5G數字雕塑造型方法研究

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摘要：5g技術的發展帶動了數字雕塑技術的全面拓展。這種拓展不僅是制作速度上的加快，更是造型技術和方法的多樣延伸，并使得在傳統雕塑造型方法的基礎之上，多種造型方法相互配合與補充，從而實現數字化、智能化的雕塑創作、研究和教學。本文通過對數字雕塑作品和造型現狀進行考察，以發掘和揭示數字雕塑造型方法的特點，并對造型方法進行展望。

關鍵詞：5G；數字雕塑；造型；方法

隨著5G技術和數字技術的不斷發展，雕塑藝術創作逐步也從原有的造型傳統和造型技術邁向數字化造型和表現的領域。雕塑藝術的這種發展并不是對原有技藝和方法的遺棄，而是在原有造型方法的基礎之上，將當下新興技術融入現有的造型傳統之中，以拓展雕塑藝術的邊界。

一、數字技術和方法運用的目的

雕塑藝術如同造型藝術中的“重工業”，有著消耗大、占空間、高風險等現實問題。這些現實狀況給雕塑藝術的創作、教學和普及等帶來了一定的限制。同時，線性造型的創作思路和模式，使得作者難于修改或調整造型過程中出現的一些問題。這種不可逆的創作模式極大地降低了創作體驗和效率。數字技術的運用可以對傳統雕塑創作的現實狀況進行很好的改善。通過數字化技術的處理，可以將傳統的雕塑創作在電腦中完成，這既解決了占空間、消耗大等現實問題，又可以促使更多的雕塑愛好者參與到雕塑創作中。數字技術之中非線性的創作邏輯解決傳統雕塑創作中不可逆的創作現狀，同時可以為雕塑創作提供新的可能。以傳統泥塑為例，藝術家在創作之初需要進行構思，然后需要搭建泥塑架子，調整架子的動態和體量，再將泥料填充于架子的每個部分，最后對泥的形態進行調整和完善。然而，如果造型過程中需要對泥稿的動態進行調整，則需要將先前完成的塑造抹去重來。這種線性的造型模式大大降低了創作效率，同時使得原有作品中一些好的造型形態無法保留。更重要的是，這種線性邏輯的造型方式制約了藝術家的發揮和創造。在創作過程中，創作的方式和方法、材料和技術應該圍繞藝術家的創作構思來進行，而不是反之。數字技術和方法的運用可以使得非線性的創作邏輯在實踐中運用，藝術家可以任意在各個環節進行調整和完善。5G技術與VR技術的結合，可以使藝術家創作的作品在真實環境中呈現。原有的傳統創作方式主要是將塑造好的作品進行拍照，再通過Photoshop等軟件將其與現實中的場景進行組合，以形成最終的效果圖。這種需要依靠大量想象的呈現方式未能將作品與現實環境很好結合。而5G技術與VR技術的融合可以將作品實時渲染于場景之中，彌補二維效果圖中的限制。因而數字技術對雕塑藝術的介入，不僅改善和補充了原有造型創作，更為雕塑藝術的發展提供了新的可能。

二、數字雕塑造型的方法

現有數字雕塑的造型方法大體可以分為三類：1.基于公式的參數化造型；2.基于拓撲的網面化造型；3.基于點位的圖像化造型。這三種方法反映出不同的建模思路和創作方式，這三者之間有相近和相似之處，但各自在建模傾向上有一定的差異。

1.基于公式的參數化造型參數化造型主要是根據特定的公式（即程序中不同的編輯器），對對象的長、寬、高、角度、距離、容積、半徑以及各要素之間的布爾關系進行變量化處理。經過邏輯化構思的處理得到參數化模型。通過這種方式制作的作品有北京的鳥巢、水立方、望京SOHO，廣州歌劇院等。參數化造型可以將風速、溫度、濕度等各類要素納入到數字造型的綜合化考量范圍之內，最后形成多元因素融合的造型形態。參數化造型比較有代表性的插件是Grasshopper，它作為Rhinoceros軟件重要的編輯程序，與傳統的各類代碼Scrip編輯器有較大差異。它主要采用直觀的編輯器進行變量組合與調整。其工作原理是先設置一個要素，例如“點”，對這個“點”的位置、大小等要素進行設定；再添加數量編輯器，對這個“點”的數量進行編輯，比如設定100個數量；再添加隨機編輯器，對“點”的位置、大小等參數進行設定等不斷地添加各類編輯器并進行編輯，最后形成設計的造型形態。這個模式創作出的造型效果并不是一成不變的，多種參數不同的排列組合最后能得到意想不到造型表現。參數化造型的最終形態主要運用于實體模型的生產。因而Grasshopper與Rhinoceros軟件相互結合，以NURBS（Non-UniformRationalB-Splines，即非均勻有理B樣條曲線）曲面建模的方式成型。例如美國藝術家安東尼•豪（AnthonyHowe）的作品《我父親的影響》（MyFather’sInfluence），是先將作品各個部分在Rhinoceros軟件進行設計，再將數字模型導入3dsMax中進行空氣動力模擬，最后對作品進行調節和生產。參數化造型方式極大地拓展了原有的造型思路和手段，為數字雕塑提供了重要創作途徑。

