数字雕刻技术在珠宝首饰设计中的应用

发布时间：2020-07-29 12:40

【摘要】：在工业4.0的背景下,智能制造将是制造业发展的必然趋势,是传统产业转型升级的必然方向。智能制造的显著特征是信息化、网络化、自动化、集成化、数字化,是信息技术与互联网技术在工业领域的深度渗透。在工业4.0的大环境下,首饰制造业也受到了巨大的冲击,尤其是作为工业4.0九大技术支柱3D打印技术的日渐发展,及其逐渐被首饰制造业所广泛应用,直接冲击着传统首饰行业的手制银版及手工雕蜡的起版方式,进而广泛的使用3D建模的辅助设计配合3D打印机进行首版制作。相对于传统起版方式而言,计算机起版更加具有优势。其极大程度上降低了传统起版方式中对蜡模或银版的修整次数及时间成本,取而代之,在3D软件中进行调整,不但可以避免手工修改的繁琐过程,将其配合强大的渲染软件,更能使作品具有可预见性。另一方面,针对一些复杂的首饰造型,如动物、艺术款设计等,传统手工雕蜡与金工起版费时费力,更需要有多年工作经验的起版师傅来完成,这在极大限度上也限制了艺术家或艺术爱好者以及高校学生直接参与这项环节当中,导致在设计与最终产品上产生偏差,而运用建模软件结合3D打印技术可以更精准更便捷的完成这些复杂造型的制作,再倒模成金属版后只需进行抛光镶嵌等工序即可完成产品的制作。本篇文章主要将CG行业常用的软件Zbrush引入到珠宝首饰设计中来,将Zbrush与珠宝首饰计算机起版相结合,利用Zbrush自身的特点为首饰设计师提供更为宽泛的设计思路,协助设计师完成更加复杂的首饰造型,在三维空间快速呈现设计效果。在这一过程中,本文主要探索一些新的、技巧性的操作,并结合CG行业目前主流的PBR材质制作流程,为一些独立首饰设计师对于肌理、做旧、新材料的产品渲染提供技术支持。笔者也会将自身在CG行业一年多以来的工作经验和一些新的认知引入到首饰设计中,探讨两者在三维空间中的艺术表现效果。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS934.3;J526.1
【图文】：

occlusion（AO 贴图）。另外，金属材质的反射率需要保持在 70%至 100%之间。即 RGB180 至 RGB255 的阈值之间。此外，针对于油漆和氧化的部分，应该按照绝缘体去处理。（2）Matallic mapmatallic map 是金属度贴图，用来描述哪些区域是金属，哪些区域是非金属即绝缘体。在 matallic map 参数中，1 表示金属，0 表示非金属。若 matalicmap 的灰度值低于 235，那么对应的 basecolor 的反射率也应该相对降低。（2）Roughness maproughness map 是漫反射贴图，其作用是用来描述物体表面受光而引起光纤漫反射的不规则程度。这将改变光纤的方向，但是不会改变光线的强度。具体来说，其作用是用来表述光滑表面会有小而亮的高光，而粗糙表面将会出现大而暗淡的高光。在 roughness map 参数设置中，1 代表粗糙表面，0 表示光滑表面。

拓扑是 CG 行业生产环节中一个非常重要的部分，在 CG 产业链中拓扑呈现的最终结果是低模，其不但承载高模的高低和凹凸信息，所以这也恰恰决定了最后游戏所使用的资源，说低模是最后游戏模型质量的决定因素也不为过。而在本文中，笔者应用 PBR 流程来制作模型材质及渲染图的最终输出，所以必定会使用到拓扑的原理，将数以千万面数的高模烘焙到几千甚至几百面的低模上，这样对于后期材质的制作和表达都有着至关重要的作用。实质上，高模通过拓扑的方式变成低模，一是方便操控，二是为了节省资源，而在首饰设计行业，我们不需要考虑节省资源的问题，重点全部转移到通过低模来制作材质效果图上，因此，我们不必像 CG 或游戏行业对低模的面数有着比较严格的限制和要求，而是为了效果图的美观性可以根据需求增加低模的面数。但是面数过于高会影响我们在拆解 UV 时的难度，所以我们要学会取舍，不必过分在低模上追求细节，而是将这些细节通过法线贴图去实现。在本文第四章，笔者将会以实例去介绍整个拓扑的操作过程。

图 2-3 UV 拆分示例（徐兆凯绘制）2.5.4 贴图烘焙贴图是 PBR 工作流程中必不可少也是最重要的一个工作环节，贴图的质量直接决定了模型最终呈现的美观程度和最终的展示效果。烘焙贴图，实际上就是将单个或者多个模型与光所产生的光影关系通过图片的形式转换出来，将这些带有光影或颜色信息的贴图约束至模型表面的四边面或三角面上，得到一种虚拟的空间和色彩关系，以呈现最终的外观效果。在珠宝首饰设计中，经常需要通过计算机来制作珠宝首饰的渲染效果图，而针对大部分商业款珠宝或者造型简单的几何造型的首饰，我们一般通过 Vary 或者 Ks 两款渲染器就能达到我们的需求，但是针对一些做旧类、肌理类、综合材料类的珠宝首饰来说，想要通过这两款渲染器达到满意的渲染效果则会显得非常吃力，而笔者所了解的大部分首饰设计师会通过摄影的方式来代替效果图的制

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本文编号：2773974