数字雕塑实体化造型艺术浅析
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摘要：伴随着智能时代科学技术的快速发展，我国各行各业都受到前所未有的影响。科技不仅仅是应用于生活，艺术设计行业也正在悄悄从根本上发生着变化。3D打印、激光切割、VR虚拟等技术正在不断地丰富着艺术的表现形式，我国现在越来越多的高校艺术专业中开设了新媒体艺术、科技与艺术等专业。这个时代，科学与艺术的关系变得更加紧密，二者相伴相生，互相影响，这也促使艺术领域逐渐趋于科学化发展。传统的雕塑艺术在此时也受到了数字技术带来的冲击，而随之而来的数字雕塑成了发展中的一种全新的表现形式。
一、引言
雕塑是一种古老的艺术表现形式，是人们不再满足于二维的视觉体验，逐渐由二维过渡至二点五维浮雕，再到三维立体的造型，是为了更好满足人们视觉和触觉更丰富的感受而出现的艺术形式。与传统的绘画表现有所不同，雕塑的表现内容不仅是客观的写实还有主观的艺术概括，是通过三维的立体造型来表达运动的瞬间。所表现的载体及其丰富多彩，例如，金属、泥土、数值以及木材等等。雕塑艺术发展到今天，所展现出来的形式以及所运用的材料也都在不断更新变化，综合学科的运用、科技的发展都促使雕塑的艺术表现形式越来越广泛，学科之间的界限也愈发模糊了，一切只为更好地服务于生活，服务于人们的感受，例如，综合材料雕塑、装置艺术、数字雕塑、交互式艺术、灯光艺术等等，都被视为与雕塑密不可分。伴随着智能时代的到来，数字化技术的普及，数字建模逐渐进入各类行业当中，由最初小范围的运用到电影以及动画等领域当中，到现在已经广泛运用于食物打印、医疗建模、工业建模、古董修复等等。2020年的新型冠状病毒暴发期间，数字建模和3D打印技术解决了很多物资紧缺困难，如氧气瓶的阀门。
二、数字雕塑的基本概况
（一）数字雕塑的主要内容
数字雕塑作为时代发展背景下的一种新生事物，最开始的时候并没有受到雕塑行业的认可，毫不夸张地说，数字雕塑在发展过程中是在争议与质疑声当中才不断发展起来的，主要的原因就是雕塑创作者秉承着眼见为实与触手可及这样一种亲身感受的体验，在早期的时候，技术不够完善，难以帮助雕塑艺术家完全实现所思所想，更加在材料方面大大限制了艺术创作的可能性，但约在2016年开始有计划利用VR技术帮助雕塑艺术家在虚拟空间可以自由选择材质，并在空间和时间上都大大节省了资本，雕塑艺术家们开始逐渐的接受这一科技变化。越来越多的艺术家们开始尝试运用科技来快速地实现不可能。2021年朱尚熹教授发表了一篇文章《我的数字写生雕塑与教学经验》预示着中国的雕塑家们开始更加深入的研究和应用数字艺术。更多雕塑创作者最直接面对的材料问题能够通过数字化技术获得丰富的体验，最初所采用计算机软件的时候仅仅只能满足于平面方面的表现，这样一种方式的雕塑只能够通过后期的渲染才能够表现出来，所以这一阶段当中的数字雕塑基本也就是以一种虚拟形式展现。直到2010年之后，3D打印机的出现，才促使数字雕塑有了全面的发展。
（二）数字性表现特点
数字雕塑虽然在现实当中并没有占用实体的空间，但是创建出来的造型体块则需要进行数字存储。在计算机当中通过点、线、面所展现的位置信息进行存储。在这当中我们可以以最为常见的obj文件作为参考，另一半则是通过三维软件当中构建一定体积之后在导出obj格式的文件模型，而对于obj来说，其本身就是一种特殊的文本文件，是可以直接地通过文本软件来打开、编辑或者是查看。所存储内容为模型文件中各个点、线、面空间坐标位置的数值。因此，数字雕塑作品，本身则可以是一串数据。通过软件解码和在虚拟的三维空间当中予以模拟，然后展现出三维空间的特点。数字雕塑存储则需要具有强大的计算机存储空间，雕塑模型文件需要通过计算机网络进行复制和传播。然而存储大小的决定性因素并不是模型本身尺度，而是所存储的点、线、面的数量。依据模型所展现出来的复杂程度，模型文件所表现出来的文件大小也会有所不同。越复杂的模型也就越拥有很多的细节，对模型文件所需要的存储空间也会越大，在模型的后期制作、传输和修改过程中，所花费的时间也会越长，反之则使用的空间越小，修改起来也越轻松。
