《三维模型基础》课程标准

《三维模型基础》课程标准一、课程基本信息表1课程基本信息课程名称三维模型基础课程代码6608020024适用专业影视动画(现代学徒制)学时学分授课时间大一下授课对象2001(学徒制)班前导课程数字素描、数字构成后续课程模型项目制作提升实训(企业轮岗1)、次世代游戏美术的《影视动画专业人才培养方案》中人才培养要求、全国电子信息行业新技术应用职业技能竞赛VR技术应用赛项正向建模部分比赛内容而制定，用于指导重电曼恒数字产业学院校企联合开设的影视动画(现代学徒制)实体运行班级《三维模型基础》课程教学与建设。二、课程性质和任务(一)课程性质本课程是影视动画专业(现代学徒制)核心课程，是从事新职业虚拟现实工程技术人员三维模型师工作的必修课程，对接虚拟现实应用开发X中级证书三维建模模块、虚拟现实应用开发X高级证书三维建模模块(制作次世代模型)，该课程为本专业中阶课程，后续课程为模型项目制作提升实训(企业轮岗1)、次世代游戏美术。(二)课程任务本课程任务依据《国家职业教育改革实施方案》(职教二十条)、《高等职业学校影视动画专业教学标准》以及参考虚拟现实应用开发X职业技能等级标准、三维模型师岗位技能考核要求进行优化。本课程的任务是培养学生三维空间的认知能力、掌握3dsMax建模的基本原则和基本知识、常用命令，掌握低模、中模与高模的制作方法、熟悉行业最新次世代建模流程、PBR贴图技术和Zbrush数字雕刻；引导学生树立正确的艺术观和创作观、自觉传承和弘扬中华优秀传统文化、提高学生的审美和人文素养，增强文化自信。培养学生吃苦耐劳的学习工作态度、精益求精的项目制作态度，具备安全、规范、责任心，增强职业荣誉感，使学生德技并修、知行合一。三、课程目标与要求(一)课程目标课程总目标：《三维模型基础》课程依托“川江号子”非物质文化遗产虚拟展馆项目，融入中国传统文化，学习次世代建模流程、PBR贴图制作技术，完成第一个展厅——中国水运历史厅和第三个展厅——川江号子文物厅，对中国古船和古船器物做三维模型数字化复原。表2课程目标1.掌握必备的科学文化基础知识和中国优秀传统文化知识；2.熟练掌握三维建模的基本理论知识；3.熟悉面片建模、石墨建模方法；4.熟悉复合对象建模、修改器建模方法；5.精通标准基本体建模方法及技巧；6.精通样条线建模方法及技巧；7.精通多边形建模方法及技巧；8.掌握传统贴图技术；10.掌握次世代建模流程、理解次世代建模流程的特点；11.掌握低模、中模、高模的概念，理解低模、中模、高模的特点；12.熟悉PBR技术，掌握八猴、Zbrush、SubstancePainter等软件作用；13.熟悉漫反射(Diffuse)贴图、AO贴图、凹凸(Bump)贴图等常用贴图的概念及特点；14.了解PBR技术S-G工作流；15.掌握PBR技术M-R工作流，Metalness(金属度)、Roughness两类贴图制作的方法；16.掌握虚拟现实应用技术的基础知识、虚拟现实项目开发具体流程与规范；17.掌握数字化影视动画制作装备(如：VR眼镜、3D打印机、3D展示柜、VR平方大屏交互显示设备)的操作规范；18.熟悉制作、创作各个环节的平台软件及不同插件特性，能够根据需求进行选择切换及精准学习；20.熟悉虚拟现实行业最新的相关企业行业标准、国家标准和国际标准。1.能使用样条线建模、多边形建模等方法制作简单道具模型；2.能使用样条线建模、多边形建模等方法制作复杂道具模型；3.能根据参考图选择恰当的建模方法完成模型制作；4.能借助3dsMax等软件制作简单场景模型；5.能选择恰当的方法对模型进行低模优化，达到企业项目验收标准；6.