核心置換

劉寒

摘 要：無論作為高考美術(shù)的必備科目，還是進(jìn)入藝術(shù)設(shè)計院校的專業(yè)深造，作為造型訓(xùn)練手段，素描課程已經(jīng)具備比較完整的教學(xué)理論和實(shí)踐手段，但是，隨著數(shù)字藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的不斷設(shè)置和拓展，依托三維數(shù)字軟件為基礎(chǔ)的專業(yè)課程，逐步形成適應(yīng)自身專業(yè)特點(diǎn)的教學(xué)方法和訓(xùn)練規(guī)范，因此，客觀上對置于前導(dǎo)的素描課程實(shí)施，提出了新的設(shè)置和要求。通過提取三維數(shù)字造型中的核心概念、術(shù)語和規(guī)范，通過系統(tǒng)的課程內(nèi)容置換，轉(zhuǎn)化兩者機(jī)械“硬接”帶來的專業(yè)知識不兼容，從而設(shè)計由“像素”逆向“鉛筆”的素描課程。

關(guān)鍵詞：三維數(shù)字造型；素描課程；逆向設(shè)計

檢 索：www.artdesign.org.cn

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-2832（2016）12-0143-03

The Core Replacement：Sketch Course Based on 3D Digital Software to Reversal Design

LIU Han（Shenzhen Polytechnic， Shenzhen 518000，China）

Abstract ：Whether as a necessary subject of art college examination， or professional studies in the Art Design College， Sketch course already has a very complete teaching theory and training method， However， with the development of digital art and design，continuing to expand and upgrade， Based on the 3D digital software skills courses gradually formed new teaching methods and training specification， So we have to change sketch course， Repalce both core and set the new contents of the sketch course， Remove "Blunt Connect" and build a new bridge that connect pencil and pixel.

Key words ：3D digital modelling； sketch Course； reversal design

Internet ：www.artdesign.org.cn

一、素描課程置于三維數(shù)字造型課程前導(dǎo)的作用與局限

目前，國內(nèi)藝術(shù)設(shè)計院校和專業(yè)，尤其是數(shù)碼動畫、游戲設(shè)計等方向，普遍開設(shè)基于三維數(shù)字造型的必修課程，除要求學(xué)生掌握復(fù)雜的操作命令外，還需要借助被稱為“美術(shù)功底”的繪畫能力作為支撐，獲得更高質(zhì)量的三維數(shù)字造型成品，因此，專業(yè)課程的初始端設(shè)置階段，通常會引入素描作為前導(dǎo)課程，強(qiáng)化學(xué)生對空間結(jié)構(gòu)和紋理質(zhì)感的理解與表現(xiàn)，有效增加其在藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域發(fā)展應(yīng)具有的能力半徑，為后續(xù)三維數(shù)字造型訓(xùn)練做充分的預(yù)備。

素描作為造型訓(xùn)練手段而言，仍具有普遍的適用性和實(shí)用性，但依托三維數(shù)字造型的藝術(shù)設(shè)計課程，如數(shù)字游戲、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計等后續(xù)課程而言，兩者在美學(xué)法則和視覺規(guī)律上存在“表面”交集，無法消除它們之間形式、內(nèi)容和功能上存在的“內(nèi)質(zhì)”差異，僅為延續(xù)學(xué)生的所謂“美術(shù)功底”，而在前導(dǎo)課程中“硬接”素描課程，很難獲得在純藝術(shù)培養(yǎng)方向上出現(xiàn)的效能俱佳結(jié)果。從實(shí)踐的流程方式，功能的應(yīng)用領(lǐng)域來看，物理真實(shí)與數(shù)字虛擬之間“由鉛筆到像素”的屬性差異，必然形成了素描課程與三維數(shù)字造型課程之間涇渭分明的界限。所以，將三維數(shù)字造型中的常規(guī)概念、原理和術(shù)語，逆向設(shè)計到前導(dǎo)素描課程中，將兩者在造型上的核心作為關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)，并對素描課程的指導(dǎo)思路、項(xiàng)目單元和訓(xùn)練方法進(jìn)行重新設(shè)置，使逆向素描課程能為學(xué)生進(jìn)入三維數(shù)字造型的學(xué)習(xí)獲得具有“無縫”對接的實(shí)效。

