3D打印技術對于雕塑創作的深度參與

文 程大鵬

文 徐衛國

清華大學建筑學院教授、建筑系主任

3D打印技術對于雕塑創作的深度參與

Three-Dimensional Printing’s Deep Participation in Sculpture Creation

文 程大鵬

本文以“可樂樂園”的實踐與經驗積累出發，從一個新的維度思考新時期新技術背景下的雕塑藝術發展的可能性。

在深度體會了3D打印技術配合藝術創作的同時，我認為以數字技術為核心，以3D打印為輸出手段的3D打印藝術有如下特征：

1．3D打印藝術是人機共和的藝術

3D打印藝術是依賴新的技術系統呈現與傳播的新藝術形式，是以數字技術為核心的基礎。它本質上說應該是一種新媒體藝術，是在人腦指揮下用機器制造出來的藝術。

如果說新媒體藝術（Computer Graph）是一種建立在數字技術的核心基礎之上，以電子媒介為基本語言的新藝術學科門類，那么同樣以數字技術為基礎的3D打印技術，則是新媒體藝術的三維升級版。它對造型自由度、時間、成本的突破為藝術從業者開啟了另外的世界。

打印機依據數字語言，按照純粹形式化或語法化特征的程序運行，來代替人類常規用意識、感覺、情緒來完成藝術作品。因此，3D打印藝術的基礎是計算機自己的邏輯——算法，藝術創作必須以承認并且利用這個限定手段為前提，作品才如機加工般毫無意外地完美呈現。

2．3D打印藝術強大的能力會創造更多的可能性

基于其強大的能力和潛力，藝術創作領域中的3D打印技術不應該用“快速成型技術”來簡單片面地符號化概括。

《可樂城市》作品展示 程大鵬

不同于以往發生的所有藝術創作，3D打印技術不只是技術的升級釋放，也是人類智能觸角的延伸，協助藝術家突破思維與手段所受的限制是人類創作能力的延伸。由于3D打印建構在算法上的能力如此強大，除了普通的復雜構型（我們最復雜的雕塑單體是6個單體的組合），還有其他人類不可及的超常突破。

除了對傳統雕塑材料的突破（如特殊材料的鍛件，甚至玻璃），國外的藝術家已經用3D打印技術完成了納米級別的人形雕塑，最大的也就一根頭發的寬度，最小的則不及頭發寬度的一半，只能用觀察癌癥細胞的超強顯微鏡看到，現代雕塑第一次進入到顯微領域。

3．3D打印的創造性使用本身就是藝術創造的一部分

常規的藝術創作，創意的出現到創意的實施，再到創意的造型和材料的運用，其間或多或少會有些偶然性的情況發生，這也能夠激發出不同以往的創作靈感。歷史上優秀作品的出現是藝術家全時全身心投入不同方向嘗試探索的結果。

《可樂城市》作品局部 程大鵬

在創意階段，無論藝術家在用原始的手做還是利用強大的三維工具建模，都會是一波三折，驚喜不斷，而一旦在材料肌理精度選項確定的后期，一切交給3D打印機之后，期待的就是精準的呈現和驗證，人腦的持續創作是缺失的。

隨著3D技術的逐漸強大，藝術家發散型的變化多端的人腦，會逐漸遵從于嚴謹強大的機腦，所以探索3D打印機的創造性使用同樣是藝術探索。

荷蘭藝術家在3D打印平臺的下方安裝了一個揚聲器，揚聲器會在打印過程中播放各種不同振動頻率的低音，造成構建平臺在打印頭逐層沉積泥土的時候隨著音頻振動，最終生成了一系列擁有漂亮表面紋理的3D對象，從而以一種特殊的形式將聲音可視化。還有藝術家嘗試用復雜的軟件堆疊和程序設置，用3D技術打印出的2D繪畫，行為本身就有觀念性。

“可樂樂園”根據我2006年一批繪畫作品而來，畫面是各種畸形突變扭曲的殘缺人體，連同各種生物，虛構出“山海經”般的景觀，內容包括夸父逐日、女媧補天、精衛填海、大禹治水諸多怪誕情節，描述出“百谷自生，冬夏播琴。鸞鳥自歌，鳳鳥自舞，靈壽實華，草木所聚。爰有百獸，相群爰處”等諸多異物奇景。凸顯了一種重返伊甸園的虛幻假象。

新作品的目標就是將以前的繪畫場景進行雕塑實景的轉換。

畫面的基本元素眾多，人形獸型穿插，變化復雜。

為配合今日美術館的主展廳400平方米、12米高度的大空間，擬計劃一個10米長、2米多寬的城市虛擬場景，放置各種異形雕塑單元300個到400個，尺寸為10厘米到65厘米見方，每個不一樣（有的還是同一個模型的比例變化和對稱翻轉）。如此造型復雜、數量眾多而產生巨大的工作量，傳統雕塑方式是無法完成的，因為作為建筑師習慣用三維軟件工作的我們，要不得不面對雕塑專業繁雜的眾多控制節點，如前期的小樣、放樣、翻模到后期的鍛、焊、鑄、每一步都需要業界專業人士的配合（制約）。整個過程不得不面臨海量的工作量。

