基于參數化建構的云錦延伸設計
—— 以陳之佛圖案骨式為起點①

吳映月 孫庭憶（南京藝術學院 設計學院，江蘇 南京 210013）

一、數字科技推動非遺創承

聯合國教科文組織駐華代表處代表夏澤翰博士表示：非物質文化遺產是實現可持續發展和促進社會融合的有力手段。對于非物質文化遺產價值的認同，是建立一個基于對話、尊重和人類尊嚴的更美好世界的有力工具。②2023年2月24日,“文化、藝術與科學的融合”創新發展論壇暨“BMW中國文化之旅非遺保護創新成果展”開幕式在中國科學技術館舉行。我國高度重視、鼓勵支持非物質文化遺產的研究、保護與活態傳承，鼓勵合理利用非物質文化遺產資源進行創新設計。在數字科技驅動下，設計從傳統的手工造物、經驗主導走向算法生成、邏輯驅動，同樣也給傳統非遺的保護傳承與活態創新提出了新的命題。

南京云錦織造技藝被聯合國教科文組織列入人類非物質文化遺產代表作名錄，同時屬于國家級非物質文化遺產，至今已有一千六百年歷史，一度面臨失傳的險境。現代美術教育家、工藝美術家陳之佛先生對中國圖案學的建立與發展起到了重要的奠基與推動作用。[1]1954年，南京政府組建“云錦研究工作組”，[2]陳之佛擔任名譽組長，與研究團隊多次登門拜訪云錦藝人，通過各種走訪調查，盡全力挖掘、補救與整合資料；積累并掌握有關云錦的理論知識與工藝特點，系統總結了老藝人的云錦織造與設計經驗。以“中興源”為代表的絲織廠提供了四臺手工織機以及近千幅云錦圖案設計稿。③信息來源：江南絲綢文化博物館：《復興錦程·南京云錦絲織業百年史料展》首次梳理和回顧了南京云錦及絲織業的百年發展歷程，提及以中興源絲織廠為代表的南京近現代絲織工業為江南絲綢文化發展作出的杰出貢獻。陳之佛帶領團隊將這些圖稿進行整合，總結并歸納出云錦圖案的構成特點，提高了復原殘缺圖案的效率與精確性，為非遺的保護與傳承做出了杰出的貢獻。在對云錦圖案的收集與搶救過程中，陳之佛深刻貫徹了圖案學的核心理念，尤其提出作為圖案構成最基本要素的“骨式”④“骨式”又稱“骨法”，即圖案花紋的組織方法?！肮趋馈奔磮D案花紋的的組織框架。[3]193（又稱“骨法”[3]29），在陳之佛先生整理與修補的云錦圖案中發揮著重要的作用。本文嘗試通過對陳之佛圖案骨式的結構性分析，嘗試引入數字化設計的方式進行模擬推演，用結構化思維構建起多元變化的設計體系，進而為圖案二維向三維轉化及拓展應用提供思路，最終結合數字制造實現更加豐富多樣的非遺延伸產品。

