數字化技術在現代陶瓷藝術造型創新設計中的應用研究

1前言

在世界數字化背景之下，傳統工藝的技術革新與文化傳承成為新的難題。陶瓷藝術作為文化成果的重要形式之一，其創制與傳播也拓展到數字媒介領域中，不僅體現在設計載體方面的數字化，也體現在數字領域對藝術的再想象和再構建。既體現傳統技術的革新，又體現數字創造，要平衡傳統與數字兩方面的創新，陶瓷藝術的發展離不開二者的均衡。隨著陶藝由實體向虛擬方向遷移，為陶藝發展增添了創新與傳播媒介，同時也產生了陶藝本體保護的問題。當前，關于數字技術在陶瓷藝術中的應用與融合研究眾多，但是數字技術與陶藝結合的過程中，在學科、跨學科的討論中及其藝術本體方面保護性研究關注不足。本文結合了數字技術與陶藝，試圖從陶藝的各表達方式探索數字技術如何推動陶藝方式的轉換，以及由此引發對陶藝本體性的反思

2數字化技術賦能陶瓷造型設計的理論邏輯2.1技術哲學視角

數字技術介入到陶瓷藝術是一種技術理性與藝術感性的媒介博弈與互惠過程。技術規約海德格爾的“技術座架\"是事物存在形式化呈現的一種方法，在陶瓷藝作者簡介：王春（1991—）男，漢族，貴州遵義人，博士，副教授，研究方向：演化博弈理論、網絡安全、數字化應用等相關教學和研究。陳春霞（1993—）女，漢族，貴州盤州人，教育學碩士，講師，研究方向：教育學、心理健康、思想政治教育相關教學和研究。

術中就是數字工藝打破傳統工藝形式、瓦解傳統技藝與工作方式的過程。數字化逆向工程、三維掃描技術打破傳統陶藝創作的時空框架，參數化的數值算法對陶瓷造型結構重新設計，GAN算法通過數據訓練替代傳統陶藝的紋樣創造與表現，甚至一些紋樣和圖案可以從網上直接復制和使用。另一方面，技術不是非理性的異化客體，技術與藝術本體在建構層面上的表現是：數字技術通過數字仿真虛擬化對傳統陶瓷制作工藝實現了一種“保護創新”，數字媒介規約、傳統陶藝表達之間如何不致使其產生“技術決定論\"或是“文化原教旨主義\"的二元對立論。

2.2設計學理論支撐

參數設計方法采用了拓撲學的思想進行了陶瓷形體生成方法的重建，在基于算法的曲面擬合上，能夠使復雜形態在可控性與藝術性上得以統一。GAN在紋飾設計上的使用則展示了機器學習算法對于傳統紋飾藝術的智能解碼與編碼，在機器對紋飾集合的海量學習之后，形成了具備傳統元素基因并兼具未來感的紋飾語言。重要的是，這一類數字化的技術手段并非替代設計的主體性，而是通過數據與算法對設計思考進行補充與延展。比如Grasshopper插件的拓撲優化與迭代能夠幫助設計者從一個造型方案迅速地通過建模進行造型效果的驗證，L-System算法依據樹干的生長而進行陶瓷仿生形設計，則讓自然形陶瓷的數字模擬多了一份可能。設計學理論的基本啟示在于數字技術是一把“增強智能”的刀，其目的在于幫助人類能夠做更多的事情，并非代替人類。

2.3藝術人類學維度

互聯網對陶瓷藝技的影響方面，還包括對藝術符號的拆分與再編排。在原有陶瓷技藝具有豐富的地緣性特點下，“在地性\"的構成常常是建立在陶瓷材料、技術、地域文化共同體記憶的基礎上，互聯網媒介的“虛擬\"性則對陶瓷的地緣“在地性\"有一定的干擾性，即數字分身將脫離技術、制作的地理與技藝“在地性\"特點進行，進而消解陶瓷技藝的“地域屬性”。但是，從藝術人類學技術介入的觀點來看，它對藝術符號的介入并非是對原有文化符號的消解與霸權，而是一場文化基因的“再造”，即數字再“創作\"以“展陳\"空間在增強現實技術（AR）與虛擬現實（VR）的影響下所營造的陶藝形象感知延伸至“情境式”展陳。原生陶藝技藝的“非物質性\"通過“數字化”藝術檔案，在計算機分形模型技術和陶藝技術技藝知識圖譜中，使得原生陶藝技藝中的“文化記憶\"得以儲存。從文化現象看，這種技藝的“在場性”是互聯網時代對藝術文化的“重歸故里”。數字網絡手段是一把“雙刃劍”，它“破壞\"與“保存”的意義在于如何有效地實現文化基因的“再生成”。

