3D建模技术原理下皮革工艺美术品设计
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摘要：伴随着信息化时代3d技术的快速发展，计算机数字化技术除了在社会生活中广泛应用，还可以将此技术广泛应用于皮革工艺美术品的生产与展示环节中。目的总结3D建模技术的原理，探讨3D建模技术原理在皮革工艺美品中的设计优势；方法以3D建模技术原理来生成皮革工艺产品模型，进一步展示成品的皮革材质、纹理、最终效果；结论提出了将3D建模技术与皮革工艺美术品设计有效结合，可以最大程度地对皮革工艺设计的原始流程进行优化，以此优化皮革工艺美术品的最终呈现，对设计质量的全面提升起到积极促进作用。
关键词：3D建模技术；皮革工艺；工艺美术品；材质
目前采用计算机3D建模技术，在进行皮革工艺美术品设计过程中，可任意进行工艺成品最终效果展示的二维与三维自由转换，可以有效地提高皮革工艺设计效率，压缩设计成本，从而全面提升皮革工艺美术品的设计质量。
13D建模技术
1.13D建模软件的分类
常见的主流3D建模软件有MAYA、3DSMAX、ZBrush、BodyPaint3D、CINEMA4D等。不同的3D软件建模制作方式、画面表现各不相同，例如MAYA、CINEMA4D更偏场景角色设计多一些，在影视后期，工业渲染中非常常见，而3DSMAX、BodyPaint3D在产品建模、角色建模设计表现中比较常见。现代的3D建模通常采用3DSMAX软件建模，通过OpenGL技术进行二次处理的方法来实现的，3DSMAX具有强大的建模能力和渲染能力[1]。
1.2建模技术原理
三维建模是三维设计的第一步，是三维世界的核心和基础。没有一个好的模型，其他什么好的效果都难以表现。3DSMAX具有多种建模手段，除了内置的几何体模型、对图形的挤压、车削、放样建模以及复合物体等基础建模外，还有多边形建模、面片建模、NURBS建模等高级建模[2]。3D建模技术是实现虚拟设计产品展示的关键技术，虚拟设计产品的建模技术原理就是运用计算机3D图形学的方法，根据设计草图在计算机中进行虚拟环境的模型建造与渲染。基于此原理，可以把建立的3D设计产品模型全方位地进行多视角或任意方向的展示，通过计算机数据渲染计算，最终以图像的形式生成，以此达到逼真模拟度高的效果。
23D建模技术在皮革工艺美术品中的设计优势
2.1设计成本较低
在一定程度上，皮革工艺美术品设计制作环节会受到皮革产品的材料品类、成型工艺、材料特性、设计造型等因素的制约。制作成本高、成型精度差、质量效果欠佳是比较常见的问题。随着皮革工艺新材料、新技术、新工艺的出现，3D建模技术可以很好地解决这些问题，在3D建模中可以完成各类的皮革工艺美术造型设计，通过赋予材质、贴图灯光设置，搭配虚拟场景烘托，可以有效展示皮革工艺成品的最终效果，且所有的操作步骤均在计算机中完成，省时省力，避免了制作环节中的失误，节约了设计成本。
2.2快速提高工艺设计效率
传统的皮革工艺美术品主要分为手工艺制作和机器制作。手工艺制作出来的工艺产品造型俏皮、制作精美，富有一定的人文特色。但是，手工艺制作也存在弊端，比如工艺产品的生产周期较长、制作效率较低等问题。机器制作由于受制于机器生产的皮革模具、参数设定，制作出来的工艺品效果往往千篇一律，造型较为呆板。通过3D建模技术来完成工艺产品设计，可以大大提高工艺设计的效率，3D建模工艺产品不需要进行实物的加工和制作，通过虚拟的生成和展示，可以大大缩短设计的时间，从而提高生产的效率，减少生成环节的成本投入，具有很大的优势，不仅可以设计出人工无法制作的款式，还可以给款式增加更多的新颖之处[3]，使工艺产品以多元化的样式呈现在消费市场中。
