基于可拓語義與形狀文法的漢代銅鏡紋飾研究

關鍵詞：漢代銅鏡；銅鏡紋樣；草葉紋鏡；可拓語義；形狀文法

引言

“夫以銅為鏡，可以正衣冠；以古為鏡，可以知興替；以人為鏡，可以知得失[1]。”銅鏡不僅是古人日常生活中用于梳妝照容的工具，更是歷史文化的重要載體，融合了功能與藝術的精美器物。作為銅鏡發展史上的重要時期，漢代銅鏡不僅數量繁多、紋飾精美復雜，更蘊含了豐富的文化內涵和高超的工藝技藝，具有重要的歷史價值和文化意義，特別是在當下傳統元素的傳承與創新設計中。昝金國等學者[2] 從歷史學和考古學的角度對山東省出土的漢代草葉紋鏡進行了分類研究；周峰[3] 則對漢代植物紋樣銅鏡的審美特征及其背后的經濟文化背景進行了分析，提出其獨特的時代文化性；徐正英等[4] 則關注漢代銘文銅鏡的字體研究。然而，對于漢代銅鏡紋樣的創新設計研究相對較少，特別是在復雜語義影響下的傳承和創新問題尚未得到深入探討。為此，本文提出基于可拓語義與形狀文法的方法對漢代銅鏡紋樣進行了創新設計應用。通過可拓語義的分析，揭示銅鏡紋樣的文化語義特征，并結合圖解思維進行可視化處理，計算其可拓區間，以引導創新設計。在此基礎上，通過形狀文法對紋樣元素進行演變，旨在為漢代銅鏡紋樣的創新設計提供方向指導和理論支持。

一、理論基礎

（一）可拓語義：可拓學包括可拓理論、可拓創新和可拓工程。可拓語義理論[5] 是在可拓學基礎上，結合圖解思維，形成的一套方法論體系。該體系探討了事元、物元與關系元三者之間的相互聯系。通過邏輯化和數學化的手段，可拓語義理論實現了對事物多重語義關聯的量化分析。該理論還促進了基于語義多樣性的創新思維，拓寬了創新思路的廣度，并在很大程度上減少了創新過程中主觀經驗的影響。目前，該方法廣泛應用于設計學領域，能夠幫助解決研究對象的事物、特征和量值之間的關系。

（二）形狀文法：形狀文法[6] 是一種側重于形狀運算的設計與分析方法，由George Stiny 和James Gips 提出。該方法基于符號語言，通過特定規則的變換生成新的圖形，廣泛應用于紋樣設計創新。形狀文法以形狀運算為核心，最早應用于建筑設計領域，后來在紋樣設計中得到了驗證和廣泛應用。形狀文法具有高度的可操作性，能夠靈活構建并處理多樣化的圖形形式，極大豐富了圖形設計的多樣性和互動性，能夠創造出富有變化的圖形設計。

（三）研究流程：基于可拓語義與形狀文法的設計方法，漢代銅鏡紋樣創新設計的應用流程可概括為三大核心階段。首先是資料整合與文化挖掘階段，系統收集漢代銅鏡紋樣資料，深入研究其背后的文化背景，篩選出富有象征意義且能夠體現漢代銅鏡文化精髓的代表性紋樣，作為設計單元進行詳細分析與提煉。接下來進入創意轉化與規則應用階段，根據當代審美趨勢，對精選的原始紋樣進行藝術加工與抽象概括，運用形狀文法的生成性原理，構建符合現代審美需求的紋樣設計單元。通過衍生性規則，對基本紋樣單元進行拓展，生成一系列富有創新潛力的基礎紋樣設計模塊。最終階段是設計整合與文化傳承階段，將衍生出的基礎紋樣單元進行重組，設計出既保留漢代銅鏡文化韻味又融合現代設計理念的創新紋樣方案。在設計流程中，需要特別重視特征詞匯的語義深度挖掘，確保設計成果不僅形式新穎，還能夠準確傳達漢代銅鏡文化的核心內涵。設計完成后，需通過圖解語義分析驗證紋樣設計是否精準映射了高可拓性詞匯范疇，并確保其有效保留了文化語義的精髓，從而全面評估設計成果的文化傳承與創新價值，如圖1。