計算機(jī)圖形圖像技術(shù)的發(fā)展，三維數(shù)字造型軟件持續(xù)升級，所能擴(kuò)展的行業(yè)類別和細(xì)分級別在不斷增加，形成數(shù)字藝術(shù)設(shè)計生產(chǎn)領(lǐng)域全新的制作規(guī)范，出現(xiàn)了大量類似“建模布線”“材質(zhì)貼圖”等不同于以往素描造型概念上的術(shù)語，也正因此，如果素描課程照搬原有描摹石膏、靜物的訓(xùn)練模式，容易出現(xiàn)后續(xù)三維數(shù)字軟件學(xué)習(xí)與前導(dǎo)素描課程在形式上的“理論銜接”，卻無法消除兩者因?qū)傩圆町惗逃械摹皩?shí)踐斷層”，其結(jié)果容易出現(xiàn)以下兩種極端情況：

一是認(rèn)為素描課程教學(xué)內(nèi)容，相對于三維數(shù)字造型教學(xué)毫無作用；二是學(xué)生既有的“美術(shù)功底”，無法轉(zhuǎn)換為三維數(shù)字造型中的持續(xù)優(yōu)勢。

如果素描課程教學(xué)沒有實(shí)際作用，無疑是課時資源一種浪費(fèi)，學(xué)生接受素描課程教學(xué)，即便畫功和畫質(zhì)上能有所提高，但如果不能延續(xù)到三維數(shù)字造型中，轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的興趣和信心，甚至出現(xiàn)“畏難”和“倒退”，從積極性角度來說，無疑是一種損耗。

二、三維數(shù)字造型的核心

三維數(shù)字造型基于三維數(shù)字軟件作為工具，運(yùn)用命令技術(shù)和操作技巧，結(jié)合視覺規(guī)律和美學(xué)原理，實(shí)現(xiàn)對立體數(shù)字對象的生成與編輯，它是進(jìn)入后續(xù)數(shù)碼動畫制作、建筑效果圖表現(xiàn)等專項(xiàng)課程的基礎(chǔ)。通常由基礎(chǔ)的技術(shù)命令和操作技巧兩個部分組成，前者相對來說比較“死板”，通過技術(shù)命令的講解和操作，掌握和熟悉軟件工具的規(guī)范使用，一般來說，掌握命令技術(shù)是前提和根本。常見軟件工具有3dsmax、Maya、ZBrush等等；后者則更多需要通過經(jīng)驗(yàn)的積累與完善，轉(zhuǎn)化為靈活的運(yùn)用，最終，取得作業(yè)結(jié)果在效率和效果上的最大優(yōu)化。

不論哪種三維數(shù)字造型軟件，或者技術(shù)技巧實(shí)現(xiàn)，建立模型和編輯材質(zhì)是必不可少的基礎(chǔ)模塊：如果沒有模型和材質(zhì)作為視覺的呈現(xiàn)載體，關(guān)于燈光設(shè)置、虛擬像機(jī)、綁定蒙皮、動畫調(diào)節(jié)和渲染輸出等流程便無從談起，所以，模型建立和編輯材質(zhì)作為三維數(shù)字造型的核心，這一點(diǎn)，從通行的三維數(shù)字造型的教學(xué)、教材編排上，無一不是把模型建立和材質(zhì)編輯設(shè)置在流程首位。

