三維數(shù)字化技術在“寶玉石飾品設計”課程教學中的應用

王曼倩，鄭 輝

(大連工業(yè)大學 服裝設計與工程國家級實驗教學示范中心，遼寧 大連 116034)

一、 “寶玉石飾品設計”課程改革的背景

“寶玉石飾品設計”是一門立足傳統(tǒng)玉石文化與材料的國風特色課程。我校(大連工業(yè)大學)服裝學院于2007年成立飾品系，最初因遼寧玉石資源優(yōu)勢以及服裝學院對配飾設計的需求開設了“飾品設計與工藝基礎”課程，后更名為“寶玉石飾品設計”。我校開設的“寶玉石飾品設計”課程不同于玉石雕刻專業(yè)學校偏向于工藝美術人才培養(yǎng)，重在設計人才的培養(yǎng)。依據(jù)我校服裝學院服裝與服飾設計專業(yè)特色，“寶玉石飾品設計”課程目標在于將傳統(tǒng)玉文化與時尚相融合，探索玉石時尚設計的發(fā)展趨勢。

目前國內(nèi)開設寶玉石相關課程的高校不少，如中國地質大學珠寶學院、桂林理工大學珠寶學院、南陽師范學院珠寶玉雕學院、遼寧科技大學等[1]。其中地方院校主要針對地域玉石材料的特點規(guī)劃課程。我校地處遼寧，臨近中國四大名玉之一的岫巖玉礦，省內(nèi)的瑪瑙、琥珀、金剛石等寶玉石材料資源豐富，且有一定規(guī)模的玉石產(chǎn)業(yè)作為研究與校企合作的依托，具有良好的課程開設基礎。目前“寶玉石飾品設計”課程作為我校服飾品設計專業(yè)飾品設計方向三年級學生的專業(yè)必修課程，已經(jīng)過近10年的教學探索。在教學中我們始終堅持傳統(tǒng)玉石文化設計的傳承與創(chuàng)新，同時將現(xiàn)代設計產(chǎn)業(yè)的技術與設計模式逐漸應用于玉石這一古老的行業(yè)。2017年11月筆者參訪了深圳昆侖玉珠寶文化有限公司，了解到大規(guī)模玉石設計與加工企業(yè)集群現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代寶玉石行業(yè)迫切需要大量有思想、文化素養(yǎng)高的設計師。因此，一方面，高校要培養(yǎng)學生的設計能力，特別是對于傳統(tǒng)文化的傳承與創(chuàng)新能力；另一方面，由于目前在珠寶玉石設計與雕刻中大量使用各種電腦雕刻設備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工雕刻，對于設計人員建模造型能力的要求并不亞于手繪表現(xiàn)能力，故現(xiàn)代設計手段也是教學改革中需要重視的內(nèi)容。

二、 三維數(shù)字化技術引入“寶玉石飾品設計”課程的意義

1. 三維數(shù)字化建模全方位展示效果有利于寶玉石設計與創(chuàng)新

三維數(shù)字化技術是基于電腦、網(wǎng)絡、數(shù)字化平臺的現(xiàn)代工具性基礎共用技術。在科技迅猛發(fā)展的今天，Jewel CAD、RHINO、Matrix等三維設計軟件以其快速精準的繪圖功能、良好的渲染效果以及快速成型的優(yōu)勢在珠寶設計界得到了廣泛應用[2]。不僅是在設計制圖過程中使用三維數(shù)字化技術，在后期的寶玉石制作雕刻過程中也會運用到三維數(shù)字化技術?？梢哉f，從設計制圖到雕刻成型，三維數(shù)字化技術已全面滲透到寶玉石的設計制作過程之中，因而在教學中進行通過三維數(shù)字化技術帶動寶玉石設計的創(chuàng)新與發(fā)展改革具有重要意義。

