數(shù)字雕塑軟件中的“拓?fù)洹惫δ苎芯?/h1>
2023-09-30 04:52:33馮鵬翔
美與時(shí)代·上 2023年7期 關(guān)鍵詞：應(yīng)用分析
馮鵬翔
摘? 要：科技的進(jìn)步一直在影響著數(shù)字藝術(shù)的發(fā)展，同時(shí)它也在不斷改變藝術(shù)家的創(chuàng)作思維。在國內(nèi)當(dāng)代雕塑創(chuàng)作領(lǐng)域中，數(shù)字化造型技術(shù)從無到有，從簡(jiǎn)單的幾何形體造型到復(fù)雜的高面數(shù)有機(jī)模型，每一次的革新都是新技術(shù)的突破。本文以數(shù)字雕塑軟件ZBrush中的“拓?fù)洹惫δ転橹饕芯繉?duì)象，分析其功能的主要用途以及給當(dāng)代雕塑創(chuàng)作帶來的影響。
關(guān)鍵詞：數(shù)字雕塑；拓?fù)洌粦?yīng)用分析
科技是第一生產(chǎn)力，歷經(jīng)近百年的發(fā)展和應(yīng)用，人類社會(huì)已逐漸進(jìn)入數(shù)字技術(shù)縱橫的信息時(shí)代。科學(xué)技術(shù)不斷給予藝術(shù)作品新的血液與活力，人類探索數(shù)字藝術(shù)至今，從黑白默片到科幻特效、從平面圖像到立體環(huán)繞，數(shù)字技術(shù)從動(dòng)畫游戲等行業(yè)逐漸跨入到雕塑藝術(shù)領(lǐng)域，數(shù)字化造型語言與雕塑藝術(shù)的融合應(yīng)用也是新時(shí)代必然的發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)字造型軟件在國內(nèi)的發(fā)展雖然只有十余年，但是發(fā)展速度卻十分迅速，無論是在軟件的數(shù)量上還是在軟件本身的功能質(zhì)量上都有了很大的突破，也影響了諸多游戲、動(dòng)畫影視等行業(yè)的相關(guān)應(yīng)用。從游戲、動(dòng)畫人物到模型實(shí)物手辦等，我們看到越來越多運(yùn)用數(shù)字造型軟件的案例。數(shù)字化造型技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)有數(shù)十年的發(fā)展歷程，雖然有造型藝術(shù)家創(chuàng)作出許多的人物、肖像類模型，但大多用于影視、游戲、動(dòng)畫等相關(guān)造型藝術(shù)領(lǐng)域，而且其功能、形式都與雕塑藝術(shù)作品有著很大的差異。
本文旨在研究ZBrush軟件中的模型“拓?fù)洹惫δ埽褂媚Ｐ屯負(fù)溆成渌惴梢猿晒Φ貙?D掃描或者任何數(shù)字軟件制作所得的三維模型轉(zhuǎn)化為數(shù)字雕刻軟件所需的模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這給將數(shù)字技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用于雕塑創(chuàng)作提供了一種具有可行性的方法。
因?yàn)門opology單獨(dú)就是一個(gè)學(xué)科，它更多是與數(shù)學(xué)幾何學(xué)相關(guān)的文獻(xiàn)研究，所以本文添加了更多與本文研究相關(guān)的詞進(jìn)行計(jì)量、檢索。筆者通過同時(shí)檢索“ZBrush” 與“TOPOLOGY”這兩個(gè)關(guān)鍵詞，在Web of Science 數(shù)據(jù)庫一共搜索到兩篇與本文研究相關(guān)的文獻(xiàn)，其中一篇的引用率較高；筆者在以中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)知識(shí)平臺(tái)檢索“Zbrush”和“拓?fù)洹倍~時(shí)，一共搜索到兩篇與本文研究相關(guān)性較高的文獻(xiàn)，而在檢索“雕塑”與“拓?fù)洹睍r(shí)，一共搜索到20篇相關(guān)文獻(xiàn)，最終筆者通過分析篩選出與本文研究相關(guān)性較高的三篇文獻(xiàn)。
因?yàn)楸疚难芯康氖潜桓鱾€(gè)涉及數(shù)字技術(shù)行業(yè)中所廣泛運(yùn)用的軟件中的單一項(xiàng)功能，它本身并不只是為雕塑藝術(shù)所開發(fā)的，而是能在創(chuàng)作雕塑過程中用到，能為當(dāng)代的雕塑創(chuàng)作提供便利而且被國內(nèi)外雕塑家頻繁使用的功能，所以將它界定在數(shù)字雕塑范圍內(nèi)是具有一定研究價(jià)值的，相關(guān)文獻(xiàn)檢索出的數(shù)量較少也合乎情理。
一、數(shù)字雕塑概述
雕塑，又稱雕刻，是增料與減料兩種創(chuàng)制實(shí)物的過程，也是增加與減少實(shí)物物體體積的總稱。它是指運(yùn)用各種可塑性的物質(zhì)材料，通過使用不同的工具在一定的空間內(nèi)創(chuàng)造出具有可視化且經(jīng)過藝術(shù)處理的立體形象，觀者可以通過多種角度去觀賞這一立體形象。
