摘    要：針對(duì)嵌瓷這類傳統(tǒng)工藝創(chuàng)新程度極低，難以迎合現(xiàn)代的主流需求，已面臨著被社會(huì)邊緣化的問(wèn)題，以冰墩墩“大白”嵌瓷創(chuàng)新作品為例，探討基于SolidWorks的嵌瓷智能創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)的嵌瓷元素與現(xiàn)代的潮流元素有機(jī)結(jié)合，使嵌瓷重放光彩。

關(guān)鍵詞：SolidWorks;嵌瓷;智能設(shè)計(jì);

0 引言

嵌瓷是從明代留傳至今極具代表性的一門傳統(tǒng)工藝，其出現(xiàn)可追溯至明代萬(wàn)歷年間，盛于清代，迄今已有300多年歷史，廣泛分布在我國(guó)廣東潮汕、福建閩南、臺(tái)灣地區(qū)，并影響至泰國(guó)、越南等東南亞國(guó)家。嵌瓷是潮汕地區(qū)非常具有典型性的傳統(tǒng)工藝，而潮汕地區(qū)物產(chǎn)富庶、人文薈萃、文化昌盛，民俗風(fēng)情濃厚，使得嵌瓷藝術(shù)有悠久的歷史和人文沉淀[1]。

隨著中國(guó)文化自信建設(shè)的發(fā)展，人們對(duì)優(yōu)秀傳統(tǒng)手工制造業(yè)的認(rèn)同感日益提升，而市場(chǎng)上能代表中國(guó)優(yōu)秀文化的產(chǎn)業(yè)較少。并且由于人們居住環(huán)境和風(fēng)俗習(xí)慣的改變以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和城市化進(jìn)程的沖擊，傳統(tǒng)的嵌瓷工藝正面臨著隊(duì)伍青黃不接，和許多傳統(tǒng)工藝一樣面臨著傳承與發(fā)展的困境[2]。

就當(dāng)今市場(chǎng)現(xiàn)狀而言，大部分嵌瓷產(chǎn)品創(chuàng)新程度極低，難以迎合主流的現(xiàn)代消費(fèi)需求，對(duì)嵌瓷行業(yè)的發(fā)展起不到推動(dòng)作用。在制作工藝上，國(guó)內(nèi)外也進(jìn)行過(guò)工藝的創(chuàng)新，但基本上還是保持原來(lái)的手工制作，很少有將傳統(tǒng)工藝與現(xiàn)代元素相融合的作品[3]。目前，嵌瓷在年輕人市場(chǎng)中并不活躍，已面臨著被社會(huì)邊緣化的狀態(tài)。如何解決工藝傳承與文化分離的問(wèn)題，促進(jìn)傳統(tǒng)工藝的整體性保護(hù)是當(dāng)前需要深入思考的問(wèn)題。為推動(dòng)嵌瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使之能更好地融入現(xiàn)代生活空間[4],需在傳統(tǒng)嵌瓷制造工藝、手法、產(chǎn)品等方面尋求創(chuàng)新。

本文結(jié)合SolidWorks建模、AR虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代技術(shù)，實(shí)現(xiàn)嵌瓷產(chǎn)品的智能創(chuàng)新設(shè)計(jì)，不斷賦予傳統(tǒng)工藝新的時(shí)代內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新性發(fā)展，將傳統(tǒng)的嵌瓷元素與現(xiàn)代的潮流元素有機(jī)結(jié)合在一起，讓嵌瓷技藝重現(xiàn)光彩。

1 嵌瓷傳統(tǒng)工藝及存在的問(wèn)題

嵌瓷是廣東潮汕地區(qū)富有地方特色的民間工藝，其特點(diǎn)是采用釉彩陶瓷片，經(jīng)剪取、敲制鑲嵌各種裝飾圖案或立體畫屏。“瓦片是棱骨，水泥是肉，瓷片是外衣”簡(jiǎn)單的十四個(gè)字就道出了嵌瓷的工藝精髓[4],工藝流程包括灰漿的制作、塑胚胎、剪取瓷片、鑲嵌瓷片等。

嵌瓷是在灰塑的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，它先以鐵絲扎制骨架，用灰泥塑造形象，再利用顏色鮮艷的瓶、壺、盤、碗等專制的瓷器，經(jīng)過(guò)掰、敲、剪、磨等方法，制成形狀各異的瓷片，然后用貝灰粘于灰泥胎表面，以圓嵌、浮嵌、半浮嵌、平嵌等形式表現(xiàn)出山水、人物、花卉、飛禽走獸等題材，具有色彩斑斕、形象生動(dòng)的藝術(shù)特點(diǎn)[5]。

