一个全新的三维世界——数字手工艺vs传统手工艺

文 于 雷

一个全新的三维世界
——数字手工艺vs传统手工艺

文 于 雷

A Brand New Three-Dimensional World——Digital Handicrafts vs. Traditional Handicrafts

一支画笔、一把刻刀积淀人类几千年的艺术文明；执着的双手在繁复地将一块块画布、毛石改造成为精美的作品。进入了工业时代，艺术在反映技术文明的同时仍旧在延续传统的工作方法，人们在笃信手工艺产品的同时已经疲于应对中产阶级对于艺术品的巨大需求。正逢此时，“快速成型”技术的出现为艺术领域提供了新的给养，艺术家们在面对创作的同时，对于技术的敏感度明显提高了。然而，如果我们短视地认为新的技术仅仅是提高了工作效率，那么我们将忽略这种契机给我们带来的之于艺术本质的驱动力。本文是在数字艺术及数字建造技术雨后春笋般萌发的背景下，对艺术发展的新兴势力用一些粗浅笔墨，以探讨技术性、工艺性和美术之间千丝万缕的关联。

数字设计与建造 三维打印 算法设计 数字手工艺

一个基本问题：用手，还是用机器

机器参与艺术创作这个话题长期以来一直被喋喋不休地争论着。在还没有产生清晰的结论之前，三维打印技术又铺天盖地地袭来。经过了一段时期的传播，人们对三维打印的理念已经普遍接纳，但是这种技术在艺术领域里的大量实践性案例仍令人期待。我们还是可以兴奋地看到一些前卫的艺术家，或者说痴迷于技术和艺术之间的创造者，他们实验性地运用这种方法开发了一系列的创作模式及其作品。无论这些作品被主流艺术接受与否，我们都应该敏锐地察觉其深层次的积极意义。那就是：一种基于新技术平台之上的兼收并蓄的跨学科、跨领域的创作体系正在逐渐地孕育形成。它并不需要宣扬所谓的“颠覆性”以刷取关注，而是自主地梳理创作中理念与过程之间的构成关系，重新探讨和建构一些基本艺术内容。

从方法论的角度去理解三维打印的积极效应，我们还需要从新旧模式的比对切入，即在新方法、新技术为支撑的实验性创作活动与已经固化并且广泛应用的创作模式之间手与脑并用的一种理想状态。工业时代以后在此基础之上又融入了机器。机器作为双手的一种功能性延伸是无可非议的。艺术家毕竟要创作一些大型的艺术作品，单纯个体的艺术劳动是无法有效地完成的。这种创作方式应该是一种从头至尾的线性过程，也就是说从构思、草图、放样到最终作品的完成，大体上是遵循着这样一种前后既定顺序的。即使在这个过程中出现了一些不可预估或者说经验之外的情况，在时间成本及材料成本的限制下，艺术创作也不得不采用“变通”的方式处理问题。尤其对于建筑设计这种创作来说，动用大量的社会资源是不允许“撕掉重来的”。

[图1] 大型三维喷砂打印机 (加法制作工艺) （上图）[图2] 机器人铣削成型系统（减法制作工艺）（下图）

在计算科学里“迭代（iteration）”[1]是一个常用的概念，意指采用优化的方法与态度，不停地在概念与结果之间采用比较的方法循环判断，得到即设定条件下最优的解决方案。在创作思维中，“迭代”就是一种手脑并用的过程，是指在大量经验性的积累之上，用艺术的审美标准判断操作过程中的优劣，从而让艺术作品在风格的控制之下不断完善。

为什么说三维打印技术超越了传统成型技术的范畴呢？简而言之：三维打印（即快速成型技术）可以跨越一系列传统的操作步骤而直接输出结果。在原型创作阶段，这种高效的方式给予艺术家大量的精力投入反复推敲过程之中，形成大量的比对与斟酌的机会，完成了一个个层级的优化操作，从而增加了单纯创作在整个过程中所占的时间比例。这种操作模式在雕塑、装饰及建筑设计与建造等领域可以挖掘出大量的潜力。

