在推进文化自信自强，铸就社会主义文化新辉煌的时代背景下，中华传统文化不断呈现出时代新风貌。民族图案作为中华传统文化的一部分，由于其独特的视觉符号和和精神文化内涵，常被运用于设计创新之中^[1]。然而，在民族图案运用于设计创新的过程中也存在诸多问题。一方面，部分民族图案已经流失，需要不断收集，加强对民族图案的保护，提升大众对民族图案的认知^[2]；另一方面，需要对民族图案进行前期的调研和提取，民族图案的再设计不仅仅是基于视觉形态，还要基于图案背后的语义特征，使其排版、色彩、寓意等符合新时代的需求。因此本文主要探讨基于民族图案的设计方法，使民族图案在新时代焕发活力。

1 研究现状

目前学者们开展了对民族图案视觉形态的创新设计研究。赵海英等^[3]提出了一种基于拓扑构型的地毯图案生成方法，基于图案的纹样元素、构图、色彩，利用模板算法生成了具有新疆特色民族风格的地毯纹样。之后，赵海英等^[4]又提出了基于进化计算的地毯图案生成方法，将地毯图案进行分解、分析和抽取，生成创新图案，旨在更好地保留和传承民族风格特征。

除了从图案的视觉形态等进行设计，也有学者从图案的语义内涵出发进行研究。段金娟等^[5]基于可拓语义分析的方法提取非遗文化的元素及特征，建立其可拓语义表征模型，以电动车充电服务设施的造型设计为例，验证了该方法的可行性；秦臻等^[1]利用可拓理论对民族图案基元及语义进行提取、量化分析和图形解析，以侗族织锦为例，提出具体的设计方案。这些研究为民族图案的再设计提供了方法参考。

可见，目前对民族图案的创新设计研究大多仅考虑了其视觉形态或语义内涵，很少研究考虑两个维度。在实际民族图案设计中，同时考虑民族图案的视觉形态等显性特征和文化语义等隐性特征，能更好地将民族图案背后的思想精神内涵视觉化呈现，引发新时代人们的思想共鸣。但其操作过程具有一定的复杂性，可拓学建立了处理复杂、矛盾问题的可拓创新方法体系^[6]，并通过建立形式化的模型来分析研究问题，可以为创新设计带来新思路。目前学者们将可拓学理论应用于智能音箱的造型设计^[7]、专利产品的创新设计^[8]、无人驾驶汽车内饰设计^[9]、老年人医疗床设计^[10]等产品设计中，运用形式化的模型对设计中的矛盾问题和复杂问题进行量化分析，使设计过程形式化、流程化，提高了设计效率。故将可拓学理论运用于民族图案设计以解决图案的视觉形态设计和文化语义表达的复杂问题具备可行性。因此，本文将运用可拓学理论中的可拓创新方法对民族图案的再设计进行研究，生成具有民族特色的创新图案，提升设计效率的同时保护民族图案，传承民族文化。

2 理论描述 2.1 可拓创新方法

可拓学是数学、哲学与工程学交叉的一门新兴学科，是用形式化模型研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法^[11-13]。可拓学以矛盾问题为主要研究对象，除此之外，也适用于解决各种创意生成问题^[14-15]。可拓学的基本理论是可拓论，包含基元理论、可拓集合理论和可拓逻辑，方法体系是可拓创新方法，其包含发散分析、相关分析、蕴含分析、可扩分析等拓展分析方法；虚实、软硬、正负、潜显等共轭分析方法；置换变换、增删变换、扩缩变换、组分变换、复制变换、变换运算(积变换、与变换、或变换、逆变换)等可拓变换方法；可拓集合方法；优度评价方法；可拓创意生成方法等，用于对研究对象进行拓展、变换、评价等，以生成系统性的解决方案^[16]。

2.2 民族图案可拓设计方法

随着科技的不断进步，现代科技开始助力于传统文化的传承和发扬，多学科的立体设计和创意思维已被广泛地运用于设计实践中。作为中国原创学科的可拓学可以用于辅助设计，帮助解决设计实践中出现的矛盾问题，并提出一系列的创意生成方案^[17]。因此，将可拓创新方法应用于民族图案的再设计上，提出民族图案可拓设计方法，在保护民族图案的同时，以期生成一系列具有民族特色的创意图案，并将其运用在服饰、包装、产品等的设计上，更好地实现文化的传承，其流程如图1所示，大致可分为6个阶段。

