明清木雕花板紋樣數字化與智能生成

摘要：針對木雕文化傳承困難以及設計師無法準確把握木雕文化知識的現狀和問題，選取中國傳統木雕中最具代表性的明清木雕花板構件作為載體進行數字化知識挖掘和可視化呈現，并為智能生成設計提供數據基礎。運用數字化技術以及人工智能技術，對明清木雕花板的紋樣信息進行數字化轉換，構建面向設計師的明清木雕花板紋樣數據庫，并對其進行可視化研究與智能生成探索。通過對明清木雕花板紋樣數據庫構建的探索研究，從設計師需求視角將明清木雕花板紋樣的類型、精神功能、設計手法等進行展現，構建木雕花板紋樣數據庫可視化平臺，為文化遺產的數字化保護與傳承貢獻了力量，同時輔助設計師等用戶利用人工智能進行創作。

關鍵詞：木雕花板；傳統紋樣；數字化；知識圖譜；可視化設計；智能生成

中圖分類號：J524 文獻標識碼：A文章編號：1003-0069（2024）12-0067-04

Abstract：The work aims to address the difficulty of wood carving cultural inheritance and the current situation and problem that designers are unable to accurately grasp the cultural knowledge of wood carving，and to select the most representative of traditional Chinese wood carving in the Ming and Qing dynasty woodcarving pattern board components as a carrier for digital knowledge mining and visual presentation，and to provide a data base for intelligent generation of design. Applying digital technology and artificial intelligence technology，we digitally convert the pattern information of Ming and Qing dynasty wood carving pattern boards，construct the pattern database of Ming and Qing dynasty wood carving pattern boards for designers，and carry out visualisation research and intelligent generation exploration. Through exploring and researching the construction of the Ming and Qing dynasty wood carving pattern database，we display the types，spiritual functions and design techniques of Ming and Qing dynasty wood carving patterns from the perspective of the needs of designers，build a visualisation platform for the wood carving pattern database，and contribute to the digital protection and inheritance of the cultural heritage，as well as assist designers and other users in their creations with the use of artificial intelligence.

Keywords：Woodcarving Pattern Board；Traditional patterns；Digitization；Knowledge graph；Visualization design；Intelligent generation

引言

中國傳統木雕中蘊含著許多有價值和意義的藝術元素，在木雕花板圖案中，不同的視覺符號按照特定的程式、概念和規則組合在一起，形成了一套完整而豐富的含義。目前，木雕元素被廣泛應用于室內設計、園林設計、建筑設計、文創設計等多個領域，但由于部分設計師對木雕文化的理解不到位，導致木雕紋樣在現代設計運用中被張冠李戴地濫用，被曲解了圖案的原始語義[1]。為了幫助設計師理解木雕花板圖案內涵，更好地傳承傳統木雕紋樣知識，本文從當代設計師更加關注的內容信息角度挖掘紋樣元素信息的內涵，運用文物數字化技術與知識圖譜等人工智能技術構建起明清木雕花板紋樣數據庫，并對紋樣數據庫的可視化與輔助智能生成進行探索。

一、明清木雕花板的內涵知識

（一）明清木雕花板紋樣的搭配與表現手法

明清木雕花板紋樣題材廣泛多樣，涵蓋有瑞獸祥文、人物故事、花草果木、山水風景、博古幾何等。在設計具有寓意內涵的主題紋樣時，木雕工匠會使用不同的表現手法對一個或多個元素進行搭配，以達到對寓意內容的表達，常見的表現手法有象征手法、諧音手法、借代手法、比喻手法、組合手法等[2]。

