试论三维渲染课程教学模式-选题

论文导读：
【摘 要】本文主要用交叉学科的思维模式来研究分析三维渲染课程的教学模式与教学内容。强调艺术与技术的结合，培养运用能力与思考能力。针对的受众群体为高等教育阶段艺术设计、数字媒体艺术等艺术类专业的教师和学生。
【关键词】三维渲染 教学模式 艺术 技术
一、 引言
三维图像是随着计算机软硬件的发展而产生的一项新兴技术，在艺术设计领域以及数字媒体艺术中被广为运用。优秀的模拟与表现能力使其成为一个有用的工具。随着三维图形技术在艺术、设计、传媒等诸多领域的使用，“建模”和“渲染”这两个三维图像制作中的基础环节逐渐进入了人们的视野。这里所指的“渲染”就是给三维图像软件中的模型加上特定的材质与灯光，设定环境气氛与成像效果的统称。当这一切完成后就可以让计算机自动运算，渲染生成单帧图像或序列动画。
三维渲染课程是数字媒体艺术、艺术设计等艺术类专业为适应社会发展需求新开设的一门专业基础课程。然而由于知识体系的建立时间较短，培养方式尚处于摸索阶段。目前许多院校的三维渲染课程使用理工科专业学习计算机软件的教学模式，偏重软件操作。在教学过程中慢慢形成了只学习软件操作技能，容易使教学对象善于形象思维的艺术类学生逐渐丧失学习的热情与主动性。导致运用该工具进行艺术创造提升表现能力的培养被大大弱化。
虽然世界范围内三维图像渲染的发展突飞猛进，但是对于如何系统教授三维图像渲染这一新兴学科的研究还非常不成熟。通过文献检索我发现目前在国内几乎没有相关的研究，也无权威的指导意见。许多教师用企业技能培训的模式教授这门课程，在教学中过渡技术化源于：7彩论文网硕士毕业论文www.7ctime.com
、操作化，缺少理论性阐述、缺少自然科学的介绍、缺少艺术与技术的结合教学。此外由于三维渲染涵盖了视觉科学、美术欣赏、计算机软硬件技术等多重知识体系构架，该教学过程对教师要求较高，需要教师有较为宽泛的知识结构背景开展教学内容，针对学生特点运用丰富的教学方法开展教学活动。

二、改革思路

根据总结我5年来的教学实践经验，以及通过调查问卷方式了解分析学生和同行教师对于当前三维渲染课程教学效果的反馈信息。再结合数字艺术发展情况与设计类课程的教学内容，制定了该课程的新教学模式。具体为课程的总体结构可以分为四个模块：

1. 背景知识2. 理论概况3. 操作技能4. 综合运用

(一)背景知识

从我的教学经验来说，绝不提倡无目的灌输专业技术知识。作为一门新兴的专业基础课程，我认为不必要过分强调技术操作的娴熟度，不需要过分要求对单一专业工作岗位的技能匹配度。开阔视野培养思维模式是需要重视的部分。大学生有很强的独立思考能力，他们会在心里问自己，我为何学这门课程？它对我有何帮助？因此在具体教授课程内容前，讲述课程的背景知识，解答学生内心的疑惑是很有必要的。会对后续的教学活动有很大的帮助。
在课程初期应介绍的背景知识，如：有哪些职业和工作会使用到该门课程的知识。生活中有哪些情况下会使用到该课程的技术、理论、思考方式。现在社会上，世界上有哪些公司或个人使用该课程的知识或技术进行生产经营活动。在这个领域又有哪些名人，等等。要告诉学生该课程的教学目的。同时在有条件的情况下，把教师本人利用该课程知识进行艺术创作或设计活动的案例展示给学生看，并和学生沟通期间的心得体会。

(二)理论概念

在教授这一部分内容时应该向学生指出的是：软件的升级变化是非常迅速的，软件只是一个表现思想意识的工具。因此我们在教学中需要讲述一些相应的理论知识，这些理论知识是通用于各个不同的平行软件的。这样做的好处是使学生学得更透彻全面。在后阶段的学习工作中遇到需要使用不同的三维软件做渲染工作时，能更快地运用普遍规律开展工作。
根据我的教学经历，我认为以下知识概念是需要涉及的。分为三个方面：第一是自然科学方面的知识，包括1）自然光与人造光的特点及区别 2）光线照射反弹的规律 3）各类阴影 4）常用材质的属性 5）摄影技术对三维图像渲染的影响；第二是美术方面的知识，包括1）三维艺术的美术欣赏 2）材质质感 3）灯光色彩 4）模拟真实环境的要点： 第三是软件技术方面的知识，包括1）软件默认渲染器的工作原理 2）关于渲染的计算机软硬件知识 3）高级渲染器（插件）的工作原理。以上三个方面的理论知识内容可以和下面第三模块操作技能部分穿插教授，做到理论知识结合实践逐步推进。