二、陳之佛圖案骨式結構性分析

1.陳之佛圖案骨式與云錦圖案結構分析

1918年，陳之佛赴日本東京美術學校工藝圖案科學習，成為日本破格招收的第一個學習圖案的外國留學生?；貒蟮年愔饎撧k了尚美圖案館，由他撰寫的《圖案法ABC》《圖案構成法》《標號圖案》等著作，成了國民級別的普及性圖案學教育讀物，影響至今。在《圖案法 ABC 圖案構成法》一書（圖1）中，陳之佛將圖案以骨式的角度歸納為單獨模樣的骨式、二方連續模樣的骨式和四方連續模樣的骨式，三者又可以被多次細分（圖2）。其中四方連續模樣的骨式類型頗多，廣泛應用于圖案設計中。圖案骨式作為圖案在結構上的編排、組織方式，一方面決定單元圖案本身的構成方法，另一方面決定單元圖案在二方連續、四方連續圖案中的連續形式，其反映出圖案在整體上的形式語言結構，包含了圖案各單元系統性的關聯方式。本文引入結構性的分析邏輯以及整體觀、系統觀的思維策略，可將圖案的骨骼抽象為點、線、面構成元素。若將一個單元模樣的圖案映射為一個點元素，二方連續的圖案便是一條向兩端延伸的直線，四方連續的圖案便是在二維空間無限延伸的平面。這種在結構上層層遞進的方式便是圖案的建構、組合邏輯；將其倒推，便成了由面到線，再到點的解構、拆解邏輯。點、線、面三種元素在解構與建構的過程中，受數量、位置、組合等方式影響，會產生多元變化的結構形式，這種結構化的邏輯為以下的設計分析與設計實驗起到了至關重要的作用。

圖1 《圖案法 ABC 圖案構成法》

圖2 陳之佛圖案骨式

陳之佛在擔任云錦研究工作組名譽組長期間，整理云錦紋樣稿多達529卷，另有副稿977件與文字稿552篇，[4]《云錦圖案》（圖3）便是具有代表性的云錦紋樣圖稿集之一。[5]《云錦圖案》中的紋樣稿多達40張，骨骼種類頗多，其中波形連續法骨骼、幾何連綴模樣骨骼、二方連續法的連綴模樣骨骼、轉換連續法骨骼較為常見。依據圖案的表現形式，可分為偏具象的圖案與純粹的抽象幾何圖案，其中抽象幾何圖案形多有強烈的幾何連綴骨骼特點，最能體現骨骼與單元造型共生的形式意味（表1）。

表1 《云錦圖案》部分圖稿案例[5]及陳之佛骨式分析[3]

圖3 《云錦圖案》封面與封底（中興源絲織廠印章）

2.連綴骨骼參數化建構可行性分析

作為織造面料的云錦，其圖案骨式以四方連續為主。文中將四方連續圖案的提取方式分為兩類，一類是整體提取，分析完整四方連續圖案的連綴骨骼，在陳之佛整理的《云錦圖案》中，以幾何連綴紋樣為例，對于連綴紋樣的骨骼提取，依照圖案對應的骨式進行。幾何連綴紋樣的骨骼形態多樣，不僅可以作為隱形的框架制約單元組合，亦可成為圖案造型本身，在視覺中存在，被稱作“可見骨骼”。[6]比如中國的傳統游戲七巧板，其各板塊可以相互組合，形成不同的、單元造型與骨骼形共生的圖案。例如由Benjamin Hubert設計的模塊化隔斷就體現了幾何連綴骨骼和單元形共生的特點（圖4）。產品將六邊形蜂窩狀骨骼作為支架，以正三角形骨骼分割單元為吸音材料的造型，為本文的設計實驗提供了形式表現的邏輯。此外，六邊形蜂窩狀骨骼不僅可以決定圖案的視覺布局，還能夠作為實物的骨架以穩定其結構，是較為常用的骨骼形式，北京冬奧會火炬臺的骨骼設計就是典型范例（圖5）。在創作初期，張藝謀導演曾構想以“波紋狀”①“波紋狀”是指投石水中必起一種向周圍擴散的波紋，照這波紋狀態配置的方法。[3]194的環形骨骼來排列位于火炬臺中央大面積的90余片小雪花，但由于參賽國數量容易變動，導致環形骨骼的單元排布需不斷調整，加之這類骨骼結構的不穩定性，會給團隊帶來很大的技術難題。最終團隊通過有限元分析以及拓撲優化等實驗，決定采取蜂窩狀（正六邊形）的穩定結構。蜂窩狀骨骼結構牢固，抗壓性強，構造疏密得當，非常適用于屏風、壁飾等軟裝產品，為本文的設計實驗提供了蜂窩狀骨骼的穩定性依據。

