米开朗基罗雕塑中布纹的产生原理在zbrush创建布纹中的应用获奖科研报告

米开朗基罗雕塑中布纹的产生原理在zbrush创建布纹中的应用获奖科研报告

【摘要】自然即是本质。本文将对米开朗基罗雕塑中布纹的产生原理去阐述zbrush中创建布纹的原理与方法。

【关键词】数字建模;zbrush;布纹;米开朗基罗

布纹是大部分艺术家都会去要接触的塑造对象。绘画大师巧妙的运用布纹的疏密去衬托静物，丰富画面;雕塑大师将轻薄的衣纹去装饰美女肤若凝脂的肌肤，使美女的肌肤若隐若现;布纹是服装设计师在设计衣服时常运用到的元素。布纹的材质，形状和疏密运用的巧妙，不仅能体现一件服饰的风格和美感，还可以在某些方面掩盖穿着者体型的缺陷，突出穿着者体型的优势，增加服装与人整体的美感。

一、布纹的产生

布纹产生的原因有很多种，分别分为自然因素，内部因素，外部因素。我们将被布纹罩住的主要物体称为主体，将次要的物体称为客体。

自然因素则为重力，重力使布纹有一个垂直向下的力与接触主体支撑的力相互作用，形成自然下垂的布纹，这是布纹的一次变化。实际上自然因素在每个布纹的产生因素中都有体现，因为重力是无时无刻存在的。

内部因素则是分为很多种，主体的形体、主体内部的运动，主体的材质，布料的长度材质等。主体的形体就是布料最主要包裹住的外形。布纹会根据形体的凹凸变化形成不同形状，不同走向的布纹，这是布纹的二次变化。而主体内部的运动类似于人体四肢运动。手臂的弯曲、旋转、移动，皮肤与皮肤的折叠和拉扯，这些都属于内部运动，这些运动会使布纹在形体的基础上发生第三次变化。布料的材质不同也会使在其他变量相同的情况下产生不同样的布纹，例如厚且硬的皮质布料与薄且软的沙质布料相比，皮质的布料不容易变形，皱褶少又稀疏，而沙质布料易变形，褶皱多且密集。

外部因素大体分为两种，一种是外界人为产生的布纹，另一种是自然外力产生的。外界人为造成可以是人对布料的拉扯，揉搓，打结以及缝纫等以刻意定型为目的的外力作用。自然外力最常见的是由空气流动引起的一种自然现象，风。风吹动布纹，改变布纹的走向。这两种都属于布纹的第四次变化。

二、在米开朗基罗雕塑作品当中布纹出现的位置与形状

米开朗基罗是意大利文艺复兴伟大的雕塑家，他作品的最大特点是能塑造出强有爆发力的人体形态。而他作品中的布纹则是起到了很好的衬托人体肌肉曲线的作用。

在米开朗基罗的《圣殇》中圣母马利亚将左胳膊肘抬起，手掌向上旋转摊开。这时候上臂的布纹受到一个向下的重力，前臂布纹受到前臂抬起的后推力与上臂布纹互相挤压产生一股一股堆积的布纹，并因前臂的旋转导致前臂布纹受到旋转的拉扯，产生出一圈一圈螺旋的布纹。耶稣的裹巾较薄，布纹紧贴着大臀肌和大腿前侧的肌肉，但由于裹巾上有一个人工打下的结，这不仅使布纹的走向朝向打结的方向，还使所有的大布纹的终点都汇集向一处。同是属于两腿之间的布纹，耶稣由于裹巾上打了小结，使布纹有一个紧拉向上的力，布纹才不会垂在两腿之间，而圣母玛利亚两腿之间的布纹由于只受到一个垂直向下的重力和耶稣身体的压力，布纹是自然下垂在两腿之间的。在材质上圣母玛利亚的裙子明显比耶稣的裹巾要厚重很多，耶稣裹巾上的布纹小且细腻，分布密集。而玛利亚的裙子布纹大且不易变形，少且稀疏。

三、布纹的在zbrush中的创建

在数字建模中zbrush对于布纹的创建是轻而易举的。不仅可以用传统的方法直接雕刻布纹，而且在zbrush不断更新中增加一个叫布料运行仿真的功能，以及增加了很多布料笔刷。

1.傳统雕刻布纹

传统方法创建布纹我们可以将主体物先建好，用一个椭圆形或者长方形的板片作为布，通过用Move笔刷去移动板片四周的位置将大型确定出来，再通过重新布线，增加网格面数等手法去深化布纹的细节。手动塑造布纹时要注意，在没有任何外力拉扯的情况下，布纹触碰到主物体后是受重力影响自然下坠的，褶皱自然不生硬。

2.布料解算功能

在zbrush当中，布料解算可以说是相当的便利且智能，它的功能类似于一个专门做服装的软件MarvelousDesigner。它能将一个模型模拟成一块布料，运用重力和物体碰撞等原理，让模型自己自动生成一块自然的布纹。通常在解算一块布时我们要运用到一下几个功能，地板碰撞，膨胀，放气，展开，收缩，重力以及碰撞体积和运行仿真等。

在运算布料前我们要提前打开地板碰撞，碰撞体积，重力。开启地板碰撞是为了将地网格看作一个地平面，让zbrush在解算布料中模拟出布料触碰到地板的状态，如果不开启地板碰撞，布料便会悬空。开启碰撞体积是为了让zbrush识别到解算布料要触碰的模型，与之发生碰撞解算。如果不开启触碰体积，布料则会穿过主体模型，无法与模型发生碰撞。重力是能否使模型解算成布料的最关键的一步。我们都知道自然因素是布纹产生的根源，没有重力的布料只会飘起了。重力会使每个布纹都有自然下垂的趋势，产生自然又有节奏的美。

3.运行仿真的实际操作

当所有功能的数值都调好之后，便可以打开运行仿真进行解算。为了体现材质对布纹的影响，我特地做了两片厚度不同的布料方块，在不改变其他变量的情况下将它们分别解算在相同的小球上，可以看出，薄的布纹紧贴着小球，布纹细小且浅。厚重的布纹硬，宽大且深。因此布纹的形状与布料的材质有很大的关系。

为了让圣母玛利亚双腿之间的布纹由重力影响产生更加有说服力。我将两个柱子模拟成玛丽亚的膝盖，在布料解算的过程可以发现，柱子本身周围的布纹围绕着圆柱的顶端慢慢呈现自然下垂的发散趋势，而圆柱之间的布则慢慢下垂，下垂到布料尺寸因重力拉伸范围的极限，而形成的半椭圆的布褶。

4.布料笔刷在服饰上的运用

在常见的布料笔刷中，常常看到cloth前缀打头的笔刷名称，一般这类的笔刷就是布料笔刷或者称为衣纹笔刷。如ClothDimple，ClothFold，ClothHook笔刷等等。最常用到的布料笔刷有ClothHook，ClothMove以及ClothNudge笔刷。这些笔刷往往运用的地方非常的多，也是最常见的布纹类型。

通常情况下ClothMove是适用于任何一个衣物的拉扯，类似普通的雕刻笔刷Move，可以将衣纹大致的走向拉扯出来。而ClothNudge更适合于做一些弧形状的布纹，如腋下，胳膊肘，等一些褶皱。

因为布料解算是zbrush的一种新功能，新尝试，所以在解算中时常还是会出现一些问题，面对这些问题我相信在zbrush软件不断换代更新升级中会慢慢的解决，并能更好的完善它。

四、结语

无论是在艺术的创作中还是技术的研发中，如果需要