而數(shù)字雕塑創(chuàng)作是通過計(jì)算機(jī)造型軟件將立體的模型在一定的虛擬空間中進(jìn)行創(chuàng)作的，創(chuàng)作者所能感受到的虛擬模型實(shí)際上是一種可視化且富有現(xiàn)實(shí)視覺經(jīng)驗(yàn)的立體模型。在虛擬的空間中，創(chuàng)作者可以直接對(duì)模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、縮放來感受空間模擬出的縱深度。在材料的使用上，數(shù)字化造型技術(shù)將傳統(tǒng)的泥土、木頭、金屬等具有可塑性的材料轉(zhuǎn)化成“數(shù)字泥土”[1]，其本質(zhì)就是計(jì)算機(jī)程序中的數(shù)據(jù)量，因此“數(shù)字泥土”沒有材料消耗、不受現(xiàn)實(shí)力學(xué)約束、也沒有重量限制。它可以使虛擬的模型模擬現(xiàn)實(shí)物質(zhì)材料的特征，并且在造型軟件中模仿現(xiàn)實(shí)的雕塑制作手段對(duì)模型進(jìn)行塑造，讓雕塑家們?cè)谔摂M的空間內(nèi)對(duì)所塑造型進(jìn)行藝術(shù)化處理，在創(chuàng)作后期再通過3D打印技術(shù)、CNC數(shù)控技術(shù)等將虛擬模型加工生產(chǎn)為實(shí)體，也可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、全息投影技術(shù)等對(duì)作品進(jìn)行直接三維化的無實(shí)物展示。傳統(tǒng)雕塑繁雜的前期準(zhǔn)備工作過程往往會(huì)導(dǎo)致創(chuàng)作過程中的各種突發(fā)性問題，這會(huì)使藝術(shù)家無法高效的發(fā)揮創(chuàng)造能力。而在計(jì)算機(jī)的三維虛擬空間中，這樣的問題會(huì)不復(fù)存在，藝術(shù)家完全可以在這之間進(jìn)行隨意的轉(zhuǎn)換，去探索更多的可能性。截至目前，數(shù)字雕塑不論是在國內(nèi)還是在國外都擁有了十多年的發(fā)展歷程，國內(nèi)一些雕塑家也相繼學(xué)習(xí)并嘗試運(yùn)用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行雕塑的設(shè)計(jì)及創(chuàng)作。
在2008年，由中國雕塑學(xué)會(huì)《中國雕塑》雜志副秘書長唐堯先生策展的“數(shù)碼石雕展”在北京今日美術(shù)館舉行，這次展覽的舉辦得到國內(nèi)許多雕塑家的高度關(guān)注，數(shù)碼石雕展實(shí)現(xiàn)了雕塑創(chuàng)作與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的完美結(jié)合，展覽中的作品大多以幾何圖案為造型元素，展現(xiàn)了科技世界中的理性化特征與藝術(shù)創(chuàng)作中的感性特點(diǎn)的融合與轉(zhuǎn)換，充分體現(xiàn)了數(shù)字時(shí)代數(shù)字技術(shù)在雕塑藝術(shù)中運(yùn)用的可能性，也由此打開了國內(nèi)雕塑創(chuàng)作在數(shù)字化造型運(yùn)用上的大門；2017年12月“全國高等藝術(shù)院校數(shù)字雕塑教學(xué)研討會(huì)”及“2017中國·西安數(shù)字雕塑作品展”在西安美術(shù)學(xué)院舉行，來自全國各地的10余所高等藝術(shù)院校的藝術(shù)家及學(xué)者齊聚于此，這也標(biāo)志著數(shù)字化雕塑創(chuàng)作成為了當(dāng)代雕塑學(xué)科的重要研究方向。國家藝術(shù)基金3D科技寫實(shí)雕塑人才培養(yǎng)作品展于2018年12月22日在吉林藝術(shù)學(xué)院開幕，本次展覽起源于國家藝術(shù)基金3D科技寫實(shí)雕塑人才培養(yǎng)項(xiàng)目，展覽作品均為使用數(shù)字化造型技術(shù)創(chuàng)作的雕塑作品，這推動(dòng)了數(shù)字化造型技術(shù)在雕塑創(chuàng)作中的運(yùn)用。
隨后逐年至今，各大藝術(shù)高校雕塑系陸續(xù)開設(shè)了數(shù)字雕塑課程，這讓雕塑學(xué)子認(rèn)識(shí)到了數(shù)字化對(duì)雕塑產(chǎn)生的影響，正確認(rèn)識(shí)了數(shù)字雕塑的價(jià)值，為雕塑學(xué)子打開了學(xué)習(xí)數(shù)字化造型語言創(chuàng)作的大門。在每年一屆的畢業(yè)生雕塑藝術(shù)作品展，國內(nèi)重要的學(xué)術(shù)權(quán)威獎(jiǎng)項(xiàng)“曾竹韶雕塑藝術(shù)獎(jiǎng)學(xué)金”及全國高校畢業(yè)生優(yōu)秀雕塑作品展中，青年雕塑學(xué)子們也頻頻使用數(shù)字化技術(shù)，讓它參與到雕塑作品創(chuàng)作中，這也使得數(shù)字化造型語言成為當(dāng)代雕塑藝術(shù)中的熱門學(xué)術(shù)話題。
當(dāng)代雕塑創(chuàng)作常用到的數(shù)字造型軟件有：ZBrush、3Dsmax、Blender、Rhino、Maya、CINEMA 4D（C4D）等。數(shù)字化造型軟件的種類在市面上也有許多，其作用及用途也各不相同，數(shù)字化造型軟件的開發(fā)主要是為工業(yè)、產(chǎn)品、游戲、影視、建筑等領(lǐng)域服務(wù)的，但其中有不少的功能可以被雕塑制作所充分運(yùn)用、轉(zhuǎn)換并推動(dòng)對(duì)雕塑藝術(shù)的探索，為雕塑的創(chuàng)作提供重要幫助。
二、數(shù)字雕塑軟件ZBrush中的“拓?fù)洹惫δ?/p>
ZBrush在數(shù)字造型軟件中屬于“泰斗”級(jí)別，它出現(xiàn)的時(shí)間最早且為廣大藝術(shù)家所熟知，目前在國內(nèi)雕塑領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用也最為廣泛。數(shù)字雕刻軟件最核心的功能當(dāng)然是模型的雕塑功能，ZBrush有自己獨(dú)特的制作模型技術(shù)—— Z 球建模，這是一個(gè)完全不同于其他任何軟件的建模功能，創(chuàng)作者掌握之后用它來制作復(fù)雜造型是相當(dāng)方便的。除此之外，ZBrush 擁有自己的拓?fù)涔δ埽負(fù)涔δ芸梢灾苯訛楝F(xiàn)有的模型進(jìn)行合理化布線，為創(chuàng)作者提供了極大的便利并帶來了更多的可能性。
