“半刀泥”工藝的數(shù)字化設(shè)計(jì)與成型研究

數(shù)字化技術(shù)不僅為工藝美術(shù)的設(shè)計(jì)、成型和生產(chǎn)提供了更高的效率與精度，還為傳統(tǒng)技藝的創(chuàng)新與傳承開(kāi)辟了新的途徑。然而，盡管數(shù)字技術(shù)在手工藝的保護(hù)和展示方面已有大量研究，具體工藝的數(shù)字化介入仍然相對(duì)較少。“半刀泥”工藝作為越窯傳統(tǒng)刻花技法，以其簡(jiǎn)練的刀法和生動(dòng)的線條著稱，但其復(fù)雜的手工操作限制了其在現(xiàn)代生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，本研究通過(guò)結(jié)合三維掃描、三維建模、激光雕刻和CNC雕刻等數(shù)字化工具，對(duì)“半刀泥”工藝的數(shù)字化設(shè)計(jì)與成型進(jìn)行系統(tǒng)探索。通過(guò)越窯紋樣的實(shí)驗(yàn)案例，本文分析了數(shù)字技術(shù)如何在保留傳統(tǒng)藝術(shù)精髓的同時(shí)，提升生產(chǎn)效率、降低學(xué)習(xí)門檻，并為傳統(tǒng)工藝的創(chuàng)新發(fā)展提供新的路徑。這一研究不僅為傳統(tǒng)手工藝的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了技術(shù)支持，還為現(xiàn)代設(shè)計(jì)師參與傳統(tǒng)工藝的創(chuàng)造性發(fā)展提供了更多可能性。

一、數(shù)字化紋樣設(shè)計(jì)

（一）紋樣采集

“半刀泥”作為陶瓷常見(jiàn)的裝飾工藝，是通過(guò)平口刀，在泥坯上刻劃而成，形成一邊寬一邊窄的刻劃造型。為了在數(shù)字雕刻與建模中實(shí)現(xiàn)“半刀泥”工藝的精確復(fù)刻，首先需要對(duì)其雕刻紋樣的深淺和造型特征進(jìn)行精細(xì)建模。要構(gòu)建理想的數(shù)字模型，必須從傳統(tǒng)的“半刀泥”裝飾中提取造型數(shù)據(jù)，以確保數(shù)字雕刻能夠呈現(xiàn)出與手工刻劃接近的紋樣效果。在越窯青瓷的裝飾工藝中，通常在雕刻有“半刀泥”紋樣的陶瓷坯體上施加一層青釉，青釉在高溫?zé)蛇^(guò)程中會(huì)流動(dòng)，填平刻劃紋樣的線條，使得傳統(tǒng)工藝在最終成品中呈現(xiàn)出獨(dú)特的釉色變化。然而，若直接掃描施釉燒制完成的陶瓷試片，釉層的厚度會(huì)影響三維掃描儀對(duì)刻劃路徑的精確捕捉，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差。因此，本研究選用了未施釉的泥坯作為基礎(chǔ)試片，以確保紋樣的精細(xì)度能夠得到更準(zhǔn)確地呈現(xiàn)。此外，為了獲得更具代表性的樣本，我們特別選擇了由越窯陶瓷廠資深匠人手工刻花的作品進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以保證刻劃紋樣的真實(shí)性與工藝水準(zhǔn)。

在采集過(guò)程中，我們使用了高精度的固定式點(diǎn)云三維掃描儀，掃描精度設(shè)置為0.005毫米。通過(guò)將完成刻劃的泥坯放置于平穩(wěn)的掃描平臺(tái)上，進(jìn)行多次掃描，最終生成了精確的三維立體數(shù)據(jù)模型。這一掃描過(guò)程能夠完整捕捉“半刀泥”紋樣的刻劃路徑，包括其長(zhǎng)、寬和深度的空間信息，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視化的三維模型。通過(guò)這一方式獲取的三維數(shù)據(jù)不僅直觀，而且能夠直接導(dǎo)入三維建模軟件，用于后續(xù)數(shù)字紋樣的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。這些精細(xì)的三維模型為后續(xù)筆刷工具的建構(gòu)提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使得數(shù)字雕刻可以在精準(zhǔn)性與藝術(shù)性方面實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)工藝的一致。