三、数字雕塑的创作流程及差异
（一）数字雕塑与传统雕塑观察视角有所不同
首先，针对型体这一视角来进行观察，数字雕塑主要采用的是一种动态化的而且趋于平面化的视角来进行观察的。对传统的雕塑来看，其主要是通过人类的肉眼来进行观察的，双眼的视觉距离会在现实当中呈现景深感或者是距离之感。在计算机屏幕之上对数字雕塑进行观察，也就意味着所看到的图像大多是一种平面化表现，形体所展现出来的关系主要是通过软件这一模式所形成的点、线、面予以展现的，并不能够展现出肉眼所能看到的一种距离感，需要人为的不间断的拉动视点调整并且针对形体所呈现出来的观察角度来对形体予以观察，展现的是一种具有动态化的视觉来对不同物体予以观察的。其次，由于在表现当中并没有体积与空间上所表现出来的限制感，数字雕塑的创作则可以忽略场地空间对创作者观察上的限制，以及在巨大的体量之下雕塑创作过程中难以全面观察等问题。
（二）数字雕塑主要是运用软景对现实雕塑予以模拟
虚拟的模型难以像现实当中一样，采用双手以及工具来进行形体上的塑造，需要采用鼠标以及手绘板等设备针对虚拟的型体予以编辑。雕塑创作者可以通过笔刷模拟不同的雕塑工具，针对基础型体来进行雕刻、堆塑、打磨等等，这也给雕塑创作者后期的雕塑创作带来了非常大的便利，并且这些表现能够完成很多相对比较烦琐的内容。同时，在后期的发展过程当中，相对实体雕塑来说，数字雕塑在很大程度上也进一步节省了雕塑创作者在后期创作过程中所需要的人力和物力，将雕塑创作者从重体力劳动当中不断解放出来，进行纯粹的艺术创作。在后期的创作与表现过程中，雕塑创作者则可以无视整个空间场地以及材料与重力之上带来的束缚，随心所欲的展开塑造。软件中的笔刷工具轻松实现了各种自然肌理效果，例如，毛发、玻璃、木材等等，促使数字雕塑带给人视觉感受上更加的自然，也促使其视觉层次上变得更加的丰富。
四、实体化数字雕塑呈现的几种方法与造型表现特点
（一）计算机数控机床及表现特点
计算机数字控制机床又被人们称之为数控机床，主要是一种装有程序控制系统的自动化机床表现内容，能够逻辑性处理具有控制编码以及其他符号指令规定的相关程序并且将其予以译码，从而促使驱动机床产生动作加工零件。使其能够更加精准地反映出数字模型所传输的信息。数控雕刻机所展现出来的轴数越来越多，这时候雕刻道具所展现出来的姿态也会随之不断丰富起来，进而能够在后期的表现当中达到更加良好的效果。数控雕刻机床主要是采用道具针对一些硬质的材料予以雕刻，这也是一种减材性质的冷加工的表现形式。这种方式所展现出来的优点主要是尺寸相对比较大，而且表面的质感、精度、强度和韧度相对都比较高，针对雕刻效果的实现也会变得更加的理想。数控机床可以加工相对传统的雕刻材料，例如，木材、石材以及金属等等。当然，运用数控机床这一方法也会存在一定的缺点。首先，材料的利用率相对比较低，因为所采用的是减材的方法，必定会导致材料上的浪费。其次，复杂造型结构需要多次进行加工，如此，太复杂结构就难以实现。最后，雕塑模型在加工的时候必须要有相对比较固定的区域，这样才能够起到固定以及支撑的重要作用，这一部分往往是难以进行雕刻的。这些不能够被雕刻的固定的区域也需要进行单独的雕刻，因此在后期还需要进行拼接与表现。
（二）3D打印及表现特点
