第2章構(gòu)建三維模型3.1三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)原則教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)背景信息科技是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要部分，主要研究以數(shù)字形式表達(dá)的信息及其應(yīng)用中的科學(xué)原理、思維方法、處理過程和工程實(shí)現(xiàn)。當(dāng)代高速發(fā)展的信息科技對全球經(jīng)濟(jì)、社會和文化發(fā)展起著越來越重要的作用。義務(wù)教育信息科技課程具有基礎(chǔ)性、實(shí)踐性和綜合性，為高中階段信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。信息科技課程旨在培養(yǎng)科學(xué)精神和科技倫理，提升自主可控意識，培育社會主義核心價(jià)值觀，樹立總體國家安全觀，提升數(shù)字素養(yǎng)與技能。教材分析本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容選自人教/地圖出版社選擇性必修5三維設(shè)計(jì)與創(chuàng)意第2章構(gòu)建三維模型3.1三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)原則。技術(shù)為三維作品的實(shí)現(xiàn)提供了支撐，但僅有技術(shù)手段還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要新穎、獨(dú)特的創(chuàng)意。創(chuàng)意設(shè)計(jì)是三維作品的靈魂，和技術(shù)相輔相成。本章在了解三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)基本原則的基礎(chǔ)上，欣賞、剖析幾個(gè)精彩的三維作品，由抽象到具體，領(lǐng)悟三維作品創(chuàng)意設(shè)計(jì)的思路與方法。在此基礎(chǔ)上，從生活與學(xué)習(xí)需求出發(fā)，以制作一個(gè)三維動畫作品為例，引導(dǎo)同學(xué)們一起經(jīng)歷從規(guī)劃設(shè)計(jì)、三維建模、完善作品、動畫實(shí)現(xiàn)，直到最終的合成發(fā)布，體驗(yàn)制作三維作品的整個(gè)過程。教學(xué)目標(biāo)1.了解三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)的一般性原則以及場景、角色、界面、交互等設(shè)計(jì)原則。2.會制訂和完善三維作品評價(jià)表。3.體驗(yàn)展示和評價(jià)三維作品的過程。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn):了解三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)的一般性原則以及場景、角色、界面、交互等設(shè)計(jì)原則。教學(xué)難點(diǎn):體驗(yàn)展示和評價(jià)三維作品的過程。教學(xué)方法與教學(xué)手段案例分析法、講授法、任務(wù)驅(qū)動法。教學(xué)過程問題導(dǎo)入體驗(yàn)探索欣賞優(yōu)秀的三維作品很多人把制作的三維作品發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上，供人們欣賞和評價(jià)。有的是三維模型作品，有的是三維動畫或電影，有的是三維交互作品。登錄“青少年三維創(chuàng)意社區(qū)”網(wǎng)站，或者以“三維動畫”“三維電影”“虛擬現(xiàn)實(shí)作品”等關(guān)鍵詞，在網(wǎng)絡(luò)上搜索、觀看各具特色的三維作品（圖3.1.1）。探索：搜索一些三維作品進(jìn)行欣賞，然后小組討論以下問題。1.這些作品的場景、角色設(shè)計(jì)如何？是否體現(xiàn)了主題？2.你們比較喜歡哪些作品？喜歡的原因是什么？一般性原則三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)的過程中，有一些指導(dǎo)性的一般原則。