劉澤梅

（平頂山學(xué)院，平頂山 467000）

0 引言

視覺(jué)傳達(dá)常以視覺(jué)記憶作為媒介，向觀眾傳達(dá)藝術(shù)作品的設(shè)計(jì)思想，能夠清晰展現(xiàn)時(shí)代特征圖形的內(nèi)在含義。數(shù)字化多媒體的出現(xiàn)不僅對(duì)傳統(tǒng)視覺(jué)傳達(dá)方式進(jìn)行了挑戰(zhàn)，也在一定程度上外延了當(dāng)代視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)思想。以往的視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)過(guò)多的局限在靜態(tài)化與平面化方面，不能兼顧綜合化、動(dòng)態(tài)化等多方面的內(nèi)容，形式上也只能遵從單一媒體的發(fā)展需求，而忽略了多媒體制度的追求目標(biāo)[1]。隨著新型視覺(jué)傳達(dá)思想的產(chǎn)生，圖形、圖像等元素的設(shè)計(jì)開(kāi)始從二維平面向著三維立體空間不斷延伸，這也意味著傳統(tǒng)印刷產(chǎn)品開(kāi)始將設(shè)計(jì)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到虛擬信息形象的傳達(dá)之上。隨著3D打印設(shè)備的應(yīng)用，傳統(tǒng)色彩視覺(jué)傳達(dá)思想的所涉范疇也在不斷增大，為更好適應(yīng)這種變化趨勢(shì)，針對(duì)融合3D打印設(shè)備與色彩視覺(jué)傳達(dá)思想的自動(dòng)對(duì)接控制方法展開(kāi)研究。

1 3D打印中色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)的特性分析

色彩視覺(jué)傳達(dá)的設(shè)計(jì)特性由語(yǔ)言特征、傳播特征、認(rèn)知與審美心理特征三部分共同組成，在3D打印技術(shù)支持下，其具體研究方法如下。

1.1 語(yǔ)言特征

色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)的語(yǔ)言特征注重對(duì)維度概念的體現(xiàn)，所謂維度是一種立體化的表達(dá)方式，通常情況下，3D打印中所需闡述的語(yǔ)言特征越多，色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)的維度表現(xiàn)也就越立體，反之則越平面。在信息時(shí)代背景下，3D打印設(shè)備的應(yīng)用注重從物質(zhì)存在形態(tài)到非物質(zhì)存在形態(tài)的轉(zhuǎn)變，而非物質(zhì)型色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)也注定是3D打印技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。隨著數(shù)字信息時(shí)代的到來(lái)，3D打印技術(shù)必須與色彩視覺(jué)傳達(dá)思想緊密結(jié)合，特別是在自動(dòng)對(duì)接控制的應(yīng)用過(guò)程中，豐富的維度條件不僅能夠帶來(lái)豐富的視覺(jué)化呈現(xiàn)效果，也可使打印出來(lái)的數(shù)字圖像具備異質(zhì)性的設(shè)計(jì)風(fēng)格[2]。因此，色彩視覺(jué)傳達(dá)思想能夠?yàn)?D打印設(shè)計(jì)提供更為廣闊的思考空間，在視覺(jué)符號(hào)方面前者豐富了后者的應(yīng)用內(nèi)涵，而后者則為前者提供了更加廣闊的對(duì)接詞匯發(fā)展空間。設(shè)B1代表3D打印技術(shù)的視覺(jué)化呈現(xiàn)條件，X1代表色彩視覺(jué)傳達(dá)理論下的對(duì)接控制系數(shù)，聯(lián)立上述物理量，可將3D打印中的色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)語(yǔ)言特征定義為：

其中，μ、δ分別代表兩個(gè)不同的色彩視覺(jué)語(yǔ)言信息行為量。

1.2 傳播特征

相較于傳統(tǒng)的紙質(zhì)印刷與影視傳播媒介，色彩視覺(jué)傳達(dá)具有更強(qiáng)的交互性優(yōu)勢(shì)。在面向3D打印受眾群體時(shí)，色彩視覺(jué)傳達(dá)技術(shù)能夠積極吸引對(duì)接信息的承載對(duì)象，通過(guò)主動(dòng)拉出3D打印信息數(shù)據(jù)的方式，改變傳統(tǒng)的視覺(jué)傳達(dá)接受思想，一方面在打印設(shè)計(jì)層面中增加色彩視覺(jué)傳達(dá)的實(shí)踐可行性，另一方面也可將更多的用戶邀請(qǐng)到設(shè)計(jì)創(chuàng)造的執(zhí)行過(guò)程中，從而使得3D打印設(shè)備與色彩視覺(jué)傳達(dá)之間的自動(dòng)化對(duì)接控制成為可能[3]。接受色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)思想，不但能夠維護(hù)3D打印設(shè)備的傳播特征，也可在面向?qū)涌刂迫后w的同時(shí)，通過(guò)交流與溝通的方式，使原有設(shè)計(jì)思想得到清晰的表達(dá)與闡述。設(shè)B2代表3D打印設(shè)備的自動(dòng)化應(yīng)用條件，X2代表色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接應(yīng)用系數(shù)，聯(lián)立上述物理量，可將3D打印中的色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)傳播特征定義為：