“拓?fù)洹币辉~來源于數(shù)學(xué)領(lǐng)域的拓?fù)鋵W(xué)。拓?fù)鋵W(xué)是幾何學(xué)的一個(gè)學(xué)科分支，而其中的“拓?fù)洹笔茄芯繋缀螆D形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的一些性質(zhì)，換句話說，拓?fù)涫侵钢豢紤]物體之間的位置關(guān)系而不考慮它們的形狀和大小。
拓?fù)鋵W(xué)的英文名是“Topology”，直譯是“地志學(xué)”，也就是和研究地形、地貌相類似的有關(guān)學(xué)科。但是在應(yīng)用到數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域后，以數(shù)字雕塑應(yīng)用最廣泛的ZBrush軟件為例，“拓?fù)洹痹谄渲芯妥鳛楣δ苄偷募夹g(shù)工具出現(xiàn)了，它通常是指在原始基礎(chǔ)模型上對(duì)模型結(jié)構(gòu)的點(diǎn)、線、面重新繪制，從而產(chǎn)生非常有效且便于控制的模型，讓模型細(xì)節(jié)保持充足且面數(shù)非常少的狀態(tài)。拓?fù)涔δ茉诰呦笕宋锝Ｖ袝?huì)經(jīng)常被使用，特別是在對(duì)高面數(shù)模型進(jìn)行有序、規(guī)范化的網(wǎng)格布線時(shí)會(huì)更頻繁地使用到。另外，在軟件中制作時(shí)，高模（高面數(shù)模型）對(duì)模型布線有著高質(zhì)量要求，它在有面數(shù)限制之下才能夠保證流暢地在不同電腦配置下使用，從而提高最終渲染呈現(xiàn)效率。在進(jìn)行具象人物系列創(chuàng)作時(shí)，創(chuàng)作者還可以利用拓?fù)鋵?duì)模型進(jìn)行骨骼綁定以實(shí)現(xiàn)對(duì)人物動(dòng)態(tài)的適時(shí)調(diào)整，從而得到相同基礎(chǔ)造型的人物形象。此外，具象創(chuàng)作的拓?fù)溥€要為UV表面的拆分做準(zhǔn)備，提前拓?fù)浜肬V邊緣線的位置可以使之得到一個(gè)更高效的模型以便最終的效果圖制作及實(shí)體打印。簡(jiǎn)言之，拓?fù)渚褪窃谝延械臄?shù)字模型上畫出或布置出新的結(jié)構(gòu)布線，方便我們對(duì)數(shù)字雕塑形體的把控和深入的塑造制作。在ZBrush中，常用的拓?fù)涿钣蠨ynamesh（動(dòng)態(tài)模型網(wǎng)格）、ZremesherGuides（拓?fù)湟龑?dǎo)）、Activates Dynamic Subdiv（動(dòng)態(tài)網(wǎng)格細(xì)分）、Decimation Master（抽減面大師）等。
數(shù)字雕塑模型本質(zhì)上是由點(diǎn)、線、面三者構(gòu)成的結(jié)構(gòu)模型，現(xiàn)在市面上所有的數(shù)字造型軟件中所構(gòu)建的雕塑結(jié)構(gòu)模型均是如此，如圖1，這是國內(nèi)雕塑家魏小杰的雕塑作品《孕育》的雕塑三維掃描稿件在ZBrush軟件中打開后的圖示，這些密集的點(diǎn)線面結(jié)構(gòu)被稱之為“布線”，即是指一個(gè)雕塑模型上的點(diǎn)、邊、面是如何分布的。
三、“拓?fù)洹痹跀?shù)字雕塑創(chuàng)作中的應(yīng)用分析
在數(shù)字雕塑創(chuàng)作過程中，“布線”占有舉足輕重的份量，在ZBrush軟件中，創(chuàng)作者對(duì)布線的熟練控制就能夠?qū)?shù)字雕塑的形體進(jìn)行更加準(zhǔn)確的把握。而“拓?fù)洹惫δ芮『檬菐椭鷦?chuàng)作者在對(duì)雕塑模型進(jìn)行深入塑造時(shí)對(duì)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)重組且合理化的布線。
（一）拓?fù)淠Ｐ陀成渌惴?/p>
ZBrush提供了DynaMesh（動(dòng)態(tài)網(wǎng)格）命令按鈕，任何模型在導(dǎo)入ZBrush進(jìn)行再雕刻塑造時(shí)都可打開此按鈕。該模型會(huì)自動(dòng)拓?fù)涑蓜?dòng)態(tài)網(wǎng)格模型，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是在形體表面進(jìn)行均勻的四邊形網(wǎng)格劃分，使面數(shù)分布稀疏的模型變得均勻且密集，便于后期的雕刻塑造。這項(xiàng)命令雖然可以雕刻塑造，但是在模型不斷增加細(xì)分級(jí)別時(shí)，會(huì)在整個(gè)模型的表面呈現(xiàn)出不必要的面數(shù)浪費(fèi)甚至?xí)?dǎo)致計(jì)算機(jī)運(yùn)行的卡頓。
因此，將原來高面數(shù)的模型通過拓?fù)涞玫揭粋€(gè)模型的低模，然后給低模增加細(xì)分級(jí)別后進(jìn)行細(xì)節(jié)還原繼續(xù)深入塑造，如圖2所示，在DynaMesh命令按鈕的基礎(chǔ)上使用ZremesherGuides（拓?fù)湟龑?dǎo)）自主地去修改模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就會(huì)使其表面的布線按照創(chuàng)作者意圖來嚴(yán)格控制模型表面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜與疏密程度。這樣一來模型的布線就會(huì)由創(chuàng)作者自己控制，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)合理化，網(wǎng)格面數(shù)減少，計(jì)算機(jī)內(nèi)存占用率也隨之變小，雕塑的形體細(xì)節(jié)也更容易去把控，創(chuàng)作者可以在低面數(shù)模型狀態(tài)下去調(diào)整雕塑結(jié)構(gòu)關(guān)系，再回到細(xì)分高級(jí)別中去深入塑造雕塑局部細(xì)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)雕塑在細(xì)節(jié)與大關(guān)系之間的靈活造型。
