计算机数码手绘设计素描研究与课堂教学实践——以图形图像设计专业设计素描课堂教学改革为例<br/>

计算机数码手绘设计素描研究与课堂教学实践——以图形图像设计专业设计素描课堂教学改革为例

2012-10-10姚英华

河北科技师范学院学报 2012年3期

姚英华

(河北科技师范学院，河北秦皇岛，066004)

设计素描起源于西方产品、建筑等方面的绘图应用［1］。1919年德国包豪斯学校开创了设计素描教学，引入我国大体在20世纪80年代，90年代开始在设计类教学体系广泛学习。多年来，在我国设计素描没有本质的改革，依然保持着传入时的理论体系、基本技法、训练体系原貌。设计素描具有时代性，重在创意，以透视和结构观察从客观具象形态中再现形式美感。画面用朴素的单色素描形式表现，展现三维空间观念、形体的内部结构，遵循严格的比例和明确的透视规律，用新的视觉传达造型艺术手法，训练、设计、构思、绘制作品的能力［2］。设计素描通过各种观察研究，加上大量的变化练习，让学生有一定认知水平和表现能力的基础上，从而创造出新的事物，并给事物以美感的表现。欧洲设计素描体系比我国发展迅速，参考国外设计素描教材、教师教案、教学录相等，观念贴近时代发展需求，与之相关的专业都具有适应自身专业特色的设计素描，教材基本上在3年内就会出现翻新。

当前，计算机技术应用广泛，计算机设计、动漫、平面设计、三维设计、网站设计等这些与美术学有联系、以计算机应用为核心的专业，在社会需求下大量涌现，查看一些大学的招生简章，90%的学校拥有相同或类似专业。这些专业无论是否高考时学生加试过美术，大学入学后，都开设有设计素描这一基础课，与前些年只有美术专业才学素描的状况相比，现在参加学习的人数增加了，范围扩大了。设计素描在不同专业中作为专业必修课，教学要求、学习目标虽然不相同，但基础教学占有很大课时比重，各个学校都不放松只有加强。

1 传统设计素描教学存在的问题

大学以计算机为基础的设计类专业开设设计素描是为了加强学生观察力、手绘造型能力和欣赏水平，这是设计素描作为基础课的必然选择。考察以计算机操作为基础的设计类专业素描课堂教学，与多所大学授课教师、学生座谈，发现有以下突出的广泛性问题。

1．1 学生心理准备不足厌学素描

多数计算机设计专业招收前并不考察学生美术基础，没有美术加试，所以学生入学后要补上素描基础。多数设计素描是在大学第一学期开课，学生要买纸、笔、画板等基本绘画用品，由于美术基础薄弱，花了钱、费了力，却画不出象样的作品，学习的兴趣和信心受到打击。素描课和计算机类实践课相比，学生精力投入少，学习兴趣不浓，有些学生在画室里坐不住，学生出现厌学素描的现象。

1．2 对素描的功能和作用认识不足

很多年轻人认为以计算机操作为主的设计学科不需要学素描，认为用计算机设计靠的是软件，只要熟练掌握象Photoshop，3d MAX等设计软件就可以了，这样的认识是不正确的。究其原因是素描专业教师很少专研计算机上画素描，学生基本也没见过在计算机上画素描的范例，素描教学和设计相关学科产生了隔阂。素描是一个基础训练体系，他是一切绘画观察造型的基础，从培养观察能力和绘画方法入手，训练从无到有的绘画表现技术。现在学设计的学生作设计课题时，总是先从网上下载一大堆图片资料，别人的图片进行堆叠、删改来完成自已的作品，这是一种没有绘画原创能力的表现。设计决不是改改别人的图片这么简单，只有学好素描才有潜力向高、深、复杂的设计领域进军。

1．3 纸笔手绘素描技术难在计算机上移植转化

做计算机设计的人要在计算机上完成作品，而纸笔素描技法训练后，铅笔排线技术、用线表现造型的方法，不能快速实现在计算机上转化应用，纸上的绘画作品也不能直接移植到计算机上，相关难题使得学素描和学计算机设计无关的错误论调高涨。

2 设计素描教学改革的理论依据

2．1 计算机技术的发展让数码手绘素描成为现实

计算机强大的辅助功能，让计算机成为设计领域的常规工具。前几年曾有人试用鼠标为基本输入工具画素描，实现过程复杂;也有人以软件处理图像的方法画素描，虽然图像类似素描，但实现不了手绘素描的基本练习过程，数位板的出现才真正实现了素描从纸面走到计算机上。数位板是近两年科技发展的新产物，新型的数位板价格低，速度、分辩率、灰度级等完全可以实现素描排线绘画的本质要求。

