3D打印技术在民族服饰立体建模中的运用

易群燕

〔摘要〕本文探讨了将3D打印技术运用到民族服饰立体模型的构建中的方法，从数字化保护、标准化快速成型以及创新平台开发等三个方面进行研究，指出其重要性和必要性；并对加强3D数字化实现力度、立体建模研究程度和3D打印丝化服饰材料的研发强度等问题进行了研究。

〔关键词〕3D打印民族服饰立体建模

我国是56个民族齐聚的大家庭，有着丰富的民族服饰资源。但是随着现代社会的快节奏发展，西服套装皮鞋逐渐取代了民族服装，成为社会着装的主流。同时，种类繁多、样式各异、最能代表民族特征的服饰离人们的生活渐行渐远，其传统技艺如不加以有效保护甚至有濒临失传的风险。而在现代科技力量的支持下，运用3D打印等高新技术能对民族服饰立体模型工艺的长久保存和快速传播起到革命性的深远影响。

一、3D打印技术的发展

3D打印技术是快速成型领域的新兴技术，英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中，将3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一。该技术通过连续的物理层叠加，逐层增加液化、粉末化、丝化的固体材料来生成三维实体，其不同于去除材料的加工方法，还可被称为添加制造（AM，Additive Manufacturing）。3D打印综合运用了数字建模、机电控制、信息科学、新材料等诸多领域的前沿科技，目前3D打印机能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率和每小时25mm厚度的垂直速率的24位彩色打印。

3D打印技术在许多领域都有长足的发展和应用，工业领域可应用于产品概念设计、原型制作和打印模具；文化创意领域可作为形状奇特、结构复杂、材料特殊的艺术表达载体；消费品领域能用于珠宝服饰、鞋类玩具、DIY创意的设计和制造。如科幻类影片《阿凡达》就成功运用3D打印制作了部分角色和道具，3D打印的小提琴也几乎接近手工制作的水平。这些3D打印在现代模型、模具及零部件制造的成功案例为我们在民族服饰立体建模中的运用提供了有效的参考和技术支撑。

二、应用现代科技对民族服装立体建模的重要性和可行性

少数民族将民族服饰作为记载自己独特文化的史书，深切地表述和传达自身独特的民族文化和历史。民族服装立体模型工艺有着深刻的历史传承，是一笔宝贵的文化遗产，但这笔财富受现代文明的冲击，又面临着失传的风险。总体来看，民族服饰的传统技艺具有以下三个特点，亟须现代手段的介入、支持和保护。

（一）、秉持手口相传，亟须数字化保护。民族服饰制作的传统手工匠人仍恪守手口相传的祖训，一方面精通民族服饰制作的老艺人越来越少使不少民族服饰技艺几近失传，另一方面也面临着年轻人不愿继承和学习，找不到接班人的难题。在这种严峻的背景下，迫切需要研究和运用平面和3D版式的数字化技术，使传统技艺成为可保存、可借鉴、可复制、可传播的载体。

（二）、秉持手工实现，缺乏快速成型技术支撑。民族服饰的手工匠人仍然恪守古法手工制衣打版，生产效率低下且不可有效地在网络上共享传播，需要快速成型技术的支撑。要想使民族服饰能在世界各地广泛的传播，首先就要解决工业化的问题。而工业化的前提就需要快速成型、标准化的流水线作业，以有效降低成本增加竞争力。快速成型建模技术也是3D打印的核心软件功能之一。

（三）、秉持传统工艺，缺乏有效创新手段。对于民族服饰，普通人心目中总有这样一种印象，很传统很经典，无需改变也从没有发生过改变。事实也确实如此，秉持传统工艺，依照古法制作。但是随着现代快节奏的生活，明显西服套装更能适应时代的潮流，而民族服饰逐渐淡出了主流生活的着装，现在很多少数民族也只在节日时才象征性地展示一下传统民族服饰，这对于民族服饰的发展是不利的。一方面说明民族服饰没有充分的因潮流而动，另一方面也说明民族服饰缺乏一种有效的创新手段和平台。

