時間：2023-05-29 17:48:08
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇三維空間，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
學(xué)?；趯W(xué)生實(shí)踐構(gòu)建校本課程體系，將面向全體學(xué)生開設(shè)的必修綜合實(shí)踐課程命名為“三維空間”。“三維空間”是指學(xué)校為學(xué)生和教師提供的一個具有學(xué)校特色的教與學(xué)、體驗(yàn)與感悟、思考與探索相結(jié)合的三維空間，是一種新的學(xué)習(xí)方式、新的學(xué)習(xí)組織結(jié)構(gòu)和新的評價方式。
在課程建設(shè)過程中，我們統(tǒng)籌各學(xué)段、各學(xué)科、各育人環(huán)節(jié)、各方參與人T和資源環(huán)境，努力實(shí)現(xiàn)全科育人、全程育人、全員育人和實(shí)踐育人。
教師根據(jù)實(shí)踐目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，確定了“三維空間”綜合實(shí)踐課程的課題，涉及考古、藝術(shù)、美食、自然、人文、科學(xué)、地理、民俗、公益、戶外，學(xué)生據(jù)自己的興趣愛好進(jìn)行選擇。
課題確定后，除必備的基礎(chǔ)知識和基本技能外，其它內(nèi)容，包括課題學(xué)習(xí)的方法、過程安排、新知識學(xué)習(xí)、課題的研究與分析報(bào)告等，都要由學(xué)生自己進(jìn)行學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)。在研究課題的準(zhǔn)備階段，學(xué)生要主動查找資料，進(jìn)行新知識和技能的學(xué)習(xí)。之后，學(xué)生要到野外考察，進(jìn)行觀察、記錄，然后對數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行分析整理，最終完成課題的研究報(bào)告。在這個過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由原來的單一聆聽，發(fā)展為聆聽、問答、實(shí)驗(yàn)、實(shí)地考察、合作學(xué)習(xí)、專題研究、過程性匯報(bào)、合作探究報(bào)告呈現(xiàn)等多種形式相結(jié)合的新的學(xué)習(xí)方式。
在同一課題組內(nèi)，可能有不同班級和不同年級的學(xué)生。以“自然之翼”學(xué)年考察為例，整個考察分為4個組：植物組、動物組、鳥組、蟲組。學(xué)生根據(jù)個人愛好選擇小組，這樣，在整個學(xué)習(xí)過程中，同一組里可能既有初一學(xué)生又有高中學(xué)生，既有擅長研究的學(xué)生又有擅長觀察的學(xué)生，既有擅長攝影的學(xué)生又有擅長繪畫的學(xué)生。學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中取長補(bǔ)短，每個人既發(fā)揮長項(xiàng)，又學(xué)習(xí)短項(xiàng)技能。
綜合實(shí)踐課程的評價不是單純針對學(xué)習(xí)成果的評價，而是對學(xué)生協(xié)作精神和合作成果的綜合性評價。同時，由于在實(shí)踐學(xué)習(xí)中每個人分別承擔(dān)不同的任務(wù)，因此，綜合實(shí)踐課程的評價也包含對這個群體的整體評價。在這種新的多維度評價方式中，每個學(xué)生都得到大家全面的評價，既看到了自己的發(fā)展與成果，也明確了進(jìn)一步發(fā)展的方向。
綜合實(shí)踐課程著眼于對學(xué)生綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)，突出學(xué)生的主體地位，尊重學(xué)生的興趣與個性，賦予學(xué)生自主選擇研學(xué)方向的權(quán)利，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)多渠道、多方式自主掌握知識及發(fā)展能力的條件。學(xué)生根據(jù)興趣愛好組成專業(yè)小組，一起學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。在此過程中，不僅學(xué)生的個性和特長得到發(fā)展，自我管理能力和相關(guān)能力得到提高，在接觸、感悟自然、社會的過程中，他們對自然、社會的多樣性和可持續(xù)發(fā)展的理念有了更為具體和深入地理解。
課外閱讀充滿學(xué)生生活的整個空間?！凹彝ァ獙W(xué)?！鐣比S空間里應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生處處去留心觀察，品味樂趣，鑒賞美感。
空間一：家庭
孩子在家中如何進(jìn)行課外閱讀？
“父母是孩子成長的第一任老師?！备改缸鹬刂R，喜愛讀書的一言一行是孩子成長的楷模。眾多名人、作家出身于“書香門第”?！吧斫讨赜谘越獭?，受上輩人愛讀書的熏陶的孩子在充滿書香氣息的環(huán)境中茁壯成長，必將為走向輝煌人生奠定基礎(chǔ)。家庭教育因先入為主，對孩子成長的影響往往大于學(xué)校教育。在家庭這個避風(fēng)的港灣里，孩子在家長的引導(dǎo)下，暢游于書海之中，在聽、說、讀中豐富自己的精神底蘊(yùn)。
從胎教聽音樂，嬰幼兒唱搖籃曲，少兒時家庭成員輪番上陣，講少兒故事，讓其背誦古詩；在網(wǎng)絡(luò)、電視發(fā)達(dá)的今天，少兒節(jié)目也讓學(xué)齡前的兒童在看聽中快樂成長，開啟了學(xué)語文的第一步。
值得借鑒的是美國流行的家長為孩子每日讀書20分鐘，并持之以恒，孩子長大一定會愛讀書。家長在為孩子成長造就閱讀環(huán)境必付諸行動，添設(shè)書房，購置書架，讓家庭藏書達(dá)一定量！
有些孩子在成長中困惑了：我家怎么沒幾本課外書呢？確實(shí)也是“巧婦難為無米之炊”。筆者常與孩子的家長暢談：少吃一包好煙，少喝一瓶好酒，少打一回紙牌，少送一點(diǎn)人情，為孩子購書訂報(bào)吧！又勸戒一些學(xué)生：少吃零食，多買幾本好看實(shí)用的書喲！在為孩子選購禮物時，也應(yīng)記住“饋人書籍，終生受益”的道理。
嬰幼兒開始，他就在大人們的聽說中成長，被動地重復(fù)地聽母語，有了呀呀學(xué)語的輸出，一代傳一代的大灰狼故事存入大腦，自己不明白的東西一遍又一遍問求大人；轉(zhuǎn)動眼珠識畫家妙筆，在小人書中尋歡、作樂，張大嘴巴背出古詩……孩子從小沐浴在五千年華夏文明的文字、文學(xué)、文化、文明之窗下，與名人、自然、歷史交談，享樂于源遠(yuǎn)流長的人類文明進(jìn)步中。
空間二：學(xué)校
學(xué)校教育應(yīng)關(guān)注學(xué)生成長的前期課外閱讀的輔導(dǎo)性。中小學(xué)閱讀教學(xué)是建設(shè)人文關(guān)懷的精神樂園的基礎(chǔ)工程，影響學(xué)生一生的眼界、思想、學(xué)識、綜合素養(yǎng)等。學(xué)校教育正是承擔(dān)了架設(shè)課內(nèi)、外閱讀兩條主線的橋梁工程。
隨著國家加大教育投入，城鄉(xiāng)學(xué)校的辦學(xué)條件都大有改變。創(chuàng)辦校級圖書室、閱覽室已是學(xué)校和教育主管部門急辦的大事，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，地網(wǎng)（因特網(wǎng)）與天網(wǎng)（現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源）共促電子閱覽室的誕生，又為教師實(shí)施課內(nèi)外閱讀教育拓展開了材料來源。
班級圖書角、校園閱報(bào)欄、黑板報(bào)前課余時間人頭攢動，從那里又將獲取書本以外的知識，其效果不言而喻。
課內(nèi)閱讀，老師是引導(dǎo)者、輔導(dǎo)者，不是灌輸者、講演者。而在大語文教學(xué)觀下輔導(dǎo)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立閱讀能力時，讓學(xué)生體驗(yàn)人類文化博大精深，豐富學(xué)生閱讀的快樂感，通過形式多樣的閱讀方式（聽、說、讀、寫、背、唱、演、畫……）對愛閱讀的熏陶更離不開喜愛讀書、不斷學(xué)習(xí)進(jìn)取的老師的言傳身教。老師要充分利用已有的教學(xué)資源，通過設(shè)計(jì)優(yōu)勢互補(bǔ)、靈活選用各級各類不同版本不同時期的教材，解決閱讀的質(zhì)的問題，改進(jìn)師生共嘆應(yīng)試教育閱讀測評效力低下之頑癥。老師在關(guān)注學(xué)生閱讀心理變化的同時，也讓學(xué)生感受語文課程有豐富的人文內(nèi)涵（上至天文，下至地理，前后綿延幾千年人類史）讓閱讀去滋潤作文，豐富寫作素材，并延伸到課外。
由于課內(nèi)時間有限，課外為學(xué)生追求知識留下了無限空間，課外閱讀成為實(shí)施大語文教學(xué)觀的重要渠道。閱讀教學(xué)得法于課內(nèi)，得益于課外，課外閱讀對課堂語文學(xué)習(xí)起補(bǔ)充和延伸作用，對課堂教學(xué)也起烘托、渲染作用。教師在學(xué)生課外閱讀中擔(dān)任的引路者、伴隨者，在新語文課程改革中教師與學(xué)生在閱讀營地里風(fēng)雨同行。師生為搞活課外閱讀興趣小組，充實(shí)師生課余生活，必須有計(jì)劃有步驟地開展各類輔導(dǎo)性的課外閱讀活動，共同解決閱讀量的堆砌。為緩解課外閱讀的盲目性，筆者認(rèn)為從以下幾個方面加深認(rèn)識：1、興趣是最好的老師。必須考慮因人而異，因材施教，由年齡、性別、性格、喜好而異，通過內(nèi)心活動與外圍熏陶，激發(fā)課外閱讀興趣。2、學(xué)會自己管用的閱讀方法：既有精讀，又有略讀
還有瀏覽，不動筆墨不讀書，圈圈畫畫精讀書。3、設(shè)計(jì)好課外閱讀活動細(xì)則，靈活選用，由兒童趣味性濃的童話集，寓言集，兒歌集到淺顯的科技、散文類再上升到人文、傳記、小說類。
空間三：社會
社會教育關(guān)注學(xué)生成長中后期課外閱讀的倡導(dǎo)性，應(yīng)用性。
體現(xiàn)人類進(jìn)步和世界文明的節(jié)日——四月二十三日世界讀書日的確定，讓人們從閱讀這一獲取知識、增長本領(lǐng)、提升品位、推動社會走向文明之舉措中受惠良多?！吨行W(xué)生日常行為規(guī)范》第二十條規(guī)定：“閱讀觀看健康有益的圖書、報(bào)刊、音像和網(wǎng)上信息，收聽收看內(nèi)容健康的廣播電視節(jié)目?！遍喿x是伴隨我們一生的精神樂園，生活中有書讀，其樂融融，各級各類出版社應(yīng)為快樂閱讀出好書，圖書館、少兒活動社會實(shí)踐基地、城鄉(xiāng)各級文化活動室都應(yīng)敞開大門，為學(xué)生課外閱讀鋪就康莊大道。
我們可以拉出一個長長的清單來：
改變增長模式，從對市場份額的膜拜轉(zhuǎn)變?yōu)閷?jīng)濟(jì)效益的追求；適應(yīng)環(huán)境變化，進(jìn)行營銷創(chuàng)新；加強(qiáng)品牌建設(shè)；推動團(tuán)隊(duì)升級……
所有這一切應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)呢?
