关于乐高积木马赛克，你想知道的所有知识都在这儿！（上）

今天，我们很高兴分享来自Deep Shen（又名Deepak Shenoy）的一篇深度文章，他是一位兼备知识和创新精神的乐高积木建造者。

本文摘自Deep Shen最新出版的书籍《乐高积木建造者手册》——这是一本全面的乐高积木指南，书中深入探讨了乐高积木建造的核心技巧。

由于篇幅限制的原因，此篇文章将分为上、下两节，今天文章的内容是带大家熟悉理论知识和介绍乐高积木马赛克的所有类型：

马赛克

马赛克是一种历史悠久的传统艺术形式，可以追溯到很久之前的古代，人们常通过排列小块彩色瓷砖、石块、玻璃片或其他材料的方式来描绘图像或图案。

作为一种由小块彩色积木组成的拼搭系统，乐高积木自然成为了制作马赛克的理想媒介。

通过将砖块、板块、光板或其他积木按网格排列就能形成二维图像，设计乐高积木马赛克成为乐高积木爱好者非常喜欢的一种创作方式。

在本文中，我们将探讨不同类型的乐高积木马赛克，并讨论制作过程中的各个步骤。

将计算机程序用于设计乐高积木马赛克对我们的创作十分有用，掌握这些程序的使用方法可以帮助你更好地利用工具创造出逼真的乐高作品。

从图像到马赛克

大多数乐高积木马赛克的制作起点是一个简明扼要的图像——照片或一幅画，然后要找到一种方法将图像的内容转化为一个由不同颜色的乐高积木组成的网格。

在早期乐高积木马赛克制作时，这一步骤必须由手工完成：建造者可能会将图像划分为网格，并为每个网格单元选择最合适的乐高积木颜色。由于这些步骤需要非常细致的计算和规划，爱好者们制作出来的马赛克作品经常受到尺寸和复杂度的限制。

近年来，数字图像和现代计算机的出现使得建造者们能够轻松地将所有图像转化为复杂的乐高积木马赛克。

要了解如何使用软件帮助我们制作乐高积木马赛克，我们需要先理解数字图像文件（例如JPEG、PNG或BMP文件）中的数据是如何组织的。

图像本质上是一个二维的方形像素网格（像素是“picture elements”图片元素的缩写），每个像素都有一个特定的颜色。

当这些像素足够多时，它们会在我们的大脑中融合在一起，产生流畅图像的错觉，呈现出光线、阴影、形状、颜色和纹理，仿佛我们在现实世界中看到的景象。

放大数字图像可以发现它是如何由方形像素组成的，每个像素都有自己的颜色

仔细想一想，数字图像本身就可以看作是一种马赛克——它那微小的彩色像素相当于古代艺术家用来组成复杂图案的小石块或瓷砖。

数字图像中的像素网格也可以类比为乐高积木系统中规则的方形螺柱网格。

我们可能会觉得，只需将图像中的每个像素映射到一个单独的1×1乐高砖块或板块并选择合适的颜色，就能轻松创建一个乐高积木马赛克。

但遗憾的是，这并没有那么简单。实际上，一个乐高积木马赛克充其量只能是原始图像的粗略近似。

造成这种情况的原因有两个：图像的分辨率和颜色深度。

分辨率

分辨率是数字图像中捕捉细节的程度，它与图像包含的像素数量成正比：图像的像素越多，它能捕捉的细节就越多。

数字图像通常具有足够高的分辨率，以至于我们无法看到组成图像的单个像素（除非你使用像Photoshop这样的照片编辑器将图像完全放大）。相对于整个数字图像，单个像素的大小远小于相对于整个马赛克的单个瓷砖的大小。

考虑到我们能够用来表示每个像素的最小元素是1×1砖块或板块（其占地面积为0.8×0.8厘米），最终我们得到的乐高积木马赛克至少会是 27×20 英尺（约8.2×6米）！

降低分辨率的示例

在我们使用乐高积木表示图像之前，通常需要先对源图像进行缩小处理。

例如，如果我们将一张1024×768像素的图像按1/8的比例缩小，我们将得到一个128×96像素的图像。这样，最终得到的乐高积木马赛克就会变成一个相对较大的（但更易管理的）作品，尺寸为40×30英寸（约101×76厘米）。

