面向用户个性化需求的汉字参数化设计方法

    张晓理++段齐骏

    

    

    摘要：阅读方式的变化和激光照排技术的飞速发展，大力推进了汉字的相关研究；而基于现代网络技术的信息获得、传播与交流方式，对汉字设计提出了新的个性化要求。本文基于字体的形态、结构规律，设定汉字的形状参数、结构参数和效果参数，建立汉字的参数化设计体系，从而为汉字设计提供一种新的理性的同时也能满足用户个性化需求的结构化设计方法。

    汉字的参数化设计方法，有可能为现代技术与文化语境下的信息传播，打上个人的印记。

    关键词：汉字 笔画 结构 参数 设计

    中图分类号：TB47

    文献标识码：A

    文章编号：1003-0069（2016）01-0115-03

    1 引言

    21世纪，移动互联网进入人们的生活，人们的阅读方式发生了根本性的变化，电子阅读成为人们阅读的主要方式，信息交流方式发生了根本性变革。技术革命在带来信息迅捷传达及便利的同时，也或多或少抹杀了，人的个性特征，使情感交流“快餐化”；在文字的载体从有形逐步走向无形的进程中，如何去保留文字之个性的、情感的、审美的价值，是值得深思的问题。

    在文化传播日益繁荣的大环境下，文字作为文化传播与交流的基本载体，其作用日益凸显；而从文化传承与发展的视角看，相关于文字的设计与研究同样不可或缺。

    2 汉字设计

    2.1 文字的属性

    文字的属性，主要体现为：1）可视性与可读性。文字以视觉表义符号的形式，再现口语的声音；文字的基本个体是“字”；2）文化传承与思想交流的载体。文字可以突破口语的时间和空间限制，记录知识、传达思想；3）再约定与再设计。文字是人类约定创造的视觉形式，必要的时候可以重新约定，从而形成文字改革；而形式的设计则基于应用之需求。

    2.2 汉字设计的方法

    汉字设计作为汉文化传播的重要手段之一，已经形成了丰富的设计成果，其设计应用领域也已得到有效拓展。传统的汉字设计一般分为两大类，即汉字字库设计和基于汉字的图形设计。

    汉字字库设计

    专门的汉字设计者根据某种汉字结构或者外形的特点，系统地设计整套字库。其设计周期较长，一个字库中的每个字都必须有统一的细节特点。典型的设计思路是：1）以宋体或黑体作为基础字体，加工改造设计新的字体；2）由一些手写体延伸而来，手写体的作者先进行书写，再由专业的字体设计师对扫描后的手写体进行再设计与规范，最后录入字库中，从而得到具有个人特色的整套手写字体，比较著名的如方正徐静蕾体。

    伴随技术的进步，电脑应用字体设计得到迅速的发展。目前我国常用的电脑字库有十几种，每种字库都有几十种到上百种不等的字体。

    基于汉字的图形设计

    设计者只是对单个字或几个字进行图形上的改变，根据字的具体特点，通过对汉字的结构、色彩、肌理的创造性改变，得到具有良好视觉效果的设计字体；这种设计赋予字更多的传播寓意，可运用于标志、招贴、包装等设计中。

    汉字设计思维

    汉字兼有图形与文字两种属性。现有的汉字设计研究主要关注汉字的图形属性；而德国汉学家雷德侯在《万物》一书中提出汉字的“模件体系”，将汉字结构分解为“模件”系统，“模件”可以反复组合构成，这是从形式逻辑的角度来审视中国的艺术与社会文化的设计思维方式。

    2.3 现代社会与技术语境下的汉字设计需求

    随着社会环境和技术条件的变化，人们对汉字字体应用的要求也在发生变化，既有的汉字字体已经无法满足新的要求。

    汉字设计需求的用户心理机制

    今天，主要的文字应用方式已经转向基于数字技术的信息传递与记录，人的情感表达因为文字“可拷贝”，而使原先带有个人印迹的交流方式显得弥足珍贵。

    汉字记录功能演变带来的新设计需求

    “汉字是汉语的书写与表示符号，作为一种符号必须要求其本身能够完整地反映所要表示的内容，并且能够准确地传达所要指示的信息。”当基于移动互联网络的社交模式成为人们社会生活的重要组成部分，当QQ、微信中充斥了新鲜语汇时，汉字的记录职能也随之发生转移。这种职能转移对汉字结构的影响主要表现为，运用变异字形、增加构件和重新造字等手段创造新字或者新用法，从而引起记录某个语词的汉字结构发生变化。