3D打印技术主要展现的是一种通过增材的形式所表现出来的热加工的表现形式，通过打印的路径编程软件或者是数控系统，将一些专用材料依据烧结、挤压、光固化或者是熔融等方式来进行表现，在三维模型的垂直方向之上，所呈现出来的高度内对2D的投影切片予以对齐和罗列。这种造型的原理在很大程度之上突破了传统的制造方式束缚，能够进一步实现复杂结构上的三维造型。就目前来看，相对比较普及的3D打印机大多都是SLA打印机与FDM打印机。FDM打印机主要采用的则是ABS以及PLA材料，其所展现出来的特点就是价格低廉，普及率相对比较高，整体速度会相对比较缓慢，而且打印的精度较高。SLA打印机最主要的材料运用的是光敏树脂，价格上相对适中，速度相对较快，打印精度较高，整体效果也会更加的细腻。但是，所打印出来的模型整体的体积相对比较小，也是小型数字雕塑发展过程当中的首选。如果需要制作大型模型只能够将模型进行分割打印，手工拼贴。例如，3D打印机、LOM打印机以及SLS打印机等。不同的打印机所展现出来的材料、精度与速度都略有不同。数字雕塑要想转变为实体雕塑，就需要依据模型所表现出来的尺寸以及设备的精度来选取更加合适的实体化的表现方法。从大多数情况来看，较大的雕塑应当运用数控雕刻机这一方法来进行实现，针对材料的选用上则主要可以以泡沫苯板为主。展现出来的效果基本上都能够满足正常造型。更加精细化的可以通过运用6毫米的道具进一步实现肌理化的效果。但是，雕塑家针对一些细节来展现出非常特殊的需求，例如，针对写实人物的手部或者是面部，可以对这些部位进行单独完成，选取0.3毫米层厚的FDM打印机进一步完成局部雕刻，然后在将这几个不同的部分进行拼接，完成整体化的作品。最后在运用相对比较传统的方式和方法，对这些雕塑进行喷色，在整体效果上达到更完美的效果。虽然在数字实体化结束之后，还能够采用传统的手工修复的方式和方法进行更改，但是相较于整个雕塑的制作过程来看，数字化的方式和方法促使整个工作量大幅度的减少，有效提升了整体的制作效率。（如图1，图2所示）
五、实体化数字雕塑未来的发展方向
实体化的数字雕塑尚处于初级发展阶段，在众多技术方面仍然处于一种试验性的发展阶段，在未来发展中，会不断发展。例如，丰富打印的材质，材料更加环保和廉价。突破相对垂直的方向来进行打印，并且采用更加灵活的曲面打印的形式来进一步形成打印轨迹的控制，丰富艺术效果。实现多打印头进行打印缩短打印时间，不同的精度打印模式也会有所体现。在相同的机器之上来实现增材或者是减少的表现技术，进而更好实现运用金属材料来制作相对比较复杂的雕塑造型，实现实体化的发展进程。实体化数字雕塑技术主要是通过虚拟的形式逐渐形成现实当中存在的一种物象表现内容，这种表现与工业零件标准有所不同。数字雕塑在发展过程当中往往对现实实体化设备有所要求。首先，满足于艺术者所要求的打印精度，而且在视觉距离、时间以及尺度上都会拥有非常精确的要求。特别是一些大型雕塑实体化过程当中，更应当对尺度以及精度予以协调。其次，需要运用实体化的设备来展现出痕迹效应，将其逐渐转化成为雕塑语言的部分内容，将工业当中不能够规避的缺陷逐渐转化为数字雕塑艺术语言，进而展现出特殊的肌理效果。由此可见，在现实当中，用于数字雕塑实体化所展现的成型技术，并不一定要出自高精尖的一些高档设备，而是需要依据现实情况，满足于数字雕塑实体化的发展需求。
六、结语
综上所述，数字雕塑技术发展会不断促使雕塑实体模型进一步还原，并且所展现出来的精度也逐渐增高，数字雕塑通过巨大的创作优势来实现外形的塑造，促使其实现功能化，逐渐成为雕塑领域当中重要的内容。实体化过程也逐渐成了数字雕塑和传统雕塑相互之间不断沟通的重要桥梁，在未来发展当中会发挥出越来越重要的作用。
作者:金凯婧 单位:北海艺术设计学院
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