計算機數(shù)碼手繪設計素描研究與課堂教學實踐——以圖形圖像設計專業(yè)設計素描課堂教學改革為例

姚英華

(河北科技師范學院，河北秦皇島，066004)

設計素描起源于西方產品、建筑等方面的繪圖應用［1］。1919年德國包豪斯學校開創(chuàng)了設計素描教學，引入我國大體在20世紀80年代，90年代開始在設計類教學體系廣泛學習。多年來，在我國設計素描沒有本質的改革，依然保持著傳入時的理論體系、基本技法、訓練體系原貌。設計素描具有時代性，重在創(chuàng)意，以透視和結構觀察從客觀具象形態(tài)中再現(xiàn)形式美感。畫面用樸素的單色素描形式表現(xiàn)，展現(xiàn)三維空間觀念、形體的內部結構，遵循嚴格的比例和明確的透視規(guī)律，用新的視覺傳達造型藝術手法，訓練、設計、構思、繪制作品的能力［2］。設計素描通過各種觀察研究，加上大量的變化練習，讓學生有一定認知水平和表現(xiàn)能力的基礎上，從而創(chuàng)造出新的事物，并給事物以美感的表現(xiàn)。歐洲設計素描體系比我國發(fā)展迅速，參考國外設計素描教材、教師教案、教學錄相等，觀念貼近時代發(fā)展需求，與之相關的專業(yè)都具有適應自身專業(yè)特色的設計素描，教材基本上在3年內就會出現(xiàn)翻新。

當前，計算機技術應用廣泛，計算機設計、動漫、平面設計、三維設計、網(wǎng)站設計等這些與美術學有聯(lián)系、以計算機應用為核心的專業(yè)，在社會需求下大量涌現(xiàn)，查看一些大學的招生簡章，90%的學校擁有相同或類似專業(yè)。這些專業(yè)無論是否高考時學生加試過美術，大學入學后，都開設有設計素描這一基礎課，與前些年只有美術專業(yè)才學素描的狀況相比，現(xiàn)在參加學習的人數(shù)增加了，范圍擴大了。設計素描在不同專業(yè)中作為專業(yè)必修課，教學要求、學習目標雖然不相同，但基礎教學占有很大課時比重，各個學校都不放松只有加強。

1 傳統(tǒng)設計素描教學存在的問題

大學以計算機為基礎的設計類專業(yè)開設設計素描是為了加強學生觀察力、手繪造型能力和欣賞水平，這是設計素描作為基礎課的必然選擇?？疾煲杂嬎銠C操作為基礎的設計類專業(yè)素描課堂教學，與多所大學授課教師、學生座談，發(fā)現(xiàn)有以下突出的廣泛性問題。

1．1 學生心理準備不足厭學素描

多數(shù)計算機設計專業(yè)招收前并不考察學生美術基礎，沒有美術加試，所以學生入學后要補上素描基礎。多數(shù)設計素描是在大學第一學期開課，學生要買紙、筆、畫板等基本繪畫用品，由于美術基礎薄弱，花了錢、費了力，卻畫不出象樣的作品，學習的興趣和信心受到打擊。素描課和計算機類實踐課相比，學生精力投入少，學習興趣不濃，有些學生在畫室里坐不住，學生出現(xiàn)厭學素描的現(xiàn)象。

1．2 對素描的功能和作用認識不足

很多年輕人認為以計算機操作為主的設計學科不需要學素描，認為用計算機設計靠的是軟件，只要熟練掌握象Photoshop，3d MAX等設計軟件就可以了，這樣的認識是不正確的。究其原因是素描專業(yè)教師很少專研計算機上畫素描，學生基本也沒見過在計算機上畫素描的范例，素描教學和設計相關學科產生了隔閡。素描是一個基礎訓練體系，他是一切繪畫觀察造型的基礎，從培養(yǎng)觀察能力和繪畫方法入手，訓練從無到有的繪畫表現(xiàn)技術?，F(xiàn)在學設計的學生作設計課題時，總是先從網(wǎng)上下載一大堆圖片資料，別人的圖片進行堆疊、刪改來完成自已的作品，這是一種沒有繪畫原創(chuàng)能力的表現(xiàn)。設計決不是改改別人的圖片這么簡單，只有學好素描才有潛力向高、深、復雜的設計領域進軍。

