動畫技術(shù)在3D打印及教學的應(yīng)用

時間:2022-05-24 16:04:21

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動畫技術(shù)在3D打印及教學的應(yīng)用

3D打印是一種輕量化制造模式,利用3D打印機、基本材料、三維建模軟件等可實現(xiàn)設(shè)計物品的快速成形,極大地縮短了從設(shè)計圖到前期樣品的流程。當前,3D打印技術(shù)已在多個領(lǐng)域得到了實踐應(yīng)用,如工業(yè)設(shè)計、醫(yī)療器械、人體義肢、藝術(shù)創(chuàng)作等方面。由于3D打印技術(shù)的應(yīng)用場景多樣、設(shè)備操作簡單、生產(chǎn)狀態(tài)可靈活調(diào)整等優(yōu)勢,完全可以滿足個人的創(chuàng)作需求。3D動畫技術(shù)3d打印技術(shù)具有天然的耦合性,將3D動畫技術(shù)作為一種“途徑”或“媒介”應(yīng)用到3D打印教學過程中,可以大幅度提高學生學習效率與實踐能力。徐勇鵬、李朝暉主編的《3D打印基礎(chǔ)教程》(清華大學出版社,2020年4月第1版)一書,將3D動畫技術(shù)與3D打印技術(shù)進行了深度結(jié)合,該書特別注明為“動畫版”,在內(nèi)容組織上大量汲取3D動畫技術(shù)的成熟經(jīng)驗,引領(lǐng)讀者熟悉3D打印技術(shù)應(yīng)用的全部流程,同時也詳細全面地介紹了3D打印機的工作原理、結(jié)構(gòu)、典型部件及常見故障排除技巧等,確保高校學生通過系統(tǒng)學習、獨當一面。總覽全書,具有三個顯著特色。

一、關(guān)注初學者需求,聚焦3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)性知識傳授

《3D打印基礎(chǔ)教程》書名中的“基礎(chǔ)”二字,能夠很好地定位該書的適用對象與教學目的,即以初學者為教學對象,目的是讓普通高校、高職及中職學校學生初步掌握3D打印技術(shù)的應(yīng)用能力,因此該書所包含的知識并不深奧,即便是從沒有接觸過3D打印技術(shù)的學生,也能夠輕松理解。全書結(jié)構(gòu)較為簡單,僅由四個章節(jié)構(gòu)成,但知識要素非常全面,可概括為“初識3D打印”“3D打印機典型部件工作原理”“跟我學打印”及“應(yīng)用與發(fā)展”四個部分,每一個部分都可以被初學者輕松駕馭。同時,從不同部分的功能定位上看,突出了理論與實踐一體化的特色,進一步突出了“應(yīng)用實踐”這一教學主題。其中,“初識3D打印”是純粹的理論講解,旨在讓學生快速了解3D打印技術(shù)是如何產(chǎn)生的、3D打印機是如何工作的,讓學生將3D打印概念與一般打印概念區(qū)分開來。而“3D打印機典型部件工作原理”則是專門講解工具的部分,3D打印機是3D打印技術(shù)的靈魂,該書全面講解了主控板、步進電機、送料機、打印材料等知識點,為學生自主操作奠定了基礎(chǔ)。“跟我學打印”部分則是具體的實踐運用,通過案例教學、項目教學的方式,讓學生從紙上談兵的狀態(tài)中走出來。最后“應(yīng)用與發(fā)展”分析了3D打印技術(shù)的應(yīng)用價值、發(fā)展趨勢等,以引起學生對該技術(shù)的高度重視。

二、重視學科間融合,促進3D動畫技術(shù)在打印實踐中的應(yīng)用

該書特別注明了“動畫版”,表明作者非常重視學科間的融合。一方面,僅從動畫技術(shù)(包括非3D動畫技術(shù))角度說,屬于美學、設(shè)計學、藝術(shù)學等范疇。另一方面,僅從3D打印角度說,屬于工業(yè)設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)等范疇,兩者之間存在大量的交叉點和共通之處。例如,掌握平面動畫設(shè)計技巧,可以提高學生在3D打印實踐中解構(gòu)、拆分、拼裝等能力,而精通3D動畫技術(shù)的前提下,可以有效地節(jié)約3D建模教學時間,并賦予學生較高的審美素養(yǎng)。該書在促進3D動畫技術(shù)在打印實踐的應(yīng)用過程中,主要采取的是項目式教學及“互聯(lián)網(wǎng)+”教學模式,書中不僅提供了大量動畫資源、3D項目實例,還有3D動畫建模的源文件可供下載,從讀者角度出發(fā),只需要掃描各章節(jié)中提供的二維碼,即可輕松獲得數(shù)字版資源。該書的內(nèi)容組織方式,實際上契合了當代學生喜愛動漫的心理特征,容易激起學習興趣。

三、突出全過程教學,闡明3D打印技術(shù)的現(xiàn)狀及未來趨勢

該書采用全彩印刷、迎合讀圖模式,用大量精美的實物圖片、分解圖、結(jié)構(gòu)圖、示意圖等展現(xiàn)3D打印技術(shù)的細節(jié),進一步提高了與動畫技術(shù)的融合性。例如,書中介紹MBot3D打印機時,先是提供了一個實物照片,然后利用結(jié)構(gòu)圖的方式“解剖”主要零部件,幫助學生了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、打印流程,具體到每一個零部件如何運轉(zhuǎn)、每一個控制開關(guān)如何操作。也正是通過這種方式,該書勾勒出了全過程教學,有助于學生在實操過程中自主檢修3D打印機問題,自主解決常見故障。值得一提的是,該書結(jié)合動畫技術(shù)闡釋了3D打印的巨大應(yīng)用空間,不僅僅是在手辦、動畫周邊產(chǎn)品等方面,還包括醫(yī)學領(lǐng)域、工程領(lǐng)域、機械制造領(lǐng)域等,讓學生充分認識到掌握3D打印技術(shù)的重要性,是一種提升自身競爭能力的有效手段。最后,該書作者結(jié)合自身經(jīng)驗,展望了3D打印的未來趨勢,指出在未來的發(fā)展前景中,3D打印將全面覆蓋人們的生產(chǎn)生活,大到房屋、車輛產(chǎn)品的打印,小到廚具、水杯等物品打印,構(gòu)成“互聯(lián)網(wǎng)+”社會生態(tài)中不可缺少的一環(huán)。

作者:趙家英 楊磊 單位:河北工藝美術(shù)職業(yè)學院