三維數(shù)字造型是以命令參數(shù)方式描述物體的體塊結(jié)構(gòu)和紋理質(zhì)感，這與使用鉛筆在紙上運(yùn)用透視原理和繪畫技巧進(jìn)行造型方式截然不同，因此，素描課中原有的常規(guī)概念將弱化，甚至消失，如素描中通過線條明暗表現(xiàn)靜物的體量感；三維數(shù)字軟件則通過燈光直接依照模型頂點(diǎn)空間關(guān)系自動計算精準(zhǔn)的光影效果，不用處理所謂的素描調(diào)子，反過來，在三維數(shù)字造型中創(chuàng)建模型，注重Vertex（頂點(diǎn)）、Edge（邊線）、Polygon（多邊形）的靈活運(yùn)用，講求合理安排布線流向；質(zhì)感的實(shí)現(xiàn)則注重對不同貼圖類型和材質(zhì)參數(shù)的靈活運(yùn)用，有著與素描課程完全不同的核心。

三、兩者核心的提取與置換

建立模型和編輯材質(zhì)是三維數(shù)字造型的核心，要使素描課程能為三維數(shù)字軟件課程做好前導(dǎo)鋪墊，建立模型和材質(zhì)貼圖就必須被導(dǎo)入到素描課程，培養(yǎng)學(xué)生三維數(shù)字化的“可編輯”動態(tài)思維，替換原有素描課程中“可再現(xiàn)”的靜態(tài)思維。

從建立模型方面來說，頂點(diǎn)是模型表面的最小單位（圖1A），通過增減其數(shù)量或移動相對位置，使模型外觀隨之發(fā)生變形，即“頂點(diǎn)編輯變形”，這里所說的“變形”與“其實(shí)就是運(yùn)用造型的語言變自然形態(tài)為藝術(shù)形態(tài)”的創(chuàng)作形式有所區(qū)別，它僅限于在頂點(diǎn)數(shù)量和位置變化上的操作手段。在素描課程中引入頂點(diǎn)編輯概念是非常必要的：以素描課程石膏立方體訓(xùn)練為例，構(gòu)成立方體的8個頂點(diǎn)在移動相對位置（即不進(jìn)行Cut切割或Attach附加）的情況下，能夠變成長方體、平行四邊體、梯臺、斜切體等多種幾何體態(tài)（圖1B）。依據(jù)水平思考法，引導(dǎo)學(xué)生推敲“可編輯”幾何體組合在相互位置、比例上造型方案的多樣性（圖1C），從而“提供創(chuàng)新思想的一種構(gòu)成過程，一種分析形體相互關(guān)系的手段，一種獲取視覺平衡的方法”，轉(zhuǎn)換原有描摹幾何體外觀的靜態(tài)再現(xiàn)思維，初步建立學(xué)生頂點(diǎn)編輯變形的動態(tài)再造意識，從而為后續(xù)使用三維數(shù)字軟件建模模塊，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜造型提供預(yù)演，學(xué)生使用3dsmax軟件標(biāo)準(zhǔn)幾何體進(jìn)行編輯制作的生物造型（圖1D）。

其次，三視圖繪制是培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識平面維度轉(zhuǎn)向立體三維的重要手段。三維模型頂點(diǎn)依據(jù)三視圖的輔助，在虛擬空間中被準(zhǔn)確定位，使得由頂點(diǎn)生成的多邊形準(zhǔn)確無誤并逐步生成既定的設(shè)計方案。逆向設(shè)計的素描課程要求學(xué)生繪制三視圖：即從對象物體的正、側(cè)、背等正交角度確定結(jié)構(gòu)高、低點(diǎn)的對應(yīng)空間位置，強(qiáng)化學(xué)生對于正確鎖定頂點(diǎn)坐標(biāo)生成立體模型基本規(guī)律的常態(tài)認(rèn)知，訓(xùn)練立體到平面再到立體的空間轉(zhuǎn)換意識，學(xué)生根據(jù)石膏頭骨實(shí)物繪制的正交視圖稿件（圖2B），在后續(xù)三維數(shù)字軟件課程中，參照正交視圖的頂點(diǎn)定位，還原具有復(fù)雜曲面的頭骨三維立體模型（圖2C）。