在這些原則的指導(dǎo)下進(jìn)行三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)，可以更好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，使設(shè)計(jì)流程更清晰、更有條理，從而設(shè)計(jì)和制作出優(yōu)秀的三維作品?？捎眯栽瓌t指設(shè)計(jì)的三維作品需要具有一定的功能性，可以滿足使用需求，使用戶獲得較好的使用體驗(yàn)，并且能夠高效、順利地運(yùn)行或展示，達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。統(tǒng)一性原則指在三維作品中，各個(gè)設(shè)計(jì)元素之間要有機(jī)聯(lián)系，整體色彩、風(fēng)格要統(tǒng)一。對于部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要求精確的三維作品，統(tǒng)一性原則也包括在設(shè)計(jì)中規(guī)范使用度量單位、規(guī)范所有模型的命名等。三維作品包含的設(shè)計(jì)內(nèi)容眾多，如場景設(shè)計(jì)、角色設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)等。將眾多的設(shè)計(jì)內(nèi)容納入同一個(gè)設(shè)計(jì)作品，需要時(shí)刻把控作品的整體性，遵從統(tǒng)一性原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。審美性原則指三維作品的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足視覺、聽覺等感官的審美體驗(yàn)，給人以美的感受。三維作品的審美性體現(xiàn)在模型外形設(shè)計(jì)、色彩搭配、燈光設(shè)計(jì)、配樂設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)等多個(gè)方面。在大的設(shè)計(jì)思路上應(yīng)遵從一般性原則，在具體的設(shè)計(jì)中，則可以靈活運(yùn)用這些原則。三維場景設(shè)計(jì)原則在三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)中，三維場景的作用舉足輕重。作為整個(gè)故事發(fā)生的空間和角色的活動場所，場景所占的畫面比重非常大。三維場景設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，影響著整個(gè)作品的質(zhì)量。遵循場景物理屬性的原則三維場景的物理屬性指三維場景的地貌地理特征或時(shí)間空間特征，如懸崖、海岸、沙漠，春、夏、秋、冬，陰、晴、雨、雪等。在進(jìn)行三維場景設(shè)計(jì)時(shí)，要把握場景的物理屬性特點(diǎn)并對其加以夸張，從而凸顯環(huán)境氣氛以及場景的時(shí)空特色。同時(shí)，還可以結(jié)合場景的物理屬性，布置一個(gè)最佳的、與眾不同的觀看視角，使用戶獲得比“身臨其境”還要強(qiáng)烈的視覺感受。此外，對于一些三維交互作品而言，場景設(shè)計(jì)還需要結(jié)合其預(yù)想應(yīng)用場所內(nèi)的實(shí)際可活動空間，進(jìn)行地形等方面的設(shè)計(jì)，確保交互行為能安全、順利地進(jìn)行。以海洋場景的設(shè)計(jì)為例。人們觀賞海景時(shí)，大多都是站在岸上，以平視或俯視的角度眺望大海（圖3.1.2），僅有少數(shù)人有過潛水體驗(yàn)，身處大海深處仰視海洋（圖3.1.3）。因此，在設(shè)計(jì)一個(gè)海洋場景之初，可以暫不考慮時(shí)間、天氣等屬性，著重抓住“深度”空間屬性，設(shè)計(jì)一個(gè)海內(nèi)潛水“仰視”的場景視角，為觀賞者提供日常難以接觸到的新奇視覺體驗(yàn)。在海洋場景內(nèi)，還可以設(shè)計(jì)魚兒游動、水波特效等動畫，用來強(qiáng)化審美體驗(yàn)。與角色風(fēng)格相統(tǒng)一的原則在設(shè)計(jì)包含場景和角色的三維作品時(shí)，往往需要先確定占地面積大、容易烘托整體氣氛的場景部分的設(shè)計(jì)風(fēng)格。但有時(shí)候，設(shè)計(jì)師可能會根據(jù)突然迸發(fā)的靈感，先設(shè)計(jì)出一些三維角色。在一個(gè)完整的三維作品中，一般不會只有一個(gè)孤立的三維角色，后續(xù)仍需要設(shè)計(jì)與之匹配的場景。