3D打印技術(shù)在泥塑課程中的實(shí)踐與探究

黃璽

摘 要：在數(shù)字化越來越繁盛的信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)科技的普及與應(yīng)用為藝術(shù)領(lǐng)域提供了很多不同于以往的制作方式與創(chuàng)作手段。在傳統(tǒng)的泥塑教學(xué)中以人工雕塑來完成作品的居多，不僅要求雕塑者有好的創(chuàng)意和想法，還要具有較高的立體造型能力，花費(fèi)很多時(shí)間去進(jìn)行雕塑，將想法展現(xiàn)出來。傳統(tǒng)泥塑創(chuàng)作直接受到雕塑者工藝及手法嫻熟程度的影響，造型能力稍微差一點(diǎn)最終完成作品與設(shè)計(jì)初衷都會(huì)存在著較大的變化。3D打印技術(shù)的應(yīng)用為泥塑教學(xué)省下了大量時(shí)間，可以讓初學(xué)者把更多的時(shí)間用于思考和創(chuàng)作當(dāng)中，這對(duì)泥塑教學(xué)來說是一個(gè)很大的促進(jìn)。本文重點(diǎn)討論如何將 3D 打印融入到《泥塑》課程教學(xué)當(dāng)中，使雕塑過程與作品的呈現(xiàn)變得簡單可控。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；泥塑教學(xué)；3D打??；造型能力；作品

1 前言

3D 打印技術(shù)以三維基數(shù)字模型軟件為基礎(chǔ)，并通過將粉末狀金屬或塑料等材質(zhì)進(jìn)行固化成型，這一技術(shù)源于20世紀(jì)九十年代中期，與傳統(tǒng)打印工作原理并無差異[1]。隨著科技的不斷發(fā)展，3D 技術(shù)所涉及的領(lǐng)域也愈發(fā)廣泛，3D 打印技術(shù)對(duì)立體成型塑造更為便捷，使其與雕塑藝術(shù)結(jié)下了不解之緣。傳統(tǒng)泥塑的制作過程耗時(shí)漫長，受材料的局限性大，對(duì)創(chuàng)作者的技法、理念、工具、以及原料的把控等都有較高的要求，創(chuàng)作效率比較低。3D 打印泥塑創(chuàng)作效率更高，誤差更小，能很好地規(guī)避了這些問題。初學(xué)習(xí)者也能通過 3D 打印技術(shù)輕松地將自己腦海中構(gòu)建的形象成功轉(zhuǎn)化為實(shí)物。融入3D 打印技術(shù)的傳統(tǒng)泥塑課堂實(shí)踐必然會(huì)發(fā)展得更加完備與成熟。

2 3D 打印技術(shù)對(duì)泥塑教學(xué)的影響

傳統(tǒng)《雕塑》課程教學(xué)以學(xué)生跟著教師示范進(jìn)行模仿學(xué)習(xí)，影響了學(xué)生的想象力的發(fā)揮，雕塑過程繁雜且無法完成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制作，以信息技術(shù)為載體的3D 打印不僅作為一種藝術(shù)創(chuàng)作工具來使用，而且還不斷地影響著我們對(duì)傳統(tǒng)藝術(shù)觀念的認(rèn)知[2]。將 3D 打印融入到泥塑課程中，讓 3D 打印成為輔助教學(xué)手段，并非取代傳統(tǒng)的泥塑實(shí)踐教學(xué)，拓寬了泥塑課程的課堂內(nèi)容與就業(yè)領(lǐng)域。

2.1 3D打印技術(shù)使泥塑課堂擺脫外部因素的制約

傳統(tǒng)泥塑打樣是相關(guān)雕塑工藝必不可少的一個(gè)工藝流程，泥塑草稿造型不僅受雕塑者個(gè)人情感的影響，在創(chuàng)作的過程中作品也受到了材質(zhì)特性、天氣狀況、成型工藝等諸多因素的制約，使得傳統(tǒng)雕塑的設(shè)計(jì)初衷與作品的最終展現(xiàn)存在著一定的差異。在《泥塑》課堂教學(xué)過程中，因?yàn)閷W(xué)生對(duì)材料特質(zhì)的不夠了解、成型技法的工藝不夠熟練，導(dǎo)致很多時(shí)候?qū)W生完成的作品遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)的初衷。把3D打印融入《泥塑》的教學(xué)過程中，可以擺脫諸多外部條件對(duì)學(xué)生泥塑作品的影響，有利于提高學(xué)生在有限的課時(shí)內(nèi)了對(duì)三維空間的認(rèn)知。