2．2 数码设计素描改变的是介质不变的是理论

计算机做为工具和纸笔是一样的，我们用计算机画素描改变的是绘画介质，不变的是绘画理论。将素描的绘画透视理论、绘画技术、五调子空间表现方法，用计算机这一现代化工具来表现，更能体现传统与科技的结合。其实图像画在哪里，只是采用介质不同，是否方便易用才是人们要重点考虑的问题。计算机设计人员的工作基本在计算上完成，手绘练习完成后，依然要到计算机上进行绘画，这里出现两种空间、概念和技术实现上的转换，如果直接在计算机上完成，能提高学习效率，直接为计算机设计人员在计算机上完成其他设计工作提供理念支持和可靠技术保障。

2．3 社会的发展急需素描技术改良

任何事物都是根据社会的需求应运而生的，当前计算机绘画需求量大，如果永远固守传统纸笔素描，显然不能完全满足当前计算机绘画的要求。数码素描技术，适应时代的发展需求，手绘素描直接在计算机上完成，解决了学生学习设计的基础课能全部在计算机上实现，素描搬上计算机，对计算机绘画的原创性具有强有力的推动作作用，技术得到改良和提高，在计算机上直接可以起稿、刻画、创作等，这是人类实践领域的新的拓展。

3 手绘数码设计素描课堂教学的改革

通过考察各个学校素描教学，结合两年来运用计算机手绘数码设计素描的教学经验，经过和校内外专家认真分析调研，与学生座谈等。提出了河北科技师范学院计算机图形图像设计专业设计素描课堂教学，由纸笔为介质改为以计算机数位板为介质绘画，实现了手绘计算机数码设计素描的教学改革。

3．1 手绘数码设计素描所需硬件和软件

数码设计素描需要的硬件是计算机和数位板。计算机配置，能运行一般设计软件的普通机房计算机都可应用，建议CPU 2．0以上，独立显卡，显存512 M以上，内存1 G以上。配置高、速度快的计算机，绘画时没有停顿处理等待现象，手绘感觉更加自然。数位板配置，要求灰度级1024以上，绘画板面有效尺寸不小于12×9英寸。实践中体会到，数位板板面越大、灰度级越高，数码手绘和纸笔绘画的区别越小，训练也越容易。笔是数位板专用的，笔杆要简洁，类似铅笔外型的笔利于素描技法的发挥(图1)。

软件是画数码设计素描的必备品。对比多种应用软件，发现Painter是数码素描手绘较适合的软件［3］。Painter软件工具仿真度高，画笔工具中的“2B铅笔”、“仿真2B铅笔”画数码素描非常接近真实的纸笔素描笔调(图2)。软件界面操作简单，不用专门讲解软件操作，可以直接开展素描绘画。

图1 数位板和计算机屏幕的对应关系与手绘示意图

图2 Painter软件基本界面布局

3．2 计算机数码素描手绘技法的实践总结

根据传统纸笔画素描的理论，结合数码设计素描的独特绘画技术，实践中总结了以下基本技法，掌握后可以顺利地实现数码设计素描的绘制。

明度在素描中是拉开空间立体关系的主要技术，数位板的灰度级如果是1024级，说明不同力度下，使用同一个色彩，可以产生1024种明度的变化过程，黑白灰关系完全可以满足素描在二维画面中表现三维立体空间的需求［4］。图3为素描排线由轻到重的排列，形成了明度的渐次变化，是素描排线练习的重点。排线时，线不要太粗，一般用1～2像素之间的细线，排列的线条粗细均匀、用力适中、形成平滑的明度渐变［5］。

图3 线由轻到重排列形成由高到低的明度渐变

3．2．1 素描排线手绘技术用单色线绘画是素描表现技法的本质，纸笔画素描技法研究深入，实践中直接将纸笔绘画技法、经验移植到数位板上。数码素描执笔方法灵活，数位板板面大，和纸笔素描一样横握笔方便，板面小，或是画细节时，常规写字握笔方法方便。数位板板面可平放也可和木质画板一样竖向斜放。技术上要求眼睛要看屏幕，不看数位板，笔的运动要靠感觉找位置。

