基于3D建模技术原理的皮革工艺美术品设计研究

梁颢

（陕西财经职业技术学院，陕西 咸阳 712099）

目前采用计算机3D 建模技术，在进行皮革工艺美术品设计过程中，可任意进行工艺成品最终效果展示的二维与三维自由转换，可以有效地提高皮革工艺设计效率，压缩设计成本，从而全面提升皮革工艺美术品的设计质量。

1 3D建模技术

1.1 3D建模软件的分类

常见的主流3D 建模软件有MAYA、3DS MAX、ZBrush、BodyPaint 3D、CINEMA 4D 等。不同的3D 软件建模制作方式、画面表现各不相同，例如MAYA、CINEMA 4D 更偏场景角色设计多一些，在影视后期，工业渲染中非常常见，而3DS MAX、BodyPaint 3D 在产品建模、角色建模设计表现中比较常见。现代的3D 建模通常采用3DS MAX 软件建模，通过OpenGL 技术进行二次处理的方法来实现的，3DS MAX 具有强大的建模能力和渲染能力[1]。

1.2 建模技术原理

三维建模是三维设计的第一步，是三维世界的核心和基础。没有一个好的模型，其他什么好的效果都难以表现。3DS MAX 具有多种建模手段，除了内置的几何体模型、对图形的挤压、车削、放样建模以及复合物体等基础建模外，还有多边形建模、面片建模、NURBS 建模等高级建模[2]。

3D 建模技术是实现虚拟设计产品展示的关键技术，虚拟设计产品的建模技术原理就是运用计算机3D 图形学的方法，根据设计草图在计算机中进行虚拟环境的模型建造与渲染。基于此原理，可以把建立的3D设计产品模型全方位地进行多视角或任意方向的展示，通过计算机数据渲染计算，最终以图像的形式生成，以此达到逼真模拟度高的效果。

2 3D建模技术在皮革工艺美术品中的设计优势

2.1 设计成本较低

在一定程度上，皮革工艺美术品设计制作环节会受到皮革产品的材料品类、成型工艺、材料特性、设计造型等因素的制约。制作成本高、成型精度差、质量效果欠佳是比较常见的问题。

随着皮革工艺新材料、新技术、新工艺的出现，3D 建模技术可以很好地解决这些问题，在3D 建模中可以完成各类的皮革工艺美术造型设计，通过赋予材质、贴图灯光设置，搭配虚拟场景烘托，可以有效展示皮革工艺成品的最终效果，且所有的操作步骤均在计算机中完成，省时省力，避免了制作环节中的失误，节约了设计成本。

2.2 快速提高工艺设计效率

传统的皮革工艺美术品主要分为手工艺制作和机器制作。手工艺制作出来的工艺产品造型俏皮、制作精美，富有一定的人文特色。但是，手工艺制作也存在弊端，比如工艺产品的生产周期较长、制作效率较低等问题。机器制作由于受制于机器生产的皮革模具、参数设定，制作出来的工艺品效果往往千篇一律，造型较为呆板。

通过3D 建模技术来完成工艺产品设计，可以大大提高工艺设计的效率，3D 建模工艺产品不需要进行实物的加工和制作，通过虚拟的生成和展示，可以大大缩短设计的时间，从而提高生产的效率，减少生成环节的成本投入，具有很大的优势，不仅可以设计出人工无法制作的款式，还可以给款式增加更多的新颖之处[3]，使工艺产品以多元化的样式呈现在消费市场中。

2.3 绿色环保经济

随着环保理念的不断深入，绿色可持续发展是皮革材料选取考虑的因素。皮革行业属于高能耗、高排放、高污染行业，粗放式生产模式对于生产环境的污染不可小觑。皮革加工时需要添加各种化学原料，由于原料并未充分吸收，便会造成严重的水污染[4]。而在3D 建模技术制作中，由于是计算机虚拟完成皮革工艺的设计，在设计无误后再进行生产，可以有效地避免皮革原材料的浪费，减少试错样品，避免更多的污染，让皮革工艺美术品生产设计过程更加绿色环保，从而促进皮革经济效益的提高。

2.4 展示效果模拟仿真度高

3D 建模技术在皮革工艺美术品设计中，最大的优势就是可以更好地将皮革产品的成品效果进行模拟仿真，以此决定皮革产品最终是否要进行批量生产、面向市场销售的目的。利用虚拟仿真技术可以全方位展示皮革工艺美术品的造型、皮革面料、装饰手法等内容。

3 3D建模技术原理在皮革工艺美术品中应用的研究

3.1 设计造型表现

皮革工艺美术品的设计造型在3D 建模制作中不受约束，可以根据皮革工艺品草图进行全方位设计。建造的模型方式可以通过画线建模、多边形建模、曲面建模、参数化建模等方式进行。从理论上来说，无论多么复杂的结构，通过3D 技术都可被制造出来，且其精度水平也完全符合设计标准。设计人员可借助对产品形态与功能的发展创新，来赋予产品造型更加特殊的意蕴内涵[5,6]。

以往的皮革工艺品设计图往往是产品三视图（正、侧、顶），现在通过3D 建模技术可以360 度进行造型样式的修改与设计，不断进行调整与补充，以此达到最佳的设计效果，如图1 所示，3D 建模技术完成的艺术皮包效果逼真，可以通过多视角去展示与观察。

图1 3D 建模艺术皮包

3.2 材质贴图表现

在皮革工艺美术品的3D 制作中，材质赋予与贴图纹理表现是制作的重点。皮革贴图取自各类的皮革材料素材，款式成千种，均可调整。如图2 所示的3D 皮革贴图素材，皮料纹理高清真实。材质的类型可以根据皮革材料进行调节，贴图可以通过设置参数展现皮料的凹凸感。凹凸贴图是一种视觉上的凹凸效果，模型的真实网格并没有发生相应的形变，在光的照射下产生相应的高光和阴影，在没有改变模型多边形数量的前提下，获得更高[将此处的“高”改为了“高清”]清的多边形细节，以此模拟出逼真的皮革纹理效果。

图2 3D 皮革贴图素材

通过设置材质参数，导入皮革材料贴图，可以更清晰、更完整地表现皮革工艺美术品的最终展示效果。

4 结语

传统的皮革工艺美术品设计制作已经不能满足目前的市场需求，皮革工艺的设计制作环节需要传承、发展与创新。将3D 建模技术原理结合皮革工艺美术品设计，可以最大程度地对皮革工艺设计的原始流程进行优化，既节省了材料成本，还提高了设计效率，对皮革工艺美术品的设计质量全面提升，能够起到积极的促进作用。