然而，缩小过程会导致图像中细节的准确性较降低，所以一个乐高积木马赛克的细节往往不如原图丰富。

此外，缩小后的图像会导致图像的连贯性降低，因为马赛克中像素不再那么融合，单个“像素”会变得更加显眼和突兀。这也是为什么大多数乐高马赛克在近距离观看时效果不佳的原因。你需要退后几步才能看到预期的效果。（就像近视者摘下眼镜）

颜色深度

颜色深度是数字图像能够表示的最大颜色数。

为了更好地理解图像的颜色深度如何影响相应的乐高积木马赛克，我们需要了解一下图像文件格式的基本原理。

在后台，图像文件不过是一大堆数字，每个数字提供有关图像中某个像素的信息。在典型的彩色图像中，每个像素由三个8位二进制数字表示，每个数字对应三种基本颜色中的一种——红色、绿色和蓝色（RGB）。

通过正确的比例组合这三种基本颜色，就能够表现出更多的颜色。

每个二进制位（bit）可以有两个值（0或1），因此8位可以表示2^8 = 256 个值（从0到255），这表示每种基本颜色的强度范围。将三种颜色的强度结合起来，我们总共可以表示256 × 256 × 256 = 1,670 万种可能的组合，每一种组合代表一个独特的颜色。

改变颜色深度的示例

乐高积木有限的颜色调色板限制了马赛克的图像类型，比如灰度图像，或者那些依赖于少数颜色微妙变化的图像，这些类型的图像往往难以有效地转化为乐高积木马赛克。

相比之下，乐高积木推出的一套针对AFOL设计的官方马赛克套装——著名的玛丽莲·梦露（Marilyn Monroe）丝网印刷作品的再现，正好证明了这一点。

沃霍尔的波普艺术风格采用了简化的色调，并没有细腻的色彩渐变，这正适合乐高积木马赛克的低分辨率和低颜色深度特点。

尽管AFOL长期以来一直在制作乐高积木马赛克，但乐高集团直到2020年才首次正式涉足马赛克艺术。

当时，公司推出了一个名为乐高艺术的新主题。与包含各种乐高积木元素的典型套装不同，这个新主题下发布的套装主要由大量1×1的圆颗粒或光面板组成，且这些圆颗粒和光面板具有多种颜色。

钢铁侠

根据提供的说明将这些1×1积木按照特定的排列方式拼接后便能够呈现出人物的2D肖像。这些肖像包括玛丽莲·梦露（Marilyn Monroe）、披头士乐队（The Beatles）、Iron Man（钢铁侠）和达斯·维达（Darth Vader）等经典偶像。

披头士乐队

乐高艺术系列套件还包括16×16的科技砖（#65803）可用作底板。虽然这些砖块比标准的乐高底板更厚，但可以通过机械销将它们轻松连接在一起，从而形成一个宽大而平整的表面用于固定1×1的小零件。

技术砖16 x 16 x 1 1/3 带孔

乐高马赛克的类型

乐高马赛克通常根据所使用乐高积木元素的朝向来分类，主要有 螺柱朝外（studs-out） 和 螺柱朝上（studs-up）两种类型。

我们将分别介绍这两种类型，以及 透镜式马赛克（lenticular mosaics），这是一种基于螺柱朝外马赛克的变体，它将两张独立的图像结合成一幅单一的马赛克。

螺柱朝外（Studs-Out）马赛克是最常见的乐高积木马赛克类型。它们通过将乐高积木按螺柱朝外的方式固定在积木底板上来创建。

在这种类型的马赛克中，来自原始图像缩小版的每个像素都由一个1×1的乐高砖块或板块来表示，而这种1×1元素恰好具有方形的占地面积，就像数字图像中的像素一样。

使用常规砖块或板块的一个优势是，它们可以根据马赛克的设计图案合并成更大的拼块，从而减少整体的零件数量。

例如，如果相邻的两个像素具有相同的颜色，可以使用一个1×2的乐高积木元素来代替两个1×1的元素。

但是有些乐高马赛克设计师不喜欢使用“块状像素”（blocky pixels）来展现图像，而更倾向于使用1×1圆形颗粒或光面板（如乐高积木Art系列中的做法），但是这会导致零件数量大幅增加。

