數字雕塑實體化造型藝術淺析
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摘要：伴隨著智能時代科學技術的快速發展，我國各行各業都受到前所未有的影響。科技不僅僅是應用于生活，藝術設計行業也正在悄悄從根本上發生著變化。3D打印、激光切割、VR虛擬等技術正在不斷地豐富著藝術的表現形式，我國現在越來越多的高校藝術專業中開設了新媒體藝術、科技與藝術等專業。這個時代，科學與藝術的關系變得更加緊密，二者相伴相生，互相影響，這也促使藝術領域逐漸趨于科學化發展。傳統的雕塑藝術在此時也受到了數字技術帶來的沖擊，而隨之而來的數字雕塑成了發展中的一種全新的表現形式。
一、引言
雕塑是一種古老的藝術表現形式，是人們不再滿足于二維的視覺體驗，逐漸由二維過渡至二點五維浮雕，再到三維立體的造型，是為了更好滿足人們視覺和觸覺更豐富的感受而出現的藝術形式。與傳統的繪畫表現有所不同，雕塑的表現內容不僅是客觀的寫實還有主觀的藝術概括，是通過三維的立體造型來表達運動的瞬間。所表現的載體及其豐富多彩，例如，金屬、泥土、數值以及木材等等。雕塑藝術發展到今天，所展現出來的形式以及所運用的材料也都在不斷更新變化，綜合學科的運用、科技的發展都促使雕塑的藝術表現形式越來越廣泛，學科之間的界限也愈發模糊了，一切只為更好地服務于生活，服務于人們的感受，例如，綜合材料雕塑、裝置藝術、數字雕塑、交互式藝術、燈光藝術等等，都被視為與雕塑密不可分。伴隨著智能時代的到來，數字化技術的普及，數字建模逐漸進入各類行業當中，由最初小范圍的運用到電影以及動畫等領域當中，到現在已經廣泛運用于食物打印、醫療建模、工業建模、古董修復等等。2020年的新型冠狀病毒暴發期間，數字建模和3D打印技術解決了很多物資緊缺困難，如氧氣瓶的閥門。
二、數字雕塑的基本概況
（一）數字雕塑的主要內容
數字雕塑作為時代發展背景下的一種新生事物，最開始的時候并沒有受到雕塑行業的認可，毫不夸張地說，數字雕塑在發展過程中是在爭議與質疑聲當中才不斷發展起來的，主要的原因就是雕塑創作者秉承著眼見為實與觸手可及這樣一種親身感受的體驗，在早期的時候，技術不夠完善，難以幫助雕塑藝術家完全實現所思所想，更加在材料方面大大限制了藝術創作的可能性，但約在2016年開始有計劃利用VR技術幫助雕塑藝術家在虛擬空間可以自由選擇材質，并在空間和時間上都大大節省了資本，雕塑藝術家們開始逐漸的接受這一科技變化。越來越多的藝術家們開始嘗試運用科技來快速地實現不可能。2021年朱尚熹教授發表了一篇文章《我的數字寫生雕塑與教學經驗》預示著中國的雕塑家們開始更加深入的研究和應用數字藝術。更多雕塑創作者最直接面對的材料問題能夠通過數字化技術獲得豐富的體驗，最初所采用計算機軟件的時候僅僅只能滿足于平面方面的表現，這樣一種方式的雕塑只能夠通過后期的渲染才能夠表現出來，所以這一階段當中的數字雕塑基本也就是以一種虛擬形式展現。直到2010年之后，3D打印機的出現，才促使數字雕塑有了全面的發展。
（二）數字性表現特點
數字雕塑雖然在現實當中并沒有占用實體的空間，但是創建出來的造型體塊則需要進行數字存儲。在計算機當中通過點、線、面所展現的位置信息進行存儲。在這當中我們可以以最為常見的obj文件作為參考，另一半則是通過三維軟件當中構建一定體積之后在導出obj格式的文件模型，而對于obj來說，其本身就是一種特殊的文本文件，是可以直接地通過文本軟件來打開、編輯或者是查看。所存儲內容為模型文件中各個點、線、面空間坐標位置的數值。因此，數字雕塑作品，本身則可以是一串數據。通過軟件解碼和在虛擬的三維空間當中予以模擬，然后展現出三維空間的特點。數字雕塑存儲則需要具有強大的計算機存儲空間，雕塑模型文件需要通過計算機網絡進行復制和傳播。然而存儲大小的決定性因素并不是模型本身尺度，而是所存儲的點、線、面的數量。依據模型所展現出來的復雜程度，模型文件所表現出來的文件大小也會有所不同。越復雜的模型也就越擁有很多的細節，對模型文件所需要的存儲空間也會越大，在模型的后期制作、傳輸和修改過程中，所花費的時間也會越長，反之則使用的空間越小，修改起來也越輕松。
