基于形狀文法的石峁茶具推演與設計

杜杰，韓怡萱，雷英卓

基于形狀文法的石峁茶具推演與設計

杜杰，韓怡萱，雷英卓

（西安理工大學 藝術與設計學院，西安 710054）

探索神木石峁文化在現代社會的傳承與發展，通過挖掘、解讀和提取文物中具有代表性的文化元素，并將其打散重組成為新的器具造型，然后運用至文創產品中，促使市場中的文創產品設計思路達到多元化的局面?；谛螤钗姆ㄍ蒲菀巹t，根據石峁陶器，玉器造型特點及石峁石雕紋樣特征，與現代茶具造型進行交叉融合，結合具有創新性的設計理念展開設計。以茶壺、茶杯、公道杯、茶盤為石峁茶具組合，開展形態設計推演。獲得極具石峁造型風格且符合現代審美的石峁茶具文創產品設計。通過實踐驗證案例方法的切實性與有效性，為石峁造型和紋樣進行創新設計，并轉換成現代產品，融入現代生活提供了理論指導，同時也為保護石峁遺址文化提供了新的途徑。

石峁遺址；形狀文法；茶具；文創產品；創新設計

石峁遺址是位于黃河流域的重要遺址，展現了新石器時期陜北地區人民的社會發展歷程。石峁遺址的文化特點對中華民族的誕生和中國的發展歷程起到了推動作用，為中華文明的形成奠定了基礎，并對中國社會歷史的發展格局產生了長遠的影響。該遺址規模大、遺跡內容豐富、文化面貌深刻，其因開采出大量玉器、陶器、石雕和紡織品等遺存文物而舉世矚目。目前研究資料中可得出石峁文化與史前文物的造型之間具有聯系性，并且相互作用，它反映出石峁先民的生活軌跡、文化發展、社會生產及興衰歷程。因此，石峁器具與其造型具有探索的價值與意義。

我國悠久的飲茶文化使茶具得到了傳承與發展，并且在時代潮流的影響下產生了許多種類。經過千年來文化的積淀，茶具已是不單作為盛茶、飲茶的器具，而是逐漸成為了現代人對文化交流的具象產物。當代茶具突破了傳統茶具功能的禁錮，將新的生活觀念融入茶具設計，并貼合當代大眾審美及生活方式，使現代茶具更加具有創新性，繼而產生了各式各樣的茶具產品。本次石峁茶具研究結合現代的設計思想和創新方法，將現有的石峁文物進行歸納與總結，并凝練其中具有石峁特色的部分，重新組合出具備延續性的設計，使發展較為局限的石峁遺址文物變成具有實用價值與傳承意義的石峁創新設計產品。

1 形狀文法的設計方法及流程

1.1 形狀文法

形狀文法（Shape Grammar，SG）是由George Stiny和James GIpswich于1972年最先提出，是將生成語法中的自然語言元素替換成了形狀與形狀的變化規則，從而創造了形狀的可視化生成語法[1]。形狀文法最初被用于繪畫與雕塑創作，隨后在產品品牌識別與創新設計領域展開應用[2]。根據Stiny對形狀文法語法關系（SG）的定義，可表示為：SG=（,,,）。其中，形狀的有限集合通常用表示；標記的有限集合用表示；推演的規則集用表示；初始形狀用表示[3]。

目前，國內研究人員將形狀文法應用于傳統文化保護與傳承中。例如，在傳統民族圖案及其衍生品的創新設計領域，將形狀文法演繹規則用于圖案變化，以此迅速生成大量方案，且擴充了圖案組合方式，證實了形狀文法在傳播傳統圖形圖樣中具有的創新性和有效性[4-5]。在文創產品設計領域，應用形狀文法推演模型，使傳統器具造型經過多次演變，并對方案生成等樞紐點展開探討。在創新設計基礎上延續了傳統工藝品風格，為快速生成文創產品的設計方法奠定基礎[6-7]。綜上所述，形狀文法有助于系列化復雜的二維圖形設計和三維產品造型設計，為發展傳統圖案及造型提供了科學的理論指導，更加證實了形狀文法是一種傳承傳統文化的有效方式方法。

本次石峁茶具設計通過歸納、概括產品及石峁造型、紋樣風格特征，使用石峁器形的二維截面圖，并結合石峁紋樣圖案，將其帶入形狀文法規則，以此獲得形狀合集，最終優化設計，得出一套保持原有石峁風格的新產品造型方案。

