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Robert J Lang 摺紙設計的基礎知識和蛇腹入門講解

2023年09月30日

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內容來自 Robert J Lang 摺紙設計的奧秘。圖片幾乎全部來自書中的截圖。事先聲明,該文章是極其精簡的介紹了關於結構和原創的部分內容,主要包括cp基本型、設計工具、設計法等實用內容。(大約是大神看不上眼,但新人接觸不到的內容,作為向大神進軍必須理解的內容。)原書中涉及的大部分概念並未提及,並且因為國內沒有術語翻譯標準,本帖中的一切術語翻譯以便!於!理!解!為!主!有關書中涉及內容的任何疑問請翻閱英文原書。
一、基本型
傳統的基本型包括風箏,鳥,魚,蛙基本型。更簡單的基本型包括櫥櫃(風箏型的一半),雙正方形,水雷基本型,不常見的扁平基本型(正方形四個頂點像中心摺疊多次得到的正方形基本型)。
風箏:平面型。

鳥(紙鶴):4分支(角分支),1短分支(中心分支)。

魚:4個角分支,兩長兩短。

蛙:4角分支,1中心分支,等長。(周圍可以整理出4個短的邊分支)

雙正方形、水雷(雙三角形)。

有道是:
學好數理化,走遍天下都不怕。
練好基本型,西皮咋變都能行。
二、分裂與嫁接1、點分裂。
通常發生在分支的頂點處。通過犧牲分支長度來增加短分支的數量。
此處放圖只舉例為最完美的點分裂。(分裂後分支長度比例最大)
有些cp圖可以很明顯看出分裂的作用,他增添了無數的細節:
這個cp將各種各樣的分支進行了各種各樣的分裂,右邊甚至是一層一層的分裂。跟左邊一對比你就發現,其實本來就是一個鳥基本型,只是一直在分裂,變幻出了如此多的分支和細節。
分裂的結構變換多樣,無法一一講解。2、嫁接
不改變原來結構的同時,嫁接其他結構以表現細節。可以分成外部嫁接和內部嫁接。
可以嫁接比例十分龐大的分支,用來構成整體,而讓最基本的結構只決定模型的框架,占最小的比例。
上圖即是對一個紙鶴基本型嫁接鳥爪的過程,右邊是嫁接完成後的紙張cp大體。
但是老羅說啊,摺紙設計的最優解,就是紙張利用度最大的解。因此嫁接多出來的紙層,老羅肯定不會放著好看。因此,他用多出來的紙層做了翅膀尾巴和頭的細節。
講解嫁接的另一個例子是蜥蜴嫁接腳趾頭的例子。先看看他的基本型:
不難看出來,cp里線最密集的地方都是分支的端點。。
簡化以後,其實周圍三個角是沒用的,不需要考慮。用於主要分支分布的只是靠著左下方的一個五邊形框。即下圖高亮線圍起來的圖形。
上圖顯示的是嫁接一個二趾結構,這樣的嫁接成為外部嫁接,從正方形外部擴展紙張完成結構嫁接。
顯然,這樣的嫁接效率極低。因為如你所見,蜥蜴基本型已經不缺什麼別的細節了,擴大紙張沒什麼卵用,只會降低紙的利用率。
因此老羅說,我們還能這樣嫁接:
機智!完美!老羅說,你先沿著軸線切開,切成多個瓦片。然後把需要嫁接的行列嫁接進去。如上圖。
但是老羅又說,這樣折,太難了。我們就不能選個簡單的取線方法麼。
因此,他直接橫平豎直的切開,並插入了結構。這樣的嫁接顯然更加順眼了,而且可行性也更高。
但是,老羅露出了邪魅的微笑。你們啊!Too Naive!
動動腦子,你們就不會這樣切嘛!
這就是兼具了利用率和可行性的完美嫁接。
結束前拋出一個嬰兒的cp給你們。(上一節忘了放了!!!)
明眼人看得出來,這其實是一個偏心的水雷基本型加蛇腹結構改成的cp。
正應了那句古話:
練好基本型。blablabla。。
老羅鶴的嫁接結構。
簡直變態。
高亮的地方,是鳥基本型。基礎的基本型結構在本作品中只起到了結構導向的作用。
一切的細節都是通過嫁接其他結構完成的,包括脖子的延伸(正方形中心分支),翅膀羽毛(正方形上方左右),鳥爪(正方形下方左右)。
插播一則關於樹狀圖的知識。
***樹狀圖
一個樹狀圖由樹幹樹枝分支組成。(圖)

