學生把3D打印和分形幾何結合起來創(chuàng)作出獨特的作品
分形幾何，是現(xiàn)代數(shù)學中十分活躍的前沿領域之一。尤其是在計算機軟件的幫助下，人們能夠根據(jù)相關的規(guī)則快速“生長”出十分復雜的分形結構和圖形，這些圖形還具有相當?shù)拿栏校退闶呛芏嗯c數(shù)學毫不相干的人也為之傾倒，甚至因此產(chǎn)生了“分形藝術”的說法。
在平面上產(chǎn)生的這些形狀，用筆和紙就能完成，盡管費時，但是還算可控。但是如果您想在三維空間里創(chuàng)建分形結構，那就必須要使用計算機幫助了。而近日，英國林肯大學建筑與設計學院的四位學生，則將其與3D打印結合起來，使其從數(shù)字空間進入物理世界，產(chǎn)生了相當獨特的藝術魅力。
該團隊的成員之一Joshua Thorpe，介紹了他們研究與創(chuàng)作的情況：
“當時我們四個在考慮設計一些獨特的家具和燈具。我們覺得可以使用3D打印創(chuàng)造一些與眾不同的東西。通過研究自然結構，比如混沌和分形，我們發(fā)現(xiàn)一個軟件，這個軟件使我們能夠在一個虛擬的環(huán)境生成“分形之根（fractal roots）”。這些根可以通過將STL文件上傳到該程序中進行操縱，分形結構會在其內(nèi)部和周圍不斷地生長，而STL形狀就是其生長的邊界。”
實際上，他們所使用的軟件是一個擴散限制凝聚（DLA）軟件，該軟件使他們能夠把一個分形“種子”放置在一個特定的環(huán)境中或者周圍。其背后的原理是，一個粒子會在這個空間隨機移動，直至它接觸到“種子”并開始生長，然后軟件會再次產(chǎn)生一個隨機粒子重復上述行為。這種生長會遵循特定的規(guī)則集，并通過包含或排除，來限制其產(chǎn)生某種特定的形式。
上圖就是Thorpe根據(jù)這一原理創(chuàng)造出來的一個名為“Neuro Pendant Light（神經(jīng)吊燈）”的藝術燈具，它顯然是參考了人類大腦中神經(jīng)網(wǎng)絡的形態(tài)創(chuàng)造出來的。據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解，其實設計的過程很簡單。Thorpe首先創(chuàng)建出帶有明確邊界的形式或者形狀，并且將其導入到DLA軟件，然后由該軟件生成一個三維分形模型，最后由Thorpe用3D打印機把它打印出來。
“該吊燈展現(xiàn)了極為錯綜復雜的細節(jié)，只有將3D設計和數(shù)字化設計結合起來才能實現(xiàn)。”Thorpe解釋說，“這種設計受到了在人腦和神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的由微觀結構組成的先進的網(wǎng)絡的影響，并以此為方向創(chuàng)造出來的一系列神奇的分形。三個高光潔度的ABS 3D打印結果被掛在節(jié)能的愛迪生式燈泡下面。”
這個小小的設計團隊名為White Matter，成立于2014年，其成員除了Joshua Thorpe之外還包括Byron Colman、Matt Oakley和Jon Hutchinson。該團隊在成立之后曾經(jīng)贏得了由Cubify主辦的“首屆設計未來競賽（Designing the Future competition）”。到目前為止，這個分形系列作品包括了一個吊燈、一把椅子和一張桌子。
目前他們正在計劃將自己的設計銷售出去。不過做生意并不意味著他們放棄了自己的創(chuàng)造性探索。相反，Thorpe對未來有更多的想法：
“我想嘗試這款軟件更多的藝術和雕塑方面的應用。我們正在收集林肯博物館近日發(fā)布的關于其藏品的3D掃描結果的STL文件。我可以將這些雕塑導入DLA軟件，把它們轉化成另外一種美麗而又獨特的藝術品。我們的想法是目前更多地停留在概念階段，但我希望能夠以3D打印這些作品，并繼續(xù)與創(chuàng)意社區(qū)分享它們。”
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