数字技术在雕塑创作中的应用

曹景宇

随着时代的进步，新的技术手段层出不穷。新技术的应用给艺术作品的创作方式带来巨大的转变。在雕塑创作的过程中，数字技术越来越多地参与到作品的设计制作中。

雕塑作为一种造型艺术与空间艺术相结合的艺术形态，从我国的新石器时代起就大量涌现，发展至今，形式越来越多样。视觉的真实是传统艺术形式中都十分强调的概念。在虚拟数字技术迅猛发展的今天，雕塑不再局限于真材实料，数字雕塑孕育而生，传统雕塑创作迎来了巨大的冲击。

数字雕塑就是利用计算机模仿现实对存在或不存在的物体进行雕塑。在虚拟的世界中,使用软件可以对任何一个现实的或虚拟的，包括完全基于自己想象的事物进行雕塑。雕塑创作的设计过程是：草图→效果图→实物小稿→作品（放大稿）。数字技术参与雕塑设计过程有巨大的优势。首先，创作工具变得简单。软件的使用，使得原有的设计过程变得更为精确高效。草图、效果图阶段从传统的纸上线稿图、手绘效果图（马克笔、水彩等手绘）过渡到通过电脑PS等软件制作平面效果图、3D模型图。其次，从设计稿做成实物更为便捷，能够反复进行调整修改。实物小稿阶段也由传统泥塑小稿或手工制作小稿，到现在的3D扫描、3D打印。修改调整也仅需要通过3D软件在3D模型中进行调整，而不需要在泥塑或实物上进行繁琐困难的调整，让作者不断完善作品，避免了传统雕塑成型后修改困难的弊端。而且雕塑作品（放大稿）也有越来越多的3D打印（或3D雕刻）作品出现。最后，数字雕塑在应用领域方面更为广泛。目前数字雕塑涉及到动画、游戏、影视、建筑效果图等多个领域。

一、设计稿绘制方式的改变

从草图阶段开始说起，不管是传统纸上手绘草图还是运用电脑等平面设计软件，都需要有良好的手绘基本功，这对于我们现在的学生来说是最为重要的一点。数字技术的运用确实带来了很多的便捷，但从本质上来说，它还是工具。作品的好与坏不是取决于使用何种材料，何种工具，而是掌握工具的人。

纸上手绘草图需要运用大量工具：纸、笔、颜料、尺、刀……需要占用大量桌面空间的同时，创作工程中会还会遇到各种麻烦（不谈创作灵感问题，仅谈绘制工程中出错、修改），往往一笔画错，就不得不重画一张，远不如电脑上CTRL+Z（回撤）来的方便快捷，而且后期修改也非常麻烦。从另一方面来说，传统的纸上手绘虽然存在工序比较繁琐的缺点，但是其一定是需要经过反复推敲后才能正式开始，这对培养初学者耐心、整体结构思维能力，以及锻炼手绘技巧很有好处。

使用平面设计软件有别于纸上手绘，无需各种占用大量桌面空间的纸、笔、颜料等工具，仅需一台电脑和一块数位板，或仅需一块数位屏（图1）即可完成手绘。而且，大量的设计图都能保存在电脑中，修改方便，即使在创作时画错一笔，都只需CTRL+Z返回即可。同时在同一张图中做不同设计时，能保存不同的修改版本，而不必像纸上手绘，必须重新再画一张图。使用平面设计软件和手绘板/数位屏进行手绘可以节约时间，提高了效率。

（一）手绘软件

目前用来制作手绘电脑效果图的平面设计软件主要有Photoshop、SketchBook Pro等。

Photoshop：简称“PS”，是由Adobe公司开发的图像处理软件，有大量功能强大的编辑和绘图工具，可对图像进行精确而有效的编辑处理。PS软件在设计行业被广泛应用，可以说几乎每个设计相关的行业都会使用到。

SketchBook Pro：是由AutoDesk公司开发的自然画图软件，仿手绘效果逼真，能模仿铅笔、毛笔、马克笔、喷笔等多种画笔的效果。软件小巧、简单易用，在电脑、手机各个平台上都有，非常适合随时记录设计灵感。