1．3 紙筆手繪素描技術難在計算機上移植轉化

做計算機設計的人要在計算機上完成作品，而紙筆素描技法訓練后，鉛筆排線技術、用線表現(xiàn)造型的方法，不能快速實現(xiàn)在計算機上轉化應用，紙上的繪畫作品也不能直接移植到計算機上，相關難題使得學素描和學計算機設計無關的錯誤論調高漲。

2 設計素描教學改革的理論依據(jù)

2．1 計算機技術的發(fā)展讓數(shù)碼手繪素描成為現(xiàn)實

計算機強大的輔助功能，讓計算機成為設計領域的常規(guī)工具。前幾年曾有人試用鼠標為基本輸入工具畫素描，實現(xiàn)過程復雜;也有人以軟件處理圖像的方法畫素描，雖然圖像類似素描，但實現(xiàn)不了手繪素描的基本練習過程，數(shù)位板的出現(xiàn)才真正實現(xiàn)了素描從紙面走到計算機上。數(shù)位板是近兩年科技發(fā)展的新產物，新型的數(shù)位板價格低，速度、分辯率、灰度級等完全可以實現(xiàn)素描排線繪畫的本質要求。

2．2 數(shù)碼設計素描改變的是介質不變的是理論

計算機做為工具和紙筆是一樣的，我們用計算機畫素描改變的是繪畫介質，不變的是繪畫理論。將素描的繪畫透視理論、繪畫技術、五調子空間表現(xiàn)方法，用計算機這一現(xiàn)代化工具來表現(xiàn)，更能體現(xiàn)傳統(tǒng)與科技的結合。其實圖像畫在哪里，只是采用介質不同，是否方便易用才是人們要重點考慮的問題。計算機設計人員的工作基本在計算上完成，手繪練習完成后，依然要到計算機上進行繪畫，這里出現(xiàn)兩種空間、概念和技術實現(xiàn)上的轉換，如果直接在計算機上完成，能提高學習效率，直接為計算機設計人員在計算機上完成其他設計工作提供理念支持和可靠技術保障。

2．3 社會的發(fā)展急需素描技術改良

任何事物都是根據(jù)社會的需求應運而生的，當前計算機繪畫需求量大，如果永遠固守傳統(tǒng)紙筆素描，顯然不能完全滿足當前計算機繪畫的要求。數(shù)碼素描技術，適應時代的發(fā)展需求，手繪素描直接在計算機上完成，解決了學生學習設計的基礎課能全部在計算機上實現(xiàn)，素描搬上計算機，對計算機繪畫的原創(chuàng)性具有強有力的推動作作用，技術得到改良和提高，在計算機上直接可以起稿、刻畫、創(chuàng)作等，這是人類實踐領域的新的拓展。

3 手繪數(shù)碼設計素描課堂教學的改革

通過考察各個學校素描教學，結合兩年來運用計算機手繪數(shù)碼設計素描的教學經驗，經過和校內外專家認真分析調研，與學生座談等。提出了河北科技師范學院計算機圖形圖像設計專業(yè)設計素描課堂教學，由紙筆為介質改為以計算機數(shù)位板為介質繪畫，實現(xiàn)了手繪計算機數(shù)碼設計素描的教學改革。

3．1 手繪數(shù)碼設計素描所需硬件和軟件

數(shù)碼設計素描需要的硬件是計算機和數(shù)位板。計算機配置，能運行一般設計軟件的普通機房計算機都可應用，建議CPU 2．0以上，獨立顯卡，顯存512 M以上，內存1 G以上。配置高、速度快的計算機，繪畫時沒有停頓處理等待現(xiàn)象，手繪感覺更加自然。數(shù)位板配置，要求灰度級1024以上，繪畫板面有效尺寸不小于12×9英寸。實踐中體會到，數(shù)位板板面越大、灰度級越高，數(shù)碼手繪和紙筆繪畫的區(qū)別越小，訓練也越容易。筆是數(shù)位板專用的，筆桿要簡潔，類似鉛筆外型的筆利于素描技法的發(fā)揮(圖1)。

軟件是畫數(shù)碼設計素描的必備品。對比多種應用軟件，發(fā)現(xiàn)Painter是數(shù)碼素描手繪較適合的軟件［3］。Painter軟件工具仿真度高，畫筆工具中的“2B鉛筆”、“仿真2B鉛筆”畫數(shù)碼素描非常接近真實的紙筆素描筆調(圖2)。軟件界面操作簡單，不用專門講解軟件操作，可以直接開展素描繪畫。

