基于形狀文法的市域列車裝飾符號設計研究

摘要：為提升旅客對市域列車的意象感知，塑造具有地域化與品牌化特征的市域列車裝飾設計。首先分析市域列車裝飾設計及研究現狀，發現市域列車裝飾設計具有符號屬性，同時從地域文化符號學理論歸納出裝飾設計的文化符號視覺要素，然后根據形狀文化推演規則對形態元素進行設計，進而形成圖形單元的有機組合；最后構建以地域文化符號為基準，以形狀文法推演為核心驅動的市域列車裝飾符號設計流程，并進行設計方法有效性驗證。提取地域文化構建城市形象符號要素，與目標意向融合，并應用形狀文法進行裝飾方案推理，提供高效科學的設計方法以及分析工具，提升列車裝飾的創意表達形式，并且通過實例驗證了此方法的有效性。

關鍵詞：形狀文法；市域列車；裝飾設計；地域文化符號；推演實踐

中圖分類號：TB472文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2025）12-0126-05

引言

市域列車是指專門服務于中心城區與郊區或衛星城市之間具備“高密度、小編組、公交化”這一典型特征的動車組[1]交通工具，逐漸承擔了連接城市、促進區域經濟與文化交流的重任。。作為重要其涂裝設計作為其最直觀的視覺表現，不僅是現代科技、工業、藝術和文化的融合成果，更承擔著傳遞地域文化、塑造美學形象以及推動城市品牌傳播的關鍵功能[2]。深入研究市域列車涂裝設計并通過合理的設計語言有效地塑造和傳達信息，能夠為列車在美學和品牌傳播方面的價值挖掘提供更豐富的應用方法和設計思路，從而提升城市與乘客之間的互動性，并增強品牌辨識度。

一、地域文化符號視角下的市域列車涂裝設計

（一）列車涂裝設計研究現狀

列車涂裝設計作為列車設計的關鍵組成部分，主要包括色彩的選擇、色塊分割形式的確定以及裝飾圖形的布局等內容，構成了列車顯性視覺要素的核心[3]，其在功能性、裝飾性、信息傳遞和品牌效應等方面具有重要作用[4]。列車外觀涂裝設計直接影響旅客的視覺體驗，對提升列車的審美價值和文化影響具有重要意義。目前，列車的涂裝設計研究主要集中在色彩元素的提取和運用。如，劉美含[5]結合色彩理論提出地鐵列車涂裝具有功能性、商業性和城市文化特征；毛國安等人[6]基于中國傳統審美認知提取典型文化符號，并應用到有軌列車涂裝設計之中驗證了有效性；劉春堯等人[7]構建了NCS體系的地域文化色彩列車涂裝方法運用到了川藏鐵路列車中；王雪晴等人[8]從色彩心理學角度提出列車涂裝設計應融合人群、線路和城市文化多要素；何思俊等人[9]提出鐵路火車涂裝設計要兼顧人性化、秩序感和環境性的表達；張耀等人[10]基于色彩地理學對城市特征色彩進行辨識、轉化和應用并進行了驗證評估；市域列車涂裝設計應從地域文化、城市形象等多要素角度出發，通過有機融合地域文化特征與現代設計手法，形成具有系統性的市域列車涂裝設計方法，從而有效彰了顯城市文化特色和品牌形象。

（二）地域文化符號

地域文化是指在特定地域內形成并為人們感知和認同的各類文化現象[12]，地域文化符號則是這些文化現象的記憶承載體和視覺形象，具備地域性、傳承性和多元性的獨特視覺特征[13]。地域文化符號具有深遠的文化價值和社會影響力，能夠有效促進經濟發展。市域列車涂裝作為地域文化視角下的視覺符號體系，不僅是外觀的裝飾，更承載了多重意義[14]。市域列車裝飾通過色彩、圖案等視覺元素有效傳遞了品牌信息和地域文化，進而提升了城市形象與品牌價值。本文從地域文化符號視角下研究市域列車涂裝設計，基于地域文化符號學理論總結地域文化元素、提取城市形象典型符號特征，將文化符號視覺相關聯要素進行基于符號學的轉譯設計，通過形狀文法對地域文化符號進行分解重組和推演創新，形成具有系統性的市域列車涂裝設計方法，為設計師提供依據與參考，參見圖1市域列車裝飾設計流程。

