應(yīng)用型本科建筑人才在計(jì)算機(jī)三維表現(xiàn)方面的培養(yǎng)

杜 潔，郝紹菊

（1.黃河科技學(xué)院；2.河南廣播電視大學(xué)，鄭州 450000）

隨著中國高等教育大眾化的深入，以本科教育為主體、以應(yīng)用性人才培養(yǎng)為突出特征的應(yīng)用型本科高校的數(shù)量迅速發(fā)展。通常認(rèn)為，中國改革開放以來新建的地方高校和近年來由高等?？茖W(xué)校升格的本科高校，都屬于應(yīng)用型本科高校［1］。應(yīng)用型本科院校的建筑類專業(yè)學(xué)生，對于實(shí)踐能力的培養(yǎng)尤為重要。應(yīng)用型本科建筑系一般開設(shè)的專業(yè)有土木工程、建筑學(xué)、城市規(guī)劃、工程管理等，這些專業(yè)都要求學(xué)生掌握一定的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的知識，但大多數(shù)院校在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程中傳授的是計(jì)算機(jī)輔助繪圖二維方面的知識，對于三維建模及后期渲染介紹得很少甚至沒有。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)圖的表現(xiàn)方式一般包括兩方面，建筑畫和建筑模型。建筑畫的表現(xiàn)形式多種多樣，包括鉛筆畫、鋼筆畫、骨線淡彩畫、水彩畫、水粉畫、噴筆畫、馬克筆畫等，每種表現(xiàn)方式都有自己的特點(diǎn)，根據(jù)需要可選擇不同的方式進(jìn)行表達(dá)。建筑模型是所有表現(xiàn)手段中唯一以實(shí)物來表現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的方式，是建筑設(shè)計(jì)表現(xiàn)的一種很有力的手段之一，它是建筑建成后的縮微效果，觀看者能從不同的角度觀看建筑的體形、空間、材質(zhì)、顏色及其外部環(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，制作模型的工具和材料也日新月異，但傳統(tǒng)建筑模型的制作費(fèi)用較高，在日常教學(xué)中投入較大。隨著計(jì)算機(jī)的普及，設(shè)計(jì)繪圖軟件的功能越來越強(qiáng)大，使用起來也越來越簡單。傳統(tǒng)的建筑表現(xiàn)圖已經(jīng)在最后的正式表現(xiàn)圖中很少使用了，取而代之的是建筑渲染圖、動畫、虛擬現(xiàn)實(shí)等。很多應(yīng)用型本科建筑類學(xué)生在找工作時(shí)，用人單位就提出要求學(xué)生會使用相關(guān)的計(jì)算機(jī)三維表現(xiàn)的軟件。因此，培養(yǎng)應(yīng)用型本科建筑類學(xué)生計(jì)算機(jī)三維表現(xiàn)的能力是非常必要的。

一、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件介紹

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件主要包括AutoCAD、3dsMax、SketchUP、Photoshop 等軟件。AutoCAD 屬于工程制圖類軟件，在當(dāng)今同類的軟件中，三維建模功能并不是它的強(qiáng)項(xiàng)，但它在國內(nèi)建筑界乃至工程設(shè)計(jì)界，無可爭辯地成為三維建模的基礎(chǔ)軟件［2］。AutoCAD的版本升級更新很快，每年都會推出一個(gè)新版本，它的二次開發(fā)軟件也最多。在我國的大多數(shù)設(shè)計(jì)單位，都采用AutoCAD 或者它的二次開發(fā)軟件來繪制建筑方案圖和施工圖。目前AutoCAD 軟件是建筑類專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)必修課，課程主要是側(cè)重于二維繪圖方面。3dsMax 是世界上應(yīng)用最廣泛的三維建模、動畫、渲染軟件之一，屬于視覺造型類軟件，它在建筑行業(yè)的運(yùn)用包括效果圖、動畫及相關(guān)多媒體、VR 虛擬現(xiàn)實(shí)作品。3dsmax 與AutoCAD 都是AutoDesk 公司開發(fā)的軟件。所以盡管AutoCAD 和3dsMax 功能不一樣，但他們之間圖形數(shù)據(jù)的可轉(zhuǎn)換性是很好的。3dsMax 這個(gè)軟件向前與AutoCAD 二維繪圖緊密相連，向后與后期合成軟件相連。因此，在日常教學(xué)中向?qū)W生普及AutoCAD 和3dsMax 軟件是非常必須的。Photoshop 是Adobe 公司推出的專業(yè)圖像處理軟件，它以強(qiáng)大的圖像處理、編輯功能及完美無缺的色彩表現(xiàn)，深受圖像處理和平面設(shè)計(jì)人員的歡迎。它的操作簡單而易學(xué)，材質(zhì)處理真實(shí)而完美，顏色豐富而多彩，于是迅速地滲透到了建筑設(shè)計(jì)、規(guī)劃設(shè)計(jì)行業(yè)中［3］。因此在后期處理軟件選擇Photoshop 學(xué)習(xí)。

