虛擬仿真技術在服裝設計與工藝專業課程中的教學應用

王 佳

(常州紡織服裝職業技術學院,江蘇 常州 213164)

1 基于虛擬仿真進行教學改革的必要性

服裝設計與工藝專業(以下簡稱“服工專業”)是藝術和生產共存的交叉型學科,雖然包含藝術類教育,但更具工科教育的特點,其培養目標是為服裝企業相關崗位輸送技術技能型人才,因此服工專業的核心課程,大多設置成理實一體化課程,注重知行合一,但在實際教學中,卻出現了理論教學和實踐教學脫節、教學容量受限、課程之間銜接不到位、技術訓練不充分、實訓過程不可逆等問題,造成學生即使在學習了系統的理論知識后仍不能較好地進行實踐,在學校培養的技能遠遠跟不上服裝產業的發展速度,這是一個普遍存在、具有一定難度并且亟待解決的問題。

虛擬仿真技術以其交互性、真實性和多感知性等特點,在推進現代信息技術與實驗教學項目深度融合、拓展實驗教學內容廣度和深度、延伸實驗教學時間和空間、提升實驗教學質量和水平、培養卓越拔尖人才等方面都能起到積極的作用,其在教育領域的應用已逐漸得到國家重視。2018年,教育部在全國大力推動虛擬仿真實驗教學項目建設,在備受關注的《國家職業教育改革實施方案》中,提出職業院校應“運用現代信息技術改進教學方式方法,推進虛擬工廠等網絡學習空間建設和普遍應用”的要求。國內的眾多專家和學者已經開始基于虛擬仿真技術進行一系列服裝專業課程的改革研究,均獲得了較好的成果,這些案例給了我們開展課程教學改革的信心和啟發[1-4]。

2 基于虛擬仿真的課程體系改革構思

2.1 立足生產過程,組建實訓課程群

我校服裝專業創建于1984年,專業設置包含服裝與服飾設計、服裝設計與工藝、服裝陳列與展示設計、藝術設計、形象設計5大類,覆蓋服裝的完整產業鏈,服裝設計與工藝專業前身為“服裝制版與工藝專業”,2015年教育部更名后,明確了該專業培養“技藝結合”復合型人才的新要求,經過不斷探索實踐,我校服工專業逐步形成了基于“形成技術”培養目標的具有技藝結合特點的人才培養體系。依據服裝企業生產過程,以“基礎能力訓練—核心能力訓練—綜合能力訓練—創新能力訓練”循序漸進形成“技術能力”,結合設計類課程、結構類課程、工藝類課程、展示類課程四大板塊,以及綜合項目組建專業課程群,如圖1所示。

圖1 服工專業課程群結構

2.2 更新實訓內容,搭建立體化的教學體系

隨著計算機網絡技術的不斷發展,市面上出現的各類虛擬仿真系統功能完備,廣泛應用于服裝領域各環節。2019年,我校服裝學院建成了虛擬仿真實驗室,其中運行的服裝一體化設計仿真系統,具備3D 人體數 據 模 塊、3D 設 計 模 塊、3D 面 料 模 塊、3D 試 衣 模塊、3D 走秀模塊,可實現人模創建、款式創樣、樣衣試制、面料更換、動態走秀的功能,完整涵蓋了服裝專業的四大重要板塊——款式設計、結構設計、工藝制作和成衣展示。以“建構主義”學習理論為指導,秉承“虛實結合、可虛盡虛、能實不虛”的原則,對課程群的實訓內容進行更新,建立“理虛實”一體化的實訓教學模式。在此過程中需充分考慮虛擬仿真系統各實訓模塊的功能,以及服裝專業四大類板塊中各實訓課程的教學目標,進行實訓比例和內容的設置,要求比例合理,內容體現先進性、可行性、必要性和完備性,既有課程導向特點,又能與前后課程實訓內容銜接。在綜合項目中,基于典型款式將每個實訓模塊內容融會貫通(圖2)。

圖2 基于虛擬仿真系統平臺的實訓教學體系

3 虛擬仿真技術的教學應用優勢

3.1 服裝設計類課程

服裝設計是一個整體性的概念,可以分為服裝造型設計、面料設計、結構設計和工藝設計等,在實際授課中,服裝造型設計課程也就是通常我們所說的服裝設計課程,一般早于其他設計類課程開設,課程的學習目標雖然僅要求學生對服裝的形式、材質、顏色、圖案、線條等進行設計,但需要讓學生最初就建立整體設計的理念,明白設計的服裝需要滿足生產要求,符合穿著場合,使穿著的人覺得舒適。對于服裝設計與工藝專業以理科生、繪畫基礎薄弱的初學者居多的情況,教師可以事先建好局部款式數據庫,運用虛擬仿真軟件強大的兼容性,提取其中素材,讓學生搭配新的款式,或是調整服裝廓形、圖案、色彩等進行創新設計。通過虛擬仿真軟件中的“人體數據模塊”,建立針對不同年齡、不同身高、不同體型的人體模型,利用“試衣模塊”在這些特定的虛擬模特上進行試穿,對服裝設計的效果進行三維展示(圖3),從而更加直觀地辨別設計方案的可行性,讓學生從最初就建立“以人為本”的服裝設計理念。

