3D打印背景下數(shù)字雕刻在動(dòng)漫衍生品開發(fā)中的應(yīng)用研究

陳鋒

（福建工程學(xué)院 設(shè)計(jì)學(xué)院，福州 350118）

引言

3D打印在原理上其實(shí)就是一個(gè)先獲取3D數(shù)據(jù)模型文件，再將其輸出打印成雕塑實(shí)物的過程。在3D打印技術(shù)日益廣泛應(yīng)用的背景下，數(shù)據(jù)模型文件的獲取方式和制作效率則格外引人注目。目前市場上模型的3D數(shù)據(jù)捕獲方式大致分為兩種：一種是通過3D數(shù)字掃描儀對已有立體模型進(jìn)行掃描生成采集數(shù)據(jù)；另一種是通過計(jì)算機(jī)數(shù)字建模軟件從無到有重新建立完整的3D數(shù)字模型。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)建模方式因造型理念落后、效率低下、流程繁雜、學(xué)習(xí)周期漫長、創(chuàng)作過程不夠直觀等因素受到藝術(shù)家和創(chuàng)作者的詬病，數(shù)字雕刻手段的出現(xiàn)則恰好解決了這一類問題，擺脫了設(shè)計(jì)束縛和限制，釋放了設(shè)計(jì)師的想象力。

一、數(shù)字雕刻在動(dòng)漫衍生品中應(yīng)用

數(shù)字雕刻是隨社會(huì)發(fā)展出現(xiàn)的一種新型設(shè)計(jì)開發(fā)模式，在中國亦是新鮮事物。具體指在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中通過雕刻軟件模擬現(xiàn)實(shí)雕刻的方式去制作數(shù)字化的場景和角色，然后以3D數(shù)字模型為原型，通過3D打印設(shè)備逐層堆疊累積的方式輸出為雕塑實(shí)物。通俗點(diǎn)說，就是在數(shù)字雕刻軟件里把一團(tuán)數(shù)字泥巴像傳統(tǒng)泥塑一樣自由拉升塑形，結(jié)合各種數(shù)字雕刻刀工具對模型進(jìn)行細(xì)分雕刻，然后調(diào)整和精雕成為設(shè)計(jì)師想要的三維模型效果，最后將模型3D打印輸出。數(shù)字雕刻技術(shù)解決了傳統(tǒng)多邊形建模的大量頂點(diǎn)編輯的工作所帶來的效率低下問題，界面更直觀，更易于上手，釋放了設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作靈感。目前市場上最具代表性的兩大數(shù)字雕刻軟件是Zbrush和Mudbox。值得注意的是，為了模擬傳統(tǒng)雕刻技法中雕刻刀的雕刻力度，數(shù)字雕刻在創(chuàng)作時(shí)，通常是配合Wacom公司生產(chǎn)的數(shù)位板、數(shù)位筆甚至數(shù)位屏來使用的。

我國動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值每年都在突飛猛進(jìn)，而開發(fā)一個(gè)動(dòng)漫品牌，70%以上的利潤是由動(dòng)漫衍生品研發(fā)與銷售實(shí)現(xiàn)的，其中數(shù)字雕刻扮演了愈來愈重要的角色。在實(shí)際運(yùn)用領(lǐng)域，如動(dòng)漫形象模型（俗稱動(dòng)漫手辦）、動(dòng)漫玩具、動(dòng)漫Cosplay動(dòng)漫服飾與道具、定格動(dòng)畫模型、動(dòng)漫食品打印等，亦都能見到數(shù)字雕刻技術(shù)的身影。以動(dòng)漫玩具模型的開發(fā)生產(chǎn)為例，傳統(tǒng)制作過程需圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、模具開發(fā)、材料翻制、工業(yè)化量產(chǎn)等諸多繁雜工藝且開發(fā)周期非常漫長，如今只需在數(shù)字雕刻軟件中精心雕刻好目標(biāo)角色，再進(jìn)行3D輸出打印與后期上色處理即可完成。打印成型過程無需人工參與，且商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)性較小。據(jù)筆者了解，在玩具模型行業(yè)，現(xiàn)今已大范圍運(yùn)用數(shù)字雕刻手段配合3D打印技術(shù)進(jìn)行玩具成品的打印輸出，動(dòng)漫手辦模型領(lǐng)域亦正逐漸從手工制作方式向數(shù)字雕刻流程轉(zhuǎn)向。