各種可能的選擇也會有一個長長的清單。而在這個長長的清單中，我們認(rèn)為最為至關(guān)重要的是企業(yè)能否建立一個良好的學(xué)習(xí)機(jī)制。
通常，我們一般將學(xué)習(xí)理解為讀書、培訓(xùn)和進(jìn)修，進(jìn)而會理解為借鑒同行以及國內(nèi)外先進(jìn)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)。
而我們往往會忽視“自學(xué)”――向自己學(xué)習(xí)。
任何一個企業(yè)在自己的發(fā)展過程中，都會積累起來方方面面的知識或經(jīng)驗(yàn)。這些知識和經(jīng)驗(yàn)散落在企業(yè)的方方面面、角角落落，存在和形成于企業(yè)的成長過程中。它們對企業(yè)未來的發(fā)展至關(guān)重要，從某種意義上說，它們是企業(yè)最寶貴的財(cái)富。但是．在現(xiàn)實(shí)中，企業(yè)或者認(rèn)識不到它們的價值，或者不知道如何發(fā)現(xiàn)和提煉它們。我們必須改變這種現(xiàn)狀，因?yàn)樗鼈兪瞧髽I(yè)提升的基礎(chǔ)，認(rèn)識并運(yùn)用它們比企業(yè)做任何培訓(xùn)、接受任何咨詢都更加有效。
外來的和尚好念經(jīng)，反應(yīng)的不僅僅是對本企業(yè)人才的冷落，更大的問題在于對自己長期積累的知識財(cái)富的忽略?！叭杖∥嵘怼辈粌H包括對自己不足的反思，更應(yīng)該包括對自己成功之處的總結(jié)。
輕言創(chuàng)新和借鑒，有時會表現(xiàn)為缺乏持之以恒。大家都知道，沒有持之以恒的執(zhí)著，最終會碌碌無為。
如果沒有自己的東西，無論規(guī)模有多大，企業(yè)將永遠(yuǎn)處于零起點(diǎn)上?！皩W(xué)習(xí)”的結(jié)果將是忽東忽西，左右搖擺，根本談不上提升。全面否定自己，不是在繼承中提升的話，提升將永遠(yuǎn)是一句空話。這樣的企業(yè)很容易犯“學(xué)習(xí)過度”的錯誤――整天都是新名詞、新措施、新思路，讓人無所適從。
我們認(rèn)為，中國企業(yè)應(yīng)該在“堅(jiān)持，學(xué)習(xí)和借鑒”三維中，建立自己的學(xué)習(xí)機(jī)制。
首先，通過總結(jié)和提煉，形成自己的“基礎(chǔ)教材”，并堅(jiān)持用外部知識推動這“套”基礎(chǔ)教材的逐步升級。
作為一個事實(shí)，沒有幾個空降兵或咨詢公司能夠脫離企業(yè)的歷史，完成企業(yè)再造，而恰恰是那些能夠用自己的知識和經(jīng)驗(yàn)，豐富、充實(shí)企業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)的空降兵、咨詢公司才有可能推動企業(yè)的進(jìn)步。
其次，通過培訓(xùn)、進(jìn)修豐富企業(yè)個體的知識，提升個體的素質(zhì)。即便如此，也需要對培訓(xùn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆诸悺Ｆ髽I(yè)內(nèi)訓(xùn)既要結(jié)合企業(yè)現(xiàn)實(shí)需要，也要充分考慮企業(yè)文化和知識積淀，它必須能夠強(qiáng)化企業(yè)的文化和知識，除非企業(yè)決定揚(yáng)棄某種文化和知識。只有這樣的內(nèi)訓(xùn)才有可能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。
關(guān)鍵詞:DirectX; 可移動平面; 三維移動; 鼠標(biāo)射線; 射線變換
中圖分類號:TP317.4;TP391.73文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
Arbitrary movement algorithm of objects in
3D space based on plane
SONG Jihong, LI Fenglong, XU Quansheng
(Info. Sci. & Eng. College, Shenyang Univ. of Tech., Shenyang 110178, China)
Abstract: To optimize the operation of movement of objects in virtual 3D management field and realize the process of using mouse to complete the object movement to any point in 3D space, the concept of movable plane is introduced into the study. A movable plane is built that is perpendicular to the projection of sightline in xz plane; a radial from camera position to mouse point is built and the mouse wheel is used to control the forward and backward movement of the movable plane along the sightline direction; the intersection point of the mouse radial and the movable plane can be moved to any position in 3D space by moving the moveable plane; the coordinate of the intersection point of the radial and the moving plane is calculated, taken as the new coordinate of the object to be moved which is added into the romance pipeline, and the object movement can be implemented. The application shows that the algorithm can ensure the movement accuracy and speed of the objects and reduce the input devices that help to move objects.
Key words: DirectX; movable plane; 3D moving; mouse radial; radial counterchange
收稿日期:2009-02-18修回日期:2009-05-08
作者簡介: 宋繼紅(1968―),女,遼寧?？h人,副教授,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),
(E-mail)
0引言
在計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的今天,虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)技術(shù)作為1門綜合計(jì)算機(jī)圖形、多媒體、傳感器、人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)、立體顯示以及仿真等多種技術(shù)而發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的新技術(shù)正逐步走向成熟并得到廣泛應(yīng)用.[1]VR本質(zhì)上是1種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)用戶接口,它通過給用戶同時提供諸如視覺、聽覺、觸覺等各種直觀而又自然的感知交互手段,最大限度地方便用戶操作,從而減輕用戶負(fù)擔(dān),提高整個系統(tǒng)的工作效率.[2]因其在管理領(lǐng)域中所具有的獨(dú)特優(yōu)勢,近幾年VR正逐漸被應(yīng)用到各種管理領(lǐng)域.特別是在建筑、倉儲等管理領(lǐng)域中,傳統(tǒng)的窗口式管理軟件已不能滿足用戶需要,人們希望能對數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化管理,從感觀上對倉庫中的物品進(jìn)行管理.因而,VR技術(shù)成為數(shù)據(jù)可視化管理的首選.當(dāng)VR技術(shù)應(yīng)用于建筑、倉儲等管理領(lǐng)域中時,實(shí)現(xiàn)物體在虛擬三維場景中的移動成為實(shí)現(xiàn)VR技術(shù)在該領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ).因?yàn)樵谌S環(huán)境中多了深度信息,反映到坐標(biāo)系上就增加了z方向的坐標(biāo)值,從而使得一些在二維空間交互的簡單問題到三維空間就變得非常復(fù)雜.[3]利用鼠標(biāo)、觸摸板等二維輸入設(shè)備得到的輸入信息只具有x和y方向的二維信息,要實(shí)現(xiàn)在三維環(huán)境下的物體移動,首先需要解決將二維屏幕上的鼠標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)變換為三維場景中的三維坐標(biāo).[4]但是,直接利用鼠標(biāo)獲取輸入點(diǎn)的高度信息十分困難.最初的三維空間物體移動方案利用鍵盤等輸入設(shè)備在三維空間通過在x,y,z 3個坐標(biāo)增加或減少1個固定值完成,這種方法不但耗費(fèi)移動時間,而且因其在x,y,z軸上每次只可移動1個固定值,移動精度很難保證.因此,實(shí)現(xiàn)通過鼠標(biāo)控制完成二維屏幕的三維移動操作對VR技術(shù)應(yīng)用于虛擬三維管理工作上具有極其重要的意義.
1基于平面的三維空間物體任意點(diǎn)移動算法
在三維空間中建立垂直于視線在xz平面投影的可移動平面,并建立從攝像機(jī)位置,到鼠標(biāo)位置的射線.計(jì)算射線與可移動平面的交點(diǎn),將其放入渲染流水線作為待移動物體的新坐標(biāo)值從而完成三維物體的移動.此算法可分解為以下5步:(1)建立可移動平面;(2)建立鼠標(biāo)射線;(3)拾取物體確定待移動物體;(4)對平面進(jìn)行移動;(5)計(jì)算射線與移動平面交點(diǎn).
1.1建立可移動平面
通過3點(diǎn)可確定1個平面,該平面要滿足以下要求:(1)平面要通過物體重心;(2)平面垂直于xz平面;(3)平面垂直于視線在xz平面的投影.定義P1點(diǎn)為物體重心點(diǎn),可通過查看物體的當(dāng)前位置信息獲得P1點(diǎn).設(shè)該重心中點(diǎn)垂直上方點(diǎn)為P2, 其坐標(biāo)為(xP1,yP1+10,zP1).為使平面垂直于視線在xz平面上的投影,此時只需再在xz平面上找到1點(diǎn)P3,即可得到向量A(P1,P2)與向量B(P0Eye,P0vLook),使向量A與B滿足A×B=0(1)因P3點(diǎn)在xz平面上,所以yP3=0,又因P3點(diǎn)在x軸上的坐標(biāo)只要不與P1點(diǎn)在x軸重合,即可建立滿足要求的平面,所以設(shè)P3=(10 000,0,h), zP3為待求值.由式(1)得
(xP1-xP3)×(xP0vEye-xP0vLook)+
(zP1-zP3)×(zP0vEye-zP0vLook)=0
zP3=zP1(xP1-xP3)×(xP0vEye-xP0vLook)(zP0vEye-zP0vLook)
此時,由已確定的P1,P2和P3點(diǎn)可確定唯一平面.定義向量A,B,C:A=P2-P1;B=P2-P3.利用DirectX SDK庫函數(shù)D3DXVec3Cross()計(jì)算A和B所在平面的法向量: D3DXVec3Cross(C,A,B),所以過P1,P2,P3的平面方程為xc(x-xp1)+yc(y-yp1)+zc(z-zp1)=01.2建立鼠標(biāo)射線
當(dāng)按下鼠標(biāo)并移動到屏幕上的點(diǎn)S時,從屏幕上可想象出1條從攝像機(jī)位置到鼠標(biāo)點(diǎn)處的射線.然而,應(yīng)用程序不可能僅僅根據(jù)得到的屏幕點(diǎn)S的坐標(biāo)建立這條射線.[5]與二維圖形程序的顯示方式不同,三維圖形程序中的頂點(diǎn)要經(jīng)過世界變換、攝像機(jī)變換、投影變換、剪切以及視口縮放,才能在二維屏幕上顯示.[6]為獲取鼠標(biāo)按下點(diǎn)的造型空間坐標(biāo),利用造型空間和用戶空間之間的坐標(biāo)變換提取空間坐標(biāo).[7]設(shè)在投影窗口上與S點(diǎn)對應(yīng)的點(diǎn)為P,投影面為z=1.建立1條射線,使其從投影空間起點(diǎn)出發(fā)穿過點(diǎn)P.建立射線的算法可分解為以下3步:(1)捕捉屏幕上點(diǎn)S,確定S點(diǎn)對應(yīng)投影窗口上的點(diǎn)P;(2)建立1條從投影坐標(biāo)系原點(diǎn)出發(fā)穿過點(diǎn)P的射線;(3)將射線和模型變換到同一坐標(biāo)系中.
1.2.1屏幕到投影窗口變換
視口變換矩陣[8]為w2000
0-h200
00zmax-zmin0
x+w2y+h2zmin1投影窗口上的點(diǎn)P通過視口變換產(chǎn)生屏幕上的點(diǎn)S:xs=xpw2+x+w2(2)
ys=yph2+y+h2(3)z坐標(biāo)在視口變換以后沒有作為二維圖像的一部分存儲被存儲到深度緩存中.[9]因此,由式(2)和(3)得到計(jì)算xp的式(4)和計(jì)算yp的式(5).xp=2xs-2x-ww(4)
yp=-2ys+2y+hh(5)通常情況下,視口中的x和y為0,因此能更進(jìn)一步得到xp=2xsw-1(6)
yp=-2ysh+1(7)由定義可知,投影窗口就是z=1的平面,因此zp=1(8)投影矩陣縮放投影窗口上的點(diǎn)以適應(yīng)不同大小的觀察視野.為了得到被縮放之前點(diǎn)的值,必須通過縮放變換的逆運(yùn)算來變換點(diǎn).設(shè)P為投影矩陣,因?yàn)樽儞Q矩陣的P00和P11是點(diǎn)的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)的縮放值,所以被縮放之前點(diǎn)的值為xp=2xw-11P00(9)
yp=-2yh+11P11(10)此時點(diǎn)P為屏幕上點(diǎn)S對應(yīng)投影窗口上的點(diǎn).
1.2.2建立射線
射線可以表示為等式P(r)=P0+tu,其中,P0是射線的起點(diǎn)位置,u是用于描述射線的方向向量.在前面設(shè)定射線的起點(diǎn)為投影空間的起點(diǎn),因此p0=(0, 0, 0).因?yàn)樯渚€通過點(diǎn)P,所以方向向量u可表示為u=P-P0=(xp,yp,1)-(0,0,0)=P.采用上述方法在Direct3D中計(jì)算射線.首先定義射線結(jié)構(gòu)體RAY,
Struct RAY
{
D3DXVERCTOR3 Origin;
D3DXVERCTOR3 Direction;
}
創(chuàng)建RAY類型全局變量Ra,其中變量Origin和Direction分別用于存儲射線的起點(diǎn)和方向.定義函數(shù)GetRay(int x,int y)計(jì)算射線.在函數(shù)中聲明D3DVIEWPORT9 類型結(jié)構(gòu)體Viewport和D3DXMATRIX 類型矩陣Proj.用 pd3dDevice->GetViewport(&Viewport)將視口信息存儲于Viewport中,用pd3dDevice->GetTransform(D3DTS_PROJECTION, &Proj)獲取投影矩陣,并用Proj返回.根據(jù)式(9)和(10)計(jì)算出xp和yp,可得射線的起點(diǎn)為D3DXVECTOR3(0.0f,0.0f,0.0f),射線的方向?yàn)镈3DXVECTOR3(xp,yp,1.0f),最后函數(shù)返回射線Ra.