3核心數字化技術在陶瓷造型設計中的應用圖譜

3.1三維建模與逆向工程

計算機建模技術和逆向工程是進行陶藝虛擬化和創新的基本技術手段。陶藝造型設計主要是由人工塑造和經驗而定，計算機技術的應用改變了陶瓷造型設計的“靈感創造”屬性為計算機技術的“數據分析”，利用CT掃描、結構光掃描等獲取物體的點云，再通過曲面擬合法擬合物體表面得到數字化的曲面模型來達到陶藝的逆向復刻造型的外觀信息。同時可以進行二次開發，包括珍貴藏品數字化存檔，如對博物館古陶的數字化采集，在剔除點云數據中的噪聲和對齊的基礎上利用NURBS曲面擬合器使得器物輪廓曲面均勻平滑且對器物的內部幾何數據的形成支持后可導出能夠被計算機等裝置操作的可編輯的模型。此類方法并不僅用于陶藝的虛擬化和逆向復刻，其可編程技術如利用壁厚均勻性分析、支撐生成來生產適合3D打印或數控加工的模型。

數字化技術的終極意義還體現在它克服了物質介質的時空維度：毀壞器物可以憑借數字拼合和造型修復而“失而復得”，而設計者則可以借助傳統文化數據實現跨地域、跨時空的設計數據重構與提取。但數字化設計所面臨的技藝性倫理困境一如何在采集數據與形制復原中保留傳統技藝的“人間煙火”，而不陷人“技藝復制迷思\"仍值得在算法、藝術性價值、文化性話語闡釋中尋得平衡。

3.2參數化設計與算法生成

基于數學邏輯與算法規則進行拓撲學改造的參數化設計可以超越傳統陶瓷拉坯、注漿等工藝對于形態的物理限制。依托Grasshopper、Rhino等軟件平臺實現的參數化建模工具，可以利用控制參數的調整（曲率控制曲線、分形迭代次數等）獲得動態的造型生成方案，并進行基于有限元分析（FEA）的結構強度、熱應力分布等物理性質的模擬分析。

以GAN為代表的生成對抗網絡和L-System為代表的算法將更全面地擴展陶瓷造型的生成范圍。GAN可在學習傳統紋飾數據庫的基礎上，生成具有民族文化背景及當下審美的新紋樣;L-System借鑒植物的生長模式，可為枝蔓纏繞、分叉結構的陶瓷造型生成基于自然設計的造型方法。算法生成技術也并非是對設計師主體性的否定，而是“人機協同\"的過程：“人\"進行審美、文化語境分析的價值取向，“機”探尋形態可能性的系統工程。參數化設計與算法生成的結合未來可能會形成“陶瓷生成設計系統”，即由數據輸入到實物輸出的“無人工操作過程”。

3.3人工智能輔助設計

AI技術將機器學習和深度學習算法應用于陶瓷設計的色彩、紋理以及工藝參數優化等。DiffusionModel在釉料色彩預測上的應用，是設計師將基礎配方參數（包括氧化物添加比例以及燒造溫度）輸入后，可以產生出虛擬的釉色效果圖，并通過對比學習機制與歷史釉色數據庫匹配，得到傳統配方的數字化再現與創新。RL技術在燒造曲線調控上的應用彰顯出AI對燒造工藝過程的動態優化能力，即通過建模燒造環境與陶瓷性能之間的映射關系后，RL能夠實現在線更新熱源管理策略，以避免由于經驗不足造成燒造出現缺陷。

本文中人工智能技術的革新之處在于能夠將陶瓷傳統工藝的“知識-經驗\"轉變為“知識-數據”，例如關于釉料、溫度和氛圍等燒制數據的經驗。而人工智能這種基于數據的數據化，無疑是將“工匠經驗-知識\"的顯性數據化。這種數據化（顯性化）是有效擺脫和解除技術黑箱的重要途徑。但是，人工智能的應用同樣應警惕技術黑箱，因為在人工智能系統的復雜性背后，存在算法的可解釋性、泛化性問題，可能產生設計決策的倫理偏離問題，即人利用數據預測結果替代了人的參與問題，也就出現了陶瓷“人工智美”所缺乏的“溫情”色彩的問