(1) 设计前期调研：通过田野调查、阅读相关书籍、查阅相关文献资料等多渠道，全面搜集特定民族在民族发展演变过程中形成的图案图片及其历史背景、使用场景、寓意内涵等信息。民族图案存在的意义，不仅在于其精美的视觉化展现，更在于其深层次的民族精神与思想传达。

(2) 整理图案基元：民族图案体现了特定民族的文化特色，将搜集到的原始图案进行分解，提取出具有独立语义和稳定形态的图案，并将其视为一个单独的、典型的图案单元，称为民族图案基元^[1]。此阶段运用可拓基元理论和拓展分析方法，辅以矢量绘制技术，从显性的形态特征和隐性的语义描述及词汇特征两方面，对每个图案基元的信息进行基元表征，为建立图案基元库奠定基础。基元理论是拓展的细胞，其建立了物元、事元和关系元来描述物、事(活动)和关系，并以 {对象，特征，量值} 的三元组来表示^[13]。因此，根据基元理论，设B表示民族图案基元信息表征，P表示图案基元对象，C表示图案特征，V表示量值来描述物、事和关系，其基元表达式为

$ B=(P\text{，}C\text{，}V) $

那么针对图案基元信息的拓展分析，可以先运用一物多征的可拓展性方法进行发散，将特征分为C₁组成要素、C₂配色、C₃构图、C₄语义描述、C₅词汇特征，再运用一征多值的方法进行扩散，如C₂配色的量值可拓展为V_2-1，V_2-2，综上，图案的组成要素、配色、构图、使用语境和象征意义等语义描述、文化内涵和风格色彩等词汇特征信息表征为

$ { B=\left[ {\begin{array}{*{20}{r}} 民族图案基元P,组成要素{C_1},&{V_1}\\ 配色{C_2},&\{V_{2-1},V_{2-2}\}\\ 构图{C_3},&{V_3}\\ 语义描述{C_4},&{V_4}\\ 词汇特征{C_5},&{V_5} \end{array}} \right] }$

(3) 建立民族图案基元库：将拓展分析表征后的图案相关信息整理归纳成表，建立民族图案素材库，如图2所示，之后运用基元理论对各个图案基元的相关信息进行描述，即基元建模，从而建立民族图案基元库，同时，表中对每个图案基元进行编码，如图案基元P₁、P₂等，便于之后的设计变换。民族图案基元库在实现大数据的采集与保护民族图案的同时，也方便查询，实现了资源共享，能为后续民族图案的再设计提供相应的素材和信息参考，扩大图案的传播范围^[18]。其中，图案基元P₁的基元模型示例为

$ { B_1=\left[ {\begin{array}{*{20}{r}} 王字纹 P_1 , 组成要素, & 倾斜的王字 \\ 配色,&\{\# E 29231, \# C 9 D 65 D,\\ &\# F 3 F 4 C 3\} \\ 构图, & \{四方连续, 井字格 \} \\ 象征意义, & \{聪明智慧, 有勇有谋 \} \\ 使用情境, & 背儿带等服饰 \\ 词汇特征, & \{聪慧, 勇敢, 尊贵 \} \\ 风格, & \{整齐, 简洁 \} \end{array}} \right] }$

(4) 设计实践：从需求的语义出发，通过图案基元库进行检索，选择合适恰当、匹配语义的图案基元为基础进行变换设计。过程中主要运用增减、置换、复制、旋转、组合等可拓变换方法^[19]对图案基元的组成要素C₁、色彩C₂、构图方式C₃等形态特征进行变换设计，以生成足量具有民族特色和文化寓意的创意图案。各变换的表达式为

$ \begin{split} &T_1B=(增加变换，P，P+P_0) \\ &T_2B=(删减变换，P，P-P_0) \\ &T_3B=(置换变换，P，P') \\ &T_4B=(复制变换，P，P+P) \\ &T_5B=(旋转变换，P，\angle P) \\ &T_6B=(组合变换，P，P+P') \end{split} $

(5) 方案输出：将生成的创意图案结合具体的产品进行设计，运用到服饰和各类文创用品设计中，更好地提高民族图案的认知度和影响力，使民族图案焕发生机，传达文化价值和美好寓意。

(6) 优度评价：对多方案进行优选分析，进行方案的选择收敛。邀请多位专家对生成的方案进行初步评价后，通过问卷调研确定评价指标，选取图案的视觉美观度(含形态、色彩、排版3项)、文化表现性(含民族风格、吉祥寓意2项)、图案创新性为3个衡量指标，其权重系数分别为0.3、0.4、0.3，运用优度评价法对生成的创意图案方案进行进一步筛选，得到各个图案的优度。

