我的探月之路

 

这篇文案的作者叫雪夜公爵，博客@PapaJames，他是一位兴趣天文摄影，并善于绘画手工，以及编程的独立游戏制作人，并用三年时间开发了一款月球模型，3D打印+手工涂装+AR技术。

倘若你长时间关注他的话，慢慢地就会发掘，他是身边为数不多大神级的名人。

这款月球模型，开发了三年，一年深究打印，一年精挑材质，一年遍试涂装，尽力做到精益求精，以此向航天先驱们致敬。

每一个人心中都有一个天文梦，我的梦从2014年起起始变得疯狂。

一次偶然的机会，我在某天文论坛看见一位署名“路飞”的天文艺术家发布了一篇关于手工雕刻月球的帖子。足球大的油泥在路飞手里变成布满陨石坑的月球，熟知的月海近在咫尺，细节精致无比。我马上联系路飞，打算无论多少代价都要买一个他的月球模型。

路飞的月球照片（博客@池塘之底）

但我未能如愿，路飞的月球早已售罄，而下次雕刻计划遥遥无期，我的月球模型泡汤了。可这件事在我心里就像野草同样蔓延，让我总亦放不下。

转机出现在2014年夏天。

我当时正投身于火热的游戏行业，做的是一款太空题材的科幻游戏。一次我在我们3D主管身后暗中观察，发掘他正在用三维软件做游戏场景，内容正是环形山。

我瞬间脑洞大开。

接下来是一连串的科研，我先去NASA官网找到了月球的高程地图（一种用灰度来暗示地表高度的照片）：

月球高程图

而后把高程地图给我的3D主管，让他帮忙在软件里做了个三维月球模型；

三维月球模型

最后我去某宝寻觅3D打印商，并吃惊地发掘3D打印服务已相当成熟！因此我火速就下单打印了一月球，基于真实的地理数据，比路飞雕刻的月亮还要准确！

3D打印月球模型照片

月球在手，我以为我能够满足。但这个3D打印的月球远看能够，近看却是惨不忍睹：全部模型表面布满了打印层纹，有些小的月坑已然面目全非了。况且基于价格的思虑，这个球只能是做成空心的。因此打印商不得不在模型上开一个洞，用来回收被封在球身体部的原材料。细心的伴侣会发掘，此刻市面上所有的3D打印月球制品都不是全封闭的。

这些不完美的地区都是我所不可接受的。

进一步骤查之后，我对3D打印行业有了更完整的认识。其实倘若不需求打印颜色的话，是能够做到更高精度的。例如利用光固化原理的SLA和DLP打印技术，精度都能够到0.05毫米以内，而我当时选取的全彩石膏精度仅有0.1，还真的是不怎么样。 小心思虑后我又用SLA打印了一个树脂月球，与之前的石膏相比横纹几乎看不出来，但真的是一丁点颜色亦无。不外这点我倒是不太担心。由于我爱好拍月亮，亦画过不少，对月球上的特征还是很认识的。

我在纸上画的月球

于是我起始思考该用什么方式上色，我先后试了水彩、水粉、彩铅、油彩、马克笔、水性模型漆和油性模型漆。总的来讲，水性的问题在于着色欠好，颜料会在树脂表面滚成水珠；油性的问题却是着色太好，不方便于修改，况且有毒的有机溶剂挥发性很强，对健康有害；画油画的油彩有厚度，会盖住模型纹理；而硬笔涂装效果生硬，画不出过渡色。不外经过这番实验我认识到一个问题，我不可再在打印的树脂模型上直接画了。为了实验上色，我废掉了好几个打印件，浪费了不少钱。看来我必须要科研一下怎样复模。

虽然模型制造是我从未涉足的行业，但为了月球，多深的坑都能够入。要做的其实便是用硅胶做个模具，再用PU或石膏材料浇灌，那样月球模型就想要多少就有多少了！听起来好简单。

