3D 打印技術(shù)對聾人大學生動畫設(shè)計實踐能力的影響

盧亞蘇 于子程 南京特殊教育師范學院 美術(shù)學院

一、3D 打印技術(shù)

3D 打印屬于三維技術(shù)的一種，從廣義上來講是指包含多種不同成型工藝的三維實物成型技術(shù)，遵循的是類似打印機從無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)域為三維實物成型，而打印一詞形象生動的描述了三維快速成型的實際打印過程，即堆積成型。

狹義的3D 打印從成型工藝的角度來看，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)字模型實體技術(shù)和機械自動化成型系統(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)雜的三維實物產(chǎn)品，通過 3D 打印技術(shù)的應(yīng)用，大大簡化了產(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 80 年代后期的3D 打印技術(shù)，在專業(yè)領(lǐng)域也被稱為快速原型制造（Rapid PrototypingManufacturing，RPM）技術(shù)，相對于傳統(tǒng)技術(shù)具有不可替代的優(yōu)勢。

3D 打印過程分為結(jié)構(gòu)設(shè)計、切片處理和完成打印。3D 打印的設(shè)計過程是：先通過計算機建模，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，進而指導打印機來進行逐層打印。

國內(nèi) 3D 打印行業(yè)早期的發(fā)展大都在學術(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，走向了實踐道路。

二、3D 打印的應(yīng)用范圍

在我國 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 年在我國政府扶持下建成第一個 3D 打印產(chǎn)業(yè)園，這意味著我國開始和國際接軌，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，制作成本開始不斷下降，帶來了傳統(tǒng)印刷產(chǎn)業(yè)的變革，對各行各業(yè)都提出了新的挑戰(zhàn)，可以說3D 打印的發(fā)展是勢不可擋。

近些年我國的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、藝術(shù)設(shè)計、工業(yè)制造、教育教學、航天航空科技、汽車制造行業(yè)、建筑設(shè)計、軍事研究、考古研究等行業(yè)。而在動畫和動漫衍生品方面發(fā)展也是比較迅速，比如美國動畫《超能陸戰(zhàn)隊》中用動畫的形式展現(xiàn)了3D 打印以及 3D 打印掃描技術(shù)的運用，讓這一技術(shù)被更多觀眾所熟知。還有問鼎奧斯卡的動畫電影《通靈男孩諾曼》表面看起來是黏土動畫，其實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 打印來制作動畫角色的全部面部表情，通過計算機計算不同的排列順序，最后獲得大約150 萬個完全不重復(fù)的角色表情來作為整個動畫角色面部表情的素材庫。《魔弦傳說》獲得第 74 屆金球獎最佳動畫長片的提名，平均每天只能拍出 2到5 秒的鏡頭，整個動畫制作時間長達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，達到自然真實的效果，Kubo 有 11007 個不同的姿態(tài)，4429 個不同的眉毛表情，23187 個不同的面部造型。創(chuàng)造出4800 萬種不同的表情和神態(tài)組合的可能性。在場景設(shè)計上運用 3D 技術(shù)打印出一個個真實世界等比縮小的微觀場景，讓人驚嘆。

在動漫周邊產(chǎn)品領(lǐng)域，傳統(tǒng)動漫衍生產(chǎn)品以樹脂材料為主進行制作，3D 打印技術(shù)以動漫衍生品的實體產(chǎn)品作為重點開發(fā)對象，豐富了產(chǎn)品的材料種類，充分發(fā)揮了動漫衍生產(chǎn)品的獨創(chuàng)性和多樣性，提升了動漫產(chǎn)品的收藏價值與觀賞價值。

三、3D 打印技術(shù)對促進聾人大學生動畫設(shè)計實踐能力的影響

1. 3D 打印技術(shù)可以提升聾人大學生動畫制作的工作效率

聾人大學生占殘疾人大學生的比例大約百分之八十左右，作為殘疾人大學生中的一個非常重要的群體，在生理、心理、社會適應(yīng)方面他們都有其自身的特殊性。相對于健全大學生，由于交流溝通能力的障礙，在學習效率和工作效率方面比較慢。動畫設(shè)計是一門實踐性很強的專業(yè)，需要學生有很強的操作能力和實踐能力。我們以南京特殊教育師范學院為例，研究3D 打印技術(shù)的介入對聾人大學生動畫設(shè)計工作效率的影響。

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

2. 3D 打印技術(shù)可以提高聾人大學生動畫角色設(shè)計的準確度

無論是傳統(tǒng)動畫角色還是 3D 打印動畫角色，都應(yīng)該滿足市場需要和受眾對動畫角色造型的美觀要求。因此，動畫角色造型設(shè)計尤為重要。它是對動畫角色的面部造型、肢體動作、整個角色的色彩作出富有創(chuàng)意和美感，并適合于動畫衍生產(chǎn)品生產(chǎn)的設(shè)計。