3 实例应用 3.1 壮族织锦图案基元库构建

壮族织锦源远流长，具有深厚的文化底蕴，与蜀锦、云锦、宋锦共同构成了中国四大名锦。对壮锦民族图案的再设计进行研究，可以更好地提高多民族审美认同，让壮锦这一代表壮族人民文化创造力的图案织锦在新时代绽放魅力，具有较高的学术研究价值^[20]。设计时，通过广泛搜集资料，运用基元理论和可拓分析方法将壮锦图案基元进行分类整理，确定了最终的壮族织锦图案素材库，如图2所示，并为每个图案基元建立了基元模型，构成了壮族织锦图案基元库。壮锦图案资料大部分来源于1987年钟茂兰编著的《壮族 苗族 侗族织锦》和2018年赵丰和安薇竹编著的《中国古代丝绸设计素材图系》，少部分来源于纹藏资源库和网络。库中共收集12个壮锦原始图案，进行拓展分析以及AI绘图软件提取后的图案基元共有29个，以供选择参考。

3.2 图案基元选择及需求语义确定

通过资料的收集以及对基元库中相关信息的分析可以看到，壮族织锦广泛地应用在壮族人民的日常生活中，其常用于被面、背带、服饰等用品的缝制中^[20]。每种民族图案都有其独特的形式与特征。从造型上看，壮锦的纹样造型可大致分为几何纹、植物纹和动物纹3种。花、鸟、树、龙、凤等各种取材于大自然的动植物，可以通过抽象化的手法形成具有独特肌理的几何纹样，生动且简洁。几何纹包含三角形纹、回字纹、云雷纹等，还有太阳纹、八角星纹等，种类丰富，多姿多彩。

从配色上看，壮锦色彩斑斓，配以多样化的图案元素，给人极强的视觉效果和吸引力，力求在色彩和谐统一的基础上，追求绚烂质感。所用色彩多为红色、橙色、黄色等暖色调，给人以明媚阳光、积极向上的感觉；也会采用对比色和互补色的搭配，比如红色与绿色，橙色与蓝色等，运用高强度的色彩对比来体现色彩的绚烂；或较多的使用蓝色、紫色等冷色调，配以适当的黄、粉色，给人古朴庄重的感觉。

从构图方式上看，壮锦多采用几何规整的菱形、方形、八边形等对称式构图，运用二方连续或四方连续的排列方式，在规整简洁中给人以稳定饱满之感，亦会通过各色纹样的排布来营造一种活泼欢快的律动感，尽显热烈爽朗的民族格调。

从语义上看，龙、凤等寓意高贵华丽，有吉祥之意，被壮族先人视为图腾而与予崇拜；菊花等也有长寿之意；花纹体现了对“花神”的崇拜，对祖先的祭拜；八角星纹体现了人们对太阳的崇拜等，诸多纹样寓意着子嗣繁衍、招财祈福等各种美好寓意，代表了壮族人民对美好生活的向往和追求，蕴含着浓厚的民族文化特色^[21]。因此，此次选择“吉祥”语义来进行壮锦图案的再设计，希望传达吉祥美好之意。

3.3 基元变换及运算

在基元库中检索有吉祥寓意的图案基元，并结合其语义描述最终选择鸟纹P₂₃、蝶纹P₁₈、回形纹P_26、小龙纹P_15、八角星纹P₁₁、菱形几何纹P_6、回形纹P_7、花树纹P₂₄等8个基元图案，部分基元模型为

$ {B_{23}=\left[ {\begin{array}{*{20}{r}} 鸟纹 P_{23} ,组成要素, & 展开双翅的鸟 \\ 配色, & \{\# E 798 B 7, \# 98 B B C 4\} \\ 构图, & \{四方连续, 菱形格 \} \\ 象征意义,&\{鸟被视作图腾, \\ &其羽毛被当做神物与珍宝 \} \\ 使用情境, & \{被面、服饰等\} \\ 词汇特征, & \{吉祥, 美好 \} \\ 风格, & \{古朴,灵动, 饱满\} \end{array}} \right]}$

$ { B_7=\left[ {\begin{array}{*{20}{r}} 回形纹 P_7 , 组成要素 & 层层嵌套的回字 \\ 配色, & \{\# D 97225, \# B A B 382, \\ &\# D C 4 A 24\} \\ 构图 & \{ 四方连续, 菱形格 \} \\ 象征意义, &\{吉祥如意, 连绵不断,\\ &旺盛的生命力\} \\ 使用情境 & \{被面、服饰等 \} \\ 词汇特征, & \{温暖, 吉祥, 繁荣 \} \\ 风格, & \{规整, 饱满, 动感\} \end{array}} \right] }$

