3D打印對(duì)電影行業(yè)有何影響？
魔猴君 知識(shí)堂 33天前
3D打印的應(yīng)用非常廣泛：從食品工業(yè)到汽車，它使得創(chuàng)建具有不同形狀和材料的物體成為可能。電影行業(yè)也受益于這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步。近年來(lái)，3D 打印技術(shù)的進(jìn)步使得導(dǎo)演能夠以前所未有的精度和速度設(shè)計(jì)道具、服裝和布景?！栋⒎策_(dá)：水之道》、《鋼鐵俠》、《木偶奇遇記》、 《發(fā)明家》、 《雷神》、《星球大戰(zhàn)：天行者崛起》和《黑豹：永遠(yuǎn)的瓦坎達(dá)》等主要獲獎(jiǎng)作品都廣泛使用了這些技術(shù)。這些創(chuàng)新提供了無(wú)與倫比的創(chuàng)作自由度和靈活性，這是傳統(tǒng)制造方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。我們采訪了電影專業(yè)人士、設(shè)計(jì)師和打印機(jī)制造商，了解 3D 打印在電影行業(yè)的最新進(jìn)展和用途。
電影世界正經(jīng)歷著不斷的技術(shù)變革
電影通常尋求提供極其逼真的服裝和道具，讓觀眾沉浸在動(dòng)作中，并讓他們成為故事的同謀。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，電影行業(yè)不斷發(fā)展，采用最新技術(shù)來(lái)突破可能的界限。這種對(duì)現(xiàn)實(shí)主義和創(chuàng)新的追求可以追溯到 18 世紀(jì)，當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了第一批動(dòng)畫圖像序列。 1895 年，盧米埃爾兄弟標(biāo)志著一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，他們發(fā)明了一種技術(shù)，可以使用單一設(shè)備在無(wú)聲情況下放映黑白電影。三十二年后，有聲電影的出現(xiàn)開(kāi)啟了一個(gè)新時(shí)代，緊隨其后的是彩色電影的出現(xiàn)。如今，除了特效方面的進(jìn)步外，電影還采用了 3D 打印的創(chuàng)新技術(shù)，這正在改變場(chǎng)景、服裝和配飾的創(chuàng)作。
圖1：電影世界在不斷發(fā)展。
Thingergy Inc.（好萊塢領(lǐng)先的特效服裝、道具和化妝制造商）的創(chuàng)始人 Frank Ippolito 證實(shí)，在過(guò)去五年左右的時(shí)間里，幾乎所有制作都使用了 3D 打印機(jī)，無(wú)論是在片場(chǎng)還是在道具中有時(shí)甚至是服裝部門。 Gentle Giant Studios 的技術(shù)總監(jiān)杰森·洛佩斯 (Jason Lopes) 指出，近年來(lái)最顯著的進(jìn)步在于可用的材料：“今天，我們擁有更廣泛的材料選擇，這使我們能夠創(chuàng)造柔軟且靈活的物品。用于動(dòng)畫電子設(shè)備的柔性材料、用于高清工具的陶瓷材料，甚至用于制作適應(yīng)電影布景和主題公園要求的角色的尼龍。 ?
為電影《發(fā)明家》做出貢獻(xiàn)的道具制作師卡洛斯·帕迪拉 (Carlos Padilla)強(qiáng)調(diào)，3D 打印現(xiàn)在已成為電影中的重要工具?！敖陙?lái)，制造商使打印機(jī)變得更加易于使用，使許多小型工作室能夠?qū)⑦@項(xiàng)技術(shù)集成到他們的工作流程中，”他解釋道?！按蛴≠|(zhì)量也大大提高，只需幾個(gè)小時(shí)即可獲得結(jié)果，而以前需要幾天時(shí)間并需要多人參與。讓機(jī)器在后臺(tái)運(yùn)行是一項(xiàng)真正的資產(chǎn)：它可以節(jié)省時(shí)間和材料，同時(shí)確保精確生產(chǎn)。這讓我們有時(shí)間更多地關(guān)注創(chuàng)造力，并降低了原型設(shè)計(jì)和測(cè)試過(guò)程中出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。 ?
3D打印在電影領(lǐng)域有哪些優(yōu)勢(shì)？
觀眾對(duì)電影的期望越來(lái)越高，迫使電影制作者關(guān)注每一個(gè)細(xì)節(jié)，無(wú)論是內(nèi)容還是視覺(jué)美學(xué)。因此，每個(gè)元素，無(wú)論是配飾還是一件衣服，都變得很重要。Julia Koerner以其3D打印時(shí)裝系列和電影《黑豹》的服裝設(shè)計(jì)而聞名，她解釋了時(shí)裝與3D服裝之間的區(qū)別：“在時(shí)裝中，重點(diǎn)首先是穿著和美觀。另一方面，在服裝方面，還必須考慮到故事、演員、布景、后期制作等等。?
