基于3D建模技術原理的皮革工藝美術品設計研究

梁顥

（陜西財經(jīng)職業(yè)技術學院，陜西 咸陽 712099）

目前采用計算機3D 建模技術，在進行皮革工藝美術品設計過程中，可任意進行工藝成品最終效果展示的二維與三維自由轉換，可以有效地提高皮革工藝設計效率，壓縮設計成本，從而全面提升皮革工藝美術品的設計質量。

1 3D建模技術

1.1 3D建模軟件的分類

常見的主流3D 建模軟件有MAYA、3DS MAX、ZBrush、BodyPaint 3D、CINEMA 4D 等。不同的3D 軟件建模制作方式、畫面表現(xiàn)各不相同，例如MAYA、CINEMA 4D 更偏場景角色設計多一些，在影視后期，工業(yè)渲染中非常常見，而3DS MAX、BodyPaint 3D 在產(chǎn)品建模、角色建模設計表現(xiàn)中比較常見?，F(xiàn)代的3D 建模通常采用3DS MAX 軟件建模，通過OpenGL 技術進行二次處理的方法來實現(xiàn)的，3DS MAX 具有強大的建模能力和渲染能力[1]。

1.2 建模技術原理

三維建模是三維設計的第一步，是三維世界的核心和基礎。沒有一個好的模型，其他什么好的效果都難以表現(xiàn)。3DS MAX 具有多種建模手段，除了內(nèi)置的幾何體模型、對圖形的擠壓、車削、放樣建模以及復合物體等基礎建模外，還有多邊形建模、面片建模、NURBS 建模等高級建模[2]。

3D 建模技術是實現(xiàn)虛擬設計產(chǎn)品展示的關鍵技術，虛擬設計產(chǎn)品的建模技術原理就是運用計算機3D 圖形學的方法，根據(jù)設計草圖在計算機中進行虛擬環(huán)境的模型建造與渲染。基于此原理，可以把建立的3D設計產(chǎn)品模型全方位地進行多視角或任意方向的展示，通過計算機數(shù)據(jù)渲染計算，最終以圖像的形式生成，以此達到逼真模擬度高的效果。

2 3D建模技術在皮革工藝美術品中的設計優(yōu)勢

2.1 設計成本較低

在一定程度上，皮革工藝美術品設計制作環(huán)節(jié)會受到皮革產(chǎn)品的材料品類、成型工藝、材料特性、設計造型等因素的制約。制作成本高、成型精度差、質量效果欠佳是比較常見的問題。

隨著皮革工藝新材料、新技術、新工藝的出現(xiàn)，3D 建模技術可以很好地解決這些問題，在3D 建模中可以完成各類的皮革工藝美術造型設計，通過賦予材質、貼圖燈光設置，搭配虛擬場景烘托，可以有效展示皮革工藝成品的最終效果，且所有的操作步驟均在計算機中完成，省時省力，避免了制作環(huán)節(jié)中的失誤，節(jié)約了設計成本。

2.2 快速提高工藝設計效率

傳統(tǒng)的皮革工藝美術品主要分為手工藝制作和機器制作。手工藝制作出來的工藝產(chǎn)品造型俏皮、制作精美，富有一定的人文特色。但是，手工藝制作也存在弊端，比如工藝產(chǎn)品的生產(chǎn)周期較長、制作效率較低等問題。機器制作由于受制于機器生產(chǎn)的皮革模具、參數(shù)設定，制作出來的工藝品效果往往千篇一律，造型較為呆板。

通過3D 建模技術來完成工藝產(chǎn)品設計，可以大大提高工藝設計的效率，3D 建模工藝產(chǎn)品不需要進行實物的加工和制作，通過虛擬的生成和展示，可以大大縮短設計的時間，從而提高生產(chǎn)的效率，減少生成環(huán)節(jié)的成本投入，具有很大的優(yōu)勢，不僅可以設計出人工無法制作的款式，還可以給款式增加更多的新穎之處[3]，使工藝產(chǎn)品以多元化的樣式呈現(xiàn)在消費市場中。

