3D打印在1860:二十四台相机“拍”出的雕像

一组360度的人像轮廓照片,便是人物在三维空间中重现的模板。

1860年,距公认第一台电子计算机ENIAC的发明还有86年,而第一台3D打印机更是126年之后才会出现。就是在这样一个久远的年代里,有人已经借着当时发明不久的摄影术,玩起了最早的“3D打印”。

我们现在所说的3D打印,是将计算机中的蓝图和模型,通过设备一层层地叠加材料而变成实物,这里的材料可以是金属、陶瓷、塑料等等。而因为3D打印分层加工的过程与喷墨打印十分相似,打印机也参照了普通打印机的技术和原理,所以通俗地称之为3D“打印”。

这样看来,1860年的技术也许不能被叫作“打印”——它的过程中不涉及打印的程序,也没有高科技的机器和设备,有的只是相机、木板、比例绘图仪和最简单的切割机。

但与3D打印相同的是,它的成品也是材料的叠加,也将二维的画面变为立体。它的发明人,法国艺术家弗朗索瓦·威莱姆(Francois Willeme)将这种技术命名为照片雕塑(Photosculpture)。

弗朗索瓦·威莱姆为自己制作的雕像

 

雕像要用照片“拼”

19世纪60年代初,凯旋门外的伊托伊尔大街42号矗立着一座由铁框和蓝白色玻璃窗构成的现代化圆顶建筑。有人猜测那里是一个温室,还有人认为是一座英国风格的小动物园,或者是水族馆。诗人西奥菲尔·戈蒂埃(Theophile Gautier)在1863年造访了这座建筑,他写道:

“这是一个巨大的铺有精致地垫的圆形大厅,墙壁是柔和中性的色调。圆形的墙壁上安装了24个控制台,摆着各种人物的雕像和半身像。屋顶中间垂下一条线,挂着一个银色的球,正好位于两个重叠的圆盘之上。你登上这两个圆盘组成的舞台,摆出最自然的姿势。操作员会计时数十秒,之后让你下台。这时他已经不需要你了,你的所有材料已被收集完成。”

没有任何仪器,没有任何肉眼可见的设备,也没有任何迹象表明即将进行的奇妙操作——这座大厅,就是弗朗索瓦·威莱姆的摄影工作室。

弗朗索瓦·威莱姆摄影工作室示意图

1860年8月14日,威莱姆在法国申请了这项名为“照片雕塑”的专利,发布了这种相对快速、廉价地制作人像雕塑的技术。在威莱姆工作室的圆形大厅中,24个控制台隐藏着24台照相机——人们在圆盘舞台上摆出姿势时,每15度就会被记录下一张影像。这些影像形成的一组360度的人像轮廓,便是威莱姆使人物在三维空间中重现的模板。

要为他的拍摄对象创建一个3D图像,威莱姆首先将每张影像投影在大屏幕上,再用比例绘图仪的一端描画轮廓,另一端连接在一台切割机上来切出一片木头。

比例绘图仪如今仍被人们所使用,一度被称为“抄课文神器”。在静电复印技术出现之前,发明家们制作了各种机械装置来复制图像,比例绘图仪就是其中一种。它通常装有两支笔,在其中一支对现有图像进行描红时,另一支就能按比例在纸上呈现完全一样的图像。

威莱姆在复制轮廓时使用比例绘图仪,使切割木片的大小可以随需要按比例改变,从而雕像的尺寸也随之变化。

在圆台上接受多台相机拍照的孩子
操作间及比例绘图仪
照片雕塑专利说明书
照片雕塑专利说明书

与如今3D打印的叠层方式不同,因为360度全方位的摄影取景,威莱姆切割出的木片也是以木片纵向中线为轴旋转排列的。

24张轮廓照片切割出24块木片,每块木片再自上到下一分为二,就形成48块木片。假设雕像的俯视图是一个圆,把这个圆平分为48份,编号1至48,木片a分割出的两块木片对应的位置就是1和48,木片b就对应2和47,依次类推。

这些木片在最后被组装起来,艺术家只需要在这样一个模型中填充黏土、蜡或其他可塑性材料,甚至浇铸或上色,就可以制作出一座逼真的雕像。

弗朗索瓦·威莱姆未完成的女人头像雕塑

根据尺寸和材料的不同,照片雕塑的价格从270到500法郎不等,制作时间通常为2-4天。而当时一个传统雕刻家制作一个真人大小的半身像,大约需要3-4个月,价格在3000法郎左右。

威莱姆的工作室在法国大受欢迎,他的顾客除了普通民众,还包括法国王室贵族、艺术界和文学界的名人。照片雕刻的风潮之后也走出了法国:相似的工作室分别于1864年和1866年在伦敦和纽约成立。威莱姆本人也被邀请到马德里为西班牙王室制作雕像,并被授予西班牙查理三世勋章。

 

“子弹时间”

威莱姆运用24台照相机生成的照片也与序列图像有所关联,但这里的序列图像,并不是迈布里奇为证明马奔跑时四只马蹄会同时离地的系列照片,而是与《黑客帝国》中基努·李维斯躲避子弹的场景更为相似——“子弹时间”,是一种经常被使用在电影、电视及电子游戏中的摄影模拟变速特效:当动作被放慢或冻结时,承载着观众视角的照相机角度也围绕着一个对象旋转。

因为一台相机无法飞速移动,所以这种摄影技术用传统的慢动作拍摄是不可能实现的。这其中便需要“虚拟相机”的介入——即围绕着拍摄对象的许多相机:它们可以同时拍摄静止画面以达到“冻结”效果,也可以在拍摄对象旋转时被连续触发,以捕捉环绕的动态效果。

正如诗人戈蒂埃所描述的威莱姆多台相机摄影的方法,这种“虚拟相机”是“一只可以环绕包围着你的奇妙眼睛,而不是像普通的眼睛那样,只会从一个角度观察你。”

《黑客帝国》中男主角Neo躲避子弹场景
《黑客帝国》拍摄时的机位设置
《神探夏洛克》第三季中婚礼拍摄的机位设置

 

照片的“重现”功能退化了吗?

从摄影对客观现实的“精确重现”功能来看,照片雕塑无疑放大了摄影的这一优点,或者说雕塑和摄影在这一技术中相辅相成,将客观对象以三维立体的方式复制呈现。而在数字技术发展迅速的今天,若以立体复制为目的去重现物体,摄影大概也无法以传统的功能在其中扮演重要角色。

以绘画的重现为例,给艺术品拍摄一张超高分辨率的照片——这是谷歌艺术项目所能做的,也是目前摄影的能力极限。而在大多数情况中,绘画并不是二维对象,当中的纹理笔触和色彩构图一样,也为一幅画增添了独特之处。

荷兰一家名为FormArt的公司花了五年时间来改进一种用于绘画的3D扫描仪。现在,它已可以打印出任何画作的完美复制品。一个包含所有3D绘画信息的数字文件,除了可以告诉人们一个像素在画布上的位置、颜色,还可以展现像素在画布上的高度。

绘画作品不是二维,而是三维

如此对比,我们仿佛已经看到了照片与物体之间关系的退化。但从另一个角度来说,当人们在160年前看向一座由照片拼凑的3D雕像时,除了想到其制作过程快速、价格低廉,是否又真的意识到它与普通雕像还有其他区别?正如当一幅画的3D打印作品放在我们眼前时,我们观看它与观看一张高分辨率照片的方式,又有怎样的不同?或者说,这幅3D打印作品,是否也可以称作是一种照片呢?

 

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