5G数字雕塑造型方法研究

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摘要：5g技术的发展带动了数字雕塑技术的全面拓展。这种拓展不仅是制作速度上的加快，更是造型技术和方法的多样延伸，并使得在传统雕塑造型方法的基础之上，多种造型方法相互配合与补充，从而实现数字化、智能化的雕塑创作、研究和教学。本文通过对数字雕塑作品和造型现状进行考察，以发掘和揭示数字雕塑造型方法的特点，并对造型方法进行展望。

关键词：5G；数字雕塑；造型；方法

随着5G技术和数字技术的不断发展，雕塑艺术创作逐步也从原有的造型传统和造型技术迈向数字化造型和表现的领域。雕塑艺术的这种发展并不是对原有技艺和方法的遗弃，而是在原有造型方法的基础之上，将当下新兴技术融入现有的造型传统之中，以拓展雕塑艺术的边界。

一、数字技术和方法运用的目的

雕塑艺术如同造型艺术中的“重工业”，有着消耗大、占空间、高风险等现实问题。这些现实状况给雕塑艺术的创作、教学和普及等带来了一定的限制。同时，线性造型的创作思路和模式，使得作者难于修改或调整造型过程中出现的一些问题。这种不可逆的创作模式极大地降低了创作体验和效率。数字技术的运用可以对传统雕塑创作的现实状况进行很好的改善。通过数字化技术的处理，可以将传统的雕塑创作在电脑中完成，这既解决了占空间、消耗大等现实问题，又可以促使更多的雕塑爱好者参与到雕塑创作中。数字技术之中非线性的创作逻辑解决传统雕塑创作中不可逆的创作现状，同时可以为雕塑创作提供新的可能。以传统泥塑为例，艺术家在创作之初需要进行构思，然后需要搭建泥塑架子，调整架子的动态和体量，再将泥料填充于架子的每个部分，最后对泥的形态进行调整和完善。然而，如果造型过程中需要对泥稿的动态进行调整，则需要将先前完成的塑造抹去重来。这种线性的造型模式大大降低了创作效率，同时使得原有作品中一些好的造型形态无法保留。更重要的是，这种线性逻辑的造型方式制约了艺术家的发挥和创造。在创作过程中，创作的方式和方法、材料和技术应该围绕艺术家的创作构思来进行，而不是反之。数字技术和方法的运用可以使得非线性的创作逻辑在实践中运用，艺术家可以任意在各个环节进行调整和完善。5G技术与VR技术的结合，可以使艺术家创作的作品在真实环境中呈现。原有的传统创作方式主要是将塑造好的作品进行拍照，再通过Photoshop等软件将其与现实中的场景进行组合，以形成最终的效果图。这种需要依靠大量想象的呈现方式未能将作品与现实环境很好结合。而5G技术与VR技术的融合可以将作品实时渲染于场景之中，弥补二维效果图中的限制。因而数字技术对雕塑艺术的介入，不仅改善和补充了原有造型创作，更为雕塑艺术的发展提供了新的可能。

二、数字雕塑造型的方法

现有数字雕塑的造型方法大体可以分为三类：1.基于公式的参数化造型；2.基于拓扑的网面化造型；3.基于点位的图像化造型。这三种方法反映出不同的建模思路和创作方式，这三者之间有相近和相似之处，但各自在建模倾向上有一定的差异。

1.基于公式的参数化造型参数化造型主要是根据特定的公式（即程序中不同的编辑器），对对象的长、宽、高、角度、距离、容积、半径以及各要素之间的布尔关系进行变量化处理。经过逻辑化构思的处理得到参数化模型。通过这种方式制作的作品有北京的鸟巢、水立方、望京SOHO，广州歌剧院等。参数化造型可以将风速、温度、湿度等各类要素纳入到数字造型的综合化考量范围之内，最后形成多元因素融合的造型形态。参数化造型比较有代表性的插件是Grasshopper，它作为Rhinoceros软件重要的编辑程序，与传统的各类代码Scrip编辑器有较大差异。它主要采用直观的编辑器进行变量组合与调整。其工作原理是先设置一个要素，例如“点”，对这个“点”的位置、大小等要素进行设定；再添加数量编辑器，对这个“点”的数量进行编辑，比如设定100个数量；再添加随机编辑器，对“点”的位置、大小等参数进行设定等不断地添加各类编辑器并进行编辑，最后形成设计的造型形态。这个模式创作出的造型效果并不是一成不变的，多种参数不同的排列组合最后能得到意想不到造型表现。参数化造型的最终形态主要运用于实体模型的生产。因而Grasshopper与Rhinoceros软件相互结合，以NURBS（Non-UniformRationalB-Splines，即非均匀有理B样条曲线）曲面建模的方式成型。例如美国艺术家安东尼•豪（AnthonyHowe）的作品《我父亲的影响》（MyFather’sInfluence），是先将作品各个部分在Rhinoceros软件进行设计，再将数字模型导入3dsMax中进行空气动力模拟，最后对作品进行调节和生产。参数化造型方式极大地拓展了原有的造型思路和手段，为数字雕塑提供了重要创作途径。

