這篇文案的作者叫雪夜公爵，博客@PapaJames，他是一位興趣天文攝影，并善于繪畫(huà)手工，以及編程的獨(dú)立游戲制作人，并用三年時(shí)間開(kāi)發(fā)了一款月球模型，3D打印+手工涂裝+AR技術(shù)。

倘若你長(zhǎng)時(shí)間關(guān)注他的話，慢慢地就會(huì)發(fā)掘，他是身邊為數(shù)不多大神級(jí)的名人。

這款月球模型，開(kāi)發(fā)了三年，一年深究打印，一年精挑材質(zhì)，一年遍試涂裝，盡力做到精益求精，以此向航天先驅(qū)們致敬。

每一個(gè)人心中都有一個(gè)天文夢(mèng)，我的夢(mèng)從2014年起起始變得瘋狂。

一次偶然的機(jī)會(huì)，我在某天文論壇看見(jiàn)一位署名“路飛”的天文藝術(shù)家發(fā)布了一篇關(guān)于手工雕刻月球的帖子。足球大的油泥在路飛手里變成布滿隕石坑的月球，熟知的月海近在咫尺，細(xì)節(jié)精致無(wú)比。我馬上聯(lián)系路飛，打算無(wú)論多少代價(jià)都要買一個(gè)他的月球模型。

路飛的月球照片（博客@池塘之底）

但我未能如愿，路飛的月球早已售罄，而下次雕刻計(jì)劃遙遙無(wú)期，我的月球模型泡湯了?？蛇@件事在我心里就像野草同樣蔓延，讓我總亦放不下。

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在2014年夏天。

我當(dāng)時(shí)正投身于火熱的游戲行業(yè)，做的是一款太空題材的科幻游戲。一次我在我們3D主管身后暗中觀察，發(fā)掘他正在用三維軟件做游戲場(chǎng)景，內(nèi)容正是環(huán)形山。

我瞬間腦洞大開(kāi)。

接下來(lái)是一連串的科研，我先去NASA官網(wǎng)找到了月球的高程地圖（一種用灰度來(lái)暗示地表高度的照片）：

月球高程圖

而后把高程地圖給我的3D主管，讓他幫忙在軟件里做了個(gè)三維月球模型；

三維月球模型

最后我去某寶尋覓3D打印商，并吃驚地發(fā)掘3D打印服務(wù)已相當(dāng)成熟！因此我火速就下單打印了一月球，基于真實(shí)的地理數(shù)據(jù)，比路飛雕刻的月亮還要準(zhǔn)確！

3D打印月球模型照片

月球在手，我以為我能夠滿足。但這個(gè)3D打印的月球遠(yuǎn)看能夠，近看卻是慘不忍睹：全部模型表面布滿了打印層紋，有些小的月坑已然面目全非了。況且基于價(jià)格的思慮，這個(gè)球只能是做成空心的。因此打印商不得不在模型上開(kāi)一個(gè)洞，用來(lái)回收被封在球身體部的原材料。細(xì)心的伴侶會(huì)發(fā)掘，此刻市面上所有的3D打印月球制品都不是全封閉的。

這些不完美的地區(qū)都是我所不可接受的。

進(jìn)一步驟查之后，我對(duì)3D打印行業(yè)有了更完整的認(rèn)識(shí)。其實(shí)倘若不需求打印顏色的話，是能夠做到更高精度的。例如利用光固化原理的SLA和DLP打印技術(shù)，精度都能夠到0.05毫米以內(nèi)，而我當(dāng)時(shí)選取的全彩石膏精度僅有0.1，還真的是不怎么樣。 小心思慮后我又用SLA打印了一個(gè)樹(shù)脂月球，與之前的石膏相比橫紋幾乎看不出來(lái)，但真的是一丁點(diǎn)顏色亦無(wú)。不外這點(diǎn)我倒是不太擔(dān)心。由于我愛(ài)好拍月亮，亦畫(huà)過(guò)不少，對(duì)月球上的特征還是很認(rèn)識(shí)的。