象征手法根據紋樣的象征寓意進行搭配使用，如牡丹象征富貴，石榴象征多子等。通過諧音手法構成的圖案則具有非常明顯的寓意，一般按照圖案的順序進行解讀，如事事如意，將兩個柿子與如意結合，“柿”諧音“事”。借代手法不直接表達事物本意，而通過其他事物特征進行暗示，如“暗八仙”通過表現八位神仙獨特的物品來暗指八仙。比喻手法是用跟甲事物有相似之處的乙事物來描寫或說明甲事物，如“春光長壽”紋樣由綬帶鳥、山茶花構成，其中山茶花開在春天，這里比喻春光，“綬”與“壽”諧音，寓意青春不老、健康長壽。組合手法將兩種具有特殊意義的紋樣組合創造出新的寓意，如將竹子和鹿組合，寓意竹鹿同春，展現萬物欣欣向榮、一派大好春光之象。在明清木雕紋樣中最常見的是動物紋與植物紋搭配組合，構成動靜結合的畫面，如喜鵲和梅花組成紋樣“喜上眉梢”。

（二）明清木雕花板的精神功能與文化內涵

作為建筑、家具、陳設的嵌合式構件，木雕花板兼備教化、祝頌、裝飾等語義功能[3]，其具有的精神功能，傳遞出儒家思想、宗教文化、家庭文化與吉祥文化等中國傳統文化內涵。明清木雕花板所體現的精神功能可大致分為抒情功能、教化功能與避邪祈福功能。

抒情功能指通過圖案進行抒發和寄托，表達使用者的情感、心境、理想等，如紋樣“梁山伯與祝英臺”傳遞“梁祝愛情故事”，表現了古代人民對自由美好生活的向往和對婚姻自由的追求。教化功能指通過圖案教化人們道理、故事、規范等，同時會傳遞出儒家思想與佛教、道教等明清時期盛行的宗教文化。如刻畫有歷史典故“百忍流芳”主題紋樣，傳遞“百忍”的治家理念，教化人們理智，控制自己情緒這一道理[4]。避邪祈福功能指通過刻畫吉祥紋樣進行避邪祈福，如紋樣“富貴三多”寓意多子、多福、多壽，如蓮花、龍鳳、壽字等，都代表了傳統吉祥文化中對吉祥、長壽、祥和的向往。

（三）明清木雕花板的紋樣材質工藝與身份象征

木雕紋樣元素的使用與場景有一定關聯，在明清宮廷和官方場所中，紋樣元素多為龍鳳、云紋、蟠桃等，反映了官方文化的權威和尊嚴。在士人、文人和貴族家庭中，紋樣主要是山水、詩詞、花鳥等，體現文人雅士的文化品位和審美趣味。在寺廟和道觀中，紋樣元素多為佛像、佛手、法器等。而在商業和民居場所中，木雕紋樣主要是壽桃、福字等，展現了對于吉祥和幸福的祈求。

另一方面，木雕花板的材質工藝也與使用場所和使用者身份有關。宮殿、廟宇等公共場所使用的木雕花板通常選用最高檔的硬木材料，如紫檀、雞翅木、黃花梨等，同時，雕工要求也非常高，通常采用精細的線條勾勒、豐富的圖案造型，還會使用貼金工藝，體現出統治者的威嚴和氣派。在私人府邸中，木雕花板的材質和設計通常比較獨特、精美，反映了主人的審美品位和財富地位。

總的來說，明清木雕花板通常是以紋樣的表達、材料的質量、設計的獨特性和工藝水平的高低為依據，反映出使用者的身份和地位，也展現了當時的社會文化和藝術水平。由此可見，明清木雕花板在發揮實用功能的同時，更承載了豐富的傳統哲理意蘊，體現了深厚的文化與精神方面的信息，具有極高的藝術價值和文化價值。

