譚 求

（東華理工大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330013）

隨著社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)在已進(jìn)入了數(shù)字化信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用對(duì)藝術(shù)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，為藝術(shù)創(chuàng)作提供了靈感和生產(chǎn)方法。傳統(tǒng)的雕塑創(chuàng)作需要極高的工藝水平和復(fù)雜的生產(chǎn)流程，藝術(shù)家需要多年的培訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)才能實(shí)現(xiàn)。3D打印技術(shù)以計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將虛擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為真實(shí)對(duì)象，直接跳過傳統(tǒng)且復(fù)雜的過程。立體攝影形式的3D打印技術(shù)在20世紀(jì)80年代初開始發(fā)展起來，1984年發(fā)明了立體光刻機(jī)，3D打印技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)過了37年。1999年推出一個(gè)名為ZBrush的小程序，為數(shù)字藝術(shù)家用傳統(tǒng)雕塑的方式與3D模型之間鋪平了道路，使任何人都可以使用3D打印技術(shù)，并為創(chuàng)作者打開了新的大門，為這些技術(shù)與傳統(tǒng)的雕塑方法相結(jié)合產(chǎn)生了新的途徑。

3D打印技術(shù)能夠?yàn)槲幕z產(chǎn)的管理、診斷、恢復(fù)、保護(hù)、研究與交流等提供巨大的幫助。鼓勵(lì)和促進(jìn)文物的記錄和信息管理可以有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化三維模型，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化應(yīng)用和固體復(fù)制。數(shù)字拷貝可以在許多情況下使用，這是遺產(chǎn)保存和保護(hù)的有效途徑。它可以在虛擬博物館檔案和目錄中與文化經(jīng)營者和用戶實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享，并通過3D打印技術(shù)復(fù)制獲得與文化遺產(chǎn)互動(dòng)的新機(jī)會(huì)。3D打印技術(shù)為藝術(shù)家和鑄造者創(chuàng)造了一個(gè)充滿可能性的世界，他們依靠計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)字化模型使雕塑進(jìn)入了數(shù)字設(shè)計(jì)和制造時(shí)代。

1 3D打印技術(shù)的數(shù)字化雕塑創(chuàng)作

1.1 雕塑技術(shù)的革新

3D打印技術(shù)可以運(yùn)用到許多課程領(lǐng)域，包括設(shè)計(jì)、科學(xué)、工程和數(shù)學(xué)。3D打印是一種添加劑制造過程，通過該過程選擇放置或形成材料添加層來創(chuàng)建三維物體。3D打印需要打印機(jī)、數(shù)字文件和打印材料，首先使用特定的軟件(CAD等)或掃描現(xiàn)有的項(xiàng)目對(duì)象進(jìn)行三維建模，然后創(chuàng)建三維模型的數(shù)字文件?？梢詫⑽募l(fā)送到多個(gè)位置或單個(gè)打印機(jī)，以便打印3D對(duì)象。3D打印制作任何形狀的物體都可以實(shí)現(xiàn)從復(fù)雜到簡單的過程，并且不需要浪費(fèi)任何額外的成本或時(shí)間和原材料。3D打印不僅在原材料和工具方面降低了成本，打印物體的形狀也更加靈活，而且縮短了設(shè)計(jì)和制造之間的時(shí)間，以及減少了對(duì)環(huán)境的污染等。

數(shù)字雕塑是通過使用一系列數(shù)字工具在三維建模軟件中操縱三維物體來完成的?，F(xiàn)在的電影和電子游戲社區(qū)在很大程度上依賴這些三維藝術(shù)形式，這些藝術(shù)作品原本只存在于一個(gè)被稱為數(shù)字黏土的數(shù)字世界中，現(xiàn)在為了營銷等目的將這些作品從計(jì)算機(jī)帶到了現(xiàn)實(shí)世界。任何數(shù)字化3D模型都可以輸出為文件格式并在3D打印機(jī)上打印，然后用泡沫塑料、木材、金屬、石材和各種多軸數(shù)控銑床和等離子切割機(jī)碾磨[1]。這些技術(shù)已經(jīng)通過各種形式被世界各地的雕塑家所使用，并且通過設(shè)計(jì)、編輯和制作來創(chuàng)新和分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

