基于圖形網(wǎng)格轉(zhuǎn)譯的城軌列車外觀設(shè)計研究

支錦亦 蘇星

摘 要： 隨著區(qū)域經(jīng)濟和城市群的發(fā)展，城市軌道交通已逐步成為城市建設(shè)重點領(lǐng)域，其外觀設(shè)計也成為城市文化傳播的重要途徑，因此對打造蘊含城市文化特色的列車外觀進行研究十分有必要。通過以“網(wǎng)格設(shè)計”概念引出網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計方法為理論基礎(chǔ)，以在蓉城收集的城市文化在列車上的應(yīng)用形式為實證基礎(chǔ)，并充分考慮蓉城文化形象的識別性、傳播性，分析城市文化運用于列車外觀設(shè)計的三個層次，探索將網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計方法引入城市列車外觀造型設(shè)計的可行性，歸納出可循規(guī)律的設(shè)計程序，并應(yīng)用該方法提出蓉城列車的創(chuàng)新設(shè)計方案，驗證出網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計不僅可以創(chuàng)新城市列車外觀設(shè)計，通過城市軌道交通展現(xiàn)城市文化內(nèi)涵，也有助于增強當?shù)爻丝偷奈幕孕藕蜌w屬感。

關(guān)鍵詞： 網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計；城軌列車；造型設(shè)計；蓉城文化；城市文化；軌道交通；非物質(zhì)文化遺產(chǎn)

收稿日期： 2022-07-22

作者簡介： 支錦亦，西南交通大學教授，博士生導師，主要從事工業(yè)設(shè)計方向的人才培養(yǎng)與科研實踐工作，E-mail：1205402326@qq．com。蘇 星，西南交通大學設(shè)計藝術(shù)學院碩士研究生，主要從事列車地域性設(shè)計研究。

一、引言

隨著區(qū)域經(jīng)濟和城市群的發(fā)展，城市軌道交通已逐步成為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，而列車外形的直觀性使之也承擔了展現(xiàn)傳承城市文化的重任，因此將城市的獨特文化有機融入列車外觀設(shè)計成為主要探索方向之一。

國內(nèi)針對城軌列車外觀設(shè)計的文獻主要集中于文化元素的提取與應(yīng)用途徑上。徐伯初等將文化元素的提取從物質(zhì)、制度和精神三層面進行了探討〔1〕；張靜雅等以動態(tài)圖形語言探索文化元素化的方法〔2〕；許雯雯從視覺設(shè)計角度分析列車展現(xiàn)文化的方式方法〔3〕；榮歆等將文化載體特征線通過形狀文法推演設(shè)計出成都地鐵創(chuàng)新造型〔4〕；劉新蕊等將文化的具象圖案提取整合并應(yīng)用于地鐵外觀涂裝〔5〕；黃佳智等運用形態(tài)分析法將深圳多個文化元素結(jié)合應(yīng)用于列車造型設(shè)計〔6〕。

通過以上文獻研究與實際案例分析可知目前國內(nèi)將文化與列車外觀設(shè)計的融合還是存在局限性：一是文化設(shè)計多只從涂裝或造型入手，二是列車中的城市文化設(shè)計浮于表面，無法充分代表城市形象特征，三是設(shè)計中融合的城市文化元素過少，或者因變形過度而失去本身韻味，而網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計可以保證設(shè)計的一致性，通過轉(zhuǎn)譯、微調(diào)、合理規(guī)劃使設(shè)計更具視覺美感、現(xiàn)代化特性，能促使城市文化在列車設(shè)計中得到充分展現(xiàn)、廣泛傳播、傳承創(chuàng)新?；诖?，本文探索將網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計運用于城軌列車外觀設(shè)計的可操作性、可行性，以期形成具有普適性創(chuàng)新設(shè)計方法，拓寬城軌列車外觀造型的設(shè)計思路。

二、網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計

網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計是利用“網(wǎng)格”工具對各種視覺形象的形態(tài)進行分析提取、轉(zhuǎn)譯表達、合理規(guī)劃的一種設(shè)計方法，以此形成賦有秩序感、理性、規(guī)則的集合體，使設(shè)計更具視覺美感、設(shè)計特性及傳播價值。