二、明清木雕花板紋樣數字化數據庫的構建

（一）明清木雕花板紋樣的數字化

對明清木雕花板紋樣實體進行數字化可以有效保存這些珍貴的文化遺產，并且方便人們進行學術研究、文化傳承和藝術創作。本研究對收集到的637件民間木雕文物開展數字化研究，其中包含94件民間木雕花板實物，543件來自名著典籍、文獻研究與網絡記載。針對實物木雕花板，紋樣數字化如圖1所示有以下流程：（1）數字化采集：使用三維激光掃描技術與攝影測量技術相結合的多元數字化采集方法，對木雕花板進行數字化保護和處理加工，三維激光掃描技術能真實記錄物件表面的三維信息以及尺寸等信息，但無法記錄色彩信息，而攝影測量技術可以將紋樣色彩信息進行高質量保存，卻無法準確描述三維特征，通過將兩者優點進行結合，最大程度地實現對紋樣的真實還原和記錄。（2）數據處理：對原始采集數據進行處理，使其達到可以傳播展示、研究學習等的數字化元數據標準。使用三維數據處理軟件對三維點云或面片進行降噪、補洞以及拓撲等操作，并使用圖像處理軟件對采集的圖像進行處理，去除背景噪音、增強對比度、還原色彩等。（3）矢量化：為方便設計師等用戶使用明清木雕紋樣進行創作，數字化過程中使用矢量圖制作軟件將處理后的圖像轉換成矢量圖，實現對紋樣的精確描繪，并且可以對圖形進行修改和編輯。（4）數據存儲：將數字化的模型、紋理、矢量化的紋樣數據保存到計算機中，按照數字化元數據進行規范命名，選擇常用的模型、紋理和圖形格式如OBJ、JPG、SVG、DXF等。（5）元數據信息：在數字化過程中需要對木雕花板的基本信息進行記錄，識別紋樣元素并解讀紋樣內涵，構建其元數據表，包括以下幾個方面：標題（Title）、創作者（Creator）、創作時間（Period）、風格（Styles）、計量（Measurement）、材質（Materials）、技法（Technique）、地點（Location）、外觀描述（Physical Description）、文化背景（Cultural Context）、來源（Source）、顏色（Color）、功能場景（Scenario）、元素（Cultural Elements）、文化內涵（Cultural Connotation）、類型（Type）等。

（二）基于知識圖譜的紋樣數字化數據庫構建

在大數據時代，我們被海量信息包圍著并不容易篩選出我們所需求的信息，而知識圖譜作為一種結構化的網絡，其中包含了很多數據節點和屬性信息，可以幫助我們快速尋找和篩選信息[5]，有效助力文化遺產數字化，將文物、文獻等轉化為計算機可讀的結構化數據，為文化研究和文物保護提供支持。

目前，已有學者在研究構建面向文化領域的知識圖譜，如王常玨等[6]以元曲為例構建基于本體的劇曲類非遺知識圖譜，能夠實現對元曲資源的關聯組織和初步可視化呈現。梁楊等[7]對宋代石刻紋樣知識體系進行知識挖掘，構建了一種針對紋樣的知識圖譜，為傳統文化數據的標簽化和結構化提供解決方案。宋雪雁等[8]對不同來源清代祭祀禮器知識進行知識融合，構建清代祭祀禮器知識圖譜，通過檢索知識圖譜進行知識發現。綜上表現出在文化研究領域，知識圖譜的介入可以更加系統地管理知識、存儲知識，可以幫助用戶更好地查找知識信息、系統理解文化知識。

為了將紋樣的數字化成果更好地聚合和存儲，將構建基于知識圖譜的紋樣數字化數據庫，將紋樣的元數據信息以及相關的文本、三維模型、圖片等信息進行關聯和儲存。經過前文對明清木雕花板紋樣知識的了解和梳理，以及對文化遺產數字化工作的積累，為明清木雕花板數字化數據庫的構建提供了一定的基礎。本文使用構建領域本體常用的斯坦福七步法[9]進行本體建模，使用該模型作為知識圖譜的知識體系，完成明清木雕花板紋樣數字化數據庫的構建。

首先，定義領域為明清木雕花板紋樣知識，并確定領域內本體概念包括木雕花板紋樣的類別、精神功能、設計手法、身份角色、紋樣形式五方面，其中，木雕花板紋樣可以由單個或多個元素紋樣構成，主題紋樣和元素紋樣同屬于紋樣。其次，將術語組織成概念樹，梳理概念之間的層次關系和關聯性，并確定概念之間的關系類型，包括關聯關系、子類關系、部分-整體關系等。通過分析歸納，形成了以身份角色、精神功能以及設計手法3個頂層概念為基礎的本體核心概念集，并梳理概念間的關系特征，見圖2。