（二）紋樣設(shè)計(jì)

在“半刀泥”工藝的數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程中，紋樣設(shè)計(jì)的核心在于如何將傳統(tǒng)手工刻劃中的隨機(jī)性和藝術(shù)性巧妙融入數(shù)字化工具中，以確保最終成品既能夠傳承傳統(tǒng)技藝的獨(dú)特韻味，又能夠借助現(xiàn)代技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高的精確度與生產(chǎn)效率。為了達(dá)到這一目標(biāo)，首先需要對(duì)傳統(tǒng)“半刀泥”工藝的刀具運(yùn)動(dòng)特性、雕刻手法以及紋樣結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，進(jìn)而構(gòu)建出不同造型的“半刀泥”數(shù)字筆刷，模擬傳統(tǒng)刻劃的特征，從而在數(shù)字環(huán)境中再現(xiàn)這一獨(dú)特的工藝風(fēng)格。

數(shù)字化設(shè)計(jì)的第一步是構(gòu)建單一筆刷模型，并建立基于三維模型的刻劃形態(tài)。通過(guò)高精度的三維掃描技術(shù)，精確捕捉傳統(tǒng)“半刀泥”紋樣的深淺、寬窄、緩急等層次、線條曲度以及刀痕的細(xì)微變化。接下來(lái)，通過(guò)建模軟件對(duì)這些紋樣進(jìn)行數(shù)字化再現(xiàn)，生成具有不同寬度、曲率和角度變化的多種筆刷工具，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)需要自由切換不同的筆刷。通過(guò)這種方式，數(shù)字化紋樣設(shè)計(jì)能夠展現(xiàn)出豐富的變化性，使設(shè)計(jì)更加貼近越窯青瓷刻花的藝術(shù)風(fēng)格。此過(guò)程不僅是簡(jiǎn)單復(fù)制傳統(tǒng)刀具的物理形態(tài)，更是通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)，使數(shù)字工具能夠靈活模擬不同刀具角度、壓力變化等細(xì)節(jié)，最終生成與傳統(tǒng)工藝效果接近的雕刻紋樣。

在建立了多種數(shù)字筆刷的基礎(chǔ)上，可通過(guò)筆刷繪制具有現(xiàn)代越窯刻花風(fēng)格的完整主體紋樣。使用三維軟件如ZBrush，通過(guò)手寫(xiě)板進(jìn)行數(shù)字雕刻，設(shè)計(jì)師可以實(shí)時(shí)以手繪方式生成刻劃路徑。這種直接繪制的方式雖然靈活生動(dòng)，但對(duì)設(shè)計(jì)師的技藝和熟練度要求較高，且雕刻完成后難以進(jìn)行細(xì)節(jié)微調(diào)，若有需要修改的地方往往只能重新繪制。因此，另一種更為高效和精確的方法是先設(shè)計(jì)路徑，后生成紋樣。這種方法允許設(shè)計(jì)師在繪制過(guò)程中調(diào)整曲線的節(jié)點(diǎn)，并在確認(rèn)調(diào)整后再生成最終的三維模型，極大地提高了設(shè)計(jì)的靈活性和精確度。通過(guò)以上設(shè)計(jì)步驟，數(shù)字化“半刀泥”工藝不僅能夠保留傳統(tǒng)工藝的藝術(shù)美感，還能夠利用現(xiàn)代技術(shù)提高生產(chǎn)效率、提高可操作性，為傳統(tǒng)工藝的創(chuàng)新性發(fā)展提供了新的可能性。

二、“半刀泥”數(shù)字化成型

（一）雕刻成型

在陶瓷工藝的現(xiàn)代化生產(chǎn)中，許多產(chǎn)區(qū)的數(shù)字化工廠已經(jīng)廣泛采用激光雕刻和CNC雕刻作為主要的成型技術(shù)。這些技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)?fù)雜的三維設(shè)計(jì)快速、精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)化為實(shí)體產(chǎn)品，特別是在“半刀泥”工藝等傳統(tǒng)技法的數(shù)字化改造中尤為突出。