2.3绿色环保经济
随着环保理念的不断深入，绿色可持续发展是皮革材料选取考虑的因素。皮革行业属于高能耗、高排放、高污染行业，粗放式生产模式对于生产环境的污染不可小觑。皮革加工时需要添加各种化学原料，由于原料并未充分吸收，便会造成严重的水污染[4]。而在3D建模技术制作中，由于是计算机虚拟完成皮革工艺的设计，在设计无误后再进行生产，可以有效地避免皮革原材料的浪费，减少试错样品，避免更多的污染，让皮革工艺美术品生产设计过程更加绿色环保，从而促进皮革经济效益的提高。
2.4展示效果模拟仿真度高
3D建模技术在皮革工艺美术品设计中，最大的优势就是可以更好地将皮革产品的成品效果进行模拟仿真，以此决定皮革产品最终是否要进行批量生产、面向市场销售的目的。利用虚拟仿真技术可以全方位展示皮革工艺美术品的造型、皮革面料、装饰手法等内容。
33D建模技术原理在皮革工艺美术品中应用的研究
3.1设计造型表现
皮革工艺美术品的设计造型在3D建模制作中不受约束，可以根据皮革工艺品草图进行全方位设计。建造的模型方式可以通过画线建模、多边形建模、曲面建模、参数化建模等方式进行。从理论上来说，无论多么复杂的结构，通过3D技术都可被制造出来，且其精度水平也完全符合设计标准。设计人员可借助对产品形态与功能的发展创新，来赋予产品造型更加特殊的意蕴内涵[5,6]。以往的皮革工艺品设计图往往是产品三视图（正、侧、顶），现在通过3D建模技术可以360度进行造型样式的修改与设计，不断进行调整与补充，以此达到最佳的设计效果，如图1所示，3D建模技术完成的艺术皮包效果逼真，可以通过多视角去展示与观察。
3.2材质贴图表现
在皮革工艺美术品的3D制作中，材质赋予与贴图纹理表现是制作的重点。皮革贴图取自各类的皮革材料素材，款式成千种，均可调整。如图2所示的3D皮革贴图素材，皮料纹理高清真实。材质的类型可以根据皮革材料进行调节，贴图可以通过设置参数展现皮料的凹凸感。凹凸贴图是一种视觉上的凹凸效果，模型的真实网格并没有发生相应的形变，在光的照射下产生相应的高光和阴影，在没有改变模型多边形数量的前提下，获得更高[将此处的“高”改为了“高清”]清的多边形细节，以此模拟出逼真的皮革纹理效果。通过设置材质参数，导入皮革材料贴图，可以更清晰、更完整地表现皮革工艺美术品的最终展示效果。
4结语
传统的皮革工艺美术品设计制作已经不能满足目前的市场需求，皮革工艺的设计制作环节需要传承、发展与创新。将3D建模技术原理结合皮革工艺美术品设计，可以最大程度地对皮革工艺设计的原始流程进行优化，既节省了材料成本，还提高了设计效率，对皮革工艺美术品的设计质量全面提升，能够起到积极的促进作用。
参考文献：
[1]梁钰龙.3D建模在三维动画中的作用研究[J].数字通信世界,2018(10):85+88.
[2]郑付联.3DMAX建模技术及其优化的研究[J].大众科技,2010(02):43-44.
[3]卢磊.虚拟仿真技术在皮衣设计中的应用———评《皮革工艺》[J].皮革科学与工程,2020,30(06):97.
[4]郑爽.绿色环保将成为皮革时尚的生命[J].皮革制作与环保科技,2020,1(02):39-41.
[5]张珑荟,黄劲松.基于产品造型设计层面的3D技术应用研究[J].大众文艺,2018(04):134-135.
[6]魏建宇，曾琦，杨璐铭.包袋3D建模中褶皱效果的表现方法研究[J].皮革科学与工程，2016，26（03）:43-48.
作者:梁颢 单位:陕西财经职业技术学院