2.2 3D打印技術(shù)能精準(zhǔn)表現(xiàn)設(shè)計(jì)者的意圖

在教學(xué)過程中，利用軟件Z-BURSH、3DMAX等數(shù)字模型給學(xué)生展示教學(xué)臨摹立體造型，同時(shí)讓學(xué)生通過軟件把自己的設(shè)計(jì)意圖轉(zhuǎn)化成數(shù)字化的圖像，連接3D打印機(jī)打印或通過 EinScan-S、PLY 等3D 掃描設(shè)備將泥塑小樣掃描生成輸入文件，對(duì)數(shù)字化泥塑小樣建模軟件進(jìn)行調(diào)整和修改，很大程度能擺脫外部因素的制約把學(xué)者的設(shè)計(jì)意圖與效果展示出來。同時(shí)也能做到與市場的接軌，這正好迎合了高職職業(yè)教育改革的需求。

2.3 3D打印技術(shù)可以簡化雕塑的創(chuàng)作過程

傳統(tǒng)《泥塑》課程中，在有限的課時(shí)內(nèi)我們需完成立體造型認(rèn)識(shí)、人物肖像臨摹、設(shè)計(jì)、打稿、翻模、外觀肌理處理等諸多過程，整個(gè)過程繁復(fù)，每道工序的學(xué)習(xí)掌握程度都影響著，最后初學(xué)者作品的呈現(xiàn)。在設(shè)計(jì)過程中，往往有很多好的設(shè)計(jì)想法，都因工藝的繁復(fù)難以成型。在數(shù)字化條件下，設(shè)計(jì)者甚至可以把設(shè)計(jì)思路準(zhǔn)確的記錄借助在裝有iDough！? A u t o d e s k 123D Sculpt、HD 等三維軟件的手機(jī)、 I p a d 、電腦上。相比傳統(tǒng)泥塑的成型的方式而言，3D 打印簡化了所有的過程：建模 - 參數(shù)確定 - 打印，只需三步就能快速而精準(zhǔn)地打印出很多傳統(tǒng)雕塑手法無法處理的造型。

2.4 3D打印技術(shù)降低了雕塑的成本及風(fēng)險(xiǎn)

泥塑作品成型經(jīng)過了紙質(zhì)設(shè)計(jì)、泥稿成型、精修等過程，由于捏塑手法、成型工藝的影響，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)難以做出符合市場需求的作品，同時(shí)學(xué)生對(duì)泥塑材料的構(gòu)造、承重能力等因素的掌握還不是很到位，在創(chuàng)作過程中大多數(shù)面臨失敗的風(fēng)險(xiǎn)。3D 打印技術(shù)把雕塑藝術(shù)創(chuàng)作由數(shù)字狀態(tài)直接過渡到實(shí)物狀態(tài)，還可以對(duì)雕塑的空間狀態(tài)進(jìn)行預(yù)先研判，通過作品數(shù)字化縮放過程中，還可調(diào)整雕塑在空間中的形態(tài)。3D 打印技術(shù)在泥塑課程中的應(yīng)用，減少了從平面到空間實(shí)現(xiàn)的過程，能清晰掌握作品藝術(shù)效果，節(jié)約創(chuàng)作的時(shí)間和成本，使課程的教學(xué)成功率得到了大幅的提升。同時(shí)通過 3D 掃描技術(shù)創(chuàng)作出來的數(shù)字化作品易保存，很大地節(jié)約了大量教學(xué)作品存儲(chǔ)造成的空間浪費(fèi)。

