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民间传统工艺品的三维仿真(山西大学 计算机与信息技术学院——马倩茹 张超 王文剑)

                                                    民间传统工艺品的三维仿真
马倩茹 张超 王文剑
(山西大学 计算机与信息技术学院,山西 太原 030006)
摘要:民间传统工艺品作为中华民族智慧的一部分,其价值不可估量。本文以山西民间传统工艺品侯马蝴蝶杯为例进行工艺品三维仿真建模方法研究,提出三维模型设置材质贴图和动画的方法,为工艺品的固化提供了有效的技术支持。

关键词:三维建模;民间传统工艺品

0 引  言
山西位于我国黄河流域,是远古文化的发展中心。在漫长的历史长河中,凭借着山西人民的智慧,创造出许多既实用又具观赏价值的工艺品。这些工艺品既是器物文化,也是精神文化,在一定程度上反映着当时的社会面貌,具有极高的研究价值。然而,随着进入工业时代,大多数传统工艺品因做工时间长、没有市场等问题日益被淘汰。为抢救山西民间传统工艺品,研究人员试着将其“固化”,即通过摄影、录像、录音等多种方式将山西民间传统工艺品记录下来,并陆续将其制作成光盘或编辑成图书。本文以侯马蝴蝶杯为例,详细介绍了一种“固化”方式[1],即对传统工艺品进行三维建模。采取这种“固化”方式可以实现对传统工艺品的高度仿真,见到模型就如见到实物,从而更好的记录传统工艺品,实现文化的传承。

1侯马蝴蝶杯的三维建模
     侯马蝴蝶杯是山西名扬中外的工艺精品,斟满酒杯,便可见一彩蝶从杯底泛起,起落于花丛之间,栩栩如生,出神入化,杯酒饮尽,彩蝶顿逝,是为“杯满蝶现,酒尽蝶隐”之酒具佳品[2]。其外观如图1。

 
图1 侯马蝴蝶杯
 
    构建传统工艺品侯马蝴蝶杯的三维模型离不开三维建模软件。本文从市面上流行的多种建模软件如Cinema 4D、Maya、3ds max2009、Lightwave中选择3ds max2009为传统工艺品进行建模,主要基于以下原因:(1)3ds Max提供了庞大的多边形建模工具组件、Nurbs面片建模工具组件和UV坐标贴图。这些有利于传统工艺品细节的表现。(2)3ds Max软件的用户界面条理清楚,新手容易学习。(3)3ds max软件包具有最前沿的渲染技术,有助于表现传统工艺品的质感和纹理[3]。
   对同一个物品,可以用多种建模方法,但每种方法都有其优缺点,因此在建模时应根据不同的物品扬长避短,一般需要结合多种建模方法,建模的基本原则是特征决定解法[4]。在对侯马蝴蝶杯的建模中,本文使用修改器建模、多边形建模、Nurbs建模等三种建模方法。修改器建模中使用了车削建模和放样建模;多边形建模适用各种多边形建模工具,如制作点、面、分隔或创建新面等;NURBS建模方法能产生平滑连续的曲面,可在不改变外形的前提下自由控制曲面的精细程度[3]。
1.1 修改器建模
   图2(a)所圈部分很规整,由一条轮廓线旋转360°而成,因此选用修改器建模中的车削。大多数球对称物体,如瓷器、鼎都可以使用车削建模。
   根据物品虽然有平滑的曲线但是可以用规律的轨迹将其表现的特点,图2(b)标记的部分使用了修改器中的放样修改器。先设置好放样的路径,再设置好放样的横截面,就可得出上述模型。木版画,镂空雕刻等传统工艺品的建模也可以采用这种方式,简单快速。
 
                         

   (a) 杯身                                         (b) 杯柄
图2 修改器建模示例
 
   1.2 多边形建模
   图3(a)标记的部分使用了球的建模,通过设置其参数,使其成为球上的一部分弧。弧下面的杯盖是则是借助多边形建模完成。
图3(b)所示部分初看不规则,细看却发现它的所有垂直横截面都是相同的,故使用了与图3(a)标记的部分相同的建模方法。
对于图3(c)标记的部分,直观上该部分是由各种有棱有角的多边形组成,故选用多边形建模最为合适。在用多边形建模处理此部分时,要先用线条勾勒出竖横截面,再使用编辑多边形选项中的挤出才可完成模型的建立。
 