我采购了原材料和工具，看了非常多关联的视频教程，满怀自信心地起始操作。而后发掘翻模的坑真的是太深了：模具厚了浪费材料，薄了又容易变形；固化剂要放得刚才好，否则没法根据预期的效果凝固；搅拌硅胶时要速度均匀以避免产生气泡；选取分模线要留意地表特征，否则后期没法打磨；PU材料俗叫作AB水，味道巨大，不可在家操作；石膏材质流动性差，要实验多次才能够找到合适的比例和操作时长。就这么说吧，我先后翻了三个模具，用了十几千克的PU和石膏，最后一个成功的模型亦无做出来。我一气之下扔掉了所有的模具和材料，决定再亦不碰这些东西，月球的开发亦因此呢被搁置了好久。

我用石膏实验的模型

虽然这些实验没有成功，但我却亲手摸索了石膏与PU材质的特性，对后来第1代月球模型制品的材质选材至关重要。2015年下半年，我之前打印月球的那个帖子又在博客上被转起，这给了我很大的鼓舞，月球项目因此呢又重新起步了。这次我改变思路，到网上寻觅供给翻模服务的工厂，让专业的人去做专业的事。这般我便顺利得到了几个树脂模型和石膏模型，得以继续尝试区别材质上的涂装方法了。

透明树脂方法

荧光树脂方法

石膏方法

2016年初的这个石膏版月球模型受到非常多好评，我亦因此呢动心把它做成商品，让更加多天文兴趣者持有。针对月球模型来讲，量产的困难在于涂装，这亦是全世界模型制造业中最难的瓶颈。从2016年始终到此刻，我试遍了行业内几乎所有的涂装方法，始终在寻觅着这个问题的最佳答案。

涂装大致可分为两类，一类是制版，一类是无版。前者需要制作辅助上色的工具，目的是定位或套色，移印、模具喷漆都属于制版。后者是不需要制版，把图案直接或间接印刷到承印物上，例如转印和UV印刷机。下面便是我实验的有些总结。

喷油。喷油的原理是做一个遮挡物，将需要喷绘的区域露出来，其他地区遮住。这般喷出来的形状都是同样的，能够加速上色的过程。喷油这个方法在月球模型上效果欠好，首要是模具欠好做。我在一家供应商那里定做过一批半球形的塑料壳，打算套在球上画出图案，而后切割图案做模具。切割的工具我试过电钻、电烙铁和超声波刀。电钻钻下来有毛边，电烙铁的高温会把塑料烫软，超声波切割刀虽然无毛边亦不会产生高温，但要用刀稍许出环形山简直痛苦之极。好不易做了一套模具，又遇到了第二个问题，卡位。软塌塌的塑料壳基本没法固定形状，在喷漆的时候到处移动。我用夹子把它勉强固定好之后，又遇到过渡色的问题。由于喷漆喷出来的是一片死死的颜色，边缘像刀切的同样齐整，真的很难看。我实验了几个月，最终放弃了喷油。

喷漆的塑料壳

转印。转印最大的优良是涂装的高度还原性，由于图案能够直接印刷，保准和电脑中的一模同样。转印分水转印、冷转印和热转印，热转印依赖工具，对承印物形状的自由度不高，因此我只试过前两种。水转印是先将图案打印到一张转印纸上，刷光油，再把这张纸浸到水中，而后贴在球上，最后用软化剂固定。冷转印是先往球上刷转印液，而后把打印图案的转印纸用力压在球上，压制的时候不可有一点点移动。

你听一下这两个方法就晓得它们的操作难度有多大，更何况月球不是平面，需要切分成几十个细长的图案分别转印。为此我还写了一个根据瓜皮形状来切分贴图的程序，亦算是一种小收获。为了让冷转印时油墨能顺利地从纸上移到月球上，咱们做了非常多种尝试，乃至还试过糯米纸，但最后还是不成功，而后大众把糯米纸吃掉宣布转印的方法失败。除了水转和冷转，我还试过不干胶印纸，但看着球上一层亮亮的塑料膜总觉得哪里不对。

