基于图案映射的硖石灯彩针刺工艺智能化设计研究

章佳妮 王艳敏 郭子晴

摘要：对硖石灯彩针刺工艺特点进行分析，通过开发智能参数化设计插件，实现针刺工艺中图案意象到针刺灯片的映射转化。运用二次开发技术，基于原图中像素的灰度值，将像素点灰度值大小映射成针刺灯片上的针刺圆孔直径大小，实现图片意象的快速构建。借助CorelDraw图形设计软件开发了“像素映射”智能化插件，可以快速高效地实现图片到针刺灯片的映射，实现针刺灯片图案的智能化设计。提高了硖石灯彩灯片的制作效率和展示效果，为硖石灯彩文创产品的个性化定制及创新性发展提供了新的研究路径。

关键词：硖石灯彩 针刺工艺 图案映射 智能化设计 个性化定制

中图分类号：J05 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2023）21-0111-04

Abstract：The characteristics of needling process of Xiashi decorative lighting are analyzed，and the mapping transformation of the pattern image to the needle punch lamp piece in the needle punching process is realized by developing intelligent parametric design plug-ins.Using the secondary development technology，based on the gray value of the pixels in the original image，the gray value of the pixel point is mapped to the diameter of the needle punched round hole on the needle punch lamp sheet，so as to realize the rapid construction of the picture image.With the help of CorelDraw graphic design software developed the "pixel mapping" intelligent plug-in，you can quickly and efficiently realize the mapping of pictures to needle punched lamp pieces，and realize the intelligent design of needle punch light patterns.It improves the production efficiency and display effect of Kip shek lantern flakes，and provides a new research path for the personalized customization and innovative development of Xiashi decorative lighting cultural and creative products.

Keywords：Xiashi decorative lighting Needling process Pattern mapping Intelligent design Personalized customization

引言

硤石灯彩主要散布于浙江嘉兴海宁硖石，于2006年5月20日经国务院批准列入第一批国家级非物质文化遗产名录，有“天下第一灯”美誉。硖石灯彩工艺独特，尤以针法图案细腻精美见长，做工精细，细腻秀丽，玲珑剔透，融合声、光、电等多种艺术表达形式 [1]。

然而，传统硖石灯彩制作流程复杂工巧，繁杂精细的针刺工艺难以满足当下产品批量生产的需求。因此，如何在保留硖石灯彩传统特色的同时，加快灯彩针刺速度，以及如何让灯彩文化融入日常生活，实现硖石灯彩的“活态传承”，成为当下亟待解决的问题。本文将硖石灯彩最具特色的 “针刺”工艺作为研究对象，为硖石灯彩制作效率的提高及灯彩传统工艺在日常产品中的设计应用提供可行性路径。

一、硖石灯彩的工艺特点及发展现状

（一）硖石灯彩的传承与发展

硖石灯彩制作过程中的传统手工针刺，其优点是图像处理灵活，针对不同的画面需求可以自由地选择工具并调整技法，让灯彩呈现出多样的效果，同时手工制作的特点，其人文价值突出。不过手工工艺呈现效果的完整程度、完美程度很大部分取决于工艺师的自身技艺水平，导致灯彩成品无法维持稳定的制作水准。而且，从经济角度看，耗时长，人工成本高，这些都是影响其市场发展的不利因素。

此外，由于其制作工序复杂，精细程度高，要求工艺师具有较高的艺术水平和技术水准。年轻人容易产生畏难情绪，因此很难招收到新的愿意聚精于此的手工艺人。同时，硖石灯彩的产业化程度与市场运作不足，导致员工收入较低，继而呈现后继缺人的窘境[2]。

（二）硖石灯彩以针刺工艺见长

硖石灯彩的针刺工艺尤精绝，为他处所无。针法如苏绣，有排针、钩针、补针、散针、乱针、破花针等，不同的针法微刻精雕，毫发不爽，一件好的作品针孔数量可能会达到数百万个。高水准的灯彩工艺师能够让画面恰如其分，多出一针则太多，少之一针则太少[3]，这主要归根于补半针的针法。多才多艺的灯彩艺人能自行写诗作画，在画面空余处点染，填写诗词。

