3D打印在影視中的應用

【摘要】：3D打印是一種新興的技術，這種技術被小范圍應用在工業，軍工，醫療，食品等行業。在國外3D打印早就被引入影視制作中，在國內3D打印市場逐漸成型，他的優點是可以快速解決造型難要求高的電影道具和服裝。本文意在簡單闡述從3D打印盔甲的制作流程窺視其在影視作品的中的應用。

【關鍵詞】：3D打??；電影服裝；電影道具

第一章3D打印的概念

3D打印概念及原理

3D打印技術也稱為“增材制造技術”，它是比較新興的一種快速成型制造技術。傳統的技術一般是減材技術，與傳統的減材制造技術不同，3D打印是以3D模型設計文件為基礎，將材料以一定的順序逐層累積或逐層黏合的方式構建成三維物體的技術。這與打印機原理基本相同，只不過在打印機的基礎上加了一層Y軸打印，也就是很多平面累積成的打印效果。

3D打印技術與其他傳統制造技術的最大區別在于生產流程上的不同。傳統的制造技術中，一般的制造流程需要經過車床或泥塑、開模、鑄造或鍛造、切割、部件組裝等成型過程。而3D打印則不用這么繁復的流程，不需要模具，直接打印成型。因此，3D打印可以完成傳統制造技術中很難完成的設計，制造出更加復雜的結構，在更短的時間內，制造出更高的精度。

第二章3D打印在影視中的應用

3D打印可以解決復雜造型的特殊道具和服裝，特別是一些鏤空雕花，機械類的造型，大型打印機更可以不用分割打印就可以完整制造出相應的造型，在前期設計較難的造型時，制作起來完全不會出現誤差，而且節約了很多人工成本，3D制作相對2D畫圖準確度更高，對于高要求高標準的設計團隊更容易完成高難度的制作任務。

影視中3D打印的需求

在很多影視作品的設計過程中，常常會遇到很有個性的道具或是劇本中描述的這件物品無法在現實生活中找到的情況。這個時候通常會有“特道”部門來解決這部分難題，但是在實際操作中，往往設計出的道具和做出來的道具完全不是一個樣子，再加上效果做的 不完美，這件道具在影視作品中就會拉低影片品質，最后讓導演去妥協。而這種情況并不少見，這讓美術設計工作者很頭疼，辛苦設計出的造型感很強的作品無法實現出來。只有少數“大片”在制作時間和經費充裕的情況下才能保證一個小小的道具制作是否精良，但是需要請很多雕塑藝術家、機械師和油畫藝術家才能實現的。而在美國3D打印很早就出現在我們熟知的影視作品中?，F在3D打印技術更上一層樓，而且價格更親民，在北京就很多家公司專門做高質量的3D打印服務。這使我們用這個技術來創造作品更加容易，不需要數年的造型訓練就可以完成更高難度的作品。在影片《機械戰警》（2014年）中就大量運用了3D打印技術，先分析其道具服裝的制作流程，然后再分享我的盔甲的制作流程就可以窺視3D打印在影視領域的應用。

分析《機械戰警》中盔甲的制作流程

影片《機械戰警》在制作過程中運用了大量的3D打印服裝道具以及零部件，為影片重要服裝設計，制作，裝配工藝奠定了堅實的基礎。

在設計之初，影片制片方已經確定了要用3D打印基礎來完成這個作品，所以在設計的時候用的就是3D軟件進行設計。其實設計方案早就定好了只不過是細化每一個細節，包括運動的組織。和導演部門確定方案了以后開始進行制作。

先進行3D掃描和真人翻模來確保模型最符合人物身材貼合。3D掃描是確保3D模型在軟件里與人物一致的一個保證，因為做模型要先在軟件里建模，所以掃描出的模型相當于一個母體，外面的東西在與母體保持5mm的距離基礎上開始進行制作。翻模是為了在打印出模型以后在翻模上修改和調整上色等步驟。

在制作機械類盔甲時，一般每一個部分的模塊都是分開打印，然后再拼接到一起，運動部位每一個模塊都需要留出預定的距離以防止在運動時造成不便。

因為每一塊金屬的質感的材質都不同，所以分開打印以便烤制上漆時方便操作，有些部件是透明的，所以打印完翻制的時候要預留出來透明的空間。

因為是在3D軟件中預先建好的模型，所有的模塊拼接都是嚴絲合縫的，并且是3D打印出的原型，所以在制作完成的時候，才可以有這么高品質的對接，每一個部件的拼插，都不存在變形，插口的大小不匹配，形狀不正確等問題。并且如果有不合適的地方，在軟件里修改比在模型上修改快的多，并且利于批量制作。但是就算是3D打印有極高的精度也是需要人工后期打磨修補。

