3D 打印技術(shù)對(duì)聾人大學(xué)生動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)實(shí)踐能力的影響

盧亞蘇 于子程 南京特殊教育師范學(xué)院 美術(shù)學(xué)院

一、3D 打印技術(shù)

3D 打印屬于三維技術(shù)的一種，從廣義上來(lái)講是指包含多種不同成型工藝的三維實(shí)物成型技術(shù)，遵循的是類(lèi)似打印機(jī)從無(wú)到有打印的成型思想。3D 打印按照字面意思通俗的講就是三維化的打印技術(shù)，其中 3D 一詞概括了這種技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槿S實(shí)物成型，而打印一詞形象生動(dòng)的描述了三維快速成型的實(shí)際打印過(guò)程，即堆積成型。

狹義的3D 打印從成型工藝的角度來(lái)看，指的主要是以增材制造技術(shù)為核心打破傳統(tǒng)成型方法的技術(shù)。應(yīng)用數(shù)字模型實(shí)體技術(shù)和機(jī)械自動(dòng)化成型系統(tǒng)結(jié)合的方式，不需要添加其他輔助加工程序即可制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的三維實(shí)物產(chǎn)品，通過(guò) 3D 打印技術(shù)的應(yīng)用，大大簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，大幅度節(jié)省了生產(chǎn)成本。3D 打印技術(shù)已成為了近幾十年來(lái)顛覆傳統(tǒng)工業(yè)制造領(lǐng)域的重要突破。

3D 打印技術(shù)誕生于 20 世紀(jì) 80 年代后期的3D 打印技術(shù)，在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域也被稱(chēng)為快速原型制造（Rapid PrototypingManufacturing，RPM）技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

3D 打印過(guò)程分為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、切片處理和完成打印。3D 打印的設(shè)計(jì)過(guò)程是：先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模，再利用數(shù)據(jù)處理軟件將建成的三維模型劃分成逐層的截面，就是切片，進(jìn)而指導(dǎo)打印機(jī)來(lái)進(jìn)行逐層打印。

國(guó)內(nèi) 3D 打印行業(yè)早期的發(fā)展大都在學(xué)術(shù)研究上，主要處于理論階段的研究。近年隨著 3D 打印技術(shù)和其它學(xué)科的突破，增材制造已在某些領(lǐng)域的得到了應(yīng)用，走向了實(shí)踐道路。

二、3D 打印的應(yīng)用范圍

在我國(guó) 3D 打印已經(jīng)擁有比較成熟的技術(shù)支持和廣泛的應(yīng)用范圍，受到各地政府的大力扶持和關(guān)注。2012 年在我國(guó)政府扶持下建成第一個(gè) 3D 打印產(chǎn)業(yè)園，這意味著我國(guó)開(kāi)始和國(guó)際接軌，逐漸重視與發(fā)展 3D 打印。隨著 3D 打印技術(shù)的發(fā)展，不斷提升制作的精度的同時(shí)，制作成本開(kāi)始不斷下降，帶來(lái)了傳統(tǒng)印刷產(chǎn)業(yè)的變革，對(duì)各行各業(yè)都提出了新的挑戰(zhàn)，可以說(shuō)3D 打印的發(fā)展是勢(shì)不可擋。

