数字技术在窑铸玻璃设计中的作用与启示

于名涛

Digital technology can provide technical assistance for kiln- cast glass production， achieve the purpose of simplifying the molding process， and also inspire the design thinking of kiln cast glass. It provides an economical and effective solution， improves the efficiency and precision of design and production， opens up a new technical route and expands the design form.

窑铸玻璃是随着玻璃工作室运动的兴起而发展和流行起来的艺术创作技巧，其和吹制玻璃完全不同的成型和烧制方式给玻璃艺术带来了新的形式。窑铸玻璃的产生与发展依托于电窑技术的成熟，是工业时代玻璃艺术的突破与创新。近50年来，经过玻璃艺术家的不断探索，窑铸玻璃的技术内容不断丰富。通过对窑炉温度的精细化控制，冷加工及表面处理技术的提升，门类交叉后复杂的造型语言及厚重的质感呈现，使玻璃艺术达到了全新境界，最终致使玻璃从观念、形态、细节、制作等方面的全面革新。目前，窑铸玻璃已经成为现代玻璃工作室中的主流形式。

窑铸玻璃从其诞生起就不断地打破枷锁，追求更为自由的形式。当下，数字技术在社会各个领域的全面推进，其在虚拟空间中直观的表现效果、多样的运算手段、丰富的形式生成方式给很多艺术设计创作领域带来了新的变化，掀起了新的设计潮流。也影响到了手工艺领域，丰富了漆艺、金属、陶艺等专业的形式内容和成型工艺，在玻璃设计创作领域亦如此。不少艺术家已经做出了尝试，比如清镜工作室艺术家郑靖、郑闻卿的作品《天境之音》；The Mediated Matte Group研究团队的装置作品“GLASS II”；艺术家卢克·杰拉姆（Luke Jerram）“GlassStock Exchange Artworks”，一个新的时代已然来临。本文尝试从数字技术的角度，探索更多窑铸玻璃设计创作的可行性途径。

一、数字技术提高了窑铸玻璃设计制作的效率和精度

可以利用数字技术简化窑铸玻璃成型的过程，使窑铸玻璃的各个技术阶段提高效率和精度。传统的窑铸玻璃工艺步骤繁琐且复杂，技法耗时费力，从模型的制作，到模具的翻制，到窑炉的烧制，再到玻璃的冷加工，过程中存在多种不可预测，但也有意外的惊喜及无与伦比的变化，这是对窑铸玻璃最直观的创作感受。1976年在英国，玻璃艺术家基思·卡明斯（Keith Cummings）引入了窑铸玻璃技法，开始了英国从吹制玻璃到窑铸玻璃的探索，后被尊为英国窑铸玻璃艺术之父。卡明斯说：“窑铸是一种缓慢的、没有效率的、有限的，甚至常常令人沮丧的玻璃创作技法……但，它同时也让人有中奖的兴奋，与炼金术般的神秘感。”卡明斯始终坚持在技术上不断进行研究与推动，通过实践理解了其中的原因以及重要性。数字技术在窑铸玻璃辅助工作方面，最为常见有窑炉的温控曲线、平面效果图绘制、创作资料收集与整理、信息沟通传递等。这些技术性工作使用传统方式也可以完成，但是效率和准确性都要低于计算机很多。数字技术的介入不仅可以提高其设计和制作的效率，还可以针对每个环节进行控制和设计，形成新的工艺生成逻辑。

设计创作的不確定性，提供了创作中必要的灵活性，使得窑铸玻璃创作可以跳出技术问题的确定性，去呈现更多的可能以及更丰富的内涵。英国哲学家罗宾·乔治·科林伍德（Robin George Collingwood）在《艺术原理》（The Principles of Art）一书中指出，当艺术家试图在作品中表现某种情感时，他并不完全清楚这个情感具体是什么，只有在作品完成时这种情感才最终确定，因此艺术创作具有强烈的不确定性与个人色彩。现代玻璃艺术中的很多作品，关注的并不是技术解决手段，而是如何充实和限定一些内涵，通过这种不确定性去探索更多的设计形式，这会成为当代玻璃艺术创作的驱动力之一。当下，数字技术的发展，致使设计创作时不直接得到设计成果，而是利用数字技术协助和启发设计思维，进而再依赖设计思维的综合与选择得到设计方案。通过处理数字技术和设计思维的关系，形成更为灵活和多元的视角，区别于传统的形成方式。

二、数字技术拓展了窑铸玻璃的设计形态

在窑铸玻璃设计创作中，为满足复杂形式和手作难度系数较高的原模创作需求，3D建模、3D扫描、3D打印的应用为窑铸玻璃创作复杂原模提供了经济有效的解决方案，扩大了前期模型的制作来源。3D建模、3D扫描提供了数字模型及数据处理基础，3D打印解决了数据到实体的转换。数字建模技术可以在很大程度上弥补手作能力的不足，可以进行模型的反复对比、修改和演示，以及数据的放大和缩小，大大提高原模的制作速度和精细度，正在以新的成型工艺逻辑应对时代的快节奏。

通过软件建模可以加深初学者对于逻辑、关联、生成、转化等基本概念的理解，使初学者具有初步的逻辑分析、判断和推演能力，提升设计思维，也是设计者从感知事物到认知事物最便捷、最高效的方式。在3D建模领域，软件的选择性很多，难易程度各不相同，运用的设备也不相同，可根据自身需求选择。例如：Nomad、ZBrush、Blender、CINEMA 4D、Rhino、3D Studio Max等，市场上这些软件基本上满足了设计建模的各种需要。使用者可以根据自身情况选择与之匹配的软件，来辅助自己的数字模型创作，依托数字模型和3D打印技术完成窑铸玻璃前期的原模创作，解脱双手的局限。比如在2021年南京艺术学院520毕业展中展出的赵苏颖、安奕明的作品《时代视域》（如图1，图片来源：作者提供）。创作者不具有熟练的手作雕塑能力，重新学习泥塑，既不能保障制作的完成度，也很难体现衣褶的细节，但是，该作品的设计创作是基于对软件ZBrush的掌握下完成模型的制作。这是一个可自由创作的建模工具，最大程度地模拟了手工雕塑，作品中对衣纹的处理成为该软件的设计优势。