二、把握時(shí)機(jī)，開設(shè)計(jì)算機(jī)三維建筑表現(xiàn)課程

建筑類專業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)三維建筑表現(xiàn)課程必須在學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)過計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識和建筑制圖課程，熟練掌握制圖規(guī)范和在完成幾個(gè)專業(yè)課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上開設(shè)，這樣才能使學(xué)生把已建立的建設(shè)設(shè)計(jì)圖形語言、基本概念與三維設(shè)計(jì)軟件較好地結(jié)合。否則學(xué)生連基本的二維圖紙都看不懂，做出來的三維模型也是漏洞百出。目前，在我校城市規(guī)劃專業(yè)已經(jīng)開設(shè)了相關(guān)課程，在教學(xué)過程中，采用先易后難，先局部后綜合的方法逐步介紹計(jì)算機(jī)三維表現(xiàn)的操作技巧，最后以分組合作的方式讓三至四名學(xué)生組成一個(gè)小組，制作完成一個(gè)住宅建筑效果圖。通過一個(gè)完整的案例不僅鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力，而且培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。另外在教學(xué)中教師應(yīng)經(jīng)常告誡學(xué)生，不管計(jì)算機(jī)軟硬件如何先進(jìn)，它也只是輔助設(shè)計(jì)的工具，一定要融入自己獨(dú)立的想法才能使作品有給人以耳目一新的感覺。要避免學(xué)生出現(xiàn)一味偏重計(jì)算機(jī)應(yīng)用而忽略專業(yè)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。

三、合理組織計(jì)算機(jī)三維建筑表現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)三維建筑表現(xiàn)的軟件很多，在教學(xué)中選用何種軟件教學(xué)是必須要慎重考慮的。建筑效果圖制作流程一般分為六個(gè)步驟：前期準(zhǔn)備、三維建模、調(diào)配材質(zhì)、布置燈光和攝影機(jī)、場景渲染、后期處理。對于一張效果圖的工作量來說，三維建模占了一半以上的工作量。通過對建筑規(guī)劃類的設(shè)計(jì)院以及一些效果圖公司調(diào)研后，發(fā)現(xiàn)使用3dsMax 軟件的單位較多，因此在制定教學(xué)計(jì)劃時(shí)，采用AutoCAD 來進(jìn)行二維繪圖，簡單介紹一些AutoCAD 三維繪圖技巧，然后將AutoCAD 二維圖形導(dǎo)入到3dsMax 中進(jìn)行三維建模及燈光材質(zhì)的處理，后期處理環(huán)節(jié)簡單介紹Photoshop的應(yīng)用。課程內(nèi)容重點(diǎn)介紹3dsMax的使用，包括3dsMax 基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)建模、修改器建模、復(fù)合對象建模及材質(zhì)燈光簡介。在教學(xué)中，為了保證理論與實(shí)踐不脫節(jié)，小班機(jī)房上課，保證學(xué)生能夠邊學(xué)邊練，更加快速地掌握相關(guān)命令和技巧。課程學(xué)習(xí)完成后，幫助學(xué)生利用寒暑假時(shí)間到建筑表現(xiàn)類單位實(shí)習(xí)，更好地提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

