賓泉　魏楊博文　周祥

內(nèi)容摘要：數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展，為雕塑藝術(shù)教學提供了有利的契機，同時也提出了新的要求。在這樣的發(fā)展態(tài)勢下，雕塑教學必須拓展理念，更新技術(shù)和教學模式，以提升學生綜合素質(zhì)和教學效率。大量教學實踐表明，虛擬仿真技術(shù)應用于雕塑藝術(shù)教學中有顯著效果。

關(guān)鍵字：虛擬仿真、雕塑藝術(shù)、教學方法、應用與探索

一、概述

近年來，計算機和網(wǎng)絡技術(shù)在我國教育中廣泛應用，促使虛擬仿真技術(shù)與實踐教學活動聯(lián)系緊密。通過應用虛擬仿真技術(shù)，可以營造良好的教學環(huán)境，增進教學效率和學習效果。傳統(tǒng)雕塑教學之中出現(xiàn)的高風險、高消耗、不可逆等方面的問題，在虛擬仿真實踐教學中得到了有效解決，同時也為新的教學思路和理念提供了新的可能性。為學生在藝術(shù)創(chuàng)作的過程中，啟迪新思想、領(lǐng)悟新知識和全面提升綜合素質(zhì)能力等方面創(chuàng)造出前所未有的有利條件。本文主要從雕塑藝術(shù)實踐教學角度探討虛擬仿真技術(shù)的應用。

二、虛擬仿真技術(shù)在雕塑教學中的有效應用方法

1、構(gòu)筑以數(shù)字化網(wǎng)絡技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬仿真技術(shù)教學平臺

現(xiàn)代數(shù)字化網(wǎng)絡技術(shù)正推動著教育信息化的穩(wěn)步向前。如今的學習資源、模式和教學策略，都隨之發(fā)生改變。大學開放課程，教學資源普及和移動學習終端等在發(fā)達地區(qū)廣泛運用，這對雕塑教育的信息化發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)和要求。

恨據(jù)國家《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020）》提出了到2015年和2020年應該實現(xiàn)的具體的教育化目標。因此，面對目前雕塑教學信息化程度低、電子資源少和受時間空間制約程度高等諸多問題，把先進的數(shù)字化教育信息引入雕塑教學是個重要的舉措，同時也是符合國家教育信息化的發(fā)展目標。

例如桂林理工大學虛擬仿真藝術(shù)實驗中心是本科實驗教學基地，作為藝術(shù)類省級實驗教學示范中心直承擔著大量的實驗教學任務。依托于學校教務處，資產(chǎn)管理處和藝術(shù)學院的組織架構(gòu)模式，并分支出環(huán)境設計虛擬仿真平臺，產(chǎn)品設計與工藝虛擬仿真平臺和數(shù)字藝術(shù)設計虛擬仿真平臺。搭建虛擬實驗平臺（圖1），一方面可以作為實體教學的補充和深化，另一方面，為學生實訓、考察、創(chuàng)作概念、形態(tài)設計和環(huán)境融合提供可操作性平臺。同時引入曼恒GMagic虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)、HP work station及搭建網(wǎng)絡教學庫，為雕塑教學提供了一個很好的解決方案。更好的減少了實物實驗耗材的浪費和儀器設備的管理維護費用。雕塑藝術(shù)在數(shù)字藝術(shù)設計虛擬仿真平臺的基礎(chǔ)之上得到了前所未有的發(fā)展。

