《立体构成》与计算机辅助教学

李明

（天津工艺美术职业学院 天津 300250）

《立体构成》与计算机辅助教学

李明

（天津工艺美术职业学院 天津 300250）

《立体构成》是一门重要的设计基础课，学生在学习时需要做大量的课业练习，才能对所学的知识有深刻理解。完全靠手工制作完成作业费工费时，很难达到满意的教学效果，而计算机作图的方式可以解决这一难题。立体构成的特性和计算机三维软件的优势为实施计算机辅助教学提供了可行性。

立体构成；计算机辅助教学；虚拟实现

计算机作图在艺术设计的相关专业中作为辅助教学手段已被广泛使用，计算机这种智能化的作图工具已经成为学生学习专业设计不可或缺的好帮手。然而在计算机辅助教学中普遍存在一个问题，即计算机作图多用于专业设计课中的效果图渲染，而在基础类课程中应用较少，如《立体构成》课，多数学校的学生仍沿用手工制作的方法做作业，其结果是作业质量低下，教学效果欠佳。笔者认为，应当在构成类课程中引入计算机作图的方式辅助进行课题训练，以最大限度地增加练习量来提高学习效率，实现教学目的。

《立体构成》是一门设计基础课，是研究立体形态各元素在三维空间构成规律的一门科学。学习这门课程可使学生增强观察立体、创造立体、把握立体的能力，提高感性的直觉创造力和理性的逻辑创造力，从而为学习专业设计打下基础。要达到这一课程目标，就要做大量的课题练习，只有保证一定的作业量，才能使学生在作业练习过程中逐渐认识并掌握构成的本质和规律，提高创造力。可是现实的情况是课程时间短 （多数院校的《立体构成》课为3~4周），无法保证作业数量，而作业数量不足又影响到教学质量。要解决这个矛盾，采用计算机辅助教学不失为一种有效的方法。用计算机帮助学生完成一部分作业，让键盘代替手工制作，用计算机图像实现虚拟的真实立体形态，可以节省更多的时间，做更多的练习，还能提高作业的质量。下面结合立体构成的特性分析利用计算机进行辅助教学的可行性。

立体构成是指在三维空间里用各种不同材质的元素创造立体形态，具有以下特性。

第一，具有材料特性。是用现实中的物质材料作为素材进行加工制作成型的，在创作中要考虑到特定材料的肌理、性能、成型性等，以最大的可能探索材料的各种性能，依此创作出构成作品。这一特性要求学生利用各种材料进行创作，但对某些特殊的材料，当学生以现有手段无法进行合理、恰当的加工时（如金属材料的浇铸、焊接，陶瓷的烧制等），不妨考虑用计算机作图的方式在虚拟现实中进行创作。这样，既省时省力，又可能设计创意虚拟实现，是个便捷的方法。当然，对于有意进行材料加工、体会材料性能的练习，则另当别论。

第二，具有空间特性。立体形态是在三维空间中实现的，根据观察者位置的变化呈现不同的形状，随着时间的推移才能从各个角度看到它的全貌。因此，立体构成除了作品是立体的外，还包括时间和运动的因素，这是由它的空间特性决定的。学生在构思立体构成作业时普遍存在一个问题，即只从某一角度考虑立体形态，而不是从整体去构想。当着手制作时才发现无法实现最初的设想，或做出来后与先前的设想大相径庭，这是因为没有充分注意到立体形态的空间特性的结果。要解决这个问题，可借助计算机作图的方式，计算机作图快捷、直观，学生可把初步设计输入计算机或在计算机中直接完成初步设计，然后利用计算机图像可以从各个角度观看的优势进行调整，再加上动画功能可产生绕观效果，这样就解决了立体形态难以同时从各角度想象、构思的困难，直到推敲设计出满意的立体形态。

第三，具有物理特性。立体形态要被创造出来，首先遇到的困难是它的牢固度，这是平面形态所没有的内容，为此要满足物理重心规律和结构秩序，并在此基础上追求美，否则将不成立。计算机作图是虚拟的现实，是根据人的视觉特性需要呈现的对现实形态的模仿，因此，不涉及物理重心及结构秩序合理的问题，学生在构思创作的时候可以先摆脱物理特性的约束，多从构成的视觉形象上想象构思，只要符合视觉心理的物理重心规律，即视觉心理平衡即可。

立体构成除具有以上特性之外，还涉及一些加工技术方面的问题，如材料的膨胀、扭曲效果等，受条件限制，以学生现有的能力很难制作出来，但这些现实中难以制作的效果在计算机中是可以轻而易举地实现的。因此，用计算机作图可以做出学生想象出来却实现不了的效果。那么，哪种软件最适合学生进行立体构成的表现呢，又是如何呈现立体形态的呢？