為了方便記憶,可以如下規定:
Leaf node:頂點(葉點)——所有分支的末梢頂點
Leaf edge:分支(葉邊)——表示分支的部分。
Branch node:分叉點(枝點)——表示分支與分支或河流相接的點。
Branch edge:河流(枝邊)——表示分支間的距離,即河流。
Weight:長度(權)——權這個名詞太專業了。。記住這是長度就好了。。
剩下很多包括數學理論,包括奇奇怪怪的內容自行看吧。。
畫樹圖的時候,注意所有的分支都要分開畫,即使是互相包裹起來的分支。(如果不用,可以通過摺疊藏起來。)
樹狀圖是最最方便好用的基本型分析工具。在cp的創作中,有時候,你必須通過樹狀圖進行設計。(比如設計蛇腹文字)
樹狀圖平鋪的過程。
樹狀圖轉換成圓圈圖的過程。
理論上,所有樹形圖都可以通過一張正方形摺疊得到。理論上,單個樹形圖的基本型可以有多個cp圖得到。
第三章軸多邊形,講到的軸線和脊線,雖然概念重要,但是實際運用中並沒太大必要記背這些性質。pass。
粗略說一下,各位在折作品的時候,會感覺,一個基本型是沿著某條線對稱的,那條線沿途的紙層最多,對摺難度有點大,那條線被叫做軸線。單軸多邊形只有一條軸線,有多條軸線的情況。(書中綠色線表示)
軸線以外的基本型外輪廓線叫做脊線。(書中紅色線表示)
四、圓圈河流打包法(圓圈打包法)
步入正題。
這個方法的來源:
假設一個角分支長度為L,如果正方形的一個角對摺無限多次,則該分支在cp圖上的邊緣接近一個四分之一的半徑為L的圓形。
這個理論放在邊緣分支和中心分支都成立:

有了這樣的理論基礎,我們不難發現:
如果需要一個基本型具有n個長度為a1,a2,a3...an的分支,我只需要在正方形排布n個半徑為a1,a2,a3...an的圓,便可以進行cp的創作和調整了。
所有的圓滿足一下特徵:
1、圓心保持在正方形內,或邊緣和頂點上。
2、圓與圓不能交疊。(交疊會影響結構和分支長度)
3、過圓的cp線永遠穿過圓心。
剩下的就是河流了。河流在圓圈河流法的表示是一條有寬度的曲線。其寬度就是河流在樹形圖中的長度。
河流滿足以下特徵:
1、一切河流從紙的某一邊流向另一邊,將紙分裂成兩部分。
(特殊情況的河流首尾相接,但依然能把紙張分裂成兩個獨立的部分。)
2、過河流的cp線永遠垂直於河流兩岸。
講完樹形圖,插播一條姿勢:
關於褶皺結構的嫁接
上圖是兩個常見的褶皺結構。
第一張是鱗片的結構,見於眼鏡蛇、龍神、錦鯉、覓晨龍鱗、華麗海螺等地方。(書中講到處理魚鱗的方法,十分精細)
第二張圖是龜甲的褶皺。
其他常見的褶皺組合也可以華麗無比,一般被咱愛好者稱作平面鑲嵌摺紙。
不常見的組合,大神們可以用來嫁接出一張大餅臉上的五官、衣服上的細節,等等其他東西。
五、分子折線圖
用於讓所有不含河流的分支起點彙集到一點。如下例,水雷基本型中四個圓分別相切,但並不是兩兩相切,此時用分子折線圖變換。
(當然也可以通過填充圓圈河流來填補空白,這種處理叫樹樁法。在11章內提到。)
以特殊的基本型——水雷分子為例:
一般的對稱圖形做水雷基本型,不論你想怎麼安排分支,聚合出來的依然是對稱長度的分支。
因此,你需要一個結構,來區別分支長度,填補圓圈河流中間的空隙部分造成的誤差。
由上圖可知, 分子折線的結構的確定,依賴於圓與圓的切線。
下列幾個,是該結構的變種結構。他們得到的分支長度均無變化,但形態有所區別。
以上發生在中間的分子折線,稱為角撐分子。
如上的結構稱為箭頭分子。這種結構可以被切割成兩部分:一部分是箏形,一部分是嫁接上去的箭頭形。因此分子結構也分純凈型和混合型。
以下是五邊形的分子折線圖結構。

