数字雕刻技术与3D打印复合材料模拟水墨画效果应用\t

摘 要：在现代科技的推动下，数字雕刻技术以其清晰、高效的工作流程和精细的造型能力，为三维设计领域注入了一股革命性的力量。结合光固化3D打印技术，不仅缩短了从设计到实体的转化周期，更以其极高的精细度为传统文化的传承与创新提供了新的舞台。“水墨画”，这一中国传统文化的璀璨明珠，以其独特的表现和深邃的意境，成为与现代技术相结合的完美元素。本文将通过对水墨画的细致分析，深入探讨如何运用数字雕刻与3D打印技术相结合制作出“复合材料”的实体模型，再经过后期处理等步骤，捕捉并表现水墨画的神韵与意境。这不仅是对传统艺术的现代演绎，更是一次创新的尝试，旨在推动中国传统文化的传承与发展。通过这种跨学科的融合与创新，我们期望为传统文化的现代传播开辟新径，让更多人领略到中国传统文化的独特魅力。

关键词：数字雕刻；水墨效果；3D打印

中图分类号：TS932 文献标识码：A 文章编号：2096-0905（2024）18-00-03

“水墨画”这一源远流长的中国传统艺术形式，已历经千年的沉淀与演变，蕴含着深邃的文化与美学价值。唐代见证了水墨画的蓬勃发展，经济的繁荣与文化的兴盛为艺术创作提供了肥沃的土壤。在这一时期，山水画异军突起，成为画坛的主导，孕育了吴道子、李思训、王维等一批水墨画大师，推动了水墨艺术的繁荣与主流地位的确立。进入宋元时期，水墨画的成就达到了前所未有的高度。写意水墨画在此间不仅技法日臻完善，更在表现传统文化韵味与艺术家个人情感上实现了突破，开辟了意境与情感表达的新境界。随着明清时期乃至近现代的来临，中国水墨画中的部分元素与西方绘画技法的明暗写实风格相互融合与借鉴，使得水墨画的影响力进一步扩大，攀上了新的艺术高峰。在当代，水墨艺术正展现出其多元化的发展趋势。艺术家在继承传统水墨画精髓的同时，不断探索创新，将水墨元素巧妙地融入平面设计、服装设计、招贴设计等多个领域，为水墨艺术在现代社会注入了新的活力。近年来，科技迅猛发展为传统文化的传承与创新提供了新的机遇。数字雕刻和3D打印技术的结合，使得水墨艺术得以在现代生活中展现新的形式，也让传统艺术的精髓得以跨越时空与现代审美进行对话[1]。

光固化打印技术的精确性和灵活性，使得水墨元素能够渗透到生活的每一个角落，无处不在地展现着水墨艺术的独特魅力。通过复合材料的运用，艺术创作获得了更广阔的空间。这不仅扩展了艺术表现的物理边界，也增加了艺术作品的多样性和可能性，让水墨艺术在保持传统韵味的同时，也能展现出现代的创新精神。通过雕刻技法、光敏树脂调整与后期处理技术，实体模型能够更真实地再现水墨画的神韵，为传统艺术的现代演绎提供了新的途径。

本文聚焦于水墨元素的艺术衍生品，探索其与数字雕刻、3D打印技术相结合的创新路径。我们致力于寻找一种创新的方式，使传统水墨元素在新时代焕发新的活力，为传统文化的传承与发展贡献力量。通过这种跨时代的融合与创新，我们希望水墨元素不仅在国内蓬勃发展，更能在国际舞台上大放异彩，成为促进不同文化交流的桥梁。

一、核心概念

（一）数字雕刻技术

数字雕刻技术是一种在虚拟环境中通过软件对物体进行雕塑的技术。它允许艺术家和设计师在三维空间中自由地塑造和雕刻模型，具有高效性和灵活性，能够创造出复杂的几何形状和细节（笔者在本文中使用ZBrush软件作为演示）。

（二）光固化3D打印

光固化3D打印（Stereolithography， SLA）是一种利用特定波长的光（通常是紫外光）来固化液态树脂材料的增材制造技术，具有精度高、表面光滑、材料多样性等特点。广泛应用于原型设计、珠宝制造、医疗模型、艺术品复制和研究等领域。