3泥塑作品傳統(tǒng)創(chuàng)作方式與數(shù)字技術(shù)創(chuàng)作的對(duì)比

傳統(tǒng)泥塑在創(chuàng)作過程中，大致可以分為三個(gè)方面：作品構(gòu)思、制作樣稿、成品放大。

3.1 在創(chuàng)作構(gòu)思環(huán)節(jié)上的對(duì)比

以前在《泥塑》課程的教學(xué)中，草圖的繪制往往采用的都是紙質(zhì)手繪稿，但是隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在越來越多的雕塑創(chuàng)作者開始使用 3D 軟件為自己的設(shè)計(jì)提供更精確、更符合實(shí)際情況的效果圖[3]。相比之下，傳統(tǒng)的泥塑創(chuàng)作與3D 打印的創(chuàng)造構(gòu)思的過程中都經(jīng)歷了收集靈感、繪制草圖、修改方案等過程，只是 3D 打印對(duì)學(xué)習(xí)者提出了需要具備數(shù)字建模和軟件的應(yīng)用能力的要求。

3.2 在制作樣稿的過程中的對(duì)比

傳統(tǒng)泥塑樣稿的制作，首先搭建結(jié)構(gòu)支撐，然后上泥，再做大型，制作局部，最后精修調(diào)整。這一過程，會(huì)耗費(fèi)學(xué)習(xí)者大量的時(shí)間與精力，為了達(dá)到對(duì)創(chuàng)作思想的完美展示，需要對(duì)作品造型肌理效果等進(jìn)行反復(fù)的調(diào)整。 3D 打印技術(shù)，則只需要，只要對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行樣稿的確定，導(dǎo)入 3D 打印機(jī)，便可以在無人值守的情況下，直接制造出雕塑成品。相比之下，泥稿創(chuàng)作由于材料特性，制作耗時(shí)較長、保存困難，虛擬建模的時(shí)效性優(yōu)于傳統(tǒng)泥塑手工造型。

3.3 在成品縮放上的對(duì)比

傳統(tǒng)泥塑對(duì)稿件成品的復(fù)制放大，有著很多的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)，例如：分割比例法、借助紅外線或者投影法等輔助手段，對(duì)稿件進(jìn)行等比放大。但難免還是存在一定的誤差，很難做到完全一致，大多需要對(duì)成品進(jìn)行二次修改。 3D 打印由于是數(shù)字模型，所以在創(chuàng)作作品的縮放上是經(jīng)過電腦精密計(jì)算的，其作品的縮放精確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)手工操作。相比之下，在成品縮放上3D打印的精細(xì)度完全一致，還可以選擇不同的材料以及顏色進(jìn)行打印，這與傳統(tǒng)泥塑稿件成品的復(fù)制放大，有著質(zhì)的飛躍。

4泥塑教學(xué)的 3D 數(shù)字掃描及打印技術(shù)運(yùn)用

3D打印技術(shù)將會(huì)徹底改變雕塑設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)方法，提高雕塑鑄造的3D 打印技術(shù)能快速地把雕塑由想象變成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)品，通過電腦數(shù)據(jù)直接打印成完整的作品[4]。目前很多《泥塑》課堂都是按照傳統(tǒng)的方式來進(jìn)行的，或者部分《泥塑》教學(xué)的體系有了雕塑設(shè)計(jì)的三維模型繪制，再由進(jìn)行泥稿小樣的完成來教學(xué)中作品的制作。這樣的作品對(duì)設(shè)計(jì)者個(gè)人思想的展現(xiàn)還是有著很大的局限性，如果能把數(shù)字化建模技術(shù)與3D打印技術(shù)在《泥塑》課程教學(xué)中進(jìn)行拉通，這對(duì)我們的教學(xué)和學(xué)生就業(yè)面的拓展都會(huì)帶來質(zhì)的飛躍。

4.1 數(shù)字3D掃描在泥塑教學(xué)中的運(yùn)用

數(shù)字 3D 掃描技術(shù)被大眾稱為三維結(jié)構(gòu)光掃描儀。在進(jìn)行掃描前，提前熟悉該相關(guān)掃描軟件的操作模式和基本性能。首先開啟掃描軟件，再對(duì)雕塑作品進(jìn)行掃描。作品與掃描儀的基本距離需要保持在掃描儀光投影中 0.5 m ～ 1 m 的范圍內(nèi)[5]。或者可以直接參照不同掃描儀標(biāo)定的最佳掃描距離進(jìn)行調(diào)整。掃描期間掃描儀的位置、高度和角度應(yīng)該盡可能固定，由專業(yè)的技術(shù)人員負(fù)責(zé)緩慢旋轉(zhuǎn)移動(dòng)擺臺(tái) [6]。盡量保持以 360°為移動(dòng)角度，進(jìn)行三次及以上的掃描次數(shù)來保障掃描數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

