必然—科技带动雕塑未来——我的探索之路

Inevitable—Technology drives the future of sculpture—My path to exploration

文/ 方昕 by Fang Xin

（雕塑杂志2020年2期）

雕塑杂志编者按：

雕塑造物的基本性质，必定与二维平面的形式无关。就是到了出现林林种种的3维建模软件，那也仅仅是2.5维，我们所看到的作品只能是在屏幕里面转动，而雕塑家的身体无法围着雕塑转动。只有VR（虚拟现实）和AR（增强现实）的出现才真正解决了数字雕塑造物的全维度问题。方昕是国内雕塑界首位将虚拟现实技术成熟应用在整个创作过程中的雕塑家，并形成了他完整的数字化流程和解决方案。在对雕塑领域而言，他的思路及技术具有前瞻性，或许会成为将来雕塑数字化流程的模板。

方昕所在单位是陕西省雕塑院，除了他自己在黑科技里嗨之外，他还将这份快乐分享给了他周边的艺术家。现在陕西省雕塑院和西安美院的一些艺术家已经在方昕的引领之下大胆跨进了VR的门槛，并上了路。步履蹒跚并不重要，重要的是走起来了！

“社会发展就像开动的跑步机，我们只有不断前进才能保持起码还在原地……”

在此，我也借用了Kevin Kelly的书名“必然”作为我的题目，引出我的社会发展观。

2000年的时候我还在用胶片相机，我认为数码相机没有前途。屏幕太小，画面远比不上胶片清晰（当时只有168万像素），冲洗麻烦，观看不便（必须有电脑，当时还是台式机）。但到2006年的时候我却投入十几万买了数码中画幅单反。社会的快速发展导致我迅速进入认知转变，也提起我对新科技的关注。

一、变通和借用

雕塑作为一门艺术，具备艺术属性和社会行业属性，这在“国、油、版、雕”四大专业里是不同于其它专业的。雕塑的数字化转变一直以来都是借用（包括现在），所有应用软件都是借用游戏业、影视业、建筑业......我一直在寻找一种更符合雕塑创作过程的数字化交互方式来构成雕塑的数字化解决方案。

二、生产力

1999年3dmax技术对我来说还是比较难学习的应用，软件功能的局限也无法实现我更多想法，形同168万像素的数码相机，我的大多数创作图还是依靠Photoshop来展现。当时也没有SketchUp、Lumion等，能熟练使用3dmax、Lightscape的都属于是尖端人才（当然我不是），这些不光是对人的要求高，而且对设备的投入要求更高。依靠这些数字化方法我只能“打哪指哪”，创作是被软件功能牵着鼻子走的，最重要的一点就是效率并不高。我一直以来的认为就是——“无法提升效率的方法都不是真正的解决方案”。

没有适合的软件辅助，我只能另辟蹊径。在一段时间里，帝国时代2里的地图编辑器、模拟城市、模拟人生里的编辑器都成为我的生产力工具，当时社会的需求也都是平面化就可以应对的，我们只需将造好的景截图再ps就可以了。其实娱乐工具和生产力工具又没有使用限制，完全是可以转化的。就像以前一提起橡皮泥都觉得是游戏用品，而现在它反而是泥塑手段中的一种重要材料，所以前提是得找到对自己有用的功能。比如我们毕业前夕正好遇到全国非典，当时除了做毕业创作就是在宿舍里打游戏，结果我们还拿PS给游戏内的角色进行了修改。