三、數字雕塑的創作流程及差異
（一）數字雕塑與傳統雕塑觀察視角有所不同
首先，針對型體這一視角來進行觀察，數字雕塑主要采用的是一種動態化的而且趨于平面化的視角來進行觀察的。對傳統的雕塑來看，其主要是通過人類的肉眼來進行觀察的，雙眼的視覺距離會在現實當中呈現景深感或者是距離之感。在計算機屏幕之上對數字雕塑進行觀察，也就意味著所看到的圖像大多是一種平面化表現，形體所展現出來的關系主要是通過軟件這一模式所形成的點、線、面予以展現的，并不能夠展現出肉眼所能看到的一種距離感，需要人為的不間斷的拉動視點調整并且針對形體所呈現出來的觀察角度來對形體予以觀察，展現的是一種具有動態化的視覺來對不同物體予以觀察的。其次，由于在表現當中并沒有體積與空間上所表現出來的限制感，數字雕塑的創作則可以忽略場地空間對創作者觀察上的限制，以及在巨大的體量之下雕塑創作過程中難以全面觀察等問題。
（二）數字雕塑主要是運用軟景對現實雕塑予以模擬
虛擬的模型難以像現實當中一樣，采用雙手以及工具來進行形體上的塑造，需要采用鼠標以及手繪板等設備針對虛擬的型體予以編輯。雕塑創作者可以通過筆刷模擬不同的雕塑工具，針對基礎型體來進行雕刻、堆塑、打磨等等，這也給雕塑創作者后期的雕塑創作帶來了非常大的便利，并且這些表現能夠完成很多相對比較煩瑣的內容。同時，在后期的發展過程當中，相對實體雕塑來說，數字雕塑在很大程度上也進一步節省了雕塑創作者在后期創作過程中所需要的人力和物力，將雕塑創作者從重體力勞動當中不斷解放出來，進行純粹的藝術創作。在后期的創作與表現過程中，雕塑創作者則可以無視整個空間場地以及材料與重力之上帶來的束縛，隨心所欲的展開塑造。軟件中的筆刷工具輕松實現了各種自然肌理效果，例如，毛發、玻璃、木材等等，促使數字雕塑帶給人視覺感受上更加的自然，也促使其視覺層次上變得更加的豐富。
四、實體化數字雕塑呈現的幾種方法與造型表現特點
（一）計算機數控機床及表現特點
計算機數字控制機床又被人們稱之為數控機床，主要是一種裝有程序控制系統的自動化機床表現內容，能夠邏輯性處理具有控制編碼以及其他符號指令規定的相關程序并且將其予以譯碼，從而促使驅動機床產生動作加工零件。使其能夠更加精準地反映出數字模型所傳輸的信息。數控雕刻機所展現出來的軸數越來越多，這時候雕刻道具所展現出來的姿態也會隨之不斷豐富起來，進而能夠在后期的表現當中達到更加良好的效果。數控雕刻機床主要是采用道具針對一些硬質的材料予以雕刻，這也是一種減材性質的冷加工的表現形式。這種方式所展現出來的優點主要是尺寸相對比較大，而且表面的質感、精度、強度和韌度相對都比較高，針對雕刻效果的實現也會變得更加的理想。數控機床可以加工相對傳統的雕刻材料，例如，木材、石材以及金屬等等。當然，運用數控機床這一方法也會存在一定的缺點。首先，材料的利用率相對比較低，因為所采用的是減材的方法，必定會導致材料上的浪費。其次，復雜造型結構需要多次進行加工，如此，太復雜結構就難以實現。最后，雕塑模型在加工的時候必須要有相對比較固定的區域，這樣才能夠起到固定以及支撐的重要作用，這一部分往往是難以進行雕刻的。這些不能夠被雕刻的固定的區域也需要進行單獨的雕刻，因此在后期還需要進行拼接與表現。
（二）3D打印及表現特點
