3D打印服装的艺术美学特征及设计开发

张婷婷， 王宏付

(江南大学 纺织服装学院,江苏 无锡 214122)

随着科技的迅速发展，国内外涌现出大量科技与时尚服装设计相结合的案例，受到服装市场的欢迎。其中，3D打印技术正在颠覆传统的服装设计，这不仅能够让设计师实现超越平面的灵感，也让科技与时尚靠得更近[1]。

文中通过对荷兰女设计师Iris van Herpen设计作品进行分析，从审美蕴意和艺术特征两个角度切入，归纳总结3D打印服装独特的造型艺术特点。在确保服装实用性的前提下，设计开发符合3D打印服装美学特征的打结系扣结构原型。

1 国内外3D打印技术在服装中的应用

3D打印技术是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式构造物体的快速成型技术。在一次成型个性化定制中，3D打印技术在服装服饰产品的原型设计方面有极大的发展前景[2]。

1.1 国外3D打印技术在服装中的应用

国外的3D打印技术发展迅猛，其认知度强，应用范围广，近些年在服装领域也有涉及。在2011年，荷兰女设计师Iris van Herpen将时尚与科技进行碰撞产生新的火花。她的3D打印服装作品首次登陆巴黎高级定制时装周，就受到业界人士和时尚界的广泛热议和追捧。图1为Iris van Herpen设计的素白色塑料骨架礼服[3]。整个骨架服装是3D打印技术的产物，廓形硬朗，且礼服结构形态完美地贴合人体曲线，其结构繁复，立体感强，极富艺术性。这款3D打印礼服作品被美国时代周刊评为50项最佳发明之一。

图1 骨架礼服作品Fig.1 Skeleton dress

1.2 国内3D打印技术在服装中的应用

国内3D打印技术起步较晚，3D打印材料局限性大，发展速度较慢。近年来，国内知名品牌“Xuberance 极致盛放”致力于与3D打印产品相关的定制设计和研发，其创始人在2014年利用3D打印技术演绎了自己的婚礼。在婚礼中，与之相关的戒指、手捧花、婚纱、甜品、糖盒等都为3D打印设计产品。图2为以“侵天篇”为主题的3D打印婚纱[4]。

图2 3D打印婚纱Fig.2 3D printing wedding dress

图2中的婚纱款式精美绝伦，细节上精致细腻。此婚纱运用尼龙粉末材料，由EOS工业级SLS技术3D打印机烧结而成，具有非常好的柔韧性和细节表现力，兼有精度好、强度高等特点，是科技与艺术结合的产物。

2 3D打印服装的审美意蕴

服装设计的创新性已成为服装领域不可或缺的部分。服装的创新应用研究与3D打印技术相结合，可以得到意想不到的效果。以3D打印技术为依托的服装审美意蕴更加深入，艺术特征更加强烈。因现代服装的材质面料、工艺手法有限，通过3D建立立体模型的方式，能够呈现可塑性更强且传统面料难以实现的服装作品，这种创新技术带来的造型艺术美感是传统工艺无法比拟的。

3D打印技术下的服装创新设计，使得服装不仅在市场中能够获得更大价值，而且注入了众多的情感因素以及文化气息。将3D打印技术与现代服饰相结合，体现高科技为服装带来的时尚魅力和审美蕴意。Iris van Herpen是3D打印服装的代表设计师之一，她在每年的高级定制秀场中推出系列3D打印服装。她的作品不仅结构设计复杂多变，而且选用新型3D打印材料打印而成，给人们带来别样的视觉感受。

2.1 自然美

亚里士多德认为，美的主要形式是“秩序、匀称和明确”。利用计算机建立的3D服装造型更具逻辑性和秩序性。3D技术打印的立体服装线条自然柔顺，曲率光滑连续。图3为Iris van Herpen设计的服装[3]，其肩头披肩装饰造型即3D打印作品。披肩装饰的层叠褶皱弯曲自如，流畅匀称，并且左右对称；层层堆叠的褶皱变化丰富，疏密相间且详略得当；褶皱中的流线型线条利用参数化设计方法通过3D建模技术得以实现，理性地展现了褶皱造型的自然美。正如博克认为“美的事物具有小、光滑、逐渐变化、不露棱角”的特征[5]。