“網(wǎng)格”是由平行或交叉的線條組合構(gòu)成，常作為設(shè)計的輔助工具，用來提供基礎(chǔ)框架或作為標準尺度，以此保證設(shè)計一致性。網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計本質(zhì)是以功能至上為核心探索秩序美，旨在將信息直觀簡潔地進行表達，而現(xiàn)代設(shè)計的關(guān)鍵詞是理性、簡潔、秩序化、功能至上，因此將網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計用于設(shè)計時會賦予現(xiàn)代化意義。網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計涉及到數(shù)理方面知識，尤其是劃分網(wǎng)格時，這種獨特性為其賦予了理性的標簽，而理性結(jié)合秩序的觀感會使人產(chǎn)生視覺和心理上的雙重舒適感，引發(fā)視覺審美認同。國內(nèi)設(shè)計師致力于將“網(wǎng)格”設(shè)計無限拓寬，使其不僅在平面設(shè)計，更是在建筑設(shè)計、城市布局、空間劃分、圖案創(chuàng)新等多領(lǐng)域中煥發(fā)生機。林丹以實際操作的維度探究了網(wǎng)格于當代期刊版式設(shè)計的應(yīng)用與重要性〔7〕；韓巍探討了網(wǎng)格在空間中轉(zhuǎn)換、變異以及重構(gòu)過程里的設(shè)計〔8〕；薛寧以網(wǎng)格骨式對圖案設(shè)計進行了研究〔9〕；翟英東則將網(wǎng)格融入字體設(shè)計之中〔10〕；李金莉以網(wǎng)格改變傳統(tǒng)圖案的構(gòu)圖形式，并探討了苗族圖案現(xiàn)代化設(shè)計〔11〕。由此可知國內(nèi)網(wǎng)格的應(yīng)用逐漸多元，但依舊有限，如列車設(shè)計領(lǐng)域就很少涉及。

因此將網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計引入城市列車外觀設(shè)計中可將列車造型、涂裝圖案、標志等素材標準化、統(tǒng)一化，通過將設(shè)計元素合理組織結(jié)合，在展現(xiàn)我國城軌文化同時，還符合現(xiàn)代審美需求，具有現(xiàn)代化意義。

三、網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計在蓉城列車外觀設(shè)計中的探索

（一）城軌列車外觀設(shè)計

（1）現(xiàn)狀分析。城軌列車外觀設(shè)計最重要的就是要能夠體現(xiàn)一個城市的文化特色，以此統(tǒng)籌城軌交通的文化建設(shè)，培育文化特征鮮明、富有豐富內(nèi)涵、展現(xiàn)時代特色的交通文化，從而促進我國軌道交通大發(fā)展、大繁榮。

隨著國家的號召，我國對城軌列車外觀設(shè)計的重視程度與日俱增，以蓉城為例，蓉城現(xiàn)有列車大多都會展現(xiàn)城市文化特色，但多數(shù)僅以列車涂裝呈現(xiàn)，表現(xiàn)形式單一。通過以下案例可知能充分展現(xiàn)蓉城文化魅力的現(xiàn)有列車較少，多數(shù)現(xiàn)有列車只是將太陽神鳥圖騰應(yīng)用于列車涂裝來體現(xiàn)金沙文化，而熊貓主題列車的文化表現(xiàn)相對就比較靈活，有的將熊貓形象轉(zhuǎn)譯后再應(yīng)用于涂裝，有的則是將之應(yīng)用于列車造型設(shè)計中，而“三星堆”主題列車則是通過造型與涂裝共同體現(xiàn)黃金面具的“縱目鳳眼”（表1），兩者相結(jié)合的形式能更好將列車設(shè)計與文化特色融合，但目前這種文化列車數(shù)量較少。