3D打印技術主要展現的是一種通過增材的形式所表現出來的熱加工的表現形式，通過打印的路徑編程軟件或者是數控系統，將一些專用材料依據燒結、擠壓、光固化或者是熔融等方式來進行表現，在三維模型的垂直方向之上，所呈現出來的高度內對2D的投影切片予以對齊和羅列。這種造型的原理在很大程度之上突破了傳統的制造方式束縛，能夠進一步實現復雜結構上的三維造型。就目前來看，相對比較普及的3D打印機大多都是SLA打印機與FDM打印機。FDM打印機主要采用的則是ABS以及PLA材料，其所展現出來的特點就是價格低廉，普及率相對比較高，整體速度會相對比較緩慢，而且打印的精度較高。SLA打印機最主要的材料運用的是光敏樹脂，價格上相對適中，速度相對較快，打印精度較高，整體效果也會更加的細膩。但是，所打印出來的模型整體的體積相對比較小，也是小型數字雕塑發展過程當中的首選。如果需要制作大型模型只能夠將模型進行分割打印，手工拼貼。例如，3D打印機、LOM打印機以及SLS打印機等。不同的打印機所展現出來的材料、精度與速度都略有不同。數字雕塑要想轉變為實體雕塑，就需要依據模型所表現出來的尺寸以及設備的精度來選取更加合適的實體化的表現方法。從大多數情況來看，較大的雕塑應當運用數控雕刻機這一方法來進行實現，針對材料的選用上則主要可以以泡沫苯板為主。展現出來的效果基本上都能夠滿足正常造型。更加精細化的可以通過運用6毫米的道具進一步實現肌理化的效果。但是，雕塑家針對一些細節來展現出非常特殊的需求，例如，針對寫實人物的手部或者是面部，可以對這些部位進行單獨完成，選取0.3毫米層厚的FDM打印機進一步完成局部雕刻，然后在將這幾個不同的部分進行拼接，完成整體化的作品。最后在運用相對比較傳統的方式和方法，對這些雕塑進行噴色，在整體效果上達到更完美的效果。雖然在數字實體化結束之后，還能夠采用傳統的手工修復的方式和方法進行更改，但是相較于整個雕塑的制作過程來看，數字化的方式和方法促使整個工作量大幅度的減少，有效提升了整體的制作效率。（如圖1，圖2所示）
五、實體化數字雕塑未來的發展方向
實體化的數字雕塑尚處于初級發展階段，在眾多技術方面仍然處于一種試驗性的發展階段，在未來發展中，會不斷發展。例如，豐富打印的材質，材料更加環保和廉價。突破相對垂直的方向來進行打印，并且采用更加靈活的曲面打印的形式來進一步形成打印軌跡的控制，豐富藝術效果。實現多打印頭進行打印縮短打印時間，不同的精度打印模式也會有所體現。在相同的機器之上來實現增材或者是減少的表現技術，進而更好實現運用金屬材料來制作相對比較復雜的雕塑造型，實現實體化的發展進程。實體化數字雕塑技術主要是通過虛擬的形式逐漸形成現實當中存在的一種物象表現內容，這種表現與工業零件標準有所不同。數字雕塑在發展過程當中往往對現實實體化設備有所要求。首先，滿足于藝術者所要求的打印精度，而且在視覺距離、時間以及尺度上都會擁有非常精確的要求。特別是一些大型雕塑實體化過程當中，更應當對尺度以及精度予以協調。其次，需要運用實體化的設備來展現出痕跡效應，將其逐漸轉化成為雕塑語言的部分內容，將工業當中不能夠規避的缺陷逐漸轉化為數字雕塑藝術語言，進而展現出特殊的肌理效果。由此可見，在現實當中，用于數字雕塑實體化所展現的成型技術，并不一定要出自高精尖的一些高檔設備，而是需要依據現實情況，滿足于數字雕塑實體化的發展需求。
六、結語
綜上所述，數字雕塑技術發展會不斷促使雕塑實體模型進一步還原，并且所展現出來的精度也逐漸增高，數字雕塑通過巨大的創作優勢來實現外形的塑造，促使其實現功能化，逐漸成為雕塑領域當中重要的內容。實體化過程也逐漸成了數字雕塑和傳統雕塑相互之間不斷溝通的重要橋梁，在未來發展當中會發揮出越來越重要的作用。
作者:金凱婧 單位:北海藝術設計學院
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