基于形状文法和TRIZ理论在哈尼族服饰纹样提取和应用研究

陈芳芳，杨恺源，代沁伶

（西南林业大学，云南 昆明 650224）

前言

随着科学技术的快速发展，随着经济水平的提高，近年来人们对于少数民族文化，非遗物品逐渐重视。故宫、国家非物质文化遗产、少数民族文化文创产品日益受到人们的追捧，这些都将成为未来视觉创达设计的主要设计方向。计算机辅助纹样提取，然后将提取传统纹样与现代平面设计结合已经逐渐成为文创产品的发展模式。面对广泛的消费群众，尽快满足消费者的需求，不得不提出新的提取纹样的方法，并且良好的运用在平面设计当中。

形状文法是一种常用的图案设计方法[1]，最初应用于建筑设计，后广泛扩展到工业设计领域[2]，陈满儒等将形状文法和感性工学结合用于驱动智能手表外形设计[3]，LEE 等将形状文法和遗传算法结合对设计结果进行求解[4]，王伟伟等提出了产品概念设计的形状推演模型，但这些研究仍然只是局限于轮廓线的变化[5]。

TRIZ 理论是近几年才引进中国，但在中国已经受到重视，致力于理论的研究与推广，为提升我们创新技术水平提供技术支持。TRIZ 理论提出我们生活中的设计和发明都有相同的原理和规则，通过阿利赫舒列尔的研究团队的分析整理，实现创新的四十条发明创造原理和十一个分离原理。针对具体的问题，可基于这些发明创新原理寻求具体的解决方案[6]。

1 基于哈尼族服饰纹样提取的研究方法

1.1 形状文法

形状文法（Shape grammars）是生成特定类别几何形状的生产系统。1971 年，George Stiny 和James Gips 在一篇文章中定义了形状语法的基础规则。形状语法是一种计算机辅助设计方法，是研究二维和三维语言的一种方式，根据它的规则可以衍生成新的纹样。同时也是设计再生的一种手段。

形状文法最少由三个形状规则组成：起始规则，转换规则和终止规则。形状语法中的生产规则可以连续应用，形状文法又分为初始性纹样和衍生性纹样，形状文法产生的形状，都应通过形状规则由初始形状派生出来[7]。

1.2 TRI Z理论

TRIZ 理论是苏联发明家阿利赫舒列尔在1946 年创立的，他在专利局工作的时候，通过上万份的专利中思考，在这些发明专利的背后是否有一些规律，如果发现这些规律就可以预测未来产品的发展规律，经过长时间的努力，他和他的团队提炼出了四十项发明创造的原理，为以后发明创造提供了理论依据。其理论体系已经发展得非常成熟，现已总结出40 条发明创造原理[9]。

40 条的创造原理中提炼出18 条是关于平面设计方面的理论，在这18 条理论中分为五大类，可用于平面设计中。即分割原则、重合原则、曲面化原则、状态变化原则、不对称原则。

2 哈尼族服饰纹样概况

2.1 哈尼族服饰纹样分类

元阳哈尼族主要分布在云南哈尼族彝族自治州，西双版纳、普洱等地方。不同地方有着不同的民族文化。哈尼族有着丰富的民族文化，其中民族服饰最能代表哈尼族民族的社会文化，民俗民风，审美情趣。不同的地区民族服饰纹样代表的含义有所不同。其中以元阳哈尼族纹样为基础进行研究。

哈尼族服饰纹样主要是以刺绣的形式呈现，通过刺绣来展示不同的纹样，这些纹样绣在衣服的领口、衣襟、袖口。哈尼族纹样有着着丰富的含义，这些纹样基本可分为:山水纹样、植物纹样、动物纹样、几何纹样、鸟兽图案、民俗图案、吉祥图案。