嵌瓷制作流程為從工具、原材料準(zhǔn)備、整體造型到鑲嵌瓷片，以及最后的調(diào)整。其中的每一個(gè)步驟工匠都會(huì)用心選材，運(yùn)用不同的工藝來(lái)進(jìn)行創(chuàng)作，多數(shù)時(shí)候，嵌瓷的制作并無(wú)圖紙可依，由工匠現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮。嵌瓷的材料是碗、碟、壇、罐的碎片，鉗剪出形狀各異、大小不一、五顏六色的各種瓷片，通過(guò)一定的打磨加工再鑲嵌拼貼。世界上沒(méi)法找到完全相同的兩片碎陶瓷片，因此工匠的每次創(chuàng)作都是一次全新創(chuàng)作，這讓嵌瓷更加豐富多彩[6],因而也就沒(méi)有雷同的嵌瓷作品。

由于嵌瓷制作的周期長(zhǎng)，樣式比較少，同時(shí)制作過(guò)程繁瑣，因此對(duì)工匠的要求比較高。傳統(tǒng)工藝的發(fā)展需要經(jīng)過(guò)傳承與創(chuàng)新，在當(dāng)今社會(huì)，嵌瓷藝術(shù)運(yùn)用于建筑裝飾之中已較為少見(jiàn)，開發(fā)研究嵌瓷藝術(shù)新的實(shí)用性價(jià)值是社會(huì)發(fā)展的需求[7]。

傳承和創(chuàng)新是傳統(tǒng)工藝兩個(gè)重要的方面，傳承在于延續(xù)歷史文化及民族記憶，展現(xiàn)傳統(tǒng)工藝的文化內(nèi)涵、審美價(jià)值和表現(xiàn)手法；創(chuàng)新則是將傳統(tǒng)藝術(shù)充分結(jié)合當(dāng)下新觀念、新材料和新技術(shù)，不斷賦予傳統(tǒng)藝術(shù)新的時(shí)代內(nèi)涵和精神面貌，使傳統(tǒng)藝術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新性發(fā)展，更加適應(yīng)現(xiàn)代生活空間和公共場(chǎng)景，不斷保持生機(jī)和活力。

2 嵌瓷的智能創(chuàng)新設(shè)計(jì)

2.1 創(chuàng)作思想

SolidWorks軟件是一款集二維設(shè)計(jì)、三維設(shè)計(jì)、有限元分析于一體的造型軟件，在各領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。該軟件具有開放的系統(tǒng)，添加各種插件后可以真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)和建造，并大幅提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量[8]。本文借助SolidWorks的智能建模功能，并以嵌瓷作品為例，探討其在藝術(shù)文化領(lǐng)域創(chuàng)新建模的可能性。

嵌瓷屬于拼接工藝，有平貼和浮雕兩種方式。通過(guò)剪裁有一定弧度的瓷片，拼接形成需要的圖案，因此在設(shè)計(jì)上需要一定的相似性。在此基礎(chǔ)上，可以將國(guó)家游泳中心“水立方”的建筑風(fēng)格作為模型的設(shè)計(jì)參考。“水立方”建筑外觀有如冰晶狀立方體的標(biāo)志性特點(diǎn)，包含內(nèi)外立面膜結(jié)構(gòu)，由3 065個(gè)氣枕組成，其外觀弧形表面與浮雕型和平貼型嵌瓷的表面極為相像，氣枕的組合與碎裂瓷片的拼接有異曲同工之妙。因此，可以借助水立方表面外觀的啟發(fā)，探索采用基于SolidWorks的嵌瓷智能創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，力求進(jìn)行嵌瓷作品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。創(chuàng)作思路基本流程如圖1所示。

2.2 創(chuàng)作流程

在確立創(chuàng)新思路后，最重要的步驟為設(shè)計(jì)創(chuàng)作，主要包括結(jié)構(gòu)分析和建模兩個(gè)過(guò)程，本文以?shī)W運(yùn)吉祥物冰墩墩“大白”嵌瓷創(chuàng)作為例詳解創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程。

2.2.1 結(jié)構(gòu)分析

“水立方”建筑的一個(gè)個(gè)氣枕皆為球形或橢球形，氣枕不規(guī)則的組合可以采用由多個(gè)不同規(guī)格的圓在同一平面球形空間相交達(dá)到相似的效果。采用SolidWorks軟件，使用“草圖驅(qū)動(dòng)陣列”,通過(guò)拉伸、切除、裁剪等實(shí)現(xiàn)同樣的效果。