圖3 禮服的虛擬設計

3.2 服裝材料課程

面料作為服裝設計的要素之一,具有舉足輕重的作用。“服裝材料學”等課程的開設就是讓學生認識服裝材料,并且具備實踐應用的能力。傳統教學延續紡織材料課程的授課模式,受到課時、實驗條件的限制,學生很難將材料特性與服裝款式、版型風格及工藝要點串聯起來。虛擬仿真技術的介入,可以實現面料的“即換即現”,直觀對比不同類型面料下的服裝外觀,加深對各類面料特點的理解,進行準確應用,還可以自主改變面料的物理機械性能,建立面料性能與服裝外觀的對應關系,讓學生明確服裝材料選擇的原則,提高服裝面料設計的合理性[5-6]。例如,關于上衣的材料選用,學生使用三維虛擬軟件選擇不同的材料進行試穿,以此對比懸垂性和飄逸感,進而選擇最合適的服裝材料,提高服裝的設計感(圖4和圖5)。

圖4 絲質上衣

圖5 棉質上衣

3.3 結構類課程

服裝結構設計課程是服裝設計與工藝專業的核心課程,傳統教學模式下的教學內容無法實現與前導設計類課程和后續工藝類課程真正銜接,學生不熟悉平面制圖與成衣立體造型的相互關系,腦海中無法構建出平面到立體的轉換圖,結構設計完成后,只有通過縫制才能看到最終成衣造型效果,制版、裁剪、縫紉需要較長的教學周期,一旦成衣效果不佳,又要重復整個過程進行修正完善,嚴重影響教學效率。虛擬仿真軟件中的制版和縫制功能能很好地解決這些難題,該軟件在服裝結構類課程中的運用優勢最為突出,它能通過2D 和3D 窗口,直觀展現平面紙樣與立體成衣之間的一一對應關系,通過虛擬縫合將紙樣穿在虛擬人體上,即時呈現成衣效果(圖6)。如果需要修改可直接在2D樣板窗口中進行調整,并且修改后的著裝效果也將同步呈現,這樣就在很大程度上降低了學生空間思維轉換的門檻,降低了學習難度,理解原理后再讓學生實際動手制作樣板,教學效果可以得到明顯改善[7-8]。

圖6 服裝二維和三維結構展示

3.4 工藝類課程

在服裝工藝教學中,虛擬仿真技術的應用可以實現教學情境的仿真和教學方式的形象化。工藝課往往以老師示范、學生跟做的模式為主,由于操作的不可逆,在課程中教師需要準備較多試樣,以便可以分組示范,在示范中,由于觀察角度不同,不能保證每位同學都能全方位看到老師的準確手勢和縫制要點,并且一旦學生縫錯,只能拆或重新準備裁片,既浪費時間又浪費材料。利用虛擬仿真技術可以讓教師和學生都反復操作,在模擬中分析工藝縫制的順序和裁片的組合關系(圖7),促進實際動手能力的提升,并且能模擬各種服裝的縫紉,解決了課時緊張無法涉及所有服裝款式和學校工藝室縫制設備受限的瓶頸問題。

圖7 縫紉工藝的平面和立體模擬

3.5 綜合類課程

綜合類課程包括綜合實訓、畢業設計、以及各類創新創業比賽,一般安排在第四學年,通過集中強化、整合,進一步提升學生的綜合素養,更好地對接產業需求,服裝虛擬仿真系統覆蓋服裝生產的整個環節,能實現更全面和系統的使用效果,拓展學生的綜合知識,鍛煉他們的綜合能力。同時,在虛擬仿真系統中快速進行的人體體形、服裝造型、面料屬性、紙樣工藝設計等多種操作,能節省學生在技術環節的試驗時間,幫助他們在廣度和深度上進行專業的創新設計。

4 結束語

在服工專業課程中引入虛擬仿真技術,可以在理論教學與實踐教學之間建立一座銜接橋梁,為學生創建一個高科技、低成本、低消耗、短周期的浸入式虛擬實驗實訓空間,學生進行充分訓練后,再進入實踐環節,可以有效地解決理論教學與實踐教學相脫節的問題。同時其無空間時間限制開展、立做立現、兼具趣味性的特點,促使學生主動探究問題、分析問題和解決問題,極大地提高了自主學習的積極性和效率。為學生“學”和老師“教”“研”開辟新途徑,體現其積極的教學科研應用價值。