淺析幾何歸納意識在高職3dsmax建模教學(xué)中的應(yīng)用研究

摘 要：培養(yǎng)幾何歸納的能力是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，先要從分析對象開始，結(jié)合相應(yīng)資料掌握對象的結(jié)構(gòu)；然后在3dsmax中創(chuàng)建出相應(yīng)的幾何形體；在分析對象結(jié)構(gòu)的同時(shí)，結(jié)合3dsmax的多種建模方法，例如：多邊形、線生成、面擠出等。重點(diǎn)掌握分析對象的結(jié)構(gòu)并歸納出相應(yīng)形體的能力，再加上適當(dāng)?shù)撵柟叹毩?xí)，學(xué)生基本可以掌握簡單對象的幾何歸納。

關(guān)鍵詞：幾何歸納；3dsmax建模；教學(xué)研究；意識

1 幾何歸納概念

在傳統(tǒng)繪畫中，一切物象的形態(tài)無論結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，都可以歸納為幾何形體，即立方體、圓柱體、球體和錐體的結(jié)構(gòu)形式。這種將客觀物象歸納為基本幾何形體的方法，稱為“幾何歸納法”。

2 高職學(xué)生3dsmax建模存在的問題

教學(xué)過程中，學(xué)生在進(jìn)行3dsmax建模時(shí)，沒有掌握根據(jù)不同的物體歸納出與之相應(yīng)的幾何形體進(jìn)行創(chuàng)建的能力。例如一個(gè)易拉罐、有些學(xué)生使用長方體加渦輪平滑制作，這樣做會(huì)造成易拉罐頂面邊緣出現(xiàn)錯(cuò)線，模型變軟達(dá)不到易拉罐的硬度影響模型整體效果。正確的方法是創(chuàng)建一個(gè)圓柱體，在圓柱體基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的布線。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？一是教師把建模技巧作為教學(xué)重點(diǎn)，對學(xué)生的幾何歸納的思維習(xí)慣的養(yǎng)成重視不夠；二是學(xué)生在建模過程中缺乏幾何歸納的意識，建模是從簡單到復(fù)雜的過程，只顧模型表象不顧模型內(nèi)在結(jié)構(gòu)，容易造成模型比例失調(diào)與不符合布線原理。所以，培養(yǎng)學(xué)生幾何歸納意識對3dsmax建模有著重要的作用。

3 幾何歸納意識在高職3dsmax建模教學(xué)中的應(yīng)用研究

3.1 分析教學(xué)對象

報(bào)考動(dòng)漫專業(yè)的學(xué)生大多數(shù)來自湘西周邊各縣單獨(dú)招收的高中和中職學(xué)生，極少數(shù)是通過高考錄取就讀。學(xué)生報(bào)考前以學(xué)習(xí)文化課為主、學(xué)習(xí)成績較差且沒有美術(shù)基礎(chǔ)。報(bào)考動(dòng)機(jī)：一是隨便選擇專業(yè)、抱以混過大專三年的心態(tài)。二是基于喜歡看動(dòng)畫的單純想法而選擇該專業(yè)，但在后期教學(xué)過程中覺得專業(yè)課程較難，從而打消其積極性。三是部分學(xué)生對專業(yè)課中某一課程感興趣有極大的學(xué)習(xí)動(dòng)力，對不感興趣課程積極性不高。四是極少數(shù)學(xué)習(xí)對動(dòng)畫抱有極大的熱情、能夠掌握所學(xué)內(nèi)容，并能夠在課后積極的自學(xué)。

3.2 幾何歸納建模意識的培養(yǎng)

人的思維過程是分析與綜合→比較→抽象與概括→具體化。分析是在思維中把事物的整體分解為各個(gè)部分；綜合是在思維中把事物的各個(gè)部分結(jié)合為一個(gè)有機(jī)整體。比較是指在思考中確定各種事物的相同點(diǎn)和差異點(diǎn)的過程。抽象是指在思考中抽出各種事物的共同屬性，并舍棄其它屬性。概括是指地思考中把抽象出來的各種事物的共同屬性聯(lián)系起來。具體化是把概括出來的一般認(rèn)識推廣運(yùn)用到同類其它事物中去的思維過程。試想在分析問題上出現(xiàn)主觀意識，后面的思維過程是不完整甚至是錯(cuò)誤的。教給學(xué)生正確的分析方法是很重要的。

幾何歸納意識的培養(yǎng)可以從結(jié)構(gòu)素描學(xué)起、在結(jié)構(gòu)素描中讓學(xué)生掌握分析空間對象結(jié)構(gòu)的能力。結(jié)構(gòu)素描教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生用幾何形體歸納物像的能力、那么只要培養(yǎng)出學(xué)生幾何歸納的意識、把這個(gè)意識運(yùn)用到3dsmax建模中，可以使學(xué)生在3dsmax建模時(shí)選擇正確的歸納形體，提高建模效率。現(xiàn)把幾何歸納意識在學(xué)生3dsmax建模過程中反映出的問題分為“空間想象”與“結(jié)構(gòu)分析”兩個(gè)方面。

1、空間想象力的培養(yǎng)

在教學(xué)中，首先要為學(xué)生補(bǔ)充透視的有關(guān)知識，如一點(diǎn)透視、兩點(diǎn)透視等相關(guān)知識，讓學(xué)生對空間結(jié)構(gòu)加深理解。其次，利用基本幾何體的立體圖培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，然后繪制透視效果圖、初步建立空間概念。通過分析空間透視，讓學(xué)生分清幾何形體之間的比例關(guān)系，能分析理解基本幾何體的結(jié)構(gòu)。

