应用型本科建筑人才在计算机三维表现方面的培养

杜 洁，郝绍菊

（1.黄河科技学院；2.河南广播电视大学，郑州 450000）

随着中国高等教育大众化的深入，以本科教育为主体、以应用性人才培养为突出特征的应用型本科高校的数量迅速发展。通常认为，中国改革开放以来新建的地方高校和近年来由高等专科学校升格的本科高校，都属于应用型本科高校［1］。应用型本科院校的建筑类专业学生，对于实践能力的培养尤为重要。应用型本科建筑系一般开设的专业有土木工程、建筑学、城市规划、工程管理等，这些专业都要求学生掌握一定的计算机辅助设计的知识，但大多数院校在计算机辅助设计课程中传授的是计算机辅助绘图二维方面的知识，对于三维建模及后期渲染介绍得很少甚至没有。

传统设计图的表现方式一般包括两方面，建筑画和建筑模型。建筑画的表现形式多种多样，包括铅笔画、钢笔画、骨线淡彩画、水彩画、水粉画、喷笔画、马克笔画等，每种表现方式都有自己的特点，根据需要可选择不同的方式进行表达。建筑模型是所有表现手段中唯一以实物来表现建筑设计的方式，是建筑设计表现的一种很有力的手段之一，它是建筑建成后的缩微效果，观看者能从不同的角度观看建筑的体形、空间、材质、颜色及其外部环境。随着科学技术的迅猛发展，制作模型的工具和材料也日新月异，但传统建筑模型的制作费用较高，在日常教学中投入较大。随着计算机的普及，设计绘图软件的功能越来越强大，使用起来也越来越简单。传统的建筑表现图已经在最后的正式表现图中很少使用了，取而代之的是建筑渲染图、动画、虚拟现实等。很多应用型本科建筑类学生在找工作时，用人单位就提出要求学生会使用相关的计算机三维表现的软件。因此，培养应用型本科建筑类学生计算机三维表现的能力是非常必要的。

一、计算机辅助设计软件介绍

计算机辅助设计软件主要包括AutoCAD、3dsMax、SketchUP、Photoshop 等软件。AutoCAD 属于工程制图类软件，在当今同类的软件中，三维建模功能并不是它的强项，但它在国内建筑界乃至工程设计界，无可争辩地成为三维建模的基础软件［2］。AutoCAD的版本升级更新很快，每年都会推出一个新版本，它的二次开发软件也最多。在我国的大多数设计单位，都采用AutoCAD 或者它的二次开发软件来绘制建筑方案图和施工图。目前AutoCAD 软件是建筑类专业学生的一门专业必修课，课程主要是侧重于二维绘图方面。3dsMax 是世界上应用最广泛的三维建模、动画、渲染软件之一，属于视觉造型类软件，它在建筑行业的运用包括效果图、动画及相关多媒体、VR 虚拟现实作品。3dsmax 与AutoCAD 都是AutoDesk 公司开发的软件。所以尽管AutoCAD 和3dsMax 功能不一样，但他们之间图形数据的可转换性是很好的。3dsMax 这个软件向前与AutoCAD 二维绘图紧密相连，向后与后期合成软件相连。因此，在日常教学中向学生普及AutoCAD 和3dsMax 软件是非常必须的。Photoshop 是Adobe 公司推出的专业图像处理软件，它以强大的图像处理、编辑功能及完美无缺的色彩表现，深受图像处理和平面设计人员的欢迎。它的操作简单而易学，材质处理真实而完美，颜色丰富而多彩，于是迅速地渗透到了建筑设计、规划设计行业中［3］。因此在后期处理软件选择Photoshop 学习。

二、把握时机，开设计算机三维建筑表现课程

建筑类专业学生的计算机三维建筑表现课程必须在学生系统学习过计算机基础知识和建筑制图课程，熟练掌握制图规范和在完成几个专业课程设计的基础上开设，这样才能使学生把已建立的建设设计图形语言、基本概念与三维设计软件较好地结合。否则学生连基本的二维图纸都看不懂，做出来的三维模型也是漏洞百出。目前，在我校城市规划专业已经开设了相关课程，在教学过程中，采用先易后难，先局部后综合的方法逐步介绍计算机三维表现的操作技巧，最后以分组合作的方式让三至四名学生组成一个小组，制作完成一个住宅建筑效果图。通过一个完整的案例不仅锻炼了学生的实践能力，而且培养了学生的团队精神。另外在教学中教师应经常告诫学生，不管计算机软硬件如何先进，它也只是辅助设计的工具，一定要融入自己独立的想法才能使作品有给人以耳目一新的感觉。要避免学生出现一味偏重计算机应用而忽略专业基础知识学习的现象。