二、基于可拓語義與形狀文法的漢代銅鏡紋飾研究

（一）可拓語義分析方法：可拓基元理論探討了事元、物元以及關系元三者之間的相互聯系，其表達式如下：

其可拓區間 M 的計算方式是通過變量 mx 和 my 計算，其中 mx 表 示特征語義 C 與研究對象 N 的語義關聯程度，其中 mx 值越大，表示語 義特征與研究對象之間的關聯程度越大，my 表示語義特征詞匯在設計 中的應用價值，my 的值越大，表示其設計的應用價值越高。

設定不同特征語義采用的評分區間為 [1，α]，β 為參與評分的總人數， α 為某個語義詞匯獲得的分數，其中 da 為所獲得分數的個數，因而mx 的計算公式為：

（二）形狀文法規則：狀文法的推理規則可細分為生成性規則與衍生性規則。生成性規則體系（圖2），構建于歐幾里得幾何變換之上，統一以R 標識，詳盡包含：R1 平移變換原則、R2 水平鏡像對稱原則、R3 邊角45°旋轉原則、R4 中心軸45°旋轉原則，以及R5 垂直鏡像對稱原則。這些規則直接參與基礎形狀的創造與衍生。衍生性規則體系，則聚焦于形狀的進一步變換與豐富，涵蓋了縮放變換、鏡像復制、旋轉操作等。其中，縮放變換專注于圖形尺寸的比例調整；鏡像復制技術實現圖形沿特定軸線的反轉與復制位移；旋轉操作圍繞某一中心點實施，通過指定角度達成圖形的方位變化，具體規則包括（圖3）R6 傾斜鏡像變形、R7 與R8 不同軸向的水平鏡像變體、R9 垂直鏡像變換，以及R10 順時針90°精確旋轉在內的高級形態控制。這一系列規則共同構成了形狀文法中復雜且精細的圖形變換與衍生策略。

三、設計實踐

（一）漢代銅鏡紋飾分類：銅鏡的裝飾圖案通常位于其背面，采用線刻和浮雕技術展現。其結構大致可劃分為8 個部分：即鏡鈕、鏡鈕座、內區、中區（有時省略）、外區、圈帶、銘帶和邊緣帶。這些部分的裝飾圖案各具特色，所傳達的含義亦各有千秋。夏金連[7] 在其著作《中國漢代銅鏡紋飾的分類及文化內涵》中，將漢代銅鏡的裝飾圖案劃分為6 類：植物紋鏡、動物紋鏡、幾何紋鏡、靈獸紋鏡、神仙人物故事鏡和銘文鏡。而在《中華文化圖像史——銅鏡卷》[8] 中，銅鏡的裝飾圖案被進一步細分為8 類：日光鏡、星云紋鏡、草葉紋鏡、博局鏡、四神鏡、西王母畫像鏡、神仙畫像鏡和人物故事畫像鏡。本研究在綜合相關文獻資料及實地考察西安線下博物館的基礎上，收集了大量銅鏡圖像及相關資料。在本研究中，將相似的銅鏡圖案進行分類整合，具體將其分為植物紋鏡、動物紋鏡、自然天象紋鏡、畫像紋鏡和銘文鏡五大類別，具體分類見表1。

（二）漢代銅鏡紋飾基元選取：因漢代銅鏡紋飾多樣，題材豐富，為能夠充分發掘其設計價值與社會價值。要求設計相關專業人員以及特定文化愛好者，對上文中所提到的統計紋樣類別及其語義進行評估，對上文所提取的紋樣進行估值打分，分值為 1～5 分，經計算分析考量得出將植物紋鏡作為設計的基元，其包括花葉紋鏡、草葉紋鏡等，經整理提取的花草葉紋鏡紋樣基本單元如表2 所示。