隨后，定義明清木雕花板紋樣實體概念的特征和屬性，由以下屬性所描述：紋樣類別、精神功能、設計手法、身份角色、紋樣形式，針對主題紋樣，從紋樣類別、精神功能、身份角色、設計手法等方面進行歸納整理，針對元素紋樣，則從紋樣類別和紋樣形式兩個方面進行歸納整理，進而建立起明清木雕花板紋樣知識體系，如表1所示。之后，對木雕花板紋樣的類別、精神功能、身份象征、紋樣形式以及設計手法5個信息維度進行下一級信息分類，按照類別以表格的形式進行實例收集整理。使用本體編輯工具Protégé，基于OWL或RDF等標準語言將上述步驟中的信息組織成一個結構化的明清木雕花板紋樣知識本體，并選擇主題紋樣“鳳戲牡丹”作為典型實例進行驗證本體模型的正確性和實用性，如圖3。

基于構建的知識本體模型，將大量的數據信息進行實例提取、關系梳理、屬性定義。構建數據庫的數據源主要來源于結構化數據、半結構化數據和非結構化數據等。其中結構化數據主要是前文整理歸納的excel表以及其他具有結構的數據；半結構化數據主要來源于維基百科、百度百科以及相關網頁，通過數據爬取獲得XML、HTML等相關網頁半結構化數據；無結構化數據主要有木雕相關古籍文獻等純文本資料，以及多元數字化采集獲得的圖像和三維模型等數據。知識圖譜中數據之間的關系使用三元組的方式進行表達，以明清木雕花板紋樣鳳戲牡丹為例，主題紋樣與元素紋樣之間存在“包含”關系，寫作“鳳戲牡丹，包含，鳳凰”，三元組關系示例見表2。

最后，在數據收集后使用OWL語言將實例節點進行編碼以文本形式儲存，并將數據信息導入到 Neo4j圖數據庫中，生成知識節點，并且將不同知識節點之間的關系屬性進行編碼以文本形式儲存，節點鏈接后生成明清木雕花板紋樣知識圖譜，完成紋樣數字化數據庫的構建。

三、明清木雕花板紋樣數據庫可視化與智能生成應用

（一）面向知識圖譜的可視化

在知識圖譜數據庫的具體應用場景中，需要為用戶呈現可視化界面。目前，有不少面向知識圖譜的可視化研究，如彭國雁[10]利用知識圖譜原理對京劇知識進行挖掘與整理，同時用信息可視化將京劇領域本體知識以直觀明了的方式呈現給大眾。周瑞丹等[11]對清代滿漢服飾設色規律知識進行整理分析并構建知識圖譜，選取知識圖譜的可視化方法，構建清代服飾色彩設色規律知識圖譜可交互平臺。韓海燕[12]通過知識可視化方法的知識層、結構層、視覺層和用戶層要素展開設計，在視覺層對知識圖譜中的形態、色彩、紋樣、文化內涵進行設計因子提取構建，逐步完成對文化知識圖譜的可視化。綜上，將文化知識圖譜進行可視化設計，優化文化知識信息的展示方式，增強文化信息的可讀性與關聯性，提高信息傳遞效率，讓中國傳統文化知識呈現出活態化傳播。

（二）紋樣數據庫的可視化設計實踐

在木雕花板紋樣中，可視化設計可以幫助觀眾更好地理解和欣賞紋樣的美麗和獨特之處。首先，可視化設計可以通過動畫和交互性展示木雕花板紋樣與文化內涵之間的聯系，使觀者可以從不同的視角了解和欣賞紋樣的內涵之美。其次，可視化設計還可以通過二維和三維圖形來展示木雕花板紋樣的細節和復雜性。通過可視化設計，將木雕紋樣元素分解為更小的圖像或模型，更清楚地展示每個紋樣的細節和構造。