之后，通过增减、复制、置换、旋转、组合等可拓变换方法，进行图案形态的变换，生成了一些创意的设计图案，过程及结果如图3所示。具体过程为：将选取的鸟纹P₂₃、蝶纹P₁₈、回形纹P₂₆、花树纹P₂₄等按照形态的组成要素分别进行形态造型上的增减、复制、置换、旋转、组合变换，变换过程中共得到40个设计因子，以备后续形成兼具民族特色和时尚感的图案。

以八角星纹P₁₁为例，将图案元素进行增减变换后，得到八角星主体图案P_11-1和中心菱形图案P_11-2；将八角星主体图案的菱形元素进行置换变换后，得到新的八角星图案P_11-3，P_11-4和P_11-5；将P_11-3和P_11-2进行组合变换后，得到新的图案P_11-6，经过可拓变换后，共得到6个设计因子，涉及到的基元表达式分别为

$ \begin{split} &T_1 B=\left(\right. 删减变换, \left.P_{11}, P_{11}-P_0\right) \\ &\quad\;\;\,=\left(\right. 删减变换, \left.P_{11},\left\{P_{11-1}, P_{11-2}\right\}\right) \\ &T_2 B=\left(\right. 置换变换, \left.P_{11}, P_{11'}\right) \\ &\quad\;\;\,=\left(\right. 置换变换, \left.P_{11},\left\{P_{11-3}, P_{11-4}, P_{11-5}\right\}\right) \\ &T_3 B=\left(\right. 组合变换, \left.P_{11}, P_{11}+P'\right) \\ &\quad\;\;\,=\left(\right. 组合变换, \left.P_{11}, P_{11-6}\right) \end{split} $

选择变换过程中的一些新设计图案，结合其色彩和形态搭配进行再次变换及运算后，得出了最终的6个创意图案，如图4所示。以图4(b)为例，其变换及运算的过程为：以组合变换后的P_18-7为形态主体，同时以增减变换后的P_26-3作为四周的点缀，经过变换的与运算后，得到主体图案，图案底色采用清新的白色，图案外部以经典的菱形格包裹，菱形格的色彩参考传统壮锦的配色规律，以橙、蓝为主色调，得到最终图案。

3.4 最终设计方案及其应用效果图

经过可拓变换及运算后得到的6个创意图案可作为单独的图案运用于方巾、抱枕、鼠标垫、各色封面等的设计中，图5所示为部分吉祥壮锦图案方巾效果图。

亦可变换构图方式，选择四方连续的构图方式，将得到的创意图案两两结合等形成更多新的创意图案，如图6所示的2种。一种以图5(a)和图5(d)为主体图案进行四方连续排列，整体风格明媚轻快，富有活力；一种以图5(b)和变换色彩后的图5(c)为主体图案进行四方连续排列，淡雅简洁，充满律动感。图7展示了其在丝巾上的应用效果图。

3.5 优度评价

方案生成以后，邀请了多位专家对生成的方案进行初步评价。通过问卷调研确定评价指标，运用优度评价法对图4和图6生成的多种创意图案方案进行进一步筛选，认为几种方案的视觉美观度、文化表现性和图案创新性均可，故都存入创新图案库中使用，并将其运用在丝巾等服饰的设计上。限于篇幅所限，本文在此不作详细论述，但作为方案选择收敛的重要一部分，本文用此法对方案进行了选择。在未来应用过程中，将进一步用优度评价法选择综合优度最高的方案供企业实践应用。

4 总结与展望

在文化自信自强的发展背景下，民族图案的设计需求日益增加。针对民族图案的再设计，既要关注其形态上的审美特征，又要考虑其深层次的文化寓意。基于其设计的复杂性和民族图案的流失性等现状，民族图案可拓设计方法可以结合图案的显隐性等特征为图案的再设计提供素材和资料，便于设计者进行检索，进而一次性生成足量的具有民族特色和精神内涵的创意图案，同时图案基元库的建立也为民族图案的收集和保护提供了空间。最后以壮族织锦图案为例，实现了创意图案在丝巾等现代服饰上的应用。但图案基元库还需要收集更多的图案和资料来构建，需要更多的深入研究，民族图案的再设计需要探寻更多的实现路径，希望此方法可以为民族图案的保护和传承提供一种思路，助力传统文化创意设计实践的发展。