针对民族服饰面临的以上三个问题，亟须综合应用现代科技手段，继承传统、开拓手段、创新思维，才能使民族服饰在现代服装发展浪潮中占有一席之地。

三、3D打印在民族服饰立体模型构建中的着力点

（一）、加强民族服饰3D数字化的实现力度。作为实现民族服饰3D打印的前提和基础，如何将民族服饰模型进行数字化，这是一项艰苦细致的工作。可以综合运用3D扫描建模和全息数字化技术对民族服装进行建模和数字化保存。民族服饰实物高效3D扫描建模就是利用三维扫描仪、全方位摄像系统与其他高分辨率数码相机，采集民族服饰相关的模型数据，并通过虚拟现实与人机交互技术，提供民族服饰的全方位数字化展示。全息数字化技术就是利用先进的扫描系统对民族服饰进行扫描，再利用计算机软件进行识别，并转换成矢量文件。全息数字化能够完整保留民族服饰的全部信息，包括外观特征与内部材质等内容，对于大量的民族服饰数字化工作，可以采用自动化信息采集手段，在保留原物的外部数字形态的同时，也实现了民族服饰信息的详尽描述。加强民族服装3D数字化的实现力度，对于有效保存和传播自然和人文资源遗产有着积极的意义。

（二）、加速民族服饰立体建模的研究程度。立体服饰模型目前大多利用基于控制点的Bezier曲线曲面和Nurbs曲线曲面构建，可以实现款式的交互式设计和修改。但是这些方法没有充分考虑服装面料、打印耗材、垂感褶皱等因素的影响，因此在3D打印机的软件控制端尚需开发专用的立体服装建模工具。可以根据不同民族服饰的特点，以点、自由曲线、自由曲面和3D耗材为基础特征元素，利用混合维度输入信息和特征信息分多层次构建与编辑，得到精确表达的民族服饰几何模型，实现特色民族服饰的3D打印。其中民族服饰分层模型既能体现服饰产品的构建流程，也为3D打印的逐层叠加制作方法提供了便利，可以有效降低服饰立体模型之间的耦合程度。

（三）、加大3D打印丝化服饰材料的研发强度。3D打印材料有块体、液态、粉末和丝化等多种形态的材料，不同材料的质地、韧性、刚度、强度都各不相同。目前广泛使用的主要有塑料、树脂和金属等，然而3D打印要开拓更多的应用领域，就需要开发出不同领域的专用材料，然后根据其特点深入研究性能、结构、加工之间的关联关系，开发软件程序和方法，并建立材料性能标准数据库。对于民族服饰立体建模来讲，丝化服饰材料可能是目前制约服装产业3D打印技术广泛应用的潜在风险因素。因此，需要加大3D打印丝化服饰材料的研发强度，以满足这一领域对新型复合材料的特殊要求。

总之，民族服饰跟随着世界服饰产业的潮流而动，既是挑战也是机遇。挑战是民族服饰在新的时期下面临着数字化程度不高、保护不够，缺乏标准化生产、创新不足、市场竞争力不强的窘境。机遇是运用3D打印技术等现代科技手段，就能为民族服饰的振兴插上新的翅膀，使传统文化重燃旺盛的生命力，把民族服饰的广博性和丰富性传承下去。

（责任编辑：翁婷皓）

参考文献：

[1]王忠宏，李扬帆，张曼茵.中国3D打印产业的现状及发展思路[J].经济纵横， 2013（1）.

[2]刘雁，耿兆丰.用于控制三维款式变化的服装立体模型建立[J].计算机应用研究， 2003，20（8）.

[3]李丽，马创雄，李萍，陈琪，周伟民. 3D打印技术及应用趋势[J].自动化仪表， 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.