論數(shù)字雕刻中的3D打印

于兵科

（西京學(xué)院，陜西 西安 710123）

論數(shù)字雕刻中的3D打印

于兵科

（西京學(xué)院，陜西 西安 710123）

當(dāng)今3D打印技術(shù)發(fā)展已經(jīng)較為成熟，已應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，如汽車、航空、軍事、醫(yī)學(xué)、建筑等行業(yè)，數(shù)字雕刻是使用計(jì)算機(jī)造型軟件，利用其細(xì)節(jié)刻畫功能，制作出傳統(tǒng)雕塑效果或現(xiàn)實(shí)生活中逼真的形體，并被廣泛的應(yīng)用于影視動畫、游戲、玩具制造、首飾設(shè)計(jì)等行業(yè)，它主要以虛擬的形式存在，應(yīng)用最多的是游戲和影視動畫領(lǐng)域。3D打印技術(shù)出現(xiàn)后，使得影視動畫、游戲及漫畫中的角色、場景被物化成為了可能。

數(shù)字雕刻；3D打印；三維數(shù)字模型

3D打印技術(shù)是以一種”增材”方式實(shí)現(xiàn)快速成型的技術(shù)。這種技術(shù)對傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造工藝、工序、生產(chǎn)流程是一次革新，它大幅度提升了創(chuàng)意設(shè)計(jì)快速實(shí)現(xiàn)的效率，對創(chuàng)意空間和實(shí)際應(yīng)用都有著廣闊前景。如今這一技術(shù)已不再為發(fā)達(dá)國家的所壟斷，我國已有多所科研機(jī)構(gòu)有實(shí)力研發(fā)并生產(chǎn)高性能的3D打印設(shè)備，如清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中華科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)。

在20世紀(jì)90年代才出現(xiàn)了3D打印技術(shù)或者叫快速成型技術(shù)，它是利用激光燒結(jié)或通過液體打印層層堆疊等方式將電腦虛擬模型變成實(shí)物，3D打印機(jī)常用的材料有：光硬化樹脂、石膏、熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末、鈦合金、鋁熱塑性粉末、不銹鋼等。

在具體的雕刻過程中，應(yīng)遵循不同的細(xì)分層級由簡到繁的原則，還應(yīng)時刻關(guān)注模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，均勻整潔的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是順利深入刻畫的前提。

3D打印大大的提高了工作效率，可使中間繁瑣的制模工序完全省掉，直接將數(shù)字模型打印出來，這樣不僅高效快捷，而且，使實(shí)物模型的誤差大幅降低，如果經(jīng)過傳統(tǒng)的翻模環(huán)節(jié)，那會不可避免的與原模型產(chǎn)生誤差。對于小尺寸高細(xì)節(jié)的模型，3D打印占有絕對優(yōu)勢，因?yàn)榇祟惸Ｐ停脗鹘y(tǒng)的方法制作模具及翻制模型難度會增大，同時會帶來細(xì)節(jié)上的損失，使用3D打印技術(shù)就不會出現(xiàn)這種情況，但最大的不同是使用3D打印會使制作的成本增加不少，目前，具有高分辨率的3D打印設(shè)備價格還很高，同時打印所用的材料也相當(dāng)有限，這就使得3D打印還不能為普通大眾所使用的原因，在科技飛速發(fā)展的今天，這種困境一定會在不久的將來得到解決。

由于計(jì)算機(jī)整體性能的提高，在數(shù)字娛樂產(chǎn)業(yè)特別是在影視動畫、游戲中對畫面的細(xì)節(jié)有了更高的要求，普通的三維制作軟件已無法滿足項(xiàng)目生產(chǎn)的需要，以ZBRUSH為代表的數(shù)字雕刻軟件便運(yùn)用而生，它最多可支持十億以上的多邊形面片，全新的算法使得高細(xì)分面數(shù)的多邊形模型可以流暢的工作，高細(xì)分級別的多邊形具備了數(shù)字模型精雕細(xì)琢的基本條件，在具體操作上，數(shù)字雕刻它更多的借鑒了傳統(tǒng)雕塑工具的功能、特點(diǎn)。如它有模仿傳統(tǒng)雕塑工具木槌、刮刀、刻刀等功能，再加上數(shù)字繪圖筆所具有的壓力感應(yīng)特性，使得對數(shù)字模型細(xì)節(jié)的雕刻變得快捷和高效，在雕刻的過程中可以不受任何拘束，總之，傳統(tǒng)雕塑所能做到的細(xì)節(jié)，數(shù)字雕刻都能達(dá)到，在作品完成后，它的應(yīng)用方向除了影視動畫和游戲等虛擬產(chǎn)品外，還可將其與3D打印設(shè)備連接以實(shí)體模型的形式被打印出來。

