数字化技术在《孙权飞渡小师桥》雕塑创作中的应用探索

刘 宁，钟 新

(安徽建筑大学 艺术学院，安徽 合肥 230000)

数字化技术在雕塑领域的应用通常被称作数字雕塑，它是技术与艺术结合的产物。数字化雕塑与传统雕塑在造型方式上有一定的相同性，依然采用旋转观察和立体塑造的方式进行造型，和传统雕塑一样是精神文明和文化风貌的重要载体，也是艺术创作者个人风格和水平的体现。技术在人类文明的发展过程中始终扮演着重要的角色，数字背景下技术的进步对艺术的发展产生着重大的影响[1]。数字3D技术不断地渗透到我们生活的方方面面，雕塑的制作方式与形态也面临数字化革命的影响，这是我们不得不去深思的问题。

传统雕塑发展到当下与数字技术的结合已是大势所趋，但是如何结合、如何各取所长将各自的优势发挥到最大化，是我们需要思考和讨论的问题。本文以雕塑作品《孙权飞渡小师桥》为例，探索数字化技术在雕塑创作中的应用。

1 数字化技术对传统雕塑创作方式的影响

数字技术运用于雕塑行业已经逐渐普遍，创建常用的软件包括RHINO、MAYA、3D MAX、ZBRUSH等。数字雕塑与传统雕塑在造型表现上有诸多相似之处，都必须具备良好的造型表现基础，但在表现手法和成型方式上又有所不同。传统雕塑的制作方法决定了其成品的数量有限，这一特点也更加强调了雕塑作品作为艺术品的唯一性。与传统雕塑恰恰相反，数字雕塑的方便与快捷主要就是通过精准的复制与批量的生产得以实现的，所以传统雕塑更多的是以艺术品的方式存在。而数字雕塑更多的是适用于量化生产、与环境相配套的景观设计，两者共同发展相辅相成，形成了雕塑领域多元化的艺术创作形式[2]。

1.1 突破时空限制的造型塑造方式

传统雕塑在创作的过程中，通常选用可塑性较强的粘土作为制作材料。因其对干湿度有一定的要求，所以必须在一定时间内完成对型体的塑造，不然泥稿就会出现干裂或者变形。采用油泥在材料干湿度保持方面有所突破，可以相对延长创作过程中对造型推敲的时间，但在比例大小和动态调整方面的问题仍然无法解决。雕塑动态上的反复斟酌调整是雕塑创作中不可避免的重要环节。

雕塑《孙权飞渡小师桥》落成高4.5米，宽6.5米，是安徽地平线主持的合肥市淮河路项目中的重要项目，也是庐阳区城市更新改造中的一部分。在该雕塑创作过程中，对于主体人物的动态以及桥墩的造型设计就面临多次修改和调整的问题。前后方案的调整看似是局部的修改，却牵扯到整体比例的改变，牵一发而动全身，利用传统雕塑的方法几乎要全部重新制作(见图1)。 面对这种情况，设计团队调整了思路，在传统雕塑泥稿的基础上采用三维扫描技术，将泥稿转化为数据模型。利用数据模型进行比例和动态的调整，既保持了泥稿原有的肌理效果，又实现了快速修改和调整，为雕塑创作带来了极大的便捷(见图2)。

图1 修改前效果图 图2 修改后效果图

不仅如此，采用数字雕塑的方法进行雕塑创作还可以实现雕塑创作过程的可逆转、可追溯。在ZBRUSH软件中，制作过程可以被快速存储1万步，而且不会影响电脑的内存需求。在任何时候如果需要都可以切换到一个特定的步骤，就像来回穿梭在时间的隧道里一样，这种非线性的创作过程与传统雕塑线性化的制作过程相比具有明显的优势。

传统的雕塑创作从前期泥稿到中期翻制和后期成型，由于雕塑的创作媒介主要是泥、石膏、玻璃钢等，对环境污染大，操作空间也要求比较大，所以基本都要在专门的工作室里完成。对于形体巨大的城市雕塑而言，就要有场地大、空间高的工作室才能完成。大工作室昂贵的费用对于很多年轻的雕塑者来说是很难承受的，这就大大限制了创作的脚步。