生產(chǎn)極其精確到最小細(xì)節(jié)的零件可能需要數(shù)天、數(shù)周甚至數(shù)月的工作。傳統(tǒng)的制造技術(shù)通常涉及密集的體力勞動(dòng)，這在為大量角色設(shè)計(jì)服裝時(shí)（例如在整個(gè)軍隊(duì)的場(chǎng)景中）成為一個(gè)重大挑戰(zhàn)。3D打印在這里提供了寶貴的資產(chǎn)，可以快速、忠實(shí)地復(fù)制模型。因此，設(shè)計(jì)師可以創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)特的模型，并在短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)復(fù)制它。
擁有十多年經(jīng)驗(yàn)的3D設(shè)計(jì)師、短片《Chase Me》的創(chuàng)作者、電影制片人Gilles-Alexandre Deschaud肯定了這項(xiàng)技術(shù)的貢獻(xiàn)：“3D打印允許兩個(gè)基本要素事物：在元件制造方面節(jié)省大量時(shí)間，節(jié)省資金，并提高質(zhì)量。3D打印模型的精確度和細(xì)節(jié)令人印象深刻，并且可以輕松迭代以改進(jìn)或修復(fù)零件。?由于3D打印依賴于數(shù)字模型，因此它們很容易修改，可以進(jìn)行連續(xù)調(diào)整，而如果使用手工制作的配件，這將非常耗時(shí)且昂貴。Jason Lopes還強(qiáng)調(diào)了這項(xiàng)技術(shù)的速度：“對(duì)我們來(lái)說(shuō)，最大的優(yōu)勢(shì)是速度和可靠性。對(duì)我來(lái)說(shuō)，我們已經(jīng)達(dá)到了這樣的程度：這項(xiàng)技術(shù)不僅被接受，而且已經(jīng)成為常態(tài)。事實(shí)證明，技術(shù)和材料的進(jìn)步在我們的生產(chǎn)流程中具有無(wú)價(jià)的價(jià)值。?
圖2：Gilles-Alexandre Deschaud在電影《追我吧》中使用3D打印制作了2,500多個(gè)雕像。
電影院中的3D打印提供了創(chuàng)建原型或打印多個(gè)變體以進(jìn)行比較的可能性，從而保證了極大的靈活性。如果拍攝過(guò)程中某個(gè)部件損壞，可以快速重新打印。此外，通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)字調(diào)整，無(wú)需等待演員最終選擇，就可以設(shè)計(jì)出合適的作品。3D打印機(jī)相對(duì)易于運(yùn)輸，也允許現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，從而避免因運(yùn)輸必要元件而造成的延誤。
除了前面提到的節(jié)省時(shí)間和成本之外，3D打印還提供了設(shè)計(jì)自由度。它使得生產(chǎn)其他制造方法無(wú)法生產(chǎn)的零件成為可能。這種設(shè)計(jì)自由很大程度上源于可用于3D打印的材料的多樣性。除了美觀之外，這在片場(chǎng)也有實(shí)際的優(yōu)勢(shì)：通過(guò)使用輕質(zhì)材料并整合空白空間，可以設(shè)計(jì)出更輕的服裝和配飾，同時(shí)仍然保持片場(chǎng)“屏幕”上的宏偉外觀。
卡洛斯·帕迪拉(Carlos Padilla)解釋道：“這是一個(gè)很有價(jià)值的工具，可以提供很大的實(shí)驗(yàn)自由度，特別是對(duì)于原本很難實(shí)現(xiàn)的形狀或結(jié)構(gòu)。此外，它可以全天24小時(shí)運(yùn)行來(lái)完成多項(xiàng)任務(wù)。由于我們主要處理數(shù)字文件，這有助于分散部分團(tuán)隊(duì)的權(quán)力，只發(fā)送要打印的文件而不是物理項(xiàng)目。這樣，其他技術(shù)人員、美術(shù)人員等就可以在同一項(xiàng)目上進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)作，從而方便了當(dāng)?shù)夭煌块T之間的交流，以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證、授權(quán)和修改。?
