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肅穆的圣母瑪利亞雕像

所有進入洛杉磯天使之后主教座堂的人都會為莊嚴神圣的圣母瑪利像所震撼，這座雕像高八尺，重達1000磅。區(qū)別于傳統(tǒng)塑像的是，其采用了編發(fā)與簡單服飾的造型，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。門上方是一個精雕細刻的鍍金門楣 – 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年洛杉磯奧運會的奧林匹克走道，以及美國標志性喬•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，可進行精雕，但不會變硬。然后，他創(chuàng)建了一個模具，進行聚氨酯澆注用來設(shè)計雕像的服裝。而當洛杉磯大主教管區(qū)認可這一版本后，模型將帶到位于加利福尼亞州伍德凱利的Scansite，進行掃描和數(shù)字化。

保持大型雕像的細節(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。

導入掃描數(shù)據(jù)生成多邊形網(wǎng)格

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

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

多邊形網(wǎng)格導入CAD系統(tǒng)中并組成1,632塊補丁，準備進行NURBS曲面制作。

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

掃描部位在Geomagic Studio中創(chuàng)建一個雕像的多邊形文件。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英寸大小擴展至最終的8英尺高。

“當你在多邊形文件中放大表面數(shù)據(jù)時，同時也在擴展平面”，Ctek執(zhí)行副總裁CTEK Javier Valdivieso 談到。“有了Geomagic ，我們可以使用細分工具來細化表面，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獨立的粘土部分。據(jù)Fujinami描述，每個研磨部分的尺寸將比實際所需大百分之三，這是由于青銅鑄造過程會引起模型收縮。部件研磨完成后轉(zhuǎn)移到格雷厄姆的工作室，用雙手進行進一步的細節(jié)處理。

“我們發(fā)現(xiàn)，Geomagic Studio軟件是能夠從原來的雕塑準確地再現(xiàn)有機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)注細節(jié)打造， - 肌肉、頭發(fā)、皺紋等等。我們希望能夠確保這些細節(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NURBS曲面（ iges128 ）。 NURBS曲面具有水密性，所有補丁邊界相切。

銅鑄件組裝并焊接，成品件噴砂并涂上銅綠色的硝酸銀。

最終的雕像運往羅伯特•格雷厄姆的工作室，并現(xiàn)場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。

科技是實現(xiàn)格雷厄姆視覺傳達所需的的細節(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，像一個呈現(xiàn)三角對稱的平滑無皺的幽靈。”

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