1.2 形狀文法的推演規則

形狀文法的基本操作具有相對應的規則，起初需要參考初始形狀與形態，在原本的形態上進行形狀提取與演變，再通過相對應的排列組合形成一個具有原始形態的嶄新設計。

常用的形狀文法推演規則有置換1、增刪2、縮放3、鏡像4、復制5、旋轉6、錯切7、坐標微調8。初始形態可以經過多個規則進行形態邏輯推演[8]，見表1。

2 石峁茶具形態推演流程圖與特征分析

2.1 構建推演流程

在形狀文法相關理論與推演規則的基礎上，對石峁文物造型的基本形態元素進行整合，構建石峁茶具形態推演流程，見圖1。

該流程主要由三大模塊組成。

模塊一：形態提取。首先，收集石峁陶器、玉器、石雕和現代茶器的相關資料，按設計定位進行資料收集及分類，根據目標產品篩選同類產品造型，創建產品集合；其次對石峁陶器，玉器和石雕進行形態特征分析，提煉文化特征信息，提取形態要素；最后，構建形態特征集合，銜接下一階段的形態推演。

模塊二：形態推演。分析總結模塊一得到同類產品造型要素及石峁陶器，玉器，石雕表征元素。設計師根據主客觀約束條件（如尺寸，材質，風格等），選擇相對應的產品形態元素和推理規則，進行形態推理演化。

模塊三：方案生產?？偨Y出多套設計方案，并篩選出最優方案，開展評估及優化，最終確定具有創新性的方案[9]。

2.2 石峁陶器形態特征分析

通過對石峁遺址的考古研究，有關石峁陶器的種類多種多樣，在石峁陶器中主要的類型有單把斝式鬲、雙把鬲、斂口甗、空三足翁、大口尊、高領折肩罐、盆形斝、圈足盤、圈足罐、大耳罐、單耳罐[10]、雙耳罐、雙耳杯、雙耳折肩等[11]。石峁陶器中的三足特征最具代表性，其中，單把斝式鬲器身樣式為淺腹的圜底釜，三足高挑且不相連，大部分的三足翁豐潤，矮胖，且與罐身連接處飽滿，三足翁口部未見內折沿。其次，折肩罐器身較圓潤且粗短，領部位置偏低。大部分的折肩罐以折肩為線，上半部分器形斜面較平直、近似垂直，下半部分器形斜面較豐滿、逐漸平緩[12]。雙耳罐和單耳罐也是常見的陶器類型之一，不同大小的把手結合在三足翁以及折肩罐上，產生一種具有石峁特色的陶器。石峁陶器樣本特征提取，見表2。

2.3 石峁玉器形態特征分析

自古以來石峁就以玉出名，其類型包括環、鉞、圭、琮、鐲[13]、簪、刀、鐮、斧、鏟、璇璣、璜、牙璋，人面雕像等[14]。石峁玉器原材料以墨玉和玉髓為主，做工細膩精致，獨具特色[15]。在出土的大量玉器中數玉人頭最具代表性，其形似人物的側面，鼻梁高聳挺拔似鷹鉤，唇部清晰可辨似柳葉，但玉人頭面部上方卻有一只形似橄欖狀的眼睛，且中下方還有一處圓形洞口，這些獨特的五官為其造型增加了神秘感。石峁牙璋是一種較為特殊的器型，器身扁平且細長，刃在首端，打磨呈內凹狀或者是“V”字狀，有斜刀、平刀兩種形態，十分鋒利。柄部為長方形，中間偏上的位置有一個小洞。柄與器身銜接的一端有突起的扉齒，或是用短肩替換扉齒。石峁的璧環類有大小孔之分，扁平且偏橢圓狀，中間穿孔，孔洞較大，肉邊突出的三個不規則齒牙為牙壁的主要特征，邊緣較薄，呈刃狀。部分牙壁外側還有少量細小的扉齒，十分具有代表性。在形狀表征元素提取和文法演繹變化的過程中，器型根據石峁玉器的相似度進行分類，石峁玉器樣本特征提取見表3。

