格雷厄姆采用ART & 3D逆向工程技術(shù)為新洛杉磯天主教堂打造莊嚴(yán)肅穆的圣母瑪利亞雕像

所有進(jìn)入洛杉磯天使之后主教座堂的人都會(huì)為莊嚴(yán)神圣的圣母瑪利像所震撼，這座雕像高八尺，重達(dá)1000磅。區(qū)別于傳統(tǒng)塑像的是，其采用了編發(fā)與簡(jiǎn)單服飾的造型，頭部和手臂裸露，而打造方法也截然不同。

圣母瑪利亞像出自雕塑家羅伯特•格雷厄姆之手，他曾經(jīng)建造出20英尺高，組合重量達(dá)25噸的大教堂門。格雷厄姆以L形外門包裹住描繪有各種圣母瑪利亞形象的鑄銅內(nèi)門。門上方是一個(gè)精雕細(xì)刻的鍍金門楣 – 雕像即高高矗立在上。

格雷厄姆的許多大型作品為人熟知，包括1984年洛杉磯奧運(yùn)會(huì)的奧林匹克走道，以及美國(guó)標(biāo)志性喬•路易斯、艾靈頓公爵和富蘭克林•德拉諾•羅斯福的雕像。在圣母瑪利亞像的建造過程中，他首先從一塊制備自plastilene 的30英寸的雕塑著手，為一種油蠟基質(zhì)的粘土，可進(jìn)行精雕，但不會(huì)變硬。然后，他創(chuàng)建了一個(gè)模具，進(jìn)行聚氨酯澆注用來設(shè)計(jì)雕像的服裝。而當(dāng)洛杉磯大主教管區(qū)認(rèn)可這一版本后，模型將帶到位于加利福尼亞州伍德凱利的Scansite，進(jìn)行掃描和數(shù)字化。

保持大型雕像的細(xì)節(jié)特征

在掃描之前，聚氨酯澆注被漆成灰色以確保平整、均勻的掃描。使用Cyberware MM激光掃描儀掃描人物頭部，使用Cyberware MS3030掃描圖掃描儀掃描其余的身體部位。

導(dǎo)入掃描數(shù)據(jù)生成多邊形網(wǎng)格

“我們從對(duì)整件作品的多次掃描中收集點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，會(huì)將模型切割成塊，以詳細(xì)掃描頭部，身體，手臂，手和腳”，羅伯特•格雷厄姆工作室主管Noriko Fujinami 介紹說。

合并各個(gè)不同的分辨率掃描的不同部位的數(shù)據(jù)，以創(chuàng)建整個(gè)雕像的一個(gè)非常詳細(xì)的點(diǎn)云模型。最終的文件中包含超過1.7萬個(gè)點(diǎn)。

多邊形網(wǎng)格導(dǎo)入CAD系統(tǒng)中并組成1,632塊補(bǔ)丁，準(zhǔn)備進(jìn)行NURBS曲面制作。

點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并導(dǎo)入來自Geomagic公司的Geomagic Studio軟件。Geomagic Studio軟件用于3D逆向工程，物理對(duì)象的捕捉過程往往是通過三維點(diǎn)云，并自動(dòng)將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字模型進(jìn)行設(shè)計(jì)、工程創(chuàng)建、大規(guī)模定制和基于網(wǎng)絡(luò)的營(yíng)銷應(yīng)用。

掃描部位在Geomagic Studio中創(chuàng)建一個(gè)雕像的多邊形文件。位于加利福尼亞州Tustin 的服務(wù)部 – Ctek的工程師，還利用Geomagic Studio軟件使雕像從其原來的30英寸大小擴(kuò)展至最終的8英尺高。

“當(dāng)你在多邊形文件中放大表面數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)也在擴(kuò)展平面”，Ctek執(zhí)行副總裁CTEK Javier Valdivieso 談到。“有了Geomagic ，我們可以使用細(xì)分工具來細(xì)化表面，并保持其相切，不管是多大的尺寸。”

Geomagic Studio軟件中創(chuàng)建的多邊形表面還使得工程師能夠創(chuàng)建一個(gè)水密型表面，從而可確定成品部件的體積。使用此體積數(shù)據(jù)，Valdivieso和他的同事們就能夠打造出一個(gè)內(nèi)部支架，以支持最終青銅鑄件的重量。

由此產(chǎn)生的表面輸出至位于Ctek總部的數(shù)字銑床，全尺寸的雕像研磨成四個(gè)獨(dú)立的粘土部分。據(jù)Fujinami描述，每個(gè)研磨部分的尺寸將比實(shí)際所需大百分之三，這是由于青銅鑄造過程會(huì)引起模型收縮。部件研磨完成后轉(zhuǎn)移到格雷厄姆的工作室，用雙手進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)節(jié)處理。

“我們發(fā)現(xiàn)，Geomagic Studio軟件是能夠從原來的雕塑準(zhǔn)確地再現(xiàn)有機(jī)形狀的唯一一款軟件，”Valdivieso說。“格雷厄姆在他的雕塑作品中非常關(guān)注細(xì)節(jié)打造， - 肌肉、頭發(fā)、皺紋等等。我們希望能夠確保這些細(xì)節(jié)可以轉(zhuǎn)移到大尺寸的雕像中。”

富麗堂皇而無虛飾

最終的粘土造型完成精辟，要開始制作硅橡膠模具。格雷厄姆用硅膠模具，采用失蠟法鑄造銅像。 “模具填充蠟，然后浸漬陶瓷殼在蠟件外周創(chuàng)建一個(gè)持久的模具，” Fujinami介紹。“蠟在陶瓷內(nèi)熔融，模具中填充熔融青銅，建立原始雕塑極其類似的復(fù)制件。”

生成一個(gè)NURBS曲面（ iges128 ）。 NURBS曲面具有水密性，所有補(bǔ)丁邊界相切。

銅鑄件組裝并焊接，成品件噴砂并涂上銅綠色的硝酸銀。

最終的雕像運(yùn)往羅伯特•格雷厄姆的工作室，并現(xiàn)場(chǎng)組裝在大教堂的門部分。大教堂于2002年9月2日，由洛杉磯大主教紅衣主教羅杰•馬奧尼舉行落成典禮。

科技是實(shí)現(xiàn)格雷厄姆視覺傳達(dá)所需的的細(xì)節(jié)和微妙的核心。“我所面臨的挑戰(zhàn)是讓圣母瑪利亞像以常見的裝飾體現(xiàn)出與眾不同的威嚴(yán)和氣魄，”格雷厄姆談到。“沒有王冠，沒有權(quán)杖，沒有寶座等等，只有她的帝王之美，無敵的修養(yǎng)，完美抽象的禮服，像一個(gè)呈現(xiàn)三角對(duì)稱的平滑無皺的幽靈。”

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