4.2 數(shù)字模型精修

通過掃描軟件，直接獲得一個(gè)初步的雕塑作品數(shù)字模型。首先，對(duì)數(shù)字模型細(xì)微角度先進(jìn)行細(xì)致的檢查，如有未掃描到部分，可通過再次進(jìn)行作品掃描或者軟件編輯進(jìn)行補(bǔ)充（例如圖一所示）。再次，使用修正軟件，對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行初次調(diào)整，把多余的雜點(diǎn)進(jìn)行刪除，平整模型的表面狀態(tài)，確保連接點(diǎn)、不同角度、細(xì)致角落都處于連接順滑的狀態(tài)。最后，完成對(duì)作品的數(shù)字還原后，可以利用軟件中的拆分貼圖功能來再現(xiàn)作品本身的顏色，也可通過疊加圖層以來豐富作品的層次感。

4.3 3D打印數(shù)據(jù)處理

將已經(jīng)檢查完善后的數(shù)字模型導(dǎo)入到軟件中，再次對(duì)模型的大小和位置進(jìn)行調(diào)試。確認(rèn)方向、方位無誤后，可以對(duì) 3D 打印機(jī)是否能夠正常投入使用進(jìn)行開啟檢查，例如，打印材料余量是否足夠、打印噴頭位置是否準(zhǔn)確，打印出口是否有材料堵塞等問題。打印機(jī)確認(rèn)無誤后，即可按下打印按鈕進(jìn)行操作，直至完成作品的3D打印。

5 3D打印技術(shù)對(duì)泥塑課程的影響

目前 3D 打印技術(shù)已經(jīng)涉及各個(gè)社會(huì)的方方面面，本文研究的是3D打印技術(shù)在泥塑課程中的應(yīng)用研究。3D 打印技術(shù)將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的雕塑的制作簡單化，并且可以一步到位，也不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)工藝上的粘合度不夠的現(xiàn)象[7]。3D 打印技術(shù)的應(yīng)用增強(qiáng)了藝術(shù)創(chuàng)作效果的預(yù)知性，改變了單一的雕塑藝術(shù)創(chuàng)作手段，豐富了雕塑藝術(shù)作品的形式，讓雕塑藝術(shù)創(chuàng)作后期過程更加簡單化。對(duì)于泥塑課堂而言3D 打印技術(shù)，豐富完善了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，同時(shí)能讓學(xué)生在后期作品的呈現(xiàn)上有了更多的展示方式。

6 結(jié)語

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，3D 打印技術(shù)與雕塑創(chuàng)作的融合發(fā)展不僅是大勢(shì)所趨，更是推動(dòng)現(xiàn)代雕塑創(chuàng)作可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路[8]。3D 打印技術(shù)創(chuàng)新了藝術(shù)家創(chuàng)作的方式，提供了更多的可能擴(kuò)展雕塑技術(shù)的邊緣[9]。傳統(tǒng)的工作教學(xué)方式出現(xiàn)了很多弊端，通過科技手段的介入有效提升了教學(xué)的效果的同時(shí)也促使師生們能更好地更新自我知識(shí)實(shí)現(xiàn)當(dāng)代藝術(shù)融合跨界發(fā)展的需要。

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Research and Practice of 3D Printing Technology in Clay Sculpture Course

HUANG Xi

（Chongqing Vocational Institute of Tourism，Chong Qing 409000）

Abstract：In the information age of more and more prosperous digitalization， the popularization and application of computer science and technology provide many different production methods and creative means for the art field. In the traditional clay sculpture teaching， most of the works are completed by artificial sculpture， which requires sculptors not only to have good ideas and ideas， but also to have high three-dimensional modeling ability， and spend a lot of time to sculpture and show their ideas. The creation of traditional clay sculpture is directly influenced by the sculptor's skill and technique. If the modeling ability is slightly worse， there will be great changes in the final work and the design intention. The application of 3D printing technology saves a lot of time for clay sculpture teaching， and enables beginners to spend more time on thinking and creation， which is a great promotion for clay sculpture teaching. This paper focuses on how to integrate 3D printing into the teaching of Clay Sculpture， so as to make the sculpture process and presentation of works simple and controllable.

Keywords： Digital clay；Sculpture teaching；3D printing；Creation