数字雕塑借助计算机和软件完全改变了传统雕塑必须在工作室完成的空间局限，只要有计算机和软件就可以随时随地进行雕塑创作，使得雕塑创作不必拘泥于空间有限的工作室[3]。只要可以摆放一张桌子，就可以创作出高大的雕塑作品。在进行《孙权飞渡小师桥》雕塑创作的过程中，工作者高度重视，多次开会进行研讨和论证。利用数字模型的优势，主创团队带着电脑随时进行数模修改，省去了大量从会议现场到雕塑制作工作室所费的时间，大大提高了工作效率。

随着科技的不断发展，计算机越来越便携，软件功能越来越强大。只要携带电脑安装软件就可以进行各种雕塑艺术创作。雕塑家有了创作灵感，无论是在世界各地的街头巷尾、花园草地甚至舒舒服服地躺在床上都可以随时展开创作。WACOM公司出品的“新帝COMPANION”可移动便携式数位屏计算机，造型类似于IPAD，可以使用3D雕塑软件ZBrush，使外出雕塑写生成为现实。在苹果应用商店还有如NOMAD等软件，这些在iPAD和苹果手机上使用的3D雕塑软件使得雕塑创作变成可以随时随地进行的活动。

雕塑创作中还有一个被忽略的关于空间的问题——大量作品的保存问题。传统的保持方式是存留模具，这种方式会占据大量的空间并面临年久失修、损坏的问题。数字雕塑就可以很好地解决这一点，甚至不存在占据物理空间的问题。这就为雕塑家腾出了更多的工作室空间。《孙权飞渡小师桥》作品方案调整前后不下20稿，如果利用传统雕塑，翻制的模具恐怕一个房间也装不下了。而数字雕塑以数据的方式进行保存，不需要的时候这些数字模型就安安静静地被存储在硬盘里，不惧岁月侵蚀。需要的时候可以随时调取再进行3D打印，不必要的创作过程可以永久存储不会损坏,这对于空间的利用无疑是一种巨大的贡献。

1.2 突破了塑造材料的物理属性

每一种艺术语言都有其独特性，实体性是传统雕塑的重要艺术特性[4]。由于这一特性，在泥稿创作过程当中必须充分考虑重力、骨架、翻制等工艺因素，倘若骨架不够稳固或者在制作的过程中出现了重心的偏移，就将面临雕塑垮塌的风险，这就造成了很多固有的局限和实际的困难。

在数字雕塑创作的过程中，以ZBrush软件为例，雕塑家并非通过实体利用雕塑刀实现对形体的加减塑造，而是从虚拟空间中用数字粘土代替真实粘土，用手绘板代替雕塑刀，通过移动、拉伸和雕刻塑造等功能得到造型。与传统雕塑相比，这意味着脱离了物质材料的束缚，可以在空间中任意造型。创作时可以根据需要进行拉伸调节大小。在输出打印时可以实现数字化输入对雕塑尺寸进行精准调节。方案推敲过程中可以利用软件中的遮罩功能和3D通用变形器相配合，对造型进行无限调整和修改直到满意为止，再也不需要考虑由于物理属性的限制而影响了造型的需求。

2 数字化技术支撑下的传统雕塑创作实践

2.1 构建基于多材质效果模拟的交互式创作模式

在艺术设计领域，以效果图的模拟表现作为艺术设计优劣的评判标准早已是行业的普遍要求。雕塑效果图模拟效果的真实性对于展示雕塑落成效果、展现雕塑创作思想都具有极其重要的作用，直接关系到雕塑参展、项目投标的成败。

传统的雕塑效果图制作是将雕塑小稿翻制成真实材质，或者经过着色模拟出真实材质的色彩效果，再将小稿进行拍照，根据不同角度与实地图片进行后期合成，从而得到与环境相融合的雕塑效果图。传统方法存在两个弊端：其一，材质变化的灵活度比较低，雕塑一旦选定材质，就要依据该材质的制作方法进行制作完成，如果后期需要调整就要面临重做的风险。其二，制作成本较高，尤其是对于一些需要模型翻制才能够实现的材质，例如不锈钢铸造、铸铜、铸铝等材质，对于单独一件小稿进行打样开模，模具费用无法分摊到多个作品，所以制作费用是相当昂贵的。如果利用着色模仿材质的效果，除了需要制作者高超的技巧外，更关键的是很难做到材质的仿真。