（三）可拓語義分析特征詞匯：在確定以植物紋樣銅鏡作為設計的基本單元之后，運用意象量值分析方法，提取并系統化表征意象詞匯，科學界定其可拓性區間。通過這一過程，量化特征詞匯所蘊含的文化語義與文化價值之間的內在聯系，并精確計算基于文化語義的設計空間維度。在此基礎上，評估漢代銅鏡紋樣的文化與設計價值，揭示其在現代設計應用中的潛在價值。

花草葉紋的銅鏡紋樣在種類中最為繁多，西漢初期尤為興盛[9]。當時，國家社會狀況較為混亂，政治經濟不穩，貧富差距巨大，社會矛盾尖銳。花草紋飾的刻畫表現了漢人對生活的憧憬與希望，寄托著對未來的期待，希望生活如花草般充滿活力與生命力，同時表達了對自然的崇敬、農業的關注和五谷豐登的渴望。

對于花草葉紋鏡的關鍵詞語義提取，研究以3 個層次為出發點，通過文獻搜索、專業書籍和論壇分享等途徑，共收集相關意象詞匯120 個。研究采用KJ 聚類分析法[10]，從中提煉出核心主題，篩選出15 個緊密相關的詞匯。然后，通過問卷調查，邀請45 位具備傳統文化與產品設計背景的專家、從業者及學生，使用李克特五級量表對這15 個詞匯進行評分。調研團隊成員的多樣化確保了結果的廣泛代表性與專業性。評分分析后，最終確定最具代表性的前5 個意象詞匯，能夠深刻體現漢代銅鏡紋樣的文化內涵，并為設計創新提供靈感，這5 個詞匯分別為：生機、活力、自然、豐收、希望。

邀請了10 位設計從業者和設計研究人員參與問卷調查，采用李克特7 級量表對特征詞匯進行評分，要求每位受訪者分別對5 個特征詞匯反映漢代銅鏡花草葉紋樣關聯程度的強弱進行評分。評分標準為1 分表示與紋樣關聯性最弱，7 分表示關聯性最強，依次遞增。根據公式（3）計算得出每個詞匯與紋樣關聯程度的數值，詳細調查結果請參見表3。

隨后，選定6 位在設計學領域具有專業背景且對傳統文化有所了解的專家進行問卷調研。調研中采用了李克特7 級量表評分法，其中最能體現花草葉紋鏡紋樣特征的詞匯被賦予最高分，即7 分。根據公式（4）計算得出的my 值，數值越高表明草葉紋樣的文化價值越顯著。最終的評分結果詳見表4。

根據公式（5）計算出花草葉紋樣特征詞匯的可拓區間如表5 所示，由數值得分可以看出生機和希望更能反映花草葉紋鏡的風格特征與文化價值，生機、豐收和活力具有更大的可拓設計區間，為紋樣的創新設計提供指導作用。

經過上述數據統計與分析，獲得可拓創意向量空間即設計區間，參數化表示該紋樣的意象設計有效閾值，為下文意象詞匯的語義圖解提供參考[10]。

（四）可拓語義圖解計算：基于個人在文化創意產品設計領域的實踐經驗與知識積淀，對選定的意象詞匯進行了深入的語義圖解分析[11]，遵循預設的設計閾值標準，專注于圖解表達中語義閾值較高的詞匯，進而評估其圖解的語義清晰度及所蘊含的社會價值。針對每一意象詞匯，挑選10 幅高度相關的圖像作為分析樣本，以確保分析的全面性與準確性。進一步邀請15 位年齡介于20 至25 歲之間、具備創新思維的青年設計師，依據統一標準對樣本圖片進行1 至5 分的量化評分，通過對評分的統計分析，取平均值作為圖片代表性的衡量標準，進而篩選出每個意象詞匯下評分最高的前3 幅圖片，作為最具代表性的圖解示例。通過以上流程對所有意象詞匯的關聯圖片進行了系統評估與打分計算[12]，最終意象詞匯樣本圖片的選擇結果呈現于表6 中，為后續設計實踐提供視覺素材基礎與創意靈感來源。