硖石灯彩用针刺展现廊桥水榭、花鸟鱼虫。针孔细密得当，线条流畅婉转，针刺密而均匀，施力轻重有度，若有一针破损，则前功尽弃。因为针为圆形，刺出的小孔较为整齐、统一，在视觉上有一种秩序感，所以制出的图形可以是规则的，也可以是不规则的。

硖石灯彩之所以能够传承千年，誉满江南，除了依靠工艺人的审美能力和独特的技法以外，还源于其对工具和材料的考究。每一步流程和每种技法都需要运用到相应的工具加以辅助，其中针刺一环就需要用到羊盘（由羊油、石蜡和榆树皮粉拌制凝固而成）、 刻刀（分不同尺寸数种）、刺针（分不同型号数种）等[4]。

二、硖石灯彩面临的传承发展困境

（一）硖石灯彩的技艺传承面临断代

硖石灯彩由于其复杂的技艺，精细的手工，对工艺师的艺术水平和技术水准都有较高要求。学徒自从师学艺到能独立制作一盏宫灯，至少需要5年时间。而在如今这个快时代里，更多的人选择追求快速而高效的生活节奏，年轻人对“劳而无功”的学习容易产生畏难情绪，导致很难潜心学习。而且，人们对硖石灯彩文化传承不够重视，缺乏足够的宣传教育来引起人们对于传统文化的传承保护并吸纳有关人才进行系统的学习。

（二）传统工艺传承与融合当下科技之间存在矛盾

传统的硖石灯彩主要是依托纯手工的方式来进行制作，耗时耗力。基于现有科技的进步，当地政府以及组织也意识到对传统手工艺进行活态开发的重要性，通过对灯光的革新以及视听结合等方式对传统工艺进行了多方面尝试，其中在针刺工艺方面，则采用机器加工的方式对针刺工艺进行尝试，进一步探求运用科技手段带动工艺设计的可行性[5]。

但是硖石灯彩本身属于工艺品的范畴，机器的过多介入容易让硖石灯彩失去了原本最引以为傲的工艺特色。因此，如何在不打破其原有艺术性的基础上，对其进行基于现代技术的工艺改良是一大难题，也是本文的主要切入点。

（三）硖石灯彩的可持续性商业模式不成熟

就商品定价而言，硖石灯彩更注重其艺术性，人工参与率高的特点决定了其属于工艺品的定位属性与定价范畴，这对手工艺者而言，在艺术性与价格之间很难达到一个合理平衡，对需求方来说，灯彩价格难以满足消费市场的需求[6]。

硖石灯彩的主要销售市场在浙江省内，其销量大部分依托于周边各地区的各种节庆灯会的需求，受地域的局限较大，销售渠道依然比较狭隘，这与灯彩所在的文化空间日益萎缩也有一定关系。另外，硖石灯彩的定位本身属于室内的小型观赏灯彩和庆典节日的大型节俗化灯彩，主要功能还是偏向于视觉观赏，因此，对灯彩的展示环境具有较高要求，该特点对其市场化铺开有一定限制。

三、設计流程分析与功能架构

（一）设计流程分析及痛点分析

传统硖石灯彩设计制作主要包括以下4个流程：

1.确定灯片尺寸，该步骤是为了确定灯彩的制作大小和要求，便于准备相应纸材。硖石灯彩针对不同使用情景拥有座灯、提灯、壁灯、挂灯和礼品灯五大类，需要充分考虑灯彩的造型结构。

2.图案纹样装饰设计，具体包括灯片图案设计、灯体外饰设计等。针对不同的使用场景和用户需求可以自由设计多样化的图像，同时考虑到后期灯片制作周期长难度大的特点和手工艺品的不可逆性，根据设计图像进行适当修改和调整。