圖1 數(shù)位板和計算機屏幕的對應關系與手繪示意圖

圖2 Painter軟件基本界面布局

3．2 計算機數(shù)碼素描手繪技法的實踐總結

根據(jù)傳統(tǒng)紙筆畫素描的理論，結合數(shù)碼設計素描的獨特繪畫技術，實踐中總結了以下基本技法，掌握后可以順利地實現(xiàn)數(shù)碼設計素描的繪制。

明度在素描中是拉開空間立體關系的主要技術，數(shù)位板的灰度級如果是1024級，說明不同力度下，使用同一個色彩，可以產生1024種明度的變化過程，黑白灰關系完全可以滿足素描在二維畫面中表現(xiàn)三維立體空間的需求［4］。圖3為素描排線由輕到重的排列，形成了明度的漸次變化，是素描排線練習的重點。排線時，線不要太粗，一般用1～2像素之間的細線，排列的線條粗細均勻、用力適中、形成平滑的明度漸變［5］。

圖3 線由輕到重排列形成由高到低的明度漸變

3．2．1 素描排線手繪技術 用單色線繪畫是素描表現(xiàn)技法的本質，紙筆畫素描技法研究深入，實踐中直接將紙筆繪畫技法、經驗移植到數(shù)位板上。數(shù)碼素描執(zhí)筆方法靈活，數(shù)位板板面大，和紙筆素描一樣橫握筆方便，板面小，或是畫細節(jié)時，常規(guī)寫字握筆方法方便。數(shù)位板板面可平放也可和木質畫板一樣豎向斜放。技術上要求眼睛要看屏幕，不看數(shù)位板，筆的運動要靠感覺找位置。

(1)正確的排線方法 線的畫法要體會手、腕、肘的運動對線條的影響，起筆輕，中間重，收筆輕，整個動作一氣呵成，形成兩頭虛中間實的線。這樣的線容易銜接，也容易把握整體的效果。素描排線要均勻，整齊。在明暗素描“五調子”表現(xiàn)時，線條方向一致，一層一層加深，疏密勻稱，切忌亂涂(圖4～圖7)。要根據(jù)需要形成輕重、濃淡、疏密的關系，讓線條在平穩(wěn)、自然、有序、順暢中輕松的展現(xiàn)素描明暗關系［6］。

圖4 線條排列稀

圖5 線條排列密

圖6 排線交織重疊方法

圖7 線成組排列形成不規(guī)則的面

(2)初學者排線時注意的問題 畫線不直，有明顯的角度彎曲，產生鉤線(圖8)。排線間來回帶筆，產生“Z”形線(圖9)。兩組排線明顯形成“井”字形交織結構(圖10)。線成組排列散亂，畫面明度過度不均勻(圖11)。排線不是直線，形成散亂曲線纏繞(圖12)。以上幾種形式對于初學者來說，不易把握排線肌理結構，在畫面上處理不好，畫面形成亂、臟的現(xiàn)象，物像立體空間感和質感較差。

圖8 帶鉤線

圖9 “Z”形線

圖10 “井”字形交織

圖11 線組銜接過度不均勻

圖12 線條散亂交織

圖13 用壘垛點畫法表現(xiàn)立體空間關系

3．2．2 明暗素描繪畫技術 筆在數(shù)位板上點，輕重不同，會產生不同深淺的點，采用壘、垛點的方式，形成不同明暗層次畫面(圖13)。用點慢慢點出物體的輪廓，用色深、密集的點表現(xiàn)物體的暗部和陰影，用色淺、稀疏的點表現(xiàn)高光和亮部，形成不同明度的塊面過度，產生立體空間感。這種畫法類似西方文藝復興時期點彩派作畫方法，用點表現(xiàn)光影和立體關系、肌理結構，畫面細致、生動、新穎，視覺空間感強。

3．2．3 圖層技術在素描中的應用 計算機設計軟件中的圖層技術，具有很強的表現(xiàn)力，既然在計算機上繪畫，圖層就應被充分應用，數(shù)碼設計素描手繪主要有以下三類圖層應用技法。

(1)圖層增加法 在起稿、上調子過程中，可以新建圖層，不同步聚畫在不同圖層上，通過修改不同圖層，實現(xiàn)整個畫面的修改、調整。不同圖層間不會干擾，方便深入修改畫面細節(jié)。當感覺素描某一圖層調子輕時，可以用復制圖層方法，多層相疊實現(xiàn)線條塊面加深，畫面色調加重。