（二）数位板

数位板，又名绘图板、绘画板、手绘板等，与电脑相连，通常是由一块感应板和一支压感笔组成。可以模拟各种各样的画笔效果，根据我们用力的大小，改变笔触的粗细、颜色的浓淡。数位屏是相比数位板更进一步，屏幕即感应板，可使用压感笔直接在屏幕上作画。

运用数字技术制作效果图时，主要就是发挥PS等软件强大的图像编辑合成功能，以平面合成图像的方式，把手绘线稿做出仿真实效果。这在传统纸上手绘是很难做到的，必须要花费大量的时间、精力。通过使用数位板，使得手绘变得简单很多，不再需要大量的工具，修改也变得简单很多。同时在3D软件中也大量使用数位板进行数字雕塑。很多人在实际使用中数位板取代了鼠标。

二、数字技术在实物小稿及作品制作中的应用

数字雕塑的目标并不是取代传统雕塑，而是运用新的技术手段，拓展艺术思路，不再受限于过去陈旧的技术手段，使理想中的效果得以实现，在传统造型的基础上使之得到进化。

在以往不论雕塑还是产品，在实物小稿制作时，主要是以手工制作为主。在制作过程中，根据定稿的平面效果图，用泥、金属、木或亚克力等材料，通过泥塑、粘贴、焊接的手段来完成小稿制作。之后的成品制作，根据完成的小稿，按比例进行放大。如传统人物雕塑，就必须先用钢筋焊接所需高度的人物骨架，辅以木头、铅丝等。再在骨架上上泥，之后在泥上进行塑造。整体塑造完成后，再翻制模具。模具的材料根据翻制的需求选择石膏或硅胶。有了模具后就能翻制出石膏或玻璃钢材质的雕塑。最后才是根据设计需求再去铸或锻造出雕塑成品。整个过程费时、费力，且前期就需要消耗大量材料。

现今3D技术被广泛应用，3D软件层出不穷，功能越来越完善，越来越强大。数字雕塑功能可以让设计者在虚拟空间中模仿现实手法对存在或不存在的物体进行雕塑。通过3D建模，可做出任何造型，实现平面效果图所展现的效果。同时，也能展现出平面效果图上无法体现的其他各个视角下的效果。不同的视角也让设计者看到自己在制作平面效果图时没有考虑到的地方，这样就能推敲出更完善方案。以免在制作出成品后才发现无法弥补的遗憾。

（一）3D软件

用到的3D数字雕刻软件包括：3Ds max、Maya、C4D、ZBrush等。

3D Studio Max：常简称为3D Max或3Ds MAX，是Discreet公司开发的（后被AutoDesk公司合并）基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。

AutoDesk Maya：是美国AutoDesk公司出品的世界顶级的三维动画软件，制作效率极高，渲染真实感极强，是电影级别的高端制作软件。

C4D：中文名4D电影，外文名CINEMA 4D，研发公司为德国Maxon Computer，特点为极高的运算速度和强大的渲染插件。

ZBrush：是一个数字雕刻和绘画软件，告别过去那种依靠鼠标和参数来创作的笨拙模式，完全尊重设计师的创作灵感和传统工作习惯。

（二）3D软件制作的优势

从虚拟到实体这个转变的过程是传统雕塑创作中最大的问题。以往都是画好草图直接制作，平面中存在的很多问题，往往都要在制作雕塑实物时再不断进行调整，最后出来的效果可能会和开始的设计不同。

以数字建模的方式，完成从平面效果图到3D虚拟实体的转变，转变过程中存在的问题都在3D建模时调整完成。再以通过3D打印或3D雕刻做出小稿，最后再根据小稿进行放大，制作成品，而无需边制作实物边调整。成品根据应用场景、尺寸大小、材料等条件，也同样直接按比例3D打印或3D雕刻。

3D打印机又称三维打印机（3DP），是一种累积制造技术，即快速成型技术的一种机器，它是一种以数字模型为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等作粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。

