5G數(shù)字雕塑造型方法研究

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摘要：5g技術(shù)的發(fā)展帶動了數(shù)字雕塑技術(shù)的全面拓展。這種拓展不僅是制作速度上的加快，更是造型技術(shù)和方法的多樣延伸，并使得在傳統(tǒng)雕塑造型方法的基礎(chǔ)之上，多種造型方法相互配合與補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化的雕塑創(chuàng)作、研究和教學(xué)。本文通過對數(shù)字雕塑作品和造型現(xiàn)狀進(jìn)行考察，以發(fā)掘和揭示數(shù)字雕塑造型方法的特點(diǎn)，并對造型方法進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：5G；數(shù)字雕塑；造型；方法

隨著5G技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，雕塑藝術(shù)創(chuàng)作逐步也從原有的造型傳統(tǒng)和造型技術(shù)邁向數(shù)字化造型和表現(xiàn)的領(lǐng)域。雕塑藝術(shù)的這種發(fā)展并不是對原有技藝和方法的遺棄，而是在原有造型方法的基礎(chǔ)之上，將當(dāng)下新興技術(shù)融入現(xiàn)有的造型傳統(tǒng)之中，以拓展雕塑藝術(shù)的邊界。

一、數(shù)字技術(shù)和方法運(yùn)用的目的

雕塑藝術(shù)如同造型藝術(shù)中的“重工業(yè)”，有著消耗大、占空間、高風(fēng)險等現(xiàn)實(shí)問題。這些現(xiàn)實(shí)狀況給雕塑藝術(shù)的創(chuàng)作、教學(xué)和普及等帶來了一定的限制。同時，線性造型的創(chuàng)作思路和模式，使得作者難于修改或調(diào)整造型過程中出現(xiàn)的一些問題。這種不可逆的創(chuàng)作模式極大地降低了創(chuàng)作體驗(yàn)和效率。數(shù)字技術(shù)的運(yùn)用可以對傳統(tǒng)雕塑創(chuàng)作的現(xiàn)實(shí)狀況進(jìn)行很好的改善。通過數(shù)字化技術(shù)的處理，可以將傳統(tǒng)的雕塑創(chuàng)作在電腦中完成，這既解決了占空間、消耗大等現(xiàn)實(shí)問題，又可以促使更多的雕塑愛好者參與到雕塑創(chuàng)作中。數(shù)字技術(shù)之中非線性的創(chuàng)作邏輯解決傳統(tǒng)雕塑創(chuàng)作中不可逆的創(chuàng)作現(xiàn)狀，同時可以為雕塑創(chuàng)作提供新的可能。以傳統(tǒng)泥塑為例，藝術(shù)家在創(chuàng)作之初需要進(jìn)行構(gòu)思，然后需要搭建泥塑架子，調(diào)整架子的動態(tài)和體量，再將泥料填充于架子的每個部分，最后對泥的形態(tài)進(jìn)行調(diào)整和完善。然而，如果造型過程中需要對泥稿的動態(tài)進(jìn)行調(diào)整，則需要將先前完成的塑造抹去重來。這種線性的造型模式大大降低了創(chuàng)作效率，同時使得原有作品中一些好的造型形態(tài)無法保留。更重要的是，這種線性邏輯的造型方式制約了藝術(shù)家的發(fā)揮和創(chuàng)造。在創(chuàng)作過程中，創(chuàng)作的方式和方法、材料和技術(shù)應(yīng)該圍繞藝術(shù)家的創(chuàng)作構(gòu)思來進(jìn)行，而不是反之。數(shù)字技術(shù)和方法的運(yùn)用可以使得非線性的創(chuàng)作邏輯在實(shí)踐中運(yùn)用，藝術(shù)家可以任意在各個環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整和完善。5G技術(shù)與VR技術(shù)的結(jié)合，可以使藝術(shù)家創(chuàng)作的作品在真實(shí)環(huán)境中呈現(xiàn)。原有的傳統(tǒng)創(chuàng)作方式主要是將塑造好的作品進(jìn)行拍照，再通過Photoshop等軟件將其與現(xiàn)實(shí)中的場景進(jìn)行組合，以形成最終的效果圖。這種需要依靠大量想象的呈現(xiàn)方式未能將作品與現(xiàn)實(shí)環(huán)境很好結(jié)合。而5G技術(shù)與VR技術(shù)的融合可以將作品實(shí)時渲染于場景之中，彌補(bǔ)二維效果圖中的限制。因而數(shù)字技術(shù)對雕塑藝術(shù)的介入，不僅改善和補(bǔ)充了原有造型創(chuàng)作，更為雕塑藝術(shù)的發(fā)展提供了新的可能。