2.3 綠色環(huán)保經(jīng)濟

隨著環(huán)保理念的不斷深入，綠色可持續(xù)發(fā)展是皮革材料選取考慮的因素。皮革行業(yè)屬于高能耗、高排放、高污染行業(yè)，粗放式生產(chǎn)模式對于生產(chǎn)環(huán)境的污染不可小覷。皮革加工時需要添加各種化學原料，由于原料并未充分吸收，便會造成嚴重的水污染[4]。而在3D 建模技術制作中，由于是計算機虛擬完成皮革工藝的設計，在設計無誤后再進行生產(chǎn)，可以有效地避免皮革原材料的浪費，減少試錯樣品，避免更多的污染，讓皮革工藝美術品生產(chǎn)設計過程更加綠色環(huán)保，從而促進皮革經(jīng)濟效益的提高。

2.4 展示效果模擬仿真度高

3D 建模技術在皮革工藝美術品設計中，最大的優(yōu)勢就是可以更好地將皮革產(chǎn)品的成品效果進行模擬仿真，以此決定皮革產(chǎn)品最終是否要進行批量生產(chǎn)、面向市場銷售的目的。利用虛擬仿真技術可以全方位展示皮革工藝美術品的造型、皮革面料、裝飾手法等內(nèi)容。

3 3D建模技術原理在皮革工藝美術品中應用的研究

3.1 設計造型表現(xiàn)

皮革工藝美術品的設計造型在3D 建模制作中不受約束，可以根據(jù)皮革工藝品草圖進行全方位設計。建造的模型方式可以通過畫線建模、多邊形建模、曲面建模、參數(shù)化建模等方式進行。從理論上來說，無論多么復雜的結構，通過3D 技術都可被制造出來，且其精度水平也完全符合設計標準。設計人員可借助對產(chǎn)品形態(tài)與功能的發(fā)展創(chuàng)新，來賦予產(chǎn)品造型更加特殊的意蘊內(nèi)涵[5,6]。

以往的皮革工藝品設計圖往往是產(chǎn)品三視圖（正、側、頂），現(xiàn)在通過3D 建模技術可以360 度進行造型樣式的修改與設計，不斷進行調整與補充，以此達到最佳的設計效果，如圖1 所示，3D 建模技術完成的藝術皮包效果逼真，可以通過多視角去展示與觀察。

圖1 3D 建模藝術皮包

3.2 材質貼圖表現(xiàn)

在皮革工藝美術品的3D 制作中，材質賦予與貼圖紋理表現(xiàn)是制作的重點。皮革貼圖取自各類的皮革材料素材，款式成千種，均可調整。如圖2 所示的3D 皮革貼圖素材，皮料紋理高清真實。材質的類型可以根據(jù)皮革材料進行調節(jié)，貼圖可以通過設置參數(shù)展現(xiàn)皮料的凹凸感。凹凸貼圖是一種視覺上的凹凸效果，模型的真實網(wǎng)格并沒有發(fā)生相應的形變，在光的照射下產(chǎn)生相應的高光和陰影，在沒有改變模型多邊形數(shù)量的前提下，獲得更高[將此處的“高”改為了“高清”]清的多邊形細節(jié)，以此模擬出逼真的皮革紋理效果。

圖2 3D 皮革貼圖素材

通過設置材質參數(shù)，導入皮革材料貼圖，可以更清晰、更完整地表現(xiàn)皮革工藝美術品的最終展示效果。

4 結語

傳統(tǒng)的皮革工藝美術品設計制作已經(jīng)不能滿足目前的市場需求，皮革工藝的設計制作環(huán)節(jié)需要傳承、發(fā)展與創(chuàng)新。將3D 建模技術原理結合皮革工藝美術品設計，可以最大程度地對皮革工藝設計的原始流程進行優(yōu)化，既節(jié)省了材料成本，還提高了設計效率，對皮革工藝美術品的設計質量全面提升，能夠起到積極的促進作用。