数字技术在雕塑艺术中的应用研究

2020年第19卷第15期
数字技术在雕塑艺术中的应用研究
□巴钧才
【内容摘要】科技的发展日新月异，随着计算机软硬件技术的发展和新材料的不断涌现，各行各业都不同程度受到科技发展所带来的冲击，传统手工雕塑也不例外，雕塑家们不应将科技拒之门外，而是展开双臂接受科技带来的便利，使他们
从繁重的费时费力的体力劳动中解放出来，把有限的时间和精力投入到作品的创意和构思当中，创作出更多、更好
的优秀作品。

【关键词】数字技术；雕塑艺术；3D打印技术；三维雕刻软件
【基金项目】本文为2017年度甘肃省“十三五”教育科学规划课题项目“3D打印技术与《雕塑》课程融合研究”（编号：GS ［2017］GHB0324）阶段性成果。

【作者简介】巴钧才（1979．12 ），男，甘肃永登人，西北师范大学知行学院副教授，硕士；研究方向：计算机课程教学与应用
一、引言
雕塑作为艺术品的一种特有形式，凝结着艺术家的情感和思想，是世间独一无二的存在，也就是说艺术作品具有唯一性。

在许多艺术家看来，通过3D打印机打印出的作品最大的特点就是可复制性，这恰恰违背了艺术品唯一性的特征，是艺术家们所不能容忍的。

从表面来看，3D打印技术与雕塑艺术的发展背道而驰，水火不容，而实际上，3D打印技术不仅可以与雕塑艺术相向而行，而且可以利用数字模型可反复修改的特性和3D打印的快速成型技术，把艺术家从繁重的体力劳动中解放出来，使他们把更多精力投入到作品的创意和构思当中，设计出更多精美的作品，并且将其设计思想通过3D打印设备精准的呈现出来。

雕塑分雕、刻、塑三种，以塑为例，它将艺术家的设计思想通过石膏、树脂、粘土等可塑材料一点一滴地构造出来；3D 打印技术是一种增材技术，通过打印机将设计好的数字作品逐层堆彻出来，两者从根本上都是将设计作品或思想通过材料的增加呈现出来的过程。

塑的过程中往往经历设计稿、小样、放样、翻模等，3D打印技术则需要经历数字模型设计和实物打印过程，省去了放样和翻模等劳动过程。

技术是理性的，艺术是感性的，美籍华裔物理学家、诺贝尔物理学奖获得者李政道先生认为“科艺相通”，他在《科学与艺术》一文中称“科学和艺术是不可分的，两者都在寻求真理的普遍性，……，这绝非仅为追求一种用绘画手段描绘科学特定领域的表面形式，而是探求在一个更深奥的意境中进行科学和艺术间的对话”。

例如吴作人先生的《无尽无极》、李可染先生的《核子重如牛，对撞生新态》、赵萌先生在苏州太湖东山的巨型浮雕等作品兼具科学价值和艺术价值。

技术的更替都会影响着艺术的发展，正如照相机的发明使绘画脱离“再现艺术”的桎梏，催生了映像派、抽象派、达达主义等的产生，促进了绘画艺术的创新和发展。

人们可以将数字技术应用于雕塑艺术创作的过程当中，使数字技术助力雕塑艺术的发展，实现科技与艺术的完美结合。

二、通过数字模拟仿真形体塑造
利用数字雕刻软件ZBrush设计作品时，软件自带的各种形状就如同雕塑家在雕刻台上和好的一团一定形状的泥巴，雕刻家以这团泥巴为基础进行雕刻，在数字设计中，设计者一般用Z球开始创建，经过对Z球的拖拽、拉伸、缩放等操作建立模型的形体，可以通过创建不同的Z球来构造模型的不同部位，比如，在创建人体模型时，先通过一个Z球创建身体部分，再在身体Z球上重新创建头部、胳膊、腿等不同的Z 球，不同的Z球相对独立，这样一来，可以对不同的部位各自进行调整和设计，而不会影响模型的其他部分。