3D雕刻机是对现有实物材料进行雕刻，根据不同材质、不同用途有特定的3D雕刻机，主要有浮雕雕刻机、三维雕刻机、精雕雕刻机、金属雕刻机、木工雕刻机、石材雕刻机。

3D打印最大的优势就是制造方式的革新，可根据3D模型任意打印，而且可以按比例任意放大（缩小）。由于3D打印不需要传统模具，并可快速地制造出成品，对比传统制造过程，3D打印节省了制造过程中所需的材料与时间，且理论上与雕塑制作的复杂程度无关。当然3D打印还是受限于打印材料、打印尺寸以及打印成本，不是任何材料都可以用来打印成品的，大多数情况还是以传统的方式制作成品（铸铜、不锈钢锻造雕塑；木雕、石雕可以3D雕刻的方式制作，但也受3D雕刻机可雕刻最大尺寸的限制）。目前3D打印的主要材料有塑料、橡胶及金属。在我们制作小稿中常用的为光敏树脂。光敏树脂具有较快的固化速度，成型后产品外观平滑，可呈现透明至半透明磨砂状。尤其是光敏树脂具有低气味、低刺激性成分，非常适合个人桌面3D打印系统。此外，陶瓷的3D打印技术也在大力发展，相信在不久的将来，在艺术创作道路上3D打印的可选用材料会越来越多。

三、制作流程

数字技术参与到整个设计过程之中，与传统雕塑创作的制作流程基本不变，但每一个步骤产生的结果都因此更加简便，更加精确，更具可操作性。

在雕塑创作的设计过程，从草图（手绘）开始，在PS等平面软件中，通过使用数位板，以线描的方式勾画若干个简单的设计草图。选择其中一个最佳方案制作平面效果图，在制作的过程中逐步完善草图构思不完善、不合理的部分，在平面的层面做到最理想状态。然后以调整到最理想状态的平面效果图为依据，通过3D软件建模的方式制作3D模型。从平面到三维的转变过程中，虽然在平面层面已做到最理想状态，但还是会发现很多之前没有考虑到的问题，需要在3D制作的过程中不断去调整。然后通过3D打印，打印出实物小稿，打印材料为光敏树脂，一般打印尺寸为20～30cm大小即可。最后以实物小稿为标准，按比例放大制作完成作品（放大稿），在条件允许的情况下（根据造价、用途、造型、3D打印机（或3D雕刻机）可制作的最大尺度、摆放的环境、材料等的限定）亦可直接选用3D打印（或3D雕刻），制作出成品。（表1）

表1 数字技术参与雕塑创作的设计过程

（一）平面效果图（手绘）阶段

平面效果图（手绘）阶段所取代传统做法就是纸上手工草图及效果图绘制阶段。

通过使用数位板（数位屏）绘制出设计稿，并运用PS等软件，修改制作出最终效果图。PS的优势是图片处理，所以我们应该充分利用这一点。在制作过程中合理利用图层的上下关系，分别设置线稿、阴影、颜色层，方便后期调整。为了表现出真实的材料质感，可以多找些照片素材，然后选取你所需要的部分，通过钢笔工具勾出造型，放在合适的位置，之后就是调整颜色以及光影效果。光影效果可以用画笔画黑色，然后调整图层混合模式、透明度等模仿出阴影效果；用白色来实现高光的亮面效果。用冷暖色调的不同，塑造出物体的体积感。平面效果图的制作其实不难，关键是熟练运用软件的各项功能，尤其是钢笔工具，对于刻画外观造型尤为重要。灵活使用图层工具，对塑造真实感非常有帮助。根据个人习惯，可以多个绘图软件相互配合使用，最后由PS进行整体调整效果。（图2）先使用SketchBook Pro勾出整体造型的线稿，然后再导入PS中，上明暗效果，找合适的图片作为材质，取我们想要的部分进行拼接处理，并调整整体颜色效果。最后加入阴影、高光等，加强立体感。创作过程中要注意手绘线稿的保留，使整个平面效果留有创作时的痕迹。