1.2.3射線變換
在第1.2.2節(jié)中計(jì)算出來的射線是在投影空間中描述的.為了完成射線與第1.1節(jié)中建立的移動平面相交,射線和移動平面必須在同一坐標(biāo)系內(nèi).與其將移動平面轉(zhuǎn)換到視圖空間中,不如將射線轉(zhuǎn)換到世界空間.[10]通過變換矩陣來改變射線P(r)=P0+tu中的起點(diǎn)P0和方向u,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對射線的變換.定義函數(shù)TransformRay(Ray*ray, D3DXMATRIX* T)變換射線.其中,采用函數(shù)D3DXVec3TransformCood變換射線起點(diǎn),第4個分量缺省為1;采用函數(shù)D3DXVec3TransformNormal變換射線方向,第4個分量缺省為0.這里,起點(diǎn)作為1個點(diǎn)變換,方向作為1個向量變換.至此,在待移動物體所在的世界坐標(biāo)系中可得到1條從攝像原點(diǎn)出發(fā)并經(jīng)過鼠標(biāo)在世界坐標(biāo)系下對應(yīng)點(diǎn)的射線Ra.
1.3拾取物體確定待移動物體
通過第1.2節(jié)計(jì)算得到的射線原點(diǎn)與方向向量,利用DirectX SDK D3DXIntersect()函數(shù)逐一判斷場景中的物體是否被拾取,以確定待移動物體.函數(shù)原型為: D3DXIntersect( pMesh, &vPickRayOrig,&vPickRayDir,&bHit,NULL,NULL,NULL,NULL,NULL,NULL) [11]; 通過bHit返回值是否為1判定物體是否被拾取.利用該函數(shù)可以一次性拾取到射線所穿過的幾個物體,此時可通過提取物體在三維場景中的位置信息Place[i],并計(jì)算找出距攝像機(jī)距離最小的物體為拾取物體.
1.4對平面進(jìn)行移動
前面建立的平面只能實(shí)現(xiàn)物體在1個平面上移動,要實(shí)現(xiàn)物體在整個三維空間移動需要讓該平面在視線方向上向前或向后移動.如圖1所示,在xz平面內(nèi)可移動面可表示為1條直線.要把可移動面從面1位置移動到面2位置只須讓面1中的各點(diǎn)分別在z軸和x軸方向上移動1個單位即可.圖中視線的方向向量OE=(P0vEye-P0vLook);角α為向量OE與x軸的夾角;d為移動距離.由圖可得Δx=d cos α,z=d sin α所以移動后P1,P2,P3的點(diǎn)坐標(biāo)分別為P4=(xp1+d cos α,yp1,zp1+d sin α)
p5=(xp2+d cos α,yp2,zp2+d sin α)
p6=(xp3+d cos α,yp3,zp3+d sin α)再將P4, P5, P6賦值給P1, P2, P3.
圖 1可移動平面變換
采用上述方法在Direct3D中計(jì)算.首先定義函數(shù)PlanMove(int i),在此函數(shù)中完成以上功能,其中參數(shù)i用于控制平面向前移動還是向后移動.該函數(shù)響應(yīng)鼠標(biāo)滾輪事件WM_MOUSEWHEEL,當(dāng)向前滾動時,使移動距離d>0,反之d
由于第1和2節(jié)已建立從攝像原點(diǎn)到鼠標(biāo)在世界坐標(biāo)系對應(yīng)點(diǎn)的射線和垂直于視線在xz平面上投影的可移動平面,所以下一步只要計(jì)算射線與可移動平面的交點(diǎn),得出交點(diǎn)值,將其作為世界坐標(biāo)系下待移動物體的新坐標(biāo),裝入渲染流水線即可完成對物體的移動.交點(diǎn)值的計(jì)算過程如下:
xc(x-xp1)+yc(y-yp1)+zc(z-zp1)=0
x=xOriginRa+xDirectionRa×t
y=yOriginRa+yDirectionRa×t
z=zOriginRa+zDirectionRa×t
式中:t為參數(shù)方程的參數(shù).解方程得t=xc(xp1-xOriginRa)+yc(yp1-yOriginRa)+zc(zp1-yOriginRa)xc×xDirectionRa+yc×yDirectionRa+zc×zDirectionRa
x=xOriginRa+xOriginRa×xc(xp1-xOriginRa)+yc(yp1-yOriginRa)+zc(zp1-yOriginRa)xc×xDirectionRa+yc×yDirectionRa+zc×zDirectionRa
y=yOriginRa+yOriginRa×xc(xp1-xOriginRa)+yc(yp1-yOriginRa)+zc(zp1-yOriginRa)xc×xDirectionRa+yc×yDirectionRa+zc×zDirectionRa
z=zOriginRa+zOriginRa×xc(xp1-xOriginRa)+yc(yp1-yOriginRa)+zc(zp1-yOriginRa)xc×xDirectionRa+yc×yDirectionRa+zc×zDirectionRa此交點(diǎn)值為鼠標(biāo)射線與移動平面的交點(diǎn)坐標(biāo),即待移動物體的新坐標(biāo)值.將該點(diǎn)裝入渲染流水線作為待移動物體的坐標(biāo),到此完成物體在三維空間中的移動.
2實(shí)驗(yàn)結(jié)果
上述算法在PC機(jī)(AMD Athlon 64 Processor 3000+處理器,1 GB內(nèi)存,NVIDIAGeForce 6600LE顯卡)上利用Direct3D 9.0c (AGU2006)圖形庫實(shí)現(xiàn).在場景中,當(dāng)物體被拾取到后,通過拖動鼠標(biāo)可以使物體在初始移動平面上自由移動.當(dāng)滾動鼠標(biāo)滾輪,物體可在新建立的移動平面上自由移動從而達(dá)到通過鼠標(biāo)使物體在三維空間中作任意位置移動的目的.圖2為相關(guān)示例.
圖 2算法實(shí)踐
3結(jié)束語
為改進(jìn)物體在三維空間的移動操作,從建立可移動平面和鼠標(biāo)射線出發(fā),通過移動可移動平面,使鼠標(biāo)射線與可移動平面的交點(diǎn)可以到達(dá)三維空間中的任意位置,而后將該位置坐標(biāo)作為待移動物體新坐標(biāo)放入渲染流水線,完成物體移動.該算法能保證移動的速度與精度,同時也可減少因移動所需的輸入設(shè)備.實(shí)際應(yīng)用證實(shí)該方法切實(shí)可行.
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第一節(jié) 博物館導(dǎo)視系統(tǒng)人文作用與價值
博物館導(dǎo)視系統(tǒng)的人文作用主要體現(xiàn)在“以人為本”的同時，還要融入該館的專屬特色，當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)土人情、民族文化特色。每個地區(qū)都有各自的文化，它們會利用音樂，繪畫、食物、語言等多種載體來形成不同的文化特性，而導(dǎo)視系統(tǒng)的人文作用就要承載這些文化特性。最明顯的體現(xiàn)在于導(dǎo)視系統(tǒng)的功能能夠通過建筑物主體設(shè)計(jì)、戶外的設(shè)計(jì)表現(xiàn)出來，博物館導(dǎo)視系統(tǒng)的價值就是將人、自然、文化三者結(jié)合起來，達(dá)到三者和諧統(tǒng)一的狀態(tài)。博物館導(dǎo)視系統(tǒng)的更多體現(xiàn)在人文價值、思想文明、藝術(shù)的相互融合上。無論是從標(biāo)識的設(shè)計(jì)，還是顏色、圖形的設(shè)計(jì)都能夠顯示出導(dǎo)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念與文化特點(diǎn)。
第二節(jié) 博物館導(dǎo)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與創(chuàng)新
博物館導(dǎo)視系統(tǒng)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在導(dǎo)向指示與環(huán)境的融入程度。導(dǎo)視系統(tǒng)是整體環(huán)境中的一部分，那么在設(shè)計(jì)時就必須考慮與環(huán)境相互融合，同時也要服務(wù)于環(huán)境、升華文化建筑所蘊(yùn)含的精神內(nèi)涵，并且不能與環(huán)境割裂，讓人覺得是兩個生硬并存的系統(tǒng)。因?yàn)閷?dǎo)視系統(tǒng)在環(huán)境中起到引路作用，始終居于人們目光聚焦點(diǎn)上，容易成為人們的關(guān)注點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)的重點(diǎn)集中在圖形、顏色、字體等設(shè)計(jì)方面。博物館導(dǎo)視系統(tǒng)的造型相對來說針對的人群都是具有一定文化修養(yǎng)的。博物館導(dǎo)視系統(tǒng)應(yīng)該不拘泥于重要通道和功能的指示牌上，要突破傳統(tǒng)導(dǎo)視系統(tǒng)的設(shè)置框架，利用不同的材料來打造獨(dú)特的導(dǎo)視系統(tǒng)。這樣才能在起到基本導(dǎo)視系統(tǒng)功能的同時，在設(shè)計(jì)感上營造一種由視覺感上升到精神審美內(nèi)涵的意境。
一、導(dǎo)視系統(tǒng)的實(shí)際功能性、導(dǎo)向性
所有的導(dǎo)視系統(tǒng)根本目的在于傳達(dá)信息、指引受眾到達(dá)目的地，博物館導(dǎo)視系統(tǒng)也不例外，準(zhǔn)確、醒目、規(guī)范的導(dǎo)視系統(tǒng)是場館秩序的保證。博物館導(dǎo)向標(biāo)識系統(tǒng)是運(yùn)用地標(biāo)、標(biāo)識、路徑和環(huán)境線索，幫助觀眾在這個陌生的的環(huán)境快速找到和使用具體空間的信息傳達(dá)系統(tǒng)，基本功能是幫助人在空間內(nèi)更方便活動，因此導(dǎo)向標(biāo)識系統(tǒng)的、持續(xù)的利用各種元素和方法為觀眾傳達(dá)空間信息。根據(jù)博物館內(nèi)空間的不同屬性，空間信息通過圖形、文字、色彩進(jìn)行規(guī)劃、組合等各種手段傳達(dá)，所以形成適合具體空間的信息體系。觀眾通過信息系統(tǒng)獲得指引信息之后能夠順利到達(dá)目的地，達(dá)到在博物館中無障礙活動。
二、空間環(huán)境中的系統(tǒng)性
博物館這一文化場館它的導(dǎo)視系統(tǒng)與公共空間導(dǎo)視系統(tǒng)、商業(yè)環(huán)境導(dǎo)視系統(tǒng)一樣，系統(tǒng)性是其特征之一?？梢哉f，系統(tǒng)性是所有導(dǎo)視系統(tǒng)的基本屬性之一。博物館導(dǎo)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要營造一種特殊的文化氛圍，讓觀眾走進(jìn)博物館時就能感受到文化帶來的愉悅心情。在一定程度上讓導(dǎo)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成為博物館的藝術(shù)品。每個導(dǎo)視系統(tǒng)中所有的設(shè)計(jì)元素：圖案、數(shù)字、文字、箭頭、顏色、物料等，都該圍繞博物館功能特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。無論是室內(nèi)還是室外的標(biāo)識設(shè)計(jì)。博物館導(dǎo)視系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上要符合大眾的基本審美規(guī)律的同時，還需讓導(dǎo)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)元素在設(shè)計(jì)上富有審美的價值特征，讓整個導(dǎo)視系統(tǒng)在尺寸、文字、色彩上滲透出不一樣的文化氣息。
三、給人身心感受的視覺性
說到導(dǎo)視系統(tǒng)的視覺性，必須要有其鮮明的設(shè)計(jì)特征：標(biāo)識牌的尺寸、圖形的淺易性、陳設(shè)的位置、不同層次分類、顏色的差異、字的粗細(xì)、字距與間隔、部位的高低等。博物館導(dǎo)視系統(tǒng)不僅要實(shí)現(xiàn)這些設(shè)計(jì)的基本要求，而且還要有一定程度的審美價值，這是博物館，美術(shù)館這些展館的導(dǎo)視系統(tǒng)與其他導(dǎo)視系統(tǒng)區(qū)別最大的地方。一個設(shè)計(jì)出色的博物館導(dǎo)視系統(tǒng)，應(yīng)該具有容易讀懂、在瞬間閱讀便一目了然、準(zhǔn)確傳達(dá)信息，且不造成任何疑惑的特點(diǎn)，并且讓人在視覺上感覺到導(dǎo)視系統(tǒng)不是獨(dú)立于建筑設(shè)計(jì)的，與室內(nèi)設(shè)計(jì)、建筑外形，乃至于室外標(biāo)識等相融合，在設(shè)計(jì)上能與其他設(shè)計(jì)領(lǐng)域融為一體。博物館導(dǎo)視系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上的要求上使很大的，它們不僅僅局限于基本的傳遞信息功能，要與周邊建筑、博物館的主題相結(jié)合。博物館導(dǎo)視系統(tǒng)的視覺性在于幾個方面：字體的統(tǒng)一性、顏色的規(guī)范性與多樣性、圖形的通用性、形態(tài)的一致性、版式的嚴(yán)謹(jǐn)性、位置的準(zhǔn)確性，以及設(shè)計(jì)的欣賞價值。
四、富有專屬特色的獨(dú)特性