圖3：這款頭飾由Julia Koerner設(shè)計(jì)，如果沒(méi)有3D打印就不可能實(shí)現(xiàn)。
從模型到成品配飾/服裝
適用于電影世界的3D軟件
與3D打印的許多其他領(lǐng)域一樣，在開(kāi)始打印過(guò)程之前，必須從頭開(kāi)始或通過(guò)3D掃描開(kāi)發(fā)模型。Jason Lopes曾在Legacy Effects工作多年，他使用Autodesk Maya、Inventor、Fusion 360、Modo和SolidWorks等軟件，其中展示了可用于設(shè)計(jì)的各種工具。在電影《發(fā)明家》中，卡洛斯·帕迪拉選擇使用達(dá)索系統(tǒng)的3D軟件來(lái)重新創(chuàng)建發(fā)明家的模型和機(jī)器。然而，他也使用Blender，特別是因?yàn)樗案采w幾乎所有任務(wù)的龐大附加組件生態(tài)系統(tǒng)”。他解釋說(shuō)：“這是將機(jī)械結(jié)構(gòu)與雕塑等更“有機(jī)”的作品結(jié)合起來(lái)的絕佳方式。?盡管如此，他有時(shí)仍然使用SolidWorks或FreeCAD來(lái)完成某些特定任務(wù)。對(duì)于切片器，它在PrusaSlicer和SuperSlicer之間交替。
Julia Koerner還強(qiáng)調(diào)了可用軟件的多樣性，指出可以使用廣泛的程序，這些程序通常用于建筑領(lǐng)域。對(duì)于更復(fù)雜的設(shè)計(jì)，它使用自己的算法。
Jason Lopes解釋說(shuō)，他使用了所有可用的工具，但他的默認(rèn)工作流程主要包括Maxon ZBrush、Maya、Adobe Substance和Materialise Magics。
使用這些軟件還可以促進(jìn)更順暢的協(xié)作。Victor Marin是這樣解釋的：“如今，導(dǎo)演更容易闡明概念，有時(shí)還可以通過(guò)3D打印概念藝術(shù)來(lái)繪制設(shè)計(jì)。這不僅可以幫助導(dǎo)演，也可以幫助攝像師直觀地了解光線與房間的相互作用。在前期制作期間投入時(shí)間和金錢比在制作開(kāi)始后浪費(fèi)時(shí)間和金錢要好。?
3D掃描在電影制作中的作用
“在為演員設(shè)計(jì)服裝或道具時(shí)，數(shù)字化發(fā)揮著關(guān)鍵作用。對(duì)身體或頭部進(jìn)行掃描，并使用該數(shù)據(jù)圍繞演員的實(shí)際比例進(jìn)行設(shè)計(jì)。然后，您可以使用這些數(shù)據(jù)以低分辨率進(jìn)行3D打印，或者將其加工成泡沫，以驗(yàn)證打印組件的貼合度，從而可以在親自完成最終貼合之前更快地為演員制造這些組件，”Jason解釋道。洛佩斯(Lopes)最著名的是使用3D打印設(shè)計(jì)和制造了著名的鋼鐵俠戰(zhàn)衣。
3D掃描展示了如何使用詳細(xì)且定制的3D打印。3D掃描儀可以提供更準(zhǔn)確的結(jié)果，而不是手動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。Frank Ippolito確認(rèn)在他的工作室中使用了3D掃描儀：“我們有多種用于數(shù)據(jù)收集的設(shè)備，例如Artec Eva和Artec Spider等手動(dòng)3D掃描儀。?他還使用攝影測(cè)量來(lái)完成這個(gè)過(guò)程。
哪種打印技術(shù)最適合電影制作？
哪種3D打印機(jī)最適合電影制作以及每種型號(hào)用于哪些項(xiàng)目并不總是那么明顯。正如英國(guó)voxeljet董事總經(jīng)理James Reeves所指出的，電影行業(yè)是“一個(gè)非常隱秘的行業(yè)”。預(yù)算在這些選擇中起著決定性作用。例如，Gilles-Alexandre Deschaud最初出于成本原因考慮使用FDM打印機(jī)，但由于Formlabs公司的眾籌，最終選擇了Form 1。據(jù)他介紹，這款打印機(jī)采用SLA技術(shù)，即使對(duì)于小零件，也能提供更好的質(zhì)量。當(dāng)時(shí)，只能使用灰色、透明或黑色材料進(jìn)行打印，但從那時(shí)起，現(xiàn)在可以使用多種顏色的許多樹(shù)脂。
如今，使用液體樹(shù)脂的3D技術(shù)越來(lái)越多地出現(xiàn)在電影布景中。所創(chuàng)作的作品通常較小，非常適合制作服裝，制作速度快且非常逼真。Carlos Padilla證實(shí)了這一趨勢(shì)：“根據(jù)工作室的不同，通常使用樹(shù)脂3D打印機(jī)制造的零件，或者在像Laika這樣的大型工作室中，使用高品質(zhì)打印機(jī)制造的零件?！彪娪啊栋l(fā)明家》使用了兩種3D打印技術(shù)。Carlos Padilla解釋說(shuō)，一些主要角色的腳部選擇了金屬3D打印，而獅子則使用了FDM打印機(jī)和ABS線材，因?yàn)檫@種材料堅(jiān)固耐用，足以承受片場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間的拍攝。
