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[SIGGRAPH 2026] 不蘸墨的毛笔,怎样保留落笔时的手感?

11-04

在投影构成的花鸟世界里,画出的河流可以流动,树枝上的鸟也可以飞起来。可握笔的人仍会察觉一个很具体的差别:笔尖没有墨,干燥的毛会散开,压下去的感觉也变了。画面可以模拟水墨,手里的工具却未必能接住这份真实感。

发表于 SIGGRAPH 2026 Posters 的《Brushes for XR Experiences》,把注意力放在这处容易被视觉效果掩盖的细节上。研究用硅胶制作笔尖、用 PLA 制作笔杆,尝试让无需蘸取颜料的交互毛笔,接近真实毛笔含有颜料时的触感。它讨论的是 XR 工具的材料与形状设计。

把含着颜料的笔尖,变成可以重复使用的形状

这个问题来自作者此前的展览实践。在书法交互系统中,真实毛笔因为不蘸墨而失去了聚拢的笔锋;后来使用过的海绵笔尖虽然能模拟含颜料的外形,却在反复体验中磨损,需要多次更换。对展览来说,工具既要有合适的手感,也要经得住持续使用。

研究先把真实毛笔整理成含有颜料时的形态,再通过三维扫描与建模获得笔尖模型。耐热塑料模具由三维打印制作,随后浇注硅胶,得到外形固定、仍可以弯曲的笔尖。笔杆也参考真实毛笔的粗细与长度建模,再以 PLA 打印。

论文图 1:四种硅胶笔尖与 PLA 笔杆。不同笔形用于不同绘画任务,形状与材料硬度共同影响弯曲表现。

作者制作了四种笔形,分别用于描绘河流、樱花树枝、石头和天空。这里的差异不只是笔尖宽窄:细长笔锋与厚实平头,在受到同样压力时,本来就会出现不同的弯曲方式。研究同时选择两种硬度不同的硅胶,SLJ3266 相对柔软,M8012 为中等硬度,让材料与笔形共同参与比较。

同一种硅胶,放进不同笔形就有不同表现

十五名设计与建筑学部学生参加了实验。他们用两种硬度的四类毛笔体验花鸟画系统,笔形与硬度的顺序经过随机化。毛笔安装追踪器,绘画动作会带来场景变化,或让所画对象开始运动。触觉来自实体笔尖,视觉变化则由系统生成,两者在一次动作中相遇。

论文图 2:花鸟画体验系统的使用场景。实体毛笔安装追踪器,绘画动作驱动场景变化;这张图不是触觉测量结果。

每完成一种笔形,参与者分别评价两件事:它有多接近含有颜料的毛笔,以及绘画体验有多好。两项都使用五点量表,并要求说明理由。这个区分很重要:好画不必然意味着像真笔,像真笔也不一定让所有任务都更舒服。

细长的面相笔在较硬的 M8012 下获得更高评价。绘画体验的中位数由三分变成四分,论文报告了显著差异;触感接近程度虽然也从三分变成四分,但没有相同的显著性结论。另一种细长笔形付立笔也倾向于获得较高评价,不过绘画体验的差异未达显著水平。

论文图 3:面相笔的两项主观评分。右侧绘画体验在 M8012 下显著较高;左侧触感接近度不能据同样趋势写成显著差异。

平笔呈现另一种情况:两种材料的触感接近程度中位数都是三分。宽而厚的笔尖,即便换成相对柔软的硅胶,仍可能显得太硬。刷笔则在两种材料下都获得较好的绘画体验,较软材料的绘画体验中位数为五分。研究没有显示一种硬度全面胜过另一种。

论文图 5:平笔的触感接近度与绘画体验分布。两种材料的触感中位数均为三分,宽厚笔尖的支撑与柔顺仍需调整。

要调的不是一个“软硬参数”

作者据此提出,笔尖的柔顺性由材料硬度与几何形状共同决定。细长笔尖使用过软材料时可能缺乏支撑,较硬的材料反而更接近适当的弯曲;宽厚笔尖则可能需要比本研究更软的材料。这让触感设计成为一个具体的匹配问题:哪种材料,适合哪种笔形和动作?

低评分理由还包括硅胶特有的回弹、摩擦产生的声音,以及偏硬的感受。这些反馈说明,即使外形接近,硅胶也不会自动变成真正的毛。落笔时的声音和回弹同样会影响人对工具的判断。

证据也有明确范围。实验只有十五名学生,评价主要依赖主观评分;论文没有提供专业书画创作者的独立结果,也没有报告长期磨耗测试。虽然耐用性是选择硅胶的重要动机,目前还不能据此给出它比海绵多耐用多少的结论。研究支持的是若干笔形与材料组合的可行性。

为什么值得关注

这项研究提醒我们,沉浸感有时藏在手里。一个画面再丰富的 XR 系统,只要接触工具的反馈不合适,用户仍会感到动作与结果之间有缝隙。把实体材料、笔尖结构和数字内容一起设计,可能比单独增加画面细节更切中这个问题。

对于交互装置与数字艺术展览,值得借鉴的是这种从实际磨损与使用感受出发的迭代路径。硅胶笔尖提供了一种可继续改进的方案,而接下来的验证需要同时覆盖触感、专业使用与长期维护,让“体验起来不错”进一步成为可以持续使用的工具。

资料来源

论文:Brushes for XR Experiences;

作者:Kei Kobayashi, Kazuma Nagata;

会议:Special Interest Group on Computer Graphics and Interactive Techniques Conference Posters (SIGGRAPH Posters ’26), July 19–23, 2026, Los Angeles, CA, USA;

DOI:https://doi.org/10.1145/3799825.3818691

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