所有的導(dǎo)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)都是相對獨(dú)立的。對于博物館導(dǎo)視系統(tǒng)，在需要增加樣式的變化的同時在設(shè)計(jì)上又要強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一性。博物館的獨(dú)特性與統(tǒng)一性應(yīng)該相輔相成，博物館除了具有最基本的導(dǎo)向功能以外，也需要強(qiáng)調(diào)樣式與圖形上的創(chuàng)新，在材料、形態(tài)選擇上，都有可做之處的。博物館的導(dǎo)視系統(tǒng)中蘊(yùn)含的文化特性，只要是在利用各種表現(xiàn)手段，傳達(dá)文化內(nèi)涵，而它的獨(dú)特性是把創(chuàng)新的、個性化的形態(tài)用在導(dǎo)視系統(tǒng)中，用字體的選用、色彩的對比配置、圖形創(chuàng)意、形態(tài)的獨(dú)特樣式呈現(xiàn)給觀眾的。
第三節(jié) 博物館導(dǎo)視系統(tǒng)與博物館空間整體的關(guān)系
博物館空間的方向、深度、大小、形狀、材料、質(zhì)感都是觀眾所能直接感知的基本元素，它們營造出來的空間氣氛和視覺環(huán)境，會直接影響觀眾情感和思維。這種從整體到局部，從局部到整體的心里感知使人們對整個博物館空間留下一定程度的感受。但是當(dāng)我們置身其中，所能感知到最多的是局部的細(xì)節(jié)感，并會把這些小局部與細(xì)節(jié)有意識拼湊在一起，讓頭腦中得以一個完整和深化。空間里的導(dǎo)視系統(tǒng)做出的指示和表達(dá)就是對這一過程的最佳指引，此時導(dǎo)視系統(tǒng)促進(jìn)了觀眾對空間整體和內(nèi)部細(xì)節(jié)印象復(fù)原與結(jié)合，這個過程呈現(xiàn)的是人們與空間中導(dǎo)視系統(tǒng)之間互相的依賴關(guān)系。環(huán)境視覺標(biāo)識設(shè)計(jì)在復(fù)雜的空間環(huán)境中可以起到信息傳遞和信息溝通的橋梁作用。1在環(huán)境中設(shè)置平面標(biāo)識或者立體標(biāo)識，它的目的就是利用特別的造型確立建筑的視覺形象。主要是在于光影、色彩、比例與尺度的關(guān)系。
光影可以說是隨著自然光線的變化而變化的視覺元素，在設(shè)計(jì)中對自然光的有效利用，可以讓整個博物館的空間環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。色彩是導(dǎo)視系統(tǒng)里較難的問題，“因?yàn)槿藗兊纳势酶嗟厥艿矫褡辶?xí)慣、知覺經(jīng)驗(yàn)、情緒狀態(tài)以及社會時尚的影響，因而不同的民族、地域、不同的個體，對色彩的偏好都有很大的差距”。2我們可以根據(jù)色彩的冷暖和變化去指導(dǎo)設(shè)計(jì)。其導(dǎo)視系統(tǒng)也主要運(yùn)用顏色、質(zhì)地以及版式來區(qū)分博物館不同樓和展區(qū)的。每層樓都有單獨(dú)的配套識別系統(tǒng)，有自己的編碼和身份的標(biāo)志符號。
導(dǎo)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用于空間中時，首要目的是它的功能性，當(dāng)然同時也要遵循空間環(huán)境的特點(diǎn)。所以，導(dǎo)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)從博物館空間本身的比例和尺度出發(fā)，制定相統(tǒng)一、融合的尺度標(biāo)準(zhǔn)和自身比例。合適的尺度與比例它能快速的傳達(dá)信息，有助于展現(xiàn)美感。在應(yīng)用比例中，主要可以從內(nèi)部比例和外部比例兩方面進(jìn)行考慮。而尺度則是某種比例關(guān)系給人的視覺感受，它與空間尺度息息相關(guān)、高度融合，向人們展示了一種不一定與實(shí)際尺寸相符合的視覺感受。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】平面設(shè)計(jì)；視覺；空間轉(zhuǎn)換
和平面設(shè)計(jì)的抽象表現(xiàn)效果相比，三維空間設(shè)計(jì)的表現(xiàn)效果更加具體和真實(shí)，對于平面空間所表現(xiàn)的立體效果并不明顯，只能依靠想象思維將事物形象化，因此，在某個作品中同時存在平面空間設(shè)計(jì)和三維空間設(shè)計(jì)是比較常用的設(shè)計(jì)手法，在目前市場上的平面設(shè)計(jì)作品中，維度空間的轉(zhuǎn)換已經(jīng)成為傳遞信息、創(chuàng)建視覺關(guān)注點(diǎn)以及提升幽默效果的主要創(chuàng)意方法。
1、平面設(shè)計(jì)中視覺空間轉(zhuǎn)換概述
所謂的平面設(shè)計(jì)是指不同規(guī)則的形狀，依照一定的標(biāo)準(zhǔn)在平面上組成一個圖形或圖案。平面設(shè)計(jì)的元素有：1）概念元素，概念元素是指人眼觀察不到的、感應(yīng)器官接觸不到的，但卻是在人的思維意識中確切存在的事物。比如，面對一個圖案，我們能清晰的感覺到它的輪廓和線條，但是卻看不到。2）視覺元素，視覺元素是指能夠直觀的反應(yīng)出設(shè)計(jì)作品的具體和真實(shí)效果。視覺元素的具體表現(xiàn)通常是由概念元素凸顯的，其元素組成通常包括、圖案大小、色彩、形狀等等，在顯示屏上使用視覺元素對其要表達(dá)的視覺效果進(jìn)行調(diào)節(jié)是視覺元素的關(guān)鍵作用。3）實(shí)用元素，實(shí)用元素是指能夠表達(dá)作品主旨以及設(shè)計(jì)意義的元素。
三維空間的設(shè)計(jì)是運(yùn)用等高線對圖形進(jìn)行邊界劃分，描繪圖案，而其所要表現(xiàn)的空間效果并不是實(shí)際存在的，而是人的一種視覺錯覺形成的空間。平面設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是通過人的空間感覺、空間意識和空間想象力進(jìn)行作品設(shè)計(jì)，其中空間感覺是人類與生俱來的能力，是一種對外界事物有空間感知的能力。空間感覺、空間意識和空間想象力是三種常用的設(shè)計(jì)元素?？臻g感覺可以使用透明技術(shù)，在平面內(nèi)創(chuàng)建三維的、復(fù)雜的空間感覺。平面設(shè)計(jì)中的三維圖像是指在平面空間內(nèi)具有三維的立體風(fēng)格圖像，換句話說，立體感覺就是所謂的三維空間，是三維圖案形成的視覺空間感覺效果，三維空間是三維圖案形成空間的效果的總稱。平面空間是指在平面圖形產(chǎn)生的空間效果中，具體的事物是三維空間中形成的視覺突顯，因此，三維空間也可稱之為真實(shí)空間。
2、二維平面空間之間的轉(zhuǎn)換
對于平面空間轉(zhuǎn)換的研究，主要是圖形的空間和視覺效果的研究。研究圖形空間轉(zhuǎn)換的代表人物是奧地利心理學(xué)家魯賓，他所寫的關(guān)于空間轉(zhuǎn)換研究的作品是《魯賓杯》其中代表性的圖案是由兩張人面和一個酒杯組成的圖形，當(dāng)人們欣賞這幅圖畫時，會時而看到一個黑色背景下的白色酒杯，時而會看到一個白色背景下的兩張黑色人面，視覺效果和圖案之間的相互轉(zhuǎn)換，使人的視覺空間感受的不停變換。魯賓在對平面設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究后指出，在一個特定的樣板設(shè)計(jì)中，封閉面的面積比相對較小的面積更容易被人視為圖案，而相對較大的面積和連續(xù)部分更容易被人們視為背景或者底面。另外，還有一些藝術(shù)心理學(xué)家也對此進(jìn)行了深入的研究和探討，認(rèn)為在具有一定輔助裝置的場內(nèi)，有一部分設(shè)計(jì)會被凸顯成圖案，而有一部分會被看作是背景或底面，這些研究成果都為以后的創(chuàng)意設(shè)計(jì)提供了很好的理論研究依據(jù)。
平面設(shè)計(jì)內(nèi)的空間轉(zhuǎn)換經(jīng)常會使用共用圖形（共用邊界線、局部圖形）完成底面、背景或者圖像之間的轉(zhuǎn)換，是人的視覺效果和空間感受在平面空間內(nèi)相互轉(zhuǎn)變，進(jìn)而提升圖形的表現(xiàn)能力和空間趣味性。
3、二維平面空間與三維化空間的轉(zhuǎn)換
3.1二維平面空間與三維化空間的組接。二維平面設(shè)計(jì)和三維平面設(shè)計(jì)使人產(chǎn)生的空間視覺效果和視覺感受是不同的。創(chuàng)造性的作品設(shè)計(jì)經(jīng)常會采用二維空間和三維空間組合的方式對作品進(jìn)行表達(dá)，這樣不但可以獲得良好的空間視覺效果，還會增強(qiáng)圖案的趣味性。
3.2平面空間向三維空間轉(zhuǎn)換。平面設(shè)計(jì)方案中，一些設(shè)計(jì)元素經(jīng)常會應(yīng)用到平面空間中，例如，文本標(biāo)題等等。人們習(xí)慣用一種思維角度和思維方式去觀察這些平面空間元素，但是當(dāng)把這些平面空間元素應(yīng)用到三維空間中，它會更人們帶來全新的視覺效果，讓人感覺到一種意想不到的新奇感。
3.3三維化空間向平面空間轉(zhuǎn)換。三維空間的平面設(shè)計(jì)經(jīng)常給人一種真實(shí)感和形象感，讓人們能感受到具體的空間存在感，而一些暗示性的平面元素會將觀眾帶回到現(xiàn)實(shí)的平面中去，讓人們從虛幻的世界中回到現(xiàn)實(shí)世界中，讓人們感受到一種強(qiáng)烈的視覺空間轉(zhuǎn)換。
3.4三維化空間與平面空間的多項(xiàng)交替。三維空間設(shè)計(jì)和平面空間設(shè)計(jì)中的元素是可以相互轉(zhuǎn)換的，通過視覺空間的轉(zhuǎn)換，帶動視覺效果的轉(zhuǎn)換，提高人們對圖像的關(guān)注度。
3.5平面空間、三維化空間與現(xiàn)實(shí)空間的轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)代平面設(shè)計(jì)的基本要求是創(chuàng)意性和趣味性，將真實(shí)的圖像融入到平面設(shè)計(jì)作品中去。平面設(shè)計(jì)通常采用劃分、折疊這些方式來構(gòu)建三維視覺空間，使空間視覺效果更加形象化和真實(shí)化，完美的實(shí)現(xiàn)平面空間、三維空間與現(xiàn)實(shí)空間之間的轉(zhuǎn)換，給人帶來巨大的視覺體驗(yàn)和視覺愉悅感。
4、強(qiáng)化平面設(shè)計(jì)中的三維視覺空間效果
眾所周知，對于現(xiàn)階段的平面設(shè)計(jì)來講，三維技術(shù)應(yīng)用是的越來越廣泛，三維空間應(yīng)用的內(nèi)容也是越來越豐富，而合理有效的應(yīng)用三維空間實(shí)現(xiàn)視覺效果的轉(zhuǎn)換不但可以使視覺效果更加逼真，還能提高平面設(shè)計(jì)的趣味性和生動性，使平面設(shè)計(jì)所要表達(dá)的內(nèi)容和要傳遞的信息能夠快速被人們接受，加深人們對平面設(shè)計(jì)作品的理解和印象。平面設(shè)計(jì)中的視覺空間轉(zhuǎn)換方式如今已經(jīng)唄被全面的應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去，例如，明星、電影海報(bào)，雜志封面等等，都是通過實(shí)現(xiàn)平面空間和三維空間之間的轉(zhuǎn)換完成設(shè)計(jì)的。為了能夠進(jìn)一步加強(qiáng)平面空間設(shè)計(jì)和三維空間設(shè)計(jì)的視覺轉(zhuǎn)換效果，我們必須做到如下幾點(diǎn)：
1）借用具象空間導(dǎo)向性，因勢利導(dǎo)。在某個有限的空間內(nèi)，有一些簡單的圖形或者畫進(jìn)行二維空間創(chuàng)建和設(shè)計(jì)，在通過運(yùn)動性的設(shè)計(jì)元素打破這種二維空間模式，是要設(shè)計(jì)的作品更加生動化和形象化。
2）借用視覺空間的延續(xù)性，隨形就像。在平面作品的設(shè)計(jì)中，圖形的構(gòu)建多以穩(wěn)定、對稱和不對稱的方式為構(gòu)建基礎(chǔ)，從目標(biāo)效果和所需內(nèi)容開始設(shè)計(jì)，最終的視覺效果形成主要依賴于具體的視覺表現(xiàn)形式和藝術(shù)組合方式。形象和抽象的圖案、簡單和復(fù)雜的圖案在最后要對其進(jìn)行綜合性的融合，使其成為整體性的設(shè)計(jì)。
3）借用空間的變化，調(diào)整圖形的大小。運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)中的視覺錯覺設(shè)計(jì)是一種重要的藝術(shù)表現(xiàn)手法。相比而言，圖像和背景、真實(shí)與虛擬、對稱與不對稱，都將實(shí)現(xiàn)視覺空間的表達(dá)效果。
我們可以借用空間變化，在三維空間設(shè)計(jì)中突顯出二維空間，這也是目前平面創(chuàng)意設(shè)計(jì)的主流設(shè)計(jì)趨勢。這種設(shè)計(jì)手法不但能使作品內(nèi)容更加豐富，意境更加深遠(yuǎn)，還能為今后的平面設(shè)計(jì)帶來更多的借鑒和啟發(fā)。
總而言之，平面設(shè)計(jì)中的視覺空間轉(zhuǎn)換有利于設(shè)計(jì)作品的創(chuàng)新，提高作品的可欣賞性和視覺愉悅性。我們要有創(chuàng)造意識，將虛幻和現(xiàn)實(shí)的空間視覺感受融合到平面設(shè)計(jì)中去，給人們留下深刻的印象。
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【關(guān)鍵詞】三維GIS；數(shù)字航道；三維航道
1 研究背景和意義
1998年1月，美國副總統(tǒng)戈?duì)柼岢隽恕皵?shù)字地球”的概念。從此，數(shù)字地球的概念迅速傳遍全球。為了提高我國內(nèi)河航道管理的效能，使之更好地服務(wù)于內(nèi)河航運(yùn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國內(nèi)河航道的建設(shè)者和管理者提出了“數(shù)字航道”的概念[1]?！皵?shù)字航道”是基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的、以數(shù)字信息為核心的航道信息體系[2]。就是通航水道電子航道圖及航運(yùn)相關(guān)信息的數(shù)字化，通過先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遙感遙測技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、通訊、計(jì)算機(jī)模擬等多種技術(shù)對航道業(yè)務(wù)流程、各類航道信息變化進(jìn)行實(shí)時動態(tài)監(jiān)控管理。