除了Formlabs之外，制造商Stratasys在電影3D打印領(lǐng)域也越來(lái)越多地被提及。例如，在獲得金球獎(jiǎng)提名的動(dòng)畫電影《連線先生》中，采用了PolyJet技術(shù)的Stratasys J750被用來(lái)實(shí)現(xiàn)寬色域打印。設(shè)計(jì)師Julia Koerner使用這款打印機(jī)的最新版本J750 TM，她使用它直接在織物上進(jìn)行打印，而不是將3D打印部件與織物組裝在一起。Julia Koerner解釋道：“這在便攜性、功能性和色彩美學(xué)方面開(kāi)辟了新的設(shè)計(jì)可能性?！?/span>
圖4：現(xiàn)在可以打印紡織品。（照片來(lái)源：朱莉婭·科爾納）
Frank Ippolito解釋說(shuō)，除了3D打印機(jī)之外，他的公司還使用CNC機(jī)器。目前，它擁有約三十臺(tái)3D打印機(jī)，品牌包括Markforged、Prusa、Raise3D、3DP、Peopoly和Phrozen等。他通過(guò)具體說(shuō)明來(lái)證明這一選擇的合理性：“在快速發(fā)展的電視和電影行業(yè)中，我們需要有效的解決方案。大多數(shù)打印服務(wù)提供商都太貴或太慢而無(wú)法滿足我們的需求。因此，我們希望盡可能在內(nèi)部完成?！盝ason Lopes介紹了他使用的技術(shù)：“我們的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室配備了寬幅SLA、DLP（Nexa XiP和XiP Pro）、Mimaki彩色打印、MJP、桌面SLA和MJP以及FFF”。
后處理
在電影行業(yè)中，3D打印模型和道具的后處理對(duì)于保證電影最終的視覺(jué)質(zhì)量非常重要。正如Victor Marin解釋的那樣，“在發(fā)送打印之前有必要準(zhǔn)備好網(wǎng)格，并且根據(jù)所使用的技術(shù)（FDM、樹(shù)脂等），可能有必要對(duì)零件進(jìn)行返工。有時(shí)，這涉及以傳統(tǒng)方式打磨或塑造某些部件。盡管3D打印機(jī)制造商每年都在努力改進(jìn)其機(jī)器以生產(chǎn)更高質(zhì)量的打印件，但通常仍然需要清潔和再處理。Jason Lopes甚至指出，后處理占據(jù)了高達(dá)99%的制造時(shí)間。此過(guò)程包括移除支撐結(jié)構(gòu)、清潔模型和平滑表面。此外，可能需要手動(dòng)繪制某些部件以添加額外的細(xì)節(jié)。
3D打印在電影領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)
前面提到的后處理時(shí)間給電影行業(yè)的3D打印帶來(lái)了重大挑戰(zhàn)。除了所需的時(shí)間（這是電影制作的關(guān)鍵因素）之外，這一過(guò)程還產(chǎn)生高昂的勞動(dòng)力成本。許多服裝和道具的制造需要大量的體力勞動(dòng)。Gilles-Alexandre Deschaud在他的短片《Chase Me》中，每個(gè)額外花20分鐘進(jìn)行后期處理，總計(jì)超過(guò)800小時(shí)。Julia Koerner也強(qiáng)調(diào)了這些困難：“挑戰(zhàn)在于設(shè)計(jì)和合作通常需要很長(zhǎng)時(shí)間。有些合作伙伴在最后一刻才聯(lián)系我，低估了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)所需的預(yù)算?！?/span>
圖5：《林克先生》是最早使用3D打印的電影之一（照片來(lái)源：LAIKA）
此外，配飾不僅要美觀，還要耐用。Frank Ippolito指出，“一些較舊的3D打印技術(shù)生產(chǎn)的部件強(qiáng)度不足以用于特技表演，如果演員掉落，它們就會(huì)損壞?！边@就是為什么他贊成使用以碳纖維增強(qiáng)的尼龍基材料。他還提到，有些尖端技術(shù)可能非常有用，但由于成本原因往往難以獲得。弗蘭克·伊波利托(Frank Ippolito)表示，主要障礙在于時(shí)間和預(yù)算：解決方案必須快速并適應(yīng)日益緊張的生產(chǎn)預(yù)算。
對(duì)于Jason Lopes來(lái)說(shuō)，主要挑戰(zhàn)仍然是成本和時(shí)間：“材料的價(jià)格通常是創(chuàng)新的障礙，尤其是在最終確定之前需要多次迭代的復(fù)雜設(shè)計(jì)中。?他還提到了另一個(gè)主要障礙，即時(shí)間：“當(dāng)打印機(jī)發(fā)生故障時(shí)，技術(shù)人員能夠在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修非常重要，因?yàn)槲覀儾荒芸偸亲约航鉀Q問(wèn)題。此外，我們的大部分?jǐn)?shù)據(jù)無(wú)法向外發(fā)送，因此最大限度地提高可用性對(duì)于滿足緊迫的生產(chǎn)期限至關(guān)重要。?