(1) 快速生成三視圖與效果圖，有利于系列化設計與創(chuàng)新。玉石設計是一個做加減法的過程。加法主要是將金屬、木材等與玉石相結合，以增加寶玉石首飾的美感、時尚程度與市場價值。而就寶玉石本身的加工而言，則是在做減法，切割下的部位無法再恢復，因此學生在初學的過程中由于缺少經(jīng)驗，對于整體造型比例的把控能力不足，常常出現(xiàn)問題。學生通過建模可以高效精準地制圖，并通過360°旋轉呈現(xiàn)出不同角度的細節(jié)與比例效果。在Jewel CAD等專業(yè)珠寶設計軟件中有大量的模版、部件、琢形、鑲嵌方式，能夠節(jié)約時間、快速成型，也可以將自己的設計文件存于資料庫中，以減少重復性工作。在系列寶玉石設計中，三維建模的優(yōu)勢更加明顯。圖1是“寶玉石飾品設計”課程教學中學生運用RHINO軟件進行系列設計的效果圖與生成的三視圖?？梢钥闯?，通過建模學生可以生成嚴謹?shù)脑煨筒⒛軌蜃詣有纬扇晥D，以直觀地了解不同角度的效果。在傳統(tǒng)設計過程中，三視圖的繪制復雜且易出錯，而建模簡化了過程，節(jié)約了時間。更重要的是材質色彩的渲染過程和設計延伸的過程也較傳統(tǒng)設計更加簡便，可以方便快捷地進行設計延伸，通過不同的部件和尺寸變化獲得不同的效果。

圖1 三維建模三視圖與效果圖(劉青青設計)

此外，在課程教學中還可以利用三維立體設計打破傳統(tǒng)的設計角度，進行更豐富的多維度創(chuàng)意構思，且可將資料庫中調出的基礎模型進行組合和再造，一定程度上可以激發(fā)設計者的靈感。方便快捷地進行創(chuàng)意構思，也是現(xiàn)今寶玉石首飾突破傳統(tǒng)造型與圖案，尋找時尚、創(chuàng)意設計的有效途徑。在玉石設計中引入三維軟件，能夠打破傳統(tǒng)的設計題材和框架束縛，增加時尚與現(xiàn)代感。與傳統(tǒng)的玉石雕刻專業(yè)或工藝美術專業(yè)教學有所區(qū)別，體現(xiàn)出服裝與服飾設計專業(yè)的優(yōu)勢。

(2) 打印模型直接呈現(xiàn)玉石雕刻的實際效果。三維設計軟件中有多種材料模版與色彩模版，可以直接呈現(xiàn)作品的最終效果。也可以打印模型，便于從不同角度輔助玉石雕刻的完成，直觀地感知并選擇合適的材料進行雕刻制作，避免了不必要的時間浪費與材料浪費。圖2a所示為學生設計的秋分主題玉石吊墜，學生在設計時可以嘗試采用黑曜石(上)或岫玉中的花玉(下)進行雕刻。三維建模能夠讓設計者直觀地感受材料與造型、比例之間的關系，有利于材料的選擇與最終效果的實現(xiàn)。此外，在建模后還可以通過3D打印的方式將設計直接打印出樹脂模型或蠟模，進而翻鑄成合金、銀等金屬材料飾品，也可以后期與玉石進行結合。圖2b所示為作品《微雨驚蟄》，設計者通過建模打印出蠟模并翻鑄成銀的大輪廓，再與翡翠、珍珠進行結合。建模打印出的銀相較于手工雕蠟翻模出的銀更加規(guī)整，也使得玉石雕刻與銀的銜接顯得工整美觀，時尚感也更強。

