《立體構成》與計算機輔助教學

李明

（天津工藝美術職業學院 天津 300250）

《立體構成》與計算機輔助教學

李明

（天津工藝美術職業學院 天津 300250）

《立體構成》是一門重要的設計基礎課，學生在學習時需要做大量的課業練習，才能對所學的知識有深刻理解。完全靠手工制作完成作業費工費時，很難達到滿意的教學效果，而計算機作圖的方式可以解決這一難題。立體構成的特性和計算機三維軟件的優勢為實施計算機輔助教學提供了可行性。

立體構成；計算機輔助教學；虛擬實現

計算機作圖在藝術設計的相關專業中作為輔助教學手段已被廣泛使用，計算機這種智能化的作圖工具已經成為學生學習專業設計不可或缺的好幫手。然而在計算機輔助教學中普遍存在一個問題，即計算機作圖多用于專業設計課中的效果圖渲染，而在基礎類課程中應用較少，如《立體構成》課，多數學校的學生仍沿用手工制作的方法做作業，其結果是作業質量低下，教學效果欠佳。筆者認為，應當在構成類課程中引入計算機作圖的方式輔助進行課題訓練，以最大限度地增加練習量來提高學習效率，實現教學目的。

《立體構成》是一門設計基礎課，是研究立體形態各元素在三維空間構成規律的一門科學。學習這門課程可使學生增強觀察立體、創造立體、把握立體的能力，提高感性的直覺創造力和理性的邏輯創造力，從而為學習專業設計打下基礎。要達到這一課程目標，就要做大量的課題練習，只有保證一定的作業量，才能使學生在作業練習過程中逐漸認識并掌握構成的本質和規律，提高創造力?？墒乾F實的情況是課程時間短 （多數院校的《立體構成》課為3~4周），無法保證作業數量，而作業數量不足又影響到教學質量。要解決這個矛盾，采用計算機輔助教學不失為一種有效的方法。用計算機幫助學生完成一部分作業，讓鍵盤代替手工制作，用計算機圖像實現虛擬的真實立體形態，可以節省更多的時間，做更多的練習，還能提高作業的質量。下面結合立體構成的特性分析利用計算機進行輔助教學的可行性。

立體構成是指在三維空間里用各種不同材質的元素創造立體形態，具有以下特性。

第一，具有材料特性。是用現實中的物質材料作為素材進行加工制作成型的，在創作中要考慮到特定材料的肌理、性能、成型性等，以最大的可能探索材料的各種性能，依此創作出構成作品。這一特性要求學生利用各種材料進行創作，但對某些特殊的材料，當學生以現有手段無法進行合理、恰當的加工時（如金屬材料的澆鑄、焊接，陶瓷的燒制等），不妨考慮用計算機作圖的方式在虛擬現實中進行創作。這樣，既省時省力，又可能設計創意虛擬實現，是個便捷的方法。當然，對于有意進行材料加工、體會材料性能的練習，則另當別論。

第二，具有空間特性。立體形態是在三維空間中實現的，根據觀察者位置的變化呈現不同的形狀，隨著時間的推移才能從各個角度看到它的全貌。因此，立體構成除了作品是立體的外，還包括時間和運動的因素，這是由它的空間特性決定的。學生在構思立體構成作業時普遍存在一個問題，即只從某一角度考慮立體形態，而不是從整體去構想。當著手制作時才發現無法實現最初的設想，或做出來后與先前的設想大相徑庭，這是因為沒有充分注意到立體形態的空間特性的結果。要解決這個問題，可借助計算機作圖的方式，計算機作圖快捷、直觀，學生可把初步設計輸入計算機或在計算機中直接完成初步設計，然后利用計算機圖像可以從各個角度觀看的優勢進行調整，再加上動畫功能可產生繞觀效果，這樣就解決了立體形態難以同時從各角度想象、構思的困難，直到推敲設計出滿意的立體形態。

第三，具有物理特性。立體形態要被創造出來，首先遇到的困難是它的牢固度，這是平面形態所沒有的內容，為此要滿足物理重心規律和結構秩序，并在此基礎上追求美，否則將不成立。計算機作圖是虛擬的現實，是根據人的視覺特性需要呈現的對現實形態的模仿，因此，不涉及物理重心及結構秩序合理的問題，學生在構思創作的時候可以先擺脫物理特性的約束，多從構成的視覺形象上想象構思，只要符合視覺心理的物理重心規律，即視覺心理平衡即可。

立體構成除具有以上特性之外，還涉及一些加工技術方面的問題，如材料的膨脹、扭曲效果等，受條件限制，以學生現有的能力很難制作出來，但這些現實中難以制作的效果在計算機中是可以輕而易舉地實現的。因此，用計算機作圖可以做出學生想象出來卻實現不了的效果。那么，哪種軟件最適合學生進行立體構成的表現呢，又是如何呈現立體形態的呢？