式(2)中，β代表色彩視覺(jué)的傳播信息行為量，Smax代表最大的傳播控制系數(shù)，Smin代表最小的傳播控制系數(shù)。

1.3 認(rèn)知與審美心理特征

隨著色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)認(rèn)知載體形式的改變，3D打印受眾群體對(duì)于視覺(jué)語(yǔ)言的審美心理也會(huì)發(fā)生變化。在數(shù)字化媒體的傳播環(huán)境中，3D打印受眾群體的認(rèn)知與審美心理才是色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)的核心依據(jù)條件。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為色彩視覺(jué)的認(rèn)知過(guò)程基本等同于打印信息從接受、編碼到提取、使用的過(guò)程，打印設(shè)備的對(duì)接活動(dòng)也就是色彩視覺(jué)信息的完整加工與處理，通過(guò)視覺(jué)信息搜集的方式，能夠?qū)ι蕚鬟_(dá)思想加以分析、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)與利用，且這些對(duì)接處理活動(dòng)被統(tǒng)稱為信息加工過(guò)程[4]。在數(shù)字媒體的傳播過(guò)程中，色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)的表現(xiàn)方式在接受、表現(xiàn)等多個(gè)方面都與傳統(tǒng)媒介有著明顯區(qū)別，這也是這種設(shè)計(jì)方式會(huì)對(duì)3D打印受眾群體的認(rèn)知與審美心理特征產(chǎn)生直接影響的主要原因。設(shè)B3代表色彩視覺(jué)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化傳達(dá)系數(shù)，X3代表色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)中的3D打印設(shè)備實(shí)時(shí)控制參量，聯(lián)立上述物理量，可將3D打印中的色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)認(rèn)知與審美心理特征定義為：

2 3D打印設(shè)備與色彩視覺(jué)傳達(dá)的自動(dòng)對(duì)接控制

按照3D打印中色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)的特性分析條件，按照3D打印系統(tǒng)構(gòu)成分析、對(duì)接控制需求確定、自動(dòng)化函數(shù)建立的處理流程，完成新型自動(dòng)對(duì)接控制方法的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

2.1 3D打印系統(tǒng)構(gòu)成

3D打印系統(tǒng)以Arduino MEGA2560型控制器作為核心應(yīng)用設(shè)備，可在上機(jī)位、對(duì)接控制接口等多個(gè)物理結(jié)構(gòu)的作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)3D打印設(shè)備的有效控制。由于處理電路、處理電器等多類型控制結(jié)構(gòu)的存在，驅(qū)動(dòng)模塊可將Arduino MEGA2560型控制器中的色彩視覺(jué)信息轉(zhuǎn)存至下級(jí)對(duì)接設(shè)備中，從而滿足3D打印設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用需求。Arduino MEGA2560型控制器具備較強(qiáng)的連接適應(yīng)性，能夠按照實(shí)際應(yīng)用需求對(duì)3D打印設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)色彩視覺(jué)傳達(dá)技術(shù)的實(shí)際設(shè)計(jì)目標(biāo)[5]。上機(jī)位作為色彩視覺(jué)傳達(dá)信息的傳輸通路，能夠與對(duì)接控制接口聯(lián)合，更改3D打印設(shè)備的現(xiàn)有連接狀態(tài)，從而更好維護(hù)色彩視覺(jué)傳達(dá)思想的設(shè)計(jì)與應(yīng)用環(huán)境。

圖1 3D打印系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

2.2 對(duì)接控制需求

現(xiàn)階段，在3D打印設(shè)備的使用過(guò)程中，為更好適應(yīng)色彩視覺(jué)傳達(dá)思想的設(shè)計(jì)需求，單機(jī)設(shè)備往往與專用清砂裝置配套出線，因此，在使用自動(dòng)對(duì)接控制方法方面的處理技術(shù)相對(duì)較為欠缺。然而隨著3D打印技術(shù)的規(guī)模化發(fā)展，色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用步伐也在不斷推進(jìn)，越來(lái)越多的3D打印設(shè)備開(kāi)始被投入批量化使用當(dāng)中[6]。為全面適應(yīng)色彩視覺(jué)傳達(dá)的設(shè)計(jì)思想，3D 打印設(shè)備的使用必須對(duì)所有零散打印產(chǎn)品進(jìn)行集中化處理，但隨之而來(lái)的是一個(gè)個(gè)打印產(chǎn)品都被投放至完全獨(dú)立的使用環(huán)境之中，而自動(dòng)對(duì)接控制方法的出現(xiàn)，則恰好解決了此類型問(wèn)題。隨著自動(dòng)對(duì)接控制方法的應(yīng)用，3D打印設(shè)備與色彩視覺(jué)傳達(dá)思想實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫對(duì)接，為減少人為干預(yù)對(duì)最終控制結(jié)果的影響，在應(yīng)用3D打印設(shè)備的同時(shí)，也需要對(duì)色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)思想進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)。設(shè)a0代表與3D打印設(shè)備匹配的下限出線參量，an代表與3D打印設(shè)備匹配的上限出線參量，n代表對(duì)接系數(shù)項(xiàng)，聯(lián)立式(1)～式(3)，可將3D打印設(shè)備與色彩視覺(jué)傳達(dá)的對(duì)接控制需求定義為：