三、雏形

2003年毕业后同班同学去了上海，在动漫公司工作，有一次机会见面聊到了新的脑波控制技术，他说有国外公司来交流，展示了脑波控制汽车雨刷器和开关窗，现在回想起来应该是眼球追踪技术。这在当时对我的触动很大，我想什么时候雕塑也能这么方便就好了，比如看一下雕塑转台，它就会自动旋转或升高。可能科技真是懒人推动的，我也不是懒到连转一下转盘都不愿意，只是觉得这样会比较酷吧，或者说还会有更多的应用可能。与此同时，我看到一部科幻小说连载，这才是对我后续研究起到方向性引导的。这部小说叫《奇迹》，前不久我上网只查到作者笔名叫“糊涂”，小说里描述了未来一款在现实世界中构建的虚拟世界游戏（就好像电影“头号玩家”中的“绿洲”），交互方式类同现在的VR虚拟现实技术，只不过更高级。它让我看到将来雕塑一定会有更好的数字交互方式，而不是坐在电脑前面对着屏幕。之后我就开始了从2.5D到真3D的“琢磨”之路，从数位板到3D建模笔。我曾经构想过的一个装置是手部动作捕捉盒，依靠捕捉手部动作来实现对Zbrush中Z球的编辑。

四、契机

这个契机来自于2016年，确切的说真正开始于是2017年。2016年号称“VR元年”，相关新闻铺天盖地而来，也使我第一次了解到VR技术的到来，但我还是持观望态度，因为我不确定这个VR是否真能把人带入虚拟空间，或者还是和几年前SONY HMZ-T1一样只是个头戴显示器罢了（那种只是在眼前出现个大屏幕的方式）。

直至商场里有了VR游戏体验，这样又是游戏帮了我一把。之后就开始了我的“寻找”之路， 单单有了硬件是完全不够的，电脑软件是不能直接拿来给VR使用的，没有软件的设备就是“行尸走肉”。而VR软件的来源只有两个，一是自己开发，二是找现成。在尝试了Unity之后，我放弃了第一条路，那个体量不是个人能完成的，我不想做个玩具出来。就算开发出来，在时间上也不符合我的“效率”原则。而投资开发则是个无底洞，要规避同类软件的设计版权，好些方式不是拿来就能用的，所以现阶段还是踏实做一个应用者。终于，在Steam上找到了像样点的应用软件“Kodon”，这次是游戏平台帮了我的忙。随着VR软件的逐步增多，我也相继将市面上的所有雕刻软件逐个进行了使用和筛选，用以构建我的数字化解决方案体系。

五、解决方案

所有的新技术都源于已有技术的组合。单一软件是无法满足全部雕塑工作需要的，软件必须以合作模式才能构建起系统化的解决方案，就像BIM（Building Information Modeling）是建筑业数据化流程体系一样。数字化雕塑的核心是利用数字化技术建立虚拟的三维模型，并为其提供完整的从展示直至下游实体实现的过程。它同样具备几个特征：

1.可视化。 即“所见所得”的形式，对于雕塑来说，是模型的真三维可视化，而不是平面化的效果图方式。借助VR技术实现的可视化是一种能够和观众形成互动性和反馈性的，对于大型的景观场景则是一种可置身其中的可视化行程，更重要的是在创意体现、建模、规划、建造过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。

2.模拟性。模拟性指对雕塑的临场感模拟，主要在对于大型雕塑的预期尺度模拟，对日照或景观规划布局的模拟，以及对雕塑色泽材质的模拟。这一切都是基于虚拟现实的可视化。

3.优化性。对于城市雕塑而言，它是一个需要艺术与技术高度融合的工作，每一个雕塑都是复杂非标件的综合体，整个设计施工就是一个不断优化的过程。通过三维模型生成数据信息，有助于对面积、内骨架、重心、机械结构、动能等进行合理化调整。

4.输出性。雕塑是终要以实体形式呈现的，不论架上或是户外。因此数字化的最终目的是要具有可实施性。这就需要依据数据信息达到图纸输出、数据输出、输出成型的下游环节。

六、数字流程

雕塑的数字化流程我将之分为造型，数据处理，展示，输出四个阶段。

1.造型阶段分为建模、数据采集、逆向建模三种方式。此阶段涉及面不止于架上作品，亦有户外作品，所以造型流程不仅限于作品塑造，还有构思和空间环境。我们传统进行雕塑创作时也是将主要工作集中在此阶段。目前雕塑通常的数字化方式有电脑建模，分为Clay（粘土式数字雕刻，也就是Zbrush内的polymesh3d方式）和Mesh（网格式）。Clay类使用率最高的还是Zbrush，其次还有Mudbox、3dcoat、Blender、Sculptris。进行场景、几何体Mesh（网格式）建模通常用到的是SketchUp和3dmax，Rhion。

