黃鑫 李謙升

Through the collection of the data about brainwave， EMG， duration， thread usage and other aspects of Teacher Li and students， this articleemploys these data to help people understand the data secrets behind the succession of Tu Peoples Circled Embroidery from a master to disciples. In addition， it is expected to adopt a new way of data visualization to carry forward and spread this intangible cultural heritage.

一、土族盤(pán)繡的歷史傳承

土族獨(dú)具特色的盤(pán)繡技藝起源于中國(guó)唯一的土族自治縣——互助土族自治縣，這里地處青海省東北部、祁連山東南麓，為黃土高原與青藏高原交錯(cuò)銜接地帶。土族，這個(gè)古老的民族世代在這里繁衍生息，使這里形成了獨(dú)特的人文景觀，而土族盤(pán)繡就是土族最有代表性的傳統(tǒng)文化之一。2006年5月20日，土族盤(pán)繡經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)列入第一批國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄。在公元四世紀(jì)，土族盤(pán)繡技藝就已誕生了?；ㄐ渖朗潜P(pán)繡技藝最集中的反映，是一種用紅黃藍(lán)白黑紫綠等七種色料的布或絲綢制作成套袖，縫于長(zhǎng)衫上。由于土族女人喜歡穿五顏六色的花袖衫，所以，人們習(xí)慣稱(chēng)她們?yōu)椤按┎屎缫律赖娜恕?，土族之鄉(xiāng)也因此而得名“彩虹之鄉(xiāng)”。一千多年來(lái)，土族盤(pán)繡的傳承方式為口傳身教，以母女傳承為主，同時(shí)姊妹、妯娌、婆媳間也有傳承。對(duì)于土族婦女來(lái)說(shuō)，刺繡是她一生中必修的課程。土族女人在出嫁前，首先會(huì)在娘家辦一個(gè)個(gè)人繡展，將自己繡制的衣服、佩飾、鞋襪等向娘家人一一展示，然后還要在婆家利用新婚慶典之機(jī)，向婆家人、親戚朋友們展示自己的繡品，并向婆家親人贈(zèng)送自己親手繡制的物件。土族女人有了自己的兒女后，又會(huì)花費(fèi)十幾年的時(shí)間，把刺繡技藝悉心傳授給女兒。數(shù)千年來(lái)，它已經(jīng)形成了獨(dú)特的土族盤(pán)繡“氣質(zhì)”。

二、師徒刺繡的數(shù)據(jù)采集

為了更好地探究土族盤(pán)繡的技藝傳承背后的數(shù)據(jù)規(guī)律，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)：讓一名學(xué)員跟著盤(pán)繡技藝人學(xué)習(xí)盤(pán)繡，在20天的時(shí)間里，兩人每天都刺繡一個(gè)新圖案，通過(guò)采集20個(gè)圖案的刺繡數(shù)據(jù)來(lái)觀察新手與手藝人之間的異同。數(shù)據(jù)采集了老師和學(xué)員在刺繡過(guò)程中的刺繡視頻、刺繡圖案、使用的線(xiàn)長(zhǎng)、絲線(xiàn)的盤(pán)扣數(shù)量、腦電波、右手臂肌電信號(hào)。

（1）腦電數(shù)據(jù)采集

現(xiàn)代科學(xué)研究表明，人腦工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生自發(fā)性電生理活動(dòng)，該活動(dòng)可通過(guò)專(zhuān)用的腦電記錄儀以腦電波的形式表現(xiàn)出，筆者采用Mindwave Mobile設(shè)備對(duì)老師和學(xué)員的腦電波進(jìn)行采集。在采集過(guò)程中要將設(shè)備戴在被試者的頭上，Mindwave Mobile利用放置在前額的一個(gè)傳感器和放置在耳部的參考電極觸點(diǎn)進(jìn)行腦電波信號(hào)測(cè)量，通過(guò)這個(gè)設(shè)備筆者采集到了8個(gè)維度的數(shù)據(jù)以及Esense指數(shù)值（Esense指數(shù)值是ThinkGear對(duì)原始腦電波信號(hào)進(jìn)行放大并過(guò)濾了環(huán)境噪音及肌肉組織運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的干擾，然后通過(guò)對(duì)處理后的信號(hào)應(yīng)用Esenseblem算法進(jìn)行計(jì)算得到的，用于表示專(zhuān)注度和放松度）。我們分別采集了老師和一位學(xué)員刺繡20個(gè)圖案的腦電波以及另一位學(xué)員30天刺繡的腦電波，通過(guò)分析學(xué)員和老師在刺繡時(shí)的專(zhuān)注度和放松度的變化找到刺繡學(xué)習(xí)的規(guī)律。