圖2 三維建模及3D打印效果圖

2. 通過引入三維數(shù)字化技術對課程體系進行有效組合

(1) 通過課程之間的結合探索更加有效的授課形式?！笆罪椩O計基礎”“首飾CAD”“雕蠟”“手繪效果圖”4門課程是“寶玉石飾品設計”課程的前期主要相關課程。在傳統(tǒng)的課程教學形式下，如一門課程結束，學生在掌握了一定的技巧后很難將課程知識進行串聯(lián)和有效的組合，一些好的設計想法僅僅以當門課程作業(yè)的形式宣告結束，這樣不免因課程時間有限而不能達到理想的效果。將三維數(shù)字化技術引入寶玉石課程是一次將課程串聯(lián)組合的嘗試，學生在“手繪效果圖”“首飾設計基礎”等前期課程學習中形成的好的構思與設計想法可以通過建模課程進一步呈現(xiàn)出理想的效果，并通過“寶玉石飾品設計”課程學習最終做出成品。這樣整個課程體系將結合得更加緊密，學生能夠最大限度地呈現(xiàn)自己的設計能力，一步步將自己的設計想法從頭腦中的思維與想象發(fā)展到二維的設計圖，再延伸到電腦中的三維立體化呈現(xiàn)，并最終通過“寶玉石飾品設計”課程的制作環(huán)節(jié)完成實物。目前我校服裝與服飾設計專業(yè)飾品方向已開設“首飾CAD”課程，作為飾品設計方向大三上學期的專業(yè)課程，而在大三下學期開設“寶玉石飾品設計”課程?？梢娊Ｕn程可以作為“寶玉石飾品設計”課程的前期課程，為學生的三維電腦塑形能力和技術應用能力奠定基礎。后期期望將三維建模技術運用到玉石的胚體塑造中，同時也能在玉石的電腦數(shù)控雕刻技術中有所運用。

(2) 為后期的畢業(yè)設計和工作能力培養(yǎng)打下基礎。將課程進行組合僅僅是課程改革的一部分，更重要的是通過這種形式模擬了畢業(yè)設計的全過程，使學生了解整個設計流程，并能夠熟練操作相關工藝，提升設計能力。這種一以貫之、堅持不懈的行事方法為將來走上工作崗位打下基礎。我們在課程教學中與企業(yè)共同制定具有市場與文化導向的主題，學生既是進行課程的設計學習，也是模擬市場產(chǎn)品的研發(fā)。這種與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的形式，讓學生能夠了解企業(yè)與市場的需求，有的放矢地提升自己的能力。

3. 豐富授課形式，激發(fā)興趣，引發(fā)思考

傳統(tǒng)的玉石課程更多是培養(yǎng)學生的實操動手能力，很多高校及高職院校在課程教學過程中外聘玉雕師輔助教學。外聘的玉雕師擁有多年的玉雕經(jīng)驗，但也存在過于注重雕刻技法、教學時雕刻題材單一等不足，對于新興的技術及設計方法較少涉及，創(chuàng)新與設計能力較弱。在與企業(yè)溝通后，我們感到企業(yè)對于寶玉石設計人才的需求更多在于學生的設計能力、軟件應用能力以及對于傳統(tǒng)玉石文化的理解。因此高校在開設玉雕課程時應該更加注重教學內(nèi)容以及學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，特別是新技術手段的靈活運用，傳統(tǒng)的玉石設計師徒傳承教學模式需要有所突破。

三、 “寶玉石飾品設計”課程的教學改革

1. 調整課程教學目標

傳統(tǒng)的“寶玉石飾品設計”課程的重點為玉石雕刻工藝，玉雕耗時耗力，所謂“人磨玉、玉磨人”。在課程僅有48學時條件下，如果將大量的時間放在雕刻工藝上，不僅做不出精品，更不用說設計創(chuàng)新。如能將玉雕技術與珠寶首飾設計相結合，在集成傳統(tǒng)文化的同時給玉石首飾更大的發(fā)展空間，這也是多年來寶玉石設計界提出的思考[3]。通過引入三維數(shù)字化技術，我們對教學目標進行了調整。調整后的教學目標為：立足于培養(yǎng)具有玉石設計文化素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，掌握玉石設計制作的工藝方法，并能夠運用現(xiàn)代三維數(shù)字化技術手段進行設計創(chuàng)新，符合寶玉石行業(yè)發(fā)展需求的設計人才。運用新技術手段，高效地將課程從傳統(tǒng)的玉雕培養(yǎng)模式調整到創(chuàng)新設計人才培養(yǎng)，課程以中國傳統(tǒng)玉文化、玉石材料的特點以及創(chuàng)新設計教學為基礎，重點探索現(xiàn)代雕刻工藝手段和寶玉石設計發(fā)展趨勢。整個課程深入淺出，理論與實踐相結合，使學生在增強動手能力的基礎上進一步了解中國傳統(tǒng)寶玉石文化的現(xiàn)代設計方向。

