3D打印技術在民族服飾立體建模中的運用

易群燕

〔摘要〕本文探討了將3D打印技術運用到民族服飾立體模型的構建中的方法，從數字化保護、標準化快速成型以及創(chuàng)新平臺開發(fā)等三個方面進行研究，指出其重要性和必要性；并對加強3D數字化實現力度、立體建模研究程度和3D打印絲化服飾材料的研發(fā)強度等問題進行了研究。

〔關鍵詞〕3D打印民族服飾立體建模

我國是56個民族齊聚的大家庭，有著豐富的民族服飾資源。但是隨著現代社會的快節(jié)奏發(fā)展，西服套裝皮鞋逐漸取代了民族服裝，成為社會著裝的主流。同時，種類繁多、樣式各異、最能代表民族特征的服飾離人們的生活漸行漸遠，其傳統(tǒng)技藝如不加以有效保護甚至有瀕臨失傳的風險。而在現代科技力量的支持下，運用3D打印等高新技術能對民族服飾立體模型工藝的長久保存和快速傳播起到革命性的深遠影響。

一、3D打印技術的發(fā)展

3D打印技術是快速成型領域的新興技術，英國《經濟學人》雜志在《第三次工業(yè)革命》一文中，將3D打印技術作為第三次工業(yè)革命的重要標志之一。該技術通過連續(xù)的物理層疊加，逐層增加液化、粉末化、絲化的固體材料來生成三維實體，其不同于去除材料的加工方法，還可被稱為添加制造（AM，Additive Manufacturing）。3D打印綜合運用了數字建模、機電控制、信息科學、新材料等諸多領域的前沿科技，目前3D打印機能夠在0.01mm的單層厚度上實現600dpi的精細分辨率和每小時25mm厚度的垂直速率的24位彩色打印。

3D打印技術在許多領域都有長足的發(fā)展和應用，工業(yè)領域可應用于產品概念設計、原型制作和打印模具；文化創(chuàng)意領域可作為形狀奇特、結構復雜、材料特殊的藝術表達載體；消費品領域能用于珠寶服飾、鞋類玩具、DIY創(chuàng)意的設計和制造。如科幻類影片《阿凡達》就成功運用3D打印制作了部分角色和道具，3D打印的小提琴也幾乎接近手工制作的水平。這些3D打印在現代模型、模具及零部件制造的成功案例為我們在民族服飾立體建模中的運用提供了有效的參考和技術支撐。

二、應用現代科技對民族服裝立體建模的重要性和可行性

少數民族將民族服飾作為記載自己獨特文化的史書，深切地表述和傳達自身獨特的民族文化和歷史。民族服裝立體模型工藝有著深刻的歷史傳承，是一筆寶貴的文化遺產，但這筆財富受現代文明的沖擊，又面臨著失傳的風險。總體來看，民族服飾的傳統(tǒng)技藝具有以下三個特點，亟須現代手段的介入、支持和保護。

（一）、秉持手口相傳，亟須數字化保護。民族服飾制作的傳統(tǒng)手工匠人仍恪守手口相傳的祖訓，一方面精通民族服飾制作的老藝人越來越少使不少民族服飾技藝幾近失傳，另一方面也面臨著年輕人不愿繼承和學習，找不到接班人的難題。在這種嚴峻的背景下，迫切需要研究和運用平面和3D版式的數字化技術，使傳統(tǒng)技藝成為可保存、可借鑒、可復制、可傳播的載體。

（二）、秉持手工實現，缺乏快速成型技術支撐。民族服飾的手工匠人仍然恪守古法手工制衣打版，生產效率低下且不可有效地在網絡上共享傳播，需要快速成型技術的支撐。要想使民族服飾能在世界各地廣泛的傳播，首先就要解決工業(yè)化的問題。而工業(yè)化的前提就需要快速成型、標準化的流水線作業(yè)，以有效降低成本增加競爭力。快速成型建模技術也是3D打印的核心軟件功能之一。

（三）、秉持傳統(tǒng)工藝，缺乏有效創(chuàng)新手段。對于民族服飾，普通人心目中總有這樣一種印象，很傳統(tǒng)很經典，無需改變也從沒有發(fā)生過改變。事實也確實如此，秉持傳統(tǒng)工藝，依照古法制作。但是隨著現代快節(jié)奏的生活，明顯西服套裝更能適應時代的潮流，而民族服飾逐漸淡出了主流生活的著裝，現在很多少數民族也只在節(jié)日時才象征性地展示一下傳統(tǒng)民族服飾，這對于民族服飾的發(fā)展是不利的。一方面說明民族服飾沒有充分的因潮流而動，另一方面也說明民族服飾缺乏一種有效的創(chuàng)新手段和平臺。

