三维技术在大型工艺雕塑制作实践中的应用

三维技术在大型工艺雕塑制作实践中的应用

摘要：

近10年来，伴随着科学技术水平的快速发展，人们进入了电子信息化的时代。得益于日新月异的科技发展， 人们生活中有关的各行各业都在其影响下或发生着一次次的变革，或正在经历着技术的革新。在大型的园林景观雕塑与大型工艺雕塑项目的创作设计施工中

也兴起一次新的技术变革。

大型工艺雕塑艺术创作需要全方位、多角度地展示其艺术魅力和创新成果的同时，由于其艺术作品体量庞大，有时等同于小型建筑。往往作品设计效果图做的绚丽，但是作品落成后，实际效果差强人意。这里原因也许是非常多元化的，有客观因素，也有技术缺陷。由此我进行思考，结合公司案例实践与分析，展示大型城市雕塑参数化设计与制作的意义，思考以后作品设计思路与发展方向。

关键词：

大型城市雕塑艺术、制作技术、参数化、传统雕塑艺术、融合。

一、数字雕塑软件的应用与普及。

在建筑行业里，建筑辅助设计的方面，应用了大量的设计软件，数字模型，效果图，CAD数据输出，数字化程度非常高，著名的建筑设计师（扎哈）团队就是非常典型的例证，其作品与设计的还原度非常之高。

目前3D打印以及3维扫描技术应用，对设计制作行业，起到酵母般的作用，特别对与雕塑艺术创作者来说，实现作品模型的方式，用3D打印的方式实现，非常之便利实用。

图1-3D 打印小稿                         图2-雕塑方案三维设计稿  

对创作初期小稿制作，大多雕塑家对传统泥塑创作的手感、泥味、机理效果，是非常的青睐，笔者也是。但利用先进的3维测量技术，实现了数字化创作，与传统泥塑创作相互转换。如泥塑制作后，扫描，比例放大缩小，3D打印，制作表面效果。省去了传统制作石膏或者硅胶磨具的十几道繁琐工序。或许效果对比传统工序会有出入，但是对于大型雕塑设计主张整体与大效果，对于小稿的肌理效果关注是可弱化的。

三维测量技术的应用（3D扫描），实现了实体落成雕塑数字化收藏。落成雕塑可进行二次创作，可重复可编辑的崭新创作方式。就如非线性视频剪辑一般的雕塑创作过程，给公司雕塑部创作及雕塑放样工作带来效益。而且制作的模型与设计稿的还原度极高。

二、参数化设计的意义。

目前行业里，包括自己公司内部也都在一直讨论研究，如何实现大型雕塑作品落成的效果，是否还原设计师提供的效果图或是甲方认可的设计作品成果。这是很客观，又很现实的问题。落成雕塑最终效果如何，将是设计师为之付出的努力成果直接反馈。以及立项单位衡量其经济代价是否得到效益，同时也面临着雕塑工程是否顺利通过验收。这似乎是每个公共艺术创作单位永恒的课题。

然而参数化设计及施工制作，在建筑行业以及工业设计行业里已经非常普及。如国外的一些优秀的设计团队，参数化设计的经典案例已经非常之多，其设计效果与实际落成的作品比较，由于都是电脑计算，技术参数输出，最后落成效果与设计图的还原程度确实非常之高。

图1-三维设计模型                           图2-完工成品

由此思考我们雕塑行业，特别是大型城市雕塑制作工艺技术，完全是可以借鉴应用。

三、传统文化与当代技术的融合。

或许很多艺术家都会认为手工工艺技术表现的作品，艺术价值高于机械加工的思维。特别手工打造的精美作品，其内涵和情感输出，是机械加工技术或者电脑数据，无法企及的高度。但是我认为传统审美取向不等同于热爱传统艺术，通过现代技术与传统艺术的融合，设计上可取材于我们几千年历史传承下来的博大传统文化元素，可以说取之不尽。如何应用，如何升华，如何开发，利用工业技术手段确实也是可以进行思考与研究的。也是保护，和推进传统文化的途径之一。

四、案例分析。

以下我提供的案例，是公司近期落成的比较成功的案例之一。

当前很多地政府纷纷提出文化立市、文化强市的宣传口号。尊重文化，传承文脉，寻找民俗文化与城市发展的融合点，是城市公共空间与公园景观规划设计的重要方向。在当前大的背景下，有幸参与高安市瑞阳湖雕塑项目的设计制作。

我针对该项目的制作工艺难点展开分析。从制作技术层面，展示如何借鉴建筑行业的施工工艺流程，以及参数化设计应用，最后呈现出不一样的传统文化内涵。以及回归最初的问题，设计效果图，与实际落成效果的还原度问题。

