工業(yè)設(shè)計(jì)透視課程中陰影透視教學(xué)方法

金鑫，葉宋斌，周仲偉

（廣東石油化工學(xué)院 藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院，廣東 茂名 525000）

陰影透視是工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)“設(shè)計(jì)透視”課程的重要內(nèi)容，它是工程制圖與設(shè)計(jì)表現(xiàn)類課程銜接的紐帶。眾所周知，工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)是無美術(shù)基礎(chǔ)的理工科學(xué)生，在有限的時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)表現(xiàn)能力是一項(xiàng)具有相當(dāng)挑戰(zhàn)性的任務(wù)，提高陰影透視的表達(dá)能力，對(duì)于學(xué)生快速掌握手繪設(shè)計(jì)表現(xiàn)技法，提高造型能力，具有重要的作用。

一、重新定位教學(xué)目標(biāo)

在掌握一點(diǎn)透視、兩點(diǎn)透視畫法的基礎(chǔ)上，加入物體的陰影可迅速提升物體的立體感，使所表現(xiàn)的對(duì)象在視覺上更加接近真實(shí)效果。目前的工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)“設(shè)計(jì)透視”課程教學(xué)偏重一點(diǎn)、兩點(diǎn)、三點(diǎn)透視的畫法，而忽略了陰影的透視教學(xué)。目前常用的教學(xué)方法，一種是純藝術(shù)繪畫領(lǐng)域的透視教學(xué)，特點(diǎn)是容易理解、經(jīng)驗(yàn)為主、定性分析為主，但缺乏科學(xué)分析的理性邏輯，需要長(zhǎng)期的繪畫訓(xùn)練才能內(nèi)化為基本技能，不適合無美術(shù)基礎(chǔ)的理科生；另一種是建筑類專業(yè)的透視教學(xué)，特點(diǎn)是內(nèi)容全面，邏輯性極強(qiáng)，但理論內(nèi)容枯燥難以理解，部分透視原理在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用較少。

首先是教學(xué)目的定位，陰影透視在專業(yè)實(shí)際應(yīng)用中主要目的是輔助提升產(chǎn)品效果圖的立體效果，因此適當(dāng)簡(jiǎn)化復(fù)雜的作圖原理知識(shí)、建立常用的作圖光源系統(tǒng)才能夠更好地提高學(xué)習(xí)效率。然后是教學(xué)內(nèi)容，陰影畫法教學(xué)內(nèi)容主要包括點(diǎn)、線、面陰影原理、正等測(cè)圖陰影畫法、透視圖陰影畫法，鑒于課時(shí)有限，陰影畫法有別于一點(diǎn)透視、兩點(diǎn)透視嚴(yán)格的“定量”作圖法，應(yīng)當(dāng)結(jié)合“定性”作圖的方法，在學(xué)生掌握了投影的基本規(guī)律后，正確的作出物體的陰影。

二、更新教學(xué)方法

（一）緊抓基礎(chǔ)——講透點(diǎn)、線、面基本投影規(guī)律

無論多復(fù)雜的物體投影都可以簡(jiǎn)化為基本的點(diǎn)、線、面的投影，只要掌握點(diǎn)、線、面的投影原理，學(xué)生面對(duì)復(fù)雜物體就能夠發(fā)揮自主能動(dòng)性來解答難題。

首先，設(shè)定好光源的基本信息。為簡(jiǎn)化作圖步驟，一般設(shè)定光源為與地面45°夾角，自西向東照射的平行光源，且與畫面位置平行（圖1）。與畫面傾斜光、點(diǎn)光源的陰影作圖法在產(chǎn)品效果圖表現(xiàn)中應(yīng)用較少，只做介紹性內(nèi)容講解。然后，結(jié)合實(shí)際案例講透點(diǎn)、線、面的投影規(guī)律，學(xué)生能夠掌握并靈活運(yùn)用此部分理論，組合體的陰影畫法的學(xué)習(xí)便水到渠成了。

（二）結(jié)合三維軟件再現(xiàn)投影現(xiàn)象的教學(xué)法

如果是單純講解陰影的理論知識(shí)，勢(shì)必造成內(nèi)容枯燥難懂、課堂效果不佳的局面。物體的陰影畫法是模擬自然界的真實(shí)物理現(xiàn)象，運(yùn)用計(jì)算機(jī)三維軟件仿真技術(shù)模擬物體的光照和陰影，然后再結(jié)合手工作圖的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，學(xué)生則可以更加立體地掌握陰影透視的規(guī)律。以點(diǎn)的透視為例，通過rhino建模的方式，模擬真實(shí)空間中的一點(diǎn)A在畫面上的透視效果。在上課演示過程中，視點(diǎn)、站點(diǎn)、畫面、基面、基透視等抽象專業(yè)名詞實(shí)時(shí)顯示（圖2左），教師可在rhino軟件中任意旋轉(zhuǎn)角度（圖2右），學(xué)生可全方位地認(rèn)識(shí)點(diǎn)的透視現(xiàn)象，教師從而引出點(diǎn)的透視規(guī)律。