最后，需要強(qiáng)調(diào)的是隨著三維模型的頂點(diǎn)增加，模型表面細(xì)節(jié)會逐步細(xì)膩豐富，必定會大量占用計算機(jī)解算資源，導(dǎo)致運(yùn)行速度緩慢，換句話說，一塊柔滑的曲面通過鉛筆在紙上能輕易實(shí)現(xiàn)，而頂點(diǎn)分布過于密集的曲面模型，甚至?xí)?dǎo)致計算機(jī)無法完成解算而軟件崩潰，因此，為了適應(yīng)在控制頂點(diǎn)數(shù)量前提下，完美表現(xiàn)模型結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的雙限要求，不可避免提出Key Line（關(guān)鍵線）和Fill Line（填充線）結(jié)合使用的布線概念：即運(yùn)用Key Line按照對象造型特征精準(zhǔn)分布，“卡住”對象表面的關(guān)鍵體塊轉(zhuǎn)折生成Ploygon（多邊形）表面，并根據(jù)計算機(jī)運(yùn)算能力和模型精度，逐級增加Fill Line填充線細(xì)節(jié)，在模型精細(xì)程度和計算機(jī)運(yùn)算速度之間獲取最大的平衡，不再進(jìn)行素描結(jié)構(gòu)的光影練習(xí)（圖3B），而是精確的控制頂點(diǎn)位置“卡住”Key Line，將造型主要結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)出來，再通過Fill Line添加逐步塑造更多順滑表面細(xì)節(jié)（圖3C），構(gòu)成具有三維數(shù)字屬性的“布線造型”，“預(yù)熱”學(xué)生在三維數(shù)字軟件中合理運(yùn)用多邊形，創(chuàng)建復(fù)雜表面模型的流向組織能力（圖3D）。

從材質(zhì)編輯方面來說，以傳統(tǒng)素描靜物寫生訓(xùn)練為例，光線作用下物體色彩、肌理和反光等成為表達(dá)不同質(zhì)感的要素，面對靜物呈現(xiàn)的繁雜視覺信息，尤其繪畫功底稍差的學(xué)生，往往疲于在畫紙上涂抹表面“光影調(diào)子”，卻始終難以準(zhǔn)確的將質(zhì)感表達(dá)到位，不僅如此，“線條”“明暗交界”等素描常識與三維數(shù)字軟件的材質(zhì)編輯之間幾乎沒有關(guān)聯(lián)，材質(zhì)編輯目的在于模擬物體表面的物理屬性，具體則表現(xiàn)為通過控制Diffuse（漫反射）、Specular（高光）、Opacity（透明）、Bump（凹凸）、Reflection（反射）和Refraction（折射）等貼圖參數(shù)，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)、石材、金屬、玻璃、陶瓷和塑料等不同物理屬性的質(zhì)感，完成編輯“一鍵”賦予對應(yīng)的目標(biāo)三維模型，迅速獲得非常真實(shí)的質(zhì)感渲染效果。

如此一來，原有素描訓(xùn)練中繪制質(zhì)感的思維方式便不可避免被改變，因?yàn)閺娜S數(shù)字材質(zhì)編輯角度來看，質(zhì)感已經(jīng)被拆解成漫反射、高光、透明度、反射和折射等不同物理屬性上的描述。

舉個例子來說，金屬的質(zhì)感通過以下描述表現(xiàn)：漫反射為深灰，具有較強(qiáng)高光，不透明，無折射，有反射。而布料則描述為：布料漫反射為白；具有微量高光；不透明；無折射和反射。

運(yùn)用三維數(shù)字軟件材質(zhì)的貼圖分項(xiàng)圖示思維，指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識釉罐質(zhì)感：繪制三張不同貼圖圖示（圖4 B、C、D），按照圖4B顯示漫反射圖示，迅速完成“平涂”黑白Diffuse貼圖（圖4B）；再依照圖4C灰度級別（白色為全值反射，黑色為無反射）添加釉罐表面的Reflection貼圖效果，完成釉面反射的深淺變化（圖4C），最后根據(jù)圖4D增加Specular曲率級別，擦出高亮效果（圖4D），簡單的三個步驟實(shí)現(xiàn)釉罐質(zhì)感，而原有素描靜物寫生的明暗調(diào)子等，將不再是訓(xùn)練目的。