（2）設(shè)計思路總結(jié)。通過對文獻資料和案例的分析可總結(jié)出城軌列車外觀設(shè)計的三個設(shè)計思路：一是提煉城市文化元素的輪廓特征，再變形應(yīng)用于列車外觀的造型設(shè)計中；二是提煉城市文化元素的圖案紋樣及整體構(gòu)圖，再進行轉(zhuǎn)譯創(chuàng)新后應(yīng)用于列車外觀涂裝中；三是提煉城市文化元素的色彩，搭配應(yīng)用于列車外觀涂裝中。

文化元素需要創(chuàng)新設(shè)計才能與時俱進，與城軌列車外觀設(shè)計結(jié)合才能更廣泛弘揚文化特色，因此本文以城軌列車外觀為研究對象，運用網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計指導文化元素的提煉轉(zhuǎn)譯并進行創(chuàng)新設(shè)計，為城軌列車外觀設(shè)計提供新方法。

（二）蓉城文化在網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計下的提煉轉(zhuǎn)譯

由以上分析可知，城軌列車外觀設(shè)計運用網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計的整體設(shè)計流程分為以下幾點：一是整理歸納城市文化主要載體，篩選運用于設(shè)計的代表形象，二是運用網(wǎng)格系統(tǒng)對其造型輪廓、圖案紋樣和整體構(gòu)圖提煉分析，三是基于網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計，結(jié)合設(shè)計師自身審美進行拉伸、旋轉(zhuǎn)、簡化和對稱、疊加、重復(fù)、抽離等基本形式法則轉(zhuǎn)譯圖形，形成城市文化設(shè)計元素庫，四是合理排布、整理設(shè)計元素，將之與列車外觀設(shè)計結(jié)合形成最終設(shè)計實踐，具體步驟見圖1。

（1）蓉城文化與代表形象的選取。

蓉城積累沉淀了豐厚的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)、自然文化造物、歷史文化古跡等多元豐富的地域文化象征，其中非物質(zhì)文化遺產(chǎn)有300余項：中國四大名繡之首——色彩明快而又細膩平整的蜀繡聞名中外，成都另一大特色是川劇，甚至被稱為戲劇之鄉(xiāng)，除此之外日常生活的茶文化、川菜和小吃也是蓉城文化的象征，這些非物質(zhì)文化是構(gòu)建天府之國的基石。蓉城的自然資源豐富，主要體現(xiàn)在瀕危的野生動物大熊貓與“曉看紅濕處，花重錦官城”的芙蓉花。蓉城也有著很多歷史文化古跡，其中最著名的有杜甫草堂、寬窄巷子、金沙遺址，充分彰顯出蓉城的強大生命力和深厚文化質(zhì)感。經(jīng)調(diào)研分析、綜合考慮，金沙遺址、熊貓、芙蓉花都是蓉城最富盛名的文化代表，其中芙蓉花作為蓉城之名的來源在城市軌道上的應(yīng)用卻幾乎沒有，金沙遺址的應(yīng)用也相對偏少，兩者在城軌列車外觀造型設(shè)計上的應(yīng)用空間對比熊貓都更為廣泛，因此可選取金沙遺址和芙蓉花作為列車外觀造型的靈感來源，進行創(chuàng)新設(shè)計。

（2）蓉城文化代表形象的提煉。

金沙遺址文化再現(xiàn)了蜀國起源、發(fā)展、衰亡時期的文化傳承，由于三星堆新發(fā)掘的金面具殘片導致金沙遺址文化也再次成為熱點話題。金沙遺址文化主要反映在出土的黃金面具、玉器、象牙、青銅人像、陶器等，見表2。

通過觀察可知金沙遺址文化載體構(gòu)圖大多符合軸對稱或中心對稱規(guī)則，部分屬于不規(guī)則構(gòu)圖，將之置于網(wǎng)格系統(tǒng)提煉輪廓特征線條，依據(jù)構(gòu)圖將提煉分為三種模式：軸對稱提煉、中心對稱提煉和不規(guī)則提煉。