式(4)中，D代表色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵定義項(xiàng)系數(shù)，T1、T2分別代表兩個(gè)不同的對(duì)接控制時(shí)長(zhǎng)。

2.3 自動(dòng)化函數(shù)

自動(dòng)化函數(shù)建立是3D打印設(shè)備與色彩視覺(jué)傳達(dá)自動(dòng)對(duì)接控制方法應(yīng)用的末尾處理環(huán)節(jié)，在已知對(duì)接控制需求的情況下，自動(dòng)化函數(shù)的應(yīng)用范圍能夠直接決定傳達(dá)設(shè)計(jì)理論的實(shí)際作用能力。規(guī)定代表色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)理念的極小值約束條件，代表色彩視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)理念的極大值約束條件，在由上述兩項(xiàng)物理值決定的系數(shù)值區(qū)間內(nèi)，3D打印設(shè)備所負(fù)載的印刷工作量越大，自動(dòng)化函數(shù)的控制作用能力也就越強(qiáng)。在上述物理量的支持下，聯(lián)立式(4)，可將自動(dòng)化函數(shù)定義條件表示為：

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

以Makerbot SKETCH型3D打印設(shè)備作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，將其分別與不同的印刷控制主機(jī)相連，其中實(shí)驗(yàn)組主機(jī)搭載自動(dòng)對(duì)接控制方法，對(duì)照組主機(jī)搭載AGV型對(duì)接方法。在相同實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，記錄各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)數(shù)值的具體變化情況。

KSR指標(biāo)、KPR指標(biāo)都能反映打印機(jī)設(shè)備對(duì)于色彩視覺(jué)印刷任務(wù)的處理能力，通常情況下，KSR指標(biāo)與KPR指標(biāo)數(shù)值越大，打印機(jī)設(shè)備對(duì)于色彩視覺(jué)印刷任務(wù)的處理能力也就越強(qiáng)，代表色彩視覺(jué)傳達(dá)技術(shù)在3D打印處理中的控制能力也就越強(qiáng)。表1記錄了實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組指標(biāo)數(shù)值的具體變化情況。

表1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及參數(shù)設(shè)置

分析表2可知，隨著印刷對(duì)接任務(wù)處理量的增大，實(shí)驗(yàn)組KSR指標(biāo)始終維持相對(duì)穩(wěn)定的波動(dòng)性數(shù)值變化趨勢(shì)，而對(duì)照組KSR指標(biāo)則保持先上升、再下降的數(shù)值變化趨勢(shì)。從極限值的角度來(lái)看，實(shí)驗(yàn)組最大值74.5%與對(duì)照組最大值47.5%相比，上升了27.0%。

表2 KSR指標(biāo)數(shù)值對(duì)比

分析表3可知，隨著印刷對(duì)接任務(wù)處理量的增大，實(shí)驗(yàn)組KPR指標(biāo)始終保持不斷上升的數(shù)值變化趨勢(shì)，但實(shí)驗(yàn)后期的上升幅度明顯低于實(shí)驗(yàn)前期，而對(duì)照組KPR指標(biāo)則保持先穩(wěn)定、再持續(xù)下降的數(shù)值變化趨勢(shì)。從極限值角度來(lái)看，實(shí)驗(yàn)組最大值70.9%與對(duì)照組最大值43.1%相比，上升了27.8%。

表3 KPR指標(biāo)數(shù)值對(duì)比

綜上可知，隨著自動(dòng)對(duì)接控制方法的應(yīng)用，KSR指標(biāo)、KPR指標(biāo)均出現(xiàn)了明顯增大的數(shù)值變化趨勢(shì)，不但能夠加強(qiáng)打印機(jī)設(shè)備對(duì)于色彩視覺(jué)印刷任務(wù)的處理能力，也可以實(shí)現(xiàn)色彩視覺(jué)傳達(dá)技術(shù)對(duì)于3D打印處理進(jìn)程的有效控制。

4 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)對(duì)接控制方法在語(yǔ)言特征、傳播特征、認(rèn)知與審美心理特征三方面，對(duì)3D打印設(shè)計(jì)的應(yīng)用能力進(jìn)行了定向性分析，隨著對(duì)接控制需求的逐漸明朗，自動(dòng)化函數(shù)也可實(shí)現(xiàn)對(duì)3D打印系統(tǒng)的有效控制，與傳統(tǒng)AGV型對(duì)接方法相比，這種新型控制方法確實(shí)具備更強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用與處理能力。