2、運用虛擬仿真技術(shù)進行雕塑創(chuàng)作

在創(chuàng)作教學階段，教師指導學生運用多樣化的手段完成初期的概念創(chuàng)作，通過兩種教學方式落實創(chuàng)作思路： 種是用泥或其它可塑性材質(zhì)制作50cm以下雕塑，在基礎(chǔ)造型前提下，訓練同學們對觀念的表達、形態(tài)的表現(xiàn)和對作品整體的把握。在反復推敲創(chuàng)作稿之后，通過3D掃描儀對其進行形態(tài)數(shù)字化采集。另種方法是直接使用ZBrush、Maya、3dsMax或Rhino等三維軟件進行建模，形成創(chuàng)作初稿，在計算機虛擬的環(huán)境下對未完善的初稿做進一步的完善和調(diào)節(jié)。在這個調(diào)整的過程中可以對我們?nèi)粘Ｈ菀缀雎缘牟糠郑M行全方位的觀察和塑造，如圖2所示。由這兩類方式創(chuàng)作的作品初稿直接導入DVS3D⑩虛擬現(xiàn)實軟件中，實現(xiàn)直觀化的人機交互操作。在這個創(chuàng)作過程中，從泥稿、石膏稿、數(shù)字調(diào)整稿和交互稿等每一個階段的形態(tài)在教師的悉心指導下對雕塑創(chuàng)作的思路、形態(tài)、材質(zhì)、環(huán)境效果及參數(shù)化數(shù)據(jù)等進行反復推敲和調(diào)整，以符合創(chuàng)作的初衷和要求。

3、虛擬仿真實驗教學提高教學質(zhì)量

教學過程中普遍存在著實驗材料利用率不高，成型效果不理想，甚至存在著一定的危險性。有效開展雕塑虛擬仿真實驗教學可以彌補客觀實踐造成的問題，還大大降低設備購置，管理和維護等各個環(huán)節(jié)的費用。雕塑虛擬仿真實驗教學有效的將數(shù)字化模式貫穿實踐教學各個環(huán)節(jié)，并有利于構(gòu)建多樣化虛擬仿真實驗平臺，如虛擬成型實驗室模具設計與制作實驗室、數(shù)字交互實驗室等。虛擬仿真實驗平臺主要以三維形態(tài)成型為中軸，貫穿了三維形態(tài)概念設計、模型制作和模具制作等多個流程。

通過虛擬仿真實驗，能極大的消除傳統(tǒng)雕塑教學過程中的死角和盲點，提高創(chuàng)作實踐的成功率，使學生的創(chuàng)作思路得到有效成型。例如，根據(jù)學生提出的假設模型進行構(gòu)建，計算機后臺為其實時渲染，學生直觀看到虛擬模型效果，并結(jié)合可穿戴設備在虛擬現(xiàn)實的場景中進行實時交互創(chuàng)作。在這個學習過程中，極大地促進各知識點理解、交融，學生可豐富實踐經(jīng)驗，增強創(chuàng)作性意識。同時，在交互實踐的過程中，老師也不斷進行有效指引，一方面，促使學生逐漸形成自我評價標準，以培養(yǎng)其自主學習能力，激發(fā)創(chuàng)新意識;另一方面，有效使雕塑理論知識與實踐相融合，有利于學生認識雕塑的本質(zhì)，培養(yǎng)其雕塑觀。

例如，在具體實踐的過程中，通常采取兩類實驗方式來進行雕塑模具的制作，如圖3所示，在一些體量小，結(jié)構(gòu)簡單的雕塑形態(tài)中，通過模具合范制作的方式，把模具分為兩個部分，并以模具為主體，雕塑形態(tài)為參考，對雕塑進行差集布爾運算，便可生成高精度的模具，再通過3D打印的方式制作出模具實體，最后將模具合范進行翻制。這樣做有利于學生后期通過模具嘗試不同材質(zhì)的置換實驗，并保證實驗過程中較高的成功率和較少的耗材損耗。同時也利于學生根據(jù)教學內(nèi)容的要求進行自主實踐探索和激發(fā)創(chuàng)新性思維。