2.2 哈尼族服饰纹样提取和特征分析

本文选取红河州元阳的哈尼族服饰纹样，其中最能代表哈尼族服饰纹样即猫头鹰纹、水车花纹、厥纹、菱形纹。

表1 哈尼族服饰纹样分类Tab 1.Classification of Hani costume patterns

图1 哈尼族服饰上的猫头鹰眼纹样Fig 1.Owleye patterns on Hani costumes

图2 哈尼族服饰上的水花纹Fig 2.The water pattern on the Hani costume

图3 哈尼族服饰上的厥纹Fig 3.Jue patterns on Hani costumes

图4 哈尼族服饰上的菱形纹Fig 4.The diamond pattern on the Hani costume

表2 哈尼族纹样提取和分解Tab 2.Extraction and decomposition of Hani patterns

元阳的哈尼族服饰的纹样最常见的是猫头鹰纹，猫头鹰眼纹主要来源于哈尼族对于猫头鹰的的崇拜，哈尼人眼中猫头鹰眼纹有去写弊害的作用。

水花纹同样是哈尼族服饰中最常见的纹样，这种纹样的装饰在哈尼族的服饰中应用的较为广泛。水车花可是哈尼族服饰纹样中最富造型创造力的一种纹样。

蕨纹，主要来源于哈尼族所聚居的环境，哈尼族居住地生长着大量的蕨菜，因此哈尼族纹将蕨菜的形象使用在自己民族的服饰上，表达对自然的热爱。

菱形纹是哈尼族服饰上常用的纹样，与其他民族的菱形纹不同，哈尼族菱形纹是破开的，并与其他纹样搭配形成自己的民族特色。

2.3 哈尼族纹样的分解与重构

纹样来源于哈尼族服饰上面的纹样，分别是猫头鹰眼纹、水花纹、蕨纹、菱形纹，这几个纹样是哈尼族纹样当中最常见的纹样，首先对纹样进行提取，提取后再通过TRIA 理论当中关于设计的一些理论，分别是分离、重合、曲面化、状态变化对纹样进行分解。得到最基础的纹样。分离部分将提取的纹样旋转45°，将图案分成两个部分，同时删去多余部分，留下最基础最原始的纹样；重合是将水花纹的纹样进行完整处理，将图案进行合并；曲面化是将蕨纹的纹样简化并且进行曲面化的处理更加简洁；状态变化是将菱形纹进行合并的状态变化。

经过TRIA 理论对提取出的纹样进行重构以后，得到基础图形四个，分别命名为1、2、3、4、分别代表了猫头鹰眼纹、水花纹、蕨纹、菱形纹。通过形状文法旋转，平移、镜像垂直、缩小等规则对纹样进行变换，产生新的纹样但并不影响纹样的识别性，首先变换的是的生成性纹样“1”中的猫头鹰眼纹变换过程运用平移的方式；“2”水车花纹生成性纹样采用了旋转的方式，旋转角度为60°；“3”中采用30°的旋转；“4”采用平移的方式进行变换；衍生性纹样的演变；是在生成性纹样的基础上变化而来，使用的演变方法与生成性纹样的方法一致，但纹样的识别性没有被破坏。衍生性纹样当中的“1”是在生成性纹样的基础上60°旋转，“2”使用平移和镜像垂直的方式，“3”生成性纹样的基础上缩小后在采用外围30°旋转的方式所得；“4”采用平移的方式进行演变。

3 设计过程

3.1 设计流程

设计流程：1 得到衍生性纹样后；2 建立色彩因子；3 得到新的纹样平面图。色彩因子的建立来源于哈尼族服饰纹样中的色彩，将图片导入Adobe Illustrator CC 2017 中进行颜色的提取。将提取的颜色应用在衍生性纹样当中。我们从色彩中发现哈尼族人对于绿色和紫色更加偏爱，因此颜色的选取上选取了较为常用的绿色和紫色。

根据色彩应用图，可对纹样进行填充，可得到图平面设计图，四种纹样图可利用在杯垫，包装盒、手绢上面。

表3 利用形状文法对哈尼族服饰纹样重构Tab 3.Reconstruction of Hani costume patterns using shape grammar

表4 建立色彩因子Tab 4.Establishing color factors

图5 创新平面设计纹样Fig 5.Innovative graphic design patterns

图6 应用效果图展示Fig 6.Application rendering

3.2 设计方案的实现

纹样运用在平面设计当中的效果展示，将得到的创新性纹样分别放在杯垫上、产品的包装上和手绢上面的应用。应用的效果良好，符合当代消费者审美。

4 结语

本文基于云南旅游业和文创产品的兴起，居住在云南的大部分世居民族哈尼族的文化逐渐被人们了解，哈尼族服饰物品，手工艺品深受旅游者们的追捧，但哈尼族文创产品和旅游产品存在产量低，纹样单一，应用范围窄等问题。针对这一问题积极寻找快速创新纹样的方法，本文根据TRIA 理论和形状文法演变规则对哈尼族的纹样图案进行创新，构建了哈尼族纹样元素；积极探讨了哈尼族传统纹样符号的含义，通过研究哈尼族服饰纹样的内在含义和构成特点，选出最具代表性的四个纹样分别是猫头鹰眼纹、水花纹、蕨纹和菱形纹提取并扩展新的符合哈尼族特色的纹样。

利用TRIA 理论对哈尼族纹样进行提取和分解，得到基础图形，后利用形状文法的规则对四个基础纹样推演，由生成性推演和衍生性推演，快速得到新的纹样。最后建立色彩因子，添加颜色，最后得到创新的纹样。创新后的纹样可适用于杯垫、产品包装盒、手帕等文创产品的使用，为云南哈尼族发展旅游业提升民族品牌提供理论基础，结果表明提取的图案具有良好的视觉效果，利用TRIA 理论和形状纹样提取少数民族纹样合理有效，得到的新纹样对于哈尼族旅游产品的纹样有创新发展的意义，为云南哈尼族服饰纹样的保护和发展有着促进作用，并且对其他的少数民族纹样的传播与发展具有借鉴意义。文中哈尼族纹样只采用了图形简单的元素，并且关于其他少数民族图案的提取还有待研究。