二、數(shù)字雕塑造型的方法

現(xiàn)有數(shù)字雕塑的造型方法大體可以分為三類：1.基于公式的參數(shù)化造型；2.基于拓?fù)涞木W(wǎng)面化造型；3.基于點(diǎn)位的圖像化造型。這三種方法反映出不同的建模思路和創(chuàng)作方式，這三者之間有相近和相似之處，但各自在建模傾向上有一定的差異。

1.基于公式的參數(shù)化造型參數(shù)化造型主要是根據(jù)特定的公式（即程序中不同的編輯器），對對象的長、寬、高、角度、距離、容積、半徑以及各要素之間的布爾關(guān)系進(jìn)行變量化處理。經(jīng)過邏輯化構(gòu)思的處理得到參數(shù)化模型。通過這種方式制作的作品有北京的鳥巢、水立方、望京SOHO，廣州歌劇院等。參數(shù)化造型可以將風(fēng)速、溫度、濕度等各類要素納入到數(shù)字造型的綜合化考量范圍之內(nèi)，最后形成多元因素融合的造型形態(tài)。參數(shù)化造型比較有代表性的插件是Grasshopper，它作為Rhinoceros軟件重要的編輯程序，與傳統(tǒng)的各類代碼Scrip編輯器有較大差異。它主要采用直觀的編輯器進(jìn)行變量組合與調(diào)整。其工作原理是先設(shè)置一個要素，例如“點(diǎn)”，對這個“點(diǎn)”的位置、大小等要素進(jìn)行設(shè)定；再添加數(shù)量編輯器，對這個“點(diǎn)”的數(shù)量進(jìn)行編輯，比如設(shè)定100個數(shù)量；再添加隨機(jī)編輯器，對“點(diǎn)”的位置、大小等參數(shù)進(jìn)行設(shè)定等不斷地添加各類編輯器并進(jìn)行編輯，最后形成設(shè)計(jì)的造型形態(tài)。這個模式創(chuàng)作出的造型效果并不是一成不變的，多種參數(shù)不同的排列組合最后能得到意想不到造型表現(xiàn)。參數(shù)化造型的最終形態(tài)主要運(yùn)用于實(shí)體模型的生產(chǎn)。因而Grasshopper與Rhinoceros軟件相互結(jié)合，以NURBS（Non-UniformRationalB-Splines，即非均勻有理B樣條曲線）曲面建模的方式成型。例如美國藝術(shù)家安東尼•豪（AnthonyHowe）的作品《我父親的影響》（MyFather’sInfluence），是先將作品各個部分在Rhinoceros軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，再將數(shù)字模型導(dǎo)入3dsMax中進(jìn)行空氣動力模擬，最后對作品進(jìn)行調(diào)節(jié)和生產(chǎn)。參數(shù)化造型方式極大地拓展了原有的造型思路和手段，為數(shù)字雕塑提供了重要創(chuàng)作途徑。