表1 形狀文法推演規則

Tab.1 Deduction rules of shape grammar

圖1 石峁茶具形狀推演流程

表2 石峁陶器樣本特征提取

Tab.2 Feature extraction of Shimao pottery samples

2.4 石峁石雕紋樣特征分析

石峁石雕以剔地浮雕為主，一部分雕刻于圓柱形石料上，圖案呈曲面狀；另一部分則雕刻于扁長石料一側，圖案呈平面狀。石峁石雕上的主要內容為神面像和獸面像，但多數以人面神像為主，亦有形似龍、虎、蛇樣的神獸和特殊符號等紋樣。石雕群的獸面紋造型夸張，與商周時代的青銅獸面紋和饕餮紋同屬一系，均具有圖案左右對稱，紋路排列方正，線條自如流暢的特點。在獸面石雕圖案中，對虎圖形是石峁石雕中最常見的造型，由兩只側面相向而立的虎，和一個正視的神面像共同組成，而部分對虎圖形較為復雜，正中央多為正視的神面像，兩側則是兩個相似但不對稱的側視神面像，而兩只俯視的虎形則位于三座神面之間俯首。此外，雙虎牛皮首浮雕也是石峁石雕中具有代表性的圖案之一，由兩只對立相向的老虎和一個牛首組成。在本次茶具設計過程中，選擇了石峁石雕中具有代表性的紋樣來作為提取輔助圖形，且茶具設計在融入石峁陶器與玉器造型的基礎上，在其表面增加了石峁石雕紋樣，使茶具更具石峁文化特征。由于石雕為平面，茶具呈立體，因此在紋樣與形狀結合的過程中，石雕紋樣將以半立體的形式與茶具結合，并體現在最終的產品效果圖中，石峁石雕特征提取見表4。

2.5 現代茶具形態特征分析

本次研究通過互聯網搜集和市場調研現代茶具的相關資料，并對這些資料進行篩選、分類和整理。使用Photoshop軟件對收集的資料樣本進行處理，并消除顏色、材質、角度等因素對特征提取過程的干擾。以當下常見的簡約文創茶具產品為參考對象，其中包括茶壺、茶杯、公道杯，茶盤四種，這四種茶具將被標記為字母用于本次研究的實驗對象，現代茶具樣本特征提取見表5。

表3 石峁玉器樣本特征提取

Tab.3 Feature extraction of Shimao jade samples

表4 石峁石雕樣本特征提取

Tab.4 Feature extraction of Shimao stone carving samples

表5 現代茶具樣本特征提取

Tab.5 Feature extraction of modern tea set samples

通過調研可以將現代茶具分為三類，第一類是傳統型，保留了傳統的古樸同時也增添了新的特點，但是在整體器型上，傳統的造型色彩還是被大部分保留；第二類是現代型，器型簡潔大方，但裝飾感較弱；第三類是創新型，在傳統與現代的茶器基礎上添加了具有品牌特色或地域特色的造型，形態獨特，具有深刻的文化含義。

表6 茶具推演主客觀約束條件

Tab.6 Subjective and objective constraints of tea set deduction

3 形態推演

3.1 茶具設計的多維約束

本次參考對象以現代茶具為目標，推演得到的茶具產品應當適用于當下社會生活中作為伴手禮的使用場景，為了能夠設計出符合人們使用習慣和審美的文創茶具產品，通過最初調研對茶具定制主客觀約束條件，茶具推演主客觀條件見表6?；谛螤钗姆ǖ脑O計推演具有多樣性，推演結果會衍生大量方案，在客觀條件約束下篩選出契合實際需求的方案，再根據主觀條件進行進一步提煉，如此既提高了產生優秀方案的效率，同時所推演的方案也更具有實際應用性。

3.2 石峁茶具設計的多種組合形式

綜上所述，本次石峁茶具設計不僅是立體造型的相互結合，還融入了平面圖案，參考樣本數量多且復雜。在推演過程當中會因參考樣本數量的不同，呈現多種組合形式，最終得到的方案也會隨之增多，加強了石峁茶具設計的難度。因此，在將初始曲線帶入推演機制前，羅列出組合形式，清晰設計思路，提高設計效率。將石峁陶器造型設為A（可代表表2中的1-12），石峁玉器造型設為B（可代表表3中的1-11），石峁石雕紋樣設為C（可代表表4中的1-6），現代茶具造型設為D，（可代表表5中的1-20）。在組合過程中必須有石峁器具造型和現代茶具造型，而石峁紋樣可以為輔助圖形完善石峁茶具設計。石峁茶具設計組合形式，見表7。

表7 石峁茶具設計組合形式

Tab.7 Design combination of Shimao tea set

3.3 推演過程

3.3.1 茶壺形態推演

選取石峁陶器曲線集合中的8，石峁石雕曲線集合中的4和現代茶器曲線集合中的3為推演的初始形態，采用復合組合形式。執行命令3（縮放），使8、3變換，獲得形狀1；執行命令2（刪減）+5（復制），使4變換成圖樣1；執行命令1（置換）+2（刪減），對1、1進行變化，取得形狀2；對2執行命令8（坐標微調）后茶壺推演結束，獲得最終形狀3。茶壺形狀文法推演過程見圖2。