(2)不透明度法 可以利用不透明度改變畫面的色調明度，在Painter中，不透明度選項值為0～100范圍，數(shù)值趨小，圖層透明程度加大，圖層畫面明度升高。有時畫排線過重，畫面顯黑，透明度降低，明度升高，畫面整體視覺變亮。初學素描時，可以引入一張原作臨摹，調整不透明度，讓圖層很淺，方便參照造型起稿。

(3)復制調子法 畫明暗素描時，在透明的圖層中畫好一組調子線條，用選區(qū)復制的方法實現(xiàn)快速重復基本一致的調子，線條可以不再一筆筆的重復畫，在要求不嚴格時，這種方法可加快做畫速度。

3．2．4 色彩和筆的應用技巧 素描一般只用黑色，黑色在拾色器上不能直接用純黑，而選擇具有一定灰度的深黑色，繪畫時，手繪板用筆和板面摩擦，輕重、速度不同，表現(xiàn)不同的線型。同紙上用筆畫素描一樣，用力畫線粗而深，輕畫線細而輕。

計算機具有多種色彩體系，用單色畫素描方便，選色也應象黑色一樣，不能選擇純度值最高的色彩，否則灰度級表現(xiàn)不充分，畫面質感生硬。

有一種手繪建筑類效果圖的方法，以素描線條構建立體結構關系，用素描排線表現(xiàn)出大體明暗關系，然后建立Painter的水彩圖層，慢慢渲染畫面，讓不同景物顯示出淡淡的固有色。因為畫面主要靠素描的線條表現(xiàn)立體關系，我們將這種繪畫方法繪制的畫稱為“素描淡彩畫”。這種畫常用于手繪裝璜效果圖、園藝設計效果圖等，速度快，表現(xiàn)力強，用量大。

用筆一般選擇“鉛筆”，類型用“2B鉛筆”或“仿真2B鉛筆”，筆尖粗細一般在1～2像素間。筆畫太粗素描質感差，筆畫細筆觸輕，要重復多遍才有效果。如果想模擬碳精條繪畫的風格，可用10～20像素的鉛筆，筆調粗獷豪放，藝術效果強烈。

圖14 小網(wǎng)格紙畫面風格

3．2．5 不同紙面選擇 在Painter軟件中有不同的線面選擇，畫素描時選擇的紙面紋理不同，也會產生不同的畫面風格，對畫素描有一定影響。通常選擇基本紙張，為表現(xiàn)不同效果需求，也可選擇其他紙面類型。圖14為“小網(wǎng)格紙”紙面的繪畫效果。

4 數(shù)碼設計素描課堂實踐改革成效對比分析

河北科技師范學院有計算機圖形圖像設計專業(yè)，為新增專業(yè)，現(xiàn)有兩屆學生，具有統(tǒng)一的培養(yǎng)方案、教材、大綱，同樣的教師，采用班級授課完成教學任務。兩班學生均無人參加高考美術加試，沒有美術基礎。2010級26人，為對照班，課堂教學和練習采用傳統(tǒng)紙筆方式學習設計素描。2011級26人，為實驗班，課堂教學和學生實踐練習改革為數(shù)位板手繪數(shù)碼設計素描。運用統(tǒng)計軟件 Microsoft Excel 2003，SPSS Statistics17．0，Base SAS9．2 對實驗班和對照班提取數(shù)據(jù)，進行算法分析處理［7］。

3．3 學習興趣方面問卷對照分析

開課前和結課后座談問卷調查，問卷采用利克特量表型數(shù)據(jù)［8］。2010級對照班，2011年3月1日開課前座談問卷，2011年7月3日結課后座談問卷。2011級實驗班2011年9月18日開課前座談問卷，2012年1月2日結課后座談問卷。得到的數(shù)據(jù)T檢驗分析見表1。T檢驗證明，開課前兩班在興趣、學好期望程度方面是基本是一致的，結課后實驗班興趣、學好期望程度高于對照班。新技術的采用，學生學習興趣的提高，在此驅動下，學生上課專注程度增強，課外自主學習時間增加。準備畢業(yè)匯報項目實驗班與課程相關程度明顯提高，說明學生掌握和運用素描技能增強。

3．4 學生課業(yè)掌握程度的對照分析

學生成績在能基本反映出學生學習的效果，對照班和實驗班學生作業(yè)授課教師為同一人，成績評定方法和標準相同。兩班成績通過T檢驗分析，結果在1%的水平下是顯著的［9］，證明實驗班在幾項基本考核項目中，各指標均優(yōu)于對照班。