現基于前文明清木雕花板紋樣內容的數字化數據庫，參考現有知識圖譜可視化案例與用戶使用的需求習慣，對明清木雕花板紋樣數據庫進行可視化設計。可視化流程主要分為可視化主題的確立、數據的提取與加工、可視化圖表的映射以及可視化視圖的設計4個部分。根據設計師用戶在進行設計應用時瀏覽信息、篩選題材、紋樣搭配關系及寓意等功能需求，確定可視化主題為明清木雕花板紋樣關系信息圖，展示紋樣與元素、角色、精神功能之間的關系。提取明清木雕花板紋樣知識圖譜數據庫中的主題紋樣實體、元素紋樣實體、紋樣類別、精神功能、角色，以及其相互之間的三元組關系信息，作為可視化的基本數據。通過可視化圖表映射的方式，將所提取的與主題相關數據關系結構進行圖形化呈現。在明清木雕花板紋樣與元素、角色、精神功能之間的關系主題中，使用變形的二元關系圖與扇形旭日圖相結合的方式全面展示紋樣信息，將主題紋樣以圓弧的形式分布在外圈，將紋樣元素以圓弧的形式分布在內圈，同時利用圖塊的寬度以及文字大小展現元素被使用的頻率信息，將精神功能與角色信息以扇形的旭日圖形式排布在圓環兩側，并將主題紋樣與對應的元素、精神功能、角色等進行關系鏈接，并使用顏色進行紋樣的類別分類，使用戶更加直觀地總覽紋樣的文化內涵。

同時為設計師用戶提供搜索、篩選、詳情展示等功能。用戶與主題紋樣或元素紋樣進行交互后，弱化顯示未選項，同時聯結其關系信息，使設計師用戶快速了解木雕花板紋樣之間的關聯性，頁面右側彈窗可快速預覽該詞條的簡要信息，便于快速了解紋樣的文化內涵。在木雕花板紋樣詳情頁中，能夠深入了解紋樣知識，欣賞紋樣的二維和三維信息以及獲取相關數字化資源，紋樣詳情頁內容主要包括紋樣元數據信息、紋樣圖片與模型、紋樣搭配、相關文獻研究等。

總的來說，可視化設計在木雕花板紋樣數據庫中的應用為使用者提供了更好地觀賞和理解紋樣的方式。其通過圖形化和交互性展示紋樣的細節之美和內涵之美，使木雕花板紋樣的數字化和智能化更加實現，為保護和傳承這項獨特的文化遺產提供了新的可能性。

（三）數字化數據庫與智能生成應用

隨著人工智能技術的發展和普及，人工智能生成內容（Artificial Intelligence Generative Content，以下簡稱AIGC）技術在木雕花板紋樣的應用呈現出巨大的潛力，AIGC技術可以幫助設計師等創作者更加快速、準確地創作花板紋樣，提供更多的設計選擇和創意靈感。例如，可以通過訓練模型來自動產生新的紋樣，為傳統的木雕花板紋樣注入新的元素和風格，不僅可以豐富木雕花板的設計資源，還可以提高紋樣的創新性和差異性。

將AIGC技術與多模態知識圖譜技術相結合，將實現更加強大的功能。在自然語言生成領域，多模態知識圖譜技術可以為AIGC技術提供更加豐富的信息，使得生成的文本更加準確、連貫、有意義[13]。同樣的，基于知識圖譜的明清木雕花板紋樣數據庫可以為明清風格木雕的AI生成模型提供真實可靠準確的訓練數據，可以使木雕紋樣的生成更具有合理性和可控性。

對此，我們進行了智能生成木雕花板紋樣的嘗試，探索智能生成提供木雕風格創意的可能。以明清鳥類木雕花板圖案為例，運用生成擴散模型技術（Diffusion Models）訓練模型，通過篩選紋樣數據庫中選取30張鳥類紋樣圖作為數據集，其中包括多種鳥類姿態和兩種木雕風格，通過紋樣數據庫的可視化平臺中對紋樣的詳細描述，輔助設計師等創作者使用更專業的描述詞對數據集圖片中鳥類姿態、木雕風格等進行描述，如圖4（a）。

