三維數(shù)字化技術(shù)在“寶玉石飾品設(shè)計”課程教學中的應用

王曼倩，鄭 輝

(大連工業(yè)大學 服裝設(shè)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(shè)計”課程改革的背景

“寶玉石飾品設(shè)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(shè)計的需求開設(shè)了“飾品設(shè)計與工藝基礎(chǔ)”課程，后更名為“寶玉石飾品設(shè)計”。我校開設(shè)的“寶玉石飾品設(shè)計”課程不同于玉石雕刻專業(yè)學校偏向于工藝美術(shù)人才培養(yǎng)，重在設(shè)計人才的培養(yǎng)。依據(jù)我校服裝學院服裝與服飾設(shè)計專業(yè)特色，“寶玉石飾品設(shè)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(shè)計的發(fā)展趨勢。

目前國內(nèi)開設(shè)寶玉石相關(guān)課程的高校不少，如中國地質(zhì)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(shè)基礎(chǔ)。目前“寶玉石飾品設(shè)計”課程作為我校服飾品設(shè)計專業(yè)飾品設(shè)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(shè)計的傳承與創(chuàng)新，同時將現(xiàn)代設(shè)計產(chǎn)業(yè)的技術(shù)與設(shè)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(shè)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(shè)計師。因此，一方面，高校要培養(yǎng)學生的設(shè)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(shè)計與雕刻中大量使用各種電腦雕刻設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工雕刻，對于設(shè)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(shè)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(shù)引入“寶玉石飾品設(shè)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(shè)計與創(chuàng)新

三維數(shù)字化技術(shù)是基于電腦、網(wǎng)絡、數(shù)字化平臺的現(xiàn)代工具性基礎(chǔ)共用技術(shù)。在科技迅猛發(fā)展的今天，Jewel CAD、RHINO、Matrix等三維設(shè)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(shè)計界得到了廣泛應用[2]。不僅是在設(shè)計制圖過程中使用三維數(shù)字化技術(shù)，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(shù)。可以說，從設(shè)計制圖到雕刻成型，三維數(shù)字化技術(shù)已全面滲透到寶玉石的設(shè)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(shù)帶動寶玉石設(shè)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(shè)計與創(chuàng)新。玉石設(shè)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(jié)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(zhuǎn)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(shè)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(shè)計文件存于資料庫中，以減少重復性工作。在系列寶玉石設(shè)計中，三維建模的優(yōu)勢更加明顯。圖1是“寶玉石飾品設(shè)計”課程教學中學生運用RHINO軟件進行系列設(shè)計的效果圖與生成的三視圖。可以看出，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(shè)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(zhì)色彩的渲染過程和設(shè)計延伸的過程也較傳統(tǒng)設(shè)計更加簡便，可以方便快捷地進行設(shè)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(shè)計)

此外，在課程教學中還可以利用三維立體設(shè)計打破傳統(tǒng)的設(shè)計角度，進行更豐富的多維度創(chuàng)意構(gòu)思，且可將資料庫中調(diào)出的基礎(chǔ)模型進行組合和再造，一定程度上可以激發(fā)設(shè)計者的靈感。方便快捷地進行創(chuàng)意構(gòu)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(shè)計的有效途徑。在玉石設(shè)計中引入三維軟件，能夠打破傳統(tǒng)的設(shè)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(shù)專業(yè)教學有所區(qū)別，體現(xiàn)出服裝與服飾設(shè)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(shè)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(shè)計的秋分主題玉石吊墜，學生在設(shè)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(shè)計者直觀地感受材料與造型、比例之間的關(guān)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(shè)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(jié)合。圖2b所示為作品《微雨驚蟄》，設(shè)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(jié)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(shù)對課程體系進行有效組合