但是講了這麼多,你們也是雲里霧裡一臉懵逼。
所以記好上面那個分子折線圖的打線步驟,當你設計遇到類似問題需要調整分支長度或者填補空白部分,考慮一下分子結構。(或者用提到過的樹樁法,增加圓圈填補。)
有關於傳統基本型和cp的知識到此結束。因此,我來給大家梳理一下——
設計一般傳統cp的步驟:
1、畫出分支圖,也就是樹形圖,明確分支長度(長度數值越少越好,比如長度均為1單位,就很容易排布圓圈)。
2、思考並搭建圓圈和河流在正方形中的排布。①儘量將大分支排放在正方形角和邊緣上。②之後排列中等長度的分支,間接插入小分支。③注意基本型的分支排布,比如人物左手的分支不要畫在身體右邊。(此步驟需要腦細胞和時間,必要的話需要調整樹形圖分支的長度。)
3、連接相切圓圈的圓心(包括隔著河流相切的)。讓正方形分裂形成無數個瓦片。(這些線會成為軸線)
4、作瓦片的所有角的角平分線。
5、作相切圓的所有切線。
6、將4、5步所得的線做分子折線圖變換,填充不相切圓的多餘紙層。
7、畫出基本cp,考慮點分裂或嫁接結構。
但是。這裡面涉及到圓圈,有關圓圈的計算一直是人頭疼的部分。因此,TreeMaker軟體畫出來的cp更多的是傳說中的數據流cp:難以取點。
所以我相信你們只是看看就過去了。
但是不要急啊。我們還有精簡版的原創方法:
1、畫出分支圖,確定基本結構。
2、在傳統基本型中選取合適的基本型作為結構。
3、考慮嫁接其他基本型或結構,並考慮點分裂。
當你爐火純青以後,其實兩種方法下,第二種更加簡便。前面提到過的老羅鶴,很明顯就是通過第二種方法原創的,效果依然很棒很棒特別棒。
就如同老羅對蛇腹的評價——
有時候,犧牲一些效率換取別的東西是很值得的。
操作性和便利性,讓cp變得更加簡便了。那麼蛇腹這個磨人的小妖精究竟是個什麼東西。
六、蛇腹折 Box Pleating
蛇腹只有簡單的幾何線和對角線(常見的四邊形蛇腹為橫豎線和斜線)。
最初將蛇腹理論引入人們視線的作品是莫塞爾列車。雖然他用的長方形。

(莫塞爾做夢笑醒:我就隨手擼了一個火車,好像發現了新世界!)
哇,這一公布嚇了所有人一跳。這種盒子結構,居然有著無窮多的可能性。
*老羅的書中提到了一個古老的盒子,也被稱作蛇腹結構,但比這個理論出爐要早很多。老羅通過研究那個盒子,發現了蛇腹的可能性。
蛇腹的優勢:
只要方格數量足夠,可以隨意嫁接河流和改變分支長度,不需要過多安排和計算。結構異常靈活。
如果你喜歡,你可以嫁接無窮多個紙鶴在一張紙上。因為蛇腹的基礎線都是橫平豎直的,不需要擔心增加長度或嫁接結構會導致原有結構混亂等問題。簡單易行十分方便。
而正是因為如此,蛇腹結構才有無窮多的可能性,變化性,廣為現代摺紙人所熱愛。
老羅稱蛇腹為,劃時代的理論發現。
蛇腹的劣勢:
犧牲了紙張的利用率。
分支拘泥於規則形狀。(可以用特殊結構修改)蛇腹內的圓圈河流法轉變成多邊形法則。(四邊形蛇腹體現為圓圈變成正方形,河流曲線變成折線)
蛇腹內河流的厚度,是取河流內一條與邊平行的折線,它所經過的格子的數量×紙的厚度。所以河流越長,厚度越大。
下面的例子就是蛇腹設計的簡單事例。學會了就能設計字啦!
一,畫出樹形圖。(分支長度就是正方形邊長的二分之一)
二,考慮分布。注意左右和上下的相對位置,確保正方形中心在紙張內。
三,連接正方形中心到正方形頂點,並遵循斜線的折射法則分布斜線。
(其實明眼人可以看出來。貼著紙張邊緣邊的正方形,斜線是不需要延長到紙張邊緣的,延長至中心就可。上圖右下方那個最大的正方形,最右邊兩段斜線可以捨棄。)在多邊形設計法則中,cp設計時,斜線的分布體現在:遇見其他分支正方形和河流時反射。(當然這是我自己加上去的,書上沒說。)兩個斜線的交匯點,一定是分支正方形的頂點,或河流折線的某一折點。
更簡單的畫法就是——分支正方形:連接正方形中心和四個頂點。河流折線:連接相對應的折點。
斜線的折射法則:
蛇腹內斜線遵循折射法則分布。
直線在過程中遇見斜線,即按折射方向行進。遇見兩條斜線交匯,就沒有啦。
直線遇見三條線交匯時,像開口方向和直線方向行進的例子。
當然,也有可能遇見四條折線交匯,這個時候,向其餘三個開口方向延伸。常見的蛇腹中心分支(也是很多初學者頭疼的分支結構)均為此例。如果你只想設計簡單的蛇腹作品,那上面的理論足夠你用的了。
如果你說,我不過癮,我要更刺♂激的。
來啊,我滿足你。
蛇腹的層級切換:這樣的結構用於處理寬度缺失的問題。(即常說的局部高等分、局部低等分,以及更多其他的特殊結構。)
上圖描述了一個最簡單的層級切換。邊緣上標示的數字,標示該處的厚度(高度)。讀者自行按照實線谷線、虛線峰線聚合嘗試。(綠色和灰色的線是輔助線)
下圖介紹了兩種最常見的結構,可以用來改變層級。btw,龍神的鱗片也有層級切換,但那是更高級的變換方式了。

