3D 打印技術(shù)背景下數(shù)字雕塑的發(fā)展與機(jī)遇

摘要：隨著新一輪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與突破，科技對(duì)藝術(shù)的影響越來越深遠(yuǎn)，可以說，每一次重大的科技革命都改變甚至顛覆著藝術(shù)創(chuàng)作方式和價(jià)值觀。其中，3D打印技術(shù)的發(fā)展就極大地沖擊了雕塑這一傳統(tǒng)美術(shù)專業(yè)，同時(shí)還架起了數(shù)字雕塑轉(zhuǎn)向?qū)嶓w的橋梁，這極大地促進(jìn)了數(shù)字雕塑的發(fā)展，也對(duì)傳統(tǒng)雕塑專業(yè)發(fā)起了新的挑戰(zhàn)。本文主要針對(duì)3D打印技術(shù)背景下數(shù)字雕塑的發(fā)展與機(jī)遇進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù) 數(shù)字雕塑 發(fā)展

一、3D打印技術(shù)的發(fā)展

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展對(duì)藝術(shù)的影響越來越深遠(yuǎn)，尤其對(duì)藝術(shù)創(chuàng)作方式和價(jià)值觀提出了挑戰(zhàn)。比如說，曾經(jīng)的攝影與印刷技術(shù)的發(fā)明極大地沖擊了傳統(tǒng)的繪畫專業(yè)，不僅重塑了繪畫的功能，更創(chuàng)造了新的藝術(shù)形式。與此同時(shí)，藝術(shù)在不斷地與科技結(jié)合之后，用新的藝術(shù)語言表達(dá)出了新的訴求，反過來又會(huì)推進(jìn)科技的進(jìn)一步發(fā)展。因此，藝術(shù)與科技的關(guān)系可以說是相輔相成、互相促進(jìn)的。

3D打印技術(shù)是近年來科技革命浪潮下的應(yīng)用型制造技術(shù)，也是新熱點(diǎn)。3D打印又稱增材制造，是通過將某種材料以熔融堆疊的方式一層一層地制造出來，其實(shí)增材技術(shù)很久之前就有，但是一直在耗時(shí)性、高成本和材料種類上受限。近些年，隨著制造業(yè)的迅猛發(fā)展、新型材料的研究突破、車床系統(tǒng)的不斷升級(jí)，3D打印也賦予了新的能量，開始爆炸式地成長(zhǎng)。目前已經(jīng)從航天、汽車等高端制造業(yè)逐步走向大眾化、定制化。新開發(fā)的桌面級(jí)3D打印機(jī)，價(jià)格不僅便宜，而且還保持了較高的成型質(zhì)量，使大部分的個(gè)人消費(fèi)者也可以使用這項(xiàng)技術(shù)，這對(duì)3D打印的普及和推廣非常有益。

二、重新定義和擴(kuò)展雕塑的概念

簡(jiǎn)單地說，3D打印技術(shù)是將虛擬模型打印成現(xiàn)實(shí)中的實(shí)物，這對(duì)需要藝術(shù)造型的專業(yè)沖擊非常大。這其中，雕塑作為老牌傳統(tǒng)藝術(shù)專業(yè)首當(dāng)其沖，影響頗深。因?yàn)?D打印技術(shù)不僅僅改變了傳統(tǒng)雕塑的制作方式，更將雕塑的概念引向了更遠(yuǎn)更深的層次。

目前熟知的關(guān)于雕塑的傳統(tǒng)概念，包括我們常用的教材上，都是這樣定義的：雕塑是造型藝術(shù)的一種，指的是用于紀(jì)念意義或?yàn)槊阑h(huán)境而雕刻塑造、具有一定象征、寓意或象形的紀(jì)念物和觀賞物。雕塑的發(fā)展和產(chǎn)生與人類的生產(chǎn)活動(dòng)緊密相關(guān)，同時(shí)又受到各個(gè)時(shí)代哲學(xué)、宗教等社會(huì)意識(shí)形態(tài)的直接影響。雕塑又稱雕刻，是雕、刻、塑三種創(chuàng)制方法的總稱。