雕塑数据采集（抄数）的创作方式通常有三种，一是：雕塑实物→三维扫描→数字化处理。二是：传统雕塑方式（主体）+数字模型（细节、配件）→三维扫描→数字化处理。三是：数字建模（粗胚）→3d打印或减材雕刻→传统雕塑方式（艺术手法处理）→三维扫描→数字化处理。另外，对于实景场景的采集建模方式通常采用无人机倾斜摄影。

而逆向建模通常用在已有增材文件向减材加工时的数据转换，比如obj、stl文件向iges、stp文件的转换。

造型阶段不止于固定形态的创造，有时还要涉及风力、动能雕塑的创作，此时就需要动力学的参与，C4d的模拟功能比较方便。如果用到布料计算，MarvelousDesigner也是绕不开的。骨骼权重虽更侧重于动画及电影制作的便利，但在雕塑创作中亦有不小作用，比如连续动作的定格。在此方面我之前只用过Mudbox和Akeytsu，后来直接转向了全VR软件操作。

谈完电脑的应用，我们再来看看VR技术在这个阶段能做什么。简而言之就是四个字——“回到交互”。真实世界的雕塑制作是人作为主体主动与雕塑客体产生交互关系。电脑建模的交互方式是依靠输入设备操控被建模型在屏幕内的运动与人产生交互效果，人在这时只是结果的接收体，人的运动不会对结果产生任何变化。而VR虚拟现实技术则让雕塑传统的交互方式重新回归，甚至更胜一筹。在虚拟现实中不仅可以实现人动、物动，还能实现类似真实观察的缩放模拟（如同金箍棒可随意变化大小），亦能实现主客体的对象重合和穿越（也就是人可在雕塑内，或穿过雕塑，这在现实中是不可能的）。在这种雕塑方式中，人才是创造者的角色，只有你想不到，没有做不到。

VR技术在此环节的应用我概述为五部分：

·构思。我提出“空间草图”这个概念，这种构思方式是之前所有方法都不可能实现的，我们可以在虚拟空间中直接勾画雕塑立体草图。或边走边画边写，记录所有想法，附加相关图片，亦可以形成空间思维导图。

·塑造。现阶段VR软件应用已经完全可以解决Clay和Mesh两种塑造方式，Clay是一种类似传统雕塑手法的多边形建模方式，可即时进行布尔运算，这也是VR雕塑技术的强项。而Mesh方式更近似Nurbs模型的创建。部分VR软件还能实现远程协作（比如Masterpiece），可以实现远距离共同创作和看稿。

·环境关系。可以通过导入环境模型文件将雕塑与环境融合，进行虚拟空间中等大尺度的情景模拟，这个在其它方式中也是不可能实现的。

·骨骼权重。可以在虚拟环境中建立骨骼系统，还可以通过导出的fbx格式在其它3d软件间通用。
·观察。现在好多3 d 软件相继都出了V R插件，比如Blender和Modo，是在传统电脑建模的基础上融入了VR观察方式，也是将真三维交互引入的一种做法。

2.数据处理阶段涉及拓扑、格式转换、裁切、修补、设定尺寸、壁厚。主要是便于作品的后期渲染、展示及数字输出成型。此阶段我常用的就是Zbrush的减面大师功能和ZRemesher。3dbuilder和Rhion则是我常用到的格式转换软件，对于stl格式文件的编辑Magics和Geomagic算是通用性很好的软件。

3.展示阶段涉及渲染、图片调整、VR漫游、视频动画。雕塑的展示既涉及架上作品的单体效果预演，又涉及环境与雕塑的空间效果模拟，横跨独立艺术品和公众艺术两个领域，难！不像工业设计只展示个体，也不像建筑园林极尽展示空间环境，而是二者皆要有，所以难，难在需要两套展示方式。此部分我的思路是发挥各软件强项，静态独立作品渲染方式采Keyshot来制作，也可以使用Substance Painter来绘制，环境渲染展示则使用Lumion或Twinmotion。

