3D打印背景下數字雕刻在動漫衍生品開發中的應用研究

陳鋒

（福建工程學院 設計學院，福州 350118）

引言

3D打印在原理上其實就是一個先獲取3D數據模型文件，再將其輸出打印成雕塑實物的過程。在3D打印技術日益廣泛應用的背景下，數據模型文件的獲取方式和制作效率則格外引人注目。目前市場上模型的3D數據捕獲方式大致分為兩種：一種是通過3D數字掃描儀對已有立體模型進行掃描生成采集數據；另一種是通過計算機數字建模軟件從無到有重新建立完整的3D數字模型。傳統計算機建模方式因造型理念落后、效率低下、流程繁雜、學習周期漫長、創作過程不夠直觀等因素受到藝術家和創作者的詬病，數字雕刻手段的出現則恰好解決了這一類問題，擺脫了設計束縛和限制，釋放了設計師的想象力。

一、數字雕刻在動漫衍生品中應用

數字雕刻是隨社會發展出現的一種新型設計開發模式，在中國亦是新鮮事物。具體指在計算機虛擬環境中通過雕刻軟件模擬現實雕刻的方式去制作數字化的場景和角色，然后以3D數字模型為原型，通過3D打印設備逐層堆疊累積的方式輸出為雕塑實物。通俗點說，就是在數字雕刻軟件里把一團數字泥巴像傳統泥塑一樣自由拉升塑形，結合各種數字雕刻刀工具對模型進行細分雕刻，然后調整和精雕成為設計師想要的三維模型效果，最后將模型3D打印輸出。數字雕刻技術解決了傳統多邊形建模的大量頂點編輯的工作所帶來的效率低下問題，界面更直觀，更易于上手，釋放了設計師的創作靈感。目前市場上最具代表性的兩大數字雕刻軟件是Zbrush和Mudbox。值得注意的是，為了模擬傳統雕刻技法中雕刻刀的雕刻力度，數字雕刻在創作時，通常是配合Wacom公司生產的數位板、數位筆甚至數位屏來使用的。

我國動漫產業產值每年都在突飛猛進，而開發一個動漫品牌，70%以上的利潤是由動漫衍生品研發與銷售實現的，其中數字雕刻扮演了愈來愈重要的角色。在實際運用領域，如動漫形象模型（俗稱動漫手辦）、動漫玩具、動漫Cosplay動漫服飾與道具、定格動畫模型、動漫食品打印等，亦都能見到數字雕刻技術的身影。以動漫玩具模型的開發生產為例，傳統制作過程需圖紙設計、模具開發、材料翻制、工業化量產等諸多繁雜工藝且開發周期非常漫長，如今只需在數字雕刻軟件中精心雕刻好目標角色，再進行3D輸出打印與后期上色處理即可完成。打印成型過程無需人工參與，且商業風險性較小。據筆者了解，在玩具模型行業，現今已大范圍運用數字雕刻手段配合3D打印技術進行玩具成品的打印輸出，動漫手辦模型領域亦正逐漸從手工制作方式向數字雕刻流程轉向。

＞ 圖1 伽剛特爾數字雕刻（陳鋒）

＞ 圖2

二、3D打印背景下數字雕刻在動漫衍生品開發中的應用優勢

（一）開發效率提升，開發周期縮短

在數字雕刻技術出現以前，藝術家在建立3D數字角色模型時，通常是采用Polygon多邊形頂點建模方式。由于Polygon建模方式主要依靠鼠標和參數來對模型多邊形堆棧的Vertex、Edge、Border、Polygon、Element等子元素編輯和修改來實現建模過程，無論是操控方式還是制作效率都無法與基于數位壓感技術的數字雕刻建模方式相匹敵。數字雕刻的出現解決了傳統多邊形建模的大量頂點編輯的工作所帶來的效率低下問題，設計理念亦更為先進。以前想掌握3D建模技術，必然繞不開3dmax 或Maya這類的大型三維軟件，而這些專業建模、動畫軟件大都命令繁雜，因其集成了動畫模塊所以體積龐大，功能臃腫，初學者面對它往往一頭霧水，不知所措。而數字雕刻軟件如Zbrush與之相比則界面友好得多，更專業化于建模效率的提升，學習周期也大大減少，告別過去“學軟件先學一大堆繁瑣命令”的窘境。更顯著的是，由于效率的成倍提高，以往使用傳統雕刻方法建立一個復雜的角色模型往往至少需要數十天的時間，但是現在通過數字雕刻手法，雕刻一個模型只要1～2天，有的甚至只需數個小時即可完成設計過程。圖1為筆者在數字雕刻軟件Zbrush中根據著名游戲植物大戰僵尸的怪物形象雕刻出來的伽剛特爾的3D數字模型，從空場景到建成僅約五個小時的雕刻時間。這是使用傳統建模方式不敢想象的效率。

