做座混沌理论在包装设计中的应用

混沌理论在包装设计中的应用

内容摘要：混沌理论赋予传统的包装设计思维理念以新鲜而丰富的科学内涵，同时也给包装设计理念的发展注入了时代的血液。本文在对混沌学中的“确定”与“随机”、 “简单”与“复杂”、“线性”与“非线性”等基本科学范畴理解分析的基础上，初步探讨了混沌学中所包含的思想、方法对包装设计发展的指导意义和应用价值。

关键词：混沌理论包装设计应用

混沌理论是20世纪的三大科学革命之一。作为与量子力学、相对论齐名的一个重大科学理论，混沌理论自提出以来产生了巨大影响，同时也被广泛应用于各个领域，成为探索非线性复杂问题的有效工具。包装设计作为涉及多学科的系统工程，也同样显示出了混沌的特性。混沌学中的基本理论从各种角度丰富和发展了包装设计理论并指导包装设计创意实践。在此，笔者将从不同于传统的角度，来剖析包装设计的混沌性，探讨混沌理论在包装设计中的应用。

一、混沌中的“确定性”和“随机性”与包装创作遐想

混沌学的最大成就之一就是将“确定性”和“随机性”统一了起来。一般看来，确定性和随机性是世界上完全对立的两种现象，似乎没有任何交叉的可能。确定性可以使我们准确地算出日、月食出现的时间、卫星发射后的准确运行轨道等 ；随机性则不能使我们准确确定事物的未来结果，如掷骰子一般，只能肯定其每面朝上的可能性都是1/6。混沌系统中则同时出现了上述两种现象，即：既不是纯粹的确定性，也不是纯粹的随机性，而是兼而有之。

在包装设计创意过程中始终有“确定性”与“随机性”并存的状况，许多具有开放性设计思想的设计师总是力图接受陌生思想的暗示与前卫信息的引导，走出困境，解开迷惘。这是因为在包装设计领域，传统的“确定性”与自成体系的“设计框架”和“思维定势”，一旦形成了思维圈，就可能使其陷入“单一化”、 “直线化”的公式之中，在思维主体的转化过程其间，逻辑程序会有规律地形成更细致、更抽象的程式化主体思维。它之所以具有“随机性”、“任意性”，是因为它给人的恩惠不仅仅是打破常规限制及种种局限性，敞开思想、开放思维，还能使人在精神上感受到微妙的关怀与满足，而处在混沌状态中的设计思想即将揭开确定系统的演化过程的序幕。在非自觉控制的自由意识活动中，使“疑问”与“答案”之间的某些要素程序突然勾勒出来，并及时撞击大脑皮层的思考中心，依照一定程序对自身内在大量信息进行自由组合与任意拼接，在数次意境驰骋过程之中，抓住奇异的结构，突破设计难点，自由遐想，可以使创造性思维不断发散，新思路、新思想、新创意不断诞生，熵值越发变大。一般来说，一种产品包装设计的变更、修正过程都显现着熵的宏观、微观之上下波动值，这是一种量变的体现。有时，设计思维中的潜意识影响着系统内部结构及要素的联系，力求在混沌中找到精确的设计艺术语言。

二、混沌“分形”理论在包装图形设计中的应用

“分形”理论从几何学角度，研究不可积系统几何图形的相似性，成为定量描述耗散结构和混沌吸收子这些复杂而无规现象的有力工具，进一步推动非线性思维的发展。一个富有丰富文化内涵、具有强烈视觉冲击力的包装设计，展示出某种确切清晰的结构，需要大量的计算，对结构理解的分析，对变量数目没有限制，数值系统可直接算出系统的演化轨道，它不是以实际测量到的数值为基础，而是以分析系统内与系统相互关系为依据，在复杂的计算形式中得到不同美感的“循环律”、“反复律”、“连续律”的形式，运用奇异的循环结构，契合包装设计意接下来向中的合理算法，创造无数抽象图形，为包装设计艺术的形式美在技巧上提供了出乎常规之外的途径。

在各种不同的几何学原理中用“加法群”和“减法群”构成美妙的节奏和韵律，发现结构“真实”要素的各个阶段，形成数理抽象性、感性、具象性的有机结构，解构与重构形的范畴，将设计者的意图引入系统化过程，选择一定数目的概念和命题，在结构转换规律组成的自身调整体系内，通过有理数和无理数的比率来表现形体，以形体绝对值来研究形式美。将一种基本模式经过无穷的变化达到形与形之间的分离、接触、透叠、覆盖、联合、单形与复形、正形与负形、分解再构成等多种构造样式，运用整数比、相差级数比、等比级数比、黄金比率去统摄以往和现有的信息材料，进行逻辑加工。无论何种形都具有自身的分形规律可循，任何优秀包装设计作品的诞生与形成都是经过了反复思考与推敲的。例如：在构成中利用黑白对比，虚实空间的互相套用，使形之间相依并存，把有限空间造型适合于一个整体，在感性与理性交织中创造着视觉语言的结构形式，通过一系列元素的合成，激发一种无止境的知识系统，形成原语言概念所特有的形态结构。抽象形的分形运用，由点、线、面组合分割构成，直接或间接地表现其包装的内容等，特别是对于高新科技产品包装，采用符号性强的几何形，单纯简练，能给人联想和回味，使强化功能意象美为内核要素的表征达到更高的层次。