螺柱朝上（Studs-Up）马赛克是由多个相邻的砖块或板块列组成，每列砖块或板块的螺柱朝上堆叠而成。与螺柱朝外的马赛克不同，设计效果是通过从侧面观看马赛克来呈现，而不是从顶部观看。

螺柱朝上马赛克可以在相同的整体尺寸下捕捉更多细节。

使用乐高积木板块建造的螺柱朝上（Studs-Up）马赛克可以在相同的整体尺寸下实现更高的清晰度，从而能够在相同的空间内容纳更多细节。这是因为板块的厚度只有普通砖块的2.5倍，使得垂直方向的分辨率得到提升。

螺柱朝上（Studs-Up）技术的一个缺点是，马赛克中的“光面板”是矩形的，因此它们不能与原始图像中的正方形像素完美对接。

实际上，螺柱朝上的马赛克也更具挑战性，因为它是通过一层层地堆叠板块来构建的，而不是像螺柱朝外那样将元素直接固定在一个基底板上。

螺柱朝上（Studs-Up）马赛克的主要单元通常是1×1板块，通过将相同颜色的零件组合成更长的板块，可以优化零件数量（例如将颜色相同的长板块组合成一个较大的单元）。但问题是，就算将这些板块拼接起来也会有很多长的垂直接缝，这可能导致稳定性不好。

解决这个问题的最佳方法是将马赛克做成2个螺柱深，并在每一层之间交替板块的方向。在奇数层中使用2个螺柱深的板块，而在偶数层中则使用两排1个螺柱深的板块——前排保持马赛克的图案，后排（隐藏部分）使用更长的板块将所有元素固定在一起。

虽然螺柱朝上（Studs-Up）马赛克通常使用板块构建，但有些人更倾向于只使用小砖块。这样做会导致拼起来的图像不是完全的正方形（因为1×1的 乐高积木砖块比宽度稍高）。如果使用砖块而不是板块，螺柱朝上的马赛克分辨率实际上会稍微低于同等尺寸的螺柱朝外（Studs-Out）马赛克。

透镜（光栅）马赛克中的图像会随着观看角度的变化而变化。这种类型的马赛克受到16世纪发明——类似于光栅立体印刷技术的 Tabula scalata 的启发，在这种技术中，两幅图像被分割成垂直条带，并打印在折叠表面的不同面上，从而使得从一个角度观看时看到一幅图像，而从另一个角度则看到另一幅图像。

Tabula scalata

2010年，Chris Doyle 想出了一个点子——用乐高积木重现这种效果，他使用了 1×1的奶酪砖（#54200）。他将这些奶酪砖放置在交替的列中，使坡面朝向相反的两个方向（左向与右向）。

这样就形成了一个之字形的折叠表面，类似于传统的tabula scalata，并且使得两幅不同的图像能够合成到一个乐高积木马赛克中——幅来自左向坡块的颜色，另一幅来自右向坡块的颜色。

透镜状马赛克截面的特写

 3D立体卡片放大

这张图展示了一个透镜马赛克的示例，包含了两幅不同的图像，可以根据观察角度的不同而看到不同的图像。

从两个角度观看的透镜状马赛克

透镜马赛克的构建方式与螺柱朝外（studs-out）马赛克类似，可以将奶酪坡块（cheese slope pieces）附着在一个或多个底板（baseplates）或16×16的技术砖上。如果同一列中的两个相邻的1×1奶酪砖颜色相同，可以用一个1×2的斜面砖（#85984）替换它们来减少零件数量。

光栅卡

其他类型的马赛克

还有几种其他类型的乐高积木马赛克是使用一种或多种特定类型的乐高积木零件制作的。这些马赛克通常表现为抽象图案（几何图形或其他形式），而不是更具细节的图像，如画作或照片。它们通常是手工制作的，而不是使用软件制作的（除了3D马赛克，后者可能会使用软件创建的2D设计作为起点）。