文創類圖形中的相似意象設計因子可拓重構方法

王偉偉，宋貞貞，李 培

文創類圖形中的相似意象設計因子可拓重構方法

王偉偉1，宋貞貞1，李 培2

(1. 陜西科技大學設計與藝術學院，陜西 西安 710021；2. 故宮文創設計及供應鏈運營中心，浙江 寧波 315021)

目前中國文化創意產業的繁榮發展，極大的推動了中國傳統文化的繼承與弘揚。為了實現以用戶期望意象風格為導向的文創產品設計方案，減少依賴設計師的設計主觀意識，探索傳統文化設計因子向現代創新型設計因子的轉變途徑。首先利用Illustrator軟件提取傳統文化元素設計因子樣本，通過采用SD法、實驗法、統計學理論對樣本庫中的單位設計因子收集意象形容詞并進行意象值評價，確定相似意象與單位設計因子主副意象。其次通過意象與設計因子的關系建立基于關系數據庫管理系統(RDBMS)的檢索數據庫并進行用戶期望相似意象設計因子索引，將相似意象設計因子運用可拓學理論與菱形思維模型進行可拓變換重構設計。最后結合故宮文化元素設計因子的重構過程與設計應用驗證了研究方法和研究流程的可行性。

文創產品；設計因子；相似意象；可拓變換

為了迎合現代審美趨勢，傳統文化設計因子在現代設計應用過程中已逐步從“拿來主義”轉變為重構再設計，以滿足現代社會的審美需求，促使設計師設計大量新穎的、符合消費者情感需求的文創產品。目前對于文創產品的設計研究主要集中在特征提取與再設計2個方面，文獻[1]以文化特征、設計要素、技術支持等角度入手，總結梳理了當前國內外文化創意產品設計的方法與路徑；文獻[2]從形式、色彩、造型、意蘊4個方面進行了分析歸納，挖掘出故宮建筑群裝飾紋樣的應用價值；文獻[3]從顯性和隱性2個方面提取傳統養生文化設計因子并應用到腕表產品設計中；文獻[4]以唐仕女俑為研究對象，基于用戶滿意度提取唐仕女俑的氣質特征并應用于陶瓷產品設計。

現代設計中，強調“形式追隨情感”，以用戶情感需求為導向的產品開發模式逐漸成為主流[5]。主觀的“意”和客觀的“象”結合所產生的情感活動稱為意象。關于意象在設計中的應用，文獻[6]回顧了前人對意象的定義以及提出了意象在視覺認知中的關鍵過程；文獻[7]通過實驗表明，與網站內容一致的色調更能產生生動的圖像，從而積極的影響網民的意象反應；文獻[8]以太陽鏡設計為例，獲取了產品中總意象、子意象和產品構成元素之間的關系，并建立了感知意象思維模型。

關于將可拓學理論[9]運用在產品設計過程中，文獻[10]以客車造型為例，對客車的關鍵幾何特征進行了可拓變換；文獻[11]利用可拓學中的物元模型，對復雜的機械產品機床進行了重構設計；文獻[12]利用可拓物元理論對核電廠人機界面的顏色和性能進行了分析和選擇。

綜上，傳統文化設計因子的提取應用已被學者重視，并且在現代產品開發的過程中，以用戶為中心，捕捉用戶的情感需求已成為設計主流。但目前在文創產品的開發過程中，只停留在設計師依賴設計主觀意識對單個文化設計因子的提取再設計，缺少多種相似類型設計因子的融合重構設計，缺少以用戶情感為中心系統性的文創產品提取重構設計方法流程。該問題導致設計主觀性強、設計內容單薄、設計周期長等。本文以故宮元素設計因子為例，利用語義差異(semantic differential，SD)法捕捉用戶感知主副意象，利用RDBMS，MySQL數據庫建立意象與同類型設計因子之間的檢索關系，可以快速且客觀的輸出用戶想要的意象風格設計因子群。最后利用可拓學理論中的變換方法對檢索出的設計因子群進行可拓重構設計衍變，達到同類型設計因子群的融合重構設計。