2、結(jié)構(gòu)分析的能力培養(yǎng)

正確分析出物體對象的結(jié)構(gòu)并歸納出幾何形體是學(xué)生建模需要掌握的能力，只有在正確分析出物體對象結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，才能歸納出相應(yīng)的幾何形體，創(chuàng)建出與歸納形體相應(yīng)的基本體。培養(yǎng)幾何歸納的能力是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，先要從分析對象開始，結(jié)合相應(yīng)資料掌握對象的結(jié)構(gòu)；然后在3dsmax中創(chuàng)建出相應(yīng)的幾何形體；在分析對象結(jié)構(gòu)的同時(shí)，結(jié)合3dsmax的多種建模方法，例如：多邊形、線生成、面擠出等。重點(diǎn)掌握分析對象的結(jié)構(gòu)并歸納出相應(yīng)形體的能力，再加上適當(dāng)?shù)撵柟叹毩?xí)，學(xué)生基本可以掌握簡單對象的幾何歸納。

掌握了簡單對象的幾何歸納后，就可以講解復(fù)雜對象的幾何歸納的結(jié)構(gòu)分析。首先讓學(xué)生明白任何對象都是由基本幾何體通過加線、調(diào)節(jié)點(diǎn)而得到的，然后通過分析復(fù)雜的對象，明確它的結(jié)構(gòu)組成，為模型的布線做好準(zhǔn)備。在教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納分析，結(jié)合建模實(shí)例，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，在具體對象的建模中不斷提高學(xué)生的幾何歸納能力。

3.3 幾何歸納意識在3dsmax建模中的應(yīng)用

幾何歸納過程中，學(xué)生在建模過程中對模型歸納能夠把握較好，但是在歸納創(chuàng)建完模型之后，就不知下一步怎么做。這種現(xiàn)象主要是對幾何歸納掌握比較死板不能達(dá)到靈活運(yùn)用、只能照搬照抄表象。只是按表象來進(jìn)行歸納外形，而對物象整體結(jié)構(gòu)沒有做到心中有數(shù)。比如，根據(jù)DWG施工圖創(chuàng)建一棟室外建筑，有的同學(xué)從屋檐或者窗戶開始創(chuàng)建，任何物象的歸納都是正方體。這樣會(huì)浪費(fèi)建模時(shí)間，并且模型達(dá)不到精細(xì)的效果。窗戶可以歸納成二維的矩形，通過添加修改器命令變成立體，再把窗戶內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)制生成窗戶其他結(jié)構(gòu)，制作過程不超過2分鐘。因此靈活運(yùn)用幾何歸納搭配相應(yīng)的建模技巧可以節(jié)省建模時(shí)間、提高工作效率。

在3dsmax建模教學(xué)中把幾何歸納列為重點(diǎn)、難點(diǎn)。一是建模之前，讓學(xué)生對整個(gè)建筑外形與特點(diǎn)的了解。把建筑的整體形態(tài)用長方體進(jìn)行歸納，屋檐用三角形歸納，這樣歸納可以讓學(xué)生對建模對象有一個(gè)整體的把握。二是根據(jù)CAD圖紙進(jìn)行分類，墻體、地面、窗戶、屋檐屬于較容易歸納的形體。在室外建筑里面的一些裝飾道具屬于較難部分。歐式的羅馬柱根據(jù)造型的不同，不能夠一次成型需要進(jìn)行多個(gè)組合然后再附加成一個(gè)整體，底柱歸納成一個(gè)3字的圖形進(jìn)行車削成型，主干則有帶齒輪狀圓柱，給學(xué)生講解的時(shí)，結(jié)合建模的技巧，圓中添加相應(yīng)的點(diǎn)數(shù)、再基礎(chǔ)上進(jìn)行點(diǎn)選縮放。擠出之后就能形成主干。在平時(shí)的日常教學(xué)中通過許多實(shí)例讓學(xué)生運(yùn)用圖形進(jìn)行歸納每次不做細(xì)節(jié)建模的練習(xí)，逐步提高學(xué)生幾何形體的歸納能力。

幾何歸納還可以運(yùn)用到角色建模中，只不過角色建模比場景建模更難一些、它涉及到了角色的骨骼與肌肉、動(dòng)畫的表情的布線原理等多方面的因素。但只要掌握采用幾何歸納可以確保模型在比例結(jié)構(gòu)上不會(huì)出現(xiàn)很大的問題。在平時(shí)教學(xué)中，學(xué)生在建模前，先讓學(xué)生觀察分析人物正面和側(cè)面的特征，再運(yùn)用幾何形體歸納法，把頭歸納為圓球和長方體，頸部歸納為圓柱體，軀干歸納為兩個(gè)梯形方塊，手臂和腿分別歸納為兩節(jié)圓柱體，并講清楚 頭、頸、胸、四肢各個(gè)部分細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)組成并歸納相應(yīng)形體，這樣就可以讓學(xué)生在建模前把握對象結(jié)構(gòu)，由簡單形體逐漸組合到復(fù)雜形體最終創(chuàng)建出與對象相同的三維虛擬模型。因此，培養(yǎng)出學(xué)生的幾何歸納的建模意識可以提高建模效率，讓模型更加標(biāo)準(zhǔn)。

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作者簡介

田維（1985-）男，湖南湘西吉首，湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)系教師，研究方向：動(dòng)畫。