在“半刀泥”工藝的數(shù)字化成型過(guò)程中，激光雕刻與CNC雕刻是兩種主要的雕刻技術(shù)，各具優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)?shù)字設(shè)計(jì)的三維模型精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為實(shí)體作品。激光雕刻通過(guò)高能量光束將電能轉(zhuǎn)化為熱能，迅速熔融材料表面，從而雕刻出精細(xì)的紋樣。這種技術(shù)特別適合處理復(fù)雜的細(xì)節(jié)紋樣，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度雕刻。由于陶瓷材料的高熔點(diǎn)，激光雕刻通常采用分層方式，以避免一次性高溫導(dǎo)致坯體表面損壞或影響上釉效果。通過(guò)將數(shù)字化的三維“半刀泥”模型轉(zhuǎn)換為灰度圖并導(dǎo)入雕刻軟件，激光雕刻可根據(jù)灰度值精準(zhǔn)控制深淺，呈現(xiàn)出細(xì)膩的紋路。相比之下，CNC雕刻是一種機(jī)械加工技術(shù)，通過(guò)高速步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)刀具進(jìn)行切削。該技術(shù)通過(guò)刀具與坯體的直接接觸，實(shí)現(xiàn)刀痕自然流暢地過(guò)渡，可對(duì)燒制過(guò)后的坯體進(jìn)行再加工。CNC雕刻具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性，盡管操作時(shí)間較長(zhǎng)，但雕刻出的紋樣效果更加接近傳統(tǒng)手工工藝。CNC雕刻還可通過(guò)更換不同類型的刀具，適應(yīng)多種材料，從而拓展“半刀泥”工藝在現(xiàn)代制造中的應(yīng)用場(chǎng)景。

激光雕刻和CNC雕刻還具備傳統(tǒng)手工雕刻無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，無(wú)論是特大尺寸還是微小紋樣，均能在不更換工具的情況下高效完成。對(duì)于手工雕刻而言，處理不同尺寸的紋樣通常需要頻繁更換工具，增加了制作難度和時(shí)間成本。而數(shù)字化雕刻技術(shù)通過(guò)調(diào)整參數(shù)即可精準(zhǔn)控制不同尺寸的紋樣雕刻，無(wú)論復(fù)雜程度如何，都能夠在保證精度的同時(shí)顯著提升效率。通過(guò)結(jié)合激光雕刻與CNC雕刻技術(shù)，數(shù)字化“半刀泥”工藝不僅提高了生產(chǎn)效率，還擴(kuò)大了工藝適用的尺寸范圍，豐富了藝術(shù)表達(dá)形式。這種現(xiàn)代雕刻成型技術(shù)為傳統(tǒng)工藝賦予了新的生命力，并進(jìn)一步拓展了“半刀泥”在多種材料與工藝領(lǐng)域中的應(yīng)用潛力。

（二）模具成型

傳統(tǒng)的模具成型工藝在陶瓷生產(chǎn)中占據(jù)重要地位，但制作過(guò)程繁瑣且效率低下。通常，匠人首先手工雕刻出模種，再通過(guò)翻模制作石膏模具，石膏模具用于注漿成型。這種手工制作模種復(fù)雜且耗時(shí)，每個(gè)模種都需要高超的技藝和大量時(shí)間來(lái)確保紋樣的精確性。然而，手工工藝存在瓶頸，難以保證模具的一致性和標(biāo)準(zhǔn)化。近年來(lái)，數(shù)字化技術(shù)推動(dòng)了模具制作的變革。3D打印技術(shù)逐漸被引入工廠，設(shè)計(jì)師可以在數(shù)字環(huán)境中創(chuàng)建復(fù)雜的模種模型，并快速打印出高精度的實(shí)體模型，減少手工雕刻中的誤差。然而，3D打印模種仍需翻模，流程依然繁瑣且需要多次手工干預(yù)，效率提升有限。