＞ 圖1 伽剛特爾數(shù)字雕刻（陳鋒）

＞ 圖2

二、3D打印背景下數(shù)字雕刻在動(dòng)漫衍生品開發(fā)中的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）開發(fā)效率提升，開發(fā)周期縮短

在數(shù)字雕刻技術(shù)出現(xiàn)以前，藝術(shù)家在建立3D數(shù)字角色模型時(shí)，通常是采用Polygon多邊形頂點(diǎn)建模方式。由于Polygon建模方式主要依靠鼠標(biāo)和參數(shù)來對模型多邊形堆棧的Vertex、Edge、Border、Polygon、Element等子元素編輯和修改來實(shí)現(xiàn)建模過程，無論是操控方式還是制作效率都無法與基于數(shù)位壓感技術(shù)的數(shù)字雕刻建模方式相匹敵。數(shù)字雕刻的出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)多邊形建模的大量頂點(diǎn)編輯的工作所帶來的效率低下問題，設(shè)計(jì)理念亦更為先進(jìn)。以前想掌握3D建模技術(shù)，必然繞不開3dmax 或Maya這類的大型三維軟件，而這些專業(yè)建模、動(dòng)畫軟件大都命令繁雜，因其集成了動(dòng)畫模塊所以體積龐大，功能臃腫，初學(xué)者面對它往往一頭霧水，不知所措。而數(shù)字雕刻軟件如Zbrush與之相比則界面友好得多，更專業(yè)化于建模效率的提升，學(xué)習(xí)周期也大大減少，告別過去“學(xué)軟件先學(xué)一大堆繁瑣命令”的窘境。更顯著的是，由于效率的成倍提高，以往使用傳統(tǒng)雕刻方法建立一個(gè)復(fù)雜的角色模型往往至少需要數(shù)十天的時(shí)間，但是現(xiàn)在通過數(shù)字雕刻手法，雕刻一個(gè)模型只要1～2天，有的甚至只需數(shù)個(gè)小時(shí)即可完成設(shè)計(jì)過程。圖1為筆者在數(shù)字雕刻軟件Zbrush中根據(jù)著名游戲植物大戰(zhàn)僵尸的怪物形象雕刻出來的伽剛特爾的3D數(shù)字模型，從空場景到建成僅約五個(gè)小時(shí)的雕刻時(shí)間。這是使用傳統(tǒng)建模方式不敢想象的效率。

另一方面，若與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、模具開發(fā)、塑形量產(chǎn)的傳統(tǒng)工業(yè)制造流程進(jìn)行比較，數(shù)字雕刻流程則具有開發(fā)周期短、按需制造、成本低廉、環(huán)保高效等諸多優(yōu)勢，契合了動(dòng)漫衍生品行業(yè)即時(shí)傳播、快速銷售的特性，可以快速搶占市場商機(jī)。傳統(tǒng)塑形制造方式技術(shù)復(fù)雜、周期冗長、過程緩慢、原料消耗大，且通常為風(fēng)險(xiǎn)度較高的大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)過程通常伴有一定的廢棄副產(chǎn)品和粉塵污染，這些都無形中抬高了動(dòng)漫衍生品企業(yè)的開發(fā)和制作成本。數(shù)字雕刻流程縮短了產(chǎn)品研制周期，摒棄傳統(tǒng)制造的注塑成形等繁瑣環(huán)節(jié)，讓動(dòng)漫衍生品的開發(fā)過程變得簡單直接。