计算机3D建模可使服装结构曲线自然流畅，这体现了融入科技的时尚作品所具有的自然美特征。Iris van Herpen利用3D打印技术将流动感十足的褶皱装饰造型定格保留，且形态自然流畅，大大丰富其审美艺术特征。3D打印下的褶皱装饰实现了传统面料难以做到的硬挺，使左右褶皱造型能够保持原有流动状态且稳定地支撑于肩部。可见，3D打印服装不仅拥有自然美的审美特征，还能够利用理性的3D建模及思维建立更多的立体空间。

图3 褶皱造型3D打印服装Fig.3 3D printing clothing with fold modeling

2.2 形式美

形式美具有独立的审美特性，其内容是抽象的、不确定的、含蓄的。图4为Iris van Herpen 2011秋冬高级定制秀中的定格水花3D打印服装[3]。其水花泗溅的立体效果具有抽象的形式感，水作为动态的自然产物在Iris van Herpen的设计中通过3D打印被定格在美妙的瞬间。水状外观不受内容制约，展现出一种自由的形态，其审美蕴意颇为感性，形式新颖，艺术性强。作品表达了设计师对自然界生命力量的崇拜。3D打印水花是相对服装而独立存在的形式内容，水花所传达出来的信息，即是设计师欲表达的设计情感意图[5]。

图4 定格水花3D打印服装Fig.4 3D printing clothing with freezing spray

2.3 韵律美

韵律美是形式美法则中的重要构成部分。节奏韵律是一种事物在动态过程中，有韵律、有秩序、富于变化的一种动态连续美[6]。

图5为2012年Herpen在高级定制系列中的一款3D打印服装[3]。模特胸前层叠相间的螺状贝壳装饰品在表演过程中隐约透着光亮，裙摆因灯光角度不同可从深沉的黑蓝色转变成反光的亮蓝色，在立体造型的基础上又添加了前卫的视觉效果。螺状贝壳装饰品是由多个半透明的铁蓝色片材叠加而形成，这些材片为亚克力塑料片，即3D打印技术下的产物，它在连续动态中展现了富于变化的韵律美。由3D打印的蓝色材片叠加而成的螺状贝壳装饰品，其韵律节奏把握有序。设计师利用舞台光影的投射使得其服装更加生动，赋予活力，达到传统服装面料无法实现的反射效果。

图5 螺旋状造型的3D打印服装Fig.5 3D printing clothing with helical modeling

2.4 科技美

苏联物理学家米格尔指出“科学的美在于它逻辑结构的合理匀称和相互联系的丰富多彩”[7]。

具有科技美的产品特点在于构造合理，并且具有新型科学技术的支撑。由3D软件建立的服装模型结构明确，组织形态合理匀称。图6为极具线条结构感的3D打印服装[3]。图6(a)中的3D打印上衣是以白色线条相互交织而成，紧密交织的线条秩序井然，服装呈现出沉稳理性、硬朗有型的视觉效果；图6(b)中的3D打印连衣裙以白色波浪曲线均衡排布，整体结构严谨有序，对称合理。

图6 线条结构感3D打印服装Fig.6 3D printing clothing with line structure sense

3 3D打印服装的艺术特征

3D打印在服装行业的运用，改变了以往布料难以诠释的立体造型，给人们带来了焕然一新的视觉冲击。因此，在款式上，3D打印技术能够使服装形态更加丰富多彩，挥洒自如，所具备的艺术特征也更加持久弥新。

3.1 丰富夸张的造型特征

服装设计产品存在于三维立体空间，并与人的活动相关联。就视觉感官的造型而言，它包含着设计造型美学的重要基础，即节奏、韵律、比例、变化、统一等形式上的规则[8]。

图7为Iris van Herpen在2011年高级定制的服装[3]。

图7 2011年Iris van Herpen高级定制服装Fig.7 2011 Iris van Herpen works

Iris van Herpen充分利用空间想象力，塑造张扬不羁的服装廓型。运用3D建模技术构建装饰线条脉络，线条组合变化丰富，张弛有度，符合现代服装艺术美学特征，并使服装造型夸张有趣；利用3D打印技术，可使服装内部装饰线条硬朗，有支撑力，摆脱了传统面料的束缚。Iris van Herpen作品在张扬不羁中又带有有条不紊的节奏韵律，使得服装层次感强，空间感十足，完全颠覆了人们对服装的固有印象。

3.2 错落有序的结构特征

服装的结构设计是将设计思维转化为实物的必要环节[9]。图8为Iris van Herpen与奥地利建筑师Julia Koerne合作的服装[3]。图8中的作品注重点、线、面之间的关系，形成合理并符合人体结构的造型。造型设计和结构设计是相辅相成的，其图形的分布、比例的分割错落有序，理性的结构设计在计算机建模辅助下，通过3D打印得到丰富并赋予变化的结构造型。