繪制石膏水壺，學(xué)生可以同樣按照貼圖分項(xiàng)圖示，準(zhǔn)確歸納其不同于釉罐質(zhì)感的物理屬性，只需要將圖5B部分Diffuse調(diào)為淺灰白色；修改圖5C部分Reflection強(qiáng)度為黑色，即沒有表面反射變化；按照圖5D部分大大降低Specular高光曲率級別，擦出石膏大面積亮白區(qū)域，就能輕松地畫出石膏水壺質(zhì)感（圖5B），由于分項(xiàng)圖示思維方式具有貼圖層積共性，所以，石膏水壺替換為圖4中釉罐的B、C、D貼圖圖示進(jìn)行繪制，便能順利將其轉(zhuǎn)變?yōu)橛再|(zhì)水壺效果，輕易實(shí)現(xiàn)相同造型的質(zhì)感移植，建立學(xué)生對于不同質(zhì)感的編輯表達(dá)意識。

囿于非純藝術(shù)類素描課程設(shè)置的課時限制，以及三維數(shù)字造型工具自身擁有獨(dú)立照明和渲染模塊，傳統(tǒng)色彩課程的一般原理和方法，幾乎通用于以Photoshop、Painter為制作工具的數(shù)字繪畫課程，因此，再設(shè)計的素描課程中涉及色彩部分，僅將其轉(zhuǎn)化為灰度信息加以提示。

通過提取三維數(shù)字軟件建立模型和材質(zhì)編輯所涉及的概念和要點(diǎn)，將其分解為由頂點(diǎn)編輯變形、形變幾何體組合、三視圖繪制、布線造型、貼圖分項(xiàng)圖示、質(zhì)感移植、靜物敘事表達(dá)構(gòu)成的，具有動態(tài)編輯屬性的逆向設(shè)計素描課程，真正建立前導(dǎo)素描和后續(xù)三維數(shù)字軟件兩者，對于體塊轉(zhuǎn)折、空間造型、肌理質(zhì)感核心知識方面的緊密聯(lián)系，使學(xué)生能夠在畫室內(nèi)理解并適應(yīng)逆向設(shè)計素描內(nèi)容，續(xù)而在計算機(jī)房中發(fā)揮出三維數(shù)字軟件的實(shí)踐潛力。

四、逆向設(shè)計素描課程作業(yè)評價標(biāo)準(zhǔn)

課程作業(yè)是對于教學(xué)實(shí)施效果最直觀、最有效的反映，因此，課程作業(yè)評價標(biāo)準(zhǔn)的制定、實(shí)踐和反饋是直接涉及修正和完善課程設(shè)計的關(guān)鍵。

基于以三維數(shù)字造型教學(xué)為后續(xù)的前導(dǎo)素描課程逆向設(shè)計，其作業(yè)評價標(biāo)準(zhǔn)與傳統(tǒng)素描課程依據(jù)構(gòu)圖、空間透視、明暗關(guān)系、光影層次等等作為衡量指標(biāo)，兩者存在較大的專業(yè)屬性差異，因?yàn)?，目?biāo)指向三維數(shù)字造型應(yīng)用的設(shè)置前提，客觀決定了逆向設(shè)計素描課程的作業(yè)評價標(biāo)準(zhǔn)會隨之轉(zhuǎn)變?yōu)橐罁?jù)諸如幾何體的形變與組接、體塊布線與構(gòu)成、質(zhì)感的拆解與表達(dá)、質(zhì)感的移植與再造等等，一系列符合三維數(shù)字造型、圖形構(gòu)成規(guī)律和思維模式訓(xùn)練的度量考核。