（二）創(chuàng)作過程更加直觀

以往，動(dòng)漫衍生品開發(fā)通常多采用Polygon多邊形建模方式，一般是先建立一個(gè)四邊平面，然后對邊或面進(jìn)行擠出、復(fù)制、拉升等調(diào)整操作進(jìn)而擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)整個(gè)三維動(dòng)漫產(chǎn)品模型的建立（圖2左），這種由點(diǎn)帶面展開的傳統(tǒng)建模方式注定了其一開始就很片面，難以把握造型大局，并且設(shè)計(jì)效率低下，一旦細(xì)節(jié)比例不對，則陷入難以收拾的窘境。雖然可以通過增減Edge線條或修改平面實(shí)現(xiàn)對細(xì)節(jié)部分的修改，但面對結(jié)構(gòu)穿插關(guān)系很復(fù)雜的模型，就顯得束手無策了。而數(shù)字雕刻方式是對模型施加整體、多面數(shù)的調(diào)整，利用數(shù)位壓感筆所作用的壓力范圍直觀地實(shí)現(xiàn)模型的調(diào)整操作（圖2右），因此每次操作步驟所帶動(dòng)的模型面數(shù)更多，調(diào)整也更為犀利。此外，使用數(shù)字雕刻手段，其雕刻步驟通常是從大形初雕——局部細(xì)雕——增加面數(shù)——細(xì)節(jié)精雕的創(chuàng)作流程，引導(dǎo)設(shè)計(jì)師在雕塑過程始終以整體視角進(jìn)行模型的設(shè)計(jì)開發(fā)。相對于使用鼠標(biāo)笨拙地點(diǎn)擊和拖拽、輔以命令參數(shù)的傳統(tǒng)3D建模創(chuàng)作模式，數(shù)字雕刻使用數(shù)位筆的范圍式的模擬傳統(tǒng)畫筆或雕刻刀的操控方式，創(chuàng)作過程更加自由，尊重了設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作靈感和傳統(tǒng)工作習(xí)慣，對動(dòng)漫衍生品對象的造型把控更為整體和直觀，真正做到了“所見即所得”。

（三）高還原度、高精準(zhǔn)性，材料選擇豐富

由于數(shù)字雕刻流程主要在計(jì)算機(jī)中使用雕刻軟件來完成，雕刻面數(shù)甚至能達(dá)到超億級別，因而可以輕松雕刻出傳統(tǒng)制造方式難以構(gòu)筑的復(fù)雜形態(tài)和結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)限制和束縛只取決于藝術(shù)家自身的想象力。3D打印可以采用各種各樣的材料，比如塑料、金屬、陶瓷、石膏、樹脂等甚至巧克力、奶油這樣的食物原料。新材料的不斷開發(fā)，豐富了設(shè)計(jì)表現(xiàn)形式，結(jié)合數(shù)字雕刻手段可以充分展示我國動(dòng)漫衍生品的民族元素和發(fā)展水平，提高動(dòng)漫衍生品的科技含量。

圖3為曾經(jīng)獲得過艾美動(dòng)畫獎(jiǎng)的美國Stoopid Buddy Stoodios工作室創(chuàng)作的《超級豪宅》動(dòng)漫手辦模型的創(chuàng)作過程，在設(shè)計(jì)師進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)字雕刻建模后，使用樹脂材料3D打印輸出成實(shí)體模型，再由上色師為模型打磨和最終上色處理。由于采用了數(shù)字雕刻技術(shù)，角色塑造逼真，細(xì)節(jié)豐富，細(xì)微到如頭發(fā)絲、眼睛周圍精細(xì)的魚尾紋都清晰可見。該公司認(rèn)為，數(shù)字雕刻技術(shù)在角色塑造和精準(zhǔn)還原方面起到了極其重要的作用，在制作周期上也有了很大的提高。