由此可見，目前雕塑的定義仍然停留在現(xiàn)實(shí)中的實(shí)體。然而，3D打印技術(shù)成型的核心則是三維數(shù)據(jù)，是虛擬的，這種虛擬模型的來源或者說創(chuàng)作方式也是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)在軟件中制作的，那么，雕塑家在三維軟件中創(chuàng)作的虛擬雕塑，到底能不能定義為雕塑呢？顯然答案是肯定的，因?yàn)殡m然是在三維軟件中創(chuàng)作的雕塑，但是實(shí)際上這個(gè)過程還是模擬了雕塑定義中雕、刻、塑的過程，而計(jì)算機(jī)中虛擬的數(shù)據(jù)，其實(shí)也可以認(rèn)為是一種特殊的“材質(zhì)”。三維軟件只是一種輔助工具而已，其本身創(chuàng)作出來的雕塑作品雖然是虛擬的，但是依然來自創(chuàng)作者的主觀創(chuàng)造，并且反映著創(chuàng)作者的思想和語言，因此，這樣的數(shù)字雕塑也應(yīng)當(dāng)是屬于雕塑范疇中的一種。并且隨著類似3D打印這種三維制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字雕塑也能夠輕易轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的實(shí)體雕塑。

三、3D打印技術(shù)開啟數(shù)字雕塑的新篇章

隨著數(shù)字技術(shù)的突飛猛進(jìn)，計(jì)算機(jī)三維建模、激光三維掃描儀、3D打印、VR虛擬現(xiàn)實(shí)等科技應(yīng)用層出不窮。在影視特效、三維游戲、參數(shù)化模型等領(lǐng)域，出現(xiàn)了大量的虛擬雕塑，這種利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行制作的數(shù)據(jù)形式的雕塑稱為數(shù)字雕塑。

數(shù)字雕塑在虛擬世界中應(yīng)用非常廣泛，比如電影《阿凡達(dá)》和游戲《魔獸世界》中的角色都是用計(jì)算機(jī)軟件制作的數(shù)字雕塑。但是數(shù)字雕塑一開始的初衷只是為虛擬世界而服務(wù)的，數(shù)字雕塑也一直因?yàn)槌杀靖摺⑿实汀⒓夹g(shù)難度大等問題，使得造型復(fù)雜的數(shù)字雕塑很難在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)批量化、系列化的實(shí)地生產(chǎn)制作，進(jìn)而將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實(shí)雕塑，因此，數(shù)字雕塑和現(xiàn)實(shí)創(chuàng)作的雕塑在范疇和行業(yè)應(yīng)用上一直分界比較清晰。但是3D打印的出現(xiàn)，使得數(shù)字雕塑有了更為便捷的方式轉(zhuǎn)換成為現(xiàn)實(shí)雕塑，由于軟件方面的編輯能力和3D打印技術(shù)出色的復(fù)制還原性，大量的雕塑藝術(shù)家開始轉(zhuǎn)向數(shù)字雕塑領(lǐng)域，使得數(shù)字雕塑成為近些年的熱點(diǎn)，虛擬雕塑和實(shí)體雕塑的分界也逐漸模糊。