隨著交通部、航道局等部門對“數(shù)字航道”的日益重視[3]，對虛擬航道、三維航道的要求也愈漸迫切。同時在實(shí)際航道應(yīng)用中，對三維環(huán)境中的應(yīng)用和要求也較為迫切。雖然對3S技術(shù)在航道領(lǐng)域的研究和應(yīng)用并不鮮見[4-7]，但在數(shù)字航道研究方面國內(nèi)外仍處于起步發(fā)展階段[8]，特別是對三維GIS下的數(shù)字航道研究。因此，本文圍繞三維數(shù)字航道，從GIS角度進(jìn)行了初步探索。
2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
2.1 基于3S技術(shù)的數(shù)字永定河
適普公司承擔(dān)的“數(shù)字永定河”項(xiàng)目為水利工程設(shè)計(jì)與管理、監(jiān)督應(yīng)用提供了先進(jìn)的3S技術(shù)和全面的解決方案。其主要功能如下：①水利工程建筑物的管理。水利工程建筑物的管理是二維、三維GIS集成技術(shù)應(yīng)用的一個重要方面，它能充分展現(xiàn)二維GIS的數(shù)據(jù)管理能力和三維可視化GIS在三維水工建模方面的能力。②地下水利工程可視化與水利工程細(xì)節(jié)的可視化。對地下水利工程建筑物（如泄洪洞）進(jìn)行可視化和管理，在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行剖面分析，實(shí)時生成水利工程的斷面圖，進(jìn)而可以查看水利工程的內(nèi)部構(gòu)造信息。
2.2 基于ENC水深數(shù)據(jù)生成三維地形的系統(tǒng)
Fugawi Marine ENCTM是美國Fugawi公司開發(fā)的，用在個人電腦上供航海人員使用的軟件。該軟件擁有常用的航海功能，如航線設(shè)計(jì)，GPS接收，RADAR作業(yè)，海圖作業(yè)等[9]。它可以支持多種格式的海圖：C-MAP，S-57ENC甚至是普通的地圖相片也支持。它能夠在效果很好的三維環(huán)境下查看海圖或地圖。從三維環(huán)境中可以看清楚水深點(diǎn)，等深線，岸線等海圖上的信息。另外利用鼠標(biāo)、鍵盤或者游戲桿控制可以進(jìn)行三維漫游，也可以在三維海圖上進(jìn)行GPS定位。
3 GIS在數(shù)字航道領(lǐng)域的作用
3.1 數(shù)字航道對GIS系統(tǒng)的要求
（1）海量數(shù)據(jù)一體化管理。數(shù)字航道與空間位置信息是密切相關(guān)的，其航道綜合數(shù)據(jù)庫除了包括河床地形基本數(shù)據(jù)、水文資料數(shù)據(jù)、助航標(biāo)志數(shù)據(jù)、跨河建筑物與過江管線數(shù)據(jù)、航道維護(hù)計(jì)劃數(shù)據(jù)、基本建設(shè)工程數(shù)據(jù)、整治建筑物基本數(shù)據(jù)、工程船舶基本數(shù)據(jù)等多類型的數(shù)據(jù)。以外，海量的空間數(shù)據(jù)和三維影像數(shù)據(jù)也是數(shù)字航道綜合數(shù)據(jù)庫的重要組成部分。
（2）支持網(wǎng)絡(luò)化的分布式計(jì)算與集成。航道部門由于職能的不同分布于流域中的不同位置上，它們利用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)相互實(shí)現(xiàn)資源共享，這就要求GIS系統(tǒng)能夠支持B/S、C/S模式的多層分布式計(jì)算，支持Internet/Intranet等國際標(biāo)準(zhǔn)。
（3）二維GIS、三維GIS、webGIS與航道模型的無縫集成。作為二維GIS、WebGIS在航海領(lǐng)域的特殊應(yīng)用，電子航道圖系統(tǒng)要能夠利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)和地理信息處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水道測量管理、電子航道圖生成、全過程的自動化、一體化和網(wǎng)絡(luò)化。為通航船舶、各航運(yùn)相關(guān)部門和企事業(yè)單位及時提供最新的電子航道圖服務(wù)。
3.2 三維GIS的主要功能
三維GIS除了具備二維GIS的傳統(tǒng)功能以外，還具有如下獨(dú)有的功能：
（1）包容一、二維對象。三維GIS不僅要表達(dá)三維對象，而且還要研究一、二維對象在三維空間中的表達(dá)。三維空間中的一、二維對象與傳統(tǒng)GIS二維空間中的一、二維對象在表達(dá)上是不一樣的。傳統(tǒng)的二維GIS是將一、二維對象垂直投影到二維平面上，存儲它們投影結(jié)果的幾何形態(tài)與相互間的位置關(guān)系。而三維Gls是將一、二維對象置于三維立體空間中考慮，存儲的是它們真實(shí)的幾何位置與空間拓?fù)潢P(guān)系，這樣表達(dá)的結(jié)果就能區(qū)分出一維、二維對象在垂直方向上的變化。
（2）可視化2.5維、三維對象。三維GIS的首要特色是要能對2.5維、三維對象進(jìn)行可視化表現(xiàn)。在建立和維護(hù)三維GIS的各個階段中，不論是對三維對象的輸入、編輯、存儲、管理，還是對它們進(jìn)行空間操作與分析或是輸出結(jié)果，只要涉及到三維對象，就存在三維可視化問題。三維對象的幾何建模與可視表達(dá)在三維GIS建設(shè)的整個過程中都是需要的，這是三維GIS的一項(xiàng)基本功能。
（3）三維空間DBMS管理。三維GIS的核心是三維空間數(shù)據(jù)庫。三維空間數(shù)據(jù)庫對空間對象的存儲與管理使得三維GIS既不同于CAD、商用數(shù)據(jù)庫與科學(xué)計(jì)算可視化，也不同于傳統(tǒng)的二維GIS。它可能由擴(kuò)展的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，也可能由面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲、管理三維空間對象。
（4）三維空間分析。在二維GIS中，空間分析是GIS區(qū)別于CAD與科學(xué)計(jì)算可視化的特有功能，在三維GIS中也同樣如此。空間分析三維化，也就是直接在三維空間中進(jìn)行空間操作與分析，連同對空間對象進(jìn)行三維表達(dá)與管理，使得三維GIS明顯不同于二維GIS，同時在功能上也更加強(qiáng)大。
4 基于三維GIS的數(shù)字航道建設(shè)
基于三維GIS的三維數(shù)字航道，其特點(diǎn)就是它能在計(jì)算機(jī)中再現(xiàn)真實(shí)的、虛擬的三維世界，在這種三維世界中，不僅要求能夠真實(shí)再現(xiàn)內(nèi)河航道的三維景觀，同時要能對各種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理和開發(fā)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行多種分析和應(yīng)用以提供決策支持。另外，對航道模型進(jìn)行監(jiān)管及科學(xué)的模擬計(jì)算，并將監(jiān)管及計(jì)算結(jié)果實(shí)時、友好的表現(xiàn)和模擬出來，能根據(jù)與模擬結(jié)果匹配的監(jiān)控、導(dǎo)航等調(diào)度預(yù)案，提供直觀的三維可視化指揮調(diào)度，為決策者提供了更加直觀、綜合的輔助決策信息。
4.1 技術(shù)框架
基于三維GIS的“數(shù)字航道”的整體框架劃分為4個層次：①航道數(shù)據(jù)采集和處理層次，主要是對各種原始資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以形成合乎規(guī)范要求的航道地形數(shù)據(jù)、航道影像數(shù)據(jù)、航道三維模型數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)等；②航道數(shù)據(jù)庫管理層次，即對各種航道數(shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)組織與分布式管理，以高效獲得滿足需求的信息；③航道三維可視化、查詢與分析層次，主要是提供服務(wù)于航道應(yīng)用的各種開發(fā)平臺和工具；④航道應(yīng)用層次，此層次在第3個層次與航道專業(yè)應(yīng)用模型的基礎(chǔ)上，可構(gòu)建多種多樣的航道應(yīng)用模型。
4.2 功能結(jié)構(gòu)
三維GIS應(yīng)用系統(tǒng)通過更新攝像機(jī)位置和視角來實(shí)現(xiàn)場景漫游的功能，與數(shù)據(jù)庫交互實(shí)現(xiàn)航道信息查詢、航道地形分析、航標(biāo)數(shù)據(jù)更新、船舶數(shù)據(jù)更新等功能。主要提供了服務(wù)于航道應(yīng)用的平臺和工具。三維GIS應(yīng)用系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)由三維空間數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、三維可視化地理信息子系統(tǒng)、三維動態(tài)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)三個子系統(tǒng)構(gòu)成。
（1）三維空間數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。三維空間數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)三維Gls綜合應(yīng)用系統(tǒng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（DEM、DOM、DLG、DRG和紋理等）的處理和集成，包括基礎(chǔ)文件格式的支持和格式轉(zhuǎn)換等，最后將生成的符合測繪和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的三維空間數(shù)據(jù)輸出給三維可視化地理信息子系統(tǒng)。
（2）三維可視化地理信息子系統(tǒng)。三維可視化地理信息子系統(tǒng)主要用于三維空間數(shù)據(jù)的預(yù)處理，利用三維空間數(shù)據(jù)創(chuàng)建三維基礎(chǔ)場景，在三維基礎(chǔ)場景中進(jìn)行模型的編輯和地理信息的顯示、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等功能，最后將基于三維場景進(jìn)行空間信息更新。
（3）三維動態(tài)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。三維動態(tài)數(shù)據(jù)處理是將三維場景中的動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，以便在使用過程中，新的數(shù)據(jù)來臨時，不需要重新進(jìn)行三維場景的構(gòu)件，系統(tǒng)自動連接動態(tài)數(shù)據(jù)源，更新場景中的數(shù)據(jù)。
4.3 三維場景的應(yīng)用模式
（1）三維場景的Gls查詢與漫游。GIS查詢與漫游分為兩種應(yīng)用模式，即單機(jī)應(yīng)用模式和基于WEB多終端的分布式應(yīng)用模式，以實(shí)現(xiàn)航道水面以上場景和水面以下地貌的多種形式瀏覽，包括飛行、漫游等。同時查詢航道中航標(biāo)及岸上重要建筑物的屬性，可根據(jù)實(shí)際情況采用兩種模式結(jié)合的混合模式。
（2）三維場景的GIS分析。數(shù)據(jù)分析是GIS的根本。系統(tǒng)所涉及到的業(yè)務(wù)分析屬于GIS范疇，如流量計(jì)算、斷面計(jì)算、流量分析等。
（3）基于三維場景的特定對象的監(jiān)控。三維航道的一種應(yīng)用模式是基于三維場景的特定對象的監(jiān)控。在三維航道中動態(tài)顯示航道船舶、航標(biāo)的實(shí)時位置狀態(tài)，并能根據(jù)航標(biāo)屬性的變化實(shí)時更新航標(biāo)顯示，如三維船舶動態(tài)監(jiān)控、三維航標(biāo)動態(tài)監(jiān)控。
5 結(jié)束語
本文對基于三維GIS的數(shù)字航道建設(shè)進(jìn)行了初步探索，這將對目前正快速發(fā)展的數(shù)字航道起到積極的推動作用，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的技術(shù)框架和功能結(jié)構(gòu)可為內(nèi)河的通航安全管理、航道維護(hù)管理、海難搜救、旅游開發(fā)等提供良好的技術(shù)平臺。對于三維航道還需要作深入研究。
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宇宙學(xué)作為現(xiàn)代科技的最前沿，在物理教學(xué)中也應(yīng)該有所體現(xiàn).早在2002年下半年制訂的全日制高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中對此已經(jīng)給出了明確的學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)：要求學(xué)生了解宇宙的演化與發(fā)展，關(guān)注宇宙學(xué)研究的新進(jìn)展，知道空間的有關(guān)概念.為此，我們按標(biāo)準(zhǔn)要求對現(xiàn)代天文學(xué)的知識作如下通俗的概括.
