李阳，王伟

(河南科技大学艺术与设计学院，洛阳 471023)

1 引言

从《诗经》算起，牡丹文化距今已有3000余年的悠久历史，为以牡丹文化为题的创意产品设计提供了丰富文化积淀。一年一度牡丹文化节呈现出花如海、人如潮的盛况，更为牡丹文创产品提供了广阔市场[1]。尽管牡丹文化产品已经产生了可观的经济效益和社会效益，但产品形态过于具象，文化内涵薄弱，种类单一，差异化不足。为了传承和创新牡丹文化，本文基于牡丹文化内涵、依托牡丹的形态基因，对其展开科学合理地整合、提取、再创造，为文创产品的设计开发提供一种有效参考[2]。

现有的文化创意产品设计研究对花卉文化则鲜少提及。叶聪提取“南京非遗”文化因子后通过置换与重构等方法将其创新应用于家具设计[3]。王伟伟等人采用层次分析法提取汉代服饰并应用于产品设计[4]。有关用形状文法推理演变产品形态的研究尚处于起步阶段，朱上上、罗仕鉴运用形状文法实现文物元素的再造[5]。李阳等人依据形状文法推演规则的内在机理，提出文法化逻辑演绎规则与物理约束准则相结合的造型文法化推演模型，并应用于新能源载货摩托车的造型设计[6]。而对牡丹文化的研究较多集中在植物学、药物学以及文学领域，关于如何将牡丹文化转化为文创产品设计的研究较缺乏。本文拟通过系统、科学、合理地构建基于形状文法的形态创新设计模型，引导牡丹文化融入现代社会语境，实现牡丹文化的传承与创新。

2 研究模型

研究模型如图1所示：客观提取并抽象表征形态基因；在意象规则的约束下，建立基于形状文法的形态生成机制；结合目标产品建立遴选规约以精简初始方案规模。

图1 基于形状文法的牡丹文化产品形态创新设计模型

3 关键技术

牡丹文化是综合艺术、文学、历史、植物等多学科的花意文化，具有复杂性、多样性、模糊性等特征，设计师难以量化其形态特征、抽象表征形态基因，并确保在文化意象约束下客观选取初始形状，用于创新重构。针对上述难点，提出以下关键技术予以解决。

3.1 提取典型形态特征

针对以往感性经验为主导的设计思维，采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process，简称AHP)定性和定量分析牡丹形态构成元素。通过定性指标模糊量化方法算出各元素排序(权重)，选取权重远高于其它元素的一或多个元素为典型形态[7]。为解决已有牡丹文化产品形态过于具象化的现状，采用型谱分析法、形态分析法提取典型形态的样条线，表征形态基因使其符号化、形象化，为文化形态基因与现代产品结合提供设计切入点[8]。

3.2 确定意象约束规则

为解决隐性文化的模糊性和不确定性难点，从与牡丹相关的诗词、戏曲、小说等历史文学作品归纳出牡丹的意象语义，采用口语分析、语义差异法选取代表性语义，确定文化意象规则以约束设计，提高创意产品与文化的结合度。

3.3 选取初始形状

牡丹经不断地人工嫁接繁殖已有多达500余品种，其中不乏有在形态上与其它花卉相似的品种，如牡丹有菊花型、荷花型花瓣等。因此应用文化意象为约束准则，剔除与其它花卉易混淆的样条线，选取最能够激发消费者认同感的样条线用于后续形状推演。为此运用帕累托定律选取累计频率80%所在区间以内的样条线为初始形状。

3.4 形状推演法则

形状文法作为一种以形状运算为主的设计方法，可以实现初始形状以设计师的诉求为约束，以推理法则为依据，生成新形状的同时保持初始形状的延续性[9]。可表示为：SG=(S,L,R,I)，其中S代表形状的有限集合，L代表符号的有限集合，R代表推演规则的有限集合，I代表用于推演的初始形状[10]。选用表1中的推演规则，建立基于形状文法的牡丹文化产品形态生成机制，抽象、简化初始形状，同时最大程度保留原始的牡丹形态特征。

表1 形状推演规则

4 设计验证

邀请15名专家(8名工业设计师，7名植物学专业教师)依据九级标度法对牡丹视觉形态元素的重要性构造判断比矩阵，运用方根法计算得出各元素权重向量W、C.I.(一致性指标)、C.R.(平均随机一致性指标)如表2所示。

表2 层次分析结果

C.I.与C.R.值均小于0.1，证明此次排序结果具有满意的一致性。由结果可知，花瓣形态最为重要，远高于其余形态元素，因此提取花瓣形态作为牡丹文化产品的典型形态特征。文献记载牡丹花瓣有九种形态类型，将各类型图例去色，运用型谱分析法和形态分析法绘制样条线如表3所示，实现具象形态的抽象化、符号化。

表3 牡丹花瓣形态的样条线

邀请10名游客、10名牡丹之乡的市民、10名工业设计师，依据五级里克特量表评价得到文化意象约束规则为雍容华贵、花团锦簇。设计调查问卷让受访者从九个样条线中，选择最能体现雍容华贵、花团锦簇意象的一条或多条样条线。统计有效的调查问卷，依据帕累托定律选取用于形态推演的初始形状是皇冠型、蔷薇型和绣球型，结果如表4所示。

表4 帕累托原理统计结果

将初始形状输入应用形状文法的形态生成机制，结合目标产品建立遴选规约以精简初始方案规模。本次以可折叠牡丹果盘为设计对象，以文化意象为约束，以简约感、现代感为参考准则，突出实用和可折叠收纳功能。邀请设计师与消费者采用语义差异法选取适用于果盘设计的最优方案。最终遴选出的两种形态及其具体推演过程如图2所示。r1代表置换法则，即将绣球型与皇冠型的部分置换；r2代表微调法则，在推演过程中将形态进一步简化；r3代表缩放法则，使其更适用于果盘尺寸编排；r4代表旋转法则，针对目标产品调整形态方向。

经形态生成机制推演、遴选规约筛选得到的两种形态用于方案设计，通过不断优化完善候选设计方案，最终设计效果如图2所示(设计者曹耿阳)。为将传统文化与现代产品相融合，选择现代感较强的优质钢材，也可避免色彩的干扰，以凸显产品的文化特征。

图2 推演过程示意图及可折叠的牡丹文化创意果盘设计

5 讨论

通过设计验证了基于形状文法的牡丹文化产品形态创新设计方法的有效性与理论价值，分析设计验证能有效实现牡丹文化与创新设计融合的原因在于： 一方面，设计实践表明此法能够实现产品造型的继承性与创新性，文法化推演过程既能够延续文化元素的典型特征，又能够对形态进行创新演变，打破以往依赖设计师的主观限制导致造型单一化与同质化；另一方面，文法化推演通过其客观、理性的推演机制，可快速获取兼具文化性与创新性的造型衍生方案，并通过对文化的典型特征精准定位和提取以提升设计的准确性与高效性。

6 结语

针对文化产品形态设计时的模糊性和感性化的问题，提出并建立了基于形状文法的产品形态创新设计模型。定性与定量分析相结合选取典型形态特征，型谱分析与形态分析相结合表征形态基因，建立形态特征提取方法。应用意象约束规则与形状推演规则相结合推演初始形状，建立了有效的创新形态生成系统，构建一个能够实现文化形态传承和创新设计的模型。

目前，有关于将牡丹文化应用于产品设计的研究为数不多，本文创新性地以牡丹文化产品形态为研究对象，设计实践表明该模型可用于相关文化产品形态创新设计。