趙唯

（南陽師范學院，河南 南陽473000）

首飾設計在現(xiàn)代科技的影響下，逐漸在材料、生產(chǎn)、藝術表現(xiàn)形式的不斷創(chuàng)新下，逐漸轉變?yōu)槎喾N形式的概念式設計風格，人們對于首飾的認識也逐漸由原本的只注重材料價值，轉變?yōu)閷κ罪棻旧砭邆渌囆g價值的關注。當前，首飾已經(jīng)不僅僅是代表財富的象征裝飾物，更是能夠表達人類個人情感、品味的藝術品[1]。3D 打印技術對傳統(tǒng)制造生產(chǎn)造成了嚴重的沖擊，在應用上3D 打印技術不僅具備傳統(tǒng)制造方法的優(yōu)勢，同時更優(yōu)于傳統(tǒng)制造方法，3D 打印技術不僅可以更快地完成對產(chǎn)品的制造，同時還能夠節(jié)省更多的制造材料，并實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保[2]。隨著3D 打印技術的不斷成熟，其應用領域逐漸廣泛，已經(jīng)不再是人們遙不可及的技術手段?；诖?，本文開展3D 打印技術在首飾設計中的運用分析研究。

1 基于3D 打印技術的首飾設計方法

1.1 生成首飾參數(shù)化形態(tài)

在對首飾進行3D 打印前，應當生成首飾對應的參數(shù)化形態(tài)，本文結合Voronoi 圖形生成邏輯，將生物體細胞在顯微鏡當中的真實分布情況作為設計藍圖[3]。在對首飾進行設計的過程中，根據(jù)默認組織細胞的細胞核為一個點，在一個空間范圍內(nèi)呈現(xiàn)出均勻的分布狀態(tài)的邏輯，設置首飾整體結構當中也存在唯一一個中心，首飾周圍結構在空間當中均呈現(xiàn)出均勻的分布。圖1 為一個標準的Voronoi 圖形。

圖1 標準Voronoi 圖形結構示意圖

在首飾設計原型的基礎上，完成首飾圖形整體結構的確立，以此開始對首飾本體的形態(tài)進行繪制。在這一過程中，本文選用Rhino 軟件進行建模，建模的主要目的是確定首飾的基本形態(tài)。在確定首飾的整體結構后，將其中曲面圖形進行展開，并在其合理范圍以內(nèi)隨機找出某一點設計標準Voronoi 圖形結構。

1.2 基于3D 打印技術的立體首飾模型制作

完成對首飾參數(shù)化形態(tài)的生成后，在利用3D 打印技術制作立體首飾模型時，前期應當給出多個創(chuàng)意草圖，本文選用Rhino 軟件進行立體建模，根據(jù)首飾設計過程中相關元素創(chuàng)建模型[4]。在設計過程中應當不斷進行探索，對首飾的各個細節(jié)部分給出具有個性化的多個設計方案，并在眾多方案當中選擇適合的方案進行深化。制作立體首飾模型時，準確獲取首飾的各個尺寸數(shù)據(jù)，并根據(jù)首飾使得數(shù)據(jù)在TOP 視圖窗口當中。以戒指為例，首先利用曲線工具將戒指基本輪廓描繪，再根據(jù)戒指外部輪廓線條縮放，復制出與戒指內(nèi)輪廓相同的線條。圖2 為戒指內(nèi)外輪廓示意圖。

圖2 戒指內(nèi)外輪廓示意圖

按照圖2 所示，將首飾的主體結構在TOP 視圖中繪制，完成對首飾基本結構的建立。將設計視圖調(diào)整為Front 視圖窗口，并利用相應的曲線工具對首飾細節(jié)部分的設計內(nèi)容進行描繪，并合理利用鑲嵌面工具對細節(jié)圖案進行調(diào)整。再在Front 視圖窗口當中，利用直線工具將首飾中存在的鏤空輪廓描繪。對首飾上閉合區(qū)域的直線進行倒角處理，利用軟件中的剪切工具將部分多余內(nèi)容去除，形成鏤空造型。為了讓用戶能夠更多地了解設計的首飾，在完成對模型的渲染后，還需要對其進行嘗盡處理，將包裝的首飾以及佩戴在手上的鮮果展現(xiàn)，從而更加逼真地向用戶展現(xiàn)立體首飾模型。

1.3 實現(xiàn)首飾3D 打印

將上述基于3D 打印技術制作的立體首飾模型，轉化為STL格式，再向3D 打印機中添加制作首飾實物模型的原材料，并將3D 打印機與制作模型的計算機相連。由3D 打印機根據(jù)計算機當中提供的模式數(shù)據(jù)對其進行打印[5]。為保證模型與設計者實際設計理念相符，在完成打印后，還需要對模型進行二次細致加工，若加工后模型仍然無法滿足設計要求，則需要進行第三次、第四次加工，直到最終呈現(xiàn)的首飾實物模型具備一定的細致化要求，完成對首飾的3D 打印。

2 實驗論證分析

論證此次設計基于3D 打印技術的首飾設計方法的可行性和可靠性，將其與傳統(tǒng)技術對比，設計對比實驗。實驗選取五顆異形珍珠作為設計樣品，利用兩種設計方法對該五顆異形珍珠進行珠寶首飾設計，繪制首飾圖紙，探討兩種設計方法在首飾設計中的優(yōu)缺點，表1 為實驗樣品參數(shù)表。

表1 實驗樣品參數(shù)表

實驗中利用GUKJ-26S25 型號激光3D 掃描儀對實驗樣品進行掃描，儀器單幅測量范圍設置為220×180mm2，攝像頭分辨率設置為0.15mm，掃描速度設置為220000 次/s。

根據(jù)3D 掃描儀掃描到的數(shù)據(jù)輸入到首飾模型軟件中，對首飾進行快速建模，繪制首飾設計圖紙。實驗將兩種方法繪制的首飾設計圖紙與異形珍珠樣本的光澤度、形狀、顏色、局部數(shù)據(jù)進行對比，利用GSL 軟件計算出設計圖紙與樣品的相似度，將其作為實驗結果，對兩種首飾設計方法進行對比分析，實驗結果如表2 所示。

表2 兩種設計方法設計圖紙與樣本相似度對比（%）

通過上表可以得出，此次設計首飾設計方法，設計圖紙與樣品相似度平均值為97.65%，說明其在顏色、光澤、外形等方面均能達到與樣本相符；而傳統(tǒng)方法設計圖紙與樣品相似度較低，最大相似度僅為86.26%，遠遠低于基于3D 打印技術的首飾設計方法。

這是因為此次設計方法使用3D 打印技術對樣品進行掃描，建立與原樣品相同的三維模型，設計師可以在其基礎上發(fā)揮創(chuàng)造思維，不僅可以節(jié)約時間，還能夠使設計圖紙與樣品多方面相符。因此實驗證明了基于3D 打印技術的首飾設計方法相對比傳統(tǒng)方法更適用于首飾設計。

3 結論

當前3D 打印技術不斷成熟，應用范圍逐漸從傳統(tǒng)制造業(yè)延伸到了首飾設計領域，其創(chuàng)新應用不僅符合當前首飾行業(yè)的設計發(fā)展趨勢，同時還為首飾設計提供了新鮮血液。同時將本文設計方法應用到實際首飾設計當中，可以進一步提升首飾設計的精細化。

但由于受到各方面因素的影響，本文只針對3D 打印技術在首飾設計中的應用做出表象分析，缺少實地考察，因此在后續(xù)的研究中還將針對本文提出的設計方法進行長時間的驗證，以期能夠為相關研究起到促進作用。