（三）水墨元素

3G2zkpYWSEOd3xKP+owwuNDWtUhJGBGwukBXSoWLG+I=水墨元素是指以水和墨为主要材料，通过特定的绘画技巧在宣纸或绢上创作的艺术形式。它强调墨色的深浅变化和水的流动性，追求意境与神韵的表达。水墨元素是中华民族传统文化的重要组成部分，它不仅承载着丰富的历史和文化价值，还蕴含着深厚的道德理念和哲学思想。在数千年的发展过程中，水墨艺术深受儒家、佛教和道家哲学的影响，形成了独特的艺术风格和表现手法，即：染、浓、阴、阳、虚、实、留白等表现手法[2]。

二、数字雕刻技术模拟水墨画效果研究

（一）数字雕刻中的留白

“留白”作为中国水墨画创作中不可或缺的一种技法，指的是在创作过程中有意识地留下部分空白，使这些空白与整体画面产生强烈的黑白对比和虚实交错，从而营造出“无画处皆成妙境”的艺术效果。画中“白”的存在并非随意，而是经过画家精心设计和推敲的结果。同样，我们使用数字雕刻软件进行模型制作时就需要预先进行区域的划分，最终决定画中“白与黑”的位置。以笔者制作的“马”模型为例，解释黑白区域划分方式，如图1、图2。

在雕刻模型之前就需要了解空白部分与画中色彩元素之间相辅相成的关系，通过互补不仅能够突出画面主体，还能增加画面的空间层次和构图的丰富性，如图3、图4所示。

（二）数字雕刻中的气韵

“水”可以说是中国传统水墨画的重要材料之一，水与墨的融合可以衍生出飘逸、灵动之美，正是这种独特的韵味使得水墨画具备了“表与里”，画家将自己的精神内涵与哲学思想通过运笔融入浓淡虚实之间。在水墨画技法中，墨为“实”，是构成画作“筋骨”的形；而水墨渲染所成之水韵则为“虚”，是体现画作“思想”的意。水与墨交融于干湿浓淡之间，虚实相辅相成最终构成妙境，气韵就在这生动的变化中[3]。

数字雕刻模型是构建“形”的过程，如果太在意模型的准确度就丢失了“意”的部分，最终导致做出的模型失去了水墨画中的平衡与调和。因为最终打印的作品颜色为色精的调节色，所以笔者按照写意画法规则，调整模型表面厚度来模拟水墨的笔触与线条效果，如图5、图6所示。

打印完成的成品，由于内壁的薄厚差异可以模拟出颜色过渡效果，再配合后期绘制的晕染效果可以在三维实体模型上一定程度地模拟出气韵的变化，如图7所示。

（三）数字雕刻中的纹理

水墨纹理是墨色深浅、浓淡、干湿在宣纸上勾勒出的质感与层次，不仅赋予了作品以空灵与悠远的意境，更是艺术家情感与心境的抒发。那么以数字雕刻模型为载体的话，我们如何将这份独特的水墨韵味，从二维的宣纸跃迁至三维的空间呢？这就需要谈到复合材料的问题，特别是光固化3D打印的主要材料“光敏树脂”。

市场上的众多光敏树脂打印料中，笔者经过对比测试，选择了“透明无色树脂”作为创作的主要媒介。这一选择，基于两个理由。首先，透明无色的特性，为色彩的自由调配提供了无限的可能性，使用“色精”这种染色工具可以让我们像调配水墨一样，随心所欲地调整树脂的浓淡，实现从单一色彩到多色渐变的丰富变化。其次，这种树脂在模拟水墨的晕染效果上有着独特的优势。无论是单一色彩的柔和过渡，还是多色彩间的自然衔接，都能在树脂的流动与固化中得到完美的体现。通过精确控制打印过程中的曝光时间，水墨的晕染纹理得以在3D模型的表面固化，使得打印出的模型不仅在形态上，更在质感上，呈现出水墨画独有的艺术魅力[3]（见图8）。

（四）数字雕刻的后期处理

水墨画之所以独具魅力，源于水与墨的交融、笔触的流转以及宣纸的承载，这些元素的和谐共鸣，无需额外的修饰，便能自然流露出作品的韵味。然而，当数字雕刻的虚拟文件通过3D打印技术转化为实体模型时，虽然形态得以呈现，却往往缺乏了那份意境的深度。因此，对模型进行恰当的后期处理，显得尤为关键。