1 研究流程

本文研究流程主要分為5個部分(圖1)：①利用Illustrator軟件提取故宮文化元素設計因子，形成設計因子樣本庫；②收集樣本庫中單位設計因子特征的意象形容詞并進行相似意象詞匯劃分，采用實驗法，SD語義差異法對單位設計因子進行意象量化表征并進行意象值評價，運用統計學方法確定單位設計因子主副意象；③采用RDBMS，MySQL構建意象-設計因子數據庫并檢索用戶期望相似意象設計因子；④運用可拓學理論中的可拓變換方法與菱形思維模型對用戶期望相似意象設計因子進行聚分、增刪、擴縮、置換、旋轉、復制等可拓變換重構設計；⑤將匯總后輸出的創意文創平面設計方案進行相似意象設計因子分析并應用到現代產品中，驗證研究流程的可行性。

圖1 研究流程

2 研究過程

2.1 獲取文化元素設計因子樣本庫

通過網絡搜索，實地走訪，查閱文獻、書籍等方式收集傳統文化相關資料，以故宮文化為例，收集到的元素涵蓋了布帛、地毯、琺瑯、服飾、建筑、法器、漆器、青銅器、首飾、陶瓷、銅鏡、文房四寶、玉器、紫砂、字畫等15個類別共計300個原始設計因子。利用Illustrator軟件提取其形態和色彩，形成矢量化故宮元素設計因子樣本庫，如圖2所示。

圖2 故宮元素設計因子樣本

2.2 確定單位設計因子主副意象

用戶在觀察的同時會形成多種認知意象，在所有意象中印象最為深刻、受到刺激程度最深的為主意象，并伴隨產生多個副意象[13]。對于故宮元素設計因子樣本中主副意象的確定，首先請10名相關領域的專家及設計專業學者，憑借圖案對大腦最深刻的認知刺激，使專家學者們從形態、色彩、寓意3個維度感知單位設計因子意象，從而確定意象形容詞。匯總每位專家學者們感知到的意向形容詞，選取每個維度中出現頻次最高的意象形容詞形成意象形容詞集合，1~300分別為

1={生動的，傳統的，吉祥的}

2={有趣的，沉穩的，吉祥的}

3={優美的，清爽的，美好的}

4={古典的，熱烈的，美好的}

5={對稱的，厚重的，祥瑞的}

6={生動的，明快的，喜慶的}

7={別致的，清新的，神秘的}

去除1~300中的重復詞匯，結果顯示此次收集到的意象形容詞共51個，見表1字體加粗部分。在此基礎上根據近義詞釋義整理劃分51個意象形容詞中的近義詞，即相似意象形容詞，結果顯示共有15組相似意象，見表1下劃線部分。通過反義詞釋義找出每個意象形容詞的極端反義詞，配對為意象形容詞對。相似意象形容詞極端配對總覽表見表1。

表1 相似意象形容詞極端配對總覽表

根據表1中的極端意象形容詞對將1~300采用SD五級語義量表法從3個維度對300個單位設計因子進行語義詞量化表征。通過極端對立的配對形容詞，對單位設計因子進行意象值評分[14]，如圖3所示。

進一步隨機挑選25位不同職業和年齡層的受測者進行意象值評分實驗。實驗評分對象有老師、學生、工程師、設計師、自由職業者等。由于共有300個單位設計因子，數量較多，考慮到被試者的疲勞度，作者前期進行了55個設計因子的評價試驗，用時35 min后開始產生評價疲勞性。正式測試時每位受測者每天評價50個設計因子，分6天完成測試。結果表明回收有效意象值評分25份。其中單位設計因子有3個意象形容詞對，共25位受測者對其進行意象值評價，記第個用戶的第意象值為x，根據實驗統計得出用戶意象值評價矩陣，矩陣1~300分別為

圖3 SD意象值評分

記單位設計因子意象平均值為A，通過數據統計得出單位設計因子意象平均值集合A1~A300分別為

A1={1.20，1.08，1.76}

A2={1.44，0.96，1.00}

A3={1.20，0.92，1.44}

A4={1.52，1.24，1.04}

A5={1.68，1.44，1.40}

A6={1.08，0.96，1.60}

A7={1.80，0.60，1.32}

A1~A300集合中的平均值表明，單位設計因子中形態、色彩、寓意3個意象平均值最大的即為該單位設計因子的主意象，其余為副意象。

2.3 用戶期望相似意象索引

本文采用跨學科融合設計方法[15-16]構建意象-設計因子樣本數據庫，以達到本地圖像的檢索功能[17]。采用RDBMS[18]數據庫方法，使用結構化查詢語言(structured query language，SQL)進行檢索。根據RDBMS數據庫構建思路將意象，設計因子轉化為數字Id，以Id作為連接橋梁，實現意象與意象，意象與設計因子之間的聯查關系。在Id編碼過程中，根據表2相似意象的劃分，將相似意象詞匯關聯為同一個Id，以此實現相似意象的索引。

