開源硬件在非遺文化創意產品設計中的應用

文杰

【摘要】非遺文化創意產品是非遺項目傳承與創新發展的載體，開源硬件使非遺文化創意產品具有科技感和良好的交互體驗感。本文以女媧補天非遺傳說故事為例，通過提取非遺文化元素，選取Arduino開源硬件，結合mind+模塊化編程，實現非遺文化創意產品的文化性、趣味性、交互性與智能化，激發人們對非遺文化創意產品的興趣，傳承非遺文化，堅定文化自信。

【關鍵詞】開源硬件;非遺;文化創意產品

2020年6月，習近平總書記考察了多項非物質文化遺產項目，并指出新時代我們要弘揚中華文化，讓非遺項目活態傳承。非物質文化遺產（簡稱非遺）是人類社會發展進程中傳承下來的寶貴財產，體現了人們的聰明智慧與文化思想，對人類的生存與發展有著獨特的意義與價值。將非遺項目與文化創意產業融合，結合開源硬件與圖形化編程技術手段，創新設計并生產出具有良好交互體驗感、更高市場價值的非遺文化創意產品，讓非遺文化創意產品以智能、有趣的方式走進當代年輕人的生活，這是讓非遺項目活在當下，并進行有效傳承與發展的一條新途徑。

一、非遺文化創意產品現狀

我國非遺種類繁多，內容豐富多彩，包括人們口口相傳的語言文學、表演類藝術、傳統技藝和傳統民俗等，各個項目之間差異較大，有些具有濃郁的地方特色，如北方的秧歌、西南地區的川劇、云南傣族的孔雀舞以及河南墜子等。但隨著現代人生活方式和審美傾向的變化，很多非遺項目面臨傳承困難、發展陷于瓶頸的尷尬境況。如朱仙鎮木版年畫，因受到居民建筑格局改變、機器膠印沖擊等的影響，費時費工制作出來的木版年畫銷路不佳，經濟效益差，傳承人憑借傳統木版年畫制作技能維持基本生活的難度較大。

習近平總書記提出要堅定文化自信，以實際行動創造轉化和創新發展民族優秀傳統文化，非遺文化創意產品是非遺項目的載體，科技手段的融入讓非遺項目實現跨界創新，使得現代人不僅可以近距離接觸到非遺項目，而且通過產品表象關注產品講述的非遺文化故事，從而使得非遺項目不僅得到傳承與發展，而且獲得新生。

文化創意產品指借助現代科技手段，將設計者對文化元素的認知以創新型產品的形式表達出來，它同時具有使用功能和文化傳播功能。將非遺元素結合文化創意產品，利用智能硬件、VR技術和大數據等現代科技手段，設計出兼具科技感和文化內涵的非遺文化創意產品，不僅是對非遺項目的傳承與發展，更是將非遺項目背后的人文環境、風俗民情，以生動有趣的形式展現在人們面前，讓消費者感受到交互有趣的沉浸式體驗，這是近年來許多非遺項目正在探索發展的新方向。

二、開源硬件在非遺文化創意產品設計中應用的意義

開源硬件是所有的編程源代碼以及線路圖均對外開放的微控制器，使用者不用擔心版權問題，可以直接修改使用，它們體積小、價格低、易掌握、交互界面友好，不僅可以不依賴電腦而獨立運行，也能用手機實現交互。

（一）有助于提升非遺文化創意產品的DIY體驗

以開源硬件為技術支撐，改善消費者使用非遺文化創意產品的交互體驗。普通的非遺文化創意產品是消費者接受、購買、使用的單向行為，但無法將自己的個性化需求反饋給設計者。非遺文化創意產品的DIY體驗是設計師和非遺傳承人將已完成的非遺文化創意產品、組裝短視頻、效果圖、編程源代碼和制作產品的模塊化零部件一并提供給消費者，消費者自己組裝出產品。同時，設計師還可以指導消費者修改程序源代碼，實現滿足個人需求的交互形式。一塊主控板、電機、開關、舵機、LED燈、必要的傳感器等，再結合以圖形化編程的軟件，哪怕無任何計算機編程基礎，在設計師的指導下，消費者只需要拖動鼠標像壘積木一樣處理好數據與邏輯的關系，半天時間，即可修改完成一件交互良好的文化創意產品。開源硬件提供有趣的DIY體驗，讓消費者在“玩中學”，創新的產品與服務方式把普通消費者、年輕設計師與非遺傳承人緊密聯系在一起，他們之間形成了新的關系，消費者得到了全新的體驗，設計師得到了成長，非遺傳承人開創了新的生產模式，這讓原本屬于設計師與非遺傳承人的非遺文化創意產品設計開始走向大眾。

（二）有助于提升非遺文化創意產品的附加值

唐納德·諾曼在《情感化設計》一書中提出，設計具有本能性、行為性和反思性。非遺文化創意產品的造型、色彩與肌理帶給消費者本能的視覺感受，產品的功能性與使用形式帶給消費者行為方面的操作記憶，而產品的寓意、文化內涵與精神愉悅則是帶給消費者反思層次的情感體驗。