二、市域列車裝飾的地域文化符號構成分析

市域列車作為在特定區域線路內行駛的公共軌道交通工具，其車體裝飾深受自然環境、歷史背景、社會經濟結構等地域文化因素的影響，展現出獨特的文化內涵和審美特征。經過多個國內文化主題列車裝飾設計分析所示，受地域文化、城市形象、宏觀趨勢以及流行藝術等多重因素的影響，裝飾設計呈現出顯著的差異性。市域列車的裝飾符號設計面臨著兩個主要挑戰：一是如何從眾多城市元素中提取核心的視覺符號，以準確地體現城市形象；二是如何在保持地域特色的基礎上創新性設計，以實現視覺與功能的有機結合。同時，可以發現裝飾設計是對元素的選擇以及在一定規范范圍內進行藝術創作的過程。通過將地域色彩、圖形與獨特文化語言和藝術風格巧妙融合，能有效映射城市的形象，形成具有地域文化符號特征的城市視覺辨識度。

（一）色彩符號

色彩是最為直接和感性的視覺感受，其偏好和文化內涵受到自然環境、歷史背景以及民族習慣等因素的深刻影響，進而形成了具有地域特色的色彩認知與表達[15]。城市在長期的歷史發展過程中形成了自身的城市色彩特色，這些特色是城市形象的重要元素，也是城市精神表達的載體。通過感知城市建筑群體和地域自然景觀面貌，提取地域符號的色彩意向，能形成地域色彩風貌符號。將地域色彩符號融入到列車涂裝設計中，能營造出濃厚的地域文化氛圍，彰顯獨特的地方特色。

（二）圖形符號

圖形符號通過“形象圖似”來模仿現實中的事物，從而表達其特定意義，具有顯著的裝飾作用。根據造型方式和藝術形態，圖形可分為抽象幾何類型、客觀具象類型、裝飾類型、現代創意類型4種[16]。不同類型的圖像符號在傳達重點上存在差異：抽象圖形符號側重于符號的精神內核和形象氣質；具象圖形符號則以信息的準確性和客觀性為核心；裝飾圖形符號以提升藝術美學為目標；而創意圖形符號注重通過創新表現形式傳遞獨特的視覺效果和思想內涵。通過對地域元素的選取和分解重組，并運用到列車涂裝中，能提升藝術審美的同時保持信息傳遞的有效性，形成具有獨特文化內涵和藝術風格的地域視覺符號。

三、形狀文法推理模型

（一）形狀文法理論

形狀文法（ShapeGrammar，SG），是有一種以形狀運算為主，結合符號進行具有邏輯性推演的設計方法，最初由GeorgeStiny和JamesGips提出并應用于繪畫與雕塑創作[17]。形狀文法能在一定規則內對風格和藝術形式進行創新并延續其文化內涵因此，將其應用到市域列車外觀涂裝設計，能構造與地域文化和城市形象相契合的意向符號。形狀文法定義19，表示為一個集合SG=（S，L，R，L），其中為s為形狀的有限集合，S={s，sz…，sm，};L為標記符號的集合，L={4，…，，且SL=0;R為推演規則的結合，R={n，…，;1為初始形態，1=fi2…，m;SG指的是形狀有限集合中每一個初始形狀在標記符號下經過推演規則衍生出的形狀合集。

（二）形狀文法的推演規則形狀文法的推演規則實際上是通過對初始基本圖形單元進行逐層規則疊加，最終演變出更為創新且富有現代審美規律的新圖形的推理演變方法，涵蓋了生成性規則和衍生性規則，其具體細則如表