當(dāng)先構(gòu)建了一個(gè)三維角色，想為它配備合適的場景時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇、設(shè)計(jì)或構(gòu)建與角色風(fēng)格相統(tǒng)一的三維場景?？傊?，無論是先確定場景風(fēng)格，還是先確定角色風(fēng)格，兩者的風(fēng)格都必須統(tǒng)一。一般來說，三維場景要么是寫實(shí)風(fēng)格（圖3.1.4），要么是卡通風(fēng)格（圖3.1.5）。如果角色已經(jīng)被設(shè)計(jì)為卡通形象，那么設(shè)計(jì)師就應(yīng)當(dāng)選擇同樣的卡通風(fēng)格作為場景的風(fēng)格。在卡通風(fēng)格場景中，場景和植物的造型、光照甚至物體運(yùn)動的規(guī)律等，都將依照卡通風(fēng)格的設(shè)計(jì)規(guī)律，由設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)定和歸納簡化。三維角色設(shè)計(jì)原則三維角色承載著三維作品的活力和生命力。在三維游戲中，用戶常常通過三維角色作為自己的化身出現(xiàn)；在三維動畫中，三維角色是故事的主角。三維角色承載著更多的關(guān)注，觀賞者對它的觀察會更加細(xì)致，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也會更加苛刻。遵循角色文化性與科學(xué)性的原則三維作品中的角色不一定是人物，也可以是各種動物，甚至可以是自然界中各種無生命的對象，如石頭、椅子、筷子、橡皮、鉛筆等。這些無生命的對象一旦作為角色出現(xiàn)，設(shè)計(jì)師都會采用擬人化手法賦予其生命，根據(jù)主題相關(guān)的文化背景和故事情節(jié)塑造其性格。在進(jìn)行三維角色設(shè)計(jì)時(shí)，有關(guān)角色的種族、頭飾、衣著、武器、裝飾品的設(shè)計(jì)，都應(yīng)當(dāng)遵循角色作為“人”所應(yīng)具有的文化、社會屬性，同時(shí)又應(yīng)該具備作為自然界中的“物”所應(yīng)具備的物理、生理等方面的科學(xué)屬性，確保設(shè)計(jì)出的角色形象在其文化背景或故事情節(jié)中是合理的、有生命力的。在此基礎(chǔ)上，發(fā)揮合理的想象，對角色雛形通過夸張等手法進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，使角色形象不僅合理，還具有一定的新意。與場景風(fēng)格相統(tǒng)一的原則前面講到，在場景設(shè)計(jì)時(shí)，一般會先確定占用視覺空間大、易烘托效果的三維場景的風(fēng)格。因此，在進(jìn)行角色設(shè)計(jì)時(shí)，角色的設(shè)計(jì)風(fēng)格應(yīng)當(dāng)與場景的風(fēng)格相統(tǒng)一。例如，一個(gè)三維作品已經(jīng)使用了寫實(shí)風(fēng)格的三維場景，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)角色模型時(shí)，需要遵從寫實(shí)的設(shè)計(jì)風(fēng)格。設(shè)計(jì)的三維角色需要與場景一樣，擁有寫實(shí)的造型、寫實(shí)的貼圖和顏色、寫實(shí)的光照和陰影關(guān)系以及寫實(shí)的運(yùn)動軌跡等。如圖3.1.6和圖3.1.7所示為兩種不同風(fēng)格的男性角色形象，他們和對應(yīng)場景的風(fēng)格保持一致。審美性原則在進(jìn)行三維角色設(shè)計(jì)時(shí)，遵從文化性與科學(xué)性原則，一定程度上確保了角色設(shè)計(jì)的合理性，為用戶提供了一定的審美體驗(yàn)。在進(jìn)行角色設(shè)計(jì)時(shí)，還需要注意人物外貌的美觀性、衣著配飾的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)和不同色彩的搭配運(yùn)用。不同年代、不同地區(qū)、不同性別和年齡的用戶，對于角色的審美要求往往不同。例如：東方人對女性的審美傾向于白皙的皮膚和光潔無斑的臉頰，西方人則認(rèn)為小麥色的皮膚和臉上帶有小雀斑的女性也很美麗；兒童容易理解簡筆卡通風(fēng)格類的角色，成年人更喜歡制作精美的寫實(shí)風(fēng)格角色。