表1. 基础造型单元透光表现临界值（点状）

表2. 基础造型单元透光表现临界值（线状）

表3. 基础造型单元透光表现临界值（自体高度渐变及面状）

通过对点、线、面三种基本造型单元的系统化测试，本研究建立了不同纤维载体上各造型单元的透光表现临界值体系。实验结果显示（表1—表3），点状造型单元具有较高的制作稳定性，圆点在棉浆和构树皮两种纤维上均能以0.6 毫米的凸起高度实现1～8毫米直径范围内的清晰成型；而三角形由于其尖角特征对纸浆流动形成更强的阻滞效应，在小尺寸时（1 毫米直径）无法形成有效的厚度差异，2 毫米以上直径在构树皮上需要更高的凸起高度（最高达1.5毫米）。线型造型单元的测试结果揭示了形态特征与纸浆流动的适应关系。直线与曲线在基础成型参数上保持一致（高度临界值0.4毫米，宽度临界值0.5毫米），但在密集排布方面表现出显著差异：曲线的弧形引导特性使其能够承受更密集的排布（最小间距1毫米），而直线的阻断效应需要更大的间隔距离来保证纸浆的正常流动和成网（棉浆2.5毫米，构树皮3毫米）。面状造型单元在16～ 225平方毫米面积范围内均实现了良好的透光表现。这一结果突破了传统水印工艺中大面积图案难以制作的技术局限，为复杂图案设计提供了新的可能性。这些临界值的确立具有重要的设计实践意义。0.4毫米的线宽精度使得精细线条图案和复杂纹样的制作成为可能，能够满足传统书画用纸对水印细腻度的要求；0.6毫米的最小凸起高度为模具设计提供了技术的可行边界——低于此高度将无法形成有效的透光差异。

实验中两种纤维材料呈现出的性能差异，验证了第三节研究框架中纤维类型对透光效果的影响。棉浆纤维长度相对较短且分布均匀，这种特征使其在抄纸过程中能够快速沉积和成网。当纸浆流经模具图案区域时，短纤维能够迅速响应厚度变化，在图案凸起处形成明显的纤维密度差异，从而产生清晰的透光边界。特别是在高度渐变实验中，棉浆在高度渐变模式下均能呈现出丰富的透光层次，渐变过渡自然且层次分明。而构树皮纤维长度通常在15～ 25毫米之间，显著长于棉浆纤维，这种长纤维遇到模具图案时，更容易跨越图案凸起部分继续延伸，这种现象会削弱厚度差异的形成效果，使得图案边界相对模糊。在复杂渐变效果的制作中，这种特性表现为明显的局限性，渐变过渡较为生硬，层次感不够丰富。基于上述分析，不同纤维类型适用于不同的设计需求：棉浆纤维适合制作线条精细、层次丰富的复杂图案，如书画用纸的精致水印；构树皮纤维则更适合制作具有传统韵味、强调自然纹理效果的图案设计。

（2）进阶实验：综合图案与立体水印

10. 实验阶段综合图案透光性表现

基于前期获得的基础参数阈值，研究通过线型图案、石刻图案及传统纹样（图10）等不同复杂程度的图案设计，验证了造型单元组合应用的实际效果。其中各类线条组合在参数控制得当的情况下均能实现预期的透光效果，通过明暗对比有效营造了动态韵律。值得一提的是，树状图案使用了半调式处理方法，以连续的线圈排列出树的剪影，通过线条密度的渐变控制实现明暗层次效果。这种处理方式借鉴了现代印刷中的网点技术原理，将连续调图像转化为适合水印表达的线性结构。传统工艺受限于手工编织的精度，难以实现如此精细的密度渐变和复杂的图案组织，而数字化建模与3D打印技术的结合则使这一创新成为可能，展现了跨学科整合方法的实用价值。

11. 立体水印纸及制作模具

立体水印（图11）的成功制作，标志着研究在技术与造型创新方面的重要突破。通过精密的浮雕建模和垂直打印策略，实现了具有明显立体层次感的水印效果。实验结果表明，3D打印技术能够制作出线宽达到0.4毫米的抄纸模具，这一精度水平为精细图案制作提供了有效的技术支撑。立体浮雕模具的成功应用不仅实现了丰富的透光层次变化，更为复杂立体造型的制作探索了新的技术路径。

