C4D與3D打印技術(shù)結(jié)合的校園文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究

劉君武，徐子微，李超，鐘文韜

(1.長(zhǎng)沙匡匯科技有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410012；2.長(zhǎng)沙海浪文化傳播有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410009；3.湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410208；4.長(zhǎng)沙創(chuàng)文文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410017)

1 引言

校園文創(chuàng)產(chǎn)品是當(dāng)今社會(huì)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，清華北大廈大復(fù)旦等超一流的大學(xué)都自主開(kāi)發(fā)了一系列校園文創(chuàng)產(chǎn)品[1]，而且頗具商業(yè)價(jià)值，當(dāng)然對(duì)于高職院校而言，校園文創(chuàng)也具有一定的開(kāi)發(fā)價(jià)值，每年畢業(yè)季、開(kāi)學(xué)季、周年校慶等重大日期，校園文創(chuàng)產(chǎn)品也存在一定的消費(fèi)群體，校園文創(chuàng)產(chǎn)品寄托著莘莘學(xué)子對(duì)母校的熱愛(ài)與思念[2]，目前文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)——?jiǎng)?chuàng)文文化公司開(kāi)發(fā)出了一系列具有楚怡特色和校園特色的文創(chuàng)產(chǎn)品，并在校內(nèi)日益推廣。創(chuàng)文文化公司的設(shè)計(jì)理念是傳承楚怡文化[3]、創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維、附加高科技元素，因此很多設(shè)計(jì)都結(jié)合了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、3D打印技術(shù)、C4D三維建模等，本案例以創(chuàng)文文化公司設(shè)計(jì)的簽字筆為例，詳細(xì)分析了C4D 與3D 打印技術(shù)結(jié)合進(jìn)行文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法與過(guò)程。

2 C4D與3D打印技術(shù)結(jié)合制作簽字筆

2.1 制作簽字筆筆身三維模型

打開(kāi)C4D，檢查自定義工具欄，將OC渲染區(qū)拖拽到視圖左側(cè)，調(diào)整布局，按Shift+F8 打開(kāi)“內(nèi)容瀏覽器”窗口，搜索“Magazine”雜志，將搜索結(jié)果中的Magazine 22cm×29.8cm拖拽到右側(cè)的層級(jí)面板，在工具欄中的立方體圖標(biāo)下拉面板中選擇圓柱，在透視圖中創(chuàng)建一個(gè)圓柱體，以雜志的尺寸和位置為參考，在圓柱的對(duì)象屬性面板，設(shè)置半徑為0.8cm，高度為15cm，高度分段為4，旋轉(zhuǎn)分段為16，方向?yàn)?Z軸，再使用按快捷鍵E激活移動(dòng)工具，將圓柱體移動(dòng)到書(shū)的合頁(yè)位置，如圖1所示。

圖1 創(chuàng)建圓柱并將其放置在雜志的合頁(yè)當(dāng)中

為了方便修改圓柱的形狀，需要隱藏Magazine 雜志，在層級(jí)面板將Magazine 后的上面圓點(diǎn)切換到紅色，再按快捷鍵N～B將圓柱顯示狀態(tài)切換到光影著色(線(xiàn)條)模式，此時(shí)可以看到圓柱體的光滑表面帶有黑色線(xiàn)框，如圖2所示。

圖2 隱藏雜志并設(shè)置光影著色(線(xiàn)條)顯示模式

為了編輯圓柱體為筆的形狀，需要將其轉(zhuǎn)換為可編輯的多邊形對(duì)象，按快捷鍵C將圓柱體轉(zhuǎn)換為多邊形，其圖標(biāo)由轉(zhuǎn)換為圖標(biāo)，如圖3所示。

圖3 將圓柱體轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形

圖4 選擇圓柱體中間分段線(xiàn)

在圓柱體中間分段線(xiàn)按住鼠標(biāo)左鍵向下拉開(kāi)一段距離，使一條線(xiàn)變成兩條線(xiàn)后松開(kāi)左鍵，在面?zhèn)鹊菇敲姘逶O(shè)置“偏移”為0.168cm，細(xì)分為2，將中線(xiàn)分隔成4段，如圖5所示。

圖5 將圓柱體中線(xiàn)分成4段

圖6 選擇圓柱體中間所有的面

單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出的菜單中選擇“擠壓”，再在空白區(qū)域拖拽鼠標(biāo)使圓柱體中間選區(qū)向內(nèi)收縮一定距離，制作筆中間的分隔部分，如圖7所示。

圖7 向內(nèi)擠壓筆中段分隔區(qū)域

將當(dāng)前視圖切換到頂視圖，選擇圓柱體上的第二條線(xiàn)段，按快捷鍵E選擇移動(dòng)工具將線(xiàn)條向上移到頂部區(qū)域，再單擊鼠標(biāo)右鍵選擇“倒角”命令，將圓柱體上第二條線(xiàn)段分成2 條，如圖8所示。

圖8 將圓柱體第二條線(xiàn)分成2條

選擇圓柱體頂部所有的面向內(nèi)擠壓偏移0.1cm，圓柱體底部也按同樣步驟形成筆頭凸起部分，至此筆身部分制作完成，如圖9所示。

圖9 制作筆兩端凸起部分

2.2 制作筆夾模型

創(chuàng)建一個(gè)立方體作為筆夾部分，在立方體對(duì)象屬性面板設(shè)置尺寸.X 為1cm，分段X 為2，尺寸.Y 為0.1cm，分段Y 為1，尺寸.Z 為1cm，分段Z 為2，并將該立方體移動(dòng)到筆頭部分，如圖10所示。

