3D打印服裝的藝術美學特征及設計開發

張婷婷， 王宏付

(江南大學 紡織服裝學院,江蘇 無錫 214122)

隨著科技的迅速發展，國內外涌現出大量科技與時尚服裝設計相結合的案例，受到服裝市場的歡迎。其中，3D打印技術正在顛覆傳統的服裝設計，這不僅能夠讓設計師實現超越平面的靈感，也讓科技與時尚靠得更近[1]。

文中通過對荷蘭女設計師Iris van Herpen設計作品進行分析，從審美蘊意和藝術特征兩個角度切入，歸納總結3D打印服裝獨特的造型藝術特點。在確保服裝實用性的前提下，設計開發符合3D打印服裝美學特征的打結系扣結構原型。

1 國內外3D打印技術在服裝中的應用

3D打印技術是以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式構造物體的快速成型技術。在一次成型個性化定制中，3D打印技術在服裝服飾產品的原型設計方面有極大的發展前景[2]。

1.1 國外3D打印技術在服裝中的應用

國外的3D打印技術發展迅猛，其認知度強，應用范圍廣，近些年在服裝領域也有涉及。在2011年，荷蘭女設計師Iris van Herpen將時尚與科技進行碰撞產生新的火花。她的3D打印服裝作品首次登陸巴黎高級定制時裝周，就受到業界人士和時尚界的廣泛熱議和追捧。圖1為Iris van Herpen設計的素白色塑料骨架禮服[3]。整個骨架服裝是3D打印技術的產物，廓形硬朗，且禮服結構形態完美地貼合人體曲線，其結構繁復，立體感強，極富藝術性。這款3D打印禮服作品被美國時代周刊評為50項最佳發明之一。

圖1 骨架禮服作品Fig.1 Skeleton dress

1.2 國內3D打印技術在服裝中的應用

國內3D打印技術起步較晚，3D打印材料局限性大，發展速度較慢。近年來，國內知名品牌“Xuberance 極致盛放”致力于與3D打印產品相關的定制設計和研發，其創始人在2014年利用3D打印技術演繹了自己的婚禮。在婚禮中，與之相關的戒指、手捧花、婚紗、甜品、糖盒等都為3D打印設計產品。圖2為以“侵天篇”為主題的3D打印婚紗[4]。

圖2 3D打印婚紗Fig.2 3D printing wedding dress

圖2中的婚紗款式精美絕倫，細節上精致細膩。此婚紗運用尼龍粉末材料，由EOS工業級SLS技術3D打印機燒結而成，具有非常好的柔韌性和細節表現力，兼有精度好、強度高等特點，是科技與藝術結合的產物。

2 3D打印服裝的審美意蘊

服裝設計的創新性已成為服裝領域不可或缺的部分。服裝的創新應用研究與3D打印技術相結合，可以得到意想不到的效果。以3D打印技術為依托的服裝審美意蘊更加深入，藝術特征更加強烈。因現代服裝的材質面料、工藝手法有限，通過3D建立立體模型的方式，能夠呈現可塑性更強且傳統面料難以實現的服裝作品，這種創新技術帶來的造型藝術美感是傳統工藝無法比擬的。

3D打印技術下的服裝創新設計，使得服裝不僅在市場中能夠獲得更大價值，而且注入了眾多的情感因素以及文化氣息。將3D打印技術與現代服飾相結合，體現高科技為服裝帶來的時尚魅力和審美蘊意。Iris van Herpen是3D打印服裝的代表設計師之一，她在每年的高級定制秀場中推出系列3D打印服裝。她的作品不僅結構設計復雜多變，而且選用新型3D打印材料打印而成，給人們帶來別樣的視覺感受。

2.1 自然美

亞里士多德認為，美的主要形式是“秩序、勻稱和明確”。利用計算機建立的3D服裝造型更具邏輯性和秩序性。3D技術打印的立體服裝線條自然柔順，曲率光滑連續。圖3為Iris van Herpen設計的服裝[3]，其肩頭披肩裝飾造型即3D打印作品。披肩裝飾的層疊褶皺彎曲自如，流暢勻稱，并且左右對稱；層層堆疊的褶皺變化豐富，疏密相間且詳略得當；褶皺中的流線型線條利用參數化設計方法通過3D建模技術得以實現，理性地展現了褶皺造型的自然美。正如博克認為“美的事物具有小、光滑、逐漸變化、不露棱角”的特征[5]。