数字雕塑制作的过程中实现了在软件中给雕塑上色，雕塑创作者可以深入细致地考虑色彩的问题并将其绘制在数据模型上，并以模拟真实的方式进行输出。3D打印设备和技术的不断升级换代，打印的精度更高，材质的选择更多，光敏树脂、不锈钢、铝，甚至是水泥和瓷泥材料都可以运用于打印。高色彩还原度，更多的细节表达和更多的材质选择已经使3D打印更加全面和卓越。另外专业的渲染器可以与建模软件形成外部连接，弥补了建模软件渲染能力不足的问题。在渲染材质库中自定义材质属性并赋予雕塑模型，可以随时对雕塑材质效果进行调节与设置，并可以将雕塑安装位置的环境图片放入软件中，模拟出雕塑落成效果，整个创作过程直观可见。实现了光线追踪和全域渲染的高交互性视觉效果，可以营造出如实景照片一般的高真实性渲染影像，真正实现了雕塑创作与实地环境相融合的逼真感受。

《孙权飞渡小师桥》在创作过程中，为了实现最好的效果表达，不但在动态上经过反复推敲，在材质和肌理上选取铸铜、不锈钢、铸铁经过反复比较多种尝试。作品落成坐落于合肥市中心的淮河路步行街主街，淮河路步行街在2012年被评为“中国著名商业街”，2021年11月5日被文化和旅游部确定为第一批国家级夜间文化和旅游消费集聚区。因此在设计过程中既要突出三国历史文化特征，又要具有活跃的商业名街的时代特色。在色彩上青铜和铸铁都显得过于厚重，虽然与题材相符合，但缺乏时代感，显得沉闷没有生气，最后选择以不锈钢作为主要材质进行创作。整个雕塑材质的讨论过程都是通过数模真实材质模拟渲染得以实现的(见图3)。

图3 不同材质效果图表现

效果图制作技术不仅是为了呈现一张漂亮的效果图，其意义在于为真实模拟在地效果提供便利，实现了多种材质和光线的模拟交互式的雕塑创作新方式。

2.2 实现多软件相结合的数字化模拟展示方式

传统雕塑因其实体性的特征，在展示方式上只能以实体空间的方式进行展示。数字雕塑以数据化的方式进行存储，STL格式和OBJ格式的文件可以广泛利用于多种软件，实现设计软件中的互通。《孙权飞渡小师桥》雕塑以ZBRUSH软件建模完成，模型以OBJ格式在3DMAX软件中将其转存为3DS格式。转换后的数据模型在SKETCHUP里对雕塑位置和景观环境进行了调整，调整好后再将雕塑模型和环境模型一起导入建筑设计软件LUMION并进行渲染，最后制作成街区游历短片，真实再现雕塑与环境相配合的场景(见图4)。

图4 淮河路步行街游历短片截图

利用数字技术、计算机技术、互联网技术对信息进行高度的集成、整合、加工与处理，更利于雕塑艺术作品在大范围、深层次地进行传播与共享，使得雕塑作品不再只是被摆放于展示架上或者景观环境中的固定形态，而是可以应用到动画、电影、广告、宣传片等视频中，起到很好的宣传效果。雕塑以数字化的方式呈现在广大观众面前，在文化馆、艺术馆或者博物馆中使观众能够得到更近距离的直观观赏体验。还可以在文创产品设计中以模型化的方式导入，与3D打印技术结合，进行多种材质和不同尺寸的模型打印。以陕西历史博物馆与中国衍生品公司52TOYS合作开发的《超活化青铜小分队》为例，设计师倪敏锦从以日己觥和商周青铜器皿中吸取灵感，采用数字模型建模3D打印的方式对小稿进行创作构建，以青铜器纹样为基础，创作出了《青铜小分队》系列作品，除了保留原有的文物风貌之外，还具有很强的趣味性和可玩性。作为日常生活的小摆件，该系列作品成功地将青铜文物形象与现代人的审美相融合并进行重新解读。秉承“活化历史，超越传统，传承文化”的宗旨，让我们重新了解和认识历史并对历史文化产生兴趣。《青铜小分队》系列作品以众筹的方式上线后，立即受到广大网友的追捧，大家纷纷参与众筹争相购买，产品供不应求，一度卖断货。仅以2020年12月14日的数据显示，销售量突破12000个，相关微博阅读量突破500万次，产品成功入选“天猫小黑盒”榜单[5]。这是数字雕塑运用于文创产品，并以崭新的方式展示于大众面前的优秀案例。