圖4 由Benjamin Hubert設計的蜂窩狀模塊化隔斷

圖5 北京冬奧會火炬臺

《圖案法 ABC 圖案構成法》一書中雖并未明確提及蜂窩狀骨骼，但介紹了一種常用的骨式類別：六十度菱形骨骼，①書中將常用的幾何學連綴摸樣骨式分為五種：九十度方格、四十五度方格、六十度菱形、三十度菱形以及各種度數的二種或二種以上的結合。六十度菱形骨式為其一。[3]254《云錦圖案》中存在與之相近的幾何連綴紋樣骨骼。以表1中的圖稿案例2為例，該圖稿通過六十度菱形骨骼連綴組合而成，在不改變本質結構的前提下將其變化，最終變體為蜂窩狀與正三角形相組合的連綴骨骼，為后續參數化連綴圖案的生成提供了基本框架（表2）。

表2 連綴骨骼參數化建構邏輯

數字技術在2000年后的藝術、設計、建筑等領域中掀起了巨大的變革浪潮，從數字技術與參數化的優勢來看，計算機有可自行“思考”和設計的能力。數字骨骼是骨骼生成與形變的數字化手段，在建筑領域應用范圍極廣。設計師利用計算機生形算法的變革提升了設計過程的科學性，并呈現出數字技術本身的創造力，與傳統手工技藝形成傳統非遺的創承雙翼。

例如袁烽老師的“綢墻”（圖6）借助參數化技術，計算出每塊磚擺放的角度，形成似綢緞一樣流動的肌理。基于對磚瓦骨骼框架的認知，將絲綢褶皺產生的黑白關系用灰度讀取，成為墻體“流動”的數值依據。設計師在采用參數化技術的同時，注入了中國傳統磚瓦文化的思考與解讀，產生詩意的聯結，這種對中國建筑文化的數字化解讀方式為本文的設計實驗提供了靈感。巴哈爾塔建筑表皮（圖7）將數字化的表現形式與動態的參數化遮陽功能進行結合，為本文的設計實驗提供了光影空間上的表現邏輯。張周捷的數字果盤（圖8）在計算機不斷的演算中，形成產品在形式上呈現的各種可能，為本文的設計理念提供了系統化的思維。

圖6 袁烽 綢墻

圖7 巴哈爾塔建筑表皮

圖8 張周捷 數字果盤

需要注意的是，傳統的數字設計（常規的計算機制圖、計算機建模等）雖然改變了設計的媒介，但是整體設計流程與策略沒有發生太大改變。[7]參數化作為數字化設計的進一步擴展，擁有一套完整的設計邏輯，具有非破壞性建模、系統性、結構性設計思維等特點。在參數化中，所有的元素與骨架都可以進行形態上的自由控制。根據前文的圖案骨式分析，文中將提取出的連綴骨骼作為參數中的常量，即“不變化的量”，作為約束單元圖案布局、組合與連結的框架，充當著連接的“線”。單元圖案的形態則作為變量控制，充當著變化的“點”，變量的內容為單元二維空間的圖案大小與其三位空間的立體化高度。單元圖案（點）在連綴骨骼（線）的約束下變化，形成最終的連綴紋樣（面）。在Grasshopper中，通過六邊形網格運算器Hexagonal還原出正六邊形網格，用Area運算器找出每個正六邊形單元的中心點，最終用插件parakeet（電池Pattern Genotype J）變體為蜂窩狀（正六邊形）與正三角形組合下的連綴骨骼（表3）。單元圖案作為變量，可用插件parakeet控制。以上的參數化設計方式常應用于建筑表皮設計，因此具有一定的可行性。相比傳統的數字設計，參數化設計的流程不再由設計師全部掌控，設計師不再是唯一的設計主體，而是被參數算法這樣的“執行者”介入并實時參與其創作的流程。[8]39參數化設計的內在演化邏輯驅動了形式生成的演化機制，又可以結合材料真正被物質化，實現無窮可能性的數字創造與數字制造，與應用對象及空間聯結在一起。