1形狀文法推演規則所示。生成性規則包括5個歐幾里德變換，R1為平移規則；R2為水平鏡像規則；R3為中心45°旋轉；R4為邊角45°旋轉；R5為垂直鏡像；R6為拉伸規則。衍生性規則是基于生成規則的再變換，R7為傾斜鏡像規則；R8與R9為差異化水平鏡像；R10與R11為差異化垂直鏡像。生成性規則能形成基本符號圖形單元，衍生性規則能豐富符號圖形整體構造的美觀性，生成的符號單元進一步應用到衍生性規則中以產生更豐富的圖案。在實踐過程中，除了遵循推理規則外，還需根據列車涂裝的實際空間尺寸，將二維平面進行設計轉化為三維空間立體效果，同時考慮視覺上的動態平衡、尺寸比例、和諧一致等美感特性及結合用戶的頂層需求，通過綜合設計師評價與用戶意向來選擇最優方案。

四、基于形狀文法的裝飾符號設計方法

根據以上對列車裝飾設計現狀、形狀文法理論及圖形推演規則的研究，提出了市域列車地域文化符號涂裝流程，如圖2基于形狀文法的列車地域文化裝飾符號設計過程所示。

五、實踐驗證

本研究以圍繞蘇州為線路中心的市域列車裝飾設計為例，所設計列車采用新一代智能城際（市域C型）動車組編組，通過地域符號的意象定位為動感現代、科技未來，初步確定了列車裝飾設計的部件單元有車體、座椅和側墻。

（一）元素篩選階段

從宏觀政策來看，以傳統與現代協同為發展主旋律，既有歷史文化傳承，也有高科技創新和高質量發展。設計師以傳統和現代為主線，基于地區發展政策背景，對該地域文化元素，如：標志性建筑、雕塑、路牌；名山、湖、海、河、著名自然景觀；市花、市樹、市鳥兒、吉祥物；市徽、市棋、標準字、色；特色飲食、節慶、文學、娛樂，方言俚語；代表性人物、生活場景；城市形態結構、交通情況，八大地域文化和城市元素為方向進行分析總結。按照對比篩選層次流程，挖掘整理出具有獨特典型代表性的城市核心符號元素。通過以上步驟，設計團隊從獨特性、城市品牌價值性、精神氣質性和印象值對蘇州眾多地域文化與元素進行選擇，最后經專業設計師團隊按照篩選流程，挑選出具有代表性的12個建筑群體作為問卷調查樣本，并從城市文化性、美學性和品牌性3個維度進行認同度問卷調查，采用7分制打分方式，對收回的問卷數據分析可得蘇州城市形象核心形象代表的得分和排名情況，如表2蘇州市城市形象代表認同度得分（前3名）所示，其中蘇州博物館、東方之門和拙政園為排名前三的蘇州市城市形象代表。考慮到要體現歷史和現代融合發展以及客戶的意向要求，最終確定以蘇州博物館為作為蘇州市域列車涂裝的意向元素。通過以上步驟，設計團隊從獨特性、城市品牌價值性、精神氣質性和印象值對該地域的眾多地域文化與元素進行選擇，最后經專業設計師團隊按照篩選流程，挑選出具有代表性的本地博物館、現代建筑和園林景觀。考慮到要體現歷史和現代融合發展以及客戶的意向要求，最終確定以本地博物館為作為該市域列車涂裝的意向元素。

（二）符號推演階段

本地博物館建筑群體外觀是該地域地標，其內部空間特性也是其城市精神風貌的代表，融合了傳統與現代符號語言。本地博物館其主要特征如下。以空間幾何形式為主，矩形從外至內聚集，形成多維空間；山水園林建筑結合，用水流曲線塑造意境，契合了江南文化恬淡雅致和靜美的氣質；幾何窗戶豐富內外空間的同時形成視覺上的節奏；天窗平行遮光條營造獨特層次得加的柔美光影效果。依據蘇州博物館空間形態、圖形和色彩的視覺符號基本單元特征，提取其視覺造型元素，并對提取到元素進行歸納簡化和編碼處理，形成與車體結構相映射的基本的原始視覺單元符號，如表3蘇州博物館建筑視覺符號的要素單元構成形式所示。本研究中的涂裝符號設計主要呈現兩種表現形式：一是用于車內部件的裝飾，起到美化和提升整體設計感的裝飾性涂裝符號，二是與車體形態、部件區劃、車體構造等密切相關，為導向、提升和區分作用的結構性涂裝。基于表3中的要素單元，通過形狀文法設計符合要求的涂裝方案，在此過程中，以列車結構為約束條件，結合客戶意向要求，采用簡潔幾何形式風格，形成科技未來感和速度感，實現抽象與具象結合的幾何之美。