（二）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的“高模”與“低模”
拓?fù)涔δ艿撵`活使用能給數(shù)字雕塑創(chuàng)作帶來新的數(shù)字藝術(shù)語言，藝術(shù)家需結(jié)合ZBrush軟件中多個(gè)拓?fù)涔δ苊畎粹o，才能夠創(chuàng)作出更多具數(shù)字化的藝術(shù)形式和標(biāo)準(zhǔn)化的雕塑造型。如圖3，它是由國內(nèi)數(shù)字雕塑家鄧威所創(chuàng)作的《魯迅像》，如此類具象數(shù)字雕塑模型，它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)點(diǎn)、線、面數(shù)總和能夠達(dá)到幾十萬，我們稱之為高面數(shù)模型，簡(jiǎn)稱高模。高模的制作要從雕塑模型之初就預(yù)設(shè)好制作雕塑的步驟，如圖4中ZBrush軟件創(chuàng)作數(shù)字雕塑步驟所示，對(duì)模型進(jìn)行布線的合理化調(diào)整拓?fù)浜罂梢缘玫揭粋€(gè)布線結(jié)構(gòu)更便于深入塑造細(xì)節(jié)的模型。而在其中對(duì)雕塑模型進(jìn)行拓?fù)鋾r(shí)，要求拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要準(zhǔn)確表現(xiàn)模型中的高點(diǎn)與低點(diǎn)，在高模表面創(chuàng)建的每一個(gè)點(diǎn)或邊，都要根據(jù)高模本身的結(jié)構(gòu)操作，這樣才能得到更加有效的布線以便后續(xù)的細(xì)節(jié)制作。創(chuàng)作者嚴(yán)謹(jǐn)執(zhí)行制作步驟才能在ZBrush軟件中順利的創(chuàng)作出具象寫實(shí)的數(shù)字雕塑。
而在圖5中，由法國雕塑家澤維爾·威爾漢（Xavier Veilhan）制作的雕塑作品《索菲亞》，其模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)面數(shù)總和只有幾百面，我們稱之為低面數(shù)模型，簡(jiǎn)稱“低模”。這種造型語言更具數(shù)字藝術(shù)特征，它不需要非常合理的布線，只需要將模型的面數(shù)通過拓?fù)涔δ艹闇p至百位數(shù)或者十位數(shù)，使原本具象的模型變得抽象化，并在后期通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、重疊等方法延伸出更多不同的表現(xiàn)形式。
如圖6，這是喬瑪·帕蘭薩（Jaume Plensa）的系列公共空間藝術(shù)裝置，他的這一系列裝置雕塑作品借助了拓?fù)渚W(wǎng)格對(duì)人體或人物頭像模型進(jìn)行合理的點(diǎn)線面編排，然后使用此網(wǎng)格結(jié)構(gòu)制作出的金屬環(huán)境雕塑。這樣的造型方式可以使作品與建筑、環(huán)境進(jìn)行結(jié)合，在現(xiàn)實(shí)空間中塑造出極具數(shù)字化造型的語言特征，是當(dāng)代雕塑中一種特有的形式美感。
四、結(jié)語
本文通過對(duì)創(chuàng)作者在ZBrush軟件制作雕塑過程中“拓?fù)洹惫δ艿氖褂眠M(jìn)行研究，嘗試進(jìn)一步挖掘“拓?fù)洹惫δ芙o當(dāng)代雕塑創(chuàng)作帶來的可能性。同時(shí)，本文也強(qiáng)調(diào)在數(shù)字雕塑過程中“拓?fù)洹惫δ艿闹匾裕阂环矫妫軌驅(qū)Φ袼苄误w空間進(jìn)行嚴(yán)格把控，在制作雕塑時(shí)，充分使用拓?fù)涔δ芸梢允沟袼艿玫礁钊氲乃茉臁Ａ硪环矫妫負(fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)格可以充分表現(xiàn)雕塑空間、雕塑結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系，藝術(shù)家可以通過靈活使用拓?fù)渚W(wǎng)格的點(diǎn)、線、面結(jié)構(gòu)對(duì)雕塑在形式語言上進(jìn)行探索，發(fā)掘更具數(shù)字時(shí)代的雕塑藝術(shù)語言。
在這個(gè)信息技術(shù)瞬息萬變的時(shí)代背景下，雕塑創(chuàng)作離不開傳統(tǒng)文化的精神內(nèi)涵，也離不開科技與藝術(shù)之間的融合轉(zhuǎn)換。筆者相信在數(shù)字化造型技術(shù)影響下的雕塑創(chuàng)作前景會(huì)越來越廣闊，未來數(shù)字雕塑的發(fā)展也會(huì)日臻完善。我們要繼承傳統(tǒng)的造型藝術(shù)，融合科技的語言，在不斷發(fā)展中創(chuàng)新，從而挖掘出更多新的雕塑語言、創(chuàng)造出更加優(yōu)秀的雕塑作品。
參考文獻(xiàn)：
[1]張盛.數(shù)字雕塑技法與3D打印[M].北京：清華大學(xué)出版社，2019：28.