在树脂模型的表面着色，是一项与传统绘画截然不同的工艺。由于材质的本质差异，树脂表面的色彩变化与宣纸的绘画质感迥异，这对水墨元素的表现力提出了新的挑战。在经过一系列颜料的试验与探索后，笔者最终选择了“指甲油”作为上色材料。指甲油的可洗特性，使其在树脂表面能够产生独特的晕染效果，仿佛水墨在宣纸上的自然流淌，使打印模型产生了类似水墨画独有的艺术效果[4]。

这一创新的上色手法，不仅丰富了模型的视觉效果，更在材质与色彩的交融中，捕捉到了水墨画的灵魂。通过这种巧妙的后期处理，3D打印的模型得以跨越物质的界限，展现出与水墨画相媲美的艺术境界，如图9、图10所示。

（五）数字雕刻的拓展

水墨画不仅仅是一种视觉的享受，更是一种哲学的思考和主题的探讨。它以自然为镜，以人生为题，透过那一抹抹墨色，折射出深邃的哲学思想。当我们想要将这种哲思融入具象化的三维模型中，就要了解水墨画特点，通过精心设计模型，引导观者走进一个充满意象和思考的艺术世界。

想要保持水墨画的独特韵味和艺术魅力并巧妙地将其融入三维模型的创作中，这不仅需要我们对水墨艺术有深刻的理解和感悟，更需要我们灵活掌握数字雕刻技术。想要创作出既新颖又独特的艺术作品，我们不仅要捕捉自然之美，更要捕捉自然之魂，让观者在欣赏的同时，能够感受到那种超越视觉的深层思考和情感共鸣。

n3gHNu7B5C19XBjizma4zzB2n8/6R7FQ3fmbQZ1MFko=三、结束语

水墨画是在宣纸上使用水韵、墨色展现“形”与“意”的艺术形式。然而，当这门古老的艺术形式被引入到现代的数字雕刻与3D打印技术中，我们发现，尽管三维模型能够完美地再现水墨的“形”，但其“意”的传达却显得力不从心。为了弥补这一缺憾，笔者通过不断的实验和探索，发现利用复合材料可以模拟水墨画中的“意”，从而使三维模型不仅拥有水墨的骨法，更蕴含了水墨的意境。在本文中，我们深入探讨了如何在三维模型上体现水墨画的特点，但在此过程中，我们绝不能忽视艺术作品的真正内涵。中国水墨画这种艺术表达形式其精髓在于追求“味外之旨”“象外之象”“景外之景”的意境，即“言有尽而意无穷”的境界。

在数字艺术领域中，数字雕刻技术赋予了我们无限的创意空间，让我们得以塑造出心中所想的数字模型；而3D打印技术，则将这些虚拟的构想转化为触手可及的实体。这一切的成就，都归功于科技的飞速进步。然而，这些技术终究只是我们手中的工具，它们创造出的模型，不过是新时代艺术表达的一种新载体。我们更应发挥自身的创造力，超越物象的局限，挖掘并传达更深层次的艺术意境。期望笔者个人的探索能够激发观者的灵感，让中国传统文化在新技术的浪潮中发出更加璀璨的光芒。

参考文献：

[1]方君若.水墨元素在平面设计中的应用探讨[J].大众文艺，2022（23）：35-37.

[2]王健.数字雕刻技术在动漫衍生品设计课程中的应用[J].新美域，2022（08）：98-100.

[3]吴德亮.水韵墨色入画境——刘赦的水墨艺术[J].美术观察，2023（01）：120-121.

[4]王裕亮，倪铮.水韵心迹——中国传统水墨语言于马琳·杜马斯作品中的体现[J].通化师范学院学报，2023，44（01）：106-111.

基金项目：长春大学旅游学院2022年度创新创业发展基金“数字雕刻技术与3D打印复合材质模拟水墨画效果研究”（项目编号：JS2022053；项目负责人：王辛）阶段性成果。

作者简介：王辛（1982-），男，黑龙江齐齐哈尔人，本科，讲师，从事艺术设计、数字媒体设计等研究。