軸對稱提煉具體過程分為以下步驟：一是將之放置于網(wǎng)格中，確定中心軸；二是選取較規(guī)整的一邊開始在網(wǎng)格里定點，定點符合網(wǎng)格大?。ㄗ钚榘敫瘢蝗怯庙槙尘€條連接定點，提煉出一半輪廓；四是根據(jù)構(gòu)圖規(guī)則將圖形形態(tài)完整提煉；五是保持圖形所占網(wǎng)格面積一致的前提條件下進行調(diào)整優(yōu)化。商周金面具提煉輪廓見圖2。

中心對稱提煉步驟與軸對稱提煉相似：一是確定中點，二是明確對稱形狀并定點連線，三是根據(jù)構(gòu)圖規(guī)則提煉圖形，四是優(yōu)化提煉形態(tài)。不規(guī)則提煉的步驟為直接定點后連線完成提煉。若干金沙遺址文化載體提煉的輪廓見圖3。

芙蓉花是蓉城的市花，也稱木芙蓉，經(jīng)過長期栽培已形成了不同品種，但本處采用最初木芙蓉作為參考，根據(jù)資料收集，并直接提煉大體輪廓線條，對其形態(tài)進行分析（圖4），得知木芙蓉通?；ò炅哑瑸槲澹ò晷螤钏粕葓A形，整體花的形狀呈圓形，花瓣相互重疊，前一瓣疊在后一瓣上，色彩由外向內(nèi)轉(zhuǎn)深，一般為白色、淡紅色、深紅色等?？偨Y(jié)出其構(gòu)圖規(guī)則為中心對稱，旋轉(zhuǎn)角大概為72°，對稱圖形前一個疊在后一個上。

（3）蓉城文化代表形象的轉(zhuǎn)譯

考慮到列車構(gòu)造的限制選用商周金色面具作為列車造型設(shè)計的參考，商周金色面具也是金沙文化最具代表的文物之一。以商周金色面具提煉的輪廓線為最初形狀標執(zhí)行轉(zhuǎn)譯過程得到最終圖形形態(tài)，列車前臉造型推演步驟見圖5。

首先，依據(jù)列車各部位的分工將商周金面具進行分割，拆解成列車車燈部位、結(jié)構(gòu)線、前臉部位三種模塊的圖形，隨后依據(jù)劃分模塊分別將圖形在適合大小的基礎(chǔ)方形網(wǎng)格中組合并開始進行轉(zhuǎn)譯操作，轉(zhuǎn)譯結(jié)束后再將三者組合共同構(gòu)成兩列車整體造型。

列車車燈部位模塊轉(zhuǎn)譯操作：以定點A將兩圖形結(jié)合，通過整體及局部拉伸、旋轉(zhuǎn)移動使圖形線條端點盡可能重疊，形成似鳳眼形狀的圖形；用圓滑流暢的曲線代替原始曲線，并使兩者弧度最大程度上貼合；由于圖形下方面積占比較大，不夠美觀進行調(diào)整，將下方面積移到上方，此外放大代表車燈圖形，保證燈源充分；為體現(xiàn)出商周金面具的眼部特點，進行定點連線，使列車車燈部位有一定的凹凸空間感。另外，可通過車燈造型側(cè)面圖推出正面圖。

列車前臉部位模塊轉(zhuǎn)譯操作：考慮到列車前臉構(gòu)造，先將金面具的兩個圖形進行初步簡化，將相近線條合并，由繁化簡，再將兩者以定點C結(jié)合，形成轉(zhuǎn)譯初步圖形；通過已知定點的連接，測算比例確定新的定點，根據(jù)新的定點以及列車構(gòu)造以圓滑順暢線條勾勒出新圖形，并部分做圓角處理，抽離多余線條，推演出最終列車前臉造型。

列車部分結(jié)構(gòu)線轉(zhuǎn)譯操作：為體現(xiàn)金面具特點，將眉毛部位作為列車結(jié)構(gòu)線一部分，將兩圖形以定點B結(jié)合，確定組合圖形輪廓的主要定點，用圓滑流暢線條連接，使曲線的弧度最大程度上貼合；將偏大的下方圖形中提取一部分填補于中間空缺處，最終抽離多余線條進行整理，形成最終列車結(jié)構(gòu)線。