（3）实验总结：3D打印与传统工艺的比较

3D 打印模具在线宽精度方面具有显著优势，在本实验中成功制作出0.4毫米线宽的模具，模具精度得到了保障。这在实际抄纸测试中表现为图案边缘清晰度的显著提升。在立体造型能力测试中，3D打印模具能够实现0.4～ 1.5毫米的精确高度控制，立体水印实验成功验证了其复杂浮雕制作能力。相比之下，传统竹帘工艺主要适用于平面图案，精度控制存在较大误差。

实验过程中发现，3D打印技术能够直接实现数字化设计的复杂图案，包括精细的几何纹样、传统装饰元素和立体浮雕等。数字建模的可调整性也为图案优化提供了便利。相比之下，传统竹帘工艺的图案实现更依赖手工编织技法，在复杂曲线和精细细节的表现上存在一定限制。从实验操作的角度看，尽管也需要操作者具备一定的软硬件使用知识，并了解操作流程，但3D打印模具制作流程相对标准化，主要依赖设备参数设定。这种差异使得3D 打印技术在批量制作相同规格模具方面具有优势，而传统工艺则在个性化调整和现场适应方面表现更为灵活。需要说明的是，由于实验条件限制，本研究主要从技术实现角度进行了对比分析。关于两种工艺的长期使用性能、成本效益、文化价值等方面的系统比较，还需要在更大范围的实践中进一步验证。

2. 设计实践验证：从实验室到纸厂的技术转化

基于前期实验建立的参数体系和设计规律，研究进入了实践验证阶段。这一阶段的核心目标是检验跨学科研究路径能否适用于实际的传统手工纸生产环境，以及3D打印模具技术能否获得传统纸厂工匠的认可。

根据点、线、面三种基本造型单元的透光临界值体系，研究团队设计了五个类别的水印图案。点状造型类包含不同尺度和密度的点状元素组合，既有规则几何排布，也有传统装饰纹样中的点状构成。线型造型类以传统吉祥纹样、书法元素和几何线条为主，充分利用线条的流畅性与节奏感。面状造型类突破传统工艺限制，尝试大面积图案的透光表现。综合造型类将点、线、面元素有机组织，构建具有丰富层次的复合图案。浮雕造型类则通过精密的高度渐变控制，营造立体纵深感的水印效果。

所有图案设计均严格遵循前期实验确立的参数阈值：线宽不低于0.4毫米，点状元素直径不小于1 毫米，模具凸起高度控制在0.4～1.5毫米区间。针对三种类型的抄纸使用场景，实验设计了独立式图案模具、组合式模块帘和一体化抄纸帘三种模具结构。模具采用FDM 工艺3D打印、PLA材料，按照前期优化的参数进行制作。

12. 纸厂工作人员使用研发模具进行抄纸操作

研究团队与安徽省徽州皮纸制作技艺传承人朱建新进行了合作实验。朱建新老师拥有多年的造纸经验，采用完整的传统造纸工艺流程，对楮皮、构树皮等造纸纤维的处理经验丰富，能够为技术验证提供专业保障。验证工作选用了三种纸浆：纯构树皮纸浆（长纤维体系）、棉浆（短纤维体系）和染色棉浆（红色），以呼应前期实验中对纤维特性差异的分析。抄纸过程完全由纸厂的资深工匠操作，研究人员配合并完成观察记录。这种安排的目的是验证模具在真实工艺环境中的适用性——如果传统工匠能够顺利使用这些模具完成抄纸，就说明技术方案具有可行性。

整个验证过程完成了五类图案在三种纸浆上的抄制工作，共计190张水印纸样。（部分结果见图13—21）抄纸过程平稳顺利，所有图案类型均成功完成了从模具到成纸的转化，水印效果清晰，透光性良好。这其中，综合图案通过点、线、面元素的有机组合，成功实现了层次丰富的透光表现，图案边缘清晰流畅，明暗对比自然协调，证明了基于临界值体系的设计方法具有良好的实际应用效果。立体水印的成功制作尤为突出，在背光照射下呈现出丰富的空间层次感和立体纵深效果，这一成果不仅突破了传统平面水印的表现局限，也为手工纸水印的艺术表现力拓展了新的方向。