設圖解語義樣本為 t，為進一步客觀評估上述圖解，另外邀請 3 名設計工作者對上述圖解的辨識度和設計價值進行賦值，其中 mtx 描述圖解語義 t 與文化特征mtx 的辨識度，mtx 的取值范圍為[0，1]，評估結果見表7。mty 描述圖解語義 t 的設計價值，mty 的取值范圍為[1，7]。評估結果見表11。根據表7、表8 數據得出圖解語義辨識度和設計價值的平均值，結果見表9。

通過上文中敘述的數學模型綜合評估與精細的數據權重分析過程，量化了每個圖解所蘊含的語義特征在設計領域中的價值。依據上文中的表達式（6），系統計算單一圖解的語義設計價值，并將計算結果整理歸納于表9 中，以便后續深入分析與應用。

四、設計方案輸出

（一）基于形狀文法的紋樣衍化：根據前述統計分析，特征詞匯“生機 t1”“豐收 t1”“活力 t2”的可拓區間最為寬廣，因此本次設計選取這些詞匯所對應的圖解紋樣——四葉草紋、蝴蝶紋和麥穗紋作為設計指導。這些紋樣不僅承載著漢代銅鏡的文化象征意義，還具有豐富的視覺表達潛力。

在設計過程中，使用了Photoshop（PS）等繪圖軟件，對上述主體紋樣及其圖解紋樣進行簡化與變形，基于平面設計法則，提煉出適合現代設計應用的基本元素（見表10）。通過形狀文法的設計方法，這些基礎元素得到了進一步的重構與加工。設計過程中運用了旋轉、復制、縮放等規則，以創造出多樣化的紋樣演變形式（見表11）。

基于花草葉紋的基礎單元，通過形狀文法的生成和演變（見表12），進一步探索紋樣的創新性組合。在這個過程中，每個圖案通過結構化的法則演變，不僅保持了傳統紋樣的文化內涵，還融入了現代設計思維，使紋樣適應當代產品設計需求。這一衍化過程強調了圖形元素的多樣性與可塑性，充分挖掘了紋樣的現代應用價值。

圖解紋樣的初始演變過程具體為，紋樣1“蝴蝶紋”經過縮放變成具有空間感的蝴蝶紋樣，并在其間隙之內進行填色。紋樣2“四葉草紋”進行變形轉化，通過縮放來形成有立體感的四葉紋，在間隙內加以色彩，形成新的紋樣，再通過反向填色的方式形成另一種新的紋樣。紋樣3“麥穗紋”則是通過7 次R4 演變形成新的紋樣。

在銅鏡花草葉紋樣的基本單元推演中，在草葉紋銅鏡基本單元的演化中，選擇了四葉連弧紋鏡、“日光”草葉紋銅鏡以及花葉紋鏡的基本單元紋樣進行衍生設計。基元1 通過R4 的基本規則方式，經過4 次45°的旋轉生成紋樣一，基本單元2 則首先通過R5 生成新的單元，之后再通過4 次R4 旋轉生成紋樣2，基本單元3 則由4 次R4 規則生成紋樣3。在基本單元推演的過程中，結合了傳統紋樣的構成形式，符合中國人講究的平衡對稱的傳統觀念，融合了統計紋樣本身的特色與風格。

（二）推演圖形紋樣的設計：在進行銅鏡紋樣衍生設計的過程中，要滿足現代社會中人們對傳統文化的深切情感與精神訴求，喚起人們的文化共鳴。在紋樣創新的同時，繼承銅鏡紋樣的固有特色，以紋樣本身的基本結構為參考，采用放射式、對稱式、旋轉式等布局進行排列[13]，保留了傳統紋樣基本的構式特點，體現了中國人對平衡對稱的審美追求。將圖解紋樣與傳統紋樣相結合，引入現代設計法則中的縮放變化、色彩搭配、材質運用等手法，對紋樣進行進一步的加工與提煉，使其在保留傳統韻味的同時，又具備了現代設計的時尚感與前瞻性。