按照项目规范，能使用3dsMax等软件制作中模；7.按照项目验收标准，能选择恰当的方法对模型进行卡线操作，得到高模；8.能使用Zbrush雕刻高精模型细节。9.能分析不同模型的结构特征，合理的拆分其UV，达到企业项目验收标准；10.能使用PBR贴图技术制作次世代游戏美术资源；11.能使用3dsMax等软件烘焙法线贴图，达到企业项目验收标准；12.能使用SubstancePainter制作符合参考图的贴图效果，达到企业项目验收标准；13.能使用IdeaVR引擎测试模型效果；14.能根据工单要求，合理分工，完成项目任务，并通过企业验收；15.能有效进行团队协作与沟通；16.能举一反三，择优选取模型的制作方法；17.具备探究学习能力；18.具有创新设计能力。1.通过赏析中国优秀传统文化，了解中国传统工艺，具备一定的人文素养、人文知识。2.按照项目制作标准复原模型，具备精益求精的工匠精神；3.对企业项目验收标准(低模、中模、高模、UV、法线、贴图)进行自主学习和对标，明确岗位职责、增强职业荣誉感；4.通过小组合作制定项目方案，分工协作完成任务工单，通过项目验收，逐步养成集体意识和团队合作精神；5.通过中国优秀传统文化(清明上河图、中国古代名船、中国古代玉器、瓷器等)数字化复原，品味中国文化底蕴，树立文化自信与正确的艺术创作观。(二)课程要求通过本课程的学习，熟练掌握3dsMax低模、中模、高模的制作能力；掌握法线贴图烘焙技巧；掌握SubstancePainter制作模型贴图的方法。理解次世代建模流程和PBR贴图制作技术的原则及方法；熟悉Zbrush高模雕刻技术；分析低模减面是否达到企业规范、不同结构高模卡线技巧、法线贴图异常检查、贴图效果对比参考图的异同，分析问题出现的可能原因，制定修改方案，优化模型效果，使之符合企业项目验收标准。同时，具备信息检索和数据分析素养，具备团队合作、独立自主、分析问题和解决问题的能力，具备正确的艺术创作观、精益求精的工匠精神和诚实的劳动态度，具备安全、规范、责任心，增强职业荣誉感，以达到课程教学目标。四、课程结构与内容(一)课程结构表3课程结构模块任务学时阶段一：夯实基础阶段——产业学院模拟项目模块一：道具三维模型实践(传统建模流程)模块二：道具贴图制作实践(传统贴图技术)4课时阶段二:项目模块三：中国古船三维模型复原实践(次世代建模流程)任务1：中国古船低模优化4课时任务2：中国古船高模制作4课时任务3：中国古船法线贴图烘焙4课时任务4：中国古船PBR贴图制作4课时模块四：中国古船器物三维模型复原实践(数字雕刻技术)模制作4课时模雕刻4课时中国古船器物法线贴图修复4课时中国古船器物贴图细节制作4课时总学时(二)课程内容与要求本课程通过对虚拟现实工程技术人员岗位调研，分析职业能力，结合《川江号子非物质文化遗产VR展馆》项目，参照专业教学标准、虚拟现实应用开发X证书中、高级技能等级标准重电曼恒数字课程分为2大阶段4个模块。第一阶段为夯实基础——产业学院模拟项目，学习基本的三维建模技术、传统建模流程和贴图技术。第二阶段为川江号子项目生产——产业学院真实项目，学习次世代建模流程和PBR贴图制作技术。教学内容紧扣人才培养方案和课程标准，对应企业项目生产需求，选用“十三五”国家规划教材《3dsMax游戏场景设计与制作实例教程》，校企共同开发项目生产活页式工作手册。按照“由浅入深、由简单到复杂、由模拟到真实”的思路构建课程教学内容，将中国优秀传统文化融入到各类模型制作中，具体内容如表4所示。表4课程内容与要求课程阶段模块任务内容与要求学时阶段一：夯实基础阶段——产业学院模拟项目1.