Grotesque[2]就是这么一个纯粹的代表作品。在设计过程中，Grotesque是在Processing[3]环境下，完全由计算机程序生成的三维模型。在这个过程中只有算法在操作，而人的工作是运筹算法。其实这就是一个清晰的“迭代”范例。Michael和Benjamin指出：“在Grotesque中，我们用算法生成了一个有机合成的虚拟形式。这个微妙的设计过程因此在期望与未知、控制与纵容之间平衡。算法是决定性的，但结果并不是由算法随意地生成，而是具有一定的无法预知成分的显现。事实上，算法拥有令人惊奇的魔力”。

[图3] 模块从Yolexjet打印机中取出 （图片来源：www.michael-hansmeyer.com）

[图4] Grotesque 高度达到3米 （图片来源：www.michael-hansmeyer.com）

这种无法完全预知的成分给予作者多种的选择，虚拟的三维模型为这些选择提供了艺术判断的直观媒介。这不完全是一个随机的过程，程序代码是确定性的，关键在于用什么样的算法，其生成条件是由艺术家主观决定的。因此，Grotesque的创作代表了一种新的艺术模式，三维打印机则将这种虚拟的艺术形式转化为物理性的实物作品。

Grotesque耗用一年的时间探索算法和形式的构成关系，然后仅用一个月的时间由大型三维打印机完成这件复杂的庞然大物。这个案例是一个完全意义上的人机交互过程，其中的成员包含艺术家、计算机和三维打印机。随后两位艺术家用这个系统又创作了作品Arabesque。这显然是一种高产的创作模式，但是前期的准备与设定工作周期相对漫长。

一个基本情况：三维艺术创作的新生态

“如此这样的一个变革，在它的后面潜藏着一个疑虑：科学与艺术是否有相通的成分……。如果让计算物理的理论在艺术范畴内找到对等的内容，这似乎是不自然的。但是这二者是生存在同一个时代，暴露在同一影响和被相似的驱动力推动的人类制定出来的。思想和感知不能全部分离，除非将人一分为二。”

——齐格弗里德·基迪恩[4]

基迪恩所在的时代背景与我们当下时代具有很强的相似性。工业革命以来，艺术作为人类感知的一种存在方式一直同科学的发展保持着一定的差距。也就是说通过科学技术转化为艺术创作方法这个过程相当漫长。但是，信息时代社会节奏已经不允许有悠闲的拖延，我们看到诸如程大鹏和徐丰等一批国内外艺术家在三维打印技术还没有被公众关注的时候就开始了全新的创作活动。覆盖的领域包含雕塑、建筑、时装、工艺品、首饰等等。这种由新技术驱动的创作行为具备很强的生命力和自主性。我们从这种雨后春笋般的现象中可以得出一个积极的结论：科学技术同艺术创作的异步效应正在逐步地消失。

[图6]《无器官身体》徐 丰 于 雷 徐 炯 （摄影：徐炯）

虽然技术手段的更新对于不同艺术种类的影响各异，但是我们仍旧能够从各式的呈现中发现一些潜在的规律。那就是：它们都不约而同地具备一些参数化设计[5]的特征。这些相似性与他们使用的设计手段及制作工具是密切相关的。从Michael Hansmeyer的作品中我们就能够强烈地感受到一种严谨而又绚烂的几何美学。这些设计素材其实都来源于一些经典的数学模型，而这些数学模型也正是对于大自然幻化的一种概括性描述。将复杂的数学知识引入了艺术范畴，从艺术史观来讲是一种延展，是更深层次的介入而已。比如我们耳熟能详的“黄金分割”就是斐波那契数列的一个节点的简单描述。参数化艺术现象并不应该是被视为“外来事物”，反而应该解释为一个历史的经典元素在一个适当的环境下被迅速地催化。