在角色設(shè)計(jì)之初，就需要考慮角色形象的受眾群體以及受眾的審美取向。三維界面設(shè)計(jì)原則在三維作品的視覺設(shè)計(jì)中，還有一種設(shè)計(jì)不容忽視—界面設(shè)計(jì)。好的界面設(shè)計(jì)，可以幫助用戶更好地了解和體驗(yàn)三維作品。界面布局的合理性原則視覺流程。視覺流程是人注意到不同信息的視覺順序。人眼在觀察某個(gè)界面時(shí)，往往會有一定的閱讀順序?？紤]到人的視覺流程，在進(jìn)行界面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該引導(dǎo)用戶以最快捷、最有效的方式獲取關(guān)鍵信息。將功能型的界面元素歸類放置于界面的周邊，可以更好地將主要視覺區(qū)域留給關(guān)鍵的信息。同時(shí)，界面元素也應(yīng)當(dāng)按照一定的順序排放，由重要到次要、由大到小，或由一類功能到另一類功能，確保用戶的閱讀順序更有條理性，閱讀結(jié)果更清晰明確（圖3.1.8和圖3.1.9）。視容量。視容量是在一定時(shí)間范圍內(nèi)，人眼能看到和理解的視覺信息的上限。人的視覺范圍有限，當(dāng)人眼專注地觀察某個(gè)特定區(qū)域時(shí)，其他區(qū)域的元素會被弱化，因此同一時(shí)間內(nèi)能接收的信息量有限。視容量限制了信息接收量，當(dāng)界面元素過多且超出人的視容量時(shí)，可能會接收不到自己需求的信息，從而產(chǎn)生煩躁、焦慮等情緒。因此，單位區(qū)域內(nèi)安排的界面元素不宜過多，還要盡量避免元素間由于安排不慎而導(dǎo)致的遮擋和疊加情況。界面風(fēng)格與作品風(fēng)格相統(tǒng)一的原則與場景、角色需要相統(tǒng)一的設(shè)計(jì)原則相同，界面元素的設(shè)計(jì)同樣需要與前二者的風(fēng)格、色調(diào)相統(tǒng)一。一個(gè)好的卡通風(fēng)格三維作品，它的界面也一定是卡通的設(shè)計(jì)風(fēng)格；一個(gè)模型貼圖與場景貼圖均以淺綠為主的三維作品，它的界面也應(yīng)當(dāng)考慮以綠色或其他適宜搭配綠色的色彩為主色調(diào)。不統(tǒng)一的界面風(fēng)格和突兀、孤立的界面色彩，都會破壞三維作品的統(tǒng)一性，降低作品的美觀度。審美性原則許多三維作品中的界面設(shè)計(jì)或多或少地結(jié)合應(yīng)用了二維設(shè)計(jì)，界面的美觀程度就顯得更為重要。二維設(shè)計(jì)以線條、形狀、色彩為主，可設(shè)計(jì)發(fā)揮的空間很大，相對而言也更容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤。以設(shè)計(jì)一個(gè)卡通風(fēng)格、低模為主的三維作品為例，低模風(fēng)格代表作品中的三維模型會以簡模為主，風(fēng)格也偏向卡通。對于這類作品，忌用花式繁復(fù)的界面設(shè)計(jì)。如果為一款以低模為主的三維作品搭配哥特風(fēng)格的繁復(fù)花紋，就會破壞整個(gè)三維作品的美觀。程度。又如，對于一款以方塊模型為主的三維作品，則不適宜頻繁使用圓形界面元素。這些要求也是審美性原則與統(tǒng)一性原則相輔相成的一種體現(xiàn)。三維交互設(shè)計(jì)原則對于三維交互作品而言，完成場景、角色和界面設(shè)計(jì)后，最后一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是交互設(shè)計(jì)。交互設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)三維作品與用戶之間的互動。符合用戶認(rèn)知的、低學(xué)習(xí)成本的、清晰有序的交互設(shè)計(jì)，可以使三維作品與用戶之間的互動更自然、更便捷、更順利?？捎眯栽瓌t用戶的交互行為具有很大的不確定性。交互設(shè)計(jì)，需要考慮用戶在交互過程中可能遇到的各種意外情況，并盡量解決或避免，確保用戶與三維作品之間的交互順利進(jìn)行而不被中斷。以體感交互為例?，F(xiàn)在，許多科技館、博物館都設(shè)有科普類的三維體感交互設(shè)備，用戶站到指定區(qū)域，可以利用肢體動作控制屏幕上的三維模型（圖3.1.10）。根據(jù)體感交互設(shè)備性能的不同，可同時(shí)識別的交互人數(shù)也不同。