1.2 創(chuàng)作思維的轉(zhuǎn)化

新技術(shù)的發(fā)展對(duì)許多藝術(shù)家的思想產(chǎn)生了影響，他們?cè)絹碓蕉嗟厥褂每萍际侄蝸韯?chuàng)作現(xiàn)代化的藝術(shù)作品。相對(duì)于傳統(tǒng)藝術(shù)家使用各種制作工具，數(shù)字藝術(shù)家是利用電腦制作軟件中的各種命令完成其創(chuàng)作，數(shù)字領(lǐng)域的雕刻讓雕塑家可以自由地工作，數(shù)字化模型的任何更改都是可以撤銷的，它還可隨意地?cái)D壓和拉伸模型，但是傳統(tǒng)雕塑在處理黏土、石頭或其他物理介質(zhì)時(shí)，保存不同階段的工作或撤銷多個(gè)步驟更改是不可能實(shí)現(xiàn)的，雕塑家在制作黏土模型時(shí)沒有這樣的自由。

為了制作高質(zhì)量的作品，3D打印的開發(fā)人員面臨技術(shù)和美學(xué)方面的挑戰(zhàn)，他們必須培養(yǎng)對(duì)傳統(tǒng)雕刻、構(gòu)圖和繪畫技巧的理解。使用電腦創(chuàng)作并不能免除這些考慮，相反電腦給了一套更強(qiáng)大、更靈活的工具來掌握這些傳統(tǒng)的藝術(shù)技巧，因?yàn)樗饶７潞蛿U(kuò)展了傳統(tǒng)的雕刻過程，又為其建模提供了更為直接的途徑來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。在電腦上工作可以很快達(dá)到一個(gè)審美的門檻，作為一個(gè)藝術(shù)家成長的唯一選擇就是提高門檻[2]。

1.3 作品形式的突破

利用新技術(shù)將數(shù)字和互動(dòng)媒體結(jié)合起來傳達(dá)復(fù)雜或抽象的概念。在工作中使用數(shù)字化工具分析和探索使用傳統(tǒng)藝術(shù)材料創(chuàng)作雕塑的方法。人們根據(jù)數(shù)據(jù)的變化產(chǎn)生了三維模型，并將它們作為基礎(chǔ)創(chuàng)造了一個(gè)青銅雕塑或者低成本的作品。數(shù)據(jù)正成為越來越普遍的藝術(shù)展示題材。這樣的制作有許多優(yōu)點(diǎn)，最主要的是藝術(shù)家和科學(xué)家之間的合作增加了。對(duì)科學(xué)界來說，藝術(shù)合作提供了一種手段，使復(fù)雜的數(shù)據(jù)和抽象的概念以一種可以理解和欣賞的方式傳達(dá)給更廣泛的受眾。對(duì)藝術(shù)界來說，將數(shù)據(jù)作為主題使藝術(shù)家的作品更容易被證明是正確的，因?yàn)槌嗽O(shè)計(jì)美學(xué)的價(jià)值外，作品作為信息的呈現(xiàn)也具有內(nèi)在的價(jià)值。

藝術(shù)傳達(dá)數(shù)據(jù)的形式可能引來人們對(duì)于物理材料的更多關(guān)注而忽視藝術(shù)作品信息的傳達(dá)。考慮如何呈現(xiàn)一直是藝術(shù)努力的關(guān)鍵部分，需要進(jìn)一步探索如何使用不同的藝術(shù)媒介來顯示數(shù)據(jù)，以及所顯示的信息如何受到其所傳達(dá)的媒介的影響。圍繞創(chuàng)造藝術(shù)的作品，可以選擇代表相同的數(shù)據(jù)與不同的材料來制作。在創(chuàng)建基于數(shù)據(jù)的藝術(shù)作品中使用的材料有助于理解和解釋成品中呈現(xiàn)的信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)藝術(shù)作品形式的突破。

2 3D打印技術(shù)對(duì)文化遺產(chǎn)的保護(hù)