傳統(tǒng)雕塑的創(chuàng)作和制作環(huán)節(jié)中，在翻模復(fù)制、放大縮小以及對(duì)稱重復(fù)雕刻等方面一直存在各種各樣的問題和困難，雕塑創(chuàng)作者往往在這些環(huán)節(jié)要消耗掉大量的精力和時(shí)間，而3D打印技術(shù)的升級(jí)和普及，恰恰針對(duì)這些問題提供了完美的解決方案。首先，3D打印技術(shù)在處理數(shù)據(jù)上，可以實(shí)現(xiàn)雕塑任意尺寸的輸出，可大可小，這使得雕塑創(chuàng)作者可以輕易地將同一件作品針對(duì)不同的場(chǎng)景需求制作不同的比例尺寸。其次，3D打印技術(shù)由于是機(jī)器制造，在相同的參數(shù)下可以做出外形完全一致的雕塑作品，雕塑創(chuàng)作者將不再苦于來回運(yùn)輸作品，費(fèi)時(shí)耗力不說，還有損壞的風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)在只要隨身攜帶一個(gè)U盤或者將數(shù)據(jù)發(fā)給當(dāng)?shù)氐?D打印機(jī)，就可以隨時(shí)隨地將作品復(fù)制打印出來。最后，3D打印的制造過程是人機(jī)分離的，雕塑創(chuàng)作者在軟件中創(chuàng)作完成好作品數(shù)據(jù)之后，就可以交給3D打印機(jī)去制作，使創(chuàng)作者可以節(jié)約大量的時(shí)間和人力，極大地提升了創(chuàng)作效率。

目前3D打印可使用的材料也越來越多，樹脂、陶瓷、金屬、紅蠟甚至細(xì)胞都可以用于打印，而傳統(tǒng)制作雕塑的環(huán)節(jié)中，大都是先制作泥稿，再去翻制其他的材質(zhì)，而后期的翻模、鍛造、打磨等工序更要耗費(fèi)大量的人力物力和時(shí)間才能完成。正是因?yàn)?D打印技術(shù)的這種便利性，使得它頗受雕塑家和雕塑從業(yè)者的青睞，但是要使用3D打印技術(shù)，除了靠逆向工程進(jìn)行三維掃描來獲取數(shù)據(jù)以外，其核心還是對(duì)虛擬數(shù)據(jù)的創(chuàng)造，因此，大量的雕塑創(chuàng)作者開始學(xué)習(xí)和使用三維軟件、VR建模軟件。同時(shí)，隨著5G時(shí)代的來臨，顯示技術(shù)的迅速升級(jí)，極大地?cái)U(kuò)充了影視和游戲行業(yè)，對(duì)于虛擬雕塑建模的需求與日俱增，產(chǎn)生了大量三維建模軟件的用戶，這些用戶反過來又促進(jìn)了三維軟件領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，目前市面上的三維建模軟件和應(yīng)用的數(shù)量正在成倍增加，在這種互相促進(jìn)下，數(shù)字雕塑迎來了新的發(fā)展契機(jī)和熱潮。

四、數(shù)字雕塑的獨(dú)特創(chuàng)作方式

數(shù)字雕塑基于計(jì)算機(jī)軟件的模擬，其特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。

（一）可以在制作數(shù)字雕塑的過程中輕易并且隨時(shí)去調(diào)整形態(tài)

傳統(tǒng)泥塑的過程中，當(dāng)出現(xiàn)雕塑形體上的誤差，需要耗費(fèi)時(shí)間、精力甚至多年的經(jīng)驗(yàn)去更正，而在數(shù)字建模期間，如有調(diào)整或更改可以通過重新編輯或者撤銷命令等方式隨時(shí)切換到原來的狀態(tài)。也就是說，計(jì)算機(jī)記錄著創(chuàng)作者對(duì)作品的每一步操作，并且可以在不同操作步驟之間來回切換，這種工作方式對(duì)于數(shù)字雕塑創(chuàng)作過程起到非常重要的作用。

（二）復(fù)制和鏡像的功能是數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之一

這個(gè)功能可以將重復(fù)性的工作只做一次或者只做半邊，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)命令將做好的對(duì)象復(fù)制或者對(duì)稱處理，甚至完全可以從已有的模型庫(kù)中導(dǎo)入現(xiàn)成的母版模型進(jìn)行修改，這對(duì)提升雕塑創(chuàng)作的效率有著明顯的優(yōu)勢(shì)。