電影行業(yè)3D打印的另一個(gè)主要挑戰(zhàn)在于理解和采用該技術(shù)。Jason Lopes解釋道：“大多數(shù)娛樂(lè)公司不使用專用于3D打印的軟件。這使得理解用于屏幕或數(shù)字媒體的數(shù)字資產(chǎn)及其對(duì)增材制造的適應(yīng)變得困難。這個(gè)過(guò)程可能很復(fù)雜，但最終沒(méi)有更好的方法來(lái)確保從概念到現(xiàn)實(shí)的最佳工作流程?！?/span>
未來(lái)3D打印會(huì)取代電影世界的傳統(tǒng)制作流程嗎？
3D打印已經(jīng)在許多屢獲殊榮的創(chuàng)新電影項(xiàng)目中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，并且很可能繼續(xù)成為未來(lái)制作中的一項(xiàng)資產(chǎn)。然而，工作室和印刷商無(wú)法提供有關(guān)未來(lái)項(xiàng)目的具體信息。我們想知道3D打印是否不僅是制作服裝和配飾的工具，而且由于其靈活性和設(shè)計(jì)自由度，它可以取代其他傳統(tǒng)工藝。可以肯定的是，通常由技術(shù)進(jìn)步塑造的電影世界也能夠利用這些創(chuàng)新。
Gilles-Alexandre Deschaud堅(jiān)信3D打印在電影領(lǐng)域的未來(lái)是有保障的：“3D打印在電影行業(yè)已經(jīng)無(wú)所不在。無(wú)論是在定格動(dòng)畫電影中，還是在美國(guó)大片中，它都被廣泛用于道具和布景的創(chuàng)作。但它的作用不僅限于此：它還從設(shè)計(jì)階段進(jìn)行干預(yù)，以驗(yàn)證個(gè)性化原型或概念。顯然，3D打印已經(jīng)成為未來(lái)電影不可或缺的一部分?！?/span>
Victor Marin認(rèn)為，3D技術(shù)將在未來(lái)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，因?yàn)槟Ｐ偷臄?shù)字創(chuàng)建和3D掃描使得工作速度比手動(dòng)方法快得多。然而，他主張采用一種將兩個(gè)過(guò)程結(jié)合起來(lái)的方法，并警告不要完全放棄傳統(tǒng)技術(shù)：“例如，如果你必須創(chuàng)建一個(gè)雕像，那么調(diào)整大小、調(diào)整比例甚至只需點(diǎn)擊幾下就可以更容易地改變姿勢(shì)。使用3D掃描儀也非常有益，因?yàn)樗梢宰屇ㄟ^(guò)掃描生成極其精確的模型。3D技術(shù)已經(jīng)證明了自己，但重要的是不要忽視傳統(tǒng)方法。”
朱莉婭·科納(Julia Koerner)也主張合并這兩種方法。她將3D打印視為一種補(bǔ)充設(shè)計(jì)工具，提供了創(chuàng)建傳統(tǒng)制造方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)或以前根本不存在的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可能性。在她的創(chuàng)作中，她努力將傳統(tǒng)與創(chuàng)新結(jié)合起來(lái)，將這兩種技術(shù)融入到她的時(shí)裝設(shè)計(jì)中。
編譯整理：3dnatives