訓練生成的具有明清木雕風格的鳥紋LoRA模型，能夠進行AI生成數百張特定風格或特定元素的木雕紋樣效果圖，為設計師等創作者提供更多設計靈感和有效素材，創作者通過對畫面中構圖、鳥類元素、鳥類姿態、畫面風格等方面描述的控制，可實現精準控制輸出生成鳥類紋樣圖片，見圖4（b）。在3D創作方面，掌握使用ControlNet功能，可以對合適的生成圖進行處理獲得深度圖，輔助三維模型數字雕刻的快速起稿，大大提高設計工作的效率。

由此可見，明清木雕紋樣數字化數據庫可以有效地查找和提取大量紋樣數據和特征，可以輔助設計師訓練獨特的明清木雕風格智能生成模型，在其完成設計工作時，智能生成創意草稿，并交由設計師等創作者進行細化，可節約大量時間和精力。

結語

通過對明清木雕紋樣進行數字化，解析其紋樣元素，研究其文化內涵，結合知識圖譜方法構建起明清傳統木雕紋樣數字化數據庫。針對明清木雕花板紋樣關系進行可視化研究，將紛雜、繁復的文字信息進行可視化，以直觀的可交互關系圖形式呈現，平臺采用高包容性的交互操作方式，提升了文字信息的可讀性與關聯性，降低了學習門檻，幫助設計師理解明清木雕花板紋樣的文化內容，輔助設計師進行智能生成創作個性化的內容。由于篇幅有限，受限于研究時間和空間，未能完全體現明清傳統木雕花板的文化整體，在后續研究中將不斷收集和擴充明清傳統木雕文化資料。

參考文獻

[1]沈建，王昕. 木雕花板的實驗性活化研究[J]. 藝術教育，2017（Z2）：181-182.

[2]陳龍. 中華傳統圖案在木雕工藝品設計中的應用[J]. 新美域，2022（11）：58-60.

[3]王昕. 中國傳統木雕花板的著作綜述與思考[J]. 藝術教育，2016（05）：144-145.

[4]徐艷國. 明清木雕花板雅賞[M]. 北京：中國人民大學出版社，2009：4-5

[5]張吉祥，張祥森，武長旭，等. 知識圖譜構建技術綜述[J]. 計算機工程，2022，48（3）：23-37.

[6]王常玨，張強，王盟燏，等. 基于本體的劇曲類非遺知識圖譜構建研究——以元曲為例[J]. 圖書館雜志.2023，42（11）：91-98.

[7]梁楊，崔鑫，張騁等. 宋代石刻紋樣知識體系挖掘與知識圖譜構建研究[J/OL]. 中國傳媒大學學報（自然科學版），2022，29（4）：41-49.

[8]宋雪雁，張偉民，張祥青. 基于檔案文獻的清代祭祀禮器知識圖譜構建研究[J/OL]. 圖書情報工作，2022，66（3）：140-151.

[9]王向前，張寶隆，李慧宗. 本體研究綜述[J]. 情報雜志，2016，35（6）：163-170.

[10]彭國雁. 面向京劇知識圖譜的信息可視化研究與設計[D/OL]. 北京郵電大學，2020[2023-03-13].https：//chn.oversea.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx？sfield=fnQueryID=0CurRec=9FileName=1021025743.nhDbName=CMFD202101DbCode=CMFD.

[11]周瑞丹，季鐵，郭寅曼. 清代滿漢服飾設色規律及可視化研究[J]. 絲綢，2022，59（11）：116-125.

[12]韓海燕，阿雅拉古. 鄂倫春傳統服飾文化知識圖譜可視化設計[J/OL]. 包裝工程，2022，43（22）：443-456.

[13]劉樹鋒. 大數據時代AIGC與多模態知識圖譜的思考與展望[J]. 互聯網周刊，2023（15）：49-51.