題。為此，從“人類-AI\"合作的角度出發，樹立和協商運用人工智能技術的邊界和規則是非常有必要的。

3.4數字孿生與虛擬制作

數字孿生技術通過構建出陶瓷產品及其產品的虛擬體，使陶瓷產品從設計、制備到性能分析這一個過程在虛擬環境中發生，完全數字化閉環。虛擬3D打印技術通過對3D打印陶瓷工藝過程的數字孿生模型模擬及打印工藝仿真算法優化其成型工藝缺陷；虛擬陶瓷窯爐技術通過多物理場耦合仿真模型模擬陶瓷產品燒制的整個過程，對陶瓷燒制物理、化學變化規律進行模擬，為滿足復雜釉色燒制效果提供理論指導。以高溫還原焰燒制的銅紅釉、天青釉等名貴釉色為例，虛擬陶瓷窯爐模擬窯內氣流如何對溫度及氣氛的變化對燒制燒成的影響機制，為陶瓷產品的燒結及燒成條件指導實際燒制工藝過程參數優化。

4技術驅動下陶瓷藝術造型的范式轉型4.1設計方法論變革

以前的陶瓷造型設計完全依靠手工藝人的經驗和工藝試錯，而數字媒體技術參與的陶瓷設計讓設計決策模式向著“數據驅動\"模式發展。參數化建模軟件通過參數變量、約束條件和參數方程建立起模型與數學函數之間的映射關系，使得設計師能夠在幾何拓撲概念下生成幾何造型并且通過即時渲染技術達到對設計形態的直觀表現和交互反饋。比如，模塊化的元件庫技術把陶瓷傳統造型的局部細節（如口、足、耳）參數化，設計師可以通過組合、變異算法產生各種造型變異方案，增強了生成和設計的可能性。

4.2生產流程革新

信息技術對陶瓷制造工藝的優化與升級主要表現在工藝鏈的上下結合和并行操作方面。3D打印等增材成型工藝與CNC數控鏤空等減材成型工藝的多方式并行化制造打破了傳統工藝中成型方式的單向依賴。例如在3D打印成型制坯方面實現參數化設計的復雜造型和鏤空結構的同時，利用數控鏤空的方式對制壞3D打印件進行精細化二次成形，這種方式兼顧了手工制坯的細節表現能力與批量化生產可管控的尺寸精度。

數字孿生技術應用于生產流程內，以虛擬窯爐代替現實窯爐對燒制過程進行實時模擬調控，實現窯爐的溫度監控及參數調整。采用神經網絡算法，如缺陷檢測對3D打印陶瓷的層間結合強度和收縮率偏差進行預判，提前對可能出現的缺陷進行防范，提高生產的“穩準性”。

數字孿生技術應用非否定性技術替代工藝應用以實現手工藝術的回歸，實現將手工藝的重復性操作和工藝過程中的風險操作轉交給軟件，促使陶瓷產業更向“精益化一柔性化一可持續性”方向邁進。

4.3審美范式遷移

數字技術對陶瓷審美圖式的作用，從改造傳統“匠作紋理\"的編碼和解碼開始。基于參數化的幾何紋路、基于GAN算法生成的抽象紋路以及基于3D打印的數字堆積紋路，構成不同于傳統拉壞旋轉的旋紋痕跡和手工拍打的拍打紋理的“數字紋理”。這些紋理不是復現自然物的紋理，而是通過算法和物理的疊加形成規律化的同時具有隨機性的新質感。比如分形運算生成的仿生結構和拓撲運算生成的力學支撐體，使陶瓷具象且剛毅，但經過陽光反射以及觸覺感受的烘托，這些紋理又詩意化地表達其質感。

5結論

數字化技術為現代陶瓷藝術造型創新提供了多維賦能路徑，其在形態生成、工藝優化與文化傳播層面的價值已得到實踐驗證。技術介入打破了傳統工藝的時空桎梏，使參數化設計、算法生成與智能調控成為陶瓷造型創新的重要驅動力，同時通過數字孿生與虛擬仿真技術構建了“設計-制造-評估\"的閉環體系，顯著提升了創作效率與工藝精度。然而，技術賦能的深層命題在于如何平衡工具理性與藝術本體性：數字化手段應被視為拓展創作可能性的“腳手架”，而非替代人類審美判斷的“自動裝置”。未來研究需進一步探索技術倫理的邊界，在算法透明性、文化符號的數字轉譯以及人機協同的信任機制等維度深化理論建構。唯有在技術理性與藝術感性之間建立動態平衡，數字技術方能真正成為激活陶瓷藝術當代價值的“文化基因編輯器”，而非消解其文化基因的“技術溶劑”。

參考文獻

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