正如雕刻家的主要工具是雕刻刀一样，在ZBrush软件设计时所用到的主要工具是笔刷，雕刻笔刷映射在手工雕塑创作里面就是雕塑刀，笔刷就是设计师手中的“雕刻刀”。

通过Zsub工具可以轻松实现手工雕刻中的刮、削、切等处理效果，贴、挑、抹等处理则可以通过Zadd工具实现。

可以通过压平笔刷对切面进行压平处理，如果物体表面需要纹理，则只需要在压平处理过程中选择阿尔法即可出现所需要的阿尔法纹理细节；要想使笔刷的处理效果更平滑流畅，则可以选择校正笔刷。

如果对特定区域进行雕刻，为了避免其他区域受到影响，先对该区域进行遮罩处理，对遮罩区域反向选择后进行遮罩区域的雕刻就不会影响到其他区域，为了保证雕刻区域与周边区域的过渡效果则可以选择模糊遮罩，以上操作的力度大小通过调整Zintensity值的大小来确定，通过选择不同的笔刷来模拟不同类型的雕刻工具。

通过Move和Scale 功能借助Shift键可以完成平移、拉伸、扭曲、缩放、裁剪等操作。

利用ZBrush软件工具进行模型设计学习简单，容易上手，这些软件工具充分模拟了雕刻台上的手工操作工具，在操作过程中可以应用数位板和压感笔来代替鼠标操作，数位板和压感笔的使用可以充分模拟现实中手工雕刻力道，当选择使用一个特定的笔刷时就可以像泥塑里雕刻刀一样自由、灵活地进行塑造形体。

同时，在手工雕刻时力度、角度等的把握非常关键，稍有不慎就会在细节处理中留下遗憾，而软
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件撤销功能的使用随时可以对操作中失误或不满意的地方进行快速复原与修改，这在现实雕刻中是可望而不可及的。

三、解决雕塑局部观察的死角问题
在传统的手工雕刻过程中，一般采用从整体到局部的雕刻方法，对雕刻物品整体性把握是非常关键的，手工雕刻者不得不随时停下来观察局部与整体的关系，在传统雕刻台上进行的手工雕塑中，对雕塑作品的观察只能通过雕刻台的转动或创作者的移动来实现，由于雕刻台本身实体的影响和地理空间的限制，手工创作者观察的视角往往受到限制，无法达到360度的观察，局部区域可能产生观察死角，导致创作出来的作品的空间关系不是特别准确或是局部细节的处理差强人意，难以完全符合创作者的预期。

用ZBrush软件的Rotate旋转功能，设计者可以通过确定一个中心点，以该点为中心进行任意角度的旋转或移动，可以随时对设计的模型进行360度无死角观察，以把握局部与整体的关系；ZBrush软件中的Fiord功能可以显示出物体的轮廓线，设计者也可以通过对物体轮廓线的检查来把握造型结构局部与整体的关系，对发现的问题及时进行调整，从而彻底解决作品的局部与整体关系处理问题。

四、避免写实雕塑不对称情况发生
李政道先生曾在中央工艺美术学院的演讲中指出：“艺术与科学，都是对称与不对称的巧妙组合。

”对称是美，不对称也是美，准确地说，对称与对称破缺的某种组合才是美。

长期以来，对称一直被人们认为是设计的黄金标准。

均衡的形态设计让人产生视觉与心理上的完美、宁静、和谐之感，静态平衡的格局大致是由对称与平衡的形式构成。

对称的图形具有单纯、简洁的美感以及静态的安定感，对称本身具有平衡感，对称是平衡的最好体现。

对称设计是一种有序和稳定的设计，在作品设计当中自觉地使用对称已经成为设计者们的一种习惯。

自然界中的动物外形一般都是对称的，我国古建筑中对称性也处处可见。

由于手工熟练程度及视图方面的原因，在手工雕塑中要做到完全对称往往是比较困难的，或多或少地会出现不同程度的不对称现象，这跟误差一样是无法避免的，手工雕塑者不得不把大量的时间和精力投入到讲求对称上。