近些年我國(guó)的3D 打印技術(shù)迅速發(fā)展，在我們生活的方方面面都出現(xiàn)了3D 打印技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品，尤其是在醫(yī)學(xué)、藝術(shù)設(shè)計(jì)、工業(yè)制造、教育教學(xué)、航天航空科技、汽車(chē)制造行業(yè)、建筑設(shè)計(jì)、軍事研究、考古研究等行業(yè)。而在動(dòng)畫(huà)和動(dòng)漫衍生品方面發(fā)展也是比較迅速，比如美國(guó)動(dòng)畫(huà)《超能陸戰(zhàn)隊(duì)》中用動(dòng)畫(huà)的形式展現(xiàn)了3D 打印以及 3D 打印掃描技術(shù)的運(yùn)用，讓這一技術(shù)被更多觀眾所熟知。還有問(wèn)鼎奧斯卡的動(dòng)畫(huà)電影《通靈男孩諾曼》表面看起來(lái)是黏土動(dòng)畫(huà)，其實(shí)影片放棄了以黏土為原材料的傳統(tǒng)手工制作方式，而是采用 3D 打印來(lái)制作動(dòng)畫(huà)角色的全部面部表情，通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算不同的排列順序，最后獲得大約150 萬(wàn)個(gè)完全不重復(fù)的角色表情來(lái)作為整個(gè)動(dòng)畫(huà)角色面部表情的素材庫(kù)?！赌覀髡f(shuō)》獲得第 74 屆金球獎(jiǎng)最佳動(dòng)畫(huà)長(zhǎng)片的提名，平均每天只能拍出 2到5 秒的鏡頭，整個(gè)動(dòng)畫(huà)制作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5年之久。影片同樣利用 3D 技術(shù)打印制作了9 英寸高的男主角 Kubo ，為了豐富角色表情，達(dá)到自然真實(shí)的效果，Kubo 有 11007 個(gè)不同的姿態(tài)，4429 個(gè)不同的眉毛表情，23187 個(gè)不同的面部造型。創(chuàng)造出4800 萬(wàn)種不同的表情和神態(tài)組合的可能性。在場(chǎng)景設(shè)計(jì)上運(yùn)用 3D 技術(shù)打印出一個(gè)個(gè)真實(shí)世界等比縮小的微觀場(chǎng)景，讓人驚嘆。

在動(dòng)漫周邊產(chǎn)品領(lǐng)域，傳統(tǒng)動(dòng)漫衍生產(chǎn)品以樹(shù)脂材料為主進(jìn)行制作，3D 打印技術(shù)以動(dòng)漫衍生品的實(shí)體產(chǎn)品作為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)對(duì)象，豐富了產(chǎn)品的材料種類(lèi)，充分發(fā)揮了動(dòng)漫衍生產(chǎn)品的獨(dú)創(chuàng)性和多樣性，提升了動(dòng)漫產(chǎn)品的收藏價(jià)值與觀賞價(jià)值。

三、3D 打印技術(shù)對(duì)促進(jìn)聾人大學(xué)生動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)實(shí)踐能力的影響

1. 3D 打印技術(shù)可以提升聾人大學(xué)生動(dòng)畫(huà)制作的工作效率

聾人大學(xué)生占?xì)埣踩舜髮W(xué)生的比例大約百分之八十左右，作為殘疾人大學(xué)生中的一個(gè)非常重要的群體，在生理、心理、社會(huì)適應(yīng)方面他們都有其自身的特殊性。相對(duì)于健全大學(xué)生，由于交流溝通能力的障礙，在學(xué)習(xí)效率和工作效率方面比較慢。動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，需要學(xué)生有很強(qiáng)的操作能力和實(shí)踐能力。我們以南京特殊教育師范學(xué)院為例，研究3D 打印技術(shù)的介入對(duì)聾人大學(xué)生動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)工作效率的影響。

動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)初期的形態(tài)都是在平面上完成，與動(dòng)畫(huà)后期部分組合形成最終平面動(dòng)畫(huà)或者立體動(dòng)畫(huà)的效果。動(dòng)畫(huà)角色造型和場(chǎng)景造型也是通過(guò)點(diǎn)、線、面、體共同組成的，結(jié)合在一起的四個(gè)基本要素最終形成了逼真的動(dòng)畫(huà)效果。然而，在動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)與制作的過(guò)程中也要運(yùn)用這兩種平面構(gòu)成和立體構(gòu)成兩大要素，平面與立體結(jié)合起來(lái)最終組成了一個(gè)完整的形態(tài)。但動(dòng)畫(huà)角色作為動(dòng)畫(huà)的主體，與其他設(shè)計(jì)不同之處是它要考慮到人體的結(jié)構(gòu)。正因此，從動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)到制作過(guò)程，聾人大學(xué)生可以確定動(dòng)畫(huà)角色部位的具體數(shù)據(jù)，并用三維的設(shè)計(jì)來(lái)解決二維平面設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。動(dòng)畫(huà)角色的外形都是在二維的圖紙上設(shè)計(jì)修改，3D 技術(shù)可以而將二維空間的繪制問(wèn)題放在三維空間中解決。動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)不同的動(dòng)畫(huà)角色結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)元素能通過(guò)現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化的設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)，通過(guò) 3D 技術(shù)能夠在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里從不同角度非常清晰明了地展示動(dòng)畫(huà)角色的外在造型以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的立體效果，便于聾人大學(xué)生一目了然地熟悉動(dòng)畫(huà)角色的基本特征，正確理解角色的比例特點(diǎn)，同時(shí)也使設(shè)計(jì)的修改更加方便，在計(jì)算機(jī)上觀察三維立體效果，如果遇到不滿(mǎn)意可以隨時(shí)修改數(shù)據(jù)，節(jié)省時(shí)間和精力，提升工作效率。