將以上三部分轉(zhuǎn)譯完成的造型圖形在網(wǎng)格中以列車部位的合適定位進行組合，將多余的線條抽離，最終形成完整的列車前臉造型。

另外其余金沙遺址的文化載體也通過網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計和金沙構(gòu)圖與芙蓉花構(gòu)圖原則轉(zhuǎn)譯為列車造型與涂裝的設(shè)計元素，具體過程見圖6。

列車車窗造型轉(zhuǎn)譯過程：將圖形進行拉伸，形成基本符合列車車窗構(gòu)造的圖形；取主要定點并以直線與圓滑曲線連接，形成列車車窗外輪廓；將中間橢圓在外輪廓限制內(nèi)，以同一圓心進行縮放操作，使其盡可能大，代表列車車窗玻璃部位；最后整理抽離線條，形成列車車窗最終造型。

涂裝圖案轉(zhuǎn)譯過程：圖形定點，確保主要造型；定點連線，盡可能貼合原圖形線條弧度位置，保證文化圖案的傳承性；整理線條，采取置換、抽離等操作，形成涂裝圖案的最終造型。

四、基于網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計的蓉城列車設(shè)計實踐

由構(gòu)圖原則推出五邊形與圓形相結(jié)合，得到體現(xiàn)設(shè)計師審美的幾何網(wǎng)格模板，將設(shè)計元素置于網(wǎng)格模板里進行排布（圖7），最終結(jié)合文化色彩搭配形成城市文化運用于列車外觀設(shè)計的現(xiàn)代性設(shè)計方案，運用于列車涂裝中，見圖8。

通過三維建模軟件Rhino6中進行建模，根據(jù)列車自身構(gòu)造適當進行細節(jié)調(diào)整，最終渲染并運用Photoshop制作效果圖，見圖9。

五、結(jié)語

我國城市軌道交通隨著軌道交通大發(fā)展、大繁榮已成為城市建設(shè)的重要領(lǐng)域，而將城軌列車外觀作為傳播城市文化的重要載體，其外觀設(shè)計與城市文化深度融合的研究對城市文化建設(shè)與發(fā)展具有重要的實際創(chuàng)新意義。本文通過對“網(wǎng)格設(shè)計”概念引出的網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計方法，結(jié)合蓉城文化與城市軌道結(jié)合的實際案例，分析出城市文化運用于列車外觀設(shè)計的三個層次，提出了一種基于網(wǎng)格形態(tài)設(shè)計的城市列車外觀設(shè)計方法，有效形成蓉城文化融入列車外觀之中的創(chuàng)新方案，形成具有普適性創(chuàng)新設(shè)計方法，并總結(jié)出整體設(shè)計流程，拓寬城軌列車外觀造型的設(shè)計思路，促使城市文化在列車設(shè)計中得到充分展現(xiàn)、廣泛傳播、傳承創(chuàng)新。

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徐伯初，王 超，向澤銳.考慮地域文化的城市公共交通系統(tǒng)形象研究〔J〕.美術(shù)觀察，2014，（8）：130-131.

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A Research on Urban Rail Train Appearance

Design Based On Graphic Grid Translation

ZHI Jinyi， SU Xing

Abstract： Objective The work aims to study and explore the introduction of “grid method” in the design of train appearance， so as to create a train with urban cultural characteristics. Methods Firstly， the theory and application of grid shape design are introduced with the concept of “grid”， and its significance in the field of design is summarized; secondly， taking Chengdu as an example， analyzing the three levels of urban culture applied to train appearance design， introduces the grid shape design method into the appearance design of urban rail trains， and summarizes the design procedures that can follow the law; finally， an innovative design scheme of Chengdu train is proposed by using this method to verify the feasibility of the method. Conclusion The grid shape design can be applied to the appearance design of urban trains， which is helpful to enhance the cultural confidence and sense of belonging of passengers.

Key words： grid shape design; urban rail train; modeling design; Chengdu Culture; urban culture; rail transit; intangible cultural heritage