3．5 學生評教結果對照分析

以學生為本是做好教學工作的首要原則，學生結課后評教，能很好地反映學生對教師實施課堂教學過程中教師的教學態(tài)度、方法、效果等方面的認可程度。表3體現(xiàn)了實驗班在教師教學態(tài)度一致的情況下，采用數(shù)板手繪設計素描，適應專業(yè)需求。

4 結論與建議

4．1 結論

開展數(shù)碼手繪設計素描課堂教學，是對傳統(tǒng)素描課堂教學方式的一次革新，成為傳統(tǒng)課程體系課改的突破點。數(shù)位板手繪是剛起步的繪畫方法，用先進的設備武裝傳統(tǒng)課堂教學，讓傳統(tǒng)課程的和現(xiàn)代科技發(fā)展同步，實現(xiàn)了計算機和美術的直接深度對接。由數(shù)位板直接手繪素描，從根本上解決了計算機專業(yè)學生在紙繪練習完成后，依然不會計算機繪圖的最大弊病。直接在計算機上學習素描繪畫，思維一貫，技術完整。畫在計算機上的圖像為數(shù)字圖像，解決了紙筆手繪畫稿與數(shù)碼圖像的轉換問題。數(shù)碼設計素描學生容易掌握，提高了學生學習興趣，學生素質得到提升。

4．2 建議

數(shù)碼設計素描課程主旨含義的要充分把握，計算機數(shù)碼設計素描改變的是繪畫介質，不變的是素描體理論體系。畫在什么介質上面不是重點，關鍵還應放在技術技巧的掌握和有一定難度畫面的深入刻畫，引導學生不要掉入學軟件的誤區(qū)。

靜物觀察寫生繪畫是素描特色，學生必須面對靜物反復觀察，計算機高度、排列方向、機房光線等響學生靈活地觀察靜物，學生觀察視域、角度、位置機械。加上計算機房要多個班級多種專業(yè)合用，靜物課前布置，課后收走，影響連續(xù)學生寫生。為解決這類問題，實踐中，設立多組靜物方便不同組的學生觀察，提高靜物桌高度，靜物數(shù)量減少，一般課內完成作業(yè)。在專業(yè)素描寫生教室根據(jù)學生興趣，設置多組復雜關系的靜物，學生利用筆記本和數(shù)位板相連，利用課余時間，在素描教室完成復雜的寫生練習。

要加強數(shù)碼設計素描理論體系研究，一是研究適合數(shù)碼設計素描的教學方法。計算機手繪是一個新生課題，素描體系全是紙筆繪體系，計算機畫素描的技術、技巧沒有更多的研究，教學方法要靠教師個人實踐探索，總結經驗。二是形成完整體系的數(shù)碼設計素描教材。目前沒有相關用計算機畫素描的教材，美術專業(yè)素描教材多為美術專業(yè)人士編寫，紙繪體系完備，并沒有考慮計算機介質應用的問題。加強教學過程的研究，根據(jù)當前學生總體課程設置，以應用和培養(yǎng)能力為主，形成完整的教學和教材體系。三是引導學生探索性自主、研究學習方式，師生相互學習，形成良性互動，促進教學內容、方法和手段的革新，不斷提高教學質量。

表1 實驗班和對照班學生座談問卷分析

表2 實驗班和對照班學生設計素描課程考核成績分析

表3 實驗班和對照班學生結課后評教結果分析

［1］李衛(wèi)平．新時期背景下設計素描教學的再思考［J］．大家，2010(23):45．

［2］劉衛(wèi)，潭小貝．關于高職院校藝術設計專業(yè)設計素描課的思考［J］．藝海，2010(8):110-111．

［3］翟煜平．徒手繪天下:Painter繪畫技法完全攻略［M］．北京:清華大學出版社，2008．

［4］楊為一．數(shù)位繪畫大師——數(shù)位板標準教程［M］．北京:清華大學出版社，2008．

［5］侯占怡，李?。O計師快速表現(xiàn)技法——手繪、數(shù)位板、電腦的完美結合［M］．北京:中國鐵道出版社，2010．

［6］劉媛．設計素描教學感悟［J］．美術界，2010(5):88．

［7］胡良平．SAS統(tǒng)計分析教程［M］．北京:電子工業(yè)出版社，2010．

［8］李興緒，殷溪源，石磊．SPSS經濟統(tǒng)計分析［M］．北京:中國統(tǒng)計出版社，2008．

［9］蔡建平，朱秀萍．SAS社會統(tǒng)計實用教程［M］．北京:清華大學出版社，2006．