首先，從作業(yè)評價目標(biāo)來說，通過前置逆向設(shè)計素描課程，結(jié)合完整的課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，使學(xué)生在系統(tǒng)的實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目中，接收并建立起對于三維數(shù)字造型概念原理、基本規(guī)范的關(guān)鍵信息和思維模式。

其次，從作業(yè)評價方式來說，對基于線條、明暗、光影等等“流程化”“一站化”成型傳統(tǒng)素描作業(yè)的評價方式，不適用于逆向設(shè)計素描課程作業(yè)評價方式。取而代之的是頂點(diǎn)位移、質(zhì)感拆解等“單元化”“模塊化”作業(yè)結(jié)果的多樣評價方式。作業(yè)的優(yōu)劣不再取決于畫面線條、明暗、光影等處理技巧，而是置換為三維數(shù)字造型的模塊與操作規(guī)范，將頂點(diǎn)變換、體塊拼合、布線流向、關(guān)鍵線與填充線和多種貼圖類型等等單元節(jié)點(diǎn)，貫聯(lián)并映射到學(xué)生作業(yè)的過程和結(jié)果，使之在全新的考核目標(biāo)中，繼承原有傳統(tǒng)素描訓(xùn)練累積的技能優(yōu)勢，同時，有限學(xué)時內(nèi)建立逆向設(shè)計素描認(rèn)識體系，以適配后續(xù)三維數(shù)字造型教學(xué)的快速、有效開展。

最后，從作業(yè)評價結(jié)果來看，可以幫助教師了解教學(xué)目標(biāo)的實(shí)施狀況，通過檢查和分析課程作業(yè)，準(zhǔn)確掌握學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)效果。比對上表列舉的兩者對應(yīng)關(guān)系，檢索學(xué)生受課過程中出現(xiàn)的問題和缺陷，從而快速進(jìn)行目標(biāo)性準(zhǔn)確的反饋和解決，這個過程也能促進(jìn)對于課程設(shè)計本身的持續(xù)完善，激發(fā)更具效能的設(shè)想和改進(jìn)。

五、結(jié)語

傳統(tǒng)素描課程通?！傲?xí)慣性”放置在藝術(shù)設(shè)計相關(guān)課程體系的最前端，這種“硬接”方式使得“表面”相關(guān)的課程之間，在實(shí)際操作的過程和結(jié)果上產(chǎn)生不可調(diào)和的“硬傷”，不但使素描課程本應(yīng)有的作用發(fā)揮不出來，也使三維數(shù)字造型課程，因此，整理、歸納和提煉三維數(shù)字造型中的核心要點(diǎn)，通過逆向設(shè)計而分解為素描課程的新概念、新項(xiàng)目和新訓(xùn)練，兼顧學(xué)生傳統(tǒng)素描基礎(chǔ)能力和實(shí)訓(xùn)環(huán)境，在課程思維和內(nèi)容上的重新組織和設(shè)計，形成為更有效的素描單元訓(xùn)練，為其進(jìn)入三維數(shù)字造型課程學(xué)習(xí)做好提前認(rèn)知。這種由后續(xù)課程核心分析來置換前導(dǎo)課程核心的逆向方式，使得素描課程和三維數(shù)字造型邊界兩端，能夠建立起通貫、順暢、有效的“核心”橋接，保持素描課程在基于三維數(shù)字造型作用拓展性與持續(xù)性。

注釋：

① 孫立軍，錢明鈞. 影視動畫素描技法[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2003.1：92.

②（美）金伯利·伊拉姆. 設(shè)計幾何學(xué)：關(guān)于比列與構(gòu)成的研究[M]. 李樂山 譯.北京：中國水利出版社，2003.8：101.

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[3] 姚英華 編著. 數(shù)碼設(shè)計素描[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[4] 徐俊. 基礎(chǔ)課程的專業(yè)化研究——以三維游戲美術(shù)造型基礎(chǔ)課程為例[J].藝術(shù)與設(shè)計（理論），2009（10）：208-210.