針對民族服飾面臨的以上三個問題，亟須綜合應用現代科技手段，繼承傳統(tǒng)、開拓手段、創(chuàng)新思維，才能使民族服飾在現代服裝發(fā)展浪潮中占有一席之地。

三、3D打印在民族服飾立體模型構建中的著力點

（一）、加強民族服飾3D數字化的實現力度。作為實現民族服飾3D打印的前提和基礎，如何將民族服飾模型進行數字化，這是一項艱苦細致的工作。可以綜合運用3D掃描建模和全息數字化技術對民族服裝進行建模和數字化保存。民族服飾實物高效3D掃描建模就是利用三維掃描儀、全方位攝像系統(tǒng)與其他高分辨率數碼相機，采集民族服飾相關的模型數據，并通過虛擬現實與人機交互技術，提供民族服飾的全方位數字化展示。全息數字化技術就是利用先進的掃描系統(tǒng)對民族服飾進行掃描，再利用計算機軟件進行識別，并轉換成矢量文件。全息數字化能夠完整保留民族服飾的全部信息，包括外觀特征與內部材質等內容，對于大量的民族服飾數字化工作，可以采用自動化信息采集手段，在保留原物的外部數字形態(tài)的同時，也實現了民族服飾信息的詳盡描述。加強民族服裝3D數字化的實現力度，對于有效保存和傳播自然和人文資源遺產有著積極的意義。

（二）、加速民族服飾立體建模的研究程度。立體服飾模型目前大多利用基于控制點的Bezier曲線曲面和Nurbs曲線曲面構建，可以實現款式的交互式設計和修改。但是這些方法沒有充分考慮服裝面料、打印耗材、垂感褶皺等因素的影響，因此在3D打印機的軟件控制端尚需開發(fā)專用的立體服裝建模工具。可以根據不同民族服飾的特點，以點、自由曲線、自由曲面和3D耗材為基礎特征元素，利用混合維度輸入信息和特征信息分多層次構建與編輯，得到精確表達的民族服飾幾何模型，實現特色民族服飾的3D打印。其中民族服飾分層模型既能體現服飾產品的構建流程，也為3D打印的逐層疊加制作方法提供了便利，可以有效降低服飾立體模型之間的耦合程度。

（三）、加大3D打印絲化服飾材料的研發(fā)強度。3D打印材料有塊體、液態(tài)、粉末和絲化等多種形態(tài)的材料，不同材料的質地、韌性、剛度、強度都各不相同。目前廣泛使用的主要有塑料、樹脂和金屬等，然而3D打印要開拓更多的應用領域，就需要開發(fā)出不同領域的專用材料，然后根據其特點深入研究性能、結構、加工之間的關聯(lián)關系，開發(fā)軟件程序和方法，并建立材料性能標準數據庫。對于民族服飾立體建模來講，絲化服飾材料可能是目前制約服裝產業(yè)3D打印技術廣泛應用的潛在風險因素。因此，需要加大3D打印絲化服飾材料的研發(fā)強度，以滿足這一領域對新型復合材料的特殊要求。

總之，民族服飾跟隨著世界服飾產業(yè)的潮流而動，既是挑戰(zhàn)也是機遇。挑戰(zhàn)是民族服飾在新的時期下面臨著數字化程度不高、保護不夠，缺乏標準化生產、創(chuàng)新不足、市場競爭力不強的窘境。機遇是運用3D打印技術等現代科技手段，就能為民族服飾的振興插上新的翅膀，使傳統(tǒng)文化重燃旺盛的生命力，把民族服飾的廣博性和豐富性傳承下去。

（責任編輯：翁婷皓）

參考文獻：

[1]王忠宏，李揚帆，張曼茵.中國3D打印產業(yè)的現狀及發(fā)展思路[J].經濟縱橫， 2013（1）.

[2]劉雁，耿兆豐.用于控制三維款式變化的服裝立體模型建立[J].計算機應用研究， 2003，20（8）.

[3]李麗，馬創(chuàng)雄，李萍，陳琪，周偉民. 3D打印技術及應用趨勢[J].自動化儀表， 2014（1）.

[4]J. Hoerber， J. Glasschroeder， M. Pfeffer， J. Schilp， M. Zaeh， J. Franke. Approaches for Additive Manufacturing of 3D Electronic Applications. Procedia CIRP， Volume 17， 2014， Pages 806-811.