瓜皮图

移印。虽然是制版印刷，然则它的量产能力让我仰慕。其原理是先制成几个单色的色板，而后用移印机和胶头，把颜色一层一层套印在物体上。问题有几个，一是定位问题，月球模型表面有凹凸纹理，移印的时候必须图案和纹理严丝合缝。因为移印机一次只能印半个球，这种动来动去的状况下很难定位；第二个问题是，移印胶头是为了在平滑表面印刷而设计的，倘若强行往凹凸表面印刷会有印不上的状况；三是这种印刷开版花费很高，起订量亦很大，在综合思虑之后，果断放弃。

UV打印。uv打印机又叫作平板打印机或万能打印机，能够在5MM高度内的凹凸表面打印图案，日前手机壳印刷、瓷砖印刷非常多都是用 UV打印来实现的。然则月球不行，由于月球的直径有12厘米，表面高度差在5MM之内的圆形区域直径仅有不到3厘米。这般一月球需要打印30多次才可覆盖所有表面，并且每次都要在接缝处准确定位。这几乎是不可能完成的任务。

多轴印刷工具。日前行业内最高端的应该是传说中的多轴了。说实话我无试过，乃至都无见过，不晓得这种昂贵的设备能否用在我的月球模型上。但我试过一个叫作画蛋机的两轴机械安装 。画蛋机本来是为复活节画彩蛋用的，把鸡蛋固定在一个旋转轴上，而后一支画笔沿着另一轴运动，像经纬仪那样。但试过之后发掘，画蛋机的精度远远不可满足我的需要。不外我认为倘若将来有一天市面上有了一款适合月球模型的涂装自动化工具，那必定是基于画蛋机这般的原理。

画蛋机

因此绕了一大圈，最后上色方法还是回归到了手涂。亦许仅有手涂才可把制作者的匠心融入作品，亦许这便是为何模型界到此刻都无一种自动涂装的方法能够代替手涂的原由。

从2014年10月到2017年3月，月球模型经过一年的打印尝试，一年的材质摸索和一年的涂装实验，历经四代的进化，以AstroReality月球模型的身份面世。如今的月球模型，模种是0.016mm的打印精度，多道程序还原质感，翻模和上色的工艺都是最专业的。况且咱们还研发了专属软件，利用加强现实（Augmented Reality）技术实时识别月表特征并表示关联的天文知识。能够说全世界还原度最高、最有科普道理的月球模型。AstroReality月球模型在手，我满足了么？无，日前月球模型还比较青年，材质、涂装都有非常多优化的空间，配套的软件亦比较基本，还有非常多不完善的地区。对我而言，这都不足完美。况且月球只是第1步，月球之后是火星，地球，冥王星以及其他非常多的星球，因此要做的事情还有非常多，要走的路还有很长，这个梦亦还能够做得更疯狂。

James的探月里程碑

2014年10月，3D打印月球，材质全彩石膏，直径15厘米。

2014年12月，透明 PU材质翻模，手工上色，直径10厘米。

2014年12月，荧光粉+透明 PU材质翻模，手工上色，直径10厘米。

2015年6月，石膏翻模尝试，直径12厘米。

2016年4月，月球模型原型。石膏翻模，水粉上色。直径12厘米。

2016年6月，第1代月球模型。石膏翻模，丙烯上色。直径12厘米。

2016年6月，第二代月球模型。PU材质翻模，模型漆上色。直径12厘米。

2017年2月，第三代月球模型。PU材质翻模，仿古漆上色。直径12厘米。

2017年3月，第四代月球模型。高清纹理，PU材质翻模，仿古漆上色。直径12厘米。

四世同堂，从2014年10月至2017年3月，制作的月球工艺已历经4代。

这应该是日前最逼真的月球模型了。

日前有三个版本的月球，分别是月球爸爸(120mm)，月球妈妈(80mm)，月球宝宝(30mm)。

最后，每一个月球模型的制作和涂装都触及到匠人匠心的手工打磨，亦便是说每一个月球模型都是独一无二的。

带AR黑科技的月球模型

配上AR黑科技，再搭配应用程序“通晓”，让月球模型秒变百科全书。

行星模型AR软件“通晓”的下载位置

以下是一段演示视频

最后附上预售位置

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