此次以“文雅的”為用戶期望主意象進行檢索，其相似意象為“優雅的”、“優美的”。意象-設計因子數據庫檢索結果顯示主副意象為“文雅的”、“優雅的”、“優美的”所對應的相似意象設計因子(similar factor)共8個樣本，記為1，2，···，8(圖4)。

圖4 用戶期望相似意象設計因子檢索結果

2.4 用戶期望相似意象設計因子可拓變換重構

通過結合菱形思維模型與可拓學理論，將相似意象設計因子1，2，···，8進行聚分、增刪、擴縮、置換、旋轉、復制等可拓變換，研究相似意象設計因子可拓變換重構設計的基本規律，探索傳統文化設計因子向現代創新型設計因子的轉變途徑，以此實現文創產品的設計創新。可拓變換重構過程為(圖5)：

(1) 采用菱形發散思維方法對單位設計因子進行分解變換，分解為多個子設計因子，這個階段的分解動作即為設計因子的發散過程。

(2) 子設計因子根據設計需求進行多級物元增刪，擴縮、置換、旋轉、復制等變換迭代。

(3) 迭代完成后進行聚合變換，最后匯總輸出最終解，即輸出現代審美下的用戶期望設計方案。此階段的聚合動作即為菱形重構思維方法中的收斂過程。

圖5 相似意象設計因子可拓變換菱形重構

根據可拓變換理論，設計因子可拓變換是指對原始單位設計因子進行聚分、增刪、擴縮、置換、旋轉、復制等變換后形成另一個單位設計因子，即經過可拓變換后形成概念設計因子方案(concept factor)，記為，使不相容的問題轉化為相容問題。可拓變換方式以表示，則相似意象設計因子變換式為

=

其中，可拓變換方式可以對設計因子中的任意元素、特征、量值進行可拓變換。概念設計方案的形成往往要經過多次可拓變換相互作用，多次迭代。相似意象單位設計因子6種式可拓變換方法如下：

(1) 聚分變換。聚合變換{1，2，···，SF} =，其中=1⊕2⊕···⊕SF，分解變換·= {1，2，···，SF}，其中1⊕2⊕···⊕SF=。

(2) 增刪變換。增加變換·=⊕1。刪減變換·=$1。

(3) 擴縮變換。·=·，當>1時，為擴大變換，當0<<1時，為縮小變換。

(4) 置換變換。·=。

(5) 旋轉變換。設旋轉產生的旋轉角為，平面內上任意一點為(,)，則旋轉到(,)的旋轉公式為=cos-sin，=sin+cos，旋轉變換為(,)=(,)。

(6) 復制變換。·SF={，SF}。

將1，2，···，8以“文雅的”用戶期望主意象設計訴求代入式可拓變換方法以及菱形思維模型。首先利用分解變換將1，2，···，7分解為20個子設計因子。設計師根據已有的設計構想運用增刪變換挑選出17個子設計因子，增加1個設計因子。其次，利用置換變換置換形態、色彩等。在形態方面將61，73的山與水置換為更簡約的形態特征，在色彩方面，所有的子設計因子置換為暖色系。置換變換的目的則是為了達到“文雅的”用戶期望主意象以及子設計因子之間的統一協調性。置換變換結束后進一步利用旋轉變換將二維平面里的子設計因子旋轉不同角度，形成錯落有致的花草樹木設計效果。在此基礎上為了使整體內容的視覺效果更加豐滿，復制變換花草葉是其中一個不可或缺的可拓變換步驟。最后，對上述可拓變換后的子設計因子進行最終的聚合變換，使不相容的設計因子轉化為相容的設計因子群。至此，可拓變換結束，輸出最終解。用戶期望相似意象設計因子可拓變換重構步驟見表2。