計算機3D建模可使服裝結構曲線自然流暢，這體現了融入科技的時尚作品所具有的自然美特征。Iris van Herpen利用3D打印技術將流動感十足的褶皺裝飾造型定格保留，且形態自然流暢，大大豐富其審美藝術特征。3D打印下的褶皺裝飾實現了傳統面料難以做到的硬挺，使左右褶皺造型能夠保持原有流動狀態且穩定地支撐于肩部。可見，3D打印服裝不僅擁有自然美的審美特征，還能夠利用理性的3D建模及思維建立更多的立體空間。

圖3 褶皺造型3D打印服裝Fig.3 3D printing clothing with fold modeling

2.2 形式美

形式美具有獨立的審美特性，其內容是抽象的、不確定的、含蓄的。圖4為Iris van Herpen 2011秋冬高級定制秀中的定格水花3D打印服裝[3]。其水花泗濺的立體效果具有抽象的形式感，水作為動態的自然產物在Iris van Herpen的設計中通過3D打印被定格在美妙的瞬間。水狀外觀不受內容制約，展現出一種自由的形態，其審美蘊意頗為感性，形式新穎，藝術性強。作品表達了設計師對自然界生命力量的崇拜。3D打印水花是相對服裝而獨立存在的形式內容，水花所傳達出來的信息，即是設計師欲表達的設計情感意圖[5]。

圖4 定格水花3D打印服裝Fig.4 3D printing clothing with freezing spray

2.3 韻律美

韻律美是形式美法則中的重要構成部分。節奏韻律是一種事物在動態過程中，有韻律、有秩序、富于變化的一種動態連續美[6]。

圖5為2012年Herpen在高級定制系列中的一款3D打印服裝[3]。模特胸前層疊相間的螺狀貝殼裝飾品在表演過程中隱約透著光亮，裙擺因燈光角度不同可從深沉的黑藍色轉變成反光的亮藍色，在立體造型的基礎上又添加了前衛的視覺效果。螺狀貝殼裝飾品是由多個半透明的鐵藍色片材疊加而形成，這些材片為亞克力塑料片，即3D打印技術下的產物，它在連續動態中展現了富于變化的韻律美。由3D打印的藍色材片疊加而成的螺狀貝殼裝飾品，其韻律節奏把握有序。設計師利用舞臺光影的投射使得其服裝更加生動，賦予活力，達到傳統服裝面料無法實現的反射效果。

圖5 螺旋狀造型的3D打印服裝Fig.5 3D printing clothing with helical modeling

2.4 科技美

蘇聯物理學家米格爾指出“科學的美在于它邏輯結構的合理勻稱和相互聯系的豐富多彩”[7]。

具有科技美的產品特點在于構造合理，并且具有新型科學技術的支撐。由3D軟件建立的服裝模型結構明確，組織形態合理勻稱。圖6為極具線條結構感的3D打印服裝[3]。圖6(a)中的3D打印上衣是以白色線條相互交織而成，緊密交織的線條秩序井然，服裝呈現出沉穩理性、硬朗有型的視覺效果；圖6(b)中的3D打印連衣裙以白色波浪曲線均衡排布，整體結構嚴謹有序，對稱合理。

圖6 線條結構感3D打印服裝Fig.6 3D printing clothing with line structure sense

3 3D打印服裝的藝術特征

3D打印在服裝行業的運用，改變了以往布料難以詮釋的立體造型，給人們帶來了煥然一新的視覺沖擊。因此，在款式上，3D打印技術能夠使服裝形態更加豐富多彩，揮灑自如，所具備的藝術特征也更加持久彌新。

3.1 豐富夸張的造型特征

服裝設計產品存在于三維立體空間，并與人的活動相關聯。就視覺感官的造型而言，它包含著設計造型美學的重要基礎，即節奏、韻律、比例、變化、統一等形式上的規則[8]。

圖7為Iris van Herpen在2011年高級定制的服裝[3]。

圖7 2011年Iris van Herpen高級定制服裝Fig.7 2011 Iris van Herpen works

Iris van Herpen充分利用空間想象力，塑造張揚不羈的服裝廓型。運用3D建模技術構建裝飾線條脈絡，線條組合變化豐富，張弛有度，符合現代服裝藝術美學特征，并使服裝造型夸張有趣；利用3D打印技術，可使服裝內部裝飾線條硬朗，有支撐力，擺脫了傳統面料的束縛。Iris van Herpen作品在張揚不羈中又帶有有條不紊的節奏韻律，使得服裝層次感強，空間感十足，完全顛覆了人們對服裝的固有印象。

3.2 錯落有序的結構特征

服裝的結構設計是將設計思維轉化為實物的必要環節[9]。圖8為Iris van Herpen與奧地利建筑師Julia Koerne合作的服裝[3]。圖8中的作品注重點、線、面之間的關系，形成合理并符合人體結構的造型。造型設計和結構設計是相輔相成的，其圖形的分布、比例的分割錯落有序，理性的結構設計在計算機建模輔助下，通過3D打印得到豐富并賦予變化的結構造型。