 这张效果图表现的作品是由上海欧派城市雕塑设计，并且承接负责制作的大型景观雕塑项目其中的一个作品“幽兰明灯”

设计主创人员：王晋、杨扬城

尺寸：高19.8米

 材质：不锈钢着色

1、设计简介：

作品采用了高安当地出土的元青花——青花瓷蕉叶纹觚，它造型优美，与灯塔的所需要的外形比例相匹配。在构成手法上采用了以纵向板状轮廓构成的手法，使灯塔更具现代计感与通透性。

         图1-文物实照               图2-方案三维设计稿（夜景）

设计青花纹样表现在每一块结构上，组成了完整的图案。夜晚灯光从纵向的间隙中发出，映出的幽蓝光芒散发着文化神采。

项目中标后，面临的问题就是如何精准还原实现落成设计成果。为了实现效果图的艺术效果，我们做了大量实验，分析施工制作工艺难点，得出以下几点。

（1）雕塑体量大在结构上，需要准确数据提供给结构设计单位分析计算承载，以及抗风抗震，内部结构需要通过验算解决安全问题。

（2）由于作品体量大，表面涂装工艺效果，没办法通过视觉判断，或者现场处理，必须精密计算设计。

（3）由于是纵向造型结构设计，意味着，每块结构间距的图案有视觉透视变化，与实体圆形图纸设计不能吻合。

（4）雕塑结构为4分对称结构，视觉上必须4个角度都应该是正面效果。

（5）涂装表面积达到3000多平方，如何准确的描绘图案造型是最关键，也是最难的外立面效果涂装工艺。

2、针对难点，寻求制作工艺突破。

我通过对之前的案例分析，与数字化设计软件的研究，最后利用RHINO“犀牛”（工业设计软件，特点是数据精准，与CAD可兼容，准确参数输出）用该软件建模计算数据，可提供准确的数据信息给结构设计单位结构验算，解决结构安全问题，与具体材料应用问题。施工工程中由于有了精密尺寸计算以及施工图纸，利用，激光切割设备开料，保证每片造型精准。也使得工程主体部分加工顺利。

表面涂装效果的模拟，的解决，也取决数据软件的应用，利用数据模型，模拟各个角度的视觉落差，以及视觉角度的计算。对观赏距离的判断后，进行实际考察测量现场，得到数据后利用应用软件，套入现场测量数据，进行视觉模拟。最后得出视觉模拟数据。基本原理与3维动画人物角色设计相同。应用软件，让模型360度旋转，捕捉每个主要视觉点的造型图案透视点，电脑计算，描绘图纸。

          如何在巨大雕塑造型上涂装，准确图案，并且36片的图案都不同，而其中每块图纸分割6片，216片不同的图案，要分布在19米高的雕塑上。这中间的工作难度是非常巨大的，这里就能全体现出，工艺制作过程数字化参数应用的重要性，我们通过模型电脑计算，截面套圈放样标高，CAD尺寸输出。比起传统的放样在造型坐标点上的把握准确，且效率提高，施工方法优劣比较最直接的就是效率。通过各种数据参数的准确提供，让涂装工人可以清晰的找到每块图纸，与雕塑造型的对应位置，细心涂装最后落成，与效果图比较，还原度能达到90%，得到了业主方，以及老百姓的好口碑，也顺利通过验收。

五:结语

目前城市雕塑行业分析，确实不是所有的设计作品，都能有较好的施工落地方案。往往很多很好的设计作品，得不到好的加工品质，效果大打折扣，最后导致设计妥协，改变方案，甚至放弃创意。

城市化的进程中，城市雕塑项目非常多，落成效果参差不齐。有些城市急功近利，缺少深入的设计规划，地域文化与建筑景观不结合，大多城市雕塑采用简单粗暴的复制或模仿，特别是前几年，导致国内很多地方都是大同小异的雕塑，就谈不上什么精神文化建设了。做好每一个公共艺术项目，将是我们每个工艺美术从业人的责任。

当前的很多对先进技术，以及应用软件，五花八门，遍布各个行业，与数字雕塑相关的3维技术也是层出不穷。从最早的3ds max、Maya、到ZB rush,再到WACOM公司出品的COMPANION，现在的3d扫描和VR技术。从智能语音机器人，到数控7轴机械臂……科技改变了我们的生活方式，也同样改变着每个行业，甚至也会改变艺术家的审美。正是凭借着数字技术中的虚拟化处理方式，使得艺术家可以在三维的虚拟空间中进行作品的创作，进而促进雕塑设计行业在电子信息化时代中得到发展。未来如何寻求更好的加工技术来呈现完美的作品，也是雕塑设计行业从业人员必须要思考的重要课题。