3D打印的技術(shù)不斷成熟和完善，所應(yīng)用的領(lǐng)域也不斷的擴(kuò)展，除了工業(yè)機(jī)械制造行業(yè)外，現(xiàn)如今已經(jīng)輻射的藝術(shù)領(lǐng)域，如個性的工藝品，裝飾物都可采用3D打印技術(shù)來制作。特別是要制作復(fù)雜高細(xì)節(jié)的三維模型，我們就不得不使用數(shù)字雕刻工具，在雕刻時要注意確保拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無交叉多邊形面。3D打印設(shè)備所能識別的數(shù)據(jù)格式常用的有兩種：一種是STL格式，一種是VRML格式。STL格式只支持三維模型的幾何信息，它不能識別模型的色彩信息，而VRML格式是即支持模型幾何信息又支持色彩信息，所以打印時模型表面是有紋理和色彩的。

數(shù)字雕刻的主要作用是在原有數(shù)字模型的基礎(chǔ)上添加必要的細(xì)節(jié)，使得要制作的產(chǎn)品更具藝術(shù)感染力，不再是冷冰冰的工業(yè)產(chǎn)品，產(chǎn)品的人性化和藝術(shù)化將成為未來發(fā)展的趨勢，特別是對于藝術(shù)品而言，它在市場上數(shù)量與自身的價值有著密不可分的聯(lián)系，僅此一件的價值往往要高于批量生產(chǎn)單個商品，3D打印技術(shù)在這一點(diǎn)上可為藝術(shù)家提供支持，只要自己創(chuàng)作的原數(shù)據(jù)模型不外露，藝術(shù)品在市場上的數(shù)量完全可由自己掌控的。目前3D打印的實(shí)物作品正逐漸被大眾所接受，平淡無奇的數(shù)字模型在經(jīng)過數(shù)字雕刻工具精雕細(xì)琢之后，它會變得不再平淡，人們往往會為它鬼斧神工的制作技藝驚嘆不已，這便是技術(shù)進(jìn)步帶來的變化。在未來的設(shè)計(jì)中數(shù)字雕刻所發(fā)揮的積極作用正逐漸顯現(xiàn)，使人對3D打印技術(shù)會有更新的認(rèn)識，反過來，3D打印技術(shù)也會進(jìn)一步促使數(shù)字雕刻的水平不斷提高。

數(shù)字雕刻和3D打印技術(shù)結(jié)合使得藝術(shù)家許多新奇的創(chuàng)意能在短時間變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，使得頭腦中好的設(shè)計(jì)概念快速物化，今后，許多設(shè)計(jì)的靈感不再是一張張的圖紙，而是一件件便于理解的物化模型。技術(shù)的進(jìn)步正慢慢的改變著藝術(shù)家的創(chuàng)作方式，隨著科技的發(fā)展，數(shù)字雕刻的操作會變的越來越容易，3D打印設(shè)備和材料也會變得物美廉價，使藝術(shù)家都能享受科技帶來便利和快樂，不在為難于掌握和成本高昂而擔(dān)心。

[1]張盛.ZBrush3高精度模型制作實(shí)戰(zhàn)技法[M].人民郵電出版社,2008.

[2]劉欣靈.3D打印機(jī)及其工作原理[J].網(wǎng)絡(luò)與信息,2012(02).

[3]邵宇.3D打印技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)品設(shè)計(jì)民主化[J].工業(yè)設(shè)計(jì).2013(03).

壩上秋色1

孫巍巍

南京師范大學(xué)泰州學(xué)院美術(shù)學(xué)院講師，高級攝影師，中國高教攝影教育專委會委員，江蘇省攝影家協(xié)會會員，江蘇省高校攝影學(xué)會理事，目前從事攝影教學(xué)和古典手工影像的研究。

作品為《壩上秋色》，負(fù)片轉(zhuǎn)數(shù)字影像。

壩上秋色2

壩上秋色3

TP391.4

A

1005-5312（2014）32-0287-01