3D扫描的诞生极大地拓展了设计创作中获得数字模型的途径，可以将实物进行数据化转换以及再编辑。该技术目前已非常成熟，很容易捕捉到物体的形态和尺寸，可以将物体的外观和内部结构一次性捕捉下来，也可以用来捕捉人物精细的表情、眼神和脸部动作，实现实体到数字信息的转换，直接和计算机连接并生成能处理的数字模型，具有速度快，精度高，非接触等特点。比如在2021年南京艺术学院520毕业展中展出的王辉《悲剧的演绎》系列人物雕塑作品（图2），提取了经典悲剧中的人物：俄狄浦斯王、哈姆雷特，以及罗丹作品中经典的悲剧人物“加莱义民”，基于他们的时代故事背景，进行人物的重现和演绎。以人物的服饰、动作、表情为基础，在体现人物的身份以及还原其悲惨处境的前提下，以夸张的手法进行了再设计，基于作者本人的装扮、模仿、表演，利用3D扫描、3D打印技术及后期处理，完成了最终呈现。这是一次对传统雕塑表现手法的实验，是一次对经典戏剧的变体，是一出时代的好戏。

三、数字技术开拓了窑铸玻璃新的技术路线

我们正处于一个非标准化的多元时代，也是个性化设计的时代。玻璃艺术家面对新的工艺、技巧、意识、概念、观念等，通过个性创作更深层次地理解和表达时间、空间和物质、运动相互作用等，数字技术适值可以开辟窑铸玻璃新的技术路线。数字技术发展带来的不仅是绘图方式、表达手法的转型，更将促进和完善设计及制作方法，提供新的设计思维方式。参数化设计异于其他的数字建模技术而拥有该特征，它是一个大的设计概念，不仅能辅助设计，还能影响到设计，不同于其他计算机辅助软件的逻辑生成方式。参数化设计可以实现设计过程的自动化，通过设定和调整参数得到多种形态，除了能实现手作难以达到的造型外，提供了更多的选择性，也为窑铸玻璃的设计思维提供了可行性途径。参数化设计的本质是在可变参数的作用下，系统能够自动维护所有的不变参数。因此，参数化模型中建立的各种约束关系，正是体现了设计人员的设计意图。参数化建模与参数化设计之间既有交叉，两者的范畴和内容也有很大区别，不仅提供了技术性解决方案，也启发了设计思维，人在设计中的主导地位也开始出现差距，也正是这种差距引导了新的设计方式。

窑铸玻璃设计并不只是技术问题，在满足技术要求的前提下，更多内容是通过玻璃艺术家表达和传递，这些内容并不是预先设定的或有明确的限定，而是由玻璃艺术家主动选择并且给予诠释的。它们更多地属于玻璃艺术家的个人创作，这也是玻璃艺术可以丰富多样的原因之一。虽然玻璃艺术家专注某种倾向性内容的表达，但在设计制作完成之前结果是模糊的和不确定的，只有伴随着设计制作的进展，这些内容才最终被确定下来并固化在玻璃作品中。因此在设计创作完成之前，玻璃的创作目标并没有最终确定。这个应该是设计创作与技术问题最大的区别之一。

比如在南京艺术学院参数化设计跨界工作坊中吴凡、吕洋作品《砳园》（图3），作品以“数字与材料”为研究线索，基于真实材料的视觉及性能分析，借助参数化设计实现材料数字化，赋予虚拟材料以特定的几何结构与物理属性，探索材料形式与物理性能之间的数字关系，借助数字化的材料物理性能生成艺术化的材料形式特征。作品《砳园》以中国古典园林为主题，太湖石为主要意象进行创作。基于真实材料的数字属性，通过制作具有特殊张拉性能的虚拟材料与动力学系统产生交互，生成多解、发展、变化的结果。设计过程研究了膨胀与收缩力驱动下的形式发生逻辑以及自然拓扑结构研究。将形式背后抽象的动力学系统数字化，使之成为数字设计中形式建构的方法与手段，应用于形式设计中。作品将紫砂材质的“软”和太湖石的“硬”相结合。这种结合，不是简单的局部拼接，也不是粗暴的外形模仿，而是充分利用两种材质的特点，进行错置与重构，具有中国传统的审美文化理念的同时，又与传统紫砂壶样式有所区别。

四、总结

数字技术与现代玻璃艺术的交融势在必行，通过数字技术简化和分解窑铸玻璃成型的过程，以适应全球多元文化的冲击。20世纪的艺术以多元、宽容、叛逆性、跨越性、边缘性和不确定性为标志，主张平等对话，消解权威与中心，一扫传统的同一性、整体性、中心性、元话语，表现出不同的目标和价值选择。因此，我们在接受新的事物同时，更需要以冷静的、客观的态度来看待技术革新的潜在效用。现在有人大胆提出数字技术可以独立于人的干预创造一些新颖成果，替代人在设计中的主导地位，而另一些人則质疑这样的成果是否真的具有价值与意义，认为人的思考与表达具有某种特殊性，不能被数据和算法所取代，这需要我们继续研究和探索。

本文为2021年江苏省研究生培养创新工程（项目编号为SJCX21_0909）《计算机数字化在玻璃窑铸艺术中的辅助应用》成果。