（2）肌電數(shù)據(jù)采集

利用MYO手環(huán)采集老師和兩位學(xué)員右手臂的表面肌電信號(hào)，MYO主要由8塊大小厚薄不一的生物電傳感器單元組成，每個(gè)傳感器又分為三個(gè)電極，可以測(cè)出佩戴者手勢(shì)變化時(shí)肌肉的生物電變化，除了8個(gè)傳感器，MYO內(nèi)置三軸加速器、三軸陀螺儀，因此可以采集emg、加速度、陀螺儀和方向四個(gè)維度的數(shù)據(jù)。通過(guò)MYO采集的數(shù)據(jù)來(lái)分析學(xué)員和老師的肌肉手勢(shì)之間的刺繡差異。由于myo手環(huán)和Mindwave Mobile都是通過(guò)藍(lán)牙連接，因此我們用兩臺(tái)電腦采集，避免相互干擾，對(duì)于其中的設(shè)備中斷，我們會(huì)讓被采集者停下刺繡，將設(shè)備連接好之后再進(jìn)行刺繡，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（3）其他數(shù)據(jù)采集

除了腦電波和肌電的采集外，我們還采集了在刺繡過(guò)程中老師和學(xué)員的刺繡視頻、刺繡的圖案、使用的線(xiàn)長(zhǎng)、絲線(xiàn)的盤(pán)扣數(shù)量。具體方法是在刺繡之前會(huì)做一系列的準(zhǔn)備工作，當(dāng)她們將線(xiàn)準(zhǔn)備好后就要對(duì)線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量長(zhǎng)度，因?yàn)楸P(pán)繡獨(dú)特的技藝因此線(xiàn)長(zhǎng)的記錄還要分為單股線(xiàn)和3股線(xiàn)，當(dāng)她們更換線(xiàn)要減去剩余的線(xiàn)長(zhǎng)再增加新的線(xiàn)；刺繡開(kāi)始時(shí)我們便開(kāi)始計(jì)時(shí)和錄像，將刺繡的過(guò)程拍攝下來(lái)作為視頻數(shù)據(jù)，同時(shí)也會(huì)記錄下每個(gè)人的刺繡時(shí)長(zhǎng)；當(dāng)刺繡結(jié)束后會(huì)計(jì)算刺繡的扣數(shù)。通過(guò)刺繡所用的線(xiàn)長(zhǎng)、時(shí)長(zhǎng)、刺繡的扣數(shù)了解這個(gè)人的刺繡水平和刺繡狀態(tài)。

三、師徒數(shù)據(jù)可視化對(duì)比研究

腦電數(shù)據(jù)可視化對(duì)比

我們將收集的師徒腦電數(shù)據(jù)通過(guò)Esense的專(zhuān)利算法測(cè)量師徒當(dāng)前的專(zhuān)注度和放松度。1到100之間的特定值表示用戶(hù)的專(zhuān)注和放松程度。我們將兩個(gè)數(shù)據(jù)緯度通過(guò)折線(xiàn)圖的形式來(lái)進(jìn)行分析，并利用極坐標(biāo)將其可視化，橙色數(shù)值用于描述受試者的專(zhuān)注程度，藍(lán)色數(shù)值用于描述受試者的放松程度（相當(dāng)于冥想狀態(tài)），紫色為專(zhuān)注度和放松度的重疊部分。

為了進(jìn)一步比較兩者整體放松度和專(zhuān)注度我們通過(guò)腦電波的5個(gè)區(qū)間值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。eSense指數(shù)數(shù)值在1-20為“低值區(qū)”；20-40為“較低值區(qū)”；受試者腦電數(shù)值在以上兩個(gè)區(qū)間會(huì)表現(xiàn)出不同程度的不適、躁動(dòng)等。40-60處于一般范圍；在一般范圍內(nèi)，類(lèi)似于常規(guī)無(wú)線(xiàn)電波測(cè)量技術(shù)中確定的"基線(xiàn)"。60-80為“較高值區(qū)”；受試者腦電數(shù)值會(huì)略高于正常水平，80-100為“高值區(qū)”。受試者腦電數(shù)值在以上區(qū)間會(huì)處于非常集中或放松的狀態(tài)。

通過(guò)腦電圖和分區(qū)圖可以看出老師刺繡經(jīng)驗(yàn)豐富在刺繡過(guò)程中更為放松，而學(xué)員在刺繡過(guò)程中緊張度更高，等有一定經(jīng)驗(yàn)后刺繡過(guò)程才會(huì)比較放松。在同樣遇到線(xiàn)打結(jié)的情況時(shí)老師和學(xué)員都比較專(zhuān)注，但是學(xué)員相比較會(huì)更加地專(zhuān)注。