全球化趋势、信息新媒体时代、数字可视化、虚拟现实等等，一系列现象的涌现，无论让艺术家还是大众开始对一些固有的美学观念产生焦虑的情绪，短暂的迷茫更容易激发艺术活动竞相绽放。向信息社会的转化过程中伴随着观念断裂与拟合，让艺术家们在意识层面上受到了冲击，让一些已经沉淀下的艺术观又激起了层层涟漪。然而数字艺术在还没有进入学院派体系之前，主流艺术家对诸如三维打印、数字生成等创作形式还是抱有很大的疑虑。与此同时，建筑师群体却一跃成为了先行探索者。这是因为建筑设计教育本身具备综合性的特征，包含了工程学、美学和建造科学等内容。这让以数字为平台的设计活动在这个群体内最先得到接纳与实践。从建筑师的职业角度出发，更易于向相关的艺术领域转换，但作品往往留有建筑学的明显印记。Vulcan Pavilion[6]这个2015北京设计周期间的作品就采用一系列的软件构成的设计系统，并最终由三维打印机生成的大型空间作品。它的创作团队以建筑师为主，但是也包含了美术、数学、工程学等一些专业的成员，是一个综合型的团队协同项目。

[图6]《无器官身体》 徐 丰 于 雷 徐 炯 （摄影：徐炯）

一个基本责任：三维打印数字艺术品的社会属性

数字艺术，简单而言之，是以计算数学为基础，结合艺术创作的观念与需求，融入多重学科的复杂的创作行为。所谓的形式美，很多都可以运用数学的方法进行描述，可以说感性的东西部分是拥有理性的基础的，只不过这种感性的审美标准需要经过一个长期的探索与论证。工业时代以后，机器和规模型生产线变成了新的艺术图腾。现代主义被消费了一个多世纪以后，人们逐渐对大规模重复生产的模式产生了逆反。三维打印、数控铣削等技术的出现正是对这种个性化产品诉求的一个适时的回应。我们统称这种定制化生产行为活动为Digital Fabrication（数字制造）。数字制造重新定义了设计到产品的途径，让“定制化”逐渐成为现实。从这种角度上讲，这也具备手工艺的一些个体化特征。手工艺生产活动几乎被机器流水线生产淹没，正在像“遗产”一样逐渐消失。

无论作为匠人还是作为艺术家，个体的活动往往是满足一些特定艺术消费群体的需要。这个趋势是同大规模工业生产的核心原则相悖的。我们如果在这种社会环境下，从一个调和物质需求和精神需求的角度出发，那么以三维打印技术为代表的数字建造技术是可以在科学与艺术之间适应性地解决市场的供需要求。比如说，三维打印机的存在已经将艺术产品的生产过程从一个流水线或者一个群体行为浓缩成一台机器和很少的团队人员协同工作。工作室不再是一个单纯生产概念与小样的地方，而是回归到了一个“匠人工坊”的精神层面。在这里人们可以相对自由地在概念与虚拟结果之间往复，在工作室内用三维打印机完成快速的原型生成（Fast Prototyping）。

从另一方面讲，利用参数化等数字技术生成的模型，一般具备复杂的结构和丰富的表面肌理，用一般传统的加工方法很难高效地完成，只有通过数字加工技术，才能得到精确的作品输出，因为所有的操作都是在精密的机器和准确的代码之间发生的。这就要求在这个领域进行艺术创作需要具备跨学科的储备和一个高度整合的团队。因此，它的真正的发展需要一个阶段性的渐入，这也势必会扩大现代艺术的种类与外延。艺术作品在新的社会生产形态下会向一个批量定制化的工业产品方向发展，这是满足主流消费群体对于个性化产品需求的一种变化，势必会催生相关支持技术的发展。

一个美好的情结：艺术记录过去，也映射未来

数字设计与建造艺术是具备自主性的（Autonomy）。这表现在，它并不是一个转瞬间从天而降的外来物，而是经过对人类科技文明的长期储备后，通过一个数字的技术平台的承托，逐渐呈现出来并臻于成熟的。其大量的设计素材来源于对于自然与存在的研究，这种转换与转化体现对于人类文明的一种传承。我们也应看到，三维打印技术支持下的艺术作品和传统的手工艺作品仍旧有大量的本质区别。诸如手制工艺的灵性和机器制造的机械感形成鲜明的对比。究其根源，也许是口口师徒相传的那种不精确的描述性和机器代码的一一对应性之间的强烈差别。因此，艺术家和科学家还在孜孜不倦地探索与人相似的机器系统。神经网络算法的出现也许让人因其高深而茫然，但是AlphaGo[7]的战绩却让我们在惊愕的同时迅速意识到机器的学习能力可在某些方面强于人类。如果在艺术创作方法上集成人工智能（AI，Artificial Intelligent），也就是在机器的主观参与下完成作品，那么我们讨论的就不单纯是工艺性的问题，而应该在一个更广阔的视角上探讨未来了。