僅僅只有這樣的工作流程才能完成這么復雜的模型和我們的時間進度。這種工作強度和準確度是人工用泥來建模無法達到的程度。比如脖子部分的零件，因為脖子是活動很多的關節，所以每一個部件都必須能自由活動并且都是軟質的材料，軟質的材料在拼接時就是不容易拼接，所以里面的零件就干脆做成了一件看起來像金屬零件的硅膠衣服。在最外面的螺絲和按鈕再用打印零件扣上去。另外打印的材質也可以是硬質材料或硅膠材料，根據耗材的不同，打印成品的軟硬度可以自由選擇。大大提升了設計師的創作空間。

對于相對復雜的零件，需要一次成型很復雜零件部分的打印，需要使用SLA立體平版印刷技術，也就是光敏樹脂固化技術來打印。例如機器人的軀干部分，很復雜的結構和很多支出來的管子線路，很多魚骨的造型，這樣分開打印再組裝太費時費力，所以可以用更加準確和對支撐要求更低的光固化打印更加合適。運用光固化打印出完成品的機器人模型，每一個關節都可以運動，重量更加輕便。

打印完成之后經過打磨就可以開始上色了，在上金屬漆之前可以先噴一層類似原子灰一樣的膩子，這樣又有底色有利于打磨。

每一個角色用的盔甲和道具都是有很多備份，每一個狀態都需要一個相應的盔甲，比如戰損時需要的盔甲，都是需要手工上色，根據劇情和準確的動畫預演流程，可以準確捕捉到傷痕和彈孔的位置，有利于前期制作。

第三章 3D打印的瓶頸弱點

3D打印并不是全能的技術，它也有它的弱點，它更適合做產品原型和快速創作。總結了一下有這么幾個方面。

生產模式和效率

3D打印在生產效率上沒法和工廠中機器流水線的效率相比，在打印盔甲胸部時花費了大概20幾個小時才打印完成，并且需要3D軟件建好模型以后才能進行打印。打印單個時長較長，但是相對于工廠開模鑄造等工藝過程來說，研發階段3D打印時相當快速的解決辦法，但是大批量生產并不適合3D打印。

打印成本上的問題

雖然打印技術日漸成熟，但是打印耗材相對還是比較貴的。打個比方，一個訂單需要打印十件道具，一個道具打印的單價是一萬人民幣，那么批量打印非常昂貴。在這種情況下可以先打印一個原型，然后翻制出其他9個模型，這樣成本節約了80%。

生產尺寸上問題

高精度的3D打印機打印尺寸都不是特別大，光固化打印機比較大的型號就是600*600*600mm這樣的尺寸了，再大的尺寸就需要分塊打印，打印完再拼接。對于超大的模型來說，這并不是一個好的解決方法，拼接往往會出現縫隙和變形，拼接強度也是個問題，所以3D打印不適合做大尺寸的作品。

需要藝術家再創作

3D打印出的作品沒有顏色，需要拼接，所以需要藝術家再創作，進行打磨上色，所以它并不是像平面打印機一樣，隨手就可以得到一個完整的作品。

結 語

雖然3D打印機有很多現在還無法克服的缺點，但科技在飛速進步，也許在不久的將來，這些問題都可以很輕松的解決。在國內影視行業市場中，3D打印還算是剛剛起步，在98%的劇組中還是習慣使用人工的方式解決特道上的問題，我也是抱著進步的想法看這個問題，也許在這個行業成熟了以后，會出現更多的軟件學習者和3D打印機操作者，在高品質的電影中，我相信會不斷出現3D打印的作品，這個方向我覺得是未來道具發展的一個必然方向。

參考文獻：

[1]《3D打印骨組織工程支架的研究與應用》

來自學術期刊《中國組織工程研究》2015年25期 作者：曹雪飛 宋朋杰

[2]《STL模型Magics修復教程_中國3D打印網》

http：//www.3ddayin.net/jiaocheng/houchulijishu/24680.html