3D打印技术对于雕塑创作的深度参与

文 程大鹏

文 徐卫国

清华大学建筑学院教授、建筑系主任

3D打印技术对于雕塑创作的深度参与

Three-Dimensional Printing’s Deep Participation in Sculpture Creation

文 程大鹏

本文以“可乐乐园”的实践与经验积累出发，从一个新的维度思考新时期新技术背景下的雕塑艺术发展的可能性。

在深度体会了3D打印技术配合艺术创作的同时，我认为以数字技术为核心，以3D打印为输出手段的3D打印艺术有如下特征：

1．3D打印艺术是人机共和的艺术

3D打印艺术是依赖新的技术系统呈现与传播的新艺术形式，是以数字技术为核心的基础。它本质上说应该是一种新媒体艺术，是在人脑指挥下用机器制造出来的艺术。

如果说新媒体艺术（Computer Graph）是一种建立在数字技术的核心基础之上，以电子媒介为基本语言的新艺术学科门类，那么同样以数字技术为基础的3D打印技术，则是新媒体艺术的三维升级版。它对造型自由度、时间、成本的突破为艺术从业者开启了另外的世界。

打印机依据数字语言，按照纯粹形式化或语法化特征的程序运行，来代替人类常规用意识、感觉、情绪来完成艺术作品。因此，3D打印艺术的基础是计算机自己的逻辑——算法，艺术创作必须以承认并且利用这个限定手段为前提，作品才如机加工般毫无意外地完美呈现。

2．3D打印艺术强大的能力会创造更多的可能性

基于其强大的能力和潜力，艺术创作领域中的3D打印技术不应该用“快速成型技术”来简单片面地符号化概括。

《可乐城市》作品展示 程大鹏

不同于以往发生的所有艺术创作，3D打印技术不只是技术的升级释放，也是人类智能触角的延伸，协助艺术家突破思维与手段所受的限制是人类创作能力的延伸。由于3D打印建构在算法上的能力如此强大，除了普通的复杂构型（我们最复杂的雕塑单体是6个单体的组合），还有其他人类不可及的超常突破。

除了对传统雕塑材料的突破（如特殊材料的锻件，甚至玻璃），国外的艺术家已经用3D打印技术完成了纳米级别的人形雕塑，最大的也就一根头发的宽度，最小的则不及头发宽度的一半，只能用观察癌症细胞的超强显微镜看到，现代雕塑第一次进入到显微领域。

3．3D打印的创造性使用本身就是艺术创造的一部分

常规的艺术创作，创意的出现到创意的实施，再到创意的造型和材料的运用，其间或多或少会有些偶然性的情况发生，这也能够激发出不同以往的创作灵感。历史上优秀作品的出现是艺术家全时全身心投入不同方向尝试探索的结果。

《可乐城市》作品局部 程大鹏

在创意阶段，无论艺术家在用原始的手做还是利用强大的三维工具建模，都会是一波三折，惊喜不断，而一旦在材料肌理精度选项确定的后期，一切交给3D打印机之后，期待的就是精准的呈现和验证，人脑的持续创作是缺失的。

随着3D技术的逐渐强大，艺术家发散型的变化多端的人脑，会逐渐遵从于严谨强大的机脑，所以探索3D打印机的创造性使用同样是艺术探索。

荷兰艺术家在3D打印平台的下方安装了一个扬声器，扬声器会在打印过程中播放各种不同振动频率的低音，造成构建平台在打印头逐层沉积泥土的时候随着音频振动，最终生成了一系列拥有漂亮表面纹理的3D对象，从而以一种特殊的形式将声音可视化。还有艺术家尝试用复杂的软件堆叠和程序设置，用3D技术打印出的2D绘画，行为本身就有观念性。

“可乐乐园”根据我2006年一批绘画作品而来，画面是各种畸形突变扭曲的残缺人体，连同各种生物，虚构出“山海经”般的景观，内容包括夸父逐日、女娲补天、精卫填海、大禹治水诸多怪诞情节，描述出“百谷自生，冬夏播琴。鸾鸟自歌，凤鸟自舞，灵寿实华，草木所聚。爰有百兽，相群爰处”等诸多异物奇景。凸显了一种重返伊甸园的虚幻假象。

新作品的目标就是将以前的绘画场景进行雕塑实景的转换。

画面的基本元素众多，人形兽型穿插，变化复杂。

为配合今日美术馆的主展厅400平方米、12米高度的大空间，拟计划一个10米长、2米多宽的城市虚拟场景，放置各种异形雕塑单元300个到400个，尺寸为10厘米到65厘米见方，每个不一样（有的还是同一个模型的比例变化和对称翻转）。如此造型复杂、数量众多而产生巨大的工作量，传统雕塑方式是无法完成的，因为作为建筑师习惯用三维软件工作的我们，要不得不面对雕塑专业繁杂的众多控制节点，如前期的小样、放样、翻模到后期的锻、焊、铸、每一步都需要业界专业人士的配合（制约）。整个过程不得不面临海量的工作量。