作者簡(jiǎn)介：馮鵬翔，鄭州大學(xué)美術(shù)學(xué)院雕塑系碩士研究生。研究方向：雕塑藝術(shù)。
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馮鵬翔
摘? 要：科技的進(jìn)步一直在影響著數(shù)字藝術(shù)的發(fā)展，同時(shí)它也在不斷改變藝術(shù)家的創(chuàng)作思維。在國內(nèi)當(dāng)代雕塑創(chuàng)作領(lǐng)域中，數(shù)字化造型技術(shù)從無到有，從簡(jiǎn)單的幾何形體造型到復(fù)雜的高面數(shù)有機(jī)模型，每一次的革新都是新技術(shù)的突破。本文以數(shù)字雕塑軟件ZBrush中的“拓?fù)洹惫δ転橹饕芯繉?duì)象，分析其功能的主要用途以及給當(dāng)代雕塑創(chuàng)作帶來的影響。
關(guān)鍵詞：數(shù)字雕塑；拓?fù)洌粦?yīng)用分析
科技是第一生產(chǎn)力，歷經(jīng)近百年的發(fā)展和應(yīng)用，人類社會(huì)已逐漸進(jìn)入數(shù)字技術(shù)縱橫的信息時(shí)代。科學(xué)技術(shù)不斷給予藝術(shù)作品新的血液與活力，人類探索數(shù)字藝術(shù)至今，從黑白默片到科幻特效、從平面圖像到立體環(huán)繞，數(shù)字技術(shù)從動(dòng)畫游戲等行業(yè)逐漸跨入到雕塑藝術(shù)領(lǐng)域，數(shù)字化造型語言與雕塑藝術(shù)的融合應(yīng)用也是新時(shí)代必然的發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)字造型軟件在國內(nèi)的發(fā)展雖然只有十余年，但是發(fā)展速度卻十分迅速，無論是在軟件的數(shù)量上還是在軟件本身的功能質(zhì)量上都有了很大的突破，也影響了諸多游戲、動(dòng)畫影視等行業(yè)的相關(guān)應(yīng)用。從游戲、動(dòng)畫人物到模型實(shí)物手辦等，我們看到越來越多運(yùn)用數(shù)字造型軟件的案例。數(shù)字化造型技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)有數(shù)十年的發(fā)展歷程，雖然有造型藝術(shù)家創(chuàng)作出許多的人物、肖像類模型，但大多用于影視、游戲、動(dòng)畫等相關(guān)造型藝術(shù)領(lǐng)域，而且其功能、形式都與雕塑藝術(shù)作品有著很大的差異。
本文旨在研究ZBrush軟件中的模型“拓?fù)洹惫δ埽褂媚Ｐ屯負(fù)溆成渌惴梢猿晒Φ貙?D掃描或者任何數(shù)字軟件制作所得的三維模型轉(zhuǎn)化為數(shù)字雕刻軟件所需的模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這給將數(shù)字技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用于雕塑創(chuàng)作提供了一種具有可行性的方法。
因?yàn)門opology單獨(dú)就是一個(gè)學(xué)科，它更多是與數(shù)學(xué)幾何學(xué)相關(guān)的文獻(xiàn)研究，所以本文添加了更多與本文研究相關(guān)的詞進(jìn)行計(jì)量、檢索。筆者通過同時(shí)檢索“ZBrush” 與“TOPOLOGY”這兩個(gè)關(guān)鍵詞，在Web of Science 數(shù)據(jù)庫一共搜索到兩篇與本文研究相關(guān)的文獻(xiàn)，其中一篇的引用率較高；筆者在以中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)知識(shí)平臺(tái)檢索“Zbrush”和“拓?fù)洹倍~時(shí)，一共搜索到兩篇與本文研究相關(guān)性較高的文獻(xiàn)，而在檢索“雕塑”與“拓?fù)洹睍r(shí)，一共搜索到20篇相關(guān)文獻(xiàn)，最終筆者通過分析篩選出與本文研究相關(guān)性較高的三篇文獻(xiàn)。
因?yàn)楸疚难芯康氖潜桓鱾€(gè)涉及數(shù)字技術(shù)行業(yè)中所廣泛運(yùn)用的軟件中的單一項(xiàng)功能，它本身并不只是為雕塑藝術(shù)所開發(fā)的，而是能在創(chuàng)作雕塑過程中用到，能為當(dāng)代的雕塑創(chuàng)作提供便利而且被國內(nèi)外雕塑家頻繁使用的功能，所以將它界定在數(shù)字雕塑范圍內(nèi)是具有一定研究價(jià)值的，相關(guān)文獻(xiàn)檢索出的數(shù)量較少也合乎情理。
一、數(shù)字雕塑概述
雕塑，又稱雕刻，是增料與減料兩種創(chuàng)制實(shí)物的過程，也是增加與減少實(shí)物物體體積的總稱。它是指運(yùn)用各種可塑性的物質(zhì)材料，通過使用不同的工具在一定的空間內(nèi)創(chuàng)造出具有可視化且經(jīng)過藝術(shù)處理的立體形象，觀者可以通過多種角度去觀賞這一立體形象。
