3D打印技術(shù)應(yīng)用于動漫衍生品開發(fā)的實踐研究

文/廣州番禺職業(yè)技術(shù)學院 肖婕

引言

工業(yè)4.0背景下，工業(yè)和信息化部特別制定的《高端智能再制造行動計劃（2018—2020年）》指出任務(wù)之一：充分利用綠色制造、技術(shù)改造專項及綠色信貸等手段支持高端智能再制造關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，其中包括激光熔覆、3D打印等增材技術(shù)在再制造領(lǐng)域應(yīng)用。3D打印在航空航天、生物醫(yī)療、文化創(chuàng)意、時尚設(shè)計、精準醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用及帶來的制造業(yè)新模式。3D打印也稱為增材制造技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)[1]。目前，中國正在啟動“中國制造2025”制造業(yè)發(fā)展道路，產(chǎn)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和轉(zhuǎn)型升級勢在必行。3D打印作為配合工業(yè)4.0發(fā)展的重要智能制造技術(shù)，成為“中國制造2025”的發(fā)展重點。3D打印技術(shù)作為推動智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，必然推動制造業(yè)縱深發(fā)展。同時， 3D打印技術(shù)亦在動漫產(chǎn)業(yè)升級的賽道上開始運用。

一、3D打印技術(shù)在動漫衍生品中的應(yīng)用

艾瑞咨詢在《2020年中國動漫產(chǎn)業(yè)研究報告》提到：動漫產(chǎn)業(yè)分為內(nèi)容生產(chǎn)、內(nèi)容傳播和衍生變現(xiàn)三個環(huán)節(jié)。全球化趨勢對于中國動漫產(chǎn)業(yè)意味著這是一個機遇與挑戰(zhàn)并存的時代。立足中國市場，面向全球打造中國二次元手辦潮玩品牌[2]。衍生產(chǎn)品處于整個動漫產(chǎn)業(yè)鏈的第三環(huán)節(jié)，相比第一和第二環(huán)節(jié)，它的影響力電照風行，同時經(jīng)濟比重在不斷上升。制作經(jīng)典的動漫作品，成本極其高昂，然而將動漫作品中的人物、形象、道具、音樂等制作成商品進行銷售[3]，動漫衍生品“變現(xiàn)”的能力遠超過動漫作品本身的銷售。動漫衍生品不僅獲得巨大的經(jīng)濟效益還擁有廣泛的社會影響力，作為文化資源重要的輸出手段，從民間走向全球化傳播。3D打印技術(shù)與動漫產(chǎn)業(yè)融合，碰撞出創(chuàng)意的火花。近期，澳大利亞標牌公司Coleman Group與當?shù)氐拇蠓?D打印服務(wù)商Mammoth 3D聯(lián)手制作了《辛普森一家》3D打印模型，既有成品又有打印過程的視頻，緩解了熟識《辛普森一家》這部動畫的海外讀者在疫情中緊張的心情。在疫情這個特殊時期，3D打印發(fā)揮的作用不僅僅是商業(yè)價值，更體現(xiàn)一種人文情懷。圖1所示Mammoth 3D往空心模型中填充泡沫并打磨噴漆。[4]

圖1 3D打印辛普森

目前，3D打印動漫衍生品開發(fā)應(yīng)用主要涉及以下幾個方面：

（一）3D打印日用品和玩具類

無論是潮玩造物的加工還是動漫原型的制作，對接線上產(chǎn)品創(chuàng)新商業(yè)模式，3D打印技術(shù)都為動漫角色提供了更高的還原度，逼真還原不同表面的質(zhì)感和精致的細節(jié)，極大地降低了產(chǎn)品開發(fā)周期和制作成本，打破了動漫中虛擬人物繁復(fù)超常的造型和參差錯落的結(jié)構(gòu)的一大局限。虛擬角色實體化，這是動漫衍生品設(shè)計從概念到落地縮短制作周期，節(jié)約服務(wù)成本的競爭優(yōu)勢。

（二）3D打印定格動畫電影面孔

“通常在動畫中，動畫師會經(jīng)歷：他們會把它畫出來，他們封鎖場景，他們會得到所有定義的身體動作，時間恰到好處和表演，然后他們做的一件事就是在上面添加面部動畫”。[5]通過使用3D打印制作人臉，在設(shè)計角色的面部添加動畫，連接驅(qū)動的打印機，打印成不同表情的獨特人物臉。高保真彩色3D打印擁有精確度、準確性和可重復(fù)性，并且可呈現(xiàn)復(fù)合顏色。這意味著在定格動畫電影制作中，3D打印是我們的媒體，準確地再現(xiàn)幾何和視覺屬性，如圖2所示。

圖2 3D打印不同面孔和情感

（三）3D打印動漫服裝配飾

3D打印可穿戴設(shè)備的跨學科設(shè)計已“滲透”進入動漫服裝配飾開發(fā)中。如圖3所見，《黑豹》劇中女主角拉蒙達女王3D打印創(chuàng)作了一系列耀眼尖端的服裝配飾，為這部以驚奇漫畫中同名人物為原型的超級英雄電影增強了觀影者的感官刺激。廣大動漫愛好者穿戴復(fù)雜的、夸張的、材料繁多且具有動漫元素的服飾配飾參與動漫主題的活動，即Cosplay。在Cosplay上，快速定制同時高還原立體裝飾正是3D打印兩個巨大機會。使用3D打印技術(shù)制作智能動漫服裝，將技術(shù)進一步整合到我們的動漫衍生品設(shè)計和功能中。