圖8 建筑紋理的3D打印服裝Fig.8 3D printing clothing with architectural texture

3.3 低調素雅的色彩特征

“感覺”是人一切認識活動的基礎，亦是客觀事物在人頭腦中的主觀印象。不同的色彩能夠給人帶來不同的視覺感受，如紅色給人興奮、激動的感受，活潑張揚；綠色給人寧靜、舒緩的感受，富有希望；黑色、白色、灰色簡約沉穩且不失時尚；高級灰色系柔和素雅，和諧統一不刺眼、低調淡雅不張揚[10]。將低調淡雅的灰色系色彩運用在3D打印服裝中，能夠給人帶來平靜穩重、弱化沖突的視覺效果。圖9為Iris van Herpen 2017春夏高級定制的3D服裝[3]。整個系列服裝以低飽和度、高明度的色彩展示，給人低調素雅的直觀感受。

圖9 2017年春夏高級定制3D打印服裝Fig.9 Iris van Herpen works

4 3D打印服裝藝術美學特征的設計開發

3D打印服裝的創新需要選用先進的打印材料，采取更為夸張的設計手法，最后通過3D打印技術，體現現代服裝的藝術價值。

4.1 設計概述與草圖繪制

在Iris van Herpen豐富夸張的造型結構與藝術特征的啟發下，此款服裝設計靈感來自生活細節中的穿衣打結，故把打結系扣的結構進行再設計。其設計目的在于保留打結系扣前的空隙空間，扣結造型似環狀且中空，立體感強。利用計算機3D軟件Rhino建立出扣結裝飾造型，再通過3D打印與服裝相結合。利用扣結造型的立體結構穿插在服裝中，實現時尚與科技的交叉，完成3D打印服裝藝術特征下的設計初探，實現局部裝飾作用，給服裝帶來“科技美”的審美蘊意。

為保證服裝實用性，在設計中強調服裝符合人體結構。例如領部多個扣結的曲線連續變化需要符合人體頸部結構。同時強調服裝廓形的把握，符合3D打印服裝的藝術美學特征。面料各部分相互連接或分割，并與材質不同的3D打印結扣相接，最終達到和諧統一的視覺效果[11]。由于3D打印的材質與面料存在差異，在色彩設計中，服裝面料需降低飽和度，減弱對比，多選擇同色系，并且選用硬挺的面料，從而與3D打印的領部裝飾相協調。整個系列服裝形成統一中有材質變化，變化中又色彩和諧的風格特點。

圖10為設計草圖。以設計切實可行、服用性強為基調，3D打印扣結造型作為裝飾分別分布在服裝領部、胸部、肩部以及跨部。

圖10 設計草圖

4.2 模型建立

扣結裝飾的模型通過3D犀牛軟件建立。以設計草圖中第一套領部裝飾服裝為例，在3D犀牛軟件中繪制扣結造型的外輪廓曲線，生成曲面、賦予厚度，再將邊緣處理圓滑。由于第一套服裝領部半圈都為連續性結扣造型，在服裝傳統工藝的系扣手法中，難以保留成結前的空隙狀態，文中利用3D打印技術可使領部扣結實現立體空間感，具體如圖11所示。

圖11 獨立扣結Fig.11 Independent knot

為符合自然生動、形式新穎、秩序井然的3D打印服裝藝術特征，將其立體扣結進一步延展，賦予連續變化，并符合人體頸部曲線。圖12為領部連續扣結。圖12中每個獨立的扣結環環相扣，節奏秩序分明，空間感強。

圖12 連續扣結Fig.12 Continuity knot

符合人體頸部鎖骨曲線能更好地展現3D打印技術的優勢，利用數字建模使連續扣結能夠固定在頸部位置，曲率完美，達到傳統工藝難以實現的造型。圖13為領部連續扣結的效果。根據設計草圖，將連續扣結放置領部，貼合人體，展現女性肩頸優美曲線,這種連續扣結符合立體變化豐富、形態自然優美、節奏韻律分明等3D打印服裝的藝術特點。

圖13 連續扣結的效果Fig.13 Continuous knot effect diagram

5 結語

隨著社會發展，普通服裝結構款式已無法滿足人們的穿著需求。在現代社會的服裝創新上，需注入科技力量。3D打印技術的推出，給了現代服裝設計更多的創新可能性。這一技術逐漸成為服裝領域的熱點和亮點，也同樣會給服裝行業帶來新的變化。

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