2. 調整課程教學大綱

如圖3所示，新教學大綱在保持玉石文化、材料、雕刻基礎課時不變的條件下，減少傳統(tǒng)寶玉石造型與雕刻特點的理論和實踐學時，并增加玉石雕刻新工藝與設計現(xiàn)狀的理論與實踐學時，手工雕刻的練習更多是學生在課后自主完成。在課程結構上，更加重視新的三維數(shù)字化技術的運用與傳統(tǒng)玉石雕刻技藝、中國古老玉石文化、設計傳統(tǒng)之間的聯(lián)系與文化創(chuàng)新。在不影響傳統(tǒng)玉石文化與手工雕刻教學內(nèi)容的前提下，將重點放在后期的寶玉石設計與成品制作部分。此外，新教學大綱中寶玉石的預修課程還需增加“首飾CAD”，期待通過前期的教學鋪墊，學生能夠更加清晰地了解并掌握三維建模軟件，并能夠在“寶玉石飾品設計”課程中學以致用。

圖3 課程教學大綱調整示意圖

“寶玉石飾品設計”課程具有很強的實操性和應用性，如果能從傳統(tǒng)的課堂教學拓展到校企合作，與行業(yè)內(nèi)具有規(guī)模的企業(yè)進行聯(lián)合培養(yǎng)，共同制定符合行業(yè)發(fā)展前景、滿足行業(yè)需求的人才培養(yǎng)方案將會事半功倍。具體實施過程中，可以通過共同舉辦玉石設計大賽，激發(fā)學生的創(chuàng)作熱情，也可邀請行業(yè)具有經(jīng)驗的從業(yè)者介紹玉石首飾、配飾的發(fā)展趨勢和新技術。將課程重點從課堂教學轉移到實驗室，學生通過實驗一邊學習操練一邊理解和鞏固理論知識。

四、 課程教學改革成效

(1) 通過此次教學改革，我們嘗試將三維數(shù)字化技術與具有典型國風特色的玉石雕刻課程相結合，探索新的科技手段與我國優(yōu)秀的傳統(tǒng)玉石文化融合，在尋找新的設計方法的同時開拓了玉雕的設計空間。三維數(shù)字化技術的高效嚴謹能夠輔助學生進行雕刻，并呈現(xiàn)不同的設計角度，啟發(fā)創(chuàng)新思考。

(2) 目前玉雕行業(yè)所使用的成品設計大多較為傳統(tǒng)，形式、主題單一。通過課程改革，我們將“珠寶CAD”和“首飾設計”等課程與“寶玉石飾品設計”課程有效結合，學生能夠依據(jù)對中國古代玉文化的傳承與創(chuàng)新設計，將所學所思通過三維數(shù)字化技術進行設計研發(fā)，豐富了玉雕成品的形式與題材，使玉石首飾設計更加時尚化和個性化。

(3) 課程教學注重校企合作，共同設定既符合設計發(fā)展趨勢又具有文化研究意義的課程創(chuàng)作主題。主題的選擇可以說是一種文化導向，能激發(fā)學生學習興趣，引發(fā)學生思考。主題可以給學生具體的方向，但又需要有足夠的空間，不束縛學生設計構思。通過三維數(shù)字化技術，學生可以高效地進行系列設計與表達，同時還可以嘗試模擬不同的材料與工藝，以培養(yǎng)學生的綜合設計能力，滿足社會對寶玉石飾品設計人才的需要。