3D 打印技术对聋人大学生动画设计实践能力的影响

卢亚苏 于子程 南京特殊教育师范学院 美术学院

一、3D 打印技术

3D 打印属于三维技术的一种，从广义上来讲是指包含多种不同成型工艺的三维实物成型技术，遵循的是类似打印机从无到有打印的成型思想。3D 打印按照字面意思通俗的讲就是三维化的打印技术，其中 3D 一词概括了这种技术的应用领域为三维实物成型，而打印一词形象生动的描述了三维快速成型的实际打印过程，即堆积成型。

狭义的3D 打印从成型工艺的角度来看，指的主要是以增材制造技术为核心打破传统成型方法的技术。应用数字模型实体技术和机械自动化成型系统结合的方式，不需要添加其他辅助加工程序即可制造结构复杂的三维实物产品，通过 3D 打印技术的应用，大大简化了产品的生产周期，大幅度节省了生产成本。3D 打印技术已成为了近几十年来颠覆传统工业制造领域的重要突破。

3D 打印技术诞生于 20 世纪 80 年代后期的3D 打印技术，在专业领域也被称为快速原型制造（Rapid PrototypingManufacturing，RPM）技术，相对于传统技术具有不可替代的优势。

3D 打印过程分为结构设计、切片处理和完成打印。3D 打印的设计过程是：先通过计算机建模，再利用数据处理软件将建成的三维模型划分成逐层的截面，就是切片，进而指导打印机来进行逐层打印。

国内 3D 打印行业早期的发展大都在学术研究上，主要处于理论阶段的研究。近年随着 3D 打印技术和其它学科的突破，增材制造已在某些领域的得到了应用，走向了实践道路。

二、3D 打印的应用范围

在我国 3D 打印已经拥有比较成熟的技术支持和广泛的应用范围，受到各地政府的大力扶持和关注。2012 年在我国政府扶持下建成第一个 3D 打印产业园，这意味着我国开始和国际接轨，逐渐重视与发展 3D 打印。随着 3D 打印技术的发展，不断提升制作的精度的同时，制作成本开始不断下降，带来了传统印刷产业的变革，对各行各业都提出了新的挑战，可以说3D 打印的发展是势不可挡。

近些年我国的3D 打印技术迅速发展，在我们生活的方方面面都出现了3D 打印技术相关产品，尤其是在医学、艺术设计、工业制造、教育教学、航天航空科技、汽车制造行业、建筑设计、军事研究、考古研究等行业。而在动画和动漫衍生品方面发展也是比较迅速，比如美国动画《超能陆战队》中用动画的形式展现了3D 打印以及 3D 打印扫描技术的运用，让这一技术被更多观众所熟知。还有问鼎奥斯卡的动画电影《通灵男孩诺曼》表面看起来是黏土动画，其实影片放弃了以黏土为原材料的传统手工制作方式，而是采用 3D 打印来制作动画角色的全部面部表情，通过计算机计算不同的排列顺序，最后获得大约150 万个完全不重复的角色表情来作为整个动画角色面部表情的素材库。《魔弦传说》获得第 74 届金球奖最佳动画长片的提名，平均每天只能拍出 2到5 秒的镜头，整个动画制作时间长达5年之久。影片同样利用 3D 技术打印制作了9 英寸高的男主角 Kubo ，为了丰富角色表情，达到自然真实的效果，Kubo 有 11007 个不同的姿态，4429 个不同的眉毛表情，23187 个不同的面部造型。创造出4800 万种不同的表情和神态组合的可能性。在场景设计上运用 3D 技术打印出一个个真实世界等比缩小的微观场景，让人惊叹。

在动漫周边产品领域，传统动漫衍生产品以树脂材料为主进行制作，3D 打印技术以动漫衍生品的实体产品作为重点开发对象，丰富了产品的材料种类，充分发挥了动漫衍生产品的独创性和多样性，提升了动漫产品的收藏价值与观赏价值。

三、3D 打印技术对促进聋人大学生动画设计实践能力的影响

1. 3D 打印技术可以提升聋人大学生动画制作的工作效率

聋人大学生占残疾人大学生的比例大约百分之八十左右，作为残疾人大学生中的一个非常重要的群体，在生理、心理、社会适应方面他们都有其自身的特殊性。相对于健全大学生，由于交流沟通能力的障碍，在学习效率和工作效率方面比较慢。动画设计是一门实践性很强的专业，需要学生有很强的操作能力和实践能力。我们以南京特殊教育师范学院为例，研究3D 打印技术的介入对聋人大学生动画设计工作效率的影响。

动画设计初期的形态都是在平面上完成，与动画后期部分组合形成最终平面动画或者立体动画的效果。动画角色造型和场景造型也是通过点、线、面、体共同组成的，结合在一起的四个基本要素最终形成了逼真的动画效果。然而，在动画设计与制作的过程中也要运用这两种平面构成和立体构成两大要素，平面与立体结合起来最终组成了一个完整的形态。但动画角色作为动画的主体，与其他设计不同之处是它要考虑到人体的结构。正因此，从动画设计到制作过程，聋人大学生可以确定动画角色部位的具体数据，并用三维的设计来解决二维平面设计中出现的问题。动画角色的外形都是在二维的图纸上设计修改，3D 技术可以而将二维空间的绘制问题放在三维空间中解决。动画设计不同的动画角色结构等基础元素能通过现代化计算机辅助设计技术实现智能化的设计和呈现，通过 3D 技术能够在计算机系统里从不同角度非常清晰明了地展示动画角色的外在造型以及内部结构设计的立体效果，便于聋人大学生一目了然地熟悉动画角色的基本特征，正确理解角色的比例特点，同时也使设计的修改更加方便，在计算机上观察三维立体效果，如果遇到不满意可以随时修改数据，节省时间和精力，提升工作效率。