(1)正确的排线方法线的画法要体会手、腕、肘的运动对线条的影响，起笔轻，中间重，收笔轻，整个动作一气呵成，形成两头虚中间实的线。这样的线容易衔接，也容易把握整体的效果。素描排线要均匀，整齐。在明暗素描“五调子”表现时，线条方向一致，一层一层加深，疏密匀称，切忌乱涂(图4～图7)。要根据需要形成轻重、浓淡、疏密的关系，让线条在平稳、自然、有序、顺畅中轻松的展现素描明暗关系［6］。

图4 线条排列稀

图5 线条排列密

图6 排线交织重叠方法

图7 线成组排列形成不规则的面

(2)初学者排线时注意的问题画线不直，有明显的角度弯曲，产生钩线(图8)。排线间来回带笔，产生“Z”形线(图9)。两组排线明显形成“井”字形交织结构(图10)。线成组排列散乱，画面明度过度不均匀(图11)。排线不是直线，形成散乱曲线缠绕(图12)。以上几种形式对于初学者来说，不易把握排线肌理结构，在画面上处理不好，画面形成乱、脏的现象，物像立体空间感和质感较差。

图8 带钩线

图9 “Z”形线

图10 “井”字形交织

图11 线组衔接过度不均匀

图12 线条散乱交织

图13 用垒垛点画法表现立体空间关系

3．2．2 明暗素描绘画技术笔在数位板上点，轻重不同，会产生不同深浅的点，采用垒、垛点的方式，形成不同明暗层次画面(图13)。用点慢慢点出物体的轮廓，用色深、密集的点表现物体的暗部和阴影，用色浅、稀疏的点表现高光和亮部，形成不同明度的块面过度，产生立体空间感。这种画法类似西方文艺复兴时期点彩派作画方法，用点表现光影和立体关系、肌理结构，画面细致、生动、新颖，视觉空间感强。

3．2．3 图层技术在素描中的应用计算机设计软件中的图层技术，具有很强的表现力，既然在计算机上绘画，图层就应被充分应用，数码设计素描手绘主要有以下三类图层应用技法。

(1)图层增加法在起稿、上调子过程中，可以新建图层，不同步聚画在不同图层上，通过修改不同图层，实现整个画面的修改、调整。不同图层间不会干扰，方便深入修改画面细节。当感觉素描某一图层调子轻时，可以用复制图层方法，多层相叠实现线条块面加深，画面色调加重。

(2)不透明度法可以利用不透明度改变画面的色调明度，在Painter中，不透明度选项值为0～100范围，数值趋小，图层透明程度加大，图层画面明度升高。有时画排线过重，画面显黑，透明度降低，明度升高，画面整体视觉变亮。初学素描时，可以引入一张原作临摹，调整不透明度，让图层很浅，方便参照造型起稿。

(3)复制调子法画明暗素描时，在透明的图层中画好一组调子线条，用选区复制的方法实现快速重复基本一致的调子，线条可以不再一笔笔的重复画，在要求不严格时，这种方法可加快做画速度。

3．2．4 色彩和笔的应用技巧素描一般只用黑色，黑色在拾色器上不能直接用纯黑，而选择具有一定灰度的深黑色，绘画时，手绘板用笔和板面摩擦，轻重、速度不同，表现不同的线型。同纸上用笔画素描一样，用力画线粗而深，轻画线细而轻。

计算机具有多种色彩体系，用单色画素描方便，选色也应象黑色一样，不能选择纯度值最高的色彩，否则灰度级表现不充分，画面质感生硬。

有一种手绘建筑类效果图的方法，以素描线条构建立体结构关系，用素描排线表现出大体明暗关系，然后建立Painter的水彩图层，慢慢渲染画面，让不同景物显示出淡淡的固有色。因为画面主要靠素描的线条表现立体关系，我们将这种绘画方法绘制的画称为“素描淡彩画”。这种画常用于手绘装璜效果图、园艺设计效果图等，速度快，表现力强，用量大。

用笔一般选择“铅笔”，类型用“2B铅笔”或“仿真2B铅笔”，笔尖粗细一般在1～2像素间。笔画太粗素描质感差，笔画细笔触轻，要重复多遍才有效果。如果想模拟碳精条绘画的风格，可用10～20像素的铅笔，笔调粗犷豪放，艺术效果强烈。

图14 小网格纸画面风格

3．2．5 不同纸面选择在Painter软件中有不同的线面选择，画素描时选择的纸面纹理不同，也会产生不同的画面风格，对画素描有一定影响。通常选择基本纸张，为表现不同效果需求，也可选择其他纸面类型。图14为“小网格纸”纸面的绘画效果。