1.裝飾性符號推演過程。座椅作為列車內部與乘客接觸時間最長的設施設備，其涂裝對乘客的整體印象起到了至關重要的作用，所以在設計推演過程中注重藝術化，提升美學效果，營造車內整體藝術氛圍。座椅的裝飾突出空間秩序感，以單元1為符號基礎，通過R3打破平衡感；通過R7增加面上的延續；通過R6和R1進行分解組合，形成點、線、面空間關系；通過R4進行輻射，強化視覺上的節奏，最后獲得具有裝飾性的涂裝符號。如圖3符號的推演結果a所示。

2.結構性裝飾符號推演過程。車門裝飾與車體形態密切相關，以六邊形單元2為基準，使用規則R3將銳角平行于列車行駛方向，形成速度感；再通過規則R1進行平移疊加，豐富層次關系；通過R8規則進行鏡像，與車門開合方向相呼應，提升視覺語言，最后形成車門窗的涂裝符號，如圖3符號的推演結果b所示。側墻作為車體構造部分，能區分，以單元3進行推演。使用規則R3將曲線進行選裝，與車體側墻構造相對應；通過規則R4形成旋轉，形成山水波紋，豐富面上光影關系；通過R7形成上下穩定感，如圖3符號的推演結果c所示。

（三）裝飾案例實踐階段

1.圖案：推演出的裝飾符號需要經過藝術加工與美化，以確保其符合視覺美感的要求，才能形成有效的涂裝圖案。通過對裝飾符號進行相應的縮放、平移等連續調整，調整其比例與位置，使其能夠在視覺上達到和諧與均衡。再根據設計需求，對這些調整后的裝飾符號進行進一步優化，使其在尺寸和形態上與整體設計風格相契合。考慮到圖案的美學效果，同時需進行相關標準與內容的效驗，確保其在實際應用中的可行性與效果。使其能在特定的設計語境中發揮出應有的美學裝飾作用。

2.色彩：結合視覺色彩意向與項目要求，色彩主要色選用藍色系，輔助色選用黑白色系和紫色系。蘇州城市形象中主要以藍色為基本色調，整體使用統一明度的藍色，缺乏色彩對比豐富度與視覺亮點，因此將藍色進行調整，形成4種具有明度差異的主調色調，分別是：藍色1（#39D1D5），藍色2（#4DA0BF），藍色3（#2F73BE），藍色4（#334C6C）；同時對輔助色的色彩有4種，分別是：紫色（#909CCF），灰白色（#F4F4F4），灰色（#898989），灰黑色（#424242）。如圖4圖案與色彩轉化結果所示，對選定色彩的明度、飽和度進行適當調整，形成主色調和輔助色調相互融合的，與裝飾符號相結合形成具有空間層次感的圖案與色彩效果，保持涂裝符號信息的準確性，提升裝飾圖案藝術美感。