现在的计算机三维作图软件以AutoCAD、Maya、3ds Max等最为普及和流行，Auto CAD是较为通用的图形设计软件，可用于二维、三维坐标空间设计，长于设计各种严谨的几何形体。工业设计和建筑设计、室内设计的制图多用此软件；Maya是经典的三维动画软件，可以较真实地模拟现实生活中的场景；3DS MAX是应用最广泛的三维动画软件，配有丰富的材质库并能设计各种光源、环境效果，设计者可以设计出实体动态影像效果，经过多年的应用和不断更新，功能越来越完备。三个软件比较起来，还是3DS MAX更适合于立体构成，其特点是操作便捷，表现逼真，功能强大。

首先是“建模”。可直接选择Box或Sphere等立体图形，然后按照所设计的体量输入三个维度的尺寸，视图中就会出现立体构成所需的基本单元 （立体的点、线、面、体）；也可以用另一种方法建模，在Shapes图形面板中选择Line（画线）、Circle（圆形）、Rectangle（矩形）、Star（星形）等命令，先在视图中建立二维平面图形，然后再用Extrude（挤压）、Loft（放样）等命令使其成为三维立体图形。当这些基本图形建立起来后，就可进行下一步的创作了，如果想做单元材料的重复、渐变、聚集的构成，可选用 Array（阵列）、Mirror（镜像）等命令。阵列是以当前选择物体为对象，进行一连串的复制操作，而（镜像）是指沿着指定“坐标轴”对物体进行移动及复制操作。运用这些命令不仅可以复制任何数量的单元物体，进行任何角度的旋转变化，还可以使各单元物体之间的距离和角度变化精确、严整，使单元物体有规律地组合构成变得简单易行，显现出计算机作图精准的优势。如想做变形、膨胀、扭曲类的构成，可选用Boolean（布尔运算）、Loft（放样）扭曲等命令，同样会使难于制作出来的效果轻而易举地实现。

其次是“材质”。“材质”的概念就是给立体形态赋予一个真实材料的表面，也就是将概念形态变为现实形态。利用具有强大功能的材质编辑器，可以在场景中创造出真实，并使那些毫无生气的模型物体瞬间变得具有灵性、符合现实中物体应有的特点。由于材质多样化包括了大量的参数及命令设置面板，因此操作起来并非易事，但当掌握了一定的技巧后，不仅可以模仿真实效果，还可以创造出现实中没有的特殊效果，可见材质是为立体构成作品添彩增辉的重要环节。

再次是“渲染”。“渲染”是在材质编辑器制作完各种材质后进行的一道最后工序，是制作一切特殊效果的基础，“视频合成”、“特效”等超凡的功能只有经过渲染后才能表现得淋漓尽致。总之，3DS MAX软件以其强大的功能为立体构成作图提供了最大的使用范围，学生利用它完全可以把想象中的立体形态完美地表现出来。

基于上述分析可以看出，用计算机辅助教学对于学生《立体构成》课的学习是有益的、必要的，能够利用计算机快捷、方便、直观、美观、真实、可修改、可储存等优势，克服立体构成作业冗长、繁杂的制作过程，缩短单位作业时间，增加总体作业练习的时间，可使学生多做练习，把精力从制作加工转移到造型构思和造型感觉上来，实现《立体构成》课的最终目的——培养学生对立体形态的感觉和创造能力，增强创造性思维能力。

需要指出的是，尽管计算机作图对《立体构成》课程的作用很大，但只能用来辅助教学，绝不能完全取代手工制作。用手工制作的方法进行作业练习是最全面的训练，在这一过程中所遇到和解决的实际问题在计算机中是没有的，对材料和工具的体验也是《立体构成》课的一项重要内容，之所以用计算机辅助教学，只是为了有侧重地进行课题练习，节省时间、加大作业量而已。

高校学生普遍对计算机作图感兴趣，而且绝大多数都能掌握基本的作图软件，计算机中图形的准确性、规范性、仿真性、变幻性会使他们着迷，只用手指敲敲键盘，即可将头脑中想象的形态在屏幕中呈现出来，这种快捷的方式是可行的、必要的。通过计算机作图进行大量的构成练习，能够提高学生对立体形态的感觉判断力和创造思维能力，为将来的设计实践奠定良好的基础。

[1]辛华泉.形态构成学[M].北京：中国美术学院出版社，1999.

[2]金剑平.立体构成[M].武汉：湖北美术出版社，2002.

[3]辛华泉，张柏萌，邱松.平面构成[M].武汉：湖北美术出版社，2002.

G712

A

1672-5727（2010）07-0154-02

李明（1962—），男，天津市人，同济大学2008级在职硕士研究生，天津工艺美术职业学院高级工艺美术师，研究方向为构成及环艺设计。