而數(shù)字雕塑創(chuàng)作是通過計(jì)算機(jī)造型軟件將立體的模型在一定的虛擬空間中進(jìn)行創(chuàng)作的，創(chuàng)作者所能感受到的虛擬模型實(shí)際上是一種可視化且富有現(xiàn)實(shí)視覺經(jīng)驗(yàn)的立體模型。在虛擬的空間中，創(chuàng)作者可以直接對(duì)模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、縮放來感受空間模擬出的縱深度。在材料的使用上，數(shù)字化造型技術(shù)將傳統(tǒng)的泥土、木頭、金屬等具有可塑性的材料轉(zhuǎn)化成“數(shù)字泥土”[1]，其本質(zhì)就是計(jì)算機(jī)程序中的數(shù)據(jù)量，因此“數(shù)字泥土”沒有材料消耗、不受現(xiàn)實(shí)力學(xué)約束、也沒有重量限制。它可以使虛擬的模型模擬現(xiàn)實(shí)物質(zhì)材料的特征，并且在造型軟件中模仿現(xiàn)實(shí)的雕塑制作手段對(duì)模型進(jìn)行塑造，讓雕塑家們?cè)谔摂M的空間內(nèi)對(duì)所塑造型進(jìn)行藝術(shù)化處理，在創(chuàng)作后期再通過3D打印技術(shù)、CNC數(shù)控技術(shù)等將虛擬模型加工生產(chǎn)為實(shí)體，也可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、全息投影技術(shù)等對(duì)作品進(jìn)行直接三維化的無實(shí)物展示。傳統(tǒng)雕塑繁雜的前期準(zhǔn)備工作過程往往會(huì)導(dǎo)致創(chuàng)作過程中的各種突發(fā)性問題，這會(huì)使藝術(shù)家無法高效的發(fā)揮創(chuàng)造能力。而在計(jì)算機(jī)的三維虛擬空間中，這樣的問題會(huì)不復(fù)存在，藝術(shù)家完全可以在這之間進(jìn)行隨意的轉(zhuǎn)換，去探索更多的可能性。截至目前，數(shù)字雕塑不論是在國內(nèi)還是在國外都擁有了十多年的發(fā)展歷程，國內(nèi)一些雕塑家也相繼學(xué)習(xí)并嘗試運(yùn)用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行雕塑的設(shè)計(jì)及創(chuàng)作。
在2008年，由中國雕塑學(xué)會(huì)《中國雕塑》雜志副秘書長唐堯先生策展的“數(shù)碼石雕展”在北京今日美術(shù)館舉行，這次展覽的舉辦得到國內(nèi)許多雕塑家的高度關(guān)注，數(shù)碼石雕展實(shí)現(xiàn)了雕塑創(chuàng)作與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的完美結(jié)合，展覽中的作品大多以幾何圖案為造型元素，展現(xiàn)了科技世界中的理性化特征與藝術(shù)創(chuàng)作中的感性特點(diǎn)的融合與轉(zhuǎn)換，充分體現(xiàn)了數(shù)字時(shí)代數(shù)字技術(shù)在雕塑藝術(shù)中運(yùn)用的可能性，也由此打開了國內(nèi)雕塑創(chuàng)作在數(shù)字化造型運(yùn)用上的大門；2017年12月“全國高等藝術(shù)院校數(shù)字雕塑教學(xué)研討會(huì)”及“2017中國·西安數(shù)字雕塑作品展”在西安美術(shù)學(xué)院舉行，來自全國各地的10余所高等藝術(shù)院校的藝術(shù)家及學(xué)者齊聚于此，這也標(biāo)志著數(shù)字化雕塑創(chuàng)作成為了當(dāng)代雕塑學(xué)科的重要研究方向。國家藝術(shù)基金3D科技寫實(shí)雕塑人才培養(yǎng)作品展于2018年12月22日在吉林藝術(shù)學(xué)院開幕，本次展覽起源于國家藝術(shù)基金3D科技寫實(shí)雕塑人才培養(yǎng)項(xiàng)目，展覽作品均為使用數(shù)字化造型技術(shù)創(chuàng)作的雕塑作品，這推動(dòng)了數(shù)字化造型技術(shù)在雕塑創(chuàng)作中的運(yùn)用。
隨后逐年至今，各大藝術(shù)高校雕塑系陸續(xù)開設(shè)了數(shù)字雕塑課程，這讓雕塑學(xué)子認(rèn)識(shí)到了數(shù)字化對(duì)雕塑產(chǎn)生的影響，正確認(rèn)識(shí)了數(shù)字雕塑的價(jià)值，為雕塑學(xué)子打開了學(xué)習(xí)數(shù)字化造型語言創(chuàng)作的大門。在每年一屆的畢業(yè)生雕塑藝術(shù)作品展，國內(nèi)重要的學(xué)術(shù)權(quán)威獎(jiǎng)項(xiàng)“曾竹韶雕塑藝術(shù)獎(jiǎng)學(xué)金”及全國高校畢業(yè)生優(yōu)秀雕塑作品展中，青年雕塑學(xué)子們也頻頻使用數(shù)字化技術(shù)，讓它參與到雕塑作品創(chuàng)作中，這也使得數(shù)字化造型語言成為當(dāng)代雕塑藝術(shù)中的熱門學(xué)術(shù)話題。
當(dāng)代雕塑創(chuàng)作常用到的數(shù)字造型軟件有：ZBrush、3Dsmax、Blender、Rhino、Maya、CINEMA 4D（C4D）等。數(shù)字化造型軟件的種類在市面上也有許多，其作用及用途也各不相同，數(shù)字化造型軟件的開發(fā)主要是為工業(yè)、產(chǎn)品、游戲、影視、建筑等領(lǐng)域服務(wù)的，但其中有不少的功能可以被雕塑制作所充分運(yùn)用、轉(zhuǎn)換并推動(dòng)對(duì)雕塑藝術(shù)的探索，為雕塑的創(chuàng)作提供重要幫助。
二、數(shù)字雕塑軟件ZBrush中的“拓?fù)洹惫δ?/p>
ZBrush在數(shù)字造型軟件中屬于“泰斗”級(jí)別，它出現(xiàn)的時(shí)間最早且為廣大藝術(shù)家所熟知，目前在國內(nèi)雕塑領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用也最為廣泛。數(shù)字雕刻軟件最核心的功能當(dāng)然是模型的雕塑功能，ZBrush有自己獨(dú)特的制作模型技術(shù)—— Z 球建模，這是一個(gè)完全不同于其他任何軟件的建模功能，創(chuàng)作者掌握之后用它來制作復(fù)雜造型是相當(dāng)方便的。除此之外，ZBrush 擁有自己的拓?fù)涔δ埽負(fù)涔δ芸梢灾苯訛楝F(xiàn)有的模型進(jìn)行合理化布線，為創(chuàng)作者提供了極大的便利并帶來了更多的可能性。