如果利用软件进行模型设计，对称将是一件非常容易实现的功能，在ZBrush软件中可以先打开对称功能，选择在X 轴、Y轴或Z轴上开启对称，就可以利用笔刷对有对称特性的设计作品的一侧进行操作时，在对称面也会自动进行相应的操作，来保持作品的对称性。

通过这种方法也可以一次做出多个相同的造型，这为设计者不仅节约了大量时间和精力，同时避免了不对称或相同图案在不同区域不一致情况的发生。

五、充足的材质资源库任你随意选择
雕塑是造型艺术中与材料最直接相关的一门艺术，虽然材料只是一种媒介，但在雕塑的审美中，材料占有重要的位置，没有它，美就没有形象性、具体性和直观性，就不能作用于人的感观而成为审美对象。

材质的选择直接影响到成品效果，同时不同的材质也给人不同的视觉感受。

在雕塑材质选择中颜色、硬度、热膨胀、耐腐蚀性、反光性等都是需要考虑的问题，这些材料本身的性质对完成一件优秀的雕塑作品具有决定性作用。

雕塑家们只能通过经验来判断创意作用于材料上面后产生的效果，这对雕塑家和材料本身都是一个考验，甚至一些好的构思因为找不到对应的表现材料而不得不前功尽弃。

ZBrush软件中自带材质库囊括了常见的所有材质，设计者们在设计初期根本不用去考虑材料对雕塑的影响，只需通过Z球等工具进行创作，建模过程完成后可以根据设计者的需要更换不同材质以查看其效果，表面的肌理、颜色等也可以随意进行调整和更换，以使设计者的思维不受材质的影响充分表现出来。

设计者也可以通过这种方式进行材料的比对和选择，得到满意的效果后应用于手工雕刻当中，避免通过经验判断带来的风险。

六、数字技术让设计作品精准表现出来
手工泥塑作品通常要经过手绘稿、小样制作、翻模等过程，雕塑家要想把自己的思想和情感表达出来需要经过一步步繁重的手工劳动，在整个制作过程中不仅要受到材质、模具、天气等外部因素的限制，而且也受到雕塑家当时的情感、手工操作熟练程度等内部因素的制约，可以想象手工雕塑每一步的误差如果累计到成品后是一个什么样的结果，这至少会让雕塑家感觉到美中不足而留下遗憾，更有甚者会偏离设计初衷，跟最初的设想大相径庭。

可以借助ZBrush等数字建模软件将雕塑家对形体的设计完整地表现出来，在这个过程中可以直接利用建模软件完成，也可以将泥塑小样通过3D扫描设备扫描成数字模型，数字模型可以根据需要随意放大，省去了手工雕塑中放大稿和翻模等中间过程，整个过程将误差降到了最低，可以对扫描得到的数字模型进行反复的修改，在这个过程中既可以对数字模型进行误差修正，也可以将新的设计思想融入进去，等数字模型确定好后，利用3D打印设备将数字模型精准地打印出来，达到所想即所得的效果。

七、结语
综上，数字技术应用于艺术雕塑中，不仅可以利用软件模拟手工雕刻的全部过程，而且还能实现手工雕塑无法实现的功能，以弥补手工雕塑的局限。

三维雕刻软件和3D打印技术及材料的更新会极大地促进传统雕塑的发展，可以通过3D打印设备将设计好的数字模型精准打印出各种材质的作品，达到设计稿与成品无差别的效果，实现科技与艺术的完美结合。

【参考文献】
［1］陈雪．数字技术在雕塑创作中的应用与研究［D］．大连理工大学，2015
［2］李佳昱．数字时代的雕塑艺术———基于ZBrush的数字雕塑语言探索［D］．北京服装学院，2019
［3］董春波．三维数字化造型在雕塑艺术中的运用研究［D］．武汉纺织大学，2016。