現在的計算機三維作圖軟件以AutoCAD、Maya、3ds Max等最為普及和流行，Auto CAD是較為通用的圖形設計軟件，可用于二維、三維坐標空間設計，長于設計各種嚴謹的幾何形體。工業設計和建筑設計、室內設計的制圖多用此軟件；Maya是經典的三維動畫軟件，可以較真實地模擬現實生活中的場景；3DS MAX是應用最廣泛的三維動畫軟件，配有豐富的材質庫并能設計各種光源、環境效果，設計者可以設計出實體動態影像效果，經過多年的應用和不斷更新，功能越來越完備。三個軟件比較起來，還是3DS MAX更適合于立體構成，其特點是操作便捷，表現逼真，功能強大。

首先是“建?！??？芍苯舆x擇Box或Sphere等立體圖形，然后按照所設計的體量輸入三個維度的尺寸，視圖中就會出現立體構成所需的基本單元 （立體的點、線、面、體）；也可以用另一種方法建模，在Shapes圖形面板中選擇Line（畫線）、Circle（圓形）、Rectangle（矩形）、Star（星形）等命令，先在視圖中建立二維平面圖形，然后再用Extrude（擠壓）、Loft（放樣）等命令使其成為三維立體圖形。當這些基本圖形建立起來后，就可進行下一步的創作了，如果想做單元材料的重復、漸變、聚集的構成，可選用 Array（陣列）、Mirror（鏡像）等命令。陣列是以當前選擇物體為對象，進行一連串的復制操作，而（鏡像）是指沿著指定“坐標軸”對物體進行移動及復制操作。運用這些命令不僅可以復制任何數量的單元物體，進行任何角度的旋轉變化，還可以使各單元物體之間的距離和角度變化精確、嚴整，使單元物體有規律地組合構成變得簡單易行，顯現出計算機作圖精準的優勢。如想做變形、膨脹、扭曲類的構成，可選用Boolean（布爾運算）、Loft（放樣）扭曲等命令，同樣會使難于制作出來的效果輕而易舉地實現。

其次是“材質”。“材質”的概念就是給立體形態賦予一個真實材料的表面，也就是將概念形態變為現實形態。利用具有強大功能的材質編輯器，可以在場景中創造出真實，并使那些毫無生氣的模型物體瞬間變得具有靈性、符合現實中物體應有的特點。由于材質多樣化包括了大量的參數及命令設置面板，因此操作起來并非易事，但當掌握了一定的技巧后，不僅可以模仿真實效果，還可以創造出現實中沒有的特殊效果，可見材質是為立體構成作品添彩增輝的重要環節。

再次是“渲染”。“渲染”是在材質編輯器制作完各種材質后進行的一道最后工序，是制作一切特殊效果的基礎，“視頻合成”、“特效”等超凡的功能只有經過渲染后才能表現得淋漓盡致。總之，3DS MAX軟件以其強大的功能為立體構成作圖提供了最大的使用范圍，學生利用它完全可以把想象中的立體形態完美地表現出來。

基于上述分析可以看出，用計算機輔助教學對于學生《立體構成》課的學習是有益的、必要的，能夠利用計算機快捷、方便、直觀、美觀、真實、可修改、可儲存等優勢，克服立體構成作業冗長、繁雜的制作過程，縮短單位作業時間，增加總體作業練習的時間，可使學生多做練習，把精力從制作加工轉移到造型構思和造型感覺上來，實現《立體構成》課的最終目的——培養學生對立體形態的感覺和創造能力，增強創造性思維能力。

需要指出的是，盡管計算機作圖對《立體構成》課程的作用很大，但只能用來輔助教學，絕不能完全取代手工制作。用手工制作的方法進行作業練習是最全面的訓練，在這一過程中所遇到和解決的實際問題在計算機中是沒有的，對材料和工具的體驗也是《立體構成》課的一項重要內容，之所以用計算機輔助教學，只是為了有側重地進行課題練習，節省時間、加大作業量而已。

高校學生普遍對計算機作圖感興趣，而且絕大多數都能掌握基本的作圖軟件，計算機中圖形的準確性、規范性、仿真性、變幻性會使他們著迷，只用手指敲敲鍵盤，即可將頭腦中想象的形態在屏幕中呈現出來，這種快捷的方式是可行的、必要的。通過計算機作圖進行大量的構成練習，能夠提高學生對立體形態的感覺判斷力和創造思維能力，為將來的設計實踐奠定良好的基礎。

[1]辛華泉.形態構成學[M].北京：中國美術學院出版社，1999.

[2]金劍平.立體構成[M].武漢：湖北美術出版社，2002.

[3]辛華泉，張柏萌，邱松.平面構成[M].武漢：湖北美術出版社，2002.

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1672-5727（2010）07-0154-02

李明（1962—），男，天津市人，同濟大學2008級在職碩士研究生，天津工藝美術職業學院高級工藝美術師，研究方向為構成及環藝設計。