3.确定画面效果，以设计的画稿为基础，确认画面哪些部分采用针刺、刀刻等相应技法，大致呈现设计效果。该过程需要设计师不断尝试、调整和优化以选择出最优方案。

4.手工制作，灯彩制作主要包括“针、拗、扎、结、裱、刻、画、糊”八大技法，讲究精工细作，其中针刺环节最为耗时费力，且对呈现效果影响较大，需要依靠手工师傅的技艺能力等较多因素。手工制作灯片的难度较大，也是影响灯彩效率的一个重要因素。

从产品设计制作的工作量和工作效率角度来看，主要有以下痛点。

硖石灯彩最具有特色的就是灯片与针刺的技术表达和画面设计，但影响其制作效率的也正是这一部分。纯手工戳刺制作灯片这一过程大大增加了作品设计制作的工作量，同时，由于硖石灯彩的成品对工艺师的技术要求极其严格，往往需要学习数年才可以开始自主制作成品，导致现有工艺师人数较少。

（二）辅助设计技术

硖石灯彩灯片纹样的创意自由度较大，因此辅助技术的定位是围绕工艺师手工制作和画面针刺构图的部分进行，以快速设计、提高效率为主，主要针对灯片针刺部分来进行智能化改进，其余具有创意性的部分仍由设计师完成，形成人机协作的工作模式。

1.借助像素映射插件实现针孔转化。通过计算图片对应位置像素灰度值，将原图中不同位置像素的灰度值转换为相应圆点的孔径数据，原图越亮的地方（灰度值大）映射到针片上的圆孔直径越小，反之，原图越暗的地方（灰度值小）映射到针片上的圆孔直径越大，实现针孔构图的快速设计。

2.利用激光雕刻机完成“针刺”工艺流程。 智能化插件会根据图像的形态进行计算，将图像通过圆孔呈现，后经由激光雕刻机雕刻为针刺灯片。运用激光雕刻机来代替手工针刺灯片，节省了人工成本的同时也将新技术融入了传统手工艺中。

（三）功能架构

硖石灯彩“像素映射”智能化插件的功能架构分为4个模块，见图1。

针孔底图制作模块基于用户输入的包围盒尺寸，根据所选择的页面大小通过行循环和列循环确定针孔坐标，以坐标为圆心绘制半径为1mm的圆点，生成规范的品字形结构的针孔底图。图像加载模块是对灯片装饰性图样的选择。针孔映射模块是通过读取图像对应位置像素点的RGB换算成相应的灰度值，将不同大小的灰度值转变为不同大小的针孔，实现图像的快速映射，完成灯片画面的初步设计。针孔尺寸替换模块主要针对映射画面中可能存在部分映射效果不够明显的情况，以供设计师对图像进行细微调整。

（四）原理介绍

1.针孔底图制作

首先将需要的图片导入CDR中，执行程序，如图2。

输入包围盒长，点击 “针孔底图制作”，页面自下而上，自左而右完成灯片底图制作，如图3。

2.图像加载

左键单击图片，选中源对象，点击“加载图像”，按要求剪裁图像，完成图像加载，如图4。

3.针孔尺寸映射

点击“针孔尺寸映射”，沿线映射（注：原图对应位置像素点灰度值越大，映射到针片上的圆点越小，反之圆点越大；其中全局映射需要设置其圆点的“最小尺寸”即其半径），如图5。

4.针孔尺寸替换模

点击画面中映射效果不佳的圆点，在“替换尺寸”一栏输入理想的孔径大小，点击“针孔尺寸替换模”，即可实现画面微调，得到最终图像，如图6。

四、“针刺”工艺智能化设计

为实现硖石灯彩“针刺”工艺的智能化设计，基于CorelDRAW软件完成像素映射插件的开发，实现硖石灯彩“针刺”工艺技术智能化的图案映射部分，将图片不同位置对应的灰度值用设置的圆点大小呈现。针对光线较亮的环境，设置为灰度值高的部分圆孔较大，灰度值低的部分圆孔较小；而光线较暗时，设置为相反的映射效果。把映射的模式做翻转设计其目的就是要根据光照环境的变化呈现两种图案的明暗效果。针对本次研究目的，对插件进行了技术路线设计，采用了全局映射和归纳映射两种模式，最终实现图样的快速映射，如图7。

