米開朗基羅雕塑中布紋的產(chǎn)生原理在zbrush創(chuàng)建布紋中的應用獲獎科研報告

米開朗基羅雕塑中布紋的產(chǎn)生原理在zbrush創(chuàng)建布紋中的應用獲獎科研報告

【摘要】自然即是本質。本文將對米開朗基羅雕塑中布紋的產(chǎn)生原理去闡述zbrush中創(chuàng)建布紋的原理與方法。

【關鍵詞】數(shù)字建模;zbrush;布紋;米開朗基羅

布紋是大部分藝術家都會去要接觸的塑造對象。繪畫大師巧妙的運用布紋的疏密去襯托靜物，豐富畫面;雕塑大師將輕薄的衣紋去裝飾美女膚若凝脂的肌膚，使美女的肌膚若隱若現(xiàn);布紋是服裝設計師在設計衣服時常運用到的元素。布紋的材質，形狀和疏密運用的巧妙，不僅能體現(xiàn)一件服飾的風格和美感，還可以在某些方面掩蓋穿著者體型的缺陷，突出穿著者體型的優(yōu)勢，增加服裝與人整體的美感。

一、布紋的產(chǎn)生

布紋產(chǎn)生的原因有很多種，分別分為自然因素，內(nèi)部因素，外部因素。我們將被布紋罩住的主要物體稱為主體，將次要的物體稱為客體。

自然因素則為重力，重力使布紋有一個垂直向下的力與接觸主體支撐的力相互作用，形成自然下垂的布紋，這是布紋的一次變化。實際上自然因素在每個布紋的產(chǎn)生因素中都有體現(xiàn)，因為重力是無時無刻存在的。

內(nèi)部因素則是分為很多種，主體的形體、主體內(nèi)部的運動，主體的材質，布料的長度材質等。主體的形體就是布料最主要包裹住的外形。布紋會根據(jù)形體的凹凸變化形成不同形狀，不同走向的布紋，這是布紋的二次變化。而主體內(nèi)部的運動類似于人體四肢運動。手臂的彎曲、旋轉、移動，皮膚與皮膚的折疊和拉扯，這些都屬于內(nèi)部運動，這些運動會使布紋在形體的基礎上發(fā)生第三次變化。布料的材質不同也會使在其他變量相同的情況下產(chǎn)生不同樣的布紋，例如厚且硬的皮質布料與薄且軟的沙質布料相比，皮質的布料不容易變形，皺褶少又稀疏，而沙質布料易變形，褶皺多且密集。

外部因素大體分為兩種，一種是外界人為產(chǎn)生的布紋，另一種是自然外力產(chǎn)生的。外界人為造成可以是人對布料的拉扯，揉搓，打結以及縫紉等以刻意定型為目的的外力作用。自然外力最常見的是由空氣流動引起的一種自然現(xiàn)象，風。風吹動布紋，改變布紋的走向。這兩種都屬于布紋的第四次變化。

二、在米開朗基羅雕塑作品當中布紋出現(xiàn)的位置與形狀

米開朗基羅是意大利文藝復興偉大的雕塑家，他作品的最大特點是能塑造出強有爆發(fā)力的人體形態(tài)。而他作品中的布紋則是起到了很好的襯托人體肌肉曲線的作用。

在米開朗基羅的《圣殤》中圣母馬利亞將左胳膊肘抬起，手掌向上旋轉攤開。這時候上臂的布紋受到一個向下的重力，前臂布紋受到前臂抬起的后推力與上臂布紋互相擠壓產(chǎn)生一股一股堆積的布紋，并因前臂的旋轉導致前臂布紋受到旋轉的拉扯，產(chǎn)生出一圈一圈螺旋的布紋。耶穌的裹巾較薄，布紋緊貼著大臀肌和大腿前側的肌肉，但由于裹巾上有一個人工打下的結，這不僅使布紋的走向朝向打結的方向，還使所有的大布紋的終點都匯集向一處。同是屬于兩腿之間的布紋，耶穌由于裹巾上打了小結，使布紋有一個緊拉向上的力，布紋才不會垂在兩腿之間，而圣母瑪利亞兩腿之間的布紋由于只受到一個垂直向下的重力和耶穌身體的壓力，布紋是自然下垂在兩腿之間的。在材質上圣母瑪利亞的裙子明顯比耶穌的裹巾要厚重很多，耶穌裹巾上的布紋小且細膩，分布密集。而瑪利亞的裙子布紋大且不易變形，少且稀疏。

