3D打印背景下的动漫手办设计制作

    张盛　袁俊　李贤

    

    摘要：运用先进的3D数字建模技术设计制作动漫手办3D模型，与3D打印技术相结合，研究并实践动漫手办设计制作的数字化新方式，对比传统的手办原型制作手段，总结出数字化设计的一些优势，促进国内动漫手办制作方式的革新和设计水平的提升。

    关键词：动漫周边 3D模型 3D打印 手办原型

    中图分类号：TB472 文献标识码：A

    文章编号：1003-0069（2017）09-0138-02

    引言

    在过去的数十年间，日美动漫手办产品占据着全球市场的大音1359份额。然而今天，数字3D建模技术和3D打印技术的普及使得传统的动漫周边产品设计与制造产生了新的方式和新的可能性，这给了我国手办业一个发展的契机。如何将新科技、新技术应用于手办等动漫周边产品的设计与开发中来，建立起一套先进、高效的新方式，或许是让我国动漫手办业走向世界舞台的钥匙。

    一、动漫手办市场巨大

    据广电总局发布的数据显示，全球动漫产业每年产值400亿美元左右，相关的衍生产品却达到74000亿美元，其中手办占据了较大的比重。中国13亿人口中，4亿青少年构成了动漫及其衍生产品的庞大消费市场。每年的销售额，儿童食品350亿元、玩具200亿元、儿童服装900亿元、儿童音像制品和各类儿童出版物100亿元以上。同时值得注意的是，不仅14岁以下的少年儿童对动漫和衍生品有消费需求，我国从中学生至80后看卡通片成长起来的几代人已然成为了动漫周边的有力消费群体。

    国外最主要的一条动漫生产销售的盈利模式是“动漫生产-动画片播出-衍生产品开发-衍生产品销售-收益-再生产”。但是在我国，我们会发现产业链并不完整。国内动漫产业主要把精力集中在了动画片制作和播出发型渠道两个环节上，对衍生品的开发和宣传重视不足。从资金分配比例看，绝大部分的资金使用量放在前期和中期，后期资金特别是在产品开发、品牌授权等环节中投入微薄。甚至有些公司几乎没有规划和安排后期所需要的市场运作资金，结果往往不得不依赖单一渠道与产品，产品影响力十分有限，很难形成有价值的动漫IP。故此，如何在产业链上下功夫，将动漫周边衍生品的设计和生产视为同等重要，且要先期规划的一部分，是目前提升动漫产业发展的一个重要路径。手办作为动漫衍生品的一个重要部分，对其创作和生产方式的研究，以及利用数字化建模和3D打印技术优化生产方式的研究都有着实际的意义。

    二、传统手办原型制作中的痛点

    传统手办原型的制作由于受到材料和制作工具特性的限制，在人才需求和设计制作方式上难以满足日趋严苛的工业化需求，这是传统手办制作的痛点。

    （一）对技术人才要求高

    传统手办原型的设计和制作对人才要求过高。手办原型师的工作相当于一个传统雕塑家，通过使用雕塑的材料和技巧来创作动漫中的人物形象。其工作性质决定了原型师具有雕塑家的专业技术，同时又对动漫形象的魅力非常清楚。传统手办制作主要使用一些油泥或黏土为材料，虽然在数十年的制作中日本的原型师们已经发明了他们认为最要用的黏土材料，但是相较于数字化的建模软件中的“虚拟黏土”，其仍然有众多的劣势，比如在黏土材料干燥硬化后想做大的修改是几乎不可能的。传统的黏土材料就决定了需要原型师经验极其丰富，在制作中不能出现明显的失误。

    对技术人才要求高还体现在细致的制作上，使用传统黏土材料制作10多厘米高的人物手办时，往往人物的脸只有大拇指的指甲大小，其微小的尺寸也会给制作带来巨大的挑战。种种这些，都是由于传统材料造成的难度。

    因此，在相当长的一段时间里，我国的大学生们很难进入手办行业。而在电脑中使用数字建模技术设计就不存在这样的问题，由于其便于修改的特点，相对来说会降低对人才的要求。

    （二）难以模块化设计制作

    手办中大量的是同一个角色的不同装扮和动态造型，如果能够实现模块化设计制作将会大大提高效率和制作品质。模块化设计制作是指不同模型部分可以重复被利用的设计制作方式，比如身体部分、帽子、衣物、饰品等都可以在下一个设计中被直接使用。显然，使用黏土制作的手办原型是无法直接做成另一套手办造型的，也就是说，使用传统的做法每一个手办都几乎要从头到尾的重新制作，这无疑是加大了制作难度，尤其是大大加大了制作成本。

    （三）部分材料的毒性大

    传统手办造型的制作，是使用精雕油泥（中国用得较多）、美国土（昂贵）、石粉黏土（日本用得较多）、原子灰（日本用得较多）、AB土等，其中原子灰和一些劣質的精雕油泥具有很高的毒性，在原型师长期接触下，有毒成分会通过皮肤和呼吸道进入人体，对健康造成严重危害。

    三、3D数字建模技术在手办原型制作中的优势

    日本和美国在手办制作上技术经验最先进，产品占有的市场份额也最大。近几年日美的一些手办原型师逐渐放弃了传统的黏土手工的做法，转而使用3D数字建模的方式设计制作手办原型，无论是从产品效果还是从市场反应上都获得了很大的成功，开辟了一条新的手办原型制作的道路。