圖1 基本光線設(shè)定

圖2 三維軟件模擬點(diǎn)透視

圖3 幾種典型投影現(xiàn)象三維效果圖

圖4 三維渲染陰影效果

在陰影畫法學(xué)習(xí)中，有些特殊情況的陰影不易理解，如“臺(tái)階上的陰影”“斜面上的陰影”“影的干涉”“曲面的陰影”等。可能會(huì)造成基本的點(diǎn)、線、面投影規(guī)律難以應(yīng)用的情況，學(xué)生會(huì)對(duì)基本原理產(chǎn)生懷疑，此時(shí)引入三維模擬效果圖的方式來驗(yàn)證投影規(guī)律后，學(xué)生對(duì)投影原理的正確性深信不疑，從而更加重視基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，圖3為rhino軟件模擬4種典型投影現(xiàn)象的三維效果圖。

（三）從軸測(cè)圖到透視圖陰影

透視圖的陰影涉及透視的近大遠(yuǎn)小的變化，學(xué)生不但要弄清楚陰影規(guī)律，還要結(jié)合透視規(guī)律來作圖，難度較大。軸測(cè)圖不涉及透視，所以先教會(huì)學(xué)生準(zhǔn)確畫出軸測(cè)圖的陰影相對(duì)容易，經(jīng)過大量的軸測(cè)圖陰影作圖練習(xí)，學(xué)生熟練掌握復(fù)雜圖形的陰影畫法，此時(shí)再進(jìn)階到透視圖陰影畫法的學(xué)習(xí)就非常容易掌握了。

（四）課后跟蹤輔導(dǎo)

陰影透視作為設(shè)計(jì)透視課程的最后一部分內(nèi)容，教學(xué)時(shí)間相對(duì)有限，作者所在學(xué)校該部分內(nèi)容只有8學(xué)時(shí)計(jì)劃，僅夠教授理論知識(shí)，課后的練習(xí)缺乏時(shí)間輔導(dǎo)。基于此，教師可運(yùn)用錄制微課視頻的方式，針對(duì)練習(xí)冊(cè)中的復(fù)雜題型錄制教師作圖過程，共享至學(xué)生的QQ或微信群中，也可以用圖片截屏的方式，制作電子版圖文并茂的作圖教程，共享給學(xué)生，進(jìn)行有效的課后輔導(dǎo)。

三、組合體陰影透視教學(xué)案例

選取工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)常見的家具——茶幾為例，進(jìn)行組合體的陰影透視教學(xué)。作圖方法講解之前，先進(jìn)行rhino三維建模，并用vray渲染器模擬自西向東，與地面夾角45°的畫面平行光，圖4為三維建模和渲染的效果圖。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到該物體的透視難點(diǎn)在于桌面鏤空處的陰影和桌面在桌腿上的投影干涉，通過三維模擬，學(xué)生對(duì)投影的效果有了初步的認(rèn)識(shí)，以便后續(xù)作圖步驟的講解。具體作圖步驟如下：

第一步，明確透視及光線環(huán)境。根據(jù)已知茶幾透視圖，找到成角透視的兩個(gè)滅點(diǎn)，設(shè)定好常用的自西向東、45°角的畫面平行光源，如圖5中 ①所示。

第二步，化繁為簡(jiǎn)。根據(jù)立方體的兩點(diǎn)透視作圖方法，假想把茶幾放在立方體中，去掉桌面鏤空及桌腿眾多細(xì)節(jié)，作出立方體的基本陰影與透視，由于是假想的立方體，所以暫且用photoshop軟件處理陰影為半透明效果，方便學(xué)生理解，如圖5中②所示。

圖5 桌子陰影透視作圖步驟

第三步，隱藏假想的立方體圖層，繪制桌面鏤空方形的影線，由于桌面的方形鏤空具有一定厚度，難以判斷那條棱的影是最外邊緣，所以畫出所有物體棱線的投影，最后合并重疊的陰影，得到圖5中③所示的影線。

第四步，運(yùn)用第三步方法，進(jìn)一步繪制桌腿的投影，注意根據(jù)光線的方向判斷影的最大邊界，得到桌腿與桌面合并后的影線，用紅色填充陰影。自此，得到了該題目的基本陰影效果，圖5中④所示的為陰影填充顏色效果。

第五步，根據(jù)線的投影規(guī)律，畫出桌面在桌腿立面受到干涉的投影效果，并用紅色填充，效果如圖5中⑤所示。

第六步，畫出所有桌面、桌腿的陰面，用深紅色填充，調(diào)整其他位置投影細(xì)節(jié)，擦除前面桌腿遮擋的陰影，得到本題目最終的投影效果，如圖5中⑥所示。

四、結(jié)語

掌握陰影透視畫法，能夠有效提高工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生的空間想象力，結(jié)合制圖課程的尺規(guī)作圖基礎(chǔ)，可科學(xué)、準(zhǔn)確地繪制出物體的陰影，進(jìn)而提高設(shè)計(jì)表達(dá)的手繪能力。陰影透視的教學(xué)方法應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為中心，結(jié)合專業(yè)，以提高其動(dòng)手實(shí)踐能力為主，采用簡(jiǎn)化復(fù)雜理論、講透基礎(chǔ)應(yīng)用技巧、采用現(xiàn)代多元教學(xué)手段等教學(xué)方法，達(dá)到教師積極引導(dǎo)，學(xué)生樂于學(xué)習(xí)的優(yōu)良教學(xué)效果。■