開源硬件使非遺文化創意產品具有科技特色，消費者能最大程度參與產品的使用和交互過程，如產品中使用人體紅外線接收模塊、聲音傳感器模塊和手勢傳感器模塊等，智能硬件通過感知消費者的出現、聲音和肢體動作，控制非遺文化創意產品的開關、運動與光線的強弱，簡單有趣的交互過程，讓消費者感受到了良好的使用體驗。非遺文化創意產品既具有非遺文化內涵，又結合智能新技術，通過動作交互、觸摸交互、聲音交互、溫度交互和可見光交互等方式，展現產品的交互性、智能化與趣味性，提升了人們使用產品的精神享受，使其具有更高的市場價值，有助于非遺項目被人們了解并愉悅接受，重新走進人們的生活。

三、開源硬件在非遺文化創意產品設計中的應用模型

第一，提取非遺項目元素，如具有代表性的造型、色彩、肌理、工藝與人文價值等;第二，確定非遺文化創意產品載體，如多功能的家居類用品、智能化的辦公用品、趣味性的玩具、有文化內涵的旅游紀念品等，運用借鑒或重構等方法設計出有故事、有溫度的視覺造型;第三，確定非遺文化創意產品的合適交互方式，并由此選擇恰當的傳感器;第四，結合圖形化編程軟件，進行模塊化編程;第五，設計并生產出方便DIY體驗并具有高附加值的非遺文化創意產品。（如圖1所示）

當消費者靠近非遺文化創意產品時，相關的傳感器啟動，可以是一個也可以是多個。如非遺文化創意產品中有紅外傳感器，當其感應到人體紅外輻射溫度有變化時，會觸發相關功能啟動，使聲音響起或燈光亮起，消費者產生興趣后，近距離與非遺文化創意產品接觸，下一個傳感器開始工作，如觸摸傳感器，當其感應到消費者的物理接觸，其他的功能被觸發，產品轉動或燈光亮度發生變化。多層次的交互形式，可以激發消費者對非遺文化創意產品進一步探索的興趣。優美的造型、人性化的功能、明晰的文化屬性、有趣的交互形式，符合現代年輕人對物質與精神的需求，引起消費者對非遺項目的關注，傳播非遺文化。（如圖2所示）

四、開源硬件在非遺文化創意產品設計中的應用實踐

女媧補天的傳說在《淮南子·覽冥訓》和《列子·湯問》中均有提及，是我國具有代表性的非遺神話故事，女媧娘娘煉五色石，克服重重困難，補好殘缺的天空，為人間生靈創造安居樂業的環境，她樂于奉獻的精神值得每一位華夏兒女銘記。根據開源硬件在非遺文化創意產品中的應用模型，選取女媧補天非遺神話故事中女媧娘娘手舉五色石的人物造型，結合中國古代天圓地方的哲學思維，以燈具為載體，選取溫度交互與聲音交互的形式，確定Arduino紅外傳感器與聲音傳感器，以Mind+圖形化編程控制交互功能的實現，設計具有交互性、智能化、趣味性、體現文化內涵的非遺文化創意產品——女媧補天智能交互燈具。（如圖3所示）

女媧補天智能交互燈具設計，可以讓人們產生美好的畫面聯想。殘缺的天空，女媧手舉五色石補天的剪影，非遺文化元素與開源硬件，共同完成了從抽象非遺神話故事到具有經濟效益與教育意義的非遺文化創意產品的轉化。Arduino人體紅外傳感器根據人體的到來與離開，控制燈光的開與關，聲音傳感器根據聲音分貝的大小，控制部分燈體與女媧剪影的轉動。Mind+圖形化編程進行交互參數的設定，人體距離燈體50cm以內，揮動手臂，燈具感應到人體的存在，圓環內部的燈光自上而下依次亮起;再次揮動手臂，燈光自上而下依次熄滅。聲音達到60分貝，遺缺的部分燈體和女媧剪影手舉五色石部分順時針共同旋轉180°，呈現天塌的狀態;聲音再次達到60分貝，遺缺的部分燈體和女媧剪影手舉五色石部分將依然順時針共同旋轉180°，填補殘缺天體，在狀態固定的一刻，柔和的光線、圓滿的造型，寓意天地清明，勾起人們對女媧娘娘的敬佩之情。

底座、兩段燈體、女媧娘娘手舉五色石的剪影、燈帶、舵機、兩個連接件與兩塊傳感器，是女媧補天智能交互燈具的所有零部件。設計師將組裝燈具所需的材料、組裝視頻和編程源代碼一并交給消費者，消費者可以根據自身需求，按照組裝視頻安裝燈具，也可以在設計師指導下挑選開源硬件，修改部分參數，短時間內就可以組裝出有個性化的改良版交互燈具。易學易用的開源硬件，既能滿足產品的功能性體現，又能滿足讓消費者產生成就感的DIY體驗需求。

五、結語

保護與傳承非遺文化受到多方面因素的制約，單依靠非遺傳承人自身的能力將所承載的技藝長期有效地發展下去，是一件困難的事情。結合開源硬件技術手段，從非遺文化創意產品設計的視覺表現、功能展示、交互行為與文化內涵4個方面，推進非遺文化創意產品的創新設計、生產與營銷。具有科技感、文化內涵與生活氣息的非遺文化創意產品，既能展示出非遺文化魅力，又能產生經濟效益與社會效益，有助于促進非遺文化在新時代的傳承與創新發展。

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【本文系河南省軟科學研究計劃項目“文化科技融合推進河南非遺產業傳承發展對策研究”（202400410291）、河南省教育科學規劃2020年度一般課題“基于Arduino開源硬件提升產品設計專業人才培養質量的探索與實踐” （2020YB0267）、洛陽理工學院2020年度“專創融合”智能產品設計課程的階段性成果】

（作者單位：洛陽理工學院）