    3D数字建模技术是使用3dsmax、Zbrush等三维建模软件进行3D模型设计制作的技术，然后使用SLA 3D打印机打印成树脂材料的手办实物。由于3D数字建模中的模型材料是数字化的虚拟材料（我们称之为虚拟黏土），所以这种材料具有一些真实黏土材料不具体的特性和优势。利好用这些特性，可以让手办原型创作变得更加高效。在笔者团队的研究和实践中摸索总结出了数字建模技术制作手办的以下特性和优势。

    （一）不再受限于尺寸

    手办制作对形体的比例尺寸有较严格的要求，用现实的黏土材料制作常常出现局部比例不准确或整体尺寸有偏差的情况，即使是经验丰富的制作者也常会出错。比如头部做完后发现做大了一点。或者人物腰部尺寸做长了一点。当遇到这样的情况，修改起来是非常麻烦的，基本上可以说是要做“大手术”。而如果是采用的3D数字建模技术来制作，修改这些尺寸问题非常简单，只需要将过大的头部选择并缩小一点、过长的腰部用缩放工具压扁一点即可，仅是几分钟之内的工作量。

    另外，当一个手办产品需要调整大小时，如原来是1：7的作品，现在需要调整为1：10，整体缩小了很多。这时候，数字建模制作的优势也会非常明显。

    前文中也提到了另一个尺寸对手办制作的限制问题，就是手办往往尺寸非常小，在刻画一些细节的时候非常有难度。而如果是使用3D数字建模技术来制作，在软件中可以把模型局部显示得非常大，雕刻用的工具尺寸也可以调节得很小，这样就能顺利制作出非常细小的细节了。（如图1）所示，美国手办原型师All Jalali的作品，当打印成10厘米左右的小尺寸时，细节效果仍然非常优秀。

    （二）不受限于真实材料的物理属性

    传统的黏土材料受到温度、湿度、重量等一系列物理属性的影响和限制。比如温度很低的冬季，黏土会变得非常坚硬而难以塑形，温度过高的夏季，黏土又会变得很软，给塑形带来不便。黏土重力对手办制作也有明显影响，比如在制作前要用硬铁丝构建人物骨架，然后在上面做上黏土，只有这样才能避免黏土由于重力的原因造成的坍塌和变形。再比如，使用美国土制作好手办原型后，要使用特定的温度烘烤使其硬化。如果温度控制得不好，很可能会造成模型裂开，造成损失。

    我们对比一下使用3D数字建模技术制作手办模型的情况，会发现以上这些真实材料具有的问题，在这里全都消失了，不用担心坍塌裂开的问题，甚至根本不需要制作铁丝骨架。这一切都使得原型师能把更多尽力投入到造型的设计上。（如图2）所示，项目成员袁俊李贤的数字手办模型作品，不会有黏土裂开和坍塌的问题。

    （三）非线性的制作流程

    传统手办原型的制作是一个“线性”的过程：先搭架子，然后上大泥，然后深入塑造形體。这个过程是一条直线走下去，是不可逆的。我们可以回想一下自己创作的过程，经常会遇到由于“线性”而造成的问题。比如在搭架子的过程中我们就一定要非常仔细、反复考量，必须将架子做好，把动态做准，骨架能承载的重量也要充分考虑到。因为一旦没做好，上了大泥后，或是做了一些细节后才发现架子有问题的话，那基本上就是灭顶之灾，很难修改。

    有的时候，遇到的问题是我们的创作灵感突然进发得很快，而我们的制作速度跟不上灵感进发的速度。比如一个形体做了一大半，突然强烈的感觉到如果换个动态作品会更好。或者想尝试更多的形式。但这时候铁丝骨架是死的，很难调整动态。

    以上问题归结起来都是由于传统的手办雕塑技法和材料自身的限制造成的，都是“线性”创作方式造成的局限性。而利用3D数字建模技术制作的过程会非常不同，它是一个“非线性的”过程。当你发现动态不好的时候，随时可以进行改动，一般在几分钟内即可完成。也就是说在制作中随时可以回到制作的不同阶段里。这不仅提高了制作效率，也同时能提高作品的质量。

    （四）模块化创作

    如前文所述，传统手办制作难以实现模块化的设计制作，而模块化制作恰恰是3D数字建模的优势。比如同一个体型的角色，只需要制作好一个人体模型，在软件里可以复制并容易的做出不同的姿势动态，从而实现身体部分的再利用。（如图3）所示，日本原型师GrizzryPanda利用数字建模技术的可模块化特点创作不同的初音系列作品。

    （五）制作硬表面优势明显

    当手办中有硬表面的机械、盔甲等模型时，使用黏土制作往往难以做出完美的棱角，而使用3D数字建模的方式制作就会事半功倍。（如图4）所示是项目成员袁俊李贤设计制作的手办原型《齐天大圣》，主要使用Zbrush和Maya软件进行建模制作，3D打印后的盔甲细节丰富且棱角感很好。

    以上几点主要的优势之处在于打破了传统制作工艺上的局限，使得手办原型的设计和制作更有效率，同时还能丰富制作效果、压缩了设计制作成本，提高产品在市场上的竞争力。

    结语

    本课题以3D数字建模技术为基础，以3D打印技术为背景，研究、梳理并实践了新的数字化手办设计制作的新方式，项目小组成员发挥了他们在3D数字建模技术上的优势制作了大量的手办数字模型，积累了经验。我国在手办设计制作方面起步较晚，目前在国际市场上缺乏竞争力。但随着国产动漫质量的不断提升，必将会涌现出一批有质量的动漫IP，那么就能转化成有市场竞争力的手办产品。今天的手办设计制作可以说是迎来了数字化的时代，3D数字建模的创作方式必将成为手办艺术的新血液，为手办艺术注入新的生命力。