    文化资源保护和传承的需要

    在中华文明发展的漫长进程中，积累了大量的文字设计资源；如何利用这些文化资源完成汉字文化的再创造，将带来汉字设计与研究的新需求与新视角。

    3 参数化汉字设计的方法

    3.1 汉字解构与结构特征分析

    3.1.1 汉字结构分析

    汉字的形体结构可以分为汉字、部件、笔画、笔形四个层次（从落笔到抬笔即为一笔，称为笔画，笔画的具体形状叫笔形）。 （表1）

    3.1.2 汉字的结构类型

    根据汉字中部件的多少，汉字可分为独体字和合体字。独体字只有一个部件，独体字具有如表2所示的结构特点。

    而合体字有多个部件，根据部件之间的方位关系，合体字结构主要有12种，如表3所式：

    所有汉字的部件组合都可以归类到上述的某一结构形式。

    3.2 汉字的形状参数

    根据汉字构成的结构层次关系，设定形状参数以描述汉字的笔画、笔形。

    常用的汉字笔画共有31种，如表4所示。

    3.2.1 笔画的分类

    笔画是组成汉字的基本单元，同样的笔画又因为笔画长短、角度、弯曲形态等属性的差异，会形成不同的笔形（如上表1中，撇就有3种不同的笔形）；不同笔画可设置的参数数量、形式也不相同。基于这样的思想，我们先对笔画进行分类；分类原则如下：

    单一基本笔画包括横、竖、撇、捺、点、提6种；

    复合笔画按照起始第一笔分类；

    带有“弯”的复合笔画较为复杂，单独作为一类。

    据此，形成如表5所示的汉字笔画类别；根据笔画对应的纵横数值，形成笔画的特定代码（如“J”的代码就是31），以实现后续设计程序中的笔画调用：

    3.2.2 样条曲线引入描述笔形

    为了准确描述汉字笔画中为数不少的曲线笔画，我们引入样条曲线（NURBS）。所谓样条曲线（Spline Curves）是指给定一组控制点而得到一条曲线，曲线的大致形状由这些点予以控制。样条曲线不仅通过各有序型值点，并且在各型值点处的一阶和二阶导数连续，也即该曲线具有连续的、曲率变化均匀的特点；而这种特点恰恰能够很好地描述汉字笔画的曲线特征，并为笔形的调整留下设计契机（如图6）。

    3.2.3 笔形参数的设定

    笔形参数的设定，主要依据笔画分类进行：

    单一基本笔画之横、竖、点、提的参数，用首末两端的相对位置描述；而撇、捺之笔形表现出一定的曲率，所以还应加入一组样条曲线型值点说明其特征。

    根据表4复合笔画的分类与构成情况看，所有的复合笔画都可以看成由基本笔画构成；因此笔形参数的设定，包含3类点的位置：1）笔画的首末端点；2）转折点；3）样条曲线型值点。（如图7）。实现对这3类点位的控制与调整，就可以有效改变笔形。而笔画代码的导入，则明确了相应的笔形参数点的数量。

    3.3 汉字的结构参数

    根据前文对汉字结构的解析，明确汉字的结构参数，既是对汉字部件的组成形式与笔画的构成关系的描述。

    3.3.1 汉字的第一类结构问题：汉字类型和结构形式

    汉字分独体字与合体字两大类，汉字独体字的结构特征完全由组成字体的笔画关系所表达；而合体字共有12种结构，其结构特征不仅取决于笔画关系，还与结构形式直接关联。

    定义第一类结构参数，以实现以下目标：1）区分字体的类型（独体字的代码为“10”/合体字的代码为“2a”…“21”）；2）在明确合体字的结构类型的前提下，形成部件调节参数（按部件移动、缩放）。

    3.3.2 汉字的第二类结构问题：笔画的结构关系

    汉字笔画的结构关系其实就有两种：相交或者不相交（如表1中的“秋”字，其间横竖笔画相交，点则不与其他笔画相交）；所以，可以用笔画之间是否存在交点，说明两笔画之间的关系。第二类结构参数就应该包括两类：1）汉字及部件对应笔画的数量（单体字只有笔画总数；合体字则是各部件对应的笔画数量）；2）交点存在于否及其位置，说明笔画之间的相对关系；通过笔画平移、旋转、缩放可以调整笔画之间的结构关系；3）笔画尺度关系（比例、方向）。