這玩意我也不在行,所以不多講。大家可以通過查看別的cp例子來尋找層級切換結構。緊湊的曲徑:
河流緊湊的彎曲形成的結構。可以用於特殊結構,或填補cp多餘的空隙。
最廣為人知的代表作為:天使之翼。

當然,這並不意味著曲徑結構只能用在這。
老羅在他的書里給出了這樣的設計,cp取自老羅的蟬若蟲。(煎著吃超好吃!)
可以看到,上圖中老羅企圖用曲徑結構給蟬若蟲設計腹部的紋理,那需要許多細小的分支。當cp畫完以後,老羅發現,很多地方跟原來的cp並不能吻合,因為腹部的線是兩倍於原來的等分,跟原來cp的線剛好錯開了半格,無法嫁接。
但是大神都是牛逼的。老羅想到了如下的解決方案。(也是一種層級切換的結構)
右邊的cp通過增加一個三角,讓錯開的線完美的聚合到原來cp中去。這樣做並不影響小分支的長度,因為之前我們講過的正方形交疊,cp里的河流並沒有與分支的圓圈重疊。而左邊沒有添加結構的地方,作為對比,錯開了半格。多邊形蛇腹折:
(你們絕對不會想接觸六邊形蛇腹的所以我就說結論了。)
由六邊形蛇腹折引出的是你可以將蛇腹cp結構偏轉任意的角度,實現不一樣的效果。
上圖中,偏轉角度以後,腿上的刺自然而然的分開排布了。
同樣的結構也可以在神谷哲史的鳳凰羽翼中找到。包括摺紙吧紅神原創的鳳凰,各種各樣複雜的蟲子,等等。交疊正方形:
雖然圓圈法則的圓圈變成正方形,但本質上,分支長度依然是圓圈半徑。因此,在保證分支圓圈不重疊的情況下,正方形可以存在交疊。(其中,圓圈相切時成為完美交疊)
此處為完美拉伸。
該結構稱為畢達哥拉斯拉伸(沃日什麼鬼!)
確定交疊cp其中也涉及一些複雜的計算,相信你們是不會看的,我也不寫了。
我也沒弄過,不好說會出什麼問題。
所以最好是設計交疊結構,然後弄一下局部cp測試自己的交疊結構是否可行,然後再運用到整體的cp中去。
例子:
最後兩張圖是魚型混合,和箏形混合。書中的內容到這裡就大致結束了。
相信讀完有所感悟的讀者已經有一定能力原創一些簡單的小物。
原創設計並不可怕,重要的是要敢於嘗試。
畫一些簡單的結構,做一些簡單的cp,嫁接一些簡單的結構,哪怕你啥結構都不嫁接,只是在外面接上一圈紙,用來翻雙色。
實際上,許多設計都是在外層嫁接一層紙來翻雙色。他們把原有的cp扭轉一個角度,然後放進一個更大的正方形里。
事實上,蛇腹折到現在,發展也十分快速。但始終看不到類似這本書一樣的理論整理,來更明確的告訴我們這些年來,蛇腹和摺紙的理論究竟發生了什麼樣的變化。
或許可能沒有質的創新。但摺紙不會停下進步。
因為紙張的可能性是無窮無盡的。

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