4 数码设计素描课堂实践改革成效对比分析

河北科技师范学院有计算机图形图像设计专业，为新增专业，现有两届学生，具有统一的培养方案、教材、大纲，同样的教师，采用班级授课完成教学任务。两班学生均无人参加高考美术加试，没有美术基础。2010级26人，为对照班，课堂教学和练习采用传统纸笔方式学习设计素描。2011级26人，为实验班，课堂教学和学生实践练习改革为数位板手绘数码设计素描。运用统计软件 Microsoft Excel 2003，SPSS Statistics17．0，Base SAS9．2 对实验班和对照班提取数据，进行算法分析处理［7］。

3．3 学习兴趣方面问卷对照分析

开课前和结课后座谈问卷调查，问卷采用利克特量表型数据［8］。2010级对照班，2011年3月1日开课前座谈问卷，2011年7月3日结课后座谈问卷。2011级实验班2011年9月18日开课前座谈问卷，2012年1月2日结课后座谈问卷。得到的数据T检验分析见表1。T检验证明，开课前两班在兴趣、学好期望程度方面是基本是一致的，结课后实验班兴趣、学好期望程度高于对照班。新技术的采用，学生学习兴趣的提高，在此驱动下，学生上课专注程度增强，课外自主学习时间增加。准备毕业汇报项目实验班与课程相关程度明显提高，说明学生掌握和运用素描技能增强。

3．4 学生课业掌握程度的对照分析

学生成绩在能基本反映出学生学习的效果，对照班和实验班学生作业授课教师为同一人，成绩评定方法和标准相同。两班成绩通过T检验分析，结果在1%的水平下是显著的［9］，证明实验班在几项基本考核项目中，各指标均优于对照班。

3．5 学生评教结果对照分析

以学生为本是做好教学工作的首要原则，学生结课后评教，能很好地反映学生对教师实施课堂教学过程中教师的教学态度、方法、效果等方面的认可程度。表3体现了实验班在教师教学态度一致的情况下，采用数板手绘设计素描，适应专业需求。

4 结论与建议

4．1 结论

开展数码手绘设计素描课堂教学，是对传统素描课堂教学方式的一次革新，成为传统课程体系课改的突破点。数位板手绘是刚起步的绘画方法，用先进的设备武装传统课堂教学，让传统课程的和现代科技发展同步，实现了计算机和美术的直接深度对接。由数位板直接手绘素描，从根本上解决了计算机专业学生在纸绘练习完成后，依然不会计算机绘图的最大弊病。直接在计算机上学习素描绘画，思维一贯，技术完整。画在计算机上的图像为数字图像，解决了纸笔手绘画稿与数码图像的转换问题。数码设计素描学生容易掌握，提高了学生学习兴趣，学生素质得到提升。

4．2 建议

数码设计素描课程主旨含义的要充分把握，计算机数码设计素描改变的是绘画介质，不变的是素描体理论体系。画在什么介质上面不是重点，关键还应放在技术技巧的掌握和有一定难度画面的深入刻画，引导学生不要掉入学软件的误区。

静物观察写生绘画是素描特色，学生必须面对静物反复观察，计算机高度、排列方向、机房光线等响学生灵活地观察静物，学生观察视域、角度、位置机械。加上计算机房要多个班级多种专业合用，静物课前布置，课后收走，影响连续学生写生。为解决这类问题，实践中，设立多组静物方便不同组的学生观察，提高静物桌高度，静物数量减少，一般课内完成作业。在专业素描写生教室根据学生兴趣，设置多组复杂关系的静物，学生利用笔记本和数位板相连，利用课余时间，在素描教室完成复杂的写生练习。

要加强数码设计素描理论体系研究，一是研究适合数码设计素描的教学方法。计算机手绘是一个新生课题，素描体系全是纸笔绘体系，计算机画素描的技术、技巧没有更多的研究，教学方法要靠教师个人实践探索，总结经验。二是形成完整体系的数码设计素描教材。目前没有相关用计算机画素描的教材，美术专业素描教材多为美术专业人士编写，纸绘体系完备，并没有考虑计算机介质应用的问题。加强教学过程的研究，根据当前学生总体课程设置，以应用和培养能力为主，形成完整的教学和教材体系。三是引导学生探索性自主、研究学习方式，师生相互学习，形成良性互动，促进教学内容、方法和手段的革新，不断提高教学质量。