另一方面，若與圖紙設計、模具開發、塑形量產的傳統工業制造流程進行比較，數字雕刻流程則具有開發周期短、按需制造、成本低廉、環保高效等諸多優勢，契合了動漫衍生品行業即時傳播、快速銷售的特性，可以快速搶占市場商機。傳統塑形制造方式技術復雜、周期冗長、過程緩慢、原料消耗大，且通常為風險度較高的大批量生產，生產過程通常伴有一定的廢棄副產品和粉塵污染，這些都無形中抬高了動漫衍生品企業的開發和制作成本。數字雕刻流程縮短了產品研制周期，摒棄傳統制造的注塑成形等繁瑣環節，讓動漫衍生品的開發過程變得簡單直接。

（二）創作過程更加直觀

以往，動漫衍生品開發通常多采用Polygon多邊形建模方式，一般是先建立一個四邊平面，然后對邊或面進行擠出、復制、拉升等調整操作進而擴展實現整個三維動漫產品模型的建立（圖2左），這種由點帶面展開的傳統建模方式注定了其一開始就很片面，難以把握造型大局，并且設計效率低下，一旦細節比例不對，則陷入難以收拾的窘境。雖然可以通過增減Edge線條或修改平面實現對細節部分的修改，但面對結構穿插關系很復雜的模型，就顯得束手無策了。而數字雕刻方式是對模型施加整體、多面數的調整，利用數位壓感筆所作用的壓力范圍直觀地實現模型的調整操作（圖2右），因此每次操作步驟所帶動的模型面數更多，調整也更為犀利。此外，使用數字雕刻手段，其雕刻步驟通常是從大形初雕——局部細雕——增加面數——細節精雕的創作流程，引導設計師在雕塑過程始終以整體視角進行模型的設計開發。相對于使用鼠標笨拙地點擊和拖拽、輔以命令參數的傳統3D建模創作模式，數字雕刻使用數位筆的范圍式的模擬傳統畫筆或雕刻刀的操控方式，創作過程更加自由，尊重了設計師的創作靈感和傳統工作習慣，對動漫衍生品對象的造型把控更為整體和直觀，真正做到了“所見即所得”。

（三）高還原度、高精準性，材料選擇豐富

由于數字雕刻流程主要在計算機中使用雕刻軟件來完成，雕刻面數甚至能達到超億級別，因而可以輕松雕刻出傳統制造方式難以構筑的復雜形態和結構。設計限制和束縛只取決于藝術家自身的想象力。3D打印可以采用各種各樣的材料，比如塑料、金屬、陶瓷、石膏、樹脂等甚至巧克力、奶油這樣的食物原料。新材料的不斷開發，豐富了設計表現形式，結合數字雕刻手段可以充分展示我國動漫衍生品的民族元素和發展水平，提高動漫衍生品的科技含量。

圖3為曾經獲得過艾美動畫獎的美國Stoopid Buddy Stoodios工作室創作的《超級豪宅》動漫手辦模型的創作過程，在設計師進行計算機數字雕刻建模后，使用樹脂材料3D打印輸出成實體模型，再由上色師為模型打磨和最終上色處理。由于采用了數字雕刻技術，角色塑造逼真，細節豐富，細微到如頭發絲、眼睛周圍精細的魚尾紋都清晰可見。該公司認為，數字雕刻技術在角色塑造和精準還原方面起到了極其重要的作用，在制作周期上也有了很大的提高。

（四）滿足個性化定制

＞ 圖3

3D打印最大的價值就是產品的定制化生產。數字雕刻使開發設計過程高度自由化，讓創作者更易提供給消費者“所見即所得”的高效定制體驗，是一種滿足消費者差異化需求而量身定做的價值供給方式。就如我們的父輩結婚時通常會到打金鋪中定制一兩件獨一無二的首飾一樣，現今人們對于個性化的消費需求亦日益強烈，這促使許多個性化定制產品不斷涌現，個性化定制已然成為當下消費潮流趨向。目前市場上已經有企業開發出讓消費者能自由設計心儀鞋子樣式的云智能平臺，消費者可以自由定制鞋子的顏色和顏色搭配、動漫圖案、底紋，甚至簽名和個性化縮寫等等。在這一過程中，消費者參與到了產品設計的環節，使產品中植入更多個性化的東西，提高了消費者對產品的依戀感。由于在3D打印流行背景下，解決了設備和材料問題，均可根據3D模型文件數據進行快捷輸出實體產品，因而通過數字雕刻技術，開發企業可以依據消費者定制需求實現對產品設計階段的快速精確修改、個性化研制，并使之快速有形化交付消費者。如今，數字雕刻技術不僅掀起了動漫衍生品定制化熱潮，也逐漸滲透到日常生活的各個領域，如某互聯網銷售平臺上已有商家銷售可以在燈罩上定制各種鏤空樣式、動漫圖案、文字的藝術臺燈；醫生可以根據患者的實際情況定制不同尺寸的假牙、牙套、醫療護具等；西班牙巴塞羅那的3D食物打印機Foodini可以運用各種成分“打印”各種動漫圖形的食物 ；動漫愛好者可根據自身需求定制心儀的動漫角色的各種經典動作Pose模型或個性化的動漫Cosplay服裝造型等。