通過(guò)構(gòu)造與國(guó)家游泳中心“水立方”建筑外觀相似的球型組成結(jié)構(gòu)，模擬嵌瓷作品形狀，結(jié)合當(dāng)下新觀念、新材料和新技術(shù)創(chuàng)作嵌瓷作品。依照設(shè)計(jì)好的“大白”制作圖，利用SolidWorks軟件，使用“草圖驅(qū)動(dòng)陣列”,加以拉伸、切除、裁剪等技術(shù)，創(chuàng)作擁有以潮流元素“大白”為整體形狀、國(guó)家游泳中心“水立方”建筑表面紋理為基礎(chǔ)的“大白”嵌瓷作品。

2.2.2 建模過(guò)程

建模過(guò)程包括構(gòu)畫瓷片、構(gòu)嵌底板、勾畫臨摹、實(shí)體構(gòu)建、逆構(gòu)碎化和作品拼接等幾個(gè)過(guò)程，如圖2所示。

在SolidWorks上完整的建模過(guò)程如下：

(1) 構(gòu)畫單個(gè)瓷片結(jié)構(gòu)：

進(jìn)入草圖界面，建立基準(zhǔn)面，按規(guī)定要求設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)，并在已建立的基準(zhǔn)面上畫圓、旋轉(zhuǎn)形成半球，還原瓷片的剖面外殼，以此構(gòu)畫出單個(gè)瓷片結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

(2) 構(gòu)嵌瓷底板：

以構(gòu)畫好的單個(gè)瓷片為基礎(chǔ)模板復(fù)制出多片瓷片，通過(guò)相嵌構(gòu)成嵌瓷“底板”。根據(jù)設(shè)計(jì)者所需擬定的每個(gè)瓷片位置，通過(guò)“草圖驅(qū)動(dòng)陣列”這一命令來(lái)實(shí)現(xiàn)。“草圖驅(qū)動(dòng)陣列”命令通過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)對(duì)選中的實(shí)體進(jìn)行復(fù)制，在使用時(shí)需指定一系列基準(zhǔn)點(diǎn)(參考點(diǎn)),它控制著陣列引用和草圖點(diǎn)的相對(duì)位置。如果草圖點(diǎn)來(lái)自一個(gè)三維草圖，默認(rèn)的基準(zhǔn)點(diǎn)是陣列對(duì)象的重心，草圖驅(qū)動(dòng)的陣列會(huì)通過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行定位復(fù)制。

圖1 創(chuàng)作思路基本流程

圖2 建模流程

“草圖驅(qū)動(dòng)陣列”只能復(fù)制形狀，而各個(gè)圖形都是單獨(dú)的個(gè)體，所以需要將各個(gè)單位通過(guò)“組合”命令使所有單體合并成整體。通過(guò)“草圖驅(qū)動(dòng)陣列”將單個(gè)瓷片進(jìn)行復(fù)制，同時(shí)通過(guò)“組合”使其相互嵌套。因?yàn)楦靼肭蛳嘟粫?huì)形成相互嵌套的效果，這樣成為相嵌的整體，再按需進(jìn)行剪裁，此時(shí)便成功構(gòu)建好嵌瓷底板，如圖4所示。

(3) 勾畫臨摹形狀：

當(dāng)嵌瓷底板構(gòu)造完成后，需在圖形的基礎(chǔ)上進(jìn)行分割處理，并在嵌瓷底板上勾畫臨摹設(shè)計(jì)圖樣。在平行于草圖的正視圖一定距離的位置新建一個(gè)草圖，將自主設(shè)計(jì)的圖案附在草圖上，并且通過(guò)草圖功能將圖案臨摹出來(lái)，在原來(lái)形狀的基礎(chǔ)上描畫出設(shè)計(jì)圖的嵌瓷形狀，如圖5所示。

(4) 嵌瓷實(shí)體構(gòu)建：

在SolidWorks中使用“拉伸切除”命令進(jìn)行實(shí)體構(gòu)建是一個(gè)可行的方法。“拉伸切除”命令是通過(guò)投影的形式將創(chuàng)作者在草圖上設(shè)計(jì)的閉合圖形投影在已有的圖形上，通過(guò)投影形狀進(jìn)行剪裁，以此獲得需要的實(shí)體；同時(shí)選擇剪裁的深度，通過(guò)選擇切除、反側(cè)切除等功能相結(jié)合去除冗余，保留所需實(shí)體部分，以此獲得需要的實(shí)體輪廓，構(gòu)建出嵌瓷基本實(shí)體，如圖6所示。