（一）全局映射

全局映射可以较为准确地映射出图片内容，通过十多种甚至上百种不同大小的圆孔来呈现，使不同灰度之间过渡更加自然。这种精确的映射模式主要是针对机器雕刻的批量化生产设计，达到商品化的目的。全局映射的设计模式可以更精准地调控针孔的大小，让产品的呈现效果更加精致细腻，需要结合激光雕刻技术，将映射出的图片进行处理，达到“针刺”的表现效果，如图8。

（二）归纳映射

归纳映射可以大致映射出图片的内容，通过设置的圆孔大小来呈现一定区间内的灰度值，其中灰度值的大小被区隔为以红、蓝、绿、桃黄、天蓝5种颜色为区分的5种规定尺寸的圆孔，让不同灰度值体现出不同的明暗效果。这种快速简略的映射模式主要是针对休闲娱乐的用户群体，利用此功能，可以限制图片上面的针孔种类，加快激光雕刻过程，继而增强个性化快速定制的可能性，而且也可将其设计为与十字绣同理的教具产品，不同颜色区域对应相应的针孔大小，方便指示使用者进行针刺。这不仅可以让更多的人对硖石灯彩的“针刺”工艺有所了解，也提高了人们的参与感，让人们体验了硖石灯彩部分制作过程，如图9。

五、基于硖石灯彩艺术特色的现代产品设计研究

（一）传统技艺传承与新科技技术的量化融合

就非遗与文创产业的关系来进行研究。对于任何类别的非遗而言，本真性固然重要，但若苛于本真性而断绝传承，则一切皆徒劳[7]。对于硖石灯彩这种传统工艺美术类非遗，既要保护其本真性，也要保证其传承。当下更紧迫的问题是传承和发展，因此，我们不宜笼统、抽象地谈论“本真性”问题，更需要结合现代科技技术和设计趋势，将传承和发展放在科技和设计的背景下来进行思考。将传统工艺美术类非遗保护与新设计、新科技技术进行量化融合，在保护其本真性的前提下，引入新科学技术的力量，将产品进行再设计，这将有利于促进硖石灯彩的生产性保护。

硖石灯彩最具有特色的就是灯片与针刺的技术表达和外观体现，而限制其发展的也正是这一部分。传统的针刺灯片主要是通过纯手工来制作，这一过程费时费力，同时，由于硖石灯彩针刺工艺对工艺师的技术要求极其严格，往往需要学习数年才可以开始自主制作成品，这些因素都严重地影响了硖石灯彩的传承与发展。

为解决上述问题，本文基于平面设计师常用的矢量绘图软件CorelDraw开发了数字化智能化设计插件，区别于老式的手工针刺，智能化插件会根据传统纹样的形态进行计算，将纹样部分设计为圆孔效果，后经由激光雕刻机雕刻为针刺灯片。运用激光雕刻机来代替手工针刺灯片，节省了人工成本的同时也将新技术融入傳统手工艺中来，同时不乏再设计的美感。基于数字化、新科技的流程设计不仅为造型设计提供了新思路，还使加工更准确和高效，可重复试验并实现量产目标，这也是推动产品商品化的重要一环[8]。

通过开发的像素映射插件能够根据图片纹样的像素灰度值明暗进行计算，将原图中不同位置像素的灰度值转换圆孔的直径数据，最后利用激光雕刻机可以快速完成“针刺”工艺流程，极大地提升了针刺灯片的效率，同时利用该映射插件技术还可以实现更具有三维立体感的图形映射，也能实现个性化图案设计。同时实际激光雕刻测试，针刺灯片在日光下是一种针孔映射图案效果，在暗环境下经过背面灯光投射又会出现“明暗灰度翻转”的效果，如图10。