2.基于拓扑的网面化造型拓扑（Topology）造型主要是通过对对象表面的形状位置进行编辑，以获得需要的造型形态。这种编辑方式提升了工作效率，并可以较为灵活地根据艺术家的创作构思进行建模。拓扑造型较为普遍运用于手办、游戏和动画之中，其精细化的建模方式，是常规贴图模型难以比拟的。这种网面化的造型模式不仅是视觉效果的呈现，它与3D打印、CNC（ComputerNumericalControl，即数控机床）相互结合，形成完整的实体生产系统。网面化造型比较有代表性的软件是ZBrush，其主要造型逻辑是先建立Z球，通过Z球来建立形态之间的动态关系，然后再根据动态关系来丰实造型形态的体量，最后再在体量的基础上进行深入塑造和完善。网面化的造型逻辑与传统雕塑有许多相似的地方，但网面化建模可以根据实际情况灵活调整造型形态的各个部分和造型环节，并可以在造型的过程中随时插入形态内容或反复工作步骤。同时，在建模的过程中，可以渲染各类材质进行效果预览。这种预览并不是二维层面的设想，而是在5G技术的支持下，通过VR技术和设备将创作好的作品置于现实的场景之中进行考察。这种虚拟仿真技术带来的交互性是传统雕塑创作难以比拟的。虚拟交互不仅在创作过程中起到辅助作用，同时也为数字雕塑创作拓展了发展疆界。

3.基于点位的图像化造型数字技术的迅猛发展，为数字雕塑提供了全新造型观念和技术方法。各类激光探测雷达（如LiDAR光探测技术）和扫面仪的结合为平面化图像转换为三维模型提供了可能。这些技术正是依靠对点位的捕捉和测量，以及对成像公式的解析。艺术家运用这些技术可以将一张照片迅速转化为三维模型。如同应验了马萨•杜尚（MarcelDuchamp）所预言的“人人都是艺术家”。图像化造型最有代表性的软件是加拿大奇异反演公司（SingularInversionsInc.）开发的FaceGen。其造型方法主要是先拍摄人物正面、左全侧和右全侧的照片，然后将软件的点位捕捉系统激活，捕捉三个角度人物双眼眼角、鼻翼、颧骨、嘴角、下颚骨、下巴等点位，通过这些点位数据与系统里的预设模型相互融合，最后形成基本的造型模型。在这个基础之上，将这个基本模型导入ZBrush、MAYA、3dsMax等软件中进行精细化加工和个性化处理。这种造型方法极大地提升了工作效率，为人物形态的创作提供了较为便捷的途径。数据在高速传输技术的支持下，不仅可以使以点位为基础的图像化造型进行虚拟现实的交互，还可以提升点位的快速捕捉和模型的建构，以实现实体的成型和生产。这是艺术家的创意、数字建模技术和实体生产系统三者相互协作与配合的综合性结果。

三、结语

数字技术的高速发展为人类生产生活提供了较大便利，为艺术创作提供了先进的技术、材料和创作理念，如同百余年前摄影技术的发明为认识和理解世界提供了新的途径。数字技术为艺术创作提供了必要的辅助，同时也拓展了艺术自身发展的疆界。本文对公式的参数化造型、拓扑的网面化造型和点位的图像化造型三种当下较为关键的建模方式进行考察，为数字雕塑等三维造型艺术的研究提供补充和参考。技术不是冰冷、机械、独立的，技术在给予人类便利的同时，与人的创作理念、造型观念和民族情趣相互融合，形成了新的艺术发展方向。

作者：宾泉 单位：上海大学上海美术学院在读博士研究生