1 宇宙的起源
宇宙起源于一次猛烈的爆炸，這里的爆炸并不是平常所見的炸彈的爆炸，而是空間本身的爆炸.在這個原始爆炸力的推動下，現(xiàn)在的宇宙仍在不斷地膨脹，如同一個均勻布滿星點(diǎn)的氣球，隨著氣球的膨脹，星點(diǎn)之間的距離不斷增大.
宇宙起源于大爆炸的科學(xué)依據(jù).首先，現(xiàn)在的觀測事實(shí)表明，星系光譜普遍向紅端移動——星系紅移，只有星系退行才會出現(xiàn)這種情況.其次，1964年兩位美國工程師彭齊亞斯（A·Penzias）和威爾遜（R·W·Wilson）發(fā)現(xiàn)宇宙各處普遍存在3.5 K（后來又修正為2.7 K）的微波背景輻射，這是宇宙由開始的高溫狀態(tài)經(jīng)不斷膨脹、不斷降溫冷卻到現(xiàn)在的剩余溫度.第三，測量表明，不論在宇宙什么天體（包括太陽），氦豐度的值都在24%左右，這與大爆炸理論氦豐度的值相符.
2 宇宙的大小
表面上看來，天空中的星星數(shù)也數(shù)不清，數(shù)目無限多，宇宙的空間也應(yīng)無限大.實(shí)際上宇宙的大小是有限度的，半徑有140多億光年，但沒有邊際，即宇宙有限無邊.這似乎很難理解，因?yàn)槲覀冞^多的考慮了普通空間（體積），如果換成面就好理解了.我們知道地球的表面積是有限的，但因?yàn)榈厍虻谋砻媸乔蛎?，因此并沒有頭.地球的表面就是有限無邊的.宇宙也是一樣，體積有限但是沒有頭.所以火箭飛速行駛，走啊走啊，最終只能又回到原來的地方.宇宙的空間，就其本質(zhì)來說是曲面的.這樣考慮當(dāng)然是有證據(jù)的.例如以地球?yàn)橹行?，?0億光年半徑之中的星星和20億光年半徑之中的星星數(shù)目之比，如果是普通空間，應(yīng)該是1∶8.但是因?yàn)榭臻g是曲面的，所以實(shí)際不是那樣.
既然宇宙是有限的，也許有人會問，宇宙的外側(cè)是什么樣的？所謂“外側(cè)”是以空間是無限的，空間的一部分是宇宙的說法為前提的.實(shí)際上，空間無限只不過是人的隨意想象，就像人們認(rèn)識地球之前，頑固地相信大地各處都是平直沿伸的，地面積是無限的，而實(shí)際上地球表面是曲面的，地面積也是有限的那樣，空間（即宇宙）的大小也是有限的.在空間以外什么也沒有，那里不成為自然科學(xué)的研究對象.
3 宇宙的中心
宇宙既然是有限的，那么星星的數(shù)目也是有限的.這樣，我們似乎可以求出每個星星的重心，然后就可以求出整個宇宙的重心，于是，這就是宇宙的中心了.實(shí)際上，宇宙的中心是求不出來的.同前面一樣，換成球面就容易理解了.如果地球小范圍內(nèi)有兩個小島，那么我們可以求得兩島的重心在兩島之間（當(dāng)然也在球面上）.可是一考慮球面的全體，重心決定不了了.同樣，在整個宇宙空間中，也不可能求出宇宙的中心.因此，宇宙是既無中心也無邊界的.
4 宇宙的空間
相對論表明，我們生活的宏觀宇宙是四維空間（有長度、寬度、高度、時間的空間），為了便于對空間的理解，我們通過以下例子說明.
在三維空間有一根棒，它有長度、寬度和高度，棒可以沿Ox，Oy，Oz軸任意移動，也可以在該三維空間任意轉(zhuǎn)動（如圖1所示）.
三維空間的棒在一維空間只有長度，無寬度和高度，且一維棒的長度是不確定的，它是三維空間的棒在一維空間的投影，如果棒與由Ox所確定的一維空間平行時，棒就長些，不平行時，棒就短些（如圖2所示）.三維空間的棒在一維空間，只能沿Ox軸移動（因?yàn)樵诖酥鉀]有別的空間）.
三維空間的棒在二維空間有長度和寬度，但無高度， 且棒的長度也是不確定的，它是三維空間的棒在二維空間的投影，如果棒與Ox，Oy所確定的二維空間（平面）平行時，棒就長些，不平行時，棒就短些（如圖3所示）.三維空間的棒在二維空間能沿Ox，Oy移動，也能在Ox，Oy確定的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動.
同樣，我們所說的三維空間棒的長度也是不確定的，它是四維空間一定長度的棒在三維空間的投影.若棒變短，那么使棒投影的長度變短就行了，要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，由相對論可知，使棒以非?？斓乃俣龋ń咏馑伲┻\(yùn)動即可（如圖4所示）.
5 宇宙的演化趨勢
關(guān)鍵詞：三維GIS；工程測量； 應(yīng)用
1、 三維GIS技術(shù)概述
1．1三維GIS技術(shù)的定義
GIS技術(shù)主要有三種定義：一是基于工具箱的角度，認(rèn)為GIS技術(shù)是一個由現(xiàn)實(shí)世界中采集、轉(zhuǎn)換、顯示、存儲空間數(shù)據(jù)的工具集合；二是基于數(shù)據(jù)庫的角度，將GIS認(rèn)定為一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并且在數(shù)據(jù)庫中的大多數(shù)據(jù)都可以作或索引，能回答各種各樣的問題；三是基于組織機(jī)構(gòu)的角度，認(rèn)為GIS技術(shù)是一個集合多種功能，如檢索、存儲、操作及地理數(shù)據(jù)顯示的組織機(jī)構(gòu)，可解決各種環(huán)境問題。有關(guān)三維地理信息系統(tǒng)（3D GIS）主要是對區(qū)域空間內(nèi)的對象實(shí)現(xiàn)三位描述并分析的GIS系統(tǒng)。
1．2三維GIS技術(shù)的特點(diǎn)
在三維GIS技術(shù)中，可通過X、Y、Z三個坐標(biāo)軸來定義空間目標(biāo)，且與二維GIS的平面目標(biāo)有完全不同的區(qū)別?？臻g目標(biāo)經(jīng)過三維坐標(biāo)定義，具有更復(fù)雜的意義。二維GIS在平面空間中實(shí)現(xiàn)“有限―互斥―完整劃分”是以“面”為單位，在三維空間中則以“體”為單位。另外，三維GIS技術(shù)的可視功能比二維GIS更為復(fù)雜，因此出現(xiàn)很多關(guān)于三維可視化的專業(yè)理論、算法及系統(tǒng)?？傮w而言，三維GIS技術(shù)在客觀世界的表達(dá)更能體現(xiàn)出真實(shí)感受，以立體造型技術(shù)將地理空間現(xiàn)象呈現(xiàn)在客戶面前，既能表現(xiàn)空間對象的平面關(guān)系，也能描述并表達(dá)垂直關(guān)系。另外，對空間對象的三維空間分析與操作也是三維GIS技術(shù)的特有技能，與CAD等計(jì)算機(jī)可視化軟件相比，它具備獨(dú)特的管理對象能力與空間分析能力。三維空間數(shù)據(jù)庫作為三維GIS技術(shù)的核心，三維空間分析更具獨(dú)特能力。與功能的增加相對應(yīng)的是，三維GIS技術(shù)的專業(yè)理論研究也比二維GIS技術(shù)更復(fù)雜。
2、 三維空間數(shù)據(jù)的獲取
目前三維GIS技術(shù)在工程測量中的主要特征即集成實(shí)時化、數(shù)字化、智能化、動態(tài)化、一體化。具體的獲取數(shù)據(jù)方法可分為兩大類：一是點(diǎn)方式數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，主要利用全站儀器、天文大地測量、GPS接收機(jī)等常規(guī)的測量方法，以及激光雷達(dá)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)逐點(diǎn)、逐面采集空間坐標(biāo)與屬性的方式；二是面狀方式數(shù)據(jù)獲取技術(shù)。主要利用航空遙感獲得大面積影像記錄，并從中提取物理與幾何特性。
有關(guān)三維空間數(shù)據(jù)的采集與更新，傳統(tǒng)的測量方法存在一定局限性。如遙感或者航空攝影等方式測量建筑物時，雖然能獲得目標(biāo)的紋理特征、空間信息等，但是主要是獲得建筑頂面信息，卻無法獲得建筑物的紋理數(shù)據(jù)及集合數(shù)據(jù)；地面攝影測量則只能獲得建筑物立面的相關(guān)信息；通過激光掃描系統(tǒng)能獲得距離感較好的場景式三維描述，但是獲得數(shù)據(jù)的噪音大，很難形成信息與拓?fù)潢P(guān)系的提取。不同的獲取數(shù)據(jù)手段方式之間大多具有互補(bǔ)性，因此可利用多傳感器獲得更多的源數(shù)據(jù)，并通過融合方式建立3D模型，這也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)話題，不同傳感器的組合方式能夠獲得不同的空間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
其中最具代表性的研究成果主要有：根據(jù)地面的攝影測量與航空測量組合獲得3D空間數(shù)據(jù)；通過“地圖、激光掃描、地面攝影”組合方式，從平面圖及空中激光掃描的數(shù)字表面模型（DSM）中獲取三維信息；利用專業(yè)建模工具，如3Dmax、OpenGL、AutoCAD、VRML等建立起三維模型，并將CCD中獲得的信息粘貼或者鑲嵌到立體模型中，形成逼真的數(shù)字景觀圖；通過CSG方法實(shí)現(xiàn)真3D模型，并利用3s技術(shù)等構(gòu)成集成的地面車載或者機(jī)載數(shù)據(jù)系統(tǒng)；通過AutoCAD建立起幾何模型，并對模型實(shí)行真實(shí)的相片紋理映射，以生成真3D模型，再從地面攝影中獲得紋理信息。
3、 三維GIS技術(shù)在工程測量中的有效應(yīng)用
地理信息數(shù)據(jù)作為比一般事務(wù)數(shù)據(jù)更復(fù)雜的內(nèi)容，除了具備基本事務(wù)數(shù)據(jù)的屬性外，還具備獨(dú)立的屬性即空間定位。因此，地理信息數(shù)據(jù)是以空間參考為依據(jù)，通過定點(diǎn)、定線及定面等方式與地球表面建立聯(lián)系的空間信息。
3．1地理數(shù)據(jù)的獲得
地理數(shù)據(jù)的測量最基本內(nèi)容就是屏幕顯示地理數(shù)據(jù)，也就是用戶選擇視覺變量（色彩、尺寸、紋理）的前提下，實(shí)現(xiàn)全要素顯示、分區(qū)顯示、分圖層顯示等。但是這種表示不同屬性地理數(shù)據(jù)大多以色彩、尺寸及紋理的不同來區(qū)分，不能達(dá)到形象的效果。因此，數(shù)據(jù)符號是三維GIS測量的重要方面，利用工具軟件實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)符號化功能，并加以圖例說明，這樣就可將地理數(shù)據(jù)活靈活現(xiàn)地搬上屏幕，實(shí)現(xiàn)地理數(shù)據(jù)的可視化。另外，將屏幕地圖上標(biāo)好注記，就能獲得簡單的電子地圖，電子地圖是三維GIS技術(shù)進(jìn)行工程測量的產(chǎn)品之一。
3．2可視化的科學(xué)計(jì)算
將各種各樣經(jīng)過處理的模型進(jìn)行分級分類數(shù)據(jù)，并將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以專題圖的方式表現(xiàn)出來。例如以不同的色彩或者紋理來顯示分類圖；以同一個色相中的不同飽和度表現(xiàn)分級圖；以直方圖、圓餅圖等體現(xiàn)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)等。科學(xué)的計(jì)算可視化數(shù)據(jù)可充分表達(dá)人們對信息的深入理解。
3．3查詢地理信息
主要通過對地理信息語言的查詢，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中內(nèi)容或相關(guān)圖標(biāo)等進(jìn)行直觀化、形象化的操作查詢，也就是說查詢結(jié)果中既包括數(shù)據(jù)，也包括與之相關(guān)的文字、表格及圖形。