（二）与现代生活产品的联结

对传统美术类的非遗而言，失去市场，往往与人们审“美”的转向有关。一般来说，今天我们所看到的“非遗”是工业化之前人们的生产生活方式和设计体现，大都已经不再贴合当代人的设计需求，这就导致今天部分“非遗”项目需要进行所谓的“抢救性保护”[9]。所以就传统工艺美术类非遗的传承与发展而言，我们就如何既在非遗核心文化要素（而非所有形式）上保护其本真性，又能使之适应目前社会需求的品位与时尚，要进行新的思考与设计。本文主要将文创与传统工艺美术类非遗保护相结合，在保护其自主性和本真性的前提下，采用文化创意手段与创新表现形式，来再设计适应市场的硖石灯彩相关产品。

1.设计产品日常化使用

针刺灯片在现实生活中的使用，需要跳出硖石灯彩仅仅是灯彩的思维局限，将针刺灯片的这种透光针刺结构运用在日常生活中，让产品设计日常化，为日常生活中硖石灯彩的生存与发展开辟空间 [10]。

本文针对灯彩及灯片的特性对其根据现代市场进行再设计。最基本的途径是利用灯彩本身的形态与特色针刺灯片，将节俗化的传统灯彩发展设计为日常化、生活化灯具；另一种设计方法是脱离灯彩本身造型的局限，运用针刺灯片独特的针孔透光性，將针刺灯片运用在屏风等透光性日常产品或者大型的透光性建筑装饰上，运用针刺灯片的图案的多样性和可组合性，将针刺灯片运用在例如音箱的纹样设计或者室内的隔断设计之中。在设计上力图突破传统灯彩一贯的设计思维，将灯彩延伸成灯具，将针刺灯片延伸成装饰性设计，以达到深化地域文化符号的目的并且将硖石灯彩实现真正意义上更广泛的传承[11]。

2.设计纹样定制化服务

根据本文研发的设计插件，将用户定制的图片导入程序插件中，插件会根据图片的明度高低产生大小不同的圆点，同时将大小规格不同的圆点标记为颜色不同的区块，定制者可以选择激光雕刻完成制作，也可以运用提供的针刺材料包来亲手制作属于自己的针刺灯片。这种针刺灯片定制化的服务在增强了产品的趣味性的同时，也可以加强硖石灯彩与现代市场的连接，同时，让更多的人了解和接触硖石灯彩的制作，扩大硖石灯彩的市场，促进硖石灯彩有关文化的继承与发展，如图11。

总结

“针刺”工艺是硖石灯彩最具特色的工艺之一，但是也有其不可规避的问题。一张灯片可能需要成千上万个针孔，耗时长，成本高，严重阻碍了硖石灯彩的传播和发展。本文基于CorelDRAW软件平台，开发了一款插件，实现了“针刺”工艺的智能化。插件利用像素映射的形式，将图像对应位置像素点转化为相应灰度值并换算成一定大小的圆孔，实现了简单、美观的针刺圆孔效果。并且该形式的灯片可以借助激光雕刻等形式进行快速切割，完成圆孔雕刻，极大地提高了针刺的效率，使整个制作流程更加高效。同时，选择适合的生活载体进行设计制作与应用，让单纯只可以“欣赏”的硖石灯彩艺术，通过设计创新，变成“日常”的生活产品，从现代化背景下用户的使用需求出发进行设计，兼顾产品的设计感和实用性。这样既能扩大硖石灯彩的商品市场，也能实现硖石灯彩的设计价值，推动硖石灯彩的传承与发展。

基金项目：2022 年国家级大学生创新创业训练计划项目（202210354048）：硖石灯彩文创产品智能化设计；国家社科基金艺术学项目研究成果（项目编号：20BH159）；2021 年嘉兴学院综合类（A7-1）教学研究项目

参考文献

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