圓形鼎鑄造工藝數(shù)字化展示的技術(shù)研究

[摘要]隨著三維成像技術(shù)的快速發(fā)展，將青銅器的鑄造過程數(shù)字化展示具有眾多優(yōu)點。中國古代青銅器最基本的鑄造方式為塊范法，其中圓形鼎的范鑄是最具代表性的，因此只要解決了圓形鼎鑄造工藝數(shù)字化展示中的技術(shù)難點，便能舉一反三地快速完成其它器物鑄造工藝的數(shù)字化展示。

[關(guān)鍵詞]圓形鼎 數(shù)字化展示 技術(shù)研究

doi:10.3969/j.issn.1002-6916.2011.08.043

1、鑄造工藝數(shù)字化的意義

數(shù)字化展現(xiàn)青銅器的鑄造過程具有眾多優(yōu)點，不僅可節(jié)約人力、物力、財力，還可節(jié)省大量時間。首先，在實際操作之前使用鑄造工藝數(shù)字化模擬，可為專業(yè)人士提供數(shù)據(jù)參考，發(fā)現(xiàn)其中的問題，因此，根據(jù)數(shù)字化展示事先了解鑄造過程，能更快地掌握這門技術(shù)，在實際操作中顯著地降低失誤的概率。其次，錄制工作人員實際操作古代青銅器的鑄造過程比較費時，例如使用塊范法鑄造圓形鼎，在從泥胎到制成陶范的過程中，需要陰干和焙燒好幾天，這就意味著攝影的過程不得不中斷好幾天，而使用數(shù)字化展示鑄造過程是不會遇上這種需要長時間等待而不得不暫時擱置工作的問題。再次，某些形態(tài)類似的器皿的鑄造過程類似，如果都要使用實際操作的方式一一表現(xiàn)，是非常費時費力的。而數(shù)字化展現(xiàn)這些類似器皿的鑄造方法卻非常便捷，只要在軟件中將模型或貼圖稍作修改即可，例如要展現(xiàn)某些形態(tài)類似的青銅器物的鑄造過程，而且這些器物上雕刻有不同的花紋，只需要在軟件中拖拽模型的控制點或面即可，對于處理不同的花紋，只需更換貼圖，可是這個過程在實際鑄造中，卻需要操作員細致地在不同的外范上雕刻形態(tài)各異的紋飾。所以使用數(shù)字化手段展現(xiàn)形態(tài)相近的青銅器的鑄造過程是十分有優(yōu)勢的。另外，非專業(yè)人士需大致了解古代青銅器的鑄造，如果只有文字解釋，即使附有部分黑白草圖，未免還是晦澀難懂。最后，由于不需要實際操作，所以不會有次品產(chǎn)生，也不存在材料的浪費問題，更加低碳環(huán)保。

2、鼎的鑄造工藝數(shù)字化

鼎器物作為青銅器的一大類，雖然樣式繁多，但主要還是圓形，其基本構(gòu)造皆是一腹二耳三足，只要理解其中一個鼎的制造過程，便可舉一反三地理解其他青銅器物的鑄造方法，由于這一特點使得鼎的鑄造過程具有代表性。下文以周秦時期使用最廣泛的塊范法鑄造鼎器物的步驟為例，介紹如何使用多媒體技術(shù)數(shù)字化表現(xiàn)鼎的鑄造過程。

圖1為數(shù)字化展現(xiàn)鼎鑄造的實際操作過程，共分為8個步驟：制作模胎，翻制陰模，翻制陽模，翻制外范，制作芯盒，制作泥芯，合范與焙燒，涼范澆鑄。

3、數(shù)字化技術(shù)難點分析

3.13d max修整模型

對模型的修正，在3d max 中，用的最多的是先將模型轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形，然后根據(jù)需要，在修改器列表中，選擇頂點、邊、邊界、多邊形或元素這幾個選項，對模型的形態(tài)進行調(diào)整。如果選定其中的選項后直接拖拽模型，模型的變化是僵硬的，沒有過度的，所以需要開啟軟選擇功能，并且調(diào)整軟選擇中的衰減參數(shù)，參數(shù)越小，拖拽某一部分，對周圍的部分影響越小，參數(shù)越大，則影響越大。