三、合理组织计算机三维建筑表现课程教学内容

计算机三维建筑表现的软件很多，在教学中选用何种软件教学是必须要慎重考虑的。建筑效果图制作流程一般分为六个步骤：前期准备、三维建模、调配材质、布置灯光和摄影机、场景渲染、后期处理。对于一张效果图的工作量来说，三维建模占了一半以上的工作量。通过对建筑规划类的设计院以及一些效果图公司调研后，发现使用3dsMax 软件的单位较多，因此在制定教学计划时，采用AutoCAD 来进行二维绘图，简单介绍一些AutoCAD 三维绘图技巧，然后将AutoCAD 二维图形导入到3dsMax 中进行三维建模及灯光材质的处理，后期处理环节简单介绍Photoshop的应用。课程内容重点介绍3dsMax的使用，包括3dsMax 基础知识、基础建模、修改器建模、复合对象建模及材质灯光简介。在教学中，为了保证理论与实践不脱节，小班机房上课，保证学生能够边学边练，更加快速地掌握相关命令和技巧。课程学习完成后，帮助学生利用寒暑假时间到建筑表现类单位实习，更好地提高学生的实践能力。

在学时安排上，整个教学内容学时36 个，细化成三个阶段，首先利用2 个学时复习AutoCAD 二维绘图知识以及如何将CAD 图形导入到3dsMax 中去，30 个学时学习3dsMax 建模，4 个学时简单介绍Photoshop 后期处理知识。在30 个学时的3dsMax 建模中，3dsMax 基础知识4 个学时，包括了视图操作、界面定制、对象的选择和管理、变换工具等知识的介绍，通过基础知识的学习，使学时能够创建一些简单的模型，在操作过程中熟练使用快捷键；第二章用8 个学时介绍3dsMax 基础命令，主要掌握对齐、镜像、阵列、堆栈、样条线编辑、挤压、倒角等命令。第三章用12 个学时介绍3dsMax 修改器建模，主要介绍倒角剖面、FFD 变形、弯曲、车削、框架、Cap holes、Normal、Smooth、Edit Mesh 修改器。最后用6 个学时介绍3dsMax 如何渲染出图。上述学时都包含了实践教学，实践教学手段主要是上机演示和作业实践。

在课程考核上，由平时成绩和期末考核成绩组成，期末考核要求学生以分组合作的方式完成一个建筑单体的建模、渲染、后期处理，一组3～4 名学生，学生自己选择完成建模、渲染、后期处理中的某项工作，按照完成效果给出成绩。

四、与竞赛相结合，培养学生实践能力

在学校学习到的知识是有限的，为了使学生的基本技能更加扎实，思维更加开阔，教师应组织鼓励学生积极参加相关的学生竞赛。通过学生竞赛，增大学生的学习兴趣，与其他院校的学生相互交流，发现自己的不足，而且为学生将来的就业做了铺垫。我校已组织学生参加了“高教杯”、“3D 大赛”等以考察学生计算机辅助绘图能力为主的学生竞赛。通过参赛，学生感慨颇多，纷纷表示今后要更加努力地学习，丰富自己的知识结构。参加学生竞赛的学生毕竟是少数，为了能让广大学生都能分享到参赛的经验，院系还组织了参赛经验分享会，由参赛学生和指导教师向同学们介绍在竞赛中学习到的知识，鼓励更多的学生参与进来，以赛促学，以赛促用。而且有些学生竞赛直接与用人单位相挂钩，在竞赛中表现突出的学生，可以和相关用人单位签订就业协议，这对学生就业也很有好处。

总之，计算机三维建筑表现是一门实践性很强的专业技能课，在科学技术飞速发展的今天，它所涉及的不仅仅是本专业的知识，还有计算机软硬件方面的知识，这就要求教师要有丰富的知识结构，通过合理有效的途径引导学生学习，为培养具有职业技能的应用型人才而努力。

［1］雷颖占，董祥.土木工程概论［M］.北京：中国电力出版社，2009.

［2］卫兆骥，吉国华，等.CAD 在建筑设计中的应用［M］.北京：中国建筑工业出版社，2005.

［3］周新地，汪如钢，等.AutoCAD、3dsMax、Photoshop 在城市规划设计中的应用［J］.四川建筑科学研究，2003，29（4）.