衍生因子1 由初始紋樣2“四葉草紋”初始紋樣3“麥穗紋”和“花草葉紋”基本單元生成紋樣1 組合而成，衍生因子2 由初始紋樣2 與“花葉紋”基本單元生成紋樣2 組合生成，衍生因子3 由初始紋樣1“蝴蝶紋”初始紋樣2“四葉草紋”與和草葉紋鏡基本單元生成紋樣3 組合而成。其組合方式都是由草葉紋鏡的基本單元生成紋樣作為主要紋飾進行平移復制的變化，將圖解初始紋樣進行空隙的填充，使整體生成紋樣更加飽滿。

銅鏡作為古代日常生活中的重要物品，不僅具有實用價值，其精美的紋樣更承載了豐富的文化與藝術內涵。這種藝術性和審美特征通過裝飾功能在現代設計中得以延續。如今，隨著可持續設計理念的推廣，將傳統銅鏡紋樣融入現代包裝設計，不僅是對傳統美學的傳承，也符合當前環保與可持續發展的趨勢。在設計過程中，衍生的銅鏡紋樣進行了色彩設計，借鑒了古典紅綠色的配色方案，結合金色紋樣，形成了極具視覺沖擊力的包裝設計。紅綠搭配象征著生命力與豐收，金色則賦予整體設計一種高貴感，而在包裝設計的中心位置使用白底展示鏤空圖案，使紋樣更加突顯，增強了整體的層次感。這種處理方式，不僅增強了包裝的藝術性，還提升了其在現代市場中的吸引力。

銅鏡紋樣的現代化演繹使其具備了多元化的應用價值，特別是在包裝設計中，通過貼花、嵌金等傳統工藝與現代技術的結合，精準地將銅鏡紋樣展現于包裝盒上。這種工藝不僅延續了傳統手工藝的精髓，還滿足了現代消費者對高端設計的需求。作為連接產品與消費者的重要橋梁，包裝的設計直接影響著消費者的購買決策以及對品牌形象的認知。因此，將銅鏡紋樣應用于包裝設計，能夠在增強產品文化價值的同時，激發消費者對傳統文化的興趣，促進文化傳承與創新。這種設計思路不僅提升了產品的市場競爭力，還實現了傳統文化與現代設計的有機結合，展示了文化傳承在當代設計中的無限可能性，如圖4。

（三）再生圖案的語義評估：為確保復刻的草葉紋銅鏡圖案能夠保持其原有的生命力和文化意蘊，本研究對土陶復刻圖案進行了語義分析。本次分析采用了5 級李克特量表，邀請了6 位從事設計領域工作的專業人士及研究人員，對詞匯的關聯性進行了評估。同時，6 位志愿者參與了對圖案文化價值的評價。通過數據分析，我們確定了復刻圖案的可拓展范圍，具體結果見表14。

根據可拓區間計算結果的分析，與前文對漢代花葉紋銅鏡的評價相一致，這證明了在漢代草葉紋樣再設計過程中，形狀文法推演設計并未偏離原始圖形的基本語義。因此，結合可拓語義學與形狀文法的設計原則，能夠在保持原有研究對象特征的前提下，實現設計創新的目標。

結語

漢代銅鏡所飾之草葉紋，蘊含著豐富的文化底蘊與藝術特質，體現了我國傳統藝術的深厚價值。漢代的銅鏡紋樣，經過千年的流轉，至今仍展現出其獨特的活力與生命力。通過對這些紋飾特征及其文化內涵的深入探究，并結合形狀文法的推演與變形，創新性地設計出一系列新的紋樣[15]。這些新設計在繼承傳統元素的同時，通過重構與抽象手法，賦予了紋樣新的生命力，并將其應用于諸如飾品盒等文化創意產品之中，從而創造出具有鮮明傳統特色的產品，讓中國傳統紋樣以新的時代姿態延續至未來，并為多元文化的交流與傳承開辟了新的途徑。