(三)操作技能

在操作技能板块，我采用的是教授3DS MAX软件，该软件在全球范围内被广泛应用于广告、建筑设计、工业设计、多媒体制作、游戏、影视、辅助教学以及工程可视化等领域。具体教学过程中我采取的办法是精简压缩操作技能教学的课程时间，节约的课时用于扩大第四板块综合性应用的课程时间。这样做是因为在早期的教学中我发现许多学生学了知识学了技术，不会应用。长期的应试教育使学生习惯了老师说一步，自己做一步，主观能动性很差。因此我觉得在课堂上要让学生学会应用，学会创造，学会不依赖老师，学会自己发现问题解决问题。
在教授操作技术时需要选择出常用的重点部分。由于三维渲染的知识点，操作点很多，而课程时间又是非常有限的。一些不常用的边缘技术知识可以作为课外补充材料给学生让其自行学习实践，不应该过多占用课堂时间逐个讲解。
具体内容上我认为以下知识点是需要涉及的内容：1）对于贴图、材质、灯光的基本操作方法 2）各种特殊材质类型，如：建筑材质，多维材质等的运用方法 3）掌握各种阴影效果的设置 4）摄像机的设置及景深效果 5）各种灯光类型的运用 6）灯光阵列技术 7）VRAY渲染器的操作方法 8）HDRI环境贴图的运用。

(四)综合运用

在综合性应用的锻炼方面我建议采用项目教学的方法，让学生综合运用已经学过的知识来独立完成。教师在这一环节要多关注如何培养学生掌握相关技术，并灵活运用该技术进行艺术创作、设计、展示的能力。在我的教学活动中会提供海量的模型、贴图素材，要求学生以我提供的素材为基础，每个学生的任务均不同。根据具体情况可以由教师指定也可以由学生自拟。这样安排同时也能杜绝学生投机取巧拷贝作业的问题。综合运用练习是该课程中的重要环节，学生通过该教学内容，综合性地运用所学知识去分析、解决问题，完成一个项目。
在这个教学过程中教师需要做到以下几点：
1）引导学生分析任务、发现问题、学习探索
2）引导学生独立开展、 独立思考、 独立完成
3）点评、 交流经验、解答疑问
三、总结
由前文可见在整个三维渲染课程的教学过程中，开拓眼界、培养思考方式及运用能力的培养是至关重要的。因为学习该课程的目的就是为了要让学生了解掌握新技术增加学生运用新技术进行创造表现的能力。在课程教学中把技术学习和艺术学习有机地结合起来是需要教师重视的地方，纯粹的软件学习是无法满足社会需求的。同时可以看出教授三维渲染课程的教师必须具有很强的选择能力，较宽的知识结构体系。此外在三维渲染教学中要强调学生学习的主体创造性，由于长期的应试教育多数学生自学能力和想象能力偏弱，习惯教一步做一步。因此在实施教学过程中，作为教师引导学生在掌握基本技术知识后，自发运用技术进行创造表现是非常重要的。
通过我的课堂试验发现，新教学模式应用到论文导读：　［2］白英伯.基于图像的光照技术与应用.北京印刷学院学报，2011（06）.［3］曹琨.高职院校3DAX三维动画课程教学探讨.福建电脑，2011（7）.上一页12
三维渲染课程教学中时，学生的学习热情高于先前，学生普遍乐于接受更多的艺术、自然科学方面的内容加入到三维渲染课程教学中。较为开放的综合运用教学模块激发了不同层次学生的主动性和创造性。
【参考文献】
［1］孙振萍. 电脑艺术设计专业综合设计课的教学改革实践与体会. 电脑编程技巧与维，2011（02）.
［2］白英伯. 基于图像的光照技术与应用. 北京印刷学院学报，2011（06）.
［3］曹琨. 高职院校3DS MAX三维动画课程教学探讨. 福建电脑，2011（7）.