（四）滿足個(gè)性化定制

＞ 圖3

3D打印最大的價(jià)值就是產(chǎn)品的定制化生產(chǎn)。數(shù)字雕刻使開發(fā)設(shè)計(jì)過程高度自由化，讓創(chuàng)作者更易提供給消費(fèi)者“所見即所得”的高效定制體驗(yàn)，是一種滿足消費(fèi)者差異化需求而量身定做的價(jià)值供給方式。就如我們的父輩結(jié)婚時(shí)通常會(huì)到打金鋪中定制一兩件獨(dú)一無二的首飾一樣，現(xiàn)今人們對于個(gè)性化的消費(fèi)需求亦日益強(qiáng)烈，這促使許多個(gè)性化定制產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，個(gè)性化定制已然成為當(dāng)下消費(fèi)潮流趨向。目前市場上已經(jīng)有企業(yè)開發(fā)出讓消費(fèi)者能自由設(shè)計(jì)心儀鞋子樣式的云智能平臺，消費(fèi)者可以自由定制鞋子的顏色和顏色搭配、動(dòng)漫圖案、底紋，甚至簽名和個(gè)性化縮寫等等。在這一過程中，消費(fèi)者參與到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，使產(chǎn)品中植入更多個(gè)性化的東西，提高了消費(fèi)者對產(chǎn)品的依戀感。由于在3D打印流行背景下，解決了設(shè)備和材料問題，均可根據(jù)3D模型文件數(shù)據(jù)進(jìn)行快捷輸出實(shí)體產(chǎn)品，因而通過數(shù)字雕刻技術(shù)，開發(fā)企業(yè)可以依據(jù)消費(fèi)者定制需求實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的快速精確修改、個(gè)性化研制，并使之快速有形化交付消費(fèi)者。如今，數(shù)字雕刻技術(shù)不僅掀起了動(dòng)漫衍生品定制化熱潮，也逐漸滲透到日常生活的各個(gè)領(lǐng)域，如某互聯(lián)網(wǎng)銷售平臺上已有商家銷售可以在燈罩上定制各種鏤空樣式、動(dòng)漫圖案、文字的藝術(shù)臺燈；醫(yī)生可以根據(jù)患者的實(shí)際情況定制不同尺寸的假牙、牙套、醫(yī)療護(hù)具等；西班牙巴塞羅那的3D食物打印機(jī)Foodini可以運(yùn)用各種成分“打印”各種動(dòng)漫圖形的食物 ；動(dòng)漫愛好者可根據(jù)自身需求定制心儀的動(dòng)漫角色的各種經(jīng)典動(dòng)作Pose模型或個(gè)性化的動(dòng)漫Cosplay服裝造型等。

（五）數(shù)字化傳輸、易于修改

數(shù)字雕刻模型數(shù)據(jù)易于修改，不占空間方便保存，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行虛擬化傳輸與銷售，有利于提高動(dòng)漫衍生品的流通效率。數(shù)字雕刻是一種非線性、高自由度的雕刻方式。由于在虛擬數(shù)字環(huán)境中進(jìn)行雕刻，使創(chuàng)作既不受制作材料的物理屬性的限制，也不受傳統(tǒng)雕塑線性流程的制約，可以反復(fù)進(jìn)行修改操作。此外，由于印前產(chǎn)品數(shù)字化的特性，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)銷售平臺使其營銷方式多樣化，是一種無空間限制的新型動(dòng)漫衍生品開發(fā)模式，而數(shù)字作品適合網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的理念與特性能一定程度解決我國動(dòng)漫衍生品開發(fā)與設(shè)計(jì)能力不足的弊病，形成可持續(xù)性的盈利能力。

