動(dòng)畫技術(shù)在3D打印及教學(xué)的應(yīng)用

時(shí)間:2022-05-24 16:04:21

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動(dòng)畫技術(shù)在3D打印及教學(xué)的應(yīng)用

3D打印是一種輕量化制造模式,利用3D打印機(jī)、基本材料、三維建模軟件等可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)物品的快速成形,極大地縮短了從設(shè)計(jì)圖到前期樣品的流程。當(dāng)前,3D打印技術(shù)已在多個(gè)領(lǐng)域得到了實(shí)踐應(yīng)用,如工業(yè)設(shè)計(jì)、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(chǎng)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(shì),完全可以滿足個(gè)人的創(chuàng)作需求。3D動(dòng)畫技術(shù)3d打印技術(shù)具有天然的耦合性,將3D動(dòng)畫技術(shù)作為一種“途徑”或“媒介”應(yīng)用到3D打印教學(xué)過程中,可以大幅度提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率與實(shí)踐能力。徐勇鵬、李朝暉主編的《3D打印基礎(chǔ)教程》(清華大學(xué)出版社,2020年4月第1版)一書,將3D動(dòng)畫技術(shù)與3D打印技術(shù)進(jìn)行了深度結(jié)合,該書特別注明為“動(dòng)畫版”,在內(nèi)容組織上大量汲取3D動(dòng)畫技術(shù)的成熟經(jīng)驗(yàn),引領(lǐng)讀者熟悉3D打印技術(shù)應(yīng)用的全部流程,同時(shí)也詳細(xì)全面地介紹了3D打印機(jī)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(xué)生通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)、獨(dú)當(dāng)一面??傆[全書,具有三個(gè)顯著特色。

一、關(guān)注初學(xué)者需求,聚焦3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)性知識(shí)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(duì)象與教學(xué)目的,即以初學(xué)者為教學(xué)對(duì)象,目的是讓普通高校、高職及中職學(xué)校學(xué)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(shí)并不深?yuàn)W,即便是從沒有接觸過3D打印技術(shù)的學(xué)生,也能夠輕松理解。全書結(jié)構(gòu)較為簡單,僅由四個(gè)章節(jié)構(gòu)成,但知識(shí)要素非常全面,可概括為“初識(shí)3D打印”“3D打印機(jī)典型部件工作原理”“跟我學(xué)打印”及“應(yīng)用與發(fā)展”四個(gè)部分,每一個(gè)部分都可以被初學(xué)者輕松駕馭。同時(shí),從不同部分的功能定位上看,突出了理論與實(shí)踐一體化的特色,進(jìn)一步突出了“應(yīng)用實(shí)踐”這一教學(xué)主題。其中,“初識(shí)3D打印”是純粹的理論講解,旨在讓學(xué)生快速了解3D打印技術(shù)是如何產(chǎn)生的、3D打印機(jī)是如何工作的,讓學(xué)生將3D打印概念與一般打印概念區(qū)分開來。而“3D打印機(jī)典型部件工作原理”則是專門講解工具的部分,3D打印機(jī)是3D打印技術(shù)的靈魂,該書全面講解了主控板、步進(jìn)電機(jī)、送料機(jī)、打印材料等知識(shí)點(diǎn),為學(xué)生自主操作奠定了基礎(chǔ)?!案覍W(xué)打印”部分則是具體的實(shí)踐運(yùn)用,通過案例教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)的方式,讓學(xué)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(jià)值、發(fā)展趨勢(shì)等,以引起學(xué)生對(duì)該技術(shù)的高度重視。

二、重視學(xué)科間融合,促進(jìn)3D動(dòng)畫技術(shù)在打印實(shí)踐中的應(yīng)用

該書特別注明了“動(dòng)畫版”,表明作者非常重視學(xué)科間的融合。一方面,僅從動(dòng)畫技術(shù)(包括非3D動(dòng)畫技術(shù))角度說,屬于美學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、藝術(shù)學(xué)等范疇。另一方面,僅從3D打印角度說,屬于工業(yè)設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)等范疇,兩者之間存在大量的交叉點(diǎn)和共通之處。例如,掌握平面動(dòng)畫設(shè)計(jì)技巧,可以提高學(xué)生在3D打印實(shí)踐中解構(gòu)、拆分、拼裝等能力,而精通3D動(dòng)畫技術(shù)的前提下,可以有效地節(jié)約3D建模教學(xué)時(shí)間,并賦予學(xué)生較高的審美素養(yǎng)。該書在促進(jìn)3D動(dòng)畫技術(shù)在打印實(shí)踐的應(yīng)用過程中,主要采取的是項(xiàng)目式教學(xué)及“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)模式,書中不僅提供了大量動(dòng)畫資源、3D項(xiàng)目實(shí)例,還有3D動(dòng)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(shí)際上契合了當(dāng)代學(xué)生喜愛動(dòng)漫的心理特征,容易激起學(xué)習(xí)興趣。

三、突出全過程教學(xué),闡明3D打印技術(shù)的現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)

該書采用全彩印刷、迎合讀圖模式,用大量精美的實(shí)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(xì)節(jié),進(jìn)一步提高了與動(dòng)畫技術(shù)的融合性。例如,書中介紹MBot3D打印機(jī)時(shí),先是提供了一個(gè)實(shí)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(xué)生了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、打印流程,具體到每一個(gè)零部件如何運(yùn)轉(zhuǎn)、每一個(gè)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(xué),有助于學(xué)生在實(shí)操過程中自主檢修3D打印機(jī)問題,自主解決常見故障。值得一提的是,該書結(jié)合動(dòng)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(dòng)畫周邊產(chǎn)品等方面,還包括醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、工程領(lǐng)域、機(jī)械制造領(lǐng)域等,讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到掌握3D打印技術(shù)的重要性,是一種提升自身競(jìng)爭(zhēng)能力的有效手段。最后,該書作者結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn),展望了3D打印的未來趨勢(shì),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(huì)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(xué)院