2. 3D 打印技术可以提高聋人大学生动画角色设计的准确度

无论是传统动画角色还是 3D 打印动画角色，都应该满足市场需要和受众对动画角色造型的美观要求。因此，动画角色造型设计尤为重要。它是对动画角色的面部造型、肢体动作、整个角色的色彩作出富有创意和美感，并适合于动画衍生产品生产的设计。

动画造型设计都是手绘为主，依靠的是设计师测量准度和熟练程度，但聋人大学生在学习动画造型设计的时候由于沟通和理解能力存在障碍，往往最后作品与他们的理想成品会有偏差。尤其是动画角色的比例，聋人大学生在绘制过程中很容易出现误差，传统动画角色设计都是手绘，在纸上观看，因为纸张绘制的平面性，聋人大学生很难运用立体思维来理解角色的内部构造。3D 打印技术可以完美解决这个问题，3D 打印技术是运用计算机技术，建立三维模型，在软件中直接输入数据并通过专业设备一比一输出，极大地提高了动画角色成品的精度和美观程度。3D 打印产品可以拿在手中观看抚摸，延伸了对动画角色的更多体验，增强了视觉感官，更方便他们对角色比例构造的理解和掌握。同时更加方便聋人大学根据设计要求进行数据修改和设置，使动画角色符合设计要求和规范，有利于他们对动画角色的结构的理解和掌握。

在动画角色面部表情的塑造中，不同的表情需要制作不同的表情变化过程的面部模型且还要保证面部质感，这是一件极其耗费精力和金钱的事情，如果角色模型制作数量不够或在模型制作过程中出现失误和瑕疵，就会导致动画角色表情不自然、僵硬、奇怪，缺乏真实感。聋人大学生在绘制动画角色表情的时候会出现失误或不精确，这样很容易导致动画角色看起来不真实，也非常影响后期动画衍生产品的设计与开发。而当3D 打印技术运用到动画角色制作中，通过3D 技术在计算机系统里对具体角色的数字进行纠正，然后使用不同种的“打印材料”对不同的动画角色进行 3D 打印，这样不仅保留了打印材料的原始性，并且纠正后角色造型更准确，角色材质细节可以展示的更加精美，实物制作成型后也保证了比较逼真的质感和手感，给人们呈现出非常好的视觉感受。3D 打印技术的融入可以提高聋人大学生动画角色设计的准确度，同时能比较好的辅助聋人大学生表达出他们独特的创意。

3.3D 打印技术可以提高聋人大学生动画衍生产品设计的多样化

动画设计可以让人们身心愉悦，而3D 技术的加入可以让创意与艺术和技术相结合，使得动画设计更加具有观赏价值和审美意义。计算机技术的快速发展，为动画设计尤其是偶动画设计奠定了强大的技术基础。聋人大学生可以通过计算机软件进行3D 建模，输入相关具体数据，就能够将动画角色设计效果显示出来。3D 建模软件能设计出复杂角色的结构，配合3D 打印一体化成型技术，可以满足聋人大学生对于自己创意的个性化体现。将 3D 打印运用于动画衍生产品设计中，通过不同具体数据输入，再结合新材料和新工艺处理，可以做到动画衍生产品多样化定制。同时因为 3D 打印是现代数字化科技，能在动画衍生产品制作出来之前一直在计算机中作为数据存储，学生们只需将相关的数据文件通过互联网进行传输和交流，不仅可以解决聋人大学生和健听大学生的交流问题，还可以节省存放空间，很大程度上可以降低生产成本，同时能最大化发挥材料的利用率。

随着3D 打印技术速度和效率的不断提升，3D 打印出的动漫衍生产品精度也将进一步提高。动漫衍生产品设计需要学生有较强的设计性思维和空间思维能力，3D 打印技术还可以带给聋人大学生不一样的感受。在项目实施中，给予学生一定的空间，倡导善于发现生活周边的存在的问题，借助专业知识解决生活、学习方面的一些困难问题，让他们摒弃以前固有的设计思想，思考和学习更加合理的创意思维，提高了聋人大学生动画衍生产品设计的多样化。

四、结语

新一代的大学生是“大众创业，万众创新”的核心力量，创业需要有创新的意识，更需要有全新的知识和技术做保障。本文主要谈论了3D 打印技术对促进聋人大学生动画设计实践能力的影响，并且详细描述了3D 打印技术对于聋人大学生动画设计和制作方式带来的优势，阐述了使用3D 打印技术在动漫衍生产品设计制作中开发应用将会给聋人大学生带来新的感受和体验。3D 打印技术的发展为大学生的创新创业提供了一个杠杆，架起了一座通往成功的希望之桥。如何利用3D 打印等新技术提高聋人大学生实践能力，同时在各方面有更多的创新，将是设计师和艺术教育相关人员需要思考的问题。