“拓?fù)洹币辉~來源于數(shù)學(xué)領(lǐng)域的拓?fù)鋵W(xué)。拓?fù)鋵W(xué)是幾何學(xué)的一個(gè)學(xué)科分支，而其中的“拓?fù)洹笔茄芯繋缀螆D形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的一些性質(zhì)，換句話說，拓?fù)涫侵钢豢紤]物體之間的位置關(guān)系而不考慮它們的形狀和大小。
拓?fù)鋵W(xué)的英文名是“Topology”，直譯是“地志學(xué)”，也就是和研究地形、地貌相類似的有關(guān)學(xué)科。但是在應(yīng)用到數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域后，以數(shù)字雕塑應(yīng)用最廣泛的ZBrush軟件為例，“拓?fù)洹痹谄渲芯妥鳛楣δ苄偷募夹g(shù)工具出現(xiàn)了，它通常是指在原始基礎(chǔ)模型上對(duì)模型結(jié)構(gòu)的點(diǎn)、線、面重新繪制，從而產(chǎn)生非常有效且便于控制的模型，讓模型細(xì)節(jié)保持充足且面數(shù)非常少的狀態(tài)。拓?fù)涔δ茉诰呦笕宋锝Ｖ袝?huì)經(jīng)常被使用，特別是在對(duì)高面數(shù)模型進(jìn)行有序、規(guī)范化的網(wǎng)格布線時(shí)會(huì)更頻繁地使用到。另外，在軟件中制作時(shí)，高模（高面數(shù)模型）對(duì)模型布線有著高質(zhì)量要求，它在有面數(shù)限制之下才能夠保證流暢地在不同電腦配置下使用，從而提高最終渲染呈現(xiàn)效率。在進(jìn)行具象人物系列創(chuàng)作時(shí)，創(chuàng)作者還可以利用拓?fù)鋵?duì)模型進(jìn)行骨骼綁定以實(shí)現(xiàn)對(duì)人物動(dòng)態(tài)的適時(shí)調(diào)整，從而得到相同基礎(chǔ)造型的人物形象。此外，具象創(chuàng)作的拓?fù)溥€要為UV表面的拆分做準(zhǔn)備，提前拓?fù)浜肬V邊緣線的位置可以使之得到一個(gè)更高效的模型以便最終的效果圖制作及實(shí)體打印。簡(jiǎn)言之，拓?fù)渚褪窃谝延械臄?shù)字模型上畫出或布置出新的結(jié)構(gòu)布線，方便我們對(duì)數(shù)字雕塑形體的把控和深入的塑造制作。在ZBrush中，常用的拓?fù)涿钣蠨ynamesh（動(dòng)態(tài)模型網(wǎng)格）、ZremesherGuides（拓?fù)湟龑?dǎo)）、Activates Dynamic Subdiv（動(dòng)態(tài)網(wǎng)格細(xì)分）、Decimation Master（抽減面大師）等。
數(shù)字雕塑模型本質(zhì)上是由點(diǎn)、線、面三者構(gòu)成的結(jié)構(gòu)模型，現(xiàn)在市面上所有的數(shù)字造型軟件中所構(gòu)建的雕塑結(jié)構(gòu)模型均是如此，如圖1，這是國內(nèi)雕塑家魏小杰的雕塑作品《孕育》的雕塑三維掃描稿件在ZBrush軟件中打開后的圖示，這些密集的點(diǎn)線面結(jié)構(gòu)被稱之為“布線”，即是指一個(gè)雕塑模型上的點(diǎn)、邊、面是如何分布的。
三、“拓?fù)洹痹跀?shù)字雕塑創(chuàng)作中的應(yīng)用分析
在數(shù)字雕塑創(chuàng)作過程中，“布線”占有舉足輕重的份量，在ZBrush軟件中，創(chuàng)作者對(duì)布線的熟練控制就能夠?qū)?shù)字雕塑的形體進(jìn)行更加準(zhǔn)確的把握。而“拓?fù)洹惫δ芮『檬菐椭鷦?chuàng)作者在對(duì)雕塑模型進(jìn)行深入塑造時(shí)對(duì)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)重組且合理化的布線。
（一）拓?fù)淠Ｐ陀成渌惴?/p>
ZBrush提供了DynaMesh（動(dòng)態(tài)網(wǎng)格）命令按鈕，任何模型在導(dǎo)入ZBrush進(jìn)行再雕刻塑造時(shí)都可打開此按鈕。該模型會(huì)自動(dòng)拓?fù)涑蓜?dòng)態(tài)網(wǎng)格模型，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是在形體表面進(jìn)行均勻的四邊形網(wǎng)格劃分，使面數(shù)分布稀疏的模型變得均勻且密集，便于后期的雕刻塑造。這項(xiàng)命令雖然可以雕刻塑造，但是在模型不斷增加細(xì)分級(jí)別時(shí)，會(huì)在整個(gè)模型的表面呈現(xiàn)出不必要的面數(shù)浪費(fèi)甚至?xí)?dǎo)致計(jì)算機(jī)運(yùn)行的卡頓。
因此，將原來高面數(shù)的模型通過拓?fù)涞玫揭粋€(gè)模型的低模，然后給低模增加細(xì)分級(jí)別后進(jìn)行細(xì)節(jié)還原繼續(xù)深入塑造，如圖2所示，在DynaMesh命令按鈕的基礎(chǔ)上使用ZremesherGuides（拓?fù)湟龑?dǎo)）自主地去修改模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就會(huì)使其表面的布線按照創(chuàng)作者意圖來嚴(yán)格控制模型表面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜與疏密程度。這樣一來模型的布線就會(huì)由創(chuàng)作者自己控制，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)合理化，網(wǎng)格面數(shù)減少，計(jì)算機(jī)內(nèi)存占用率也隨之變小，雕塑的形體細(xì)節(jié)也更容易去把控，創(chuàng)作者可以在低面數(shù)模型狀態(tài)下去調(diào)整雕塑結(jié)構(gòu)關(guān)系，再回到細(xì)分高級(jí)別中去深入塑造雕塑局部細(xì)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)雕塑在細(xì)節(jié)與大關(guān)系之間的靈活造型。