三、混沌理论与计算机辅助设计

混沌主要讨论非线性动力系统的不稳定、发散的过程，这与分形的生成过程十分相像。混沌学与分形学在很大程度上依赖于计算机的进步，在混沌集合的计算机图像中，常常是轨道不稳定的点集形成了分形。所以这些分形由一个确切的规则给出，它们是一个动力系统的混沌集，是各种各样的奇异吸引子。例如，孤波不是周期性振荡的规则传播，“多媒体”技术在信息贮存、压缩、传播、转换和控制过程中针对大量的“非常规”现象所采用的“非常规”的新方法；混沌打破了确定性方程由初始条件严格确定系统未来运动的“常规”，出现所谓各种“奇异吸引子”现象等。这对纯数学的传统观念提出了挑战，计算机技术不仅使这两个领域中的一些最新发现成为可能，同时，其图形表现的直观形式也极大地激发不过现有的热固复合材料(环氧或聚酯)在其使用寿命终结时难以回收了设计师们的兴趣与认识，并迅速风靡全球，在整个设计行业普遍应用。因此，分形艺术的美就是混沌集合的美，分形艺术是混沌理论的重要体现。

四、混沌理论应用于包装防伪技术

谈到“简单”与“复杂”问题，混沌学中有一个很重要的结论，即：简单系统可以产生复杂行为，复杂系统可以产生简单行为。从直观的角度观察，只要细心留意，就会发现身边到处都有混沌现象。例如，拿一张纸随意一撕，就会发现纸的边缘有于1926年被法国科学家Lemoigne发现很多毛刺，这些毛刺既没有规律，也不可能重复产生。再如国画，在宣纸上画一条线，墨水马上就在纸上渗透开来，的两边会出现无数长短、形状都不一样的“毛刺”。这也是一个混沌现象，同样也是不可复制的。混沌防伪技术正是基于这种混沌现象而发明的。显然，这种方法制作“简单”、成本低，非常适合应用于各种各样的包装防伪标签。例如：为了增加防伪的信息量和美观，用毛笔在宣纸上画四条长短一致、相互并行的线条，外加一个定位框组成混沌防伪图像。图中有四条混沌轨道，每条混沌轨道四周是长短不齐、弯曲不同的毛刺。混沌防伪技术正是利用这些混沌轨道的不可复制性、“复杂性”来达到防伪的目的。

从理论的角度理解，混沌系统不同于一般意义的线性系统，其混沌信号具有不可预测的特性，即使设定系统于同一起始点，系统的结果也可能是千差万别。混沌图像包含大量的微结构，这种微结构远小于微印刷技术所能达到的程度，使造假者无法采用“复印”和照相技术等手段来复制。针对混沌图像的信息量大和现有仪器测量不可能很精确的特点，可以采用非线性复杂性算法的粗粒化技术来提取混沌图像的特征信息。混沌图像防伪技术有很强的抗干扰能力。

现有的激光防伪技术、生物防伪技术、核径迹防伪技术、包装防伪技术和查询识别类防伪技术等，不论何种，无外乎数字型和模拟型两类，而混沌防伪技术结合了这两种类型，并通过在模拟信息和数据信息之间建立对应关系来达到防伪的目的。由于模拟信息是无法复制的，因此整个防伪标识也是无法被复制、破密的。这就为包装防伪设计提供了理论根据和真实可行的有效途径。

五、混沌系统中的包装设计是线性与非线性的统一

混沌系统中的“线性”和“非线性”可以理解为：线性关系在作用时表现为一条直线，想象中是一种比例关系，线性方程可以求解，便于讲述，具有一种重要的叠加特性，可以分解和合并而不影响解的一致性。非线性关系则不然，作用时表现为各种形状的曲线，比如二次函数、三角函数等都是非线性的。复杂的非线性方程不一定有解，不能叠加。非线性还意味着游戏本身包括改变游戏规则的方法。非线性作用具有非独立相干性：“一个微小的因素能导致用它的幅值无法衡量的效果。”非线性由于其内部各种因素的交错变化很难计算，且又能导致线性系统中不可能发生的丰富多彩的行为。在混沌系统中，线性与非线性是共存的，而且更多地表现为非线性。混沌学对非线性问题处理的重大成就，是提出了解决问题的数学方法，通过重整化群、尺度变换、分维、分形等方法的正确计算和绘图，能很好地处理无穷密集的非线性问题。

虽然线性与非线性始存于数学范畴，但是，当科技文化和人文科学构成当代世界的两大内容时，数字化就成了不可回避的艺术命题，它们在描绘世界图式过程中具有整体性、跨文化性，同时，“络化”、“系统化”的思维整体也需通过特殊的思维方式渗透至各个领域。非线性思维就是现代的复杂“络化”思维，主要特征是开放性、曲线性、强关联性等。非线性思维方式又常常表现出对对称性缺乏兴趣，追求打破平衡，甚至远离平衡。非线性思维相对创造性更强，能使设计者对事物的认识更加深化，从而造成事项相似和差异之间的一种难以消除的张力；线性思维就是传统的、简单孤立的思维，容易保守僵化，主要特征是封闭性、直线性、低关联性等。线性思维的优