2.3 延展传统雕塑在空间塑造过程中的表现方式

在数字技术下由于数字模型的虚拟空间性，使得雕塑的造型方式有了更多的延展空间。数字建模的过程中，视觉在电脑显示屏上延展，手的触觉感受通过鼠标、键盘以及手绘板得以实现，而电脑和软件为这些延展提供了得以实现的平台。数字化技术下使雕塑创作拓展到自然感官触不可及的范围。艺术家只需要通过手绘板或鼠标就可以任意塑造或调整模型，并且可以轻松地实现对称雕刻和模型镜像。这些在软件上一键可以解决的问题，在传统雕塑里利用单纯的自身感官却是相当难以实现的。

数字雕塑中的组别管理功能可以方便地对模型的局部进行分组，甚至将组别拆开成子工具或合并，可以完成在传统雕塑制作中工具无法触碰的地方；也可以通过遮罩笔刷保护不被修改的部分，然后通过移动、缩放、旋转的控制杆来摆动模型，好比在泥塑上直接掰动局部一样，轻松地完成现实中难以完成的操作。有了这些便利的方式和功能，雕塑家就可以在模型表面制作出丰富的机理变化，尽情地增加模型的复杂程度，而无需顾虑任何难以触碰的死角。这就为层层叠加的重装饰结构模型的设计带来无穷便利。也正是因为如此，数字雕刻作品往往呈现出丰富的细节、复杂的造型结构和极光滑的表面。

运用3D打印、数字雕刻、数控加工中心等技术可以将数字模型虚拟雕塑转换为实体雕塑，将数模利用3D打印的方法打印出的不锈钢雕塑小稿。透空的造型和空间中，线与面的结合方式是传统雕塑手法难以实现的，在造型方式上的大胆尝试也是在数字技术下对雕塑造型方式的延展和探索(见图5)。

图5 不锈钢3D打印小稿

数据模型和实体之间还可以逆向操作，通过三维扫描技术从实物雕塑获得雕塑虚拟数据，再根据不同情况通过数字雕塑软件进行完善或者再创作，最终再以三维打印或数字雕刻的方式实体呈现。随着技术不断进步，雕塑领域虚拟和实体相互转换将会越来越便利[6]。

3 结论

数字化技术作为一种新兴的艺术形式应用于雕塑领域时间不长，它为雕塑艺术创作带来了更多创作空间的同时，也为雕塑制作带来了极大的便捷和高效。同时我们也要认识到不能让技术使用完全代替了艺术创造，而应该把技术当成一种艺术表达的工具。不能使艺术迁就于技术，而要使技术为艺术所用，为艺术服务，充分发挥新媒介的作用创造出新的艺术价值。数字雕塑是数字化背景下的产物，是技术对艺术本身的更新[7]。与传统雕塑相比，在成型手段上数字雕塑有了技术上的新特性。在设计创作思路上与传统雕塑有着截然不同的方式。在存在形式上超越了实体存在于客观世界空间的传统方式，以“数字材料”的形态存在于虚拟空间。数据化模型传输、存储便捷，应用空间广泛。数字雕塑与计算机工程相结合形成了新的艺术语言和艺术特征。

数字技术给雕塑带来的绝非只是一种新型而便捷的技术手段，而是一种新型的艺术媒介的诞生[8]。我们要透过技术层面的革新去理解它所带来的创新性的艺术价值和艺术思维，不断地挖掘其背后的美学意义。