圖10 創(chuàng)建立方體作為筆夾

圖11 制作筆夾與筆頭相連的部分

圖12 將筆夾線(xiàn)條分段

圖13 拉伸筆夾空心部分

單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出的菜單中選擇“擠壓”，將筆夾底部的面再向筆中間位置拉伸到接近筆上部分的底部位置，如圖14所示。

圖14 繼續(xù)擠出筆夾部分

選擇筆夾底部中間側(cè)面的面，按住Ctrl鍵向內(nèi)拉到筆夾中間位置，如圖15所示。

圖15 拉伸筆夾底部中間面

圖16 焊接頂點(diǎn)

按以上方法將其余幾個(gè)點(diǎn)焊接到一起，如圖17所示。

圖17 將筆夾底部焊接成為一個(gè)整體

選擇筆夾底部上面的三個(gè)面，按住Ctrl鍵向上拉出一段距離，形成凸起的部分，如圖18所示。

圖18 制作筆夾底部凸起部分

圖19 制作筆夾倒角使其邊緣圓滑

2.3 簽字筆模型整合

在右側(cè)層級(jí)面板選擇筆和筆夾，按Alt+G 鍵將兩個(gè)物體合并，將其使名為筆，將雜志命名為“書(shū)”，并將書(shū)切換為顯示模式，單擊工具欄中的L-Object圖標(biāo)，在書(shū)底部創(chuàng)建一個(gè)L型的地面，如圖20所示。

圖20 創(chuàng)建地面

2.4 渲染導(dǎo)出

在OC 渲染器窗口單擊“對(duì)象”，在下拉菜單中將Hdri 環(huán)境拖拽到層級(jí)面板，系統(tǒng)自動(dòng)將其命名為Octane天空，單擊其右側(cè)的環(huán)境圖標(biāo)，再單擊紋理下方的黑色色塊，打開(kāi)Shader|著色器，按Shift+F8鍵打開(kāi)內(nèi)容瀏覽器，選擇“預(yù)置”選項(xiàng)下的80HTV_HDR Studio，單擊HDR預(yù)設(shè)，在右側(cè)圖庫(kù)選擇真實(shí)室內(nèi)模擬.hdr圖片拖拽到著色器的文件框內(nèi)，選擇Type|類(lèi)型為“Float|浮點(diǎn)”，單擊OC渲染器窗口的發(fā)送場(chǎng)景到Octane并重新啟動(dòng)渲染圖標(biāo)，可以觀察渲染的效果，如圖21所示。

圖21 設(shè)置Octane天空環(huán)境

在OC渲染器中單擊“紋理”＞“Octane光澤材質(zhì)”，在材質(zhì)編輯器中新增一個(gè)Octane 光澤材質(zhì)球，單擊材質(zhì)編輯器中的Octane光澤材質(zhì)球，在右側(cè)屬性面板選擇Diffuse|漫射，在Color|顏色中設(shè)置顏色為藍(lán)色，將該材質(zhì)拖拽到筆身上，再用相同的方法創(chuàng)建Octane金屬材質(zhì)球，將金屬材質(zhì)拖拽到筆夾和筆身中間分隔處，如圖22所示。

圖22 設(shè)置文字材質(zhì)

在內(nèi)容瀏覽器中找到Wood 木紋材質(zhì)，在右側(cè)選擇一個(gè)木紋材質(zhì)球拖拽到底部材質(zhì)編輯區(qū)，將該材質(zhì)球拖拽到L-Object地面上，在OC渲染器窗口單擊設(shè)置圖標(biāo)，在彈出的Octane設(shè)置窗口中的“核心”面板將“直接照明”改為“路徑追蹤”，最大采樣設(shè)置為2000，全局光照修剪設(shè)置為1，如圖23所示。

圖23 設(shè)置Octane核心參數(shù)

單擊“攝像機(jī)成像”選項(xiàng)卡，設(shè)置“曝光”值為2，伽馬值為0.8，暗角為0.335，如圖24所示。

圖24 調(diào)整攝像機(jī)成像參數(shù)

圖25 設(shè)置渲染參數(shù)

圖26 保存渲染圖片

2.5 導(dǎo)出生成STL格式文件

在C4D操作界面單擊菜單欄文件＞導(dǎo)出＞STL(*.stl)，將文件命名為pen.stl文件，如圖27所示。

圖27 導(dǎo)出STL文件

由于3D 打印機(jī)對(duì)于中文命名的文件無(wú)法識(shí)別，所以注意不能以中文命名文件，在彈出的“STL 導(dǎo)出”對(duì)話(huà)框默認(rèn)縮放1厘米，單擊確定，再將pen.stl 文件拷貝到3D 打印機(jī)操作軟件，就可以進(jìn)行實(shí)體打印輸出[4]，創(chuàng)文文化自主設(shè)計(jì)的3D打印機(jī)經(jīng)過(guò)8個(gè)小時(shí)打印完成了簽字筆的實(shí)體，如圖28所示。

圖28 簽字筆實(shí)物圖

3 結(jié)論

簽字筆是具有實(shí)用性、廣泛性的辦公用品，其成本低、易耗性的特性在文創(chuàng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中也可以蘊(yùn)含所需要表達(dá)的文化元素，如二維碼、公司名稱(chēng)、LOGO 等，使用3D 打印機(jī)打印生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于個(gè)性定制是可行的，也可以作為樣品呈現(xiàn)，但批量生產(chǎn)現(xiàn)在3D 打印的技術(shù)還不成熟，成本過(guò)高，因此C4D 與3D打印技術(shù)結(jié)合設(shè)計(jì)產(chǎn)品對(duì)文創(chuàng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是新技術(shù)的一種嘗試[5]，具有一定的借鑒作用。