進行創作整合，既能很好地呈現紋樣效果與民族風情，又能結合現代服裝進行搭配。第二套方案是包裝設計，以表2的第二幅紋樣為靈感進行創作，將紋理抽象化地拆分組合，使包裝表面有蝴蝶紋、花瓣紋以及紋樣的立體表現，適用于水果、核桃、堅果等特色產品的包裝。第三套方案是畫筆設計，以表2的第三幅紋樣為靈感進行創作，將紋樣與畫筆的藝術特征相互雜糅，呈現的效果極具民俗風情。第四套方案是掛鐘設計，以表2中的第四幅紋樣為靈感進行創作，把環狀紋及其中心對稱性與鐘表的造型、結構特征相結合，并以花瓣紋作為點綴來進行創意呈現。

根據本研究的設計方法論、實驗過程與結果，可推導出人工智能目前在設計領域的利弊，優勢方面包括加速創新與優化、自動化重復性任務、個性化設計、預測趨勢等；劣勢包括缺乏創造性和情感、數據偏見、難以捕捉復雜情境等。在未來，人工智能在設計領域的發展可能朝著創意輔助、情感智能、混合智能等方面發展，通過更好地理解和回應人類情感需求來生成設計，同時更加關注如何使人工智能與人類設計師相互協作實現更好的設計成果。

五、結語

在人工智能賦能傳統文化的背景下，以彝族傳統紋樣作為研究主體，充分利用人工智能涉及面廣、帶動力強、開放度高的優勢，采用先進的圖像采集、存儲與生成技術對傳統紋樣的傳承、建構和活態轉型展開數字化研究，能夠實現三種機能要素論證和實證（紋樣、價值、策略），兩種信息整合（技術、藝術），一個平臺建設（紋樣重塑創新），以此強調藝術、科技、文化的交叉融合發展。雖然技術方案和實驗過程還存在有待提高的地方，但這次針對傳統文化的數字化保護與研究，不僅符合新時代發展的需要，更是一次不可或缺的大膽嘗試。