我在紙上畫(huà)的月球

于是我起始思考該用什么方式上色，我先后試了水彩、水粉、彩鉛、油彩、馬克筆、水性模型漆和油性模型漆?？偟?span style="color: green;">來(lái)講，水性的問(wèn)題在于著色欠好，顏料會(huì)在樹(shù)脂表面滾成水珠；油性的問(wèn)題卻是著色太好，不方便于修改，況且有毒的有機(jī)溶劑揮發(fā)性很強(qiáng)，對(duì)健康有害；畫(huà)油畫(huà)的油彩有厚度，會(huì)蓋住模型紋理；而硬筆涂裝效果生硬，畫(huà)不出過(guò)渡色。不外經(jīng)過(guò)這番實(shí)驗(yàn)我認(rèn)識(shí)到一個(gè)問(wèn)題，我不可再在打印的樹(shù)脂模型上直接畫(huà)了。為了實(shí)驗(yàn)上色，我廢掉了好幾個(gè)打印件，浪費(fèi)了不少錢。看來(lái)我必須要科研一下怎樣復(fù)模。

雖然模型制造是我從未涉足的行業(yè)，但為了月球，多深的坑都能夠入。要做的其實(shí)便是用硅膠做個(gè)模具，再用PU或石膏材料澆灌，那樣月球模型就想要多少就有多少了！聽(tīng)起來(lái)好簡(jiǎn)單。

我采購(gòu)了原材料和工具，看了非常多關(guān)聯(lián)的視頻教程，滿懷自信心地起始操作。而后發(fā)掘翻模的坑真的是太深了：模具厚了浪費(fèi)材料，薄了又容易變形；固化劑要放得剛才好，否則沒(méi)法根據(jù)預(yù)期的效果凝固；攪拌硅膠時(shí)要速度均勻以避免產(chǎn)生氣泡；選取分模線要留意地表特征，否則后期沒(méi)法打磨；PU材料俗叫作AB水，味道巨大，不可在家操作；石膏材質(zhì)流動(dòng)性差，要實(shí)驗(yàn)多次才能夠找到合適的比例和操作時(shí)長(zhǎng)。就這么說(shuō)吧，我先后翻了三個(gè)模具，用了十幾千克的PU和石膏，最后一個(gè)成功的模型亦無(wú)做出來(lái)。我一氣之下扔掉了所有的模具和材料，決定再亦不碰這些東西，月球的開(kāi)發(fā)亦因此呢被擱置了好久。

我用石膏實(shí)驗(yàn)的模型

雖然這些實(shí)驗(yàn)沒(méi)有成功，但我卻親手摸索了石膏與PU材質(zhì)的特性，對(duì)后來(lái)第1代月球模型制品的材質(zhì)選材至關(guān)重要。2015年下半年，我之前打印月球的那個(gè)帖子又在博客上被轉(zhuǎn)起，這給了我很大的鼓舞，月球項(xiàng)目因此呢又重新起步了。這次我改變思路，到網(wǎng)上尋覓供給翻模服務(wù)的工廠，讓專業(yè)的人去做專業(yè)的事。這般我便順利得到了幾個(gè)樹(shù)脂模型和石膏模型，得以繼續(xù)嘗試區(qū)別材質(zhì)上的涂裝方法了。

透明樹(shù)脂方法

熒光樹(shù)脂方法

石膏方法

2016年初的這個(gè)石膏版月球模型受到非常多好評(píng)，我亦因此呢動(dòng)心把它做成商品，讓更加多天文興趣者持有。針對(duì)月球模型來(lái)講，量產(chǎn)的困難在于涂裝，這亦是全世界模型制造業(yè)中最難的瓶頸。從2016年始終到此刻，我試遍了行業(yè)內(nèi)幾乎所有的涂裝方法，始終在尋覓著這個(gè)問(wèn)題的最佳答案。

涂裝大致可分為兩類，一類是制版，一類是無(wú)版。前者需要制作輔助上色的工具，目的是定位或套色，移印、模具噴漆都屬于制版。后者是不需要制版，把圖案直接或間接印刷到承印物上，例如轉(zhuǎn)印和UV印刷機(jī)。下面便是我實(shí)驗(yàn)的有些總結(jié)。