（1）肌電數(shù)據(jù)可視化對(duì)比

在處理肌電龐大的數(shù)據(jù)時(shí)，我們先使用方差公式計(jì)算8組數(shù)據(jù)的方差值，用于表示在該時(shí)間點(diǎn)肌肉活動(dòng)的劇烈程度。為了便于觀察肌電的數(shù)據(jù)變化，我們通過(guò)取樣平均的方法將原始密度的數(shù)據(jù)處理成50秒一次，最后得到了學(xué)員和老師在一次刺繡過(guò)程中的肌電曲線(xiàn)，通過(guò)曲線(xiàn)的波幅和波長(zhǎng)可以明顯地看出每個(gè)圖案的難易程度以及學(xué)員與老師的差別。

（2）其他數(shù)據(jù)可視化對(duì)比

我們將師徒刺繡過(guò)程中使用的線(xiàn)長(zhǎng)、盤(pán)扣數(shù)量、時(shí)長(zhǎng)通過(guò)柱狀圖來(lái)可視化，可以明顯看出學(xué)徒比老師使用的線(xiàn)要長(zhǎng)，尤其是單股線(xiàn)，因?yàn)閷W(xué)徒在刺繡過(guò)程中單股線(xiàn)容易發(fā)生纏繞打結(jié)的情況，需要剪斷重新開(kāi)始，而老師能很好地避免這種情況。另外老師作品的扣數(shù)比較均勻，學(xué)徒刺繡的扣數(shù)大小不均勻?qū)е驴蹟?shù)時(shí)多時(shí)少。

（3）非遺數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

我們將實(shí)驗(yàn)成果制作成關(guān)于盤(pán)繡傳承的數(shù)據(jù)可視化網(wǎng)頁(yè)。網(wǎng)頁(yè)分為三個(gè)部分：第一部分為土族刺繡的歷史文化介紹；第二部分為師徒刺繡數(shù)據(jù)對(duì)比；第三部分為無(wú)刺繡經(jīng)驗(yàn)的人30天數(shù)據(jù)變化。通過(guò)這樣三部分來(lái)傳達(dá)土族盤(pán)繡的歷史淵源、傳承習(xí)俗和盤(pán)繡技藝背后的數(shù)據(jù)秘密。在整個(gè)數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)中遵循三個(gè)原則：（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，確保我們的數(shù)據(jù)可視化能夠反映數(shù)據(jù)的客觀性和真實(shí)性，不因?yàn)槊烙^而犧牲數(shù)據(jù)的客觀性。通過(guò)向觀者傳達(dá)真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)，來(lái)建立觀者對(duì)我們可視化網(wǎng)頁(yè)的信任。（2）保證數(shù)據(jù)可視化圖形美觀且簡(jiǎn)約。在非遺網(wǎng)站的可視化設(shè)計(jì)中去除不相關(guān)的信息或幾乎不需要的信息，任何不相關(guān)的信息都會(huì)讓原本重要的信息更難被用戶(hù)察覺(jué)。我們網(wǎng)站整體采用暗色系，降低飽和度，讓用戶(hù)把更多的關(guān)注放在可視化圖表和我們要敘述的故事上。（3）提高非遺數(shù)據(jù)可視化的傳播度。我們?cè)谧隹梢暬O(shè)計(jì)之前想過(guò)很多的形式，像海報(bào)、視頻等等，但是在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的今天，人們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)上停留的時(shí)間最長(zhǎng)，且最容易大范圍地傳播，所以我們最后確定了網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)的形式，將傳統(tǒng)的土族刺繡與數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，更好地推廣和發(fā)展土族刺繡。

四、總結(jié)

我們的實(shí)踐證明通過(guò)設(shè)備采集刺繡過(guò)程中的數(shù)據(jù)是可行且有效的，利用數(shù)據(jù)可視化網(wǎng)頁(yè)的形式也有利于非遺技藝更廣范圍的傳播。不足之處是在目前的實(shí)驗(yàn)中我們只獲得了一位專(zhuān)業(yè)盤(pán)繡手藝人和2位新手的數(shù)據(jù)，可能在數(shù)據(jù)對(duì)比上會(huì)出現(xiàn)一定的偏差，在未來(lái)我們需要采集更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，希望可以通過(guò)這些數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)盤(pán)繡傳承的規(guī)律。

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