倪毅鸣

（景德镇陶瓷大学，景德镇市，333403）

1 形状文法的简述

形状文法最早是由StinyG在《介绍形状和形状文法》中首次提出形状文法的概念[1]。其原理是将形状图形定义为一个母集合，且通过演变规则等操作形成衍生的形状图形的子集合。以公式定义着表示为：

其中（S,L,R,I)为形状图形的母集合：S为初始绘制形状的有限集合；L为符号标记的有限集合；R为推理规则有限集合；I为初始形状，SG为S在L符号标记下经过R推理规则等操作后衍生的形状图形的子集合[2]。因此形状文法作为一种注重运算法则的设计方法，目前在汽车设计、建筑设计、产品设计等领域被广泛运用。徐骁琪等[3]人运用形状文法，对传统脸谱造型进行分析，并应用到茶具造型设计上。荣歆等[4]人从地域文化的角度，采用形状文法对文物商周大金面具进行形态推演，并应用于地铁前脸的造型设计上。

2 形状文法在开元寺风狮爷脸部造型的运用研究

2.1 形状文法的应用的过程

本文基于形状文法展开应用研究，如图1所示。1）先提取泉州风狮爷石像面部造型特征出发得到I初始形状。2）分析提起并归纳面部造型特征的三个层次得到S初始绘制形状的有限集合。3）将S初始绘制形状的有限集合在L符号标记的特定约束条件下经过R推理规则进行形态推演，得到SG衍生后图形形状的有限集合。4）分析产品的造型特征点，与新的图形形状进行造型推演，生成新的设计方案，进而形成设计方案的有限集合。5）评价并确定设计方案，是否与风狮爷脸部造型特征具有契合关系，并筛选出最优方案。

图1 形状文法应用过程

2.2 开元寺风狮爷脸部造型特征的提取

在进行文创产品设计时，用户对此类产品已经形成了固有的产品造型和功能等方面的定位，因此旅游纪念品是通过对普通产品融入文化符号元素和添加人文历史故事来营造文化情结，从而形成用户视觉和情感上的感官刺激[5]。因此文创产品设计需要提取隐性的文化符号转化为显性的文化符号，在产品与用户之间构建一座具备文化感知的桥梁。

通过Photoshop绘图软件对风狮爷石像面部造型特征曲线进行提取，提取后获得形状文法的初始形态I如图2所示。

图2 初始形态提取

通过三个层次对风狮爷脸部造型进行解构分析，其中造型题材主要是分析风狮爷脸部造型的线条特征的组合关系，将其特征组合关系从上自下依次命名为狮鬓、狮眉、狮腮、狮鼻、狮口。造型形态主要根据线条特征的组合关系分析线条的走势并归纳。造型结构主要是拆解造型构成的组合关系，形成单独的线面结构。最后将拆解后的造型结构进行编号，得到S初始绘制形状的有限集合。过程如图3所示。

图3 风狮爷脸部造型特征的三个层次及初始绘制形状的有限集合

2.3 确定形状文法推演规则

形状文法作为一种注重运算规则的设计方法，其优点在于确定了初始形状和明确了形状规则后，所产生的设计成果都是在形状文法定义的“形状语言”之内[6]。所定义的“形状语言”一般分为生成性规则和修改性规则，生成性规则注重图形形态的变异，通过置换和增减等规则开拓性改变图形形态。而修改性规则则注重图形形态的遗传，通过缩放、旋转、拉伸等规则延续图形形态。形状文法的推演规则见图4所示。

图4 形状文法的推演规则

因此从以往的图形形态中提取形态特征，并运用全新的形状规则语言，在人文环境和设计师的灵感创造下，能够推演出多种多样的图形形态的设计方案，这些方案经过计算机技术的细化和调整，大大缩短设计的周期，同时又避免相同方案的再次出现，成为设计师们灵感的源泉。

2.4 形状文法推演规则的运用

形状文法是一种以形状运算为主的推理规则式的设计方法，实际操作过程中是以一定的组构规则对初始形状本身，结合符号进行形状演变的过程[7]。

因此形状文法在执行R推演规则中，需满足L标记符号的约束。L标记符号即运用R推演规则的着力点，在标记符号下每一次推演都会更好的改变或者继承初始绘制形状的特征。因此在设置L标记符号时要考虑初始绘制形状比例尺寸和特征因素等约束条件。以初始绘制形状编号9狮口的造型为例，根据编号9的造型特征，设置L标记符号为中心对称结构和上半部分起伏外轮廓线为推演的着力点。然后执行推演规则R1增减、R7微调、R5拉伸、R3缩放，得到了衍生以后的新形状图形。最后根据图5中的R推演规则，分别设置不同的L标记符号,对S初始绘制形状的有限集合按照编号进行形态推演，得到SG衍生后的形状图形的有限集合。过程如图5所示。

图 5 形状文法R推演规则执行过程及SG衍生后的形状图形有限集合

3 形状文法在文创产品设计造型上的运用

一件优秀文创产品设计，能够让用户从产品中感受到特有文化因素。因此设计师需要分析和归纳文化特征进而转化为设计特征，同时通过解构产品造型的方式，提取产品造型的设计特征点，才能更好的将文化特征和设计特征相结合。

3.1 文创产品设计特征的归纳

闽南茶文化历史悠久，而茶杯作为茶文化中不可或缺的日常用品本身就具有文化属性。同时茶杯的造型与闽南风狮爷的文化内涵比较吻合，因此将茶杯作为文创产品设计的载体进行研究。在茶杯的造型设计中，设计特征点主要集中在杯口、杯身、杯底。如图6所示。因此适当的改变造型的比例尺寸或外轮廓线的曲率，便能够更好的将文化特征融入到设计中。

图6 茶杯设计特征点分析

3.2 形状文法造型推演模式的运用

合理的构建造型推演模式不仅是形状文法在文创产品造型上的运用，也是检验该文创产品设计是否成功的关键。因此通过形状文法将风狮爷脸部造型的形态特征与茶杯的造型特征相融合，进而完成具有文化特征的设计方案。以风狮爷脸部造型中的编号9狮口为例，将经过形状文法衍生后的图形形状与茶杯造型相结合，同时注意将图形形状的L标记符号的着力点与茶杯杯口设计特征点作为造型推演的重点执行的部分，最后得到文创产品的设计方案。通过该推演模式，对SG衍生后的图形形状的有限集合进行推演，得到设计方案的有限集合。过程如图7所示。

图7 形状文法造型推演模式及设计方案的有限集合

4 结语

本文基于形状文法应用于风狮爷脸部造型，有效的衍生出多种符合文化特征的图形形态，进而得到多个造型设计方案，大大缩短了设计的周期，避免了设计过程中偏离主题，对辅助设计思维起到很好的作用。同时对深化产品设计中的文化内涵和避免文创产品设计同质化有着现实的研究意义，实现了传统文化与现代设计方法之间的结合，构建了“人-产品-文化”积极沟通的过程，为文创产品的创意设计提供了新思路。但是本次研究还有不足的地方，首先在推演过程中如何控制形态的约束条件，还有待考虑。其次，形状文法是基于二维图形的推导，但是对于三维图形的推导还没涉及，如何进行三维形态的推导，也是日后研究的重点。