(1) 通過課程之間的結(jié)合探索更加有效的授課形式。“首飾設(shè)計基礎(chǔ)”“首飾CAD”“雕蠟”“手繪效果圖”4門課程是“寶玉石飾品設(shè)計”課程的前期主要相關(guān)課程。在傳統(tǒng)的課程教學形式下，如一門課程結(jié)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(shè)計想法僅僅以當門課程作業(yè)的形式宣告結(jié)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(shù)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(shè)計基礎(chǔ)”等前期課程學習中形成的好的構(gòu)思與設(shè)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(shè)計”課程學習最終做出成品。這樣整個課程體系將結(jié)合得更加緊密，學生能夠最大限度地呈現(xiàn)自己的設(shè)計能力，一步步將自己的設(shè)計想法從頭腦中的思維與想象發(fā)展到二維的設(shè)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(shè)計”課程的制作環(huán)節(jié)完成實物。目前我校服裝與服飾設(shè)計專業(yè)飾品方向已開設(shè)“首飾CAD”課程，作為飾品設(shè)計方向大三上學期的專業(yè)課程，而在大三下學期開設(shè)“寶玉石飾品設(shè)計”課程。可見建模課程可以作為“寶玉石飾品設(shè)計”課程的前期課程，為學生的三維電腦塑形能力和技術(shù)應用能力奠定基礎(chǔ)。后期期望將三維建模技術(shù)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(shù)中有所運用。

(2) 為后期的畢業(yè)設(shè)計和工作能力培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。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(shè)計的全過程，使學生了解整個設(shè)計流程，并能夠熟練操作相關(guān)工藝，提升設(shè)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(chǔ)。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(shè)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(shù)及設(shè)計方法較少涉及，創(chuàng)新與設(shè)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(shè)計人才的需求更多在于學生的設(shè)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(shè)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(shù)手段的靈活運用，傳統(tǒng)的玉石設(shè)計師徒傳承教學模式需要有所突破。

三、 “寶玉石飾品設(shè)計”課程的教學改革

1. 調(diào)整課程教學目標

傳統(tǒng)的“寶玉石飾品設(shè)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(shè)計創(chuàng)新。如能將玉雕技術(shù)與珠寶首飾設(shè)計相結(jié)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(shè)計界提出的思考[3]。通過引入三維數(shù)字化技術(shù)，我們對教學目標進行了調(diào)整。調(diào)整后的教學目標為：立足于培養(yǎng)具有玉石設(shè)計文化素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，掌握玉石設(shè)計制作的工藝方法，并能夠運用現(xiàn)代三維數(shù)字化技術(shù)手段進行設(shè)計創(chuàng)新，符合寶玉石行業(yè)發(fā)展需求的設(shè)計人才。運用新技術(shù)手段，高效地將課程從傳統(tǒng)的玉雕培養(yǎng)模式調(diào)整到創(chuàng)新設(shè)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(shè)計教學為基礎(chǔ)，重點探索現(xiàn)代雕刻工藝手段和寶玉石設(shè)計發(fā)展趨勢。整個課程深入淺出，理論與實踐相結(jié)合，使學生在增強動手能力的基礎(chǔ)上進一步了解中國傳統(tǒng)寶玉石文化的現(xiàn)代設(shè)計方向。

2. 調(diào)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(chǔ)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(shè)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(jié)構(gòu)上，更加重視新的三維數(shù)字化技術(shù)的運用與傳統(tǒng)玉石雕刻技藝、中國古老玉石文化、設(shè)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(shè)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(shè)計”課程中學以致用。

圖3 課程教學大綱調(diào)整示意圖

“寶玉石飾品設(shè)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(shè)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(shù)。將課程重點從課堂教學轉(zhuǎn)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(shù)與具有典型國風特色的玉石雕刻課程相結(jié)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(shè)計方法的同時開拓了玉雕的設(shè)計空間。三維數(shù)字化技術(shù)的高效嚴謹能夠輔助學生進行雕刻，并呈現(xiàn)不同的設(shè)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(shè)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(shè)計”等課程與“寶玉石飾品設(shè)計”課程有效結(jié)合，學生能夠依據(jù)對中國古代玉文化的傳承與創(chuàng)新設(shè)計，將所學所思通過三維數(shù)字化技術(shù)進行設(shè)計研發(fā)，豐富了玉雕成品的形式與題材，使玉石首飾設(shè)計更加時尚化和個性化。

(3) 課程教學注重校企合作，共同設(shè)定既符合設(shè)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(shè)計構(gòu)思。通過三維數(shù)字化技術(shù)，學生可以高效地進行系列設(shè)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(shè)計能力，滿足社會對寶玉石飾品設(shè)計人才的需要。