表3 連綴骨骼參數化建構步驟

3.單元圖案提取與結構性組合分析

在四方連續圖案的提取方式中，另一類是局部單元提取，分析單元圖案的骨骼與造型，同樣以《云錦圖案》中的幾何連綴紋樣為例。首先，將其單元幾何造型輪廓描摹出來。其次，以適配的“散光狀”①書中又另稱“輻射狀”骨式，細分為從中間向四方擴張的“遠心狀”和從四方集合于中心的“求心狀”。[3]194的骨式約束單元圖案。最后，將幾何單元的輪廓與散光骨骼的形態相結合，產生全新的單元圖案（下文統一稱作原生單元圖案）。

接下來引入結構性思維的解構與建構邏輯，將原生單元圖案重組。解構在于懷疑與推翻原本的語言秩序，打破固有的邏輯，拆散整體性，做到顛覆與改變。解構會按照一定規律利用拆解、錯位、疊合等手法，使解構對象生成新的形式。通過將原先提取出來的單元骨骼進行錯位疊加，再將疊加區域取出，用散光骨骼組合，產生全新圖案。建構是秩序化構成的方式，秩序的邏輯可以通過骨式進行對照，形成多種鏈接，可以是二方連續，可以是四方連續，亦是有規律變化的連續手段。這種建構法則的紐帶可以稱作“接頭”，[9]87尋找這些隱形的“接頭”便是骨骼建構的第一步。以一個原生單元圖案為中心，其他克隆出的原生單元圖案圍繞其“接頭”連續陣列，經歷反復的變化與組合后，利用“統覺及錯覺”[3]120尋找排列后的中心花紋，進行圖案優化，形成全新的圖案造型（表4）。

表4 陳之佛圖案的解構與建構

解構和建構雖代表了兩種相反的結構性思維順序，最終得到的實驗圖案造型也截然不同，但兩組實驗圖案是由同一原生單元圖案變化得來，并非孤立存在，是原生單元圖案下的產物。實驗結果得出的新圖案依然由原生圖案的散光骨骼為基礎所構成，可見原生單元圖案的骨骼不僅是圖案的結構框架、還充當著單元圖案重組變化的前提條件、圖案“形式基因”②“形式基因”包含了形與數的關系，“形”指設計形式、生物的外形；“數”指數字算法，借助數字技術模擬自然生物的演化方式。[8]40的成分，該結論在連綴圖案的體系下同樣適用。

三、南京云錦延伸設計實驗

1.實驗一：《骼緞》——空間隔斷與壁紙設計

《骼緞》是基于連綴骨骼提取與參數圖案可行性分析后的設計實驗產物。由“曲線干擾”[10]生成的圖案具有非線性的流動特點，漸變過渡自然，常應用于建筑幕墻表皮。此外連綴圖案的面積可以無限擴展與調控，提高了設計的效率與精確性。根據前文的參數化可行性分析得知，不變量為正六邊形連綴骨骼，可將此作為框架，在每一個六邊形骨骼區域內的中點放置單元圖案。parakeet插件所包含的單元曲線圖案的結構點能夠被提取，通過“曲線干擾”調整參數對其影響，做到對所有單元圖案形態的統一控制。不同的參數閾值、不同形態的控制曲線、插件所提供的不同的單元圖案造型，這些因素都會影響到參數化圖案的最終形態，形成在同一連綴骨骼體系下，多種形式的產物，做到個性化圖案元素與數字化的緊密融合（表5）。單元形的大小、高度關聯到本次參數化設計中的重要數值，其本質是通過計算每個六邊形骨骼的中點到曲線的垂直距離形成一組數值后，利用映射與數據打組轉化成控制單元形大小、高度的參數，以創造出豐富的形式變化。這種用數字算法模擬自然演化過程的方式，在形式上做到了非線性的無限延展，使原本靜態的連綴圖案有了自然生長的動態生命力。此外grasshopper中的參數調整效果可以實時呈現，其過程的可視化能夠增強設計中期的可操縱性。本次圖案實踐的單元形變化借助于parakeet插件，實驗雖未用參數直接編寫單元形，但parakeet插件的出現足以證明，此類控制單元圖案變化的方式已經能夠在參數化設計中實現，只需找相應的技術人員給予算法即可解決。參數化的優勢在于其整體所見即所得的高度可控性，數值調節方便，可在短時間內實現大面積的變化處理，在一定程度上彌補了手工作業的局限性（表6）。