13. 综合图案（蛇）水印纸（ 图案作者：原博） 

14. 综合图案（兔）水印纸（ 图案作者：原博）

 15. 综合图案（虎）水印纸（图案作者：原博）

16. 点状图案水印纸（图案来源：战国时期漆器鸟纹耳杯）

 17. 线状图案水印纸（图案来源：《芥子园画谱》）

 18. 面状图案水印纸（图案来源：明代花鸟纹砖雕）

19. 汉代画像砖装饰纹样水印纸（图案来源：左：四川成都出土画像砖壁纹、中：四川开县出土画像砖环纹、右：四川南充出土画像砖环菱纹）

 20. 汉代画像砖字体水印纸（图案来源：左：四川云阳出土碑刻“富贵”、右：四川彭山出土碑刻“阳遂富贵”）

 21. 透光性效果（上：透射光；下：反射光）

通过实践体验，纸厂工作人员对3D打印模具给予了积极的评价。在操作性方面，工作人员的评价集中在几个关键点：易于揭纸——这是抄纸工艺中的关键环节，工作人员反馈“揭纸很顺，不粘不破”，相比传统竹帘编织水印，操作难度明显降低；使用方便——模具表面光滑度适中，抄纸时纸浆流动顺畅，不会出现局部积聚或流失；结构稳定——模具在反复使用过程中保持平整，不易变形。在水印效果方面，纸厂认为“图案清晰，线条精细，形式丰富”。特别是对于浮雕类水印，工作人员评价“从没见过这样的效果”——传统工艺很难实现如此精密的高度控制和立体层次。一位有多年造纸经验的师傅表示，这种模具降低了水印制作的难度，却提升了水印的表现力，这对于传统水印工艺的传承和创新都有积极意义。纸厂的工作人员还提出了一些关于应用层面的建议：希望开发更多尺寸规格的模具，以适应不同纸张规格的需求；建议尝试更耐用的材料，延长模具使用寿命；对于浮雕类模具，建议增加培训，帮助操作人员掌握最佳的揭纸技巧。这些反馈既肯定了技术方案的可行性，也为后续优化指明了方向。

纸厂的实践验证实现了研究的关键目标：基于跨学科方法建立的参数体系和设计规律，能够成功指导实际的水印纸制作。从实验室的量化测试到纸厂的手工抄制，从研究者的操作到工匠的使用，技术方案得到了真实工艺环境的检验，并验证了3D打印模具技术与传统手工造纸工艺的兼容性。这种兼容不仅体现在技术层面——模具的尺寸、精度、材料特性都能适配传统抄纸流程，也体现在文化层面——现代数字制造技术可以维持传统工艺的完整性，同时提供新的表现可能。工匠们对新技术的认可和接纳，说明传统工艺与现代技术的融合具有扎实的实践基础。

22. 立体水印纸 

23. 纸厂实践中使用的抄纸模具

五、结论与启示

回溯水印技术的发展历程，从中国古代的麻线编织“花帘纸”，到欧洲中世纪的金属丝模具，再到现代的3D打印技术，其演进过程始终围绕着纤维材料、模具制作、图案设计这三个核心要素展开。每个历史时期的纸匠们都力求在当时的技术条件下，通过改进这三个要素来提升水印的表现力和制作效率。本研究延续了这一技术演进轨迹，将手工编织替换为数字化建模，将经验判断转化为量化参数，并实现跨学科的设计整合。这种演进体现了技术发展的连续性，也表明传统工艺与现代技术融合的合理性与可行性。

本研究验证了跨学科方法在传统工艺创新中的有效性。传统造纸工艺的经验知识、现代数字制造的精确控制、视觉传达设计的系统分析，三者的结合不仅解决了单一学科视角的局限性，更为传统工艺的科学化发展提供了可行路径。这种研究方法对其他传统工艺的创新发展也具有参考意义。通过识别传统工艺的核心要素，运用现代技术手段进行量化分析和精确控制，能够在传承文化内核的基础上实现技术突破。

最后，研究成果为传统手工业的数字化转型提供了具体的技术路径参考。通过将隐性的经验知识转化为显性的技术参数，传统工艺能够更好地适应现代产业化要求，同时保持其文化价值和美学特色。这种转型模式也体现出新质生产力的典型特征：高效的数字化工具应用、科学化的参数控制体系、标准化的制作流程，以及传统文化与现代技术的深度融合。在文化产业发展和传统工艺保护的双重需求下，这种技术路径具有可观的推广潜力。当然，这种探索仍处于起步阶段，需要在更多的传统工艺门类中进行验证，也需要在产业化应用中接受市场检验。

原博，中国工艺美术学会评审委员会委员、纤维艺术与设计专委会副主任，清华大学美术学院常聘教授、博士生导师。 ‌

责任编辑：张书鹏

文章来源：《装饰》杂志

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