3.3.2 茶杯形態推演

選取石峁陶器曲線合集中的7和現代茶器曲線合集中的產品10-為推演的初始形態，采用單一組合形式。執行命令3（縮放），使7、10變換成形狀1；執行命令1（置換）+2（刪減），使1變換成形狀2；對2執行命令8（坐標微調）后茶杯推演結束，得到最終形狀標記為3。茶杯形狀文法推演過程見圖3。

3.3.3 公道杯形態推演

選取石峁陶器曲線集合中的3和現代茶器曲線集合中的產品15為推演的初始形態，采用單一組合形式。執行命令3（縮放）+4（鏡像），使3、15變換成形狀1；執行命令1（置換）+2（刪減），使1變換成形狀2；對2執行命令8（坐標微調）后推演結束，得到最終形狀標記為3。公道杯形狀文法推演過程見圖4。

3.3.4 茶盤形狀推演

選擇石峁玉器曲線集合中的8,石峁石雕曲線集合中的5和現代茶器集合中的19為推演的初始形態，采用復合組合形式。執行命令3（縮放）+6（旋轉），將對8、19變化成形狀1；執行命令4（鏡像）+5（復制），對5進行變換，取得圖樣1；執行命令1（置換）+2（刪減），使1，1變換成形狀2；對2執行命令8（坐標微調），得到最終形狀3。茶盤形狀文法推演過程見圖5。

3.4 方案優化與確定

從以上推演過程（見圖2—5）中得出，形狀文法應用于茶具造型設計中生成大量具有統一風格的方案合集，根據尺寸約束條件及風格意向，對方案合集進行篩選與優化，確定最終方案。在實際設計的過程中，可以基于原先設計方案合集上借助計算機軟件實現符合需求的新模塊，再推演出形狀集SG，設計師也可以根據目標產品定向選擇最適合的方案。依據方案優化結果確定最終形狀集SG={3，3，3，3}，并進行茶具設計。

圖2 茶壺形狀文法推演過程

圖3 茶杯形狀文法推演過程

圖4 公道杯形狀文法推演過程

圖5 茶盤形狀文法推演過程

3.4.1 產品方案生成

石峁茶具產品的方案生成首先運用了形狀文法推演規則，并結合石峁器具造型、圖案及現代茶具造型推演出石峁茶具的主要輪廓圖形與設計方向；其次根據推演出的主要輪廓圖形結合茶具的實用功能完善設計思路；最后設計出具有石峁特色的石峁茶具。

茶壺造型外方內圓，外部方體與內部柱體相互穿插，是將中國陰陽學說——“天圓地方”的理念代入設計之中。茶壺的壺體四周鑲嵌幾何化的石峁石雕人面像，并以柱體和方體的接觸面為中軸線對稱，使其在設計上既簡化了石峁石雕紋樣的復雜感，還保留了石峁遺址文明的神秘色彩。茶壺的底部采用了石峁陶器的三足特征，并經過形狀文法推演進行調整，使其大小與器身相結合。三足造型上大下小，呈倒圓錐體狀，底部的三個頂點略向中心彎曲且采用圓角處理，這樣既便于擺放，又能防止誤傷。茶壺的整體器形平且敦實，契合了石峁石雕古樸、厚重的風格，并突出了茶壺的設計特點。茶杯的杯體依據石峁陶器進行推演，縮小并微調石峁陶器器型，使茶杯造型更加對稱、精煉，外側更加圓潤，以適應現代審美。底部的三足與茶壺的三足造型相匹配，使兩個器皿之間具有統一性，并強化石峁茶具中的主要特征。公道杯造型也是通過推演和簡化石峁陶器的造型得出的。公道杯的杯體玉圓珠潤，與腿部銜接緊密，外層飽滿，使三足造型更加貼合石峁陶器的特征。為了使茶具的整體造型更加協調，公道杯的提手部分結合了石峁石雕紋樣，并經過幾何圖形概括和微調，完善了公道杯細節，體現出石峁遺址與現代設計風格的交錯融合。茶盤的設計靈感來源于石峁玉器中的玉刀，通過調整玉刀側面的弧線造型及簡化兩側細節，使整體造型更接近幾何形狀，與整體茶具風格保持一致。茶盤上表面嵌入石峁石雕紋樣，在紋樣與底盤之間留有縫隙，并且底盤可拆卸，便于廢棄茶水收集與清潔茶盤。