表5 《骼緞》邏輯下的多種數字生成結果

表6 《骼緞》參數化建構步驟

步驟4：圖案z方向高度變化images/BZ_197_392_185_605_305.pngimages/BZ_197_622_185_881_305.pngimages/BZ_197_934_185_1104_307.png步驟5：立體化模型images/BZ_197_392_336_605_434.pngimages/BZ_197_640_324_862_448.pngimages/BZ_197_933_324_1105_448.png

實物制作分為兩個部分，一是參數化建構圖案云錦面料織造實驗。借助南京藝術學院研究生實踐基地，在南京承創織繡的非遺專家們的指導下開展創新實驗。專家指出，想要創新云錦面料，只有發揮出云錦織造的特點，才能體現云錦的工藝特色。工作流首先根據織造工藝調整現階段的參數圖案與色彩搭配，將設計圖案轉換為意匠圖，接著運用現代數字織機起皺工藝進行初步織造實驗，實現面料在三維空間z軸上的起伏，突破傳統云錦面料二維化的局限，并可進一步構嵌進隔斷骨骼，形成《骼緞》陳設系列的核心體系（表7）。

表7 云錦面料設計步驟

二是依據現代增材制造技術進行隔斷3D打印?？紤]了兩種方式，一種為圓管化，將在三維空間變化的線條賦予厚度即可；另一種為擠出，將未經高度調整，在同一平面的二維線條垂直擠出，再給予厚度即可。打印材料選用了韌性與硬度優秀的尼龍（圖9）與彈性TPU（圖10），TPU材料的伸縮特性可用于嘗試軟體產品的打印。伴隨著增材制造技術的日趨成熟，以數字建造的方式直接從數字虛擬走向物質化已是必然趨勢，手工建造與來自同一基因的數字算法邏輯建構雙軌創承將會成為數字科技驅動非遺創承的有益嘗試。

圖9 染色后的尼龍材料

圖10 染色后的TPU材料

2.實驗二：《骼焱》——燈具設計

《骼焱》是基于單元圖案提取與結構性組合的設計實驗產物。前文提到，新圖案作為某一原生單元圖案體系下的產物，在經過解構與建構的重組后，已能實現從一元到多元的可能，而這也僅限于圖案的模樣變化，若將其立體化，立體化方式的改變又會呈現出截然不同的形式結構。在參數幾何中，曲線被認為是第二個重要的基本元素，[11]318對曲線控制點的調整是本次圖案立體化的核心方式。文中以建構思維設計出的新圖案為設計實踐對象，因圖案構成為散光骨式，所以可先將圖案解構為相同的六份，僅保留其中的一份，以便節省后續建模時間，完成后只需通過旋轉陣列還原，銜接得當即可。接著將保留的圖案曲線轉換為非均勻有理B樣條曲線（NURBS曲線），NURBS曲線是對參數化幾何影響最為深遠的曲線類型，[11]320通過移動每根曲線的控制點位置并調整其權重，以達到調整曲面形態的目的。調整完控制點后，基于曲線的結構建立曲面并環形陣列六份（包含陣列對象），形成一片形態多變的曲面，將其實體化為可打印模型，作為燈具的正面。其次復制出第二個模型，調整其結構以便嵌入光源，將其鏡像旋轉，作為燈具模型的底面，與第一個曲面相結合（做了結構支撐），最終完成模型的制作（圖11）。