       
 
(a) 杯盖                      (b) 杯嘴装饰      
         
 
(c) 杯盖装饰

 
图3 多边形建模示例
1.3 Nurbs建模                        
  图4标记的部分不像其他部分那样,或方正或平滑,故在建模时采用NURBS建模方法。首先,绘制好多个能表现其结构的横截面,然后使用U向放样曲面,再在细化调整横截面之间的距离和位置,做好他们之间的自然过渡和衔接,就可以达到图4所示的效果。


图4 Nurbs建模示例
 
  2 侯马蝴蝶杯材质贴图和动画的设置
2.1材质和贴图
本文采用的侯马蝴蝶杯材质和贴图设置的主要步骤如下:
(1)单击主工具栏中的才[材质编辑器]按钮或单击键盘上的“M”建,打开[材质编辑器]窗口。
(2)选中样本窗中的一个样本,单击鼠标左键将其激活。
(3)按图5所示参数设置蝴蝶杯的材质,按图6所示方式可为蝴蝶杯贴上花纹。

图5 设置环境光和漫反射参数
 
 
图6 设置位图贴图
 

 
2.2 动画设置
为侯马蝴蝶杯的动画设置了5个关键帧,如图7。该动画实现了侯马蝴蝶杯斟酒的动作。

图7 侯马蝴蝶杯关键帧设置
 
设置完关键帧后,在轨迹视图中对动画进行调节,最终生成的轨迹视图如图8。

图8 侯马蝴蝶杯轨迹视图
3 其他传统工艺品的三维模型
      采用本文的三维建模方法,对山西五谷画、汾酒酒杯、平定花瓷、大同煤雕马等传统工艺品进行了三维建模,其效果图如图9所示。

图 9 其他山西民间传统工艺品的三维建模效果图
4 结束语
      本文提出了构建传统工艺品的三维建模方法,并对多个山西民间传统工艺品进行了三维仿真。这种工艺品固化方法可以将山西民间传统工艺品真实的记录下来,实现多角度观察,为研究、复原工艺品提供了参考。同时,通过三维仿真导出的大量图片和视频可以嵌入到任意平台中,方便多角度、动态的展示山西民间传统工艺品。
 
5 参考文献
[1] 贺根生,莫让现代化淹没民族瑰宝——广西民族学院教授万辅彬谈传统工艺保护[N],科学时报,2005-6-16
[2] 李镇西,魂系山西[M],山西经济出版社,2009
[3] 王琦,Autodesk 3ds Max 9标准培训教材Ⅰ[M],北京:人民邮电出版社, 2007
[4] 徐明霞 ,3ds Max 2009完全学习手册[M],北京:人民邮电出版社,2009
 
 
 
Three-dimensional simulation of traditional folk crafts
MA Qian-ru, ZHANG Chao, WANG Wen-jian
(School of Computer and Information Technology, Shanxi University,Taiyuan,030006)
Abstract:As the achievement of Chinese wisdom, traditional folk crafts have great value. The approach for three-dimensional simulation modeling of Houma Butterfly Flagon was researched in the paper, and the textures and animation settings of three-dimensional models was discussed as well. The proposed approach can provide technology support for the record of traditional folk crafts.
Key words:Three-dimensional simulation; Traditional folk crafts
 
基金项目:山西大学大学生创新性实验项目(091010819)
作者信息:马倩茹(1989-),女,山西运城人,在读本科生。
               张超(1988-),男,陕西汉中人,在读本科生。
导师信息:王文剑,博士,教授,博士生导师,研究方向为计算智能、数据挖掘、神经网络、支持向量机、环境计算等。
 
 
 
 
本文链接:http://www.sxaca.com/content/?1457.html
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点击次数:  更新时间:2010/8/9 17:10:27  【打印此页】  【关闭】
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