3.4.2 產品方案色彩設定

石峁遺址在陜北黃土高原北端的黃河流域西岸，是黃河文化的標識。它的發掘可以用“石破天驚”來形容，且在石峁遺址發掘的過程中產出白灰，這種白灰源于生石灰的氧化消解。其發現使古代先民使用白灰筑墻的時間向前推進了2000年。石峁古城均以石塊壘砌而成，因此，石峁茶具的設計色彩選取了代表石峁文明的白灰色與代表黃河文明的棕黃色，以灰白色為主，棕黃色為點綴的方式使茶具的設計效果更加飽滿，并在設計過程中進行型和面的特征優化，最終由二維平面設計圖轉化為三維立體茶具產品，設計效果見圖6。

4 石峁茶具設計的多維意義

從設計角度出發，不同的形態元素可以產生不同的方案，這為石峁器具造型的創新設計提供了一種便捷的方式[16]。

石峁器具印證了人類文明發展起源，影響著華夏人民后續用具的發展。時至今日，茶具作為中華文明史上最具特色的文化載體之一，其已形成了一種新的文化與潮流。運用石峁器具造型元素和文物器具裝飾藝術，結合當代茶具造型及形狀文法的設計思路，為石峁文明的發展提供了系統化的理論指導，將石峁先民的思想、審美、生活、文化習俗通過如此設計方式得以傳承，進一步增強人們對石峁文明的認知，擴展了石峁文化的發展之路。結合石峁遺址的研究與發展，通過提取石峁石雕中具有代表性的造型并將其與現代設計方法相結合的形式，構建出極具石峁特征的文創產品。本次研究不僅能為石峁遺址文化在現代設計中提供新的設計思路，同時也讓石峁器具造型、石雕紋樣及文化習俗得到創新性的發展[17]，也為茶具設計領域提供了審美和價值方向，使石峁器具得到實用性、多樣性的發展。

圖6 石峁茶具效果

5 結語

本次設計是將石峁陶器、玉器、石雕的三方元素與現代茶具產品融合，使用形狀文法的推演方式將其融入石峁文創產品設計，此方法是石峁遺址文明符號結合現代設計手法并產生出現代文創產品的一種便捷且高效的方式。在需要融合設計元素較多的情況下減少了設計流程，提高了設計效率，保留了統一的設計風格，同時也能夠與石峁文化相契合，提升產品的文化價值和藝術價值。既擴充了現代文創產品的設計內容，也滿足了設計師在文創產品設計上的多樣化需求，并為其提供了參考樣本。本次設計實驗證實了石峁文化與形狀文法結合推演出石峁文創產品的方法是具有可行性的，豐富了石峁遺址創新性的發展道路，以多樣化的形式向當代人展現了古代歷史的積淀與社會文化，使此次文創產品設計能夠成為延續中華民族傳統文化的有效途徑。

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Deduction and Design of Shimao Tea Set Based on Shape Grammar

DU Jie, HAN Yi-xuan, LEI Ying-zhuo

(School of Art and Design, Xi'an University of Technology, Xi'an 710054, China)

The work aims to explore the inheritance and development of Shenmu Shimao culture in modern society and break and reconstruct the representative cultural elements excavated, interpreted and extracted from cultural relics into new utensil shapes and then apply them to cultural and creative products to promote the diversification of cultural and creative product design ideas in the market. Based on the deduction rules of shape grammar, the cross-integration with the modeling of modern tea set was made according to the modeling characteristics of Shimao pottery, jade modeling and Shimao stone carving patterns. Combined with the innovative design concepts, the design was conducted. The teapot, tea cup, justice cup and tea plate were taken as the combination of Shimao tea set to conduct the shape design deduction. The cultural and creative product design of Shimao tea set with Shimao modeling style and in line with modern aesthetics was obtained. The practicality and effectiveness of the case method are verified through practice, which provides theoretical guidance for the innovative design of Shimao modeling and pattern, as well as its transformation into modern products and integration into modern life. In the meantime, a new way is provided for protecting Shimao site culture.

Shimao site; shape grammar; tea set; cultural and creative product; innovative design

TB472

A

1001-3563(2023)14-0179-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.14.019

2023–02–11

陜西省社會科學基金一般項目（2022J145）；陜西省社會科學基金一般項目（2019k038）

杜杰（1977—），女，博士，副教授，主要研究方向為視覺傳達與多媒體設計、視覺傳達設計工程、民間美術研究。

韓怡萱（1998—），女，碩士生，主攻視覺傳達與多媒體設計、視覺傳達設計工程、文創產品設計。

責任編輯：陳作