如果設(shè)備在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)只能識別一位用戶，那么在一位用戶與三維作品進(jìn)行交互活動時(shí)，其他用戶誤入指定區(qū)域，會對交互造成干擾，甚至中斷交互過程。這是交互過程中經(jīng)常會出現(xiàn)的意外情況。對于這種情況，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)之初就需要明確三維交互作品的應(yīng)用場所，并對該場所內(nèi)可能出現(xiàn)的意外情況進(jìn)行分析和提出解決策略，如選擇使用性能更優(yōu)良的體感檢測設(shè)備，或者更改三維作品的交互方式，由單人交互變?yōu)槎嗳私换サ?。易用性原則易用性指一款作品是否容易被用戶使用。就三維交互作品的交互設(shè)計(jì)而言，易用性主要體現(xiàn)在交互是否順應(yīng)了用戶的自然認(rèn)知，降低了交互過程中的學(xué)習(xí)成本。也就是說交互方式應(yīng)當(dāng)符合人們?nèi)粘Ｉ钪械男袨榱?xí)慣，用戶在進(jìn)行這種符合習(xí)慣的交互行為時(shí)，不必花費(fèi)時(shí)間學(xué)習(xí)如何交互，能夠更快沉浸到交互情境中。以一款三維小游戲的互動設(shè)計(jì)為例。設(shè)計(jì)一名可以由鍵盤上方向鍵和下方向鍵來控制起跳、下蹲的三維角色。在日常生活中，人們都是向上起跳，向下下蹲，所以交互設(shè)計(jì)師一般會選擇用上方向鍵控制角色的起跳行為、用下方向鍵控制角色的下蹲行為，與用戶的生活經(jīng)驗(yàn)相一致，可以很自然地將已有經(jīng)驗(yàn)遷移到游戲操作中，讓他們不必花費(fèi)時(shí)間學(xué)習(xí)如何操作。及時(shí)反饋原則及時(shí)反饋是用戶在與三維作品進(jìn)行互動的過程中，需要及時(shí)獲得必要的引導(dǎo)提示和反饋。引導(dǎo)提示可以幫助用戶理解作品，并引導(dǎo)用戶準(zhǔn)確地完成交互行為，反饋則可以幫助用戶判斷自己的交互行為是否有效、準(zhǔn)確度如何，以及由用戶實(shí)施交互行為引起的結(jié)果（圖3.1.11、圖3.1.12）。在三維作品的交互過程中，缺失引導(dǎo)提示，容易使用戶變得迷茫，互動“卡殼”，增加用戶誤操作與意外情況出現(xiàn)的可能。反饋的缺失，意味著用戶的交互行為失去了三維作品的回應(yīng)，容易使用戶失去繼續(xù)互動的興趣。容錯(cuò)性原則盡管前面提到要注重引導(dǎo)提示和及時(shí)反饋，但由于不同用戶在知識背景、文化水平、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、理解力等方面存在巨大差異，對交互提示的解讀會因人而異，因此在交互過程中，肯定會出現(xiàn)各種不準(zhǔn)確的交互行為，導(dǎo)致各種異常情況的發(fā)生。所以交互作品必須具有較好的容錯(cuò)性，不至于因錯(cuò)誤操作，就導(dǎo)致死機(jī)或者作品崩潰。應(yīng)允許用戶進(jìn)行各種探索性操作，而且能夠針對不準(zhǔn)確的交互行為，給出友好的反饋提示。另外，在設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，需要選擇具有代表性的不同類型的用戶，不斷進(jìn)行多種形式的交互測試，檢測交互流程是否完善，記錄在此期間出現(xiàn)的各種意外情況，及時(shí)對三維交互作品進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。實(shí)踐活動制訂三維作品評價(jià)表和小組成員一起，先查閱資料，了解評價(jià)表一般都包括哪些部分，然后制訂本小組的評價(jià)表?？梢詤⒖急?.1.1，也可以自擬評價(jià)表。表3.1.1三維作品評價(jià)表評價(jià)指標(biāo)具體指標(biāo)分值項(xiàng)目得分自評互評師評科學(xué)性主題明確，內(nèi)容健康向上非原創(chuàng)性素材在片尾注明來源創(chuàng)新性內(nèi)容具有原創(chuàng)性，故事情節(jié)巧妙具有想象力和個(gè)性表現(xiàn)力藝術(shù)性場景和角色設(shè)計(jì)符合情節(jié)的需要畫面與主題風(fēng)格一致，色彩和諧美觀技術(shù)性模型完整，貼圖恰當(dāng)角色動作自然流暢，物體運(yùn)動準(zhǔn)確鏡頭運(yùn)用合理，畫面真實(shí)自然后期制作完整總分作品特色待改進(jìn)的地方可借鑒的地方課后作業(yè)1.上網(wǎng)搜索更多的三維作品，然后從