[图7] 斐波那契数列 Fibonacci formula

﹃微笑的维纳斯﹄黄金分割比例分析

[图8] Vulcan Pavilion 2015 北京设计周期间建造的大型三维打印空间艺术装置 （摄影： 王卓能）

[图9] Vulcan Pavilion 内景 （摄影：本文作者）

以三维打印技术为代表的艺术新生代已经给我们带来了全新的演绎，当下VR（Virtual Reality）和AI技术爆棚式的发展已经让我们对于未来的感知充满了好奇。人类的感知能力遇到一个又一个虚拟与现实相交叉的节点。人类对艺术品等的物质需求也在这个档口徘徊于量身定制与批量生产之间。我们慎重地考虑艺术史发展脉络的同时，对一个全新的三维世界也充满了强烈憧憬。

（于雷/清华大学建筑学博士生，哈佛大学设计学院建筑学硕士。ASW建筑解决工作车间创始人，LCD创意设计实验室联合创始人，中国建筑师协会数字建筑设计专业委员会发起人之一。）

组稿/刘竟艳 责编/刘竟艳

注 释

[1] 迭代：迭代是重复反馈过程的活动，其目的通常是为了逼近所需目标或结果。每一次对过程的重复称为一次“迭代”，而每一次迭代得到的结果会作为下一次迭代的初始值。

[2] Grotesque 是德国艺术家Michael Hansmeyer和Benjamin Dillenberg在2013年创作的一件大型数字作品。他们将数学算法，计算机编程和三维打印三种技术整合在一起，创造了一种全新的创作方法。www. michael-hansmeyer.com

[3] Processing是一种具有革命前瞻性的新兴计算机语言，它的概念是在电子艺术的环境下介绍程序语言，并将电子艺术的概念介绍给程序设计师。

[4] It is just such an evolution which lies behind the doubt as to whether science and art have anything in common……It seems unnatural for a theory in mathematical physics to meet with an equivalent in the arts. But this is to forget that the two are formulated by men living in the same period, exposed to the same general influences, and moved by similar impulses. Thought and feeling could be entirely separated only by cutting men in two.

SIGFRIED GIEDION 〈SPACE, TIME AND ARCHITECTURE〉

CAMBRIDGE，HARVARD UNIVERSITY PRESS THIRD EDITION, ENLARGED，1954）

西格弗里德.吉迪恩（1888-1968）瑞士历史学家和建筑评论家。他的著作《空间、时间与建筑》、《机器掌控局面》影响深远。他从师亨得利希.渥弗林，在MIT和哈佛任教。

[5] 参数化设计：“它把影响建筑设计的因素看作参数，然后找到一种关系，那这些影响建筑设计的参数组织到一起，借助于计算机编程和计算机的软件将其组织在一起，形成一个参数模型。参数中包括了各种各样的影响因素，有些因素是可变的，称为参变量，有一些参数是固定不变的。当改变参变量的量的时候，就能得到不同的结果，这个结果就是设计的雏形，也就形成了参数设计的结果。”徐卫国

[6] Vulcan Pavilion 2015年北京设计周期间由LCD（Laboratory for Creative Design 设计创意实验室）主持设计及建造的大型三维打印空间装置，并被世界吉尼斯纪录机构认定为“时间上最大的三维打印构筑物”。主创团队：于雷、徐丰、刘中远、肖赛、王延鑫等

[7] AlphaGO阿尔法围棋（AlphaGo）是一款围棋人工智能程序，由位于英国伦敦的谷歌（Google）旗下DeepMind公司开发。这个程序利用“价值网络”去计算局面，用“策略网络”去选择下子。2016年3月对战世界围棋冠军、职业九段选手李世石，并以4:1的总比分获胜