另一種分層成型實驗方式，如圖4所示，這種方式主要應對大型且形態(tài)復雜的雕塑作品。通過虛擬仿真、數(shù)字分層和數(shù)字成型技術(shù)統(tǒng)一融合的實訓，可以有效讓學生在較短時間內(nèi)理解大型雕塑的制作原理、熟悉操作流程，并有效獲得實際操作經(jīng)驗。具體實訓步驟首先根據(jù)創(chuàng)作要求制作雕塑模型，然后生成略大于雕塑體量的方體模型，接著對方體進行等比例橫向分段和切割，以便于生成方體切面，然后讓所有方體切片為一個主整體，生成帶有雕塑輪廓的方體橫截面。最后，將方體橫截面的數(shù)據(jù)導入YASKAWA@五軸機械臂主機中（圖5），使機器對雕塑的橫截面進行雕刻，然后再把所有橫截面進行有序排列放置、固定，再向橫截面填充所需要的材質(zhì)。在這樣的實驗過程中，橫截面的材料和填充的材料都是可以根據(jù)需要而進行選擇。學生可以最大的發(fā)揮其主觀能動性，對不同形態(tài)、材料及各種材料間的組合進行嘗試，在反復嘗試和動手訓練的過程中獲取有效地經(jīng)驗。這樣有利于提高教學效率，提升學習質(zhì)量和學生創(chuàng)作的成功率，同時啟迪和發(fā)散學生的創(chuàng)造性思維，為學生畢業(yè)后不同類型藝術(shù)創(chuàng)作積累實踐性經(jīng)驗。盡管這兩類文訓方式是針對不同類型創(chuàng)作設計的，但都需要在虛擬仿真的基礎(chǔ)上不斷地反復調(diào)試，以達到理想的創(chuàng)作效果。通過這種虛擬現(xiàn)實的設計創(chuàng)作再加上實體化制作的教學實驗方式，有利于拓寬了雕塑教學的思路和手段，并為雕塑有效學習提供了新的手段和方法。

4、擴展虛擬仿真技術(shù)的互動教學平臺

數(shù)字網(wǎng)絡化的教學環(huán)境，為學生們提供課堂時效性之外的教學方式。例如桂林理工大學積極探索反轉(zhuǎn)課堂的教學模式，教師在學校的虛擬仿真教學平臺上傳課后錄制的教學視頻。課后學生們可以直接在網(wǎng)上學習要點內(nèi)容，次日再到課堂上直接進行虛擬實踐和交流。這種做法直接改變了學生們學習的場域觀念，把課后生活的場所反轉(zhuǎn)為知識自主獲得的場所。而原來的課堂則變成了交互傳遞教學內(nèi)容和精準交流的實踐場所。為課后個體的學習困難及問題進行采集和講解。反轉(zhuǎn)課堂的教學方式不僅統(tǒng)一傳統(tǒng)雕塑教學所存在的教學割裂性問題，更拓寬了學生的學習半徑，提高大家的學習效率，提升教學效果，強化學生學習自主性。隨著時間延伸，虛擬仿真的網(wǎng)上教學平臺積累的教學資料越來越多，最終形成數(shù)字化教學資源庫，有利于豐富現(xiàn)有的虛擬仿真教學實驗平臺。

5、加強“虛實結(jié)合”的實習與考察

通過每年組織學生到各個企業(yè)或歷史古跡進行實習和考察，與虛擬仿真技術(shù)結(jié)合的培養(yǎng)模式，使學生在“虛實結(jié)合”的學習過程中，切身體會雕塑創(chuàng)作與設計關(guān)鍵要點。同時虛擬仿真平臺可提供模擬的雕塑創(chuàng)作各個環(huán)節(jié)條件，營造出栩栩如生的環(huán)境，便于學生可以身臨其境的進行學習。有助于課堂知識與實踐有效融合，提升學生問題分析和處理的能力，確保學生作品創(chuàng)作扎根于文化的深厚土壤。

三、結(jié)語

虛擬仿真技術(shù)在雕塑藝術(shù)教學實踐中的應用是教育信息化發(fā)展的趨勢，也是現(xiàn)代教育技術(shù)的具體落實。對當前傳統(tǒng)雕塑教學的方式方法進行了有效的補充和深化，更成為該領(lǐng)域教學資源共享的現(xiàn)實途徑，并從根本上提升學生們的知識技能，促進綜合素質(zhì)全面發(fā)展。探索以數(shù)字網(wǎng)絡技術(shù)為中軸的發(fā)展導向，對不斷改善教學理念，創(chuàng)新教育模式，提高教學品質(zhì)等諸方面有著十分積極的意義。