圖11 《骼焱》燈具設計步驟

依然選擇數字制造，分別選用半透明樹脂、尼龍和陶瓷粉末材料3D打印而成，可以根據客戶的需求進行個性化定制，包括燈具的擺放空間與固定方式也可以靈活處理。足見，燈具產品的圖案造型、NURBS曲線（立體化）、材料、顏色皆可進行調整，體現從云錦圖案向非遺延伸產品轉化的系統性和多樣性（圖12）。

圖12 《骼焱》不同材料所產生的不同效果

圖13 實物展示

3.空間陳設應用：云錦壁紙、隔斷與燈具

實驗一《骼緞》是以云錦面料織造應用于軟體壁紙，結合空間隔斷的室內空間陳設設計實驗，“骼”代表骨骼，“緞”代表云錦，作品圍繞陳之佛圖案骨式與云錦非遺延伸設計兩個維度展開。實驗二《骼焱》是融入《骼緞》體系的燈具設計實驗。綜上，是融合云錦織造、機織起皺工藝、參數化生形、3D打印等手段，基于陳之佛圖案骨式的結構性思維進行系統化設計，使《骼緞》《骼焱》的各種實驗成果可以根據空間特性（大小、封閉程度等）進行個性化、多樣化的調整（表8）。參數化骨骼的鏈接與變化可以使產品的統一性、規律性滿足各種配置方式，產生豐富的形式變化，為其做到有序地無限組合，實現在一定程度上云錦非遺織造技藝價值與數字技術的結合，融入現代設計理念，為傳統工藝注入新的活力。

表8 陳設空間中的應用方式

結語

在20世紀，曾任南京藝術學院副院長的陳之佛先生為云錦的搶救性保護與傳承做出了貢獻，其關于南京云錦的研究成果為本文設立了重要的基礎和價值。如今數字科技的普及與迭代在一定程度上滲透并顛覆了傳統的生產、生活方式，同時也改變了南京云錦織造技藝等非物質文化遺產的保護、傳播與創新手段，數字科技與非遺的結合將成為時代發展的必然趨勢。

本文分析了陳之佛圖案骨式的圖案構成邏輯及從陳之佛傳統圖案到參數化圖案的骨骼共性與差異，通過結合空間陳設、參數化等設計案例的呈現，了解骨骼在現代的拓展應用方式。本文在此研究基礎上進行了結合云錦織造為實驗對象的參數化非遺延伸設計實踐。實踐表明，基于參數化的建構邏輯嘗試為非遺延伸設計提供了一條數字化且多樣化的生態系統；區別于傳統設計的策略，參數化設計將以直覺型為主導的設計引入了數字算法的邏輯構架。

在非遺延伸產品的探索上，筆者嘗試云錦創新面料壁紙與空間隔斷、燈具的配置方式，模擬并構想現代新中式陳設空間的理想形態，旨在追求圖案平面骨骼與立體骨骼在陳設環境中的一體化，為數字非遺的可持續發展提供了一個新的思路。拋磚引玉，以求指正。

圖片來源：

圖1 https://img9.doubanio.com/view/subject/l/public/s33735206.jpg

圖2 筆者整理

圖4 https://www.sohu.com/a/207252917_651192

圖5 https://mp.weixin.qq.com/s/DLhIaCKyZUBQ_tP7Bab36A

圖6 https://mp.weixin.qq.com/s/ZRbrBtUvNa_4zy27xdN6eQ

圖7 https://mp.weixin.qq.com/s/P_3hi2SeUdboacdga9LgvQ

圖8 https://mp.weixin.qq.com/s/l7lBbHFLlxSn2gD03TCI4g其余為筆者攝、筆者自繪