文化遺產(chǎn)是一個(gè)社會(huì)發(fā)展并代代相傳生活方式的表達(dá)，包括習(xí)俗、場所、物體、藝術(shù)表現(xiàn)和價(jià)值觀。文化遺產(chǎn)通常表示為非物質(zhì)或有形文化遺產(chǎn)，作為人類活動(dòng)的一部分，文化遺產(chǎn)對(duì)價(jià)值體系、信仰產(chǎn)生了有形的表現(xiàn)。文化遺產(chǎn)作為整個(gè)文化的重要組成部分，包含著從古代到近代的這些看得見、摸得著的痕跡。3D打印和3D掃描越來越多地應(yīng)用于考古學(xué)和文化遺產(chǎn)保護(hù)。這些3D技術(shù)為博物館人員、研究員和考古學(xué)家提供了新的工具來捕捉3D古代物體、文物和藝術(shù)品[3]。用3D技術(shù)來研究、復(fù)制、恢復(fù)或簡單地存檔文化遺產(chǎn)要比傳統(tǒng)的2D圖片展示出更多的細(xì)節(jié)。

2.1 3D數(shù)字訪問

文物只有一小部分陳列在博物館里，3D復(fù)制品可以很容易使公眾接觸到它們，并且可以提供給相關(guān)學(xué)者同時(shí)研究，他們?yōu)樾碌难芯糠椒ㄤ伷搅说缆?。在三維建模原件掃描后可以立即分析考古的物體，并正確地重新組裝復(fù)雜化的碎片。構(gòu)成藝術(shù)品狀態(tài)的數(shù)字檔案資料，可用于各種目的的改造或儲(chǔ)存，如構(gòu)建一個(gè)遠(yuǎn)古時(shí)期雕像的三維模型應(yīng)用于數(shù)字化存檔和實(shí)物復(fù)制，可以通過拷貝數(shù)字文件實(shí)現(xiàn)3D打印復(fù)制，獲得與文化遺產(chǎn)互動(dòng)的新機(jī)會(huì)。近幾十年來激光掃描或數(shù)字?jǐn)z影測量的三維采集已經(jīng)成為記錄文化遺產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)方法之一，因?yàn)樗梢苑治鋈魏嗡囆g(shù)品的形狀、大小和位置而不一定要與之接觸。隨著3D打印技術(shù)的引入，數(shù)字化資料以較低的成本呈現(xiàn)出物質(zhì)形態(tài)，并從相應(yīng)的數(shù)字化模型轉(zhuǎn)成為物理實(shí)物對(duì)象，這種形式導(dǎo)致了對(duì)虛擬數(shù)據(jù)概念的不同呈現(xiàn)，它不必再與簡單的視覺效果聯(lián)系在一起。記錄遺產(chǎn)的三維計(jì)量數(shù)據(jù)可以保存和監(jiān)測，更有利于理解歷史、分享文化。

2.2 3D打印修復(fù)

高質(zhì)量的3D虛擬模型可以被研究者用作保護(hù)和修復(fù)受損文物，并作為生成物理副本的參考基礎(chǔ)，此外三維模型可以精確地為損傷或磨損區(qū)域作可視化恢復(fù)。文化遺產(chǎn)往往受到人為或環(huán)境因素的破壞，受損的文物必須修復(fù)和恢復(fù)以便用于展覽、研究和教育。過去通過天然材料如蛋清、樹皮、生漆或?yàn)r青來恢復(fù)它們的原始形態(tài)。現(xiàn)在是用各種合成樹脂連同石膏來代替天然材料，特別是環(huán)氧樹脂和聚氨酯合成樹脂被廣泛使用，使用這些新材料修復(fù)通常取決于修復(fù)專家的直覺和技術(shù)。然而這種人工修復(fù)往往導(dǎo)致修復(fù)材料與文化遺產(chǎn)直接接觸，如果修復(fù)的地方不合適，則必須拆除而造成了潛在的二次損害。為了補(bǔ)充這種傳統(tǒng)方法，三維數(shù)字技術(shù)成為新的修復(fù)技術(shù)[4]。這種修復(fù)方法融合了三維虛擬修復(fù)技術(shù)和三維打印技術(shù)，不僅使文物接觸最小化而且擴(kuò)大了恢復(fù)材料的多樣性。