图8 建筑纹理的3D打印服装Fig.8 3D printing clothing with architectural texture

3.3 低调素雅的色彩特征

“感觉”是人一切认识活动的基础，亦是客观事物在人头脑中的主观印象。不同的色彩能够给人带来不同的视觉感受，如红色给人兴奋、激动的感受，活泼张扬；绿色给人宁静、舒缓的感受，富有希望；黑色、白色、灰色简约沉稳且不失时尚；高级灰色系柔和素雅，和谐统一不刺眼、低调淡雅不张扬[10]。将低调淡雅的灰色系色彩运用在3D打印服装中，能够给人带来平静稳重、弱化冲突的视觉效果。图9为Iris van Herpen 2017春夏高级定制的3D服装[3]。整个系列服装以低饱和度、高明度的色彩展示，给人低调素雅的直观感受。

图9 2017年春夏高级定制3D打印服装Fig.9 Iris van Herpen works

4 3D打印服装艺术美学特征的设计开发

3D打印服装的创新需要选用先进的打印材料，采取更为夸张的设计手法，最后通过3D打印技术，体现现代服装的艺术价值。

4.1 设计概述与草图绘制

在Iris van Herpen丰富夸张的造型结构与艺术特征的启发下，此款服装设计灵感来自生活细节中的穿衣打结，故把打结系扣的结构进行再设计。其设计目的在于保留打结系扣前的空隙空间，扣结造型似环状且中空，立体感强。利用计算机3D软件Rhino建立出扣结装饰造型，再通过3D打印与服装相结合。利用扣结造型的立体结构穿插在服装中，实现时尚与科技的交叉，完成3D打印服装艺术特征下的设计初探，实现局部装饰作用，给服装带来“科技美”的审美蕴意。

为保证服装实用性，在设计中强调服装符合人体结构。例如领部多个扣结的曲线连续变化需要符合人体颈部结构。同时强调服装廓形的把握，符合3D打印服装的艺术美学特征。面料各部分相互连接或分割，并与材质不同的3D打印结扣相接，最终达到和谐统一的视觉效果[11]。由于3D打印的材质与面料存在差异，在色彩设计中，服装面料需降低饱和度，减弱对比，多选择同色系，并且选用硬挺的面料，从而与3D打印的领部装饰相协调。整个系列服装形成统一中有材质变化，变化中又色彩和谐的风格特点。

图10为设计草图。以设计切实可行、服用性强为基调，3D打印扣结造型作为装饰分别分布在服装领部、胸部、肩部以及跨部。

图10 设计草图

4.2 模型建立

扣结装饰的模型通过3D犀牛软件建立。以设计草图中第一套领部装饰服装为例，在3D犀牛软件中绘制扣结造型的外轮廓曲线，生成曲面、赋予厚度，再将边缘处理圆滑。由于第一套服装领部半圈都为连续性结扣造型，在服装传统工艺的系扣手法中，难以保留成结前的空隙状态，文中利用3D打印技术可使领部扣结实现立体空间感，具体如图11所示。

图11 独立扣结Fig.11 Independent knot

为符合自然生动、形式新颖、秩序井然的3D打印服装艺术特征，将其立体扣结进一步延展，赋予连续变化，并符合人体颈部曲线。图12为领部连续扣结。图12中每个独立的扣结环环相扣，节奏秩序分明，空间感强。

图12 连续扣结Fig.12 Continuity knot

符合人体颈部锁骨曲线能更好地展现3D打印技术的优势，利用数字建模使连续扣结能够固定在颈部位置，曲率完美，达到传统工艺难以实现的造型。图13为领部连续扣结的效果。根据设计草图，将连续扣结放置领部，贴合人体，展现女性肩颈优美曲线,这种连续扣结符合立体变化丰富、形态自然优美、节奏韵律分明等3D打印服装的艺术特点。

图13 连续扣结的效果Fig.13 Continuous knot effect diagram

5 结语

随着社会发展，普通服装结构款式已无法满足人们的穿着需求。在现代社会的服装创新上，需注入科技力量。3D打印技术的推出，给了现代服装设计更多的创新可能性。这一技术逐渐成为服装领域的热点和亮点，也同样会给服装行业带来新的变化。

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