图2 平面效果图

（二）3D建模阶段

3D建模阶段所取代传统做法就是实物小稿制作过程，在雕塑创作中，通常为20～30cm大小的小稿。

通过3D软件建模时，以确认的平面效果图为准，可对造型进行合理的调整。从手绘草图到平面效果图是平面的，在三维空间中肯定存在不合理的情况，所以在建模时根据“面”在三维空间中的形状转变进行合理调整是必须的，不必过分拘泥于某一个特定的视角，必须整体多角度看，主观赏面效果必须得以保留。建模时还应考虑后续放大会遇到的问题，比如转折角度，凹陷的深度、开孔的孔径、面与面直接形成的夹角等，必须在保证合理性的前提下，给成品制作留有操作余地。（图3）

图3 3D模型图

首先，设计需从草图阶段开始。一般情况下，平面草图及效果图能让自己或客户知道最后的成品是什么样子的，所花的时间比3D建模要少很多。根据修改意见去修改，平面效果图相比3D模型要容易修改得多。而且，在设计初始阶段有很多不确定性，在未确认好造型的前提下就直接做3D模型会花很多的精力边做边调整，并且做出的效果可能并不理想，导致设计稿被否定，浪费大量时间。其次，作为雕塑作品，肯定会有个主要观赏面。从草图的二维直接转变为三维，会导致主观赏面不明确，影响到整体效果。最后，由草图开始先制作平面效果图，也是给设计者一个充分思考的时间，把平面效果图做好的过程，也是仔细考虑细节的过程，在后续制作3D模型时也能很好地解决从二维转变成三维时所遇到的问题。

平面效果图制作所需时间省，容易出效果，方便确认及修改。在平面效果图的基础上制作3D模型，达到事半功倍的效果。

（三）3D打印

3D打印所取代传统做法就是实物小稿模具制作，另外在条件允许的情况下，可完成成品制作。

用制作好的3D模型，进行3D小稿打印。3D打印的特点：制作时间省、材料省、打印造型多样化。随着技术的进步，目前3D打印的价格已经下降了很多，并且精度也有所提高。打印好的实物小稿清晰可辨，在电脑3D软件里所做的模型细节都能体现在实物上，然后再在小稿表面先做颜色效果，确认后，制作色板，方便在成品阶段用作颜色标准。(图4）

（四）制作成品

雕塑成品制作目前还是以传统的手工锻造、铸造等方式为主。

根据3D打印的模型，按比例放样，制作出成品。目前主要放大制作成品还是以传统方式为主，从泥塑到翻模，最后以确定的材料做出成品。（图5）当然，现在也有越来越多的作品，直接以3D打印（或3D雕刻）成品，这些作品通常是放在室内、尺寸不大、材料没限制、作品由多件不同造型组成，非常符合3D打印的特点。虽然可以用于3D打印的材料越来越多，但是以目前的技术来说，很多打印材料价格还是非常高的，比如金属材料，而有些是因为技术原因，受限于打印的最大尺寸，不适合大批量生产。所以，现在雕塑的生产方式主要还是以泥塑翻模，做出模具后，根据材料的不同，以铸造或锻造等加工手段，进行大批量生产。

图4 3D打印实物着色小稿

图5 雕塑成品

四、结语

数字技术正在改变创作方式。数字技术在艺术创作中的使用频率越来越高，渗透到每一个步骤中，对每一个人都是巨大的冲击。3D打印和虚拟技术的进步改变了创作的过程，提供了我们新的思路、新的制作方法，给予创作更多的便捷。在雕塑创作工程中，数字技术的运用虽然效率很高，但也不能完全替代传统方式制作雕塑。无论用虚拟数字雕塑还是传统手工塑造方法来制作，缺少了造型基础能力、想象力和创造力的艺术就会失去生命力。归根结底，这些新技术本身对我们而言只是工具的改变，除了努力夯实自身基础，我们更应开拓眼界，不断地学习新的软件、技术。作品的好坏不在于工具，而在于如何利用好虚拟数字技术，充分发挥艺术的想象力、创作力，虚拟与真实相融合，突破传统雕塑的限制是我们每个人必须思考、必须面对的。