    3.3.3 汉字设计的效果参数

    汉字设计的效果参数主要用于控制汉字的基本特征。汉字的外形是矩形，可以通过把字形拉长、压扇、左斜、右斜，或酌情使用圆弧、梯形等方式，使汉字的外形轮廓、高宽比发生变化，形成新的设计效果。

    3.4 构建参数化汉字设计的技术解决方案

    3.4.1 建立汉字参数化设计的参照系

    建立汉字参数化的设计参照系是描述笔画位置、调整笔画与字体形状的基础；设定一个500*500px的图框，每个汉字在设计过程中，将被置入该设计框内：以此为依据调整笔画、部件位置及比例关系。当完成整个字体的设计后，通过调整该框的整体形态、高宽比，可以调整整字的设计效果。

    3.4.2 汉字参数化设计的数据库系统

    解决汉字的参数化设计问题，不仅需要探讨笔画的形状，还需要探讨笔画或部件之间的位置、比例关系。如同笔画的形状可以用3类型值点表达一样，汉字的部件与构成笔画也需要事先加以表达。不同的是，汉字笔画的数量有限，而常用汉字的数量就有数干。

    具体的解决思路是，分别建立汉字设计的笔画形态参数数据库（数据包括表3所列笔画的编码、对应3类型值点的数量与位置）、基础汉字库（存储于云端，具有开放的数据结构，可以满足数据信息的扩充和数据信息的共享；其主要功能在于提供汉字参数化设计“元”；存储两类汉字结构参数）、自定义字库（设计完成的个性化字体，可以存入该数据库，以便用户调用）。

    汉字个性化设计基础数据库的数据积累，可以通过如下两条途径形成：1）在建立基础数据库结构的同时，录入常用汉字的基本数据信息；2）建立开放的“众筹”数据信息端口，不断扩充数据信息；即提供对常用汉字以外的“新字”自主搭建的功能，并将就此形成的数据导入到存储在云端的基础数据库中；从而不断充实字体设计的基础数据库。汉字拥有数千年的历史，人们对汉字的造型和笔划结构已经熟知。这是汉字基础数据库“众筹”模式得以实现的文化基础。

    3.4.3 汉字参数化设计的应用程序模块

    以黑体为设计参照，汉字参数化设计应用程序应考虑“新字搭建”、“字体设计”和“字体信息输入与判定”3种不同功能需要，设计应用程序架构和流程（如图8），其中“存入字库”的操作，可对应“基础汉字库”和“自定义字库”；所提供的操作具有选择性，即可选择“存入”/“不存入”相应的数据库。

    3.5 汉字参数化设计应用程序的交互特征分析

    本文的研究，旨在为普通用户提供开展汉字设计、赋予汉字个性化特征的技术解决方案与相关应用程序。因此，汉字参数化设计的应用程序应体现出如下特点：1）注重保障汉字结构的规律性，使设计生成的汉字可辨识；2）注重设计过程中的人机交互特征，从操作程序和界面设计两方面，提供用户友好的操作感受；3）在尊重用户个人意愿的前提下，通过云端数据库提供用户共享字体设计信息的便捷；4）关注设计过程的趣味性，通过字体设计成果体现用户的个性与审美取向。

    4 结论

    汉字的演变，使人类使用文字的方式从“画图”转向“写字”。线上阅读、网络社交平台、电子邮件、个人主页等基于现代网络技术的信息获得、传播与交流方式，也对汉字的个性化设计提出了新的要求。汉字的参数化设计方法，为普通人开展个性化的汉字字体设计提供可能；现代技术与文化语境下的信息传播，有可能因此打上个人的印记。

    本文的研究暂时忽略了模式识别技术在汉字设计中的应用（尽管有大量的研究论文提供关于汉字模式识别的研究成果），所提出的研究思路和研究成果，是基于印刷字体和数字化信息交流展开的，目的在于使应用系统显得比较简单并具有可操作性；以“众筹”模式扩充基础字库，也使得这项研究成果具有成长性和良好的交互性。当然，通过整合汉字的模式识别研究成果，将有可能为普通用户设计个性化字体提供设计资源，从而继承并发展中国汉字文化遗产；所以，后续的汉字模式识别技术与汉字参数化设计技术的整合，仍然是令人期待的。