2.基于拓撲的網面化造型拓撲（Topology）造型主要是通過對對象表面的形狀位置進行編輯，以獲得需要的造型形態。這種編輯方式提升了工作效率，并可以較為靈活地根據藝術家的創作構思進行建模。拓撲造型較為普遍運用于手辦、游戲和動畫之中，其精細化的建模方式，是常規貼圖模型難以比擬的。這種網面化的造型模式不僅是視覺效果的呈現，它與3D打印、CNC（ComputerNumericalControl，即數控機床）相互結合，形成完整的實體生產系統。網面化造型比較有代表性的軟件是ZBrush，其主要造型邏輯是先建立Z球，通過Z球來建立形態之間的動態關系，然后再根據動態關系來豐實造型形態的體量，最后再在體量的基礎上進行深入塑造和完善。網面化的造型邏輯與傳統雕塑有許多相似的地方，但網面化建模可以根據實際情況靈活調整造型形態的各個部分和造型環節，并可以在造型的過程中隨時插入形態內容或反復工作步驟。同時，在建模的過程中，可以渲染各類材質進行效果預覽。這種預覽并不是二維層面的設想，而是在5G技術的支持下，通過VR技術和設備將創作好的作品置于現實的場景之中進行考察。這種虛擬仿真技術帶來的交互性是傳統雕塑創作難以比擬的。虛擬交互不僅在創作過程中起到輔助作用，同時也為數字雕塑創作拓展了發展疆界。

3.基于點位的圖像化造型數字技術的迅猛發展，為數字雕塑提供了全新造型觀念和技術方法。各類激光探測雷達（如LiDAR光探測技術）和掃面儀的結合為平面化圖像轉換為三維模型提供了可能。這些技術正是依靠對點位的捕捉和測量，以及對成像公式的解析。藝術家運用這些技術可以將一張照片迅速轉化為三維模型。如同應驗了馬薩•杜尚（MarcelDuchamp）所預言的“人人都是藝術家”。圖像化造型最有代表性的軟件是加拿大奇異反演公司（SingularInversionsInc.）開發的FaceGen。其造型方法主要是先拍攝人物正面、左全側和右全側的照片，然后將軟件的點位捕捉系統激活，捕捉三個角度人物雙眼眼角、鼻翼、顴骨、嘴角、下顎骨、下巴等點位，通過這些點位數據與系統里的預設模型相互融合，最后形成基本的造型模型。在這個基礎之上，將這個基本模型導入ZBrush、MAYA、3dsMax等軟件中進行精細化加工和個性化處理。這種造型方法極大地提升了工作效率，為人物形態的創作提供了較為便捷的途徑。數據在高速傳輸技術的支持下，不僅可以使以點位為基礎的圖像化造型進行虛擬現實的交互，還可以提升點位的快速捕捉和模型的建構，以實現實體的成型和生產。這是藝術家的創意、數字建模技術和實體生產系統三者相互協作與配合的綜合性結果。

三、結語

數字技術的高速發展為人類生產生活提供了較大便利，為藝術創作提供了先進的技術、材料和創作理念，如同百余年前攝影技術的發明為認識和理解世界提供了新的途徑。數字技術為藝術創作提供了必要的輔助，同時也拓展了藝術自身發展的疆界。本文對公式的參數化造型、拓撲的網面化造型和點位的圖像化造型三種當下較為關鍵的建模方式進行考察，為數字雕塑等三維造型藝術的研究提供補充和參考。技術不是冰冷、機械、獨立的，技術在給予人類便利的同時，與人的創作理念、造型觀念和民族情趣相互融合，形成了新的藝術發展方向。

作者：賓泉 單位：上海大學上海美術學院在讀博士研究生