3.2Photoshop制作凹凸貼圖

通過調(diào)整Photoshop制作的凹凸貼圖的UV坐標來實現(xiàn)繁縟的紋飾，是最便捷的紋飾繪制方法，可有效減少模型面片的總數(shù)，進而顯著地減小文件大小，提升載入速度。下文介紹如何在翻制的外范上實現(xiàn)乳釘紋效果。

由于紋飾是在范面上雕刻出來的，紋飾的材質(zhì)與范面的材質(zhì)是一樣的，所以只要給整體貼上一個材質(zhì)，然后在繪制紋飾的區(qū)域貼上黑白的凹凸貼圖就能渲染出理想的效果。用Photoshop繪出的黑白圖案，黑的部分渲染出的效果是凹進去的，而白色部分渲染出的效果則是凸出來的。圖2便是Photoshop繪制乳釘紋凹凸貼圖的過程。

3.3 調(diào)整UVW貼圖

由于直接為曲面貼上凹凸貼圖會導(dǎo)致圖案完全變形，所以需要調(diào)整UVW貼圖來規(guī)整圖案。將外范的模型導(dǎo)入到3ds max中，給整個模型貼上一張泥模貼圖，模型上有一道凹進去的環(huán)是建模時裁切出來的，用來與貼圖效果進行對比。然后，將模型轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形，將需要制作紋飾的面片選上，如圖3所示。

接下來，如圖4所示對材質(zhì)編輯器中材質(zhì)球的“貼圖”選項進行編輯，設(shè)定其“漫反射顏色”的貼圖類型為泥模貼圖，設(shè)定“凹凸”的貼圖類型為剛制作好的紋飾凹凸貼圖，并將數(shù)值設(shè)置為300，增大其數(shù)值，則凹凸會更加明顯。然后將設(shè)定好的材質(zhì)賦予選中的曲面，更新材質(zhì)顯示后發(fā)現(xiàn)貼圖產(chǎn)生斷面，乳釘紋顯示比例錯誤，所以需要對UVW貼圖選項進行調(diào)整。打開“修改器”下拉菜單中的“UV坐標”并選擇“UVW貼圖”，在右側(cè)的“修改器列表”中，根據(jù)外范的型腔的形狀特點選擇“球形”，并參照貼圖顯示效果在“Gizmo”中對模擬的球形的長寬高進行適當調(diào)整，直到形態(tài)與外范的型腔的形態(tài)大概一致為止，這樣凹凸貼圖就不會變形了。最后，適量調(diào)整UV平鋪的個數(shù)后就完成了紋飾凹凸效果的制作。調(diào)整UVW貼圖的整個過程如圖5所示。

通過觀察，使用凹凸貼圖渲染出的圖案與創(chuàng)建三維模型裁切出來的凹槽效果差異不明顯，可見使用凹凸貼圖來繪制繁雜的紋飾是十分便捷的方法。

4、結(jié)語

綜上所述，通過對圓形鼎鑄造工藝的數(shù)字化展示，便可推斷出其他形態(tài)類似的青銅器的鑄造工藝過程。在3d max中對已有模型進行修改，使用軟選擇功能拖拽模型的控制點便可迅速地將其修改成形態(tài)類似器物的模型。另外，通過更換紋飾貼圖便可改變繁縟紋飾的樣式。因此，使用數(shù)字化技術(shù)手段探索古代青銅器的鑄造過程是既簡便又高效的方式。

參考文獻

[1] 王琦．新火星人——3dsmax白金手冊（中）[M]．北京：北京科海電子出版社，2002．

[2] 董亞巍．商晚期圓形鼎的范鑄模擬實驗研究[J]．四川文物，2010-5：73-87．

[3] 胡晏秋，于金輝，姜威．面向青銅器的建模與繪制[J]．計算機輔助設(shè)計與圖形學學報，2008，20(9)：1141-1145．

作者簡介

劉昕，女，漢族，江西贛州人，陜西科技大學設(shè)計與藝術(shù)學院碩士研究生。研究方向：工業(yè)設(shè)計與設(shè)計管理。

劉子建，男，漢族，陜西科技大學藝術(shù)與設(shè)計學院教授。