3．4地理信息的三維可視化體現(xiàn)
三維仿真地圖主要通過仿真技術(shù)，以三維立體形式直觀表現(xiàn)空間現(xiàn)象信息，讓用戶體驗(yàn)到真實(shí)環(huán)境的感覺。因此，三維GIS技術(shù)是地理信息可視化的主要潛力產(chǎn)品形式之一。另外，通過多媒體技術(shù)和可視化相結(jié)合，能有效改善傳統(tǒng)的地理信息僅通過文本、表格、圖形等方式表達(dá)并傳輸空間信息的單一方法，而是以文本、圖像、圖形、動畫、聲音及視頻一體化的多媒體空間表現(xiàn)內(nèi)容，極大豐富了地理信息的可視化形式。
3．5空間分析結(jié)果的描述
三維GIS技術(shù)的空間分析包括網(wǎng)絡(luò)分析、地形分析、緩沖區(qū)分析及疊加分析。通過可視化技術(shù)的應(yīng)用，可以將地理現(xiàn)象的空間分析結(jié)果更形象、更直觀地表達(dá)出來。例如以通視分析方法對地形進(jìn)行測量，可通過間斷或者連續(xù)的線段來表示地表中的通視或者不通視。即使時間或者空間發(fā)生了改變，例如在不同時間、不同圖幅中任一要素的緩沖區(qū)等，都可以通過三維GIS技術(shù)方式描述。
摘要：本文對羅伊娜科斯塔羅課程中“立體構(gòu)成與空間構(gòu)成關(guān)系”教學(xué)方法進(jìn)行分析，指出對于“空間建構(gòu)”操作的啟示，尋求對當(dāng)下空間構(gòu)成課程教學(xué)的具體思路與有效方法。
關(guān)鍵詞：空間結(jié)構(gòu)；抽象視覺構(gòu)成；過程式教學(xué)
一、羅伊娜里德科斯塔羅的“視覺構(gòu)成”教學(xué)方法
羅伊娜里德科斯塔羅（RowenaKostellow），被認(rèn)為是當(dāng)今世界上最著名的工業(yè)設(shè)計(jì)師的老師和導(dǎo)師，任教于美國普拉特藝術(shù)學(xué)院長達(dá)50年，教授美術(shù)、建筑、平面設(shè)計(jì)和工業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。在普拉特期間，羅伊娜開設(shè)了20多年的空間解析課程，提煉出一整套教學(xué)方法運(yùn)用至“視覺構(gòu)成”課程教學(xué)之中，以此研究立體構(gòu)成形態(tài)與空間構(gòu)成關(guān)系。筆者認(rèn)為可以直接借鑒于空間構(gòu)成課程教學(xué)中的主要有如下兩項(xiàng)：1.將三維空間中的形體關(guān)系理解為抽象的視覺關(guān)系，并以此在組合形體的建構(gòu)中發(fā)展出一種視覺結(jié)構(gòu)感。羅伊娜將三維空間中的形體抽象地理解為：主導(dǎo)元素、次要元素、從屬元素；張力、凹凸空間。將形體之間的組合關(guān)系視為“設(shè)計(jì)關(guān)系的組合”。課題訓(xùn)練中，以簡單形體組合的操作進(jìn)行構(gòu)建練習(xí)，要求學(xué)生依靠主導(dǎo)形體、次要形體與附屬形體的組合連接，建立一種形體之間較為完美的設(shè)計(jì)關(guān)系。各形體因去除了各自的原始屬性而失去形態(tài)特征以外的任何意義，構(gòu)成一種絕對化的視覺關(guān)系，并借助軸線的定位體現(xiàn)出運(yùn)動的趨勢，最終成為一種具有平衡感的物理結(jié)構(gòu)和具有抽象美感的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。2.在三維空間中對形體進(jìn)行思考，并以構(gòu)建模型的方式探索形體組合的空間關(guān)系。在學(xué)生完成簡單形體空間構(gòu)建的練習(xí)后，羅伊娜要求學(xué)生嘗試在三維空間中創(chuàng)造更為復(fù)雜的空間關(guān)系。從簡單形體組合訓(xùn)練中獲得的抽象式構(gòu)造能力，使這個訓(xùn)練更易于操作，也更易于建構(gòu)出一種“美”的結(jié)構(gòu)形式，這種形式是對形體與空間的張力平衡的深一步理解，以及對群組形體運(yùn)動趨勢的深度思考。在這個練習(xí)中，學(xué)生會驚喜于創(chuàng)作出一種“罕見”的空間結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)非偶然而得，來源于對多個主導(dǎo)形體、次要形體、附屬形體組合及定位軸線的不斷控制與調(diào)整。值得一提的是，此時獲得的形體組合是復(fù)雜的、非常規(guī)的、大膽的、具備美感潛質(zhì)的。羅伊娜希望學(xué)生能夠“在三維空間中直接思考”，她認(rèn)為創(chuàng)建三維形體的唯一方法是運(yùn)用三維方法去工作，三維的課題也必須用三維方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。她要求學(xué)生在研究空間形體時直接制作三維草模，而不是依照完整的圖稿進(jìn)行制作。
二、羅伊娜“視覺構(gòu)成”教學(xué)法對空間構(gòu)成課程的啟示
1.羅伊娜教學(xué)中以抽象視覺手法建構(gòu)空間模型的方式，可以成為空間構(gòu)成教學(xué)的導(dǎo)入途徑及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。在空間構(gòu)成課程初步階段引入羅伊娜視覺構(gòu)成教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生建立抽象思維把握形體結(jié)構(gòu)，從建構(gòu)空間的本質(zhì)入手，擺脫細(xì)枝末節(jié)，為學(xué)生快速解析復(fù)雜空間的構(gòu)成方式提供幫助，成為展開課程的先導(dǎo)。對組合形體結(jié)構(gòu)抽象化的認(rèn)知，為學(xué)生理清一條更為明確的理解形體與空間關(guān)系的思路，學(xué)生可以嘗試將任意形體結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)形態(tài)納入羅伊娜抽象視覺分析的方法進(jìn)行理解，以便較為快速、準(zhǔn)確地完成對復(fù)合形體結(jié)構(gòu)的判斷及復(fù)雜空間關(guān)系的分析，完成大量實(shí)際案例的“閱讀”與解析。例如：將安藤忠雄的真言宗本福寺水御堂理解為曲面體與圓柱體的同軸圍合，入水的樓梯視作直棱體對圓柱體結(jié)構(gòu)的楔入式連接；忽略路易斯康耶魯大學(xué)美術(shù)館內(nèi)部呈現(xiàn)的宗教神秘感，將其視作三角形形體結(jié)構(gòu)對圓柱體結(jié)構(gòu)的切割與穿插；將SANAA的勞力士學(xué)術(shù)中心“概述”為凹凸面體結(jié)構(gòu)構(gòu)建成的空間形式。與此同時，羅伊娜的教學(xué)方法對于學(xué)生模型的形式結(jié)構(gòu)及美感表達(dá)也提出了檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，有助于學(xué)生對個人作品進(jìn)行自我檢測。羅伊娜提出如下問題作為標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)學(xué)生自行完善模型的空間結(jié)構(gòu)：主導(dǎo)形體與次要形體之間有無對比，主導(dǎo)形體是否在一個顯著的位置？是否完成了一個抽象且有趣的有機(jī)體？是否拓展了凹空間？一個形體的外形與其他形體的關(guān)系是什么，與整個空間的關(guān)系是什么？各個形體的表面與軸線之間是否存在張力？這個設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是否在各個角度都令人感覺舒服？……2.羅伊娜提出“在三維空間中直接思考”，運(yùn)用三維的方法在空間造型。這種“過程式”教學(xué)法可以引入空間構(gòu)成課程的教學(xué)之中：以改進(jìn)操作的方式來推進(jìn)設(shè)計(jì)。羅伊娜教學(xué)的第一步教導(dǎo)學(xué)生如何構(gòu)建形體組合，隨后轉(zhuǎn)向研究形體組合的空間問題。她指導(dǎo)學(xué)生在三維空間中思考形體組合，并且“注意設(shè)計(jì)中空氣的體積”，這意味著：學(xué)生不僅需要關(guān)注形體結(jié)構(gòu)而且需要關(guān)注這個結(jié)構(gòu)圍合或搭建出的空間。訓(xùn)練中，學(xué)生將會發(fā)現(xiàn)此空間會隨形體結(jié)構(gòu)的調(diào)整而改變。值得注意的是，在羅伊娜的課程中，學(xué)生需要操作的“空間”絕不是簡單的“盒子”（面的圍合），它是由各種復(fù)雜形體界面圍合成的“空氣的體積”，是一種異形的、非常規(guī)的空間形態(tài)，來源于復(fù)雜的形體組合結(jié)構(gòu)。因此，在練習(xí)中對任一形體或形體組合進(jìn)行調(diào)整，都會相應(yīng)地引起此空間的變化，為空間形態(tài)的生成帶來了某種“過程性”與“實(shí)驗(yàn)性”。借用羅伊娜的理論，空間構(gòu)成課程中的空間設(shè)計(jì)，學(xué)生可以嘗試適當(dāng)減少對平面圖紙的過度依賴，而使用構(gòu)建模型的方法在三維空間中直接造型，并根據(jù)對組合形體的深化理解不斷調(diào)整各個空間結(jié)構(gòu)，推演得到最優(yōu)效果。借助此種“過程式”教學(xué)法，學(xué)生在實(shí)際模型建造中將自主建立空間操作的邏輯，并逐漸形成個人清晰理性的操作方法。更為重要的是，學(xué)生在立體模型的構(gòu)建中將會需要直面有關(guān)空間的任一問題，并通過反復(fù)嘗試、調(diào)整操作方式來解決空間問題以及改進(jìn)設(shè)計(jì)成果。羅伊娜科斯塔羅的“視覺構(gòu)成”教學(xué)方法對空間構(gòu)成教學(xué)的切實(shí)意義在于引導(dǎo)學(xué)生對形體及空間結(jié)構(gòu)的“抽象性”理解，以抽象思維把握形體結(jié)構(gòu)，直面建構(gòu)空間的核心要素，從而引發(fā)對空間模型的大膽操作、對生成空間的深入關(guān)注。與此同時，過程式的操作思路為建構(gòu)的空間帶來大量的“不確定性”，這種無預(yù)設(shè)的階段性成果將激發(fā)學(xué)生在課題實(shí)踐中不斷地自主探索。更為重要的是，這種從自主操作到自主探索的實(shí)踐方法，為設(shè)計(jì)教學(xué)提供了一種新的思路，這是一種由追求完美設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)到自主構(gòu)建空間的思路，將持續(xù)地為學(xué)生后繼的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)提供助力。
4年前，44個鮮活的生命匯聚在一起，開始交織演繹一首獨(dú)一無二的樂章，置身其中的我深深地意識到：班級三維空間的純凈程度直接決定著樂章的奏鳴效果?？臻g的純凈來自于我們的認(rèn)知，而閱讀能滋養(yǎng)人心、提升認(rèn)知，因此，我嘗試開展班級閱讀課程，凈化我們的班級三維空間。
建立班級書屋
有形的物質(zhì)能極大地吸引人的感官，因此，我在班級建立了“快樂鱘鱘書屋”。“鱘鱘”是我們班吉祥物，以中華鱘為原型，喻意“探尋未來，尋求真知”。書的來源有三個渠道：1.校園圖書館的贈與;2.孩子們向伙伴推薦的書目;3.老師和家長的捐贈。每學(xué)期，“快樂鱘鱘書屋”都能保證至少200本的圖書量供孩子們閱讀。學(xué)生們樂在其中，自己制作借書卡，利用早讀、午休、管理班時間借閱。此外，我還和孩子們借助走廊外側(cè)墻壁，設(shè)計(jì)“快樂鱘鱘小書屋”文化墻，介紹推薦書目、展示讀書感悟等。書屋的建立，讓性情不一的孩子有了時間、空間，靜下來，慢下來去思考、去感受。孩子們課間打鬧的現(xiàn)象少了，用肢體去交流的方式減少了，稚嫩純潔的目光中開始閃現(xiàn)智慧的光芒，班級的三維空間也在濃郁的書香浸潤中得到凈化、純潔。