2.3 3D數(shù)字保護(hù)

文化遺產(chǎn)學(xué)是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，近幾年有了非常重要的突破，這得利于技術(shù)發(fā)展促漲了數(shù)字領(lǐng)域獲取文化資產(chǎn)的新方法和新手段。這些算法系統(tǒng)具有非常重要和廣泛的作用，因?yàn)樗鼈兡軌驅(qū)崟r(shí)獲取精確的數(shù)據(jù)[5]。此外，攝影測量與計(jì)算機(jī)視覺之間的交叉產(chǎn)生了新的工具和軟件，能夠以半自動(dòng)的方式使用照片對(duì)物體進(jìn)行數(shù)字重建，如對(duì)受到環(huán)境影響或被災(zāi)難性事件造成不可挽回性摧毀的文化遺產(chǎn)；在得不到有效保護(hù)狀態(tài)下的重大藝術(shù)品；在丟失原件情況下的文物，可以利用圖像、文字和影像等信息建造真實(shí)感三維模型為科學(xué)家和大眾提供幫助。如弗勞恩霍夫計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究所文化遺產(chǎn)數(shù)字化能力中心在一個(gè)跨學(xué)科研究項(xiàng)目中開發(fā)的CultLab3D系統(tǒng)，該系統(tǒng)是世界上最早實(shí)現(xiàn)快速、高效和成本效益高的三維數(shù)字化軟件，它是為了實(shí)現(xiàn)完全3D數(shù)字化自動(dòng)化過程而專門設(shè)計(jì)的，它允許用戶掃描和存檔大量遺產(chǎn)對(duì)象并進(jìn)行文檔保存。

2.4 3D展覽新途徑

古代文化遺產(chǎn)非常豐富，世界各地博物館的檔案館中保存著數(shù)以萬計(jì)的文物。三維技術(shù)的飛速發(fā)展促進(jìn)了文化遺產(chǎn)的數(shù)字化呈現(xiàn)，讓這些不易出國門的文物可以展出。有關(guān)部門通過獲得這些歷史文物的3D數(shù)字拷貝，制作文化遺產(chǎn)的3D打印雕塑復(fù)制品然后在線上線下都可以呈現(xiàn)。這些復(fù)制品可以放置在博物館和遺址中，也可以分布在世界各地然后在多個(gè)地方展出。3D打印技術(shù)開辟了展覽策劃與實(shí)施的新途徑，虛擬復(fù)制品可用于混合展覽并創(chuàng)造游客的新體驗(yàn)。3D模型也可以通過純粹的虛擬博物館體驗(yàn)，讓來自世界任何地方的游客產(chǎn)生新的互動(dòng)。文化遺產(chǎn)在遭受多次自然和人為災(zāi)害之后將變得十分脆弱，很有可能自身受到損害或價(jià)值受損，在這種情況下高質(zhì)量的3D虛擬展覽可以代替原件的展出，消除原件意外損害或進(jìn)一步惡化的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而減少高額保險(xiǎn)成本的投入。

3 結(jié)束語

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。傳統(tǒng)的工作方式出現(xiàn)了很多弊端，通過科技手段的介入有效提升了工作效率的同時(shí)也促使雕塑家們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。3D打印技術(shù)的發(fā)展不單單是雕塑技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也是各領(lǐng)域的發(fā)展原動(dòng)力，文化遺傳的保護(hù)和研究就是其發(fā)展實(shí)踐的原創(chuàng)地之一。結(jié)合自身科技優(yōu)勢(shì)完善文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的保存、保護(hù)和展覽方式是3D打印技術(shù)的使命。3D打印技術(shù)可以再現(xiàn)歷史文物和遺址，這對(duì)傳統(tǒng)的倫理提出了挑戰(zhàn)，但是與此同時(shí)它也給全世界人民帶來了了解文化瑰寶的新途徑。