应用科技对艺术设计观念影响及革新

一、引言

2009年10月1日，雨后初霁的北京美丽祥和。12时10分，庄严巍峨的天安门城楼前，一艘海蓝色的“大船”扬起一面巨型的风帆，飞腾在朵朵“祥云”之上，由本人主持设计的福建彩车“扬帆海西”在天安门接受检阅。此次彩车的设计具有四大亮点：一是尾气排放量达到欧IV标准，二是彩车两侧的LED屏幕最大，色彩渐变统一，远看的效果特别好；三是舞台最独特，可以进行前后长度伸缩并形成一柄具有中国文化内涵的玉如意的造型；四是六位翩翩起舞的“惠安女”服饰最具地方特色。这四大亮点中的前三点与科学技术的发展紧密联系，可以说是现代科学技术在艺术设计中的完美体现，科学技术使艺术之花绽放的更加灿烂，而这也不能不引起我们对艺术与应用科技方法的深度思考。

二、源起——信息传达的局限

10年前，也就是在国庆50周年的庆典上，笔者主持福建省彩车的整体设计与制作，当年的设计主题，主要是凸显改革开发20年以来福建省取得的辉煌成就。为了将这些信息浓缩在福建省彩车上，笔者和设计团队可谓绞尽脑汁，由于受到技术和其他因素的限制，最终不得不通过图片和雕塑展示进行展示，传达的信息非常有限。纵观50周年的全国各省晋京彩车，除了整体造型具有地方特色以外，传达信息的方式几乎千篇一律，几乎都是将雕塑、静态图片、局部手绘等作为信息载体。由于当时受到科技条件限制，设计者无法充分考虑到彩车的夜间展示灯光变化效果，因而在天安门前的展览时间较短，彩车所承载的信息传达功能也大打折扣。如图1、图2中所示的是福建省和广东省在国庆50周年的游行彩车。福建彩车通过雕塑、手绘海浪和城市图片表达“闽龙出海”的拼搏精神以及福建改革开放以来取得的辉煌成就，广东省彩车造型以“和谐号”列车雕塑为主，象征速度，表达敢为人先的现代化建设。时隔10年，伴随着中国现代科学技术的日新月异，各种声光电等高科技产品日益普及，当代展示设计的制作与开发也发生了翻天覆地的变化。2009年，笔者有幸再次主持国庆60周年福建省晋京彩车设计与制作，当代艺术设计与现代科学技术的联盟大张旗鼓的展开时，当“扬帆海西”号彩车亮相北京之时，可谓今非昔比，福建彩车在天安门广场大放异彩。

三、艺术设计理念与应用科学的联盟——解读国庆60周年福建省彩车设计

彩车是一个综合性很强的实体，是科技、美学和地方经济等多个因素的综合体现。对彩车的设计包括造型、机械、展示、空间、舞台灯光、安全等方面，涉及到的学科有：机械、电子、光学、美学等。本次福建彩车设计顺应国家支持海峡西岸经济区建设的东风，彩车整体造型是一艘乘风破浪的祥云福船，其名称为“扬帆启航海西号”。设计主题包括：海西势如虹、潮平两岸阔和加快海峡西岸经济区建设三个方面。围绕这一主题，设计团队进行了一系列的特色设计。

1．“扬帆海西”——10米高的巨型风帆设计。众所周知，国庆60周年庆典彩车游行活动是各省在全国人民面前展示其改革开放成就竞赛的无形舞台。彩车在天安门广场走过的时间仅有1分41秒，并且同时有几部彩车经过。所以，要给观众留下深刻的印象不仅靠夺目的装饰还要有造型气势的视觉冲击力，这两个方面福建彩车做到了。福建彩车总高15米，在国庆65部彩车中高度排位第二。其中10米高的风帆，总面积达到70平方米，现场效果非常壮观。船帆采用阻燃化纤材料编织网状而成，防风、防火、防老化。尤其十月的北京，最大风力达到7级，安全和美观是首要追求的设计目标。