開展讀書活動
為了進(jìn)一步凈化班級空間，提高孩子們的生命質(zhì)量，我在班級開展了一系列讀書活動。
設(shè)計(jì)“鱘鱘讀書卡”。書卡項(xiàng)目有“我喜歡的詞”“我喜歡的句”“我想說的話”“我來寫一句”，鼓勵孩子邊讀書邊積累邊應(yīng)用。孩子每讀一本書，就填寫一張閱讀記錄卡。如今，每個孩子都積累了厚厚一摞記錄卡。
評比“讀書小狀元”。每個月，我都根據(jù)孩子們讀書的數(shù)量及閱讀效果，評比“讀書小狀元”。班級的孩子都在比誰看的書目多，并以收集、完整閱讀一位作家的系列作品為榮，家長也感嘆孩子不再僅僅滿足于漫畫帶來的視覺沖擊。閱讀凈化了班級三維空間，提升了班級生態(tài)質(zhì)量。
推進(jìn)自主閱讀
每個班級成員的精神世界的純凈，可以直接影響、凈化班級的三維生態(tài)圈。所以，在引領(lǐng)孩子們廣泛閱讀書目的基礎(chǔ)上，我從性別、情感、趣味、益智四個角度整理出一套書目，鼓勵孩子們做可選擇性閱讀。每月初，孩子們從推薦書目中選擇一本自己感興趣的書籍做定向、深入閱讀，月末開讀書分享會。在閱讀分享會上，孩子們興趣盎然地介紹為新書續(xù)寫的結(jié)局，活靈活現(xiàn)地演繹創(chuàng)編的故事情節(jié)，神采飛揚(yáng)地展示為小說文字匹配的插圖，娓娓道來自己喜愛作家的相關(guān)書籍……閱讀給孩子們提供了豐富的精神養(yǎng)分，讓班級猶如天然氧吧，孩子們在其中相互輸送、汲取養(yǎng)料和氧氣，主動探尋積極有意義的學(xué)習(xí)方式。此外，孩子們開始自由結(jié)合，建立快樂讀書小組。他們自主選擇書目及讀書小組成員，小組成員共讀一本書，并在月末舉辦讀書分享會，投票選舉大家最喜歡的一本書，充實(shí)班級推薦書目單。各讀書小組還產(chǎn)生了讀書小導(dǎo)師，小導(dǎo)師為小組成員制定導(dǎo)讀計(jì)劃，進(jìn)行問題設(shè)計(jì)，供大家充分交流。自主閱讀推動了班級生態(tài)發(fā)展，讓班級三維空間充滿生機(jī)與活力。
如今，置身于班級中，就猶如裹著一襲花香行走在百草園里。班級里純凈的精神氛圍，不禁讓人驚嘆每一個花苞綻放的力量，驚嘆閱讀的凈化魅力。四年班級閱讀課程的開展，也讓我深深地感受到：閱讀是班級三維空間的凈化器，可以成就班級美好的綠色生態(tài)圈。
1．教學(xué)方法、教學(xué)手段的改革
采用項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)法，以真實(shí)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目為主線來驅(qū)動整個教學(xué)過程。通過分析和解決實(shí)際問題的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)“室內(nèi)設(shè)計(jì)”課程的積極性，從而做到抽象理論與實(shí)際應(yīng)用的融會貫通。在教學(xué)過程中，以一個或多個項(xiàng)目為主線展開，把室內(nèi)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識點(diǎn)融入到項(xiàng)目的各個環(huán)節(jié)中去，層層推進(jìn)項(xiàng)目。通過對問題的深化或功能擴(kuò)充，擴(kuò)大知識的廣度和深度，直至得到一個完整的項(xiàng)目解決方案，從而達(dá)到學(xué)習(xí)知識、培養(yǎng)能力的目的。在“室內(nèi)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)過程中，采用項(xiàng)目驅(qū)動來循序漸進(jìn)地導(dǎo)入、運(yùn)用、深化知識點(diǎn)，并把課程中的室內(nèi)設(shè)計(jì)訓(xùn)練與紡織品設(shè)計(jì)相結(jié)合。此外，利用多媒體及網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)，開辟了“室內(nèi)設(shè)計(jì)”課程的4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，增加了3DSMax等三維設(shè)計(jì)軟件的講授，并把行業(yè)中流行的適合紡織品設(shè)計(jì)專業(yè)的三維軟件介紹給學(xué)生，使學(xué)生能夠較快地形成三維空間觀念，并能高效完整地表達(dá)出自己的設(shè)計(jì)意圖。
2．實(shí)踐環(huán)節(jié)的深入開展
圍繞培養(yǎng)三維空間設(shè)計(jì)能力的目標(biāo)，以項(xiàng)目驅(qū)動的六大板塊的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)為抓手，層層推進(jìn)教學(xué)，增加了實(shí)物制作與空間模型搭建相結(jié)合的設(shè)計(jì)過程。在訓(xùn)練產(chǎn)品造型和空間設(shè)計(jì)能力時，要求學(xué)生按照企業(yè)項(xiàng)目需求，用模型模擬搭建真實(shí)的紡織品陳列空間，使學(xué)生的室內(nèi)設(shè)計(jì)項(xiàng)目落到實(shí)處。具體的實(shí)踐環(huán)節(jié)六大板塊如下:(1)市場調(diào)研。選擇知名紡織品品牌店鋪進(jìn)行調(diào)研，了解店鋪的空間布局、材料選擇、燈光設(shè)置、色彩搭配以及店鋪陳設(shè)，分析它們與品牌風(fēng)格之間的聯(lián)系，并繪制店鋪的平面結(jié)構(gòu)圖。通過市場調(diào)研，學(xué)生直觀地了解了紡織品與室內(nèi)設(shè)計(jì)的關(guān)系，并對三維空間布局有了初步了解。(2)透視法和室內(nèi)空間線描練習(xí)。學(xué)習(xí)室內(nèi)的一點(diǎn)、兩點(diǎn)透視法，了解室內(nèi)效果圖繪制的原理，為手繪快速表達(dá)設(shè)計(jì)意圖做準(zhǔn)備。為了培養(yǎng)學(xué)生的空間設(shè)計(jì)能力，提升效果圖繪制的水平，在課后安排學(xué)生進(jìn)行室內(nèi)空間的線描練習(xí)，方法是對照室內(nèi)的照片進(jìn)行手繪。(3)優(yōu)秀效果圖臨摹。對優(yōu)秀的效果圖進(jìn)行原樣臨摹是快速掌握手繪效果圖畫法的途徑。通過臨摹，學(xué)生學(xué)習(xí)了室內(nèi)效果圖選景、構(gòu)圖的技巧及各種表現(xiàn)技法，包括水粉表現(xiàn)法、水彩表現(xiàn)法、鉛筆淡彩表現(xiàn)法、馬克筆表現(xiàn)法等，為后續(xù)的設(shè)計(jì)實(shí)踐和效果表達(dá)做準(zhǔn)備。(4)室內(nèi)色彩搭配訓(xùn)練。學(xué)習(xí)室內(nèi)色彩的搭配規(guī)律，了解主色和點(diǎn)綴色之間的關(guān)系，環(huán)境色和物體色之間的關(guān)系，通過合理的配色表現(xiàn)室內(nèi)空間的不同風(fēng)格。學(xué)生按照特定的項(xiàng)目主題要求，借助電腦設(shè)計(jì)軟件來快速表達(dá)特定的室內(nèi)色彩風(fēng)格。(5)空間主題三維效果圖制作。將三維設(shè)計(jì)軟件的教學(xué)融入到空間設(shè)計(jì)的項(xiàng)目主題中，學(xué)生可以利用3DSMax等軟件來完成“為主題家紡設(shè)計(jì)室內(nèi)效果”的項(xiàng)目作業(yè)。要求學(xué)生首先為特定的項(xiàng)目客房尋找主題概念，確定合適的表現(xiàn)元素，運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成效果圖的制作。三維設(shè)計(jì)不僅能夠使學(xué)生直觀地看到自己的設(shè)計(jì)成果，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的成就感，而且能夠大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件表達(dá)設(shè)計(jì)意圖能夠大大提高學(xué)生的設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。(6)展廳設(shè)計(jì)項(xiàng)目。與“卓越工程師計(jì)劃實(shí)踐基地”企業(yè)合作，將課程設(shè)計(jì)的主題定為“紡織品品牌展廳設(shè)計(jì)項(xiàng)目”，學(xué)生針對預(yù)先設(shè)定的家紡或服裝品牌，根據(jù)企業(yè)展陳的實(shí)際需求進(jìn)行展會或?qū)Ｙu店展廳設(shè)計(jì)。在為項(xiàng)目出具效果圖之后，要求運(yùn)用簡易材料制作展廳的模型。學(xué)生逐漸摸索繪圖、設(shè)計(jì)、制作模型的思路，并不斷地修正，最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求，大大提高了三維空間觀念和三維設(shè)計(jì)能力。
3．評價與成果展示
注重項(xiàng)目的展示階段。一個具體項(xiàng)目實(shí)施結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生對設(shè)計(jì)的整個過程做總結(jié)分析，強(qiáng)化學(xué)生在項(xiàng)目制作過程中的體驗(yàn);組織學(xué)生進(jìn)行交流，展示他們每個環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)成果，互相提出問題，發(fā)現(xiàn)在制作過程中存在的不足并討論問題的解決辦法;在展示和分析中讓學(xué)生跟著項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)度學(xué)習(xí)和思考。課程即將結(jié)束時，我們與“卓越工程師計(jì)劃實(shí)踐基地”企業(yè)的代表從不同角度出發(fā)來評議學(xué)生的設(shè)計(jì)，課程結(jié)束后在校內(nèi)進(jìn)行了“室內(nèi)設(shè)計(jì)”課程成果展覽，取得了良好的成效。
4.結(jié)語
紡織品設(shè)計(jì)專業(yè)“室內(nèi)設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)改革，緊密結(jié)合專業(yè)特色，將三維空間設(shè)計(jì)觀念融入各階段的教學(xué)環(huán)節(jié)中，提高了學(xué)生的三維設(shè)計(jì)能力。以項(xiàng)目為主線來驅(qū)動整個教學(xué)過程，通過分析和解決實(shí)際問題的訓(xùn)練，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性，做到了三維抽象理論與實(shí)際應(yīng)用的融會貫通。與“卓越工程師計(jì)劃實(shí)踐基地”企業(yè)協(xié)作，將課程設(shè)計(jì)與企業(yè)項(xiàng)目的實(shí)際需求相結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新積極性，提高了學(xué)生設(shè)計(jì)的有用性。
作者：蘇淼 王小丁 魯佳亮 單位：浙江理工大學(xué)