結合推演的裝飾符號與色彩意向，對色彩的明度、飽和度進行適當調整，是既能保持裝飾符號信息的準確性，也能提升藝術美感。列車外觀部分的涂裝設計以色彩意向和車窗的結構性裝飾為重點，其中色彩以水天藍為主，加入半透明漸變藍色貼膜，形成光影變化，虛實漸變效果體現列車的速度感，視覺上呈現動態連續特征；同時，車窗外框基于環形節奏進行層疊設計，邊緣以黑色線條勾勒，形成符號與結構內外交互的效果，如圖5涂裝渲染效果和車內裝飾效果所示。車內頂部用深灰色，車身中部用白色和淺灰側墻山水涂裝，形成視覺上的空間延申和隱約的山水柔和意境。座椅裝飾強調節奏感，結合座椅本身的造型與結構適當縮放裝飾符號，再通過線路色彩深淺變化的藍色來突出層次關系，幾何圖像的應用平衡視覺焦點，整體呈現未來科技的氛圍。最終裝飾效果如圖5涂裝渲染效果和車內裝飾效果所示。

結語

計方法。將地域文化符號結合形狀文法的推演規則，可以為市域列車本研究通過對市域列車裝飾符號設計探索，提出了一種創新的設涂裝設計提供更加系統化、規范化的裝飾符號生成方式，從而強化了城市形象和城市品牌價值。為市域列車的裝飾設計與品牌建設方面提供了良好的示例。本文以一地域市域列車設計為例說明了形狀文法在裝飾符號設計中的應用過程。該方法適用于其他市域列車涂裝符號的設計，能在短周期內快速生成具有地域文化和城市符號的裝飾設計方案，梳理鮮明的城市形象，形成具有特色的城市名片。

參考文獻

[1]孫海富.《市域鐵路設計規范》主要技術標準[J].鐵道工程學報，2018，35（10）：93-98.

[2]馮明兵.基于地域文化符號的列車涂裝設計研究[J].包裝工程，2023，44（4）：351-357.

[3]王海霞，董寧，徐伯初.高速列車涂裝設計的感性轉向——車體涂裝設計的文化與心理學視角[J].西南交通大學學報（社會科學版），2012，13（4）：61-64.

[4]劉穎，周昱，陳昳.高速列車涂裝設計中結構線的建構與應用[J].工業設計，2024（5）：24-28.

[5]劉美含.地鐵列車涂裝分析及設計對策[J].設計，2021，34（4）：60-62.

[6]毛國安，余東宇，支錦亦.基于中國傳統審美的軌道列車涂裝設計研究[J].工業設計，2024（4）：53-56.

[7]劉春堯，張珂偉，焦帥昊.基于自然色彩系統的列車色彩涂裝設計研究——以川藏鐵路列車為例[J].工業設計，2023（3）：67-69.

[8]王雪晴，陶然.列車涂裝設計的色彩心理研究[J].色彩，2024（4）：41-44.

[9]何思俊，徐伯初，向澤銳.鐵路貨車涂裝設計研究[J].包裝工程，2015，36（16）：77-81.

[10]張耀，楊智榮.基于色彩地理學理論的城市有軌電車涂裝設計研究——以成都市有軌電車為例[J].設計，2024，37（9）：143-146.

[11]榮歆，向澤銳，支錦亦.設計傳承——基于視覺動力學的軌道車輛外觀與涂裝設計研究[J].南京藝術學院學報（美術與設計），2018（6）：173-177.

[12]雍際春.地域文化研究及其時代價值[J].寧夏大學學報（人文社會科學版），2008（3）：52-57.

[13]黃璞，金秋月.地域文化對城市視覺形象設計的影響——評《視覺符號與城市形象設計》[J].現代城市研究，2023（4）：134.

[15]王含.徐州地鐵內部空間裝飾設計中地域文化符號的應用[J].城市軌道交通研究，2024，27（8）：352-354.

[16]張洪濤，郭錦涌.體現地域性的城市色彩規劃體系構建與實施對策——以菏澤市為例[J].城市發展研究，2016，23（8）：17-21，32.

[17]董宇，張宏宇，李尚濱，等.冬奧會徽圖像符號對國家形象建構價值研究[J].成都體育學院學報，2023，49（3）：21-27.

[18]StinyG，GipsJ.Shapegrammarsandthegenerativespecificationofpaintingandsculpture[C]//IFIPCongress.1971.

[19]CaganJ.Engineeringshapegrammars：wherewehavebeenandwherewearegoing[C].2001.