2. 3D 打印技術(shù)可以提高聾人大學(xué)生動(dòng)畫(huà)角色設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度

無(wú)論是傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)角色還是 3D 打印動(dòng)畫(huà)角色，都應(yīng)該滿(mǎn)足市場(chǎng)需要和受眾對(duì)動(dòng)畫(huà)角色造型的美觀要求。因此，動(dòng)畫(huà)角色造型設(shè)計(jì)尤為重要。它是對(duì)動(dòng)畫(huà)角色的面部造型、肢體動(dòng)作、整個(gè)角色的色彩作出富有創(chuàng)意和美感，并適合于動(dòng)畫(huà)衍生產(chǎn)品生產(chǎn)的設(shè)計(jì)。

動(dòng)畫(huà)造型設(shè)計(jì)都是手繪為主，依靠的是設(shè)計(jì)師測(cè)量準(zhǔn)度和熟練程度，但聾人大學(xué)生在學(xué)習(xí)動(dòng)畫(huà)造型設(shè)計(jì)的時(shí)候由于溝通和理解能力存在障礙，往往最后作品與他們的理想成品會(huì)有偏差。尤其是動(dòng)畫(huà)角色的比例，聾人大學(xué)生在繪制過(guò)程中很容易出現(xiàn)誤差，傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)角色設(shè)計(jì)都是手繪，在紙上觀看，因?yàn)榧垙埨L制的平面性，聾人大學(xué)生很難運(yùn)用立體思維來(lái)理解角色的內(nèi)部構(gòu)造。3D 打印技術(shù)可以完美解決這個(gè)問(wèn)題，3D 打印技術(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立三維模型，在軟件中直接輸入數(shù)據(jù)并通過(guò)專(zhuān)業(yè)設(shè)備一比一輸出，極大地提高了動(dòng)畫(huà)角色成品的精度和美觀程度。3D 打印產(chǎn)品可以拿在手中觀看撫摸，延伸了對(duì)動(dòng)畫(huà)角色的更多體驗(yàn)，增強(qiáng)了視覺(jué)感官，更方便他們對(duì)角色比例構(gòu)造的理解和掌握。同時(shí)更加方便聾人大學(xué)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行數(shù)據(jù)修改和設(shè)置，使動(dòng)畫(huà)角色符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范，有利于他們對(duì)動(dòng)畫(huà)角色的結(jié)構(gòu)的理解和掌握。

在動(dòng)畫(huà)角色面部表情的塑造中，不同的表情需要制作不同的表情變化過(guò)程的面部模型且還要保證面部質(zhì)感，這是一件極其耗費(fèi)精力和金錢(qián)的事情，如果角色模型制作數(shù)量不夠或在模型制作過(guò)程中出現(xiàn)失誤和瑕疵，就會(huì)導(dǎo)致動(dòng)畫(huà)角色表情不自然、僵硬、奇怪，缺乏真實(shí)感。聾人大學(xué)生在繪制動(dòng)畫(huà)角色表情的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)失誤或不精確，這樣很容易導(dǎo)致動(dòng)畫(huà)角色看起來(lái)不真實(shí)，也非常影響后期動(dòng)畫(huà)衍生產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。而當(dāng)3D 打印技術(shù)運(yùn)用到動(dòng)畫(huà)角色制作中，通過(guò)3D 技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里對(duì)具體角色的數(shù)字進(jìn)行糾正，然后使用不同種的“打印材料”對(duì)不同的動(dòng)畫(huà)角色進(jìn)行 3D 打印，這樣不僅保留了打印材料的原始性，并且糾正后角色造型更準(zhǔn)確，角色材質(zhì)細(xì)節(jié)可以展示的更加精美，實(shí)物制作成型后也保證了比較逼真的質(zhì)感和手感，給人們呈現(xiàn)出非常好的視覺(jué)感受。3D 打印技術(shù)的融入可以提高聾人大學(xué)生動(dòng)畫(huà)角色設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度，同時(shí)能比較好的輔助聾人大學(xué)生表達(dá)出他們獨(dú)特的創(chuàng)意。