噴油。噴油的原理是做一個(gè)遮擋物，將需要噴繪的區(qū)域露出來(lái)，其他地區(qū)遮住。這般噴出來(lái)的形狀都是同樣的，能夠加速上色的過(guò)程。噴油這個(gè)方法在月球模型上效果欠好，首要是模具欠好做。我在一家供應(yīng)商那里定做過(guò)一批半球形的塑料殼，打算套在球上畫(huà)出圖案，而后切割圖案做模具。切割的工具我試過(guò)電鉆、電烙鐵和超聲波刀。電鉆鉆下來(lái)有毛邊，電烙鐵的高溫會(huì)把塑料燙軟，超聲波切割刀雖然無(wú)毛邊亦不會(huì)產(chǎn)生高溫，但要用刀稍許出環(huán)形山簡(jiǎn)直痛苦之極。好不易做了一套模具，又遇到了第二個(gè)問(wèn)題，卡位。軟塌塌的塑料殼基本沒(méi)法固定形狀，在噴漆的時(shí)候到處移動(dòng)。我用夾子把它勉強(qiáng)固定好之后，又遇到過(guò)渡色的問(wèn)題。由于噴漆噴出來(lái)的是一片死死的顏色，邊緣像刀切的同樣齊整，真的很難看。我實(shí)驗(yàn)了幾個(gè)月，最終放棄了噴油。

噴漆的塑料殼

轉(zhuǎn)印。轉(zhuǎn)印最大的優(yōu)良是涂裝的高度還原性，由于圖案能夠直接印刷，保準(zhǔn)和電腦中的一模同樣。轉(zhuǎn)印分水轉(zhuǎn)印、冷轉(zhuǎn)印和熱轉(zhuǎn)印，熱轉(zhuǎn)印依賴工具，對(duì)承印物形狀的自由度不高，因此我只試過(guò)前兩種。水轉(zhuǎn)印是先將圖案打印到一張轉(zhuǎn)印紙上，刷光油，再把這張紙浸到水中，而后貼在球上，最后用軟化劑固定。冷轉(zhuǎn)印是先往球上刷轉(zhuǎn)印液，而后把打印圖案的轉(zhuǎn)印紙用力壓在球上，壓制的時(shí)候不可有一點(diǎn)點(diǎn)移動(dòng)。

你聽(tīng)一下這兩個(gè)方法就曉得它們的操作難度有多大，更何況月球不是平面，需要切分成幾十個(gè)細(xì)長(zhǎng)的圖案分別轉(zhuǎn)印。為此我還寫了一個(gè)根據(jù)瓜皮形狀來(lái)切分貼圖的程序，亦算是一種小收獲。為了讓冷轉(zhuǎn)印時(shí)油墨能順利地從紙上移到月球上，咱們做了非常多種嘗試，乃至還試過(guò)糯米紙，但最后還是不成功，而后大眾把糯米紙吃掉宣布轉(zhuǎn)印的方法失敗。除了水轉(zhuǎn)和冷轉(zhuǎn)，我還試過(guò)不干膠印紙，但看著球上一層亮亮的塑料膜總覺(jué)得哪里不對(duì)。

瓜皮圖

移印。雖然是制版印刷，然則它的量產(chǎn)能力讓我仰慕。其原理是先制成幾個(gè)單色的色板，而后用移印機(jī)和膠頭，把顏色一層一層套印在物體上。問(wèn)題有幾個(gè)，一是定位問(wèn)題，月球模型表面有凹凸紋理，移印的時(shí)候必須圖案和紋理嚴(yán)絲合縫。因?yàn)?/span>移印機(jī)一次只能印半個(gè)球，這種動(dòng)來(lái)動(dòng)去的狀況下很難定位；第二個(gè)問(wèn)題是，移印膠頭是為了在平滑表面印刷而設(shè)計(jì)的，倘若強(qiáng)行往凹凸表面印刷會(huì)有印不上的狀況；三是這種印刷開(kāi)版花費(fèi)很高，起訂量亦很大，在綜合思慮之后，果斷放棄。

UV打印。uv打印機(jī)又叫作平板打印機(jī)或萬(wàn)能打印機(jī)，能夠在5MM高度內(nèi)的凹凸表面打印圖案，日前手機(jī)殼印刷、瓷磚印刷非常多都是用 UV打印來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然則月球不行，由于月球的直徑有12厘米，表面高度差在5MM之內(nèi)的圓形區(qū)域直徑僅有不到3厘米。這般一月球需要打印30多次才可覆蓋所有表面，并且每次都要在接縫處準(zhǔn)確定位。這幾乎是不可能完成的任務(wù)。