基于“半刀泥”裝飾的特點(diǎn)，在脫模上不存在問(wèn)題，通過(guò)CNC直接雕刻石膏來(lái)制造半刀泥模具的方式，相較于前者有著更高的制造效率。在3D軟件中直接設(shè)計(jì)石膏模具的數(shù)字模型，并通過(guò)CNC雕刻技術(shù)直接對(duì)石膏材料進(jìn)行精雕成型。通過(guò)這種方式，設(shè)計(jì)師可以完全在數(shù)字化平臺(tái)上對(duì)模具的每個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行精確控制，無(wú)需模具翻模這一繁瑣步驟。CNC雕刻機(jī)能夠根據(jù)三維軟件中的設(shè)計(jì)，精確地雕刻出高精度的石膏模具，確保模具的細(xì)節(jié)與標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)大大減少了制作時(shí)間和人力成本。相較于傳統(tǒng)工藝，這種數(shù)字化模具成型方法效率更高，生產(chǎn)更為靈活，適合大規(guī)模制造和復(fù)雜紋樣的精細(xì)雕刻，為現(xiàn)代陶瓷生產(chǎn)帶來(lái)了革命性的改進(jìn)。

三、數(shù)字技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

在“半刀泥”工藝的數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中，數(shù)字技術(shù)展現(xiàn)出諸多顯著優(yōu)勢(shì)。首先，數(shù)字技術(shù)大幅提高了生產(chǎn)效率。通過(guò)三維掃描、建模和數(shù)字雕刻工具，傳統(tǒng)工藝中的復(fù)雜紋樣可以在數(shù)字環(huán)境中精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，并通過(guò)激光雕刻或CNC雕刻快速轉(zhuǎn)化為實(shí)體。這種方式減少了手工操作中的重復(fù)性步驟，尤其在處理復(fù)雜細(xì)節(jié)時(shí)，數(shù)字化雕刻技術(shù)能夠顯著提升精度和速度。

其次，數(shù)字技術(shù)降低了學(xué)習(xí)門檻。傳統(tǒng)的“半刀泥”工藝需要匠人長(zhǎng)期的手工經(jīng)驗(yàn)積累，而通過(guò)數(shù)字化手段，設(shè)計(jì)師或工藝愛(ài)好者可以利用預(yù)設(shè)的數(shù)字筆刷和雕刻路徑在三維軟件中輕松實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝的效果。這種方式使得即便是沒(méi)有豐富手工經(jīng)驗(yàn)的人也能夠參與到“半刀泥”工藝的創(chuàng)作中，大大拓展了這一技藝的受眾范圍。

再次，數(shù)字技術(shù)賦予了設(shè)計(jì)更大的靈活性和創(chuàng)新空間。傳統(tǒng)工藝在材質(zhì)和設(shè)計(jì)上的局限性通過(guò)數(shù)字化手段得以突破，激光雕刻和CNC雕刻技術(shù)可以在陶瓷、木材、金屬等多種材質(zhì)上實(shí)現(xiàn)高精度的雕刻，適應(yīng)不同的設(shè)計(jì)需求。此外，數(shù)字化技術(shù)支持設(shè)計(jì)的反復(fù)修改和調(diào)整，設(shè)計(jì)師可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從而進(jìn)一步推動(dòng)工藝美術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

“半刀泥”工藝作為越窯傳統(tǒng)技藝的代表，通過(guò)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用煥發(fā)了新的生命力。借助三維掃描、數(shù)字建模、激光雕刻和CNC雕刻等技術(shù)，傳統(tǒng)工藝得以高效、精確的復(fù)刻，并擴(kuò)展了其應(yīng)用場(chǎng)景。數(shù)字技術(shù)不僅提升了生產(chǎn)效率，降低了學(xué)習(xí)門檻，還為設(shè)計(jì)的創(chuàng)新提供了更大的自由度。在保持藝術(shù)精髓的同時(shí)，數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)與現(xiàn)代的融合。未來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，“半刀泥”工藝將在更廣泛的領(lǐng)域得到推廣，推動(dòng)中華傳統(tǒng)文化的創(chuàng)新性發(fā)展。

基金項(xiàng)目：2023年度文化和旅游部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)：

[1] 范凌，李丹，卓京港，等.人工智能賦能傳統(tǒng)工藝美術(shù)傳承研究：以金山農(nóng)民畫(huà)為例[J].裝飾，2022，（7）：94-98.

[2] 鐘振華.“半刀泥”之審美及適用范圍[J].中國(guó)陶瓷，2012，48（3）：63-65.

[3] 葛思洋. 激光雕刻賦能下中國(guó)傳統(tǒng)紋樣的活化探索[ J ] . 上海工藝美術(shù)，2023，（1）：119-121.