核心置換

劉寒

摘 要：無論作為高考美術(shù)的必備科目，還是進入藝術(shù)設計院校的專業(yè)深造，作為造型訓練手段，素描課程已經(jīng)具備比較完整的教學理論和實踐手段，但是，隨著數(shù)字藝術(shù)設計專業(yè)的不斷設置和拓展，依托三維數(shù)字軟件為基礎的專業(yè)課程，逐步形成適應自身專業(yè)特點的教學方法和訓練規(guī)范，因此，客觀上對置于前導的素描課程實施，提出了新的設置和要求。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)化兩者機械“硬接”帶來的專業(yè)知識不兼容，從而設計由“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；逆向設計

檢 索：www.artdesign.org.cn

中圖分類號：G712 文獻標志碼：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)字造型課程前導的作用與局限

目前，國內(nèi)藝術(shù)設計院校和專業(yè)，尤其是數(shù)碼動畫、游戲設計等方向，普遍開設基于三維數(shù)字造型的必修課程，除要求學生掌握復雜的操作命令外，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)課程的初始端設置階段，通常會引入素描作為前導課程，強化學生對空間結(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)設計領(lǐng)域發(fā)展應具有的能力半徑，為后續(xù)三維數(shù)字造型訓練做充分的預備。

素描作為造型訓練手段而言，仍具有普遍的適用性和實用性，但依托三維數(shù)字造型的藝術(shù)設計課程，如數(shù)字游戲、工業(yè)產(chǎn)品設計等后續(xù)課程而言，兩者在美學法則和視覺規(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)學生的所謂“美術(shù)功底”，而在前導課程中“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。從實踐的流程方式，功能的應用領(lǐng)域來看，物理真實與數(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，逆向設計到前導素描課程中，將兩者在造型上的核心作為關(guān)聯(lián)節(jié)點，并對素描課程的指導思路、項目單元和訓練方法進行重新設置，使逆向素描課程能為學生進入三維數(shù)字造型的學習獲得具有“無縫”對接的實效。

計算機圖形圖像技術(shù)的發(fā)展，三維數(shù)字造型軟件持續(xù)升級，所能擴展的行業(yè)類別和細分級別在不斷增加，形成數(shù)字藝術(shù)設計生產(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、靜物的訓練模式，容易出現(xiàn)后續(xù)三維數(shù)字軟件學習與前導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逃械摹皩嵺`斷層”，其結(jié)果容易出現(xiàn)以下兩種極端情況：

一是認為素描課程教學內(nèi)容，相對于三維數(shù)字造型教學毫無作用；二是學生既有的“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。

如果素描課程教學沒有實際作用，無疑是課時資源一種浪費，學生接受素描課程教學，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)化為學習的興趣和信心，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，運用命令技術(shù)和操作技巧，結(jié)合視覺規(guī)律和美學原理，實現(xiàn)對立體數(shù)字對象的生成與編輯，它是進入后續(xù)數(shù)碼動畫制作、建筑效果圖表現(xiàn)等專項課程的基礎。通常由基礎的技術(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)驗的積累與完善，轉(zhuǎn)化為靈活的運用，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)技巧實現(xiàn)，建立模型和編輯材質(zhì)是必不可少的基礎模塊：如果沒有模型和材質(zhì)作為視覺的呈現(xiàn)載體，關(guān)于燈光設置、虛擬像機、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，從通行的三維數(shù)字造型的教學、教材編排上，無一不是把模型建立和材質(zhì)編輯設置在流程首位。

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用透視原理和繪畫技巧進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空間關(guān)系自動計算精準的光影效果，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）、Edge（邊線）、Polygon（多邊形）的靈活運用，講求合理安排布線流向；質(zhì)感的實現(xiàn)則注重對不同貼圖類型和材質(zhì)參數(shù)的靈活運用，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鋪墊，建立模型和材質(zhì)貼圖就必須被導入到素描課程，培養(yǎng)學生三維數(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“頂點編輯變形”，這里所說的“變形”與“其實就是運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，它僅限于在頂點數(shù)量和位置變化上的操作手段。在素描課程中引入頂點編輯概念是非常必要的：以素描課程石膏立方體訓練為例，構(gòu)成立方體的8個頂點在移動相對位置（即不進行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，引導學生推敲“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，初步建立學生頂點編輯變形的動態(tài)再造意識，從而為后續(xù)使用三維數(shù)字軟件建模模塊，實現(xiàn)各種復雜造型提供預演，學生使用3dsmax軟件標準幾何體進行編輯制作的生物造型（圖1D）。

其次，三視圖繪制是培養(yǎng)學生認識平面維度轉(zhuǎn)向立體三維的重要手段。三維模型頂點依據(jù)三視圖的輔助，在虛擬空間中被準確定位，使得由頂點生成的多邊形準確無誤并逐步生成既定的設計方案。逆向設計的素描課程要求學生繪制三視圖：即從對象物體的正、側(cè)、背等正交角度確定結(jié)構(gòu)高、低點的對應空間位置，強化學生對于正確鎖定頂點坐標生成立體模型基本規(guī)律的常態(tài)認知，訓練立體到平面再到立體的空間轉(zhuǎn)換意識，學生根據(jù)石膏頭骨實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定位，還原具有復雜曲面的頭骨三維立體模型（圖2C）。