3 案例驗證

3.1 設計分析

設計師根據表2將可拓置換變換，旋轉變換后的設計因子11，12，13，21，22，′31，32，41，42，43，44，45，46，51，53，61，73，81，91及其對應的復制變換后的設計因子SF聚合變換后的設計因子SF1，SF2，SF3，SF4，SF5，SF6二次進行聚合變換，最終得到以用戶期望主意象“文雅的”為導向的傳統文化設計因子再設計創意圖案。圖6(a)為設計因子二次聚合變換分析，可以看到最終聚合后單位設計因子和單位子設計因子的位置所在。圖6(b)是可拓變換結束后輸出的平面效果圖，整體平面效果圖中的形態、色彩高度協調統一，其中以鶴為畫眼，山、水、花、草、樹等原始設計因子經過可拓重構設計后展現出山溫水軟、花團錦簇、春意盎然的優美景象。色調方面為暖色系，充分滿足“文雅的”用戶期望主意象。驗證了設計因子可拓變換重構設計方法的有效性。

3.2 設計應用

以可拓重構設計后的圖6(b)平面效果圖為前提，以用戶主意象“文雅的”為導向選擇合適的產品載體，首先選擇絲巾、布袋、抱枕、手表、行李箱、加濕器、充電寶等，將平面效果圖的整體或局部附于產品之上，使整體文創產品更偏向女性用戶人群，充分展現女性用戶的溫文爾雅，嬌柔麗質。其次將平面效果圖進行去色處理，在杯子、茶桌、耳機盒、滑板、導視牌等中性產品上使用，弱化后的黑白圖案在冰冷的產品上起到點綴作用，既保留產品的高端調性，又賦予產品文化意義。文創產品設計方案如圖7所示。

表2 用戶期望相似意象單位設計因子可拓變換重構設計

圖6 設計因子平面最終效果圖

圖7 文創產品設計方案

4 結 論

豐富多樣的傳統文化設計因子是我國最令人驕傲的歷史文化遺產。借助現代研究方法使其煥發新的魅力，促進對傳統文化的繼承與弘揚，推動文化創意產業更加成熟。本文以故宮文化元素為例，在設計因子庫的基礎上，建立單位設計因子意象聯系，采用跨學科融合設計方法構建數據庫實現相似意象設計因子檢索，能夠一定程度上相對理性客觀的輸出風格相似的設計因子，滿足用戶期望，減少依賴設計師的設計主觀意識并提高以后的文創設計效率。經過運用可拓變換重構設計方法后的設計因子既繼承傳統文化設計因子的氣韻與內涵，同時又符合現代的審美趨勢。最后，故宮元素設計因子平面效果圖及文創產品設計應用方案驗證了研究流程的可行性。

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Extension reconstruction method of design factors for similar images in cultural and creative graphics

WANG Wei-wei1, SONG Zhen-zhen1, LI Pei2

(1. College of Art and Design, Shaanxi University of Science and Technology, Xi’an Shaanxi 710021, China; 2. Cultural and Creative Product Design and Supply Chain Operation Center of Forbidden City, Ningbo Zhejiang 315021, China)

At present, the prosperity and development of China’s cultural and creative industries have greatly boosted the inheritance and promotion of traditional Chinese culture. In order to realize the style-oriented design scheme of cultural and creative products according to users’ expectation, the reliance on the subjective design consciousness of designers should be reduced, and explorations should be made on the approach to transforming traditional cultural design factors into modern innovative design factors. Firstly, the Illustrator software was employed to extract samples of traditional cultural elements as design factors, image adjectives were collected, and the image value of the unit design factors in the sample library was evaluated using the SD method, experimental method, and statistical theory, thus determining the similar images and the main and auxiliary images of the unit design factor. Secondly, through the relationship between image and design factors, a search database based on Relational database management system (RDBMS) was established, and the similar-image design factors expected by users were indexed and analyzed using the extension theory and diamond thinking model to achieve the extension transformation reconstruction design. Finally, the feasibility of the method and process in this research was verified by the reconstruction process and design application of the cultural elements of the Forbidden City.

cultural and creative products; design factor; similar image; extension transformation

TP 751.1

10.11996/JG.j.2095-302X.2020061024

A

2095-302X(2020)06-1024-07

2020-05-28；

2020-07-29

28 May，2020；

29 July，2020

教育部人文社會科學研究項目(14YJC760060)

Phased Results of the Humanities and Social Science Research Project of the Ministry of Education (14YJC760060)

王偉偉(1983-)，男，山西長治人，教授，博士，博士生導師。主要研究方向為數字化產品設計、傳統文化創意設計。 E-mail：79266462@qq.com

WANG Wei-wei (1983–), male, professor, Ph.D. His main research interests cover digital product design and traditional cultural creative design. E-mail：79266462@qq.com