（五）數字化傳輸、易于修改

數字雕刻模型數據易于修改，不占空間方便保存，結合互聯網進行虛擬化傳輸與銷售，有利于提高動漫衍生品的流通效率。數字雕刻是一種非線性、高自由度的雕刻方式。由于在虛擬數字環境中進行雕刻，使創作既不受制作材料的物理屬性的限制，也不受傳統雕塑線性流程的制約，可以反復進行修改操作。此外，由于印前產品數字化的特性，結合互聯網銷售平臺使其營銷方式多樣化，是一種無空間限制的新型動漫衍生品開發模式，而數字作品適合網絡發展的理念與特性能一定程度解決我國動漫衍生品開發與設計能力不足的弊病，形成可持續性的盈利能力。

三、3D打印背景下數字雕刻在動漫衍生品開發應用中存在的問題

（一）版權問題

數字雕刻讓動漫衍生品的開發更有效率，還原度高，因此容易產生版權爭議。3D數字模型以數字化信息的方式存儲，借助網絡媒介進行廣泛傳播，其引發的版權爭議也隨之產生。目前國內相關知識產權的保護機制還不夠健全。數字雕刻后的數字作品容易復制和擴散，在互聯網上流通，那么盜版的幾率就會增加，因此必然要加強打擊動漫衍生品侵權盜版的力度。面對越來越多由3D打印引發的侵權爭議，應盡快建立3D打印知識版權保護體系，出臺與3D產業發展相配套的法規條款，彌補其在知識產權方面的空缺，確保各方合法利益不受侵犯，這樣才能引導3D打印這一高新技術產業健康、有序地向前發展。

（二）發展水平問題

隨著近年3D打印設備的逐漸普及，設計水準、雕刻應用能力、打印設備性能參差不齊，導致動漫衍生品整體開發水平良莠不齊。眾所周知，打印精度越高，對3D打印設備的科技水平要求就越高，工業級設備造價也隨之呈幾何上升，而一些民用、消費類級別的3D打印設備雖然價格低廉，但輸出精度不夠，效果粗糙，工藝表現力不佳。近年3D打印設備已開始走進千家萬戶，如國內某著名品牌的消費級3D打印設備市場零售價格已經不到4000元。3D打印設備的普及所帶來生活方式的改變和生活觀念的變革，使3D打印技術以極低的成本融入商業市場和社會活動，這對動漫衍生品的開發企業提出了更高的要求。此外，不少企業為了節約動漫衍生品的開發成本，低水平盲目模仿，形態呆板，或者采用低表現度和物理穩定性不佳的材質，這也導致動漫衍生品粗制濫造居多，甚至產生安全隱患，必須引起重視。

四、結語

總之，數字雕刻改進了創作設計模式，解放了藝術家們的雙手和思維。讓設計師將精力專注于設計，使其可以充分發揮想象力和創造力。現代數字雕刻技術的出現，告別過去傳統雕塑形式硬件條件限制和粉塵環境污染等弊端，簡化了動漫衍生品的研制程序，縮短了產品的開發周期，讓設計開發成本得到有效控制，實現了動漫衍生產品的快捷有形化。數字雕刻為3D打印行業注入了生機，對動漫衍生品的開發具有重要現實意義，刺激傳統動漫衍生品向新型現代數字動漫轉向，也深刻影響著動漫衍生品的商業運作模式。在普及性推廣的同時，隨之帶來知識產權保護落后、發展水平參差不齊等亟須思考和解決的問題。我們既要堅定不移地加強動漫衍生品領域數字雕刻技術的研究與發展，縮小與美國、日本等這些技術水平發達的動漫強國的差距，但同時也應重視、權衡知識產權法規保護和3D打印產業發展兩者之間的關系。■