3.3D 打印技術(shù)可以提高聾人大學(xué)生動(dòng)畫(huà)衍生產(chǎn)品設(shè)計(jì)的多樣化

動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)可以讓人們身心愉悅，而3D 技術(shù)的加入可以讓創(chuàng)意與藝術(shù)和技術(shù)相結(jié)合，使得動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)更加具有觀賞價(jià)值和審美意義。計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，為動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)尤其是偶動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)奠定了強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)。聾人大學(xué)生可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行3D 建模，輸入相關(guān)具體數(shù)據(jù)，就能夠?qū)?dòng)畫(huà)角色設(shè)計(jì)效果顯示出來(lái)。3D 建模軟件能設(shè)計(jì)出復(fù)雜角色的結(jié)構(gòu)，配合3D 打印一體化成型技術(shù)，可以滿(mǎn)足聾人大學(xué)生對(duì)于自己創(chuàng)意的個(gè)性化體現(xiàn)。將 3D 打印運(yùn)用于動(dòng)畫(huà)衍生產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，通過(guò)不同具體數(shù)據(jù)輸入，再結(jié)合新材料和新工藝處理，可以做到動(dòng)畫(huà)衍生產(chǎn)品多樣化定制。同時(shí)因?yàn)?3D 打印是現(xiàn)代數(shù)字化科技，能在動(dòng)畫(huà)衍生產(chǎn)品制作出來(lái)之前一直在計(jì)算機(jī)中作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，學(xué)生們只需將相關(guān)的數(shù)據(jù)文件通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸和交流，不僅可以解決聾人大學(xué)生和健聽(tīng)大學(xué)生的交流問(wèn)題，還可以節(jié)省存放空間，很大程度上可以降低生產(chǎn)成本，同時(shí)能最大化發(fā)揮材料的利用率。

隨著3D 打印技術(shù)速度和效率的不斷提升，3D 打印出的動(dòng)漫衍生產(chǎn)品精度也將進(jìn)一步提高。動(dòng)漫衍生產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要學(xué)生有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)性思維和空間思維能力，3D 打印技術(shù)還可以帶給聾人大學(xué)生不一樣的感受。在項(xiàng)目實(shí)施中，給予學(xué)生一定的空間，倡導(dǎo)善于發(fā)現(xiàn)生活周邊的存在的問(wèn)題，借助專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決生活、學(xué)習(xí)方面的一些困難問(wèn)題，讓他們摒棄以前固有的設(shè)計(jì)思想，思考和學(xué)習(xí)更加合理的創(chuàng)意思維，提高了聾人大學(xué)生動(dòng)畫(huà)衍生產(chǎn)品設(shè)計(jì)的多樣化。

四、結(jié)語(yǔ)

新一代的大學(xué)生是“大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新”的核心力量，創(chuàng)業(yè)需要有創(chuàng)新的意識(shí)，更需要有全新的知識(shí)和技術(shù)做保障。本文主要談?wù)摿?D 打印技術(shù)對(duì)促進(jìn)聾人大學(xué)生動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)實(shí)踐能力的影響，并且詳細(xì)描述了3D 打印技術(shù)對(duì)于聾人大學(xué)生動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)和制作方式帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，闡述了使用3D 打印技術(shù)在動(dòng)漫衍生產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作中開(kāi)發(fā)應(yīng)用將會(huì)給聾人大學(xué)生帶來(lái)新的感受和體驗(yàn)。3D 打印技術(shù)的發(fā)展為大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供了一個(gè)杠桿，架起了一座通往成功的希望之橋。如何利用3D 打印等新技術(shù)提高聾人大學(xué)生實(shí)踐能力，同時(shí)在各方面有更多的創(chuàng)新，將是設(shè)計(jì)師和藝術(shù)教育相關(guān)人員需要思考的問(wèn)題。