VR在此环节的应用则可以做到虚拟世界自由漫游，这在建筑界已经是验证可行的展示方式，但鲜有应用在雕塑展示上。

4.输出阶段涉及3d增材打印，减材雕刻，直至雕塑最终材料的实现。经过完善的文件，此阶段可交付制作终端（厂家）来完成，不论是打印树脂、石膏、PLA等，还是雕刻泡沫、石材、金属等，完好的文件以及可靠的输出端口是最终效果90%的保障，剩下10%亦要雕塑家对制作过程中的变形及雕塑表面进行修整，这样才能形成雕塑的完整形态，在此基础上亦可再转换为铜、不锈钢、石等雕塑材料。

七、泳池效应

VR作为雕塑的新工具，我对它的创作体验有一个定义性描述叫“泳池效应”。因为在创作中艺术家需要全程带着VR眼镜，观察效果也类似戴了一副潜水镜。对于客体被创造物来说，它也不受地球引力作用，艺术家可以凭空创建，不与地面发生关系，不用考虑重力、重心、结构、内骨架、温湿度等等，你的创作可以天马行空。所有的布尔运算都是即时的，只需像做真实雕塑一样挖取、填充即可。整个创作过程你可以想象一下钢铁侠电影中的托尼·史塔克在他工作室的造物场景，凭空创造、凭空放置、凭空抓取，没错，就是那样！

八、工具

一定程度上创作的自由度受制于工具的应用，从毛笔到铅笔到马克笔到喷笔等等，每种工具都具备了自己的特性，不同工具的使用也生成了不同的艺术风格。如果硬要用铅笔画出水墨效果也不是不可以，只是没必要，也不符合“效率原则”。但是工具的应用不代表作品高低，工具毕竟只是工具，人才是创作的根本主体。无论泥塑也好，电脑、VR也好，最后还是看作品。新工具的使用只是创作手段的延伸。除非有一天人工智能也归于创作工具，到那时再来重新定义人和工具的关系。

九、未来已来

现在基本属于垄断地位的雕塑建模软件Zbrush最早版本出现在1997年前后。最开始是作为二维软件开发的，功能简单，类似于一个玩具。自从3.0版本以后逐渐强大，并被广为接受。

“未来已来，只是正在成长。”虚拟现实雕塑技术将创作侧重点回归于雕塑本身而不再是电脑软件的操作；雕塑家不再被复杂的软件挡在数字技术门外；更直观的雕塑方式，将雕塑家的雕塑技艺与数字技术无缝衔接；更易上手，雕塑家的学习不受年龄制约；还可以进行网络集体创作，集体观摩。

目前，VR技术的瓶颈在于硬件设备的价格限制了开发者针对的应用人群，高精尖的VR软体在民用市场中不能普及，但随着5G、量子计算机、人工智能的发展，不久将来势必会有井喷式的科技爆发量，届时类似“云计算”“眼球追踪技术”“脑波控制技术”“触感”“动作捕捉”“裸眼增强现实”势必都会以更便捷的常态方式出现，数字化雕塑的沉浸感、真实感、精度都会大大高于现在。

十、结语

目前，我主要在自己单位陕西省雕塑院和西安美院做过一些实验性的推广。截至2019年年末，相继已有数位雕塑家在经过短期学习后，实现运用VR雕塑技术和数字化流程进行创作了，而这些雕塑家之前是没有独立进行数字化创作经验的。我知道的现状是目前雕塑数字化的进程谁也无法避开，但掌握数字雕塑技术的只占少数，大多数雕塑家要将创作数字化时都得找人代劳……而我研究的“VR雕塑创作与数字化流程”课题则是把数字创作的手还给雕塑家。

所以，当一些雕塑家向我诉苦“我连Photoshop都用不好，更别提3d数字雕塑了，怎么学得会更高级的VR雕塑技术？”，我的回答是“并不是所有的学习都得是线性的，科技带动技术跨越是完全有可能的。不要做时代的旁观者，只要你会雕塑，永远都不晚！”