最后，需要強調(diào)的是隨著三維模型的頂點增加，模型表面細節(jié)會逐步細膩豐富，必定會大量占用計算機解算資源，導致運行速度緩慢，換句話說，一塊柔滑的曲面通過鉛筆在紙上能輕易實現(xiàn)，而頂點分布過于密集的曲面模型，甚至會導致計算機無法完成解算而軟件崩潰，因此，為了適應在控制頂點數(shù)量前提下，完美表現(xiàn)模型結(jié)構(gòu)細節(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：即運用Key Line按照對象造型特征精準分布，“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)計算機運算能力和模型精度，逐級增加Fill Line填充線細節(jié)，在模型精細程度和計算機運算速度之間獲取最大的平衡，不再進行素描結(jié)構(gòu)的光影練習（圖3B），而是精確的控制頂點位置“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節(jié)（圖3C），構(gòu)成具有三維數(shù)字屬性的“布線造型”，“預熱”學生在三維數(shù)字軟件中合理運用多邊形，創(chuàng)建復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)素描靜物寫生訓練為例，光線作用下物體色彩、肌理和反光等成為表達不同質(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生，往往疲于在畫紙上涂抹表面“光影調(diào)子”，卻始終難以準確的將質(zhì)感表達到位，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”賦予對應的目標三維模型，迅速獲得非常真實的質(zhì)感渲染效果。

如此一來，原有素描訓練中繪制質(zhì)感的思維方式便不可避免被改變，因為從三維數(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。

運用三維數(shù)字軟件材質(zhì)的貼圖分項圖示思維，指導學生認識釉罐質(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，將不再是訓練目的。

繪制石膏水壺，學生可以同樣按照貼圖分項圖示，準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貼圖圖示進行繪制，便能順利將其轉(zhuǎn)變?yōu)橛再|(zhì)水壺效果，輕易實現(xiàn)相同造型的質(zhì)感移植，建立學生對于不同質(zhì)感的編輯表達意識。

囿于非純藝術(shù)類素描課程設置的課時限制，以及三維數(shù)字造型工具自身擁有獨立照明和渲染模塊，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，將其分解為由頂點編輯變形、形變幾何體組合、三視圖繪制、布線造型、貼圖分項圖示、質(zhì)感移植、靜物敘事表達構(gòu)成的，具有動態(tài)編輯屬性的逆向設計素描課程，真正建立前導素描和后續(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，使學生能夠在畫室內(nèi)理解并適應逆向設計素描內(nèi)容，續(xù)而在計算機房中發(fā)揮出三維數(shù)字軟件的實踐潛力。

四、逆向設計素描課程作業(yè)評價標準

課程作業(yè)是對于教學實施效果最直觀、最有效的反映，因此，課程作業(yè)評價標準的制定、實踐和反饋是直接涉及修正和完善課程設計的關(guān)鍵。

基于以三維數(shù)字造型教學為后續(xù)的前導素描課程逆向設計，其作業(yè)評價標準與傳統(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，兩者存在較大的專業(yè)屬性差異，因為，目標指向三維數(shù)字造型應用的設置前提，客觀決定了逆向設計素描課程的作業(yè)評價標準會隨之轉(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、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)律和思維模式訓練的度量考核。

首先，從作業(yè)評價目標來說，通過前置逆向設計素描課程，結(jié)合完整的課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，使學生在系統(tǒng)的實踐訓練項目中，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，不適用于逆向設計素描課程作業(yè)評價方式。取而代之的是頂點位移、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，貫聯(lián)并映射到學生作業(yè)的過程和結(jié)果，使之在全新的考核目標中，繼承原有傳統(tǒng)素描訓練累積的技能優(yōu)勢，同時，有限學時內(nèi)建立逆向設計素描認識體系，以適配后續(xù)三維數(shù)字造型教學的快速、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目標的實施狀況，通過檢查和分析課程作業(yè)，準確掌握學生的實際學習效果。比對上表列舉的兩者對應關(guān)系，檢索學生受課過程中出現(xiàn)的問題和缺陷，從而快速進行目標性準確的反饋和解決，這個過程也能促進對于課程設計本身的持續(xù)完善，激發(fā)更具效能的設想和改進。

五、結(jié)語

傳統(tǒng)素描課程通常“習慣性”放置在藝術(shù)設計相關(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，通過逆向設計而分解為素描課程的新概念、新項目和新訓練，兼顧學生傳統(tǒng)素描基礎能力和實訓環(huán)境，在課程思維和內(nèi)容上的重新組織和設計，形成為更有效的素描單元訓練，為其進入三維數(shù)字造型課程學習做好提前認知。這種由后續(xù)課程核心分析來置換前導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. 設計幾何學：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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