三、3D打印背景下數(shù)字雕刻在動(dòng)漫衍生品開發(fā)應(yīng)用中存在的問題

（一）版權(quán)問題

數(shù)字雕刻讓動(dòng)漫衍生品的開發(fā)更有效率，還原度高，因此容易產(chǎn)生版權(quán)爭議。3D數(shù)字模型以數(shù)字化信息的方式存儲(chǔ)，借助網(wǎng)絡(luò)媒介進(jìn)行廣泛傳播，其引發(fā)的版權(quán)爭議也隨之產(chǎn)生。目前國內(nèi)相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)機(jī)制還不夠健全。數(shù)字雕刻后的數(shù)字作品容易復(fù)制和擴(kuò)散，在互聯(lián)網(wǎng)上流通，那么盜版的幾率就會(huì)增加，因此必然要加強(qiáng)打擊動(dòng)漫衍生品侵權(quán)盜版的力度。面對越來越多由3D打印引發(fā)的侵權(quán)爭議，應(yīng)盡快建立3D打印知識版權(quán)保護(hù)體系，出臺與3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展相配套的法規(guī)條款，彌補(bǔ)其在知識產(chǎn)權(quán)方面的空缺，確保各方合法利益不受侵犯，這樣才能引導(dǎo)3D打印這一高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)健康、有序地向前發(fā)展。

（二）發(fā)展水平問題

隨著近年3D打印設(shè)備的逐漸普及，設(shè)計(jì)水準(zhǔn)、雕刻應(yīng)用能力、打印設(shè)備性能參差不齊，導(dǎo)致動(dòng)漫衍生品整體開發(fā)水平良莠不齊。眾所周知，打印精度越高，對3D打印設(shè)備的科技水平要求就越高，工業(yè)級設(shè)備造價(jià)也隨之呈幾何上升，而一些民用、消費(fèi)類級別的3D打印設(shè)備雖然價(jià)格低廉，但輸出精度不夠，效果粗糙，工藝表現(xiàn)力不佳。近年3D打印設(shè)備已開始走進(jìn)千家萬戶，如國內(nèi)某著名品牌的消費(fèi)級3D打印設(shè)備市場零售價(jià)格已經(jīng)不到4000元。3D打印設(shè)備的普及所帶來生活方式的改變和生活觀念的變革，使3D打印技術(shù)以極低的成本融入商業(yè)市場和社會(huì)活動(dòng)，這對動(dòng)漫衍生品的開發(fā)企業(yè)提出了更高的要求。此外，不少企業(yè)為了節(jié)約動(dòng)漫衍生品的開發(fā)成本，低水平盲目模仿，形態(tài)呆板，或者采用低表現(xiàn)度和物理穩(wěn)定性不佳的材質(zhì)，這也導(dǎo)致動(dòng)漫衍生品粗制濫造居多，甚至產(chǎn)生安全隱患，必須引起重視。

四、結(jié)語

總之，數(shù)字雕刻改進(jìn)了創(chuàng)作設(shè)計(jì)模式，解放了藝術(shù)家們的雙手和思維。讓設(shè)計(jì)師將精力專注于設(shè)計(jì)，使其可以充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力。現(xiàn)代數(shù)字雕刻技術(shù)的出現(xiàn)，告別過去傳統(tǒng)雕塑形式硬件條件限制和粉塵環(huán)境污染等弊端，簡化了動(dòng)漫衍生品的研制程序，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，讓設(shè)計(jì)開發(fā)成本得到有效控制，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)漫衍生產(chǎn)品的快捷有形化。數(shù)字雕刻為3D打印行業(yè)注入了生機(jī)，對動(dòng)漫衍生品的開發(fā)具有重要現(xiàn)實(shí)意義，刺激傳統(tǒng)動(dòng)漫衍生品向新型現(xiàn)代數(shù)字動(dòng)漫轉(zhuǎn)向，也深刻影響著動(dòng)漫衍生品的商業(yè)運(yùn)作模式。在普及性推廣的同時(shí)，隨之帶來知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)落后、發(fā)展水平參差不齊等亟須思考和解決的問題。我們既要堅(jiān)定不移地加強(qiáng)動(dòng)漫衍生品領(lǐng)域數(shù)字雕刻技術(shù)的研究與發(fā)展，縮小與美國、日本等這些技術(shù)水平發(fā)達(dá)的動(dòng)漫強(qiáng)國的差距，但同時(shí)也應(yīng)重視、權(quán)衡知識產(chǎn)權(quán)法規(guī)保護(hù)和3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展兩者之間的關(guān)系?！?/p>