動畫造型設(shè)計都是手繪為主，依靠的是設(shè)計師測量準度和熟練程度，但聾人大學生在學習動畫造型設(shè)計的時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有偏差。尤其是動畫角色的比例，聾人大學生在繪制過程中很容易出現(xiàn)誤差，傳統(tǒng)動畫角色設(shè)計都是手繪，在紙上觀看，因為紙張繪制的平面性，聾人大學生很難運用立體思維來理解角色的內(nèi)部構(gòu)造。3D 打印技術(shù)可以完美解決這個問題，3D 打印技術(shù)是運用計算機技術(shù)，建立三維模型，在軟件中直接輸入數(shù)據(jù)并通過專業(yè)設(shè)備一比一輸出，極大地提高了動畫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，延伸了對動畫角色的更多體驗，增強了視覺感官，更方便他們對角色比例構(gòu)造的理解和掌握。同時更加方便聾人大學根據(jù)設(shè)計要求進行數(shù)據(jù)修改和設(shè)置，使動畫角色符合設(shè)計要求和規(guī)范，有利于他們對動畫角色的結(jié)構(gòu)的理解和掌握。

在動畫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程的面部模型且還要保證面部質(zhì)感，這是一件極其耗費精力和金錢的事情，如果角色模型制作數(shù)量不夠或在模型制作過程中出現(xiàn)失誤和瑕疵，就會導致動畫角色表情不自然、僵硬、奇怪，缺乏真實感。聾人大學生在繪制動畫角色表情的時候會出現(xiàn)失誤或不精確，這樣很容易導致動畫角色看起來不真實，也非常影響后期動畫衍生產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)。而當3D 打印技術(shù)運用到動畫角色制作中，通過3D 技術(shù)在計算機系統(tǒng)里對具體角色的數(shù)字進行糾正，然后使用不同種的“打印材料”對不同的動畫角色進行 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確，角色材質(zhì)細節(jié)可以展示的更加精美，實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)出非常好的視覺感受。3D 打印技術(shù)的融入可以提高聾人大學生動畫角色設(shè)計的準確度，同時能比較好的輔助聾人大學生表達出他們獨特的創(chuàng)意。

3.3D 打印技術(shù)可以提高聾人大學生動畫衍生產(chǎn)品設(shè)計的多樣化

動畫設(shè)計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，使得動畫設(shè)計更加具有觀賞價值和審美意義。計算機技術(shù)的快速發(fā)展，為動畫設(shè)計尤其是偶動畫設(shè)計奠定了強大的技術(shù)基礎(chǔ)。聾人大學生可以通過計算機軟件進行3D 建模，輸入相關(guān)具體數(shù)據(jù)，就能夠?qū)赢嫿巧O(shè)計效果顯示出來。3D 建模軟件能設(shè)計出復(fù)雜角色的結(jié)構(gòu)，配合3D 打印一體化成型技術(shù)，可以滿足聾人大學生對于自己創(chuàng)意的個性化體現(xiàn)。將 3D 打印運用于動畫衍生產(chǎn)品設(shè)計中，通過不同具體數(shù)據(jù)輸入，再結(jié)合新材料和新工藝處理，可以做到動畫衍生產(chǎn)品多樣化定制。同時因為 3D 打印是現(xiàn)代數(shù)字化科技，能在動畫衍生產(chǎn)品制作出來之前一直在計算機中作為數(shù)據(jù)存儲，學生們只需將相關(guān)的數(shù)據(jù)文件通過互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸和交流，不僅可以解決聾人大學生和健聽大學生的交流問題，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 打印出的動漫衍生產(chǎn)品精度也將進一步提高。動漫衍生產(chǎn)品設(shè)計需要學生有較強的設(shè)計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生不一樣的感受。在項目實施中，給予學生一定的空間，倡導善于發(fā)現(xiàn)生活周邊的存在的問題，借助專業(yè)知識解決生活、學習方面的一些困難問題，讓他們摒棄以前固有的設(shè)計思想，思考和學習更加合理的創(chuàng)意思維，提高了聾人大學生動畫衍生產(chǎn)品設(shè)計的多樣化。

四、結(jié)語

新一代的大學生是“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的核心力量，創(chuàng)業(yè)需要有創(chuàng)新的意識，更需要有全新的知識和技術(shù)做保障。本文主要談?wù)摿?D 打印技術(shù)對促進聾人大學生動畫設(shè)計實踐能力的影響，并且詳細描述了3D 打印技術(shù)對于聾人大學生動畫設(shè)計和制作方式帶來的優(yōu)勢，闡述了使用3D 打印技術(shù)在動漫衍生產(chǎn)品設(shè)計制作中開發(fā)應(yīng)用將會給聾人大學生帶來新的感受和體驗。3D 打印技術(shù)的發(fā)展為大學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供了一個杠桿，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)提高聾人大學生實踐能力，同時在各方面有更多的創(chuàng)新，將是設(shè)計師和藝術(shù)教育相關(guān)人員需要思考的問題。