多軸印刷工具。日前行業(yè)內(nèi)最高端的應(yīng)該是傳說(shuō)中的多軸了。說(shuō)實(shí)話我無(wú)試過(guò)，乃至都無(wú)見(jiàn)過(guò)，不曉得這種昂貴的設(shè)備能否用在我的月球模型上。但我試過(guò)一個(gè)叫作畫(huà)蛋機(jī)的兩軸機(jī)械安裝 。畫(huà)蛋機(jī)本來(lái)是為復(fù)活節(jié)畫(huà)彩蛋用的，把雞蛋固定在一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上，而后一支畫(huà)筆沿著另一軸運(yùn)動(dòng)，像經(jīng)緯儀那樣。但試過(guò)之后發(fā)掘，畫(huà)蛋機(jī)的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不可滿足我的需要。不外我認(rèn)為倘若將來(lái)有一天市面上有了一款適合月球模型的涂裝自動(dòng)化工具，那必定是基于畫(huà)蛋機(jī)這般的原理。

畫(huà)蛋機(jī)

因此繞了一大圈，最后上色方法還是回歸到了手涂。亦許僅有手涂才可把制作者的匠心融入作品，亦許這便是為何模型界到此刻都無(wú)一種自動(dòng)涂裝的方法能夠代替手涂的原由。

從2014年10月到2017年3月，月球模型經(jīng)過(guò)一年的打印嘗試，一年的材質(zhì)摸索和一年的涂裝實(shí)驗(yàn)，歷經(jīng)四代的進(jìn)化，以AstroReality月球模型的身份面世。如今的月球模型，模種是0.016mm的打印精度，多道程序還原質(zhì)感，翻模和上色的工藝都是最專業(yè)的。況且咱們還研發(fā)了專屬軟件，利用加強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality）技術(shù)實(shí)時(shí)識(shí)別月表特征并表示關(guān)聯(lián)的天文知識(shí)。能夠說(shuō)全世界還原度最高、最有科普道理的月球模型。AstroReality月球模型在手，我滿足了么？無(wú)，日前月球模型還比較青年，材質(zhì)、涂裝都有非常多優(yōu)化的空間，配套的軟件亦比較基本，還有非常多不完善的地區(qū)。對(duì)我而言，這都不足完美。況且月球只是第1步，月球之后是火星，地球，冥王星以及其他非常多的星球，因此要做的事情還有非常多，要走的路還有很長(zhǎng)，這個(gè)夢(mèng)亦還能夠做得更瘋狂。

James的探月里程碑

2014年10月，3D打印月球，材質(zhì)全彩石膏，直徑15厘米。

2014年12月，透明 PU材質(zhì)翻模，手工上色，直徑10厘米。

2014年12月，熒光粉+透明 PU材質(zhì)翻模，手工上色，直徑10厘米。

2015年6月，石膏翻模嘗試，直徑12厘米。

2016年4月，月球模型原型。石膏翻模，水粉上色。直徑12厘米。

2016年6月，第1代月球模型。石膏翻模，丙烯上色。直徑12厘米。

2016年6月，第二代月球模型。PU材質(zhì)翻模，模型漆上色。直徑12厘米。

2017年2月，第三代月球模型。PU材質(zhì)翻模，仿古漆上色。直徑12厘米。

2017年3月，第四代月球模型。高清紋理，PU材質(zhì)翻模，仿古漆上色。直徑12厘米。

四世同堂，從2014年10月至2017年3月，制作的月球工藝已歷經(jīng)4代。

這應(yīng)該是日前最逼真的月球模型了。

日前有三個(gè)版本的月球，分別是月球爸爸(120mm)，月球媽媽(80mm)，月球?qū)殞?30mm)。

最后，每一個(gè)月球模型的制作和涂裝都觸及到匠人匠心的手工打磨，亦便是說(shuō)每一個(gè)月球模型都是獨(dú)一無(wú)二的。

帶AR黑科技的月球模型

配上AR黑科技，再搭配應(yīng)用程序“通曉”，讓月球模型秒變百科全書(shū)。

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