圖2 《黑豹》劇中女主角拉蒙達女王

（四）3D打印動漫食品

眾所周知，《食戟之靈》、《衛(wèi)宮家今天的飯》等美食類爆款動漫IP深入人心。隨著3D打印技術(shù)日漸融入食品行業(yè)，只要找到打印材料的食品級認證國家標準的解決方案，意味著3D打印應(yīng)用于動漫類美食開發(fā)皆成為可能性。到目前為止，已有3D打印食品系統(tǒng)走向商業(yè)化，規(guī)?；热缟攀碃I養(yǎng)食品、果泥糕點、肉類替代品等。3D打印食品即依照動漫中的美食元素創(chuàng)造三維模型，然后用巧克力，牛奶，肉類，蔬菜等食材在微重力下制作出來（如圖4）。從快速成型制作工具的角度，3D打印技術(shù)可以替代部分人力資源不足的情形。在一些主題展覽或者手作茶飲店，人工制作動漫食品工作量大，速度慢，還原度也得不到保證[6]。這些問題的有效解決得益于3D打印技術(shù)的運用，同時有利于少量庫存，可以為消費提供科技感的體驗，為零售商提供更高的商業(yè)價值。

圖4 牛奶“墨水”3D打印可食用沙發(fā)

二、3D打印技術(shù)在動漫衍生品開發(fā)應(yīng)用中的優(yōu)勢

3D打印服務(wù)于動漫衍生品產(chǎn)業(yè)，具有以下優(yōu)勢：第一，該技術(shù)幫助建立一套三維數(shù)字電子檔案系統(tǒng)，線上云共享各種形狀和規(guī)模的原型模型。為動漫衍生品設(shè)計提供高水平的原型設(shè)計服務(wù)，同時可以隨時隨地、高保真地把整個數(shù)字模型再現(xiàn)為實物[7]。第二，采用傳統(tǒng)的工藝制作“手辦”，工藝復(fù)雜必須經(jīng)過打磨、拼裝、上色等一系列復(fù)雜的人工操作，要求專業(yè)的人員，成品完成周期較長，另外使用的材料含有原子灰、劣質(zhì)精雕油泥等毒性物質(zhì)，會侵害人體健康。而3D打印材料多數(shù)是可降解的，符合生態(tài)循環(huán)原則，3D打印助力動漫創(chuàng)作，減輕動畫師設(shè)計師的工作，并且將設(shè)計師的創(chuàng)意概念提前以3D打印實體化展現(xiàn)。第三，該技術(shù)提供了定制和無限設(shè)計可能性的機會。動漫作品的作者和他們的忠實粉絲在3D打印的服務(wù)平臺，共同設(shè)計和銷售相關(guān)周邊產(chǎn)品，開啟了線上的娛樂體驗快速帶到現(xiàn)實中的嶄新的互動方式。

三、基于3D打印技術(shù)的真人服務(wù)立體還原衍生產(chǎn)品案例

當下，利用3D打印技術(shù)定制個性3D人偶火熱出爐，已經(jīng)無障礙轉(zhuǎn)化成為商品，表征商業(yè)價值同時擁有特殊的紀念意義。本案例制作“”手辦”的是廣州番禺職業(yè)技術(shù)學院“青山湖3D打印工作坊”，客戶在數(shù)字化形象設(shè)計工作室擺出姿勢，調(diào)整面部表情、發(fā)型、服裝等打造自己喜愛的造型，然后使用人體解決方案三維激光掃描儀用8分鐘進行全身掃描從而匹配真實的身型，之后對掃描獲取的點云數(shù)據(jù)進行編輯以使人物細節(jié)更加逼真，再選擇適宜的材料進行3D打印，整個制作過程約花費40分鐘[8]。這流程（見圖5）包括硬件（見表1）、材料和軟件。

圖5 制作“手辦”流程圖

表1 設(shè)計案例所用的硬件

1.“小美”真人二維形象的再生設(shè)計

圖6中人物有著獨特鮮明的造型，金發(fā)，大眼睛，甜美的笑容，動漫衍生品中她的頭部和身體的比例經(jīng)過藝術(shù)化處理，更具動感，青春靚麗。

圖6 人物數(shù)字掃描

2.數(shù)字建模（圖7和圖8）

首先通過三維激光掃描儀把“小美”真人掃描成數(shù)碼人物，所采集到的點云數(shù)據(jù)進行平滑、修補處理之后得到一個逆向工程的產(chǎn)品模型，然后利用Geomagic Studiorua軟件進行三維實體初始建模并調(diào)整比例結(jié)構(gòu)，為進一步完善三維模型奠定基礎(chǔ)[9]。

圖7 人物角色三維建模

圖8 人物角色模型六視圖

3.實施環(huán)節(jié)

應(yīng)用3D打印技術(shù)打印出鮮活的 “小美”真人立體模型，并對模型進行上色工藝，變成可愛的3D人偶[10]，在還原真人外觀的細節(jié)上，制造出令人驚喜的有趣效果，專屬自己的紀念品，如圖9所示。

圖9 3D人偶

結(jié)語

隨著3D打印這項新技術(shù)、新工藝、新材料、新形態(tài)給動漫衍生品開發(fā)帶來便利性的同時，也存在問題。第一，盡管3D打印的精度和質(zhì)量在不斷提高，但是對于紋理細節(jié)較多的產(chǎn)品還是有一定的局限性，表現(xiàn)在打印效果留有底紋。第二，目前針對3D動漫衍生品開發(fā)中例如更改非法得到的數(shù)據(jù)模型是否侵權(quán)等特殊的知識產(chǎn)權(quán)問題缺乏系統(tǒng)規(guī)范的法律法規(guī)，第三，3D打印材料的多樣性與可控參數(shù)不能滿足動漫衍生品的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，因此更加理性認識到3D打印與動漫產(chǎn)業(yè)深度結(jié)合，這僅僅是顛覆的開始，實質(zhì)落地還有巨大的研發(fā)市場空間。