傳統泥模翻揚幾乎是不可能完成此種任務。當時不太成熟的3D成型技術是唯一的選擇。

相對于傳統的雕塑制作，3D打印是一個顛覆性的創新技術。

不同于鑄、鍛、焊在制造過程中重量基本不變的等材制造，和車銑刨磨的減材制造，3D打印是增材技術，用熔融堆積法將熱塑性絲狀材料加熱從小孔擠出，將絲材熔化堆積成型。它適應任意復雜形狀，且對于不同形狀的任意比例也沒有任何難度，而這一點至關重要。創作過程是一個不斷試探調整的過程，尤其是以龐大數量（300件以上）的單元整體呈現，彼此之間有很強的同質元素關聯，通常一個模型要按照不同比例、左右的Mirrow關系，連續打幾個?；臼请S做模型隨打印，修改的呈現非常及時準確。

團隊主要的精力控制在創意建模階段，以繪畫為語言基礎，用Z-BRUSH軟件進行3D建模，同時對各種形體元素的組合、拼接與穿插，生成了最終的300個3D打印文件。因為沒有了空間構型的復雜性而導致對呈現效果的干擾，設計師面臨的幾乎是一個沒有人腦難度屏蔽的三維平臺，徹底擺脫了許多可制造性的約束，大量驚喜在這一階段出現?？焖佟⒕珳省⒑唵?，極大地釋放了設計創新空間，創作自由度因此大規模提高。

考慮到尺寸的限制（當時工業級別的打印機的極限尺寸為45厘米），除了用FDM打印出所有小于30厘米見方的單元外，還采用SLA（光固化，利用激光掃描，使液態光敏樹脂固化），打印出一個65厘米見方的最大單元。

《可樂城市》作品線稿 程大鵬

《可樂城市》作品局部 程大鵬

所有的過程簡化為：數字模型制作——發送文件——確定尺寸與精度參數——直接打印。整個過程簡單順暢，一氣呵成。9個月時間，完成了不同比例、不同組合關系的單體約600件。

600件完成的單元，尺寸從20厘米到60厘米，從單一的形體到最多9個人獸形體的復雜組合，會發現機器處理過的體型的穿插如此冷靜犀利，微妙的關系讓人驚訝，材料特殊的質感和表面精細度的統一，這一切產生出另外一種強烈形式感的力量，這是從電腦模型上看不到的。我們很驚訝地看到人的創作過程用嚴謹的機器語言來呈現出來的結果。

為“可樂樂園”創作由600件完成的單元，是4個建筑師、一個3D打印機操作技師共同工作的結果。通常是流水線協同工作，不同模型的制作可以經過不同人多次修改形成數十個不同的文件，由于時間緊急，后期還需要傳給分散在各地的不同打印機來完成，只是打印參數的調整，效率非常高。

在網絡普及的今天，在3D打印領域分享已經引領潮流。Thingiverse和Shapeways等平臺都在扮演“開放資源社區”角色，它們提供大量公開分享的產品代碼，為常人的創作提供了一個基本的數據平臺。三維體型的創作不再是常人的瓶頸。具有三維數字造型能力的普通人可以輕松創作出自己的雕塑作品，“3D打印讓藝術的獨創與稀缺的永恒矛盾得到了消弭，藝術創作或將變為工程化創意”。3D打印使藝術走向了大眾，調動了大眾天生的創造能力。

組稿/劉竟艷 責編/劉竟艷

《可樂城市》作品局部 程大鵬

文 徐衛國

清華大學建筑學院教授、建筑系主任

3D打印的歷史并不長，1993年，麻省理工學院獲3D打印技術專利，1995年美國ZCorp公司從麻省理工學院獲得唯一授權并開始開發3D打印機。2003年開始我與英國建筑理論家Neil Leach合作策展北京國際建筑雙年展，開始接觸到3D打印技術在數字建筑設計及數控建筑加工上的應用。3D打印機最初用于產品模型制作，之后逐漸用于產品模具制造，以及一些產品的直接制造，如珠寶、鞋類、汽車，人體器官、槍支等等；在藝術領域的運用將可發展到制作藝術品如雕塑、工藝品、裝置、建筑構件甚至建筑整體。

3D打印將會徹底改變與之相關的藝術的創作方法。這是因為用3D打印制作藝術品需要藝術品的電子文本，而藝術品電子文本的形成可以通過生成技術，它是一種嶄新的基于計算機圖形學的構形途徑，以算法及幾何關系為基礎，如果不掌握這一基本知識，根本無法有目的的構思構形；當然，藝術家可以運用傳統的方法進行創作，一但有了形象，如要進行3D打印，則必須將藝術形象輸入計算機形成電子文本，問題是在輸入的時候，將會受到幾何關系及算法的控制而生成形象，這將產生變異，結果將與藝術家的創作原型相去甚遠。故而，藝術家將會重新認識作品制作的過程，并找到新的靈感創作出屬于3D打印方法的杰出藝術品，因此，3D打印絕非一種技術性的輔助工具，它將締造一種全新的藝術。

數字技術及3D打印給藝術創作提供了從未有過的新工具，它就像畫筆、顏料、油畫布為藝術家提供了創造藝術史的基礎，它將會為人類新的藝術創造史奠定基石，其強大的造型潛能、虛擬場景的構筑渲染技巧、物化造型的可控特點將可把藝術思想及藝術精神以優美精湛的格式完美呈現出來；數字藝術史正在開篇階段，覺醒得早的創造者將會被作為數字藝術拓荒者載入新的藝術史冊。當然，數字技術及3D打印同樣會對藝術傳統的繼承起到推波助瀾的作用，一方面它可提高藝術品加工的效率，同時可加強制作的精度，并且可節約成本、使得更多藝術品問世。

確實，數字技術及3D打印使得藝術品的復制變得輕而易舉，直接威脅到藝術品的版權保護，這應通過立法限制侵權，大力打擊盜版及侵權，維護藝術品的藝術價值。