三、布紋的在zbrush中的創(chuàng)建

在數(shù)字建模中zbrush對于布紋的創(chuàng)建是輕而易舉的。不僅可以用傳統(tǒng)的方法直接雕刻布紋，而且在zbrush不斷更新中增加一個叫布料運行仿真的功能，以及增加了很多布料筆刷。

1.傳統(tǒng)雕刻布紋

傳統(tǒng)方法創(chuàng)建布紋我們可以將主體物先建好，用一個橢圓形或者長方形的板片作為布，通過用Move筆刷去移動板片四周的位置將大型確定出來，再通過重新布線，增加網(wǎng)格面數(shù)等手法去深化布紋的細節(jié)。手動塑造布紋時要注意，在沒有任何外力拉扯的情況下，布紋觸碰到主物體后是受重力影響自然下墜的，褶皺自然不生硬。

2.布料解算功能

在zbrush當中，布料解算可以說是相當?shù)谋憷抑悄埽墓δ茴愃朴谝粋€專門做服裝的軟件MarvelousDesigner。它能將一個模型模擬成一塊布料，運用重力和物體碰撞等原理，讓模型自己自動生成一塊自然的布紋。通常在解算一塊布時我們要運用到一下幾個功能，地板碰撞，膨脹，放氣，展開，收縮，重力以及碰撞體積和運行仿真等。

在運算布料前我們要提前打開地板碰撞，碰撞體積，重力。開啟地板碰撞是為了將地網(wǎng)格看作一個地平面，讓zbrush在解算布料中模擬出布料觸碰到地板的狀態(tài)，如果不開啟地板碰撞，布料便會懸空。開啟碰撞體積是為了讓zbrush識別到解算布料要觸碰的模型，與之發(fā)生碰撞解算。如果不開啟觸碰體積，布料則會穿過主體模型，無法與模型發(fā)生碰撞。重力是能否使模型解算成布料的最關鍵的一步。我們都知道自然因素是布紋產(chǎn)生的根源，沒有重力的布料只會飄起了。重力會使每個布紋都有自然下垂的趨勢，產(chǎn)生自然又有節(jié)奏的美。

3.運行仿真的實際操作

當所有功能的數(shù)值都調(diào)好之后，便可以打開運行仿真進行解算。為了體現(xiàn)材質對布紋的影響，我特地做了兩片厚度不同的布料方塊，在不改變其他變量的情況下將它們分別解算在相同的小球上，可以看出，薄的布紋緊貼著小球，布紋細小且淺。厚重的布紋硬，寬大且深。因此布紋的形狀與布料的材質有很大的關系。

為了讓圣母瑪利亞雙腿之間的布紋由重力影響產(chǎn)生更加有說服力。我將兩個柱子模擬成瑪麗亞的膝蓋，在布料解算的過程可以發(fā)現(xiàn)，柱子本身周圍的布紋圍繞著圓柱的頂端慢慢呈現(xiàn)自然下垂的發(fā)散趨勢，而圓柱之間的布則慢慢下垂，下垂到布料尺寸因重力拉伸范圍的極限，而形成的半橢圓的布褶。

4.布料筆刷在服飾上的運用

在常見的布料筆刷中，常常看到cloth前綴打頭的筆刷名稱，一般這類的筆刷就是布料筆刷或者稱為衣紋筆刷。如ClothDimple，ClothFold，ClothHook筆刷等等。最常用到的布料筆刷有ClothHook，ClothMove以及ClothNudge筆刷。這些筆刷往往運用的地方非常的多，也是最常見的布紋類型。

通常情況下ClothMove是適用于任何一個衣物的拉扯，類似普通的雕刻筆刷Move，可以將衣紋大致的走向拉扯出來。而ClothNudge更適合于做一些弧形狀的布紋，如腋下，胳膊肘，等一些褶皺。

因為布料解算是zbrush的一種新功能，新嘗試，所以在解算中時常還是會出現(xiàn)一些問題，面對這些問題我相信在zbrush軟件不斷換代更新升級中會慢慢的解決，并能更好的完善它。

四、結語

無論是在藝術的創(chuàng)作中還是技術的研發(fā)中，如果需要