2.基于拓?fù)涞木W(wǎng)面化造型拓?fù)洌═opology）造型主要是通過對對象表面的形狀位置進(jìn)行編輯，以獲得需要的造型形態(tài)。這種編輯方式提升了工作效率，并可以較為靈活地根據(jù)藝術(shù)家的創(chuàng)作構(gòu)思進(jìn)行建模。拓?fù)湓煨洼^為普遍運(yùn)用于手辦、游戲和動畫之中，其精細(xì)化的建模方式，是常規(guī)貼圖模型難以比擬的。這種網(wǎng)面化的造型模式不僅是視覺效果的呈現(xiàn)，它與3D打印、CNC（ComputerNumericalControl，即數(shù)控機(jī)床）相互結(jié)合，形成完整的實(shí)體生產(chǎn)系統(tǒng)。網(wǎng)面化造型比較有代表性的軟件是ZBrush，其主要造型邏輯是先建立Z球，通過Z球來建立形態(tài)之間的動態(tài)關(guān)系，然后再根據(jù)動態(tài)關(guān)系來豐實(shí)造型形態(tài)的體量，最后再在體量的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入塑造和完善。網(wǎng)面化的造型邏輯與傳統(tǒng)雕塑有許多相似的地方，但網(wǎng)面化建?？梢愿鶕?jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整造型形態(tài)的各個部分和造型環(huán)節(jié)，并可以在造型的過程中隨時插入形態(tài)內(nèi)容或反復(fù)工作步驟。同時，在建模的過程中，可以渲染各類材質(zhì)進(jìn)行效果預(yù)覽。這種預(yù)覽并不是二維層面的設(shè)想，而是在5G技術(shù)的支持下，通過VR技術(shù)和設(shè)備將創(chuàng)作好的作品置于現(xiàn)實(shí)的場景之中進(jìn)行考察。這種虛擬仿真技術(shù)帶來的交互性是傳統(tǒng)雕塑創(chuàng)作難以比擬的。虛擬交互不僅在創(chuàng)作過程中起到輔助作用，同時也為數(shù)字雕塑創(chuàng)作拓展了發(fā)展疆界。

3.基于點(diǎn)位的圖像化造型數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展，為數(shù)字雕塑提供了全新造型觀念和技術(shù)方法。各類激光探測雷達(dá)（如LiDAR光探測技術(shù)）和掃面儀的結(jié)合為平面化圖像轉(zhuǎn)換為三維模型提供了可能。這些技術(shù)正是依靠對點(diǎn)位的捕捉和測量，以及對成像公式的解析。藝術(shù)家運(yùn)用這些技術(shù)可以將一張照片迅速轉(zhuǎn)化為三維模型。如同應(yīng)驗(yàn)了馬薩•杜尚（MarcelDuchamp）所預(yù)言的“人人都是藝術(shù)家”。圖像化造型最有代表性的軟件是加拿大奇異反演公司（SingularInversionsInc.）開發(fā)的FaceGen。其造型方法主要是先拍攝人物正面、左全側(cè)和右全側(cè)的照片，然后將軟件的點(diǎn)位捕捉系統(tǒng)激活，捕捉三個角度人物雙眼眼角、鼻翼、顴骨、嘴角、下顎骨、下巴等點(diǎn)位，通過這些點(diǎn)位數(shù)據(jù)與系統(tǒng)里的預(yù)設(shè)模型相互融合，最后形成基本的造型模型。在這個基礎(chǔ)之上，將這個基本模型導(dǎo)入ZBrush、MAYA、3dsMax等軟件中進(jìn)行精細(xì)化加工和個性化處理。這種造型方法極大地提升了工作效率，為人物形態(tài)的創(chuàng)作提供了較為便捷的途徑。數(shù)據(jù)在高速傳輸技術(shù)的支持下，不僅可以使以點(diǎn)位為基礎(chǔ)的圖像化造型進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的交互，還可以提升點(diǎn)位的快速捕捉和模型的建構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)體的成型和生產(chǎn)。這是藝術(shù)家的創(chuàng)意、數(shù)字建模技術(shù)和實(shí)體生產(chǎn)系統(tǒng)三者相互協(xié)作與配合的綜合性結(jié)果。

三、結(jié)語

數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展為人類生產(chǎn)生活提供了較大便利，為藝術(shù)創(chuàng)作提供了先進(jìn)的技術(shù)、材料和創(chuàng)作理念，如同百余年前攝影技術(shù)的發(fā)明為認(rèn)識和理解世界提供了新的途徑。數(shù)字技術(shù)為藝術(shù)創(chuàng)作提供了必要的輔助，同時也拓展了藝術(shù)自身發(fā)展的疆界。本文對公式的參數(shù)化造型、拓?fù)涞木W(wǎng)面化造型和點(diǎn)位的圖像化造型三種當(dāng)下較為關(guān)鍵的建模方式進(jìn)行考察，為數(shù)字雕塑等三維造型藝術(shù)的研究提供補(bǔ)充和參考。技術(shù)不是冰冷、機(jī)械、獨(dú)立的，技術(shù)在給予人類便利的同時，與人的創(chuàng)作理念、造型觀念和民族情趣相互融合，形成了新的藝術(shù)發(fā)展方向。

作者：賓泉 單位：上海大學(xué)上海美術(shù)學(xué)院在讀博士研究生