圖3 旋轉(zhuǎn)構(gòu)畫單個(gè)瓷片 

圖4 構(gòu)建嵌瓷底板 

圖5 勾畫臨摹形狀 

圖6 實(shí)體構(gòu)建 

(5) 包覆優(yōu)化：

基本實(shí)體構(gòu)建完成后，需進(jìn)行細(xì)節(jié)調(diào)整和完善，使構(gòu)建實(shí)體真實(shí)化。通過(guò)“包覆”命令將相關(guān)細(xì)節(jié)(如眼睛)印刻在作品模型上，并且按照需求，在模型上產(chǎn)生與投影形狀相同的小凹槽(蝕雕型)或突起(浮雕型),從而實(shí)現(xiàn)放置銘牌等作用，如圖7所示。

在嵌瓷建模中，選擇了一個(gè)基準(zhǔn)面后在上面新建一個(gè)草圖，并在草圖上繪制圖案，通過(guò)“包覆”命令將圖案印在模型上，如圖8所示。采用SolidWorks的特征造型技術(shù)——基于特征的設(shè)計(jì)(Design by Feature),將已調(diào)入特征庫(kù)中的特征作為基本造型單元，并逐步輸入幾何信息、非幾何信息建立零件的特征數(shù)據(jù)模型，并將其存入數(shù)據(jù)庫(kù)[9]。

圖7 包覆類型

(6) 實(shí)體瓷片化處理：

為了適應(yīng)嵌瓷作品的創(chuàng)作，需要相應(yīng)地將設(shè)計(jì)構(gòu)建好的作品通過(guò)碎化處理成為碎瓷片。

運(yùn)用“轉(zhuǎn)換實(shí)體引用”命令，通過(guò)投影將實(shí)體的輪廓投影到草圖上，將選中的實(shí)體圖案輪廓邊框以草圖的形式投影在創(chuàng)建的基準(zhǔn)面上，然后再用“拉伸切除”的方式只保留下每一塊碎片，如圖9所示。

為了逼真還原單個(gè)瓷片的形狀，切合實(shí)際的瓷片結(jié)構(gòu)，需要對(duì)平整的底面進(jìn)行加工使其產(chǎn)生弧度。選中瓷片弧面為基準(zhǔn)面，設(shè)定深度，選取到指定的距離，使用“拉伸切除”命令對(duì)底面進(jìn)行弧面處理，如圖10所示。完成單塊瓷片的構(gòu)造后，將其進(jìn)行命名和標(biāo)注，以便作品拼接及歸檔整理。

圖8 包覆優(yōu)化 

圖9 拉伸切除剪裁單塊瓷片

圖10 弧面處理 

(7) 拼接作品：

將所有碎化后的瓷片按照嵌瓷樣式和標(biāo)注對(duì)應(yīng)拼接成整體，完成嵌瓷實(shí)體構(gòu)建并逆構(gòu)碎化；為使作品潮流化，迎合現(xiàn)代的主流需求，在顯示管理(displaymanger)中加以顏色渲染，如圖11所示。

(8) 裝配體文件建立：

為方便后期瓷片創(chuàng)作和作品拼接，需要在SolidWorks建立一個(gè)裝配體文件，裝配體文件包括成型文件和單瓷片文件，在這個(gè)文件中把所有碎片打開，將碎化單瓷片進(jìn)行命名和標(biāo)注，同時(shí)加注備注信息(工藝說(shuō)明、制作方法、功能等)。文件采用以作品名稱的命名方式，以便歸檔保存管理，確保設(shè)計(jì)創(chuàng)作的可溯性和延續(xù)性。完成的作品如圖12所示。

圖11 逆構(gòu)拼接

圖12 完成作品

3 結(jié)語(yǔ)

基于SolidWorks的嵌瓷智能創(chuàng)新設(shè)計(jì)，開拓了嵌瓷設(shè)計(jì)的新思路，使嵌瓷的表現(xiàn)形式更加多元化。SolidWorks作為參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)原理、方法和設(shè)計(jì)結(jié)果靈活可變，有利于在人機(jī)交互的設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)加以更改。通過(guò)軟件設(shè)計(jì)形式改善制作過(guò)程繁瑣、無(wú)圖紙可依等問(wèn)題，使產(chǎn)品智能化生產(chǎn)成為可能。

同時(shí)，基于SolidWorks的嵌瓷智能創(chuàng)新設(shè)計(jì)，增加產(chǎn)品設(shè)計(jì)的多樣性，拓展了新的應(yīng)用領(lǐng)域。智能創(chuàng)新設(shè)計(jì)仍需不斷探索創(chuàng)新，需進(jìn)一步研究可以一次性碎片化處理所有瓷片的方法，提升創(chuàng)作效率；對(duì)于設(shè)計(jì)瓷塊的拼接圖形上力求探索創(chuàng)新，如以不同形狀圖片進(jìn)行組合，也可以從配色中尋求新意，從而誕生一系列創(chuàng)新作品。

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文章來(lái)源機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2023(05)