在學(xué)時(shí)安排上，整個(gè)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)36 個(gè)，細(xì)化成三個(gè)階段，首先利用2 個(gè)學(xué)時(shí)復(fù)習(xí)AutoCAD 二維繪圖知識以及如何將CAD 圖形導(dǎo)入到3dsMax 中去，30 個(gè)學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)3dsMax 建模，4 個(gè)學(xué)時(shí)簡單介紹Photoshop 后期處理知識。在30 個(gè)學(xué)時(shí)的3dsMax 建模中，3dsMax 基礎(chǔ)知識4 個(gè)學(xué)時(shí)，包括了視圖操作、界面定制、對象的選擇和管理、變換工具等知識的介紹，通過基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，使學(xué)時(shí)能夠創(chuàng)建一些簡單的模型，在操作過程中熟練使用快捷鍵；第二章用8 個(gè)學(xué)時(shí)介紹3dsMax 基礎(chǔ)命令，主要掌握對齊、鏡像、陣列、堆棧、樣條線編輯、擠壓、倒角等命令。第三章用12 個(gè)學(xué)時(shí)介紹3dsMax 修改器建模，主要介紹倒角剖面、FFD 變形、彎曲、車削、框架、Cap holes、Normal、Smooth、Edit Mesh 修改器。最后用6 個(gè)學(xué)時(shí)介紹3dsMax 如何渲染出圖。上述學(xué)時(shí)都包含了實(shí)踐教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)手段主要是上機(jī)演示和作業(yè)實(shí)踐。

在課程考核上，由平時(shí)成績和期末考核成績組成，期末考核要求學(xué)生以分組合作的方式完成一個(gè)建筑單體的建模、渲染、后期處理，一組3～4 名學(xué)生，學(xué)生自己選擇完成建模、渲染、后期處理中的某項(xiàng)工作，按照完成效果給出成績。

四、與競賽相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

在學(xué)校學(xué)習(xí)到的知識是有限的，為了使學(xué)生的基本技能更加扎實(shí)，思維更加開闊，教師應(yīng)組織鼓勵(lì)學(xué)生積極參加相關(guān)的學(xué)生競賽。通過學(xué)生競賽，增大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，與其他院校的學(xué)生相互交流，發(fā)現(xiàn)自己的不足，而且為學(xué)生將來的就業(yè)做了鋪墊。我校已組織學(xué)生參加了“高教杯”、“3D 大賽”等以考察學(xué)生計(jì)算機(jī)輔助繪圖能力為主的學(xué)生競賽。通過參賽，學(xué)生感慨頗多，紛紛表示今后要更加努力地學(xué)習(xí)，豐富自己的知識結(jié)構(gòu)。參加學(xué)生競賽的學(xué)生畢竟是少數(shù)，為了能讓廣大學(xué)生都能分享到參賽的經(jīng)驗(yàn)，院系還組織了參賽經(jīng)驗(yàn)分享會，由參賽學(xué)生和指導(dǎo)教師向同學(xué)們介紹在競賽中學(xué)習(xí)到的知識，鼓勵(lì)更多的學(xué)生參與進(jìn)來，以賽促學(xué)，以賽促用。而且有些學(xué)生競賽直接與用人單位相掛鉤，在競賽中表現(xiàn)突出的學(xué)生，可以和相關(guān)用人單位簽訂就業(yè)協(xié)議，這對學(xué)生就業(yè)也很有好處。

總之，計(jì)算機(jī)三維建筑表現(xiàn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技能課，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，它所涉及的不僅僅是本專業(yè)的知識，還有計(jì)算機(jī)軟硬件方面的知識，這就要求教師要有豐富的知識結(jié)構(gòu)，通過合理有效的途徑引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，為培養(yǎng)具有職業(yè)技能的應(yīng)用型人才而努力。

［1］雷穎占，董祥.土木工程概論［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［2］衛(wèi)兆驥，吉國華，等.CAD 在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

［3］周新地，汪如鋼，等.AutoCAD、3dsMax、Photoshop 在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.四川建筑科學(xué)研究，2003，29（4）.