传统泥模翻扬几乎是不可能完成此种任务。当时不太成熟的3D成型技术是唯一的选择。

相对于传统的雕塑制作，3D打印是一个颠覆性的创新技术。

不同于铸、锻、焊在制造过程中重量基本不变的等材制造，和车铣刨磨的减材制造，3D打印是增材技术，用熔融堆积法将热塑性丝状材料加热从小孔挤出，将丝材熔化堆积成型。它适应任意复杂形状，且对于不同形状的任意比例也没有任何难度，而这一点至关重要。创作过程是一个不断试探调整的过程，尤其是以庞大数量（300件以上）的单元整体呈现，彼此之间有很强的同质元素关联，通常一个模型要按照不同比例、左右的Mirrow关系，连续打几个。基本是随做模型随打印，修改的呈现非常及时准确。

团队主要的精力控制在创意建模阶段，以绘画为语言基础，用Z-BRUSH软件进行3D建模，同时对各种形体元素的组合、拼接与穿插，生成了最终的300个3D打印文件。因为没有了空间构型的复杂性而导致对呈现效果的干扰，设计师面临的几乎是一个没有人脑难度屏蔽的三维平台，彻底摆脱了许多可制造性的约束，大量惊喜在这一阶段出现。快速、精准、简单，极大地释放了设计创新空间，创作自由度因此大规模提高。

考虑到尺寸的限制（当时工业级别的打印机的极限尺寸为45厘米），除了用FDM打印出所有小于30厘米见方的单元外，还采用SLA（光固化，利用激光扫描，使液态光敏树脂固化），打印出一个65厘米见方的最大单元。

《可乐城市》作品线稿 程大鹏

《可乐城市》作品局部 程大鹏

所有的过程简化为：数字模型制作——发送文件——确定尺寸与精度参数——直接打印。整个过程简单顺畅，一气呵成。9个月时间，完成了不同比例、不同组合关系的单体约600件。

600件完成的单元，尺寸从20厘米到60厘米，从单一的形体到最多9个人兽形体的复杂组合，会发现机器处理过的体型的穿插如此冷静犀利，微妙的关系让人惊讶，材料特殊的质感和表面精细度的统一，这一切产生出另外一种强烈形式感的力量，这是从电脑模型上看不到的。我们很惊讶地看到人的创作过程用严谨的机器语言来呈现出来的结果。

为“可乐乐园”创作由600件完成的单元，是4个建筑师、一个3D打印机操作技师共同工作的结果。通常是流水线协同工作，不同模型的制作可以经过不同人多次修改形成数十个不同的文件，由于时间紧急，后期还需要传给分散在各地的不同打印机来完成，只是打印参数的调整，效率非常高。

在网络普及的今天，在3D打印领域分享已经引领潮流。Thingiverse和Shapeways等平台都在扮演“开放资源社区”角色，它们提供大量公开分享的产品代码，为常人的创作提供了一个基本的数据平台。三维体型的创作不再是常人的瓶颈。具有三维数字造型能力的普通人可以轻松创作出自己的雕塑作品，“3D打印让艺术的独创与稀缺的永恒矛盾得到了消弭，艺术创作或将变为工程化创意”。3D打印使艺术走向了大众，调动了大众天生的创造能力。

组稿/刘竟艳 责编/刘竟艳

《可乐城市》作品局部 程大鹏

文 徐卫国

清华大学建筑学院教授、建筑系主任

3D打印的历史并不长，1993年，麻省理工学院获3D打印技术专利，1995年美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。2003年开始我与英国建筑理论家Neil Leach合作策展北京国际建筑双年展，开始接触到3D打印技术在数字建筑设计及数控建筑加工上的应用。3D打印机最初用于产品模型制作，之后逐渐用于产品模具制造，以及一些产品的直接制造，如珠宝、鞋类、汽车，人体器官、枪支等等；在艺术领域的运用将可发展到制作艺术品如雕塑、工艺品、装置、建筑构件甚至建筑整体。

3D打印将会彻底改变与之相关的艺术的创作方法。这是因为用3D打印制作艺术品需要艺术品的电子文本，而艺术品电子文本的形成可以通过生成技术，它是一种崭新的基于计算机图形学的构形途径，以算法及几何关系为基础，如果不掌握这一基本知识，根本无法有目的的构思构形；当然，艺术家可以运用传统的方法进行创作，一但有了形象，如要进行3D打印，则必须将艺术形象输入计算机形成电子文本，问题是在输入的时候，将会受到几何关系及算法的控制而生成形象，这将产生变异，结果将与艺术家的创作原型相去甚远。故而，艺术家将会重新认识作品制作的过程，并找到新的灵感创作出属于3D打印方法的杰出艺术品，因此，3D打印绝非一种技术性的辅助工具，它将缔造一种全新的艺术。

数字技术及3D打印给艺术创作提供了从未有过的新工具，它就像画笔、颜料、油画布为艺术家提供了创造艺术史的基础，它将会为人类新的艺术创造史奠定基石，其强大的造型潜能、虚拟场景的构筑渲染技巧、物化造型的可控特点将可把艺术思想及艺术精神以优美精湛的格式完美呈现出来；数字艺术史正在开篇阶段，觉醒得早的创造者将会被作为数字艺术拓荒者载入新的艺术史册。当然，数字技术及3D打印同样会对艺术传统的继承起到推波助澜的作用，一方面它可提高艺术品加工的效率，同时可加强制作的精度，并且可节约成本、使得更多艺术品问世。

确实，数字技术及3D打印使得艺术品的复制变得轻而易举，直接威胁到艺术品的版权保护，这应通过立法限制侵权，大力打击盗版及侵权，维护艺术品的艺术价值。