（二）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的“高模”與“低模”
拓?fù)涔δ艿撵`活使用能給數(shù)字雕塑創(chuàng)作帶來新的數(shù)字藝術(shù)語言，藝術(shù)家需結(jié)合ZBrush軟件中多個(gè)拓?fù)涔δ苊畎粹o，才能夠創(chuàng)作出更多具數(shù)字化的藝術(shù)形式和標(biāo)準(zhǔn)化的雕塑造型。如圖3，它是由國內(nèi)數(shù)字雕塑家鄧威所創(chuàng)作的《魯迅像》，如此類具象數(shù)字雕塑模型，它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)點(diǎn)、線、面數(shù)總和能夠達(dá)到幾十萬，我們稱之為高面數(shù)模型，簡(jiǎn)稱高模。高模的制作要從雕塑模型之初就預(yù)設(shè)好制作雕塑的步驟，如圖4中ZBrush軟件創(chuàng)作數(shù)字雕塑步驟所示，對(duì)模型進(jìn)行布線的合理化調(diào)整拓?fù)浜罂梢缘玫揭粋€(gè)布線結(jié)構(gòu)更便于深入塑造細(xì)節(jié)的模型。而在其中對(duì)雕塑模型進(jìn)行拓?fù)鋾r(shí)，要求拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要準(zhǔn)確表現(xiàn)模型中的高點(diǎn)與低點(diǎn)，在高模表面創(chuàng)建的每一個(gè)點(diǎn)或邊，都要根據(jù)高模本身的結(jié)構(gòu)操作，這樣才能得到更加有效的布線以便后續(xù)的細(xì)節(jié)制作。創(chuàng)作者嚴(yán)謹(jǐn)執(zhí)行制作步驟才能在ZBrush軟件中順利的創(chuàng)作出具象寫實(shí)的數(shù)字雕塑。
而在圖5中，由法國雕塑家澤維爾·威爾漢（Xavier Veilhan）制作的雕塑作品《索菲亞》，其模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)面數(shù)總和只有幾百面，我們稱之為低面數(shù)模型，簡(jiǎn)稱“低模”。這種造型語言更具數(shù)字藝術(shù)特征，它不需要非常合理的布線，只需要將模型的面數(shù)通過拓?fù)涔δ艹闇p至百位數(shù)或者十位數(shù)，使原本具象的模型變得抽象化，并在后期通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、重疊等方法延伸出更多不同的表現(xiàn)形式。
如圖6，這是喬瑪·帕蘭薩（Jaume Plensa）的系列公共空間藝術(shù)裝置，他的這一系列裝置雕塑作品借助了拓?fù)渚W(wǎng)格對(duì)人體或人物頭像模型進(jìn)行合理的點(diǎn)線面編排，然后使用此網(wǎng)格結(jié)構(gòu)制作出的金屬環(huán)境雕塑。這樣的造型方式可以使作品與建筑、環(huán)境進(jìn)行結(jié)合，在現(xiàn)實(shí)空間中塑造出極具數(shù)字化造型的語言特征，是當(dāng)代雕塑中一種特有的形式美感。
四、結(jié)語
本文通過對(duì)創(chuàng)作者在ZBrush軟件制作雕塑過程中“拓?fù)洹惫δ艿氖褂眠M(jìn)行研究，嘗試進(jìn)一步挖掘“拓?fù)洹惫δ芙o當(dāng)代雕塑創(chuàng)作帶來的可能性。同時(shí)，本文也強(qiáng)調(diào)在數(shù)字雕塑過程中“拓?fù)洹惫δ艿闹匾裕阂环矫妫軌驅(qū)Φ袼苄误w空間進(jìn)行嚴(yán)格把控，在制作雕塑時(shí)，充分使用拓?fù)涔δ芸梢允沟袼艿玫礁钊氲乃茉臁Ａ硪环矫妫負(fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)格可以充分表現(xiàn)雕塑空間、雕塑結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系，藝術(shù)家可以通過靈活使用拓?fù)渚W(wǎng)格的點(diǎn)、線、面結(jié)構(gòu)對(duì)雕塑在形式語言上進(jìn)行探索，發(fā)掘更具數(shù)字時(shí)代的雕塑藝術(shù)語言。
在這個(gè)信息技術(shù)瞬息萬變的時(shí)代背景下，雕塑創(chuàng)作離不開傳統(tǒng)文化的精神內(nèi)涵，也離不開科技與藝術(shù)之間的融合轉(zhuǎn)換。筆者相信在數(shù)字化造型技術(shù)影響下的雕塑創(chuàng)作前景會(huì)越來越廣闊，未來數(shù)字雕塑的發(fā)展也會(huì)日臻完善。我們要繼承傳統(tǒng)的造型藝術(shù)，融合科技的語言，在不斷發(fā)展中創(chuàng)新，從而挖掘出更多新的雕塑語言、創(chuàng)造出更加優(yōu)秀的雕塑作品。
參考文獻(xiàn)：
[1]張盛.數(shù)字雕塑技法與3D打印[M].北京：清華大學(xué)出版社，2019：28.
作者簡(jiǎn)介：馮鵬翔，鄭州大學(xué)美術(shù)學(xué)院雕塑系碩士研究生。研究方向：雕塑藝術(shù)。
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