2．“节节高升”——液压升降桅杆。如此高度和如此大面积的风帆，是依靠液压升降桅杆来支撑的。液压升降桅杆由5节套筒油缸组成，每节高度2.5米，直径最大处达到25厘米。液压桅杆由陕西榆次液压公司生产，该公司是国内顶级的液压设备制造商。升降设备包括液压油缸和液压系统两部分组成，缸体重量达到700公斤（不含液压油重量）。液压油缸有5个基本部件：缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置。通过油泵使液压油经过油管和单向阀进入油缸底部，进入油缸的液压油因为单向阀的存在，没有外力作用不能回流，从而推进缸杆上升，直至5节液压缸全部升起。油缸的上升速度由油泵的供油速度和输油管的直径决定，本案的升降桅杆5节套缸全部升起达到15米，用时仅约30秒，供油速度可见一般。如此快的供油速度对电力供应要求较高，因此，彩车上配置了三台NES45EK日本原装高性能发电机。较细的输油管也是为安全而设计，万一油管断裂，液压油可从较细的进油口回油，所以下降速度会比较慢，不会造成破坏与损失，同时风帆载重达6吨，且抗风压强、稳定性、控制性很好，确保了升帆技术的万无一失。

3．“潮平两岸阔”——彩车周围的祥云海浪设计。祥云和海浪融为一体呼应设计主题。祥云海浪主要分布于彩车的侧面和前部舞台周围，两个侧面分布有4个层次的祥云，每一层都有将近20厘米厚，海浪起伏不一，最高的达到1.5米高，2米宽，海浪造型错落有致，疏密得当。弯曲的海浪模型是由10mm的透明亚克力经激光切割而成，内层附以海浪纹样的灯箱片，并饰以变化灯光，外层边缘喷银白金属漆，在光线的作用下闪闪发亮，犹如海面上的粼粼波光。尤其是在夜间，柔和光源和随之变化的海浪将观者带入真实的意境，有强烈的视觉效果，尤其夜间观看的效果能给观众留下深刻印象。

4．“光影福建”——超大LED屏幕设计。福建彩车两侧的LED屏幕是全国所有彩车中面积最大的，在彩车侧面的祥云之下隐藏着LED显示屏，总面积超过100平方米。由于面积大，更适合在远处观看。特别是在夜间，彩车通体透亮，大型LED显示屏播放海峡西岸经济区改革开放30年以来尤其是近10年取得的辉煌成就，结合声音和船帆上随时变化的LED灯珠，夜间的彩车顿时变得轻盈剔透，仿佛一尊庞大的玉雕。

5．“五缘六求”——构思巧妙的伸缩舞台。位于彩车头部的表演舞台最长和最宽处均达到4.5米，总面积达到14平方米，如此大的表演台在全国各省所有彩车中是比较少见的。更有味道的是，如此大的表演台具有伸缩功能，伸展开来形成一枚玉如意造型，与舞台周围以及下面的祥云海浪连接，非常和谐、大气，象征着吉祥如意和海峡两岸的友好往来。舞台的伸缩动作是依靠两个液压升降设备实现的，设备运动行程达到2米。液压设备将舞台和演员同时推进有一定的难度，设计团队经过多次试验和整改才实现这一动作。

6．“八闽之光”——福建历史与文化元素的运用。对具有福建特色的文化元素的展示方式采用了传统的方法，用实物模型和真人秀表演。实物模型主要选择了能代表福建地方特色的风景名胜和文化古迹，有武夷山的玉女峰、鼓浪屿的日光岩、世界文化遗产和自然遗产闽西土楼以及永放光芒的古田会址等四个。真人秀是采用了六名身着惠安女服饰造型的舞蹈演员。但是与50周年的彩车不同的是模型具有夜间发光效果，舞蹈演员的着装不仅可以变换三种颜色，而且在服装上面还缀满了夜间可以发光的莹珠。模型和舞蹈演员并不是孤立的元素，他们和彩车两侧的LED屏幕上播放的内容是溶合在一起的。他们之间的相互配合、相互补充形成一个完整的展示形象。