（三）數(shù)字雕塑的創(chuàng)作可以借助計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行參數(shù)化編程

比如進(jìn)行數(shù)列縮放、重復(fù)排列、曲線變形、流體模擬等，這種參數(shù)化的雕塑創(chuàng)作是現(xiàn)實(shí)中人手工無法做到的，這種形式語言不僅是數(shù)字雕塑獨(dú)有的創(chuàng)作特點(diǎn)更是數(shù)字雕塑未來創(chuàng)作的新方向。

（四）數(shù)字雕塑可以為雕塑作品設(shè)計(jì)并且模擬一個(gè)真實(shí)的環(huán)境

這其中包括周圍的景觀、時(shí)間、氣候等，有利于對(duì)后期現(xiàn)實(shí)中安裝實(shí)體雕塑效果的把握。甚至雕塑作品在制作過程中或完成以后都可以方便地更換模擬的材質(zhì)來預(yù)覽效果。由于數(shù)字雕塑完全可以在虛擬世界中展現(xiàn)，因此雕塑作品還可以模擬傳統(tǒng)雕塑無法輕易使用到的材料，如液體、玻璃甚至是火、光、水、霧等，理論上計(jì)算機(jī)可以將材質(zhì)模擬成任何事物，形式上可以是靜態(tài)的，也可以是動(dòng)態(tài)的，甚至在形態(tài)上都不用考慮重力的影響，最后借助虛擬現(xiàn)實(shí)等手段可以實(shí)時(shí)地將雕塑作品展現(xiàn)出來。

五、雕塑創(chuàng)作未來的發(fā)展方向

3D打印技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了數(shù)字雕塑的興起，這是一場(chǎng)科技對(duì)藝術(shù)的革命，就像當(dāng)年攝影技術(shù)和印刷技術(shù)對(duì)繪畫產(chǎn)生的革命一樣，雕塑也面臨著同樣的情境。首先，未來雕塑的創(chuàng)作方向勢(shì)必會(huì)從具象性和寫實(shí)性轉(zhuǎn)向藝術(shù)性和思想性。因?yàn)槿S掃描、3D打印等相關(guān)技術(shù)使得獲取準(zhǔn)確的現(xiàn)實(shí)模型變得更加容易，這就相當(dāng)于照相機(jī)的出現(xiàn)取代了曾經(jīng)繪畫用于記錄留念的功能一樣，雕塑未來的創(chuàng)作形式也會(huì)更偏向于追求其藝術(shù)性的表達(dá)。其次，雕塑的價(jià)值受到?jīng)_擊，雕塑的唯一性越來越弱化，因?yàn)閿?shù)字雕塑的數(shù)據(jù)可以被輕易地復(fù)制和傳播，現(xiàn)實(shí)中的雕塑也可以輕易地被掃描轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，進(jìn)而復(fù)制和修改。比如現(xiàn)在出現(xiàn)的3D打印照相館，就可以很快地記錄現(xiàn)實(shí)中事物的三維數(shù)據(jù)，并打印出實(shí)體，還可以縮放、復(fù)制甚至修改。當(dāng)然，這其中也會(huì)出現(xiàn)很多諸如版權(quán)、數(shù)據(jù)安全等相關(guān)問題。最后，雕塑的創(chuàng)作方式和展示形式都將會(huì)更加豐富且多種多樣，例如虛實(shí)結(jié)合、動(dòng)態(tài)雕塑、互動(dòng)雕塑等方面都會(huì)是未來雕塑發(fā)展的新趨勢(shì)。

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★基金項(xiàng)目：本文系陜西省教育廳2021年度一般專項(xiàng)科研計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：21JK0249）;西安美術(shù)學(xué)院人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2021XK002）。

（作者簡(jiǎn)介：王中樂，男，西安美術(shù)學(xué)院，講師，研究方向：藝術(shù)設(shè)計(jì)、數(shù)字雕刻）

（責(zé)任編輯 劉月嬌）