7．“海峡西岸气如虹”——五色气柱和七色彩虹的设计。位于尾部的五色气柱和中部的彩虹是福建彩车的亮点之一，大功率的机械鼓风机在很短的时间内，即可充满气囊，吹起巨型且飘舞的彩色纤维气柱和彩虹，渲染和活跃了彩车的喜庆气氛。这两个元素外观体积很大，但收缩后体积几乎为零，在减轻彩车重量并方便运输方面起到了显著的作用。

8．符合人机工程学的内饰设计。由于福建彩车体积较大，局部达到2.7米，所以有充足的内部空间进行人机设计。彩车内饰分为：驾驶室、指挥室、控制区、卫生间、演员休息区、工作人员区域等。在过道、座椅等细节上充分考虑到人的生理需求，最大的满足人体尺寸空间。考虑工作环境和北京的天气状况，彩车上安装了排气扇等换气制冷设备，为工作人员提供舒适的工作和临时休息环境。此外，在消防安全方面采用了最安全的防火材料，并通过福建省消防安全部门严格检验。四、应用科技对艺术设计理念的影响和扩展创新是一个民族进步的灵魂，创新要靠科技，科技的应用需要良好的设计来实现。因此，科技是设计的支撑体系，科技的发展才能使“天马行空”的设计方案成为现实。福建国庆60周年彩车能够取得成功，很大程度上取决于10年间科技的快速发展。

在国庆60周年庆典上，几乎所有的彩车都使用了LED显示屏，甚至天安门广场上树立了两块全球最大广场显示屏。在国庆50周年时，这方面的技术还不够完善，特别是大面积的LED屏幕，成本较高，所以这种产品没有得到大面积的推广和应用。LED技术在30年前就已经开始研发，它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、视频、录像信号灯各种信息的显示屏幕。随着LED技术的成熟，它不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点，例如：亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、使用寿命长、耐冲击和性能稳定。上文提到的液压升降系统，在10年前也有个别省份的彩车使用这种技术，但是运动行程都非常小，主要原因是发电机功率达不到。现在的彩车除了大型的液压系统还有大LED显示屏，支撑大型的液压和LED显示屏这两个系统的动行需要有充足的电能。例如，福建彩车在液压升降桅杆运行时，需要的瞬时功率达到90千瓦，又由于发电机是放置在彩车内部，这不仅要求发电机有高功率还要有小体积和低噪音。本次福建彩车的发电机是在全球进行采购，最终选用世界顶级的日本进口NES45EK微型发电机，噪音小、尾气符合环保要求，保障了彩车的顺利安全运行。10年前的国庆50周年庆典上，各省彩车所用的地盘多为进口汽车底盘，本次则多为国产汽车底盘。例如福建彩车底盘为厦门金龙客车厂制造的底盘，底盘总长13米，宽2.8米。由于彩车总宽达到6米，在底盘两侧各增加一个辅助轮，增强了彩车的稳定性和安全性。此外，在全国65部彩车中，福建彩车是尾气排放量最低的，达到欧Ⅳ标准，被誉为“最环保彩车”，这与底盘和发动机的技术密不可分。

10年时间在人类的发展历程中显得微不足道，正是这短短的10年，让中国以经济和科技为首的综合国力得到快速发展。笔者从前后两次主持福建晋京彩车设计工作的侧面，对国庆50周年和国庆60周年晋京彩车进行纵向和横向的对比研究，深刻体会到应用科技手段对设计起到支撑和提升的作用，以及对设计思维产生变革影响，应用科技推动设计进步，设计也在某种程度上引导着科技的发展。