三维建模的概念和知识(三维模型的特点，如何制作三维模型)：掌握三维建模的基本理论知识。4了解中国优秀传统文化知识。3.标准基本体建模复习与总结(创建标准基本体，调整形状和结构)：能使用该方法制作出井、木桶模型。4.样条线建模复习与总结：能制作出台盏、执壶模型。5.修改器物建模复习与总结：能制作出餐具模型。1.3dsMax软件操作界面组成及常用快捷键：掌握三维建模软件的菜单位置，能准确掌握常见命令的快捷键。42.中国宋代店铺装饰特点及结构特征：了解中国优秀传统文化知识。3.面片建模方法及操作步骤：能使用该方法制作出小型商铺道具模型。4.石墨建模方法及操作步骤：能使用该方法制作出店铺装饰模型。1.中国宋代家具模型特点及结构特征：掌握中国优秀传统文化知识。42.多边形建模方法(挤出、倒角)：能运用该方法制作出桌子模型。3.多边形建模方法(连接、切割)：能运用该方法制作出凳子模型。4.多边形建模方法(调整布线)：能运用该方法制作出床榻模型。1.中国宋代车子模型特点及结构特征：掌握中国优秀传统文化知识。42.进一步熟悉多边形建模方法(比例调3.进一步熟悉多边形建模方法(改线和4.轿子模型建模思路：能根据前期学习的建模方法择优设计建模思路，对比建模效果和效率。1.传统手绘贴图流程介绍(模型制作、UV展开、贴图绘制)：了解传统贴图流程的步骤和使用软件。42.平滑组概念及作用：掌握平滑组的概念，能阐述平滑组在模型制作过程中的重要性。3.平滑组调整：掌握平滑组设置及调整方法。4.平滑优化：能根据参考图效果和项目要求，正确设置家具模型平滑组。UVUV性和重要性。4用UV展开方法：通过尝试不同的结能对比不同方法拆分效果的优劣。UV技巧总结：能针对常见模型结结出UV展开技巧，灵活运用到家4.家具模型UV展开检查：能按照企业符合规范。1.贴图概念及类型：了解漫反射贴图、高光贴图、法线贴图的概念和作用。4在贴图绘制中的作用和地位。绘制贴图的步骤及流程。4.Diffuse、Bump贴图绘制演示：能绘1.三维建模理论测试(含虚拟现实应用X证书样题)：检测三维建模理论知识掌握情况。42.实际操作测试(根据参考图完成三维模型制作)：检测三维模型建模能力。3.个人生产能力评估：分析学生个体能力情况，作为小组分组依据之一。4.项目小组确定：根据理论测试、实际操作测试和个人生产能力分组。阶段二:项目模块三：中国古船三维模型复原实践(次世代建模流程)任务1：中国古船低模优化1.虚拟现实项目体验：熟悉虚拟现实设备功能与使用、了解虚拟现实项目生产流程。42.虚拟现实设备使用：熟悉VR眼镜、3D模型展示柜、VR平方大屏交互现显示设备操作规范。3.川江号子非物质文化遗产VR展馆项目介绍、中国古船模型需求分析：了解中国优秀传统文化知识，熟悉企业项目需求。4.三维模型比例：理解三维模型比例的重要性，能调整中国古船三维模型比例。5.三维模型低模优化方法(布线原则与布线方法)：掌握三维模型布线原则与布线方法，能制作出布线合理的中国古船低模。6.三维模型低模优化方法(破面与重叠面处理方法)：掌握三维模型破面与重叠面处理方法，能制作出符合项目规范的中国古船低模。任务2：中国古船高模制作1.次世代建模的概念与制作流程：掌握次世代建模流程，对比其与传统建模流程的不同点。42.一体模与分体模的概念：掌握一体模与分体模的概念，能判断古船中哪些结构制作为一体模，哪些制作为分体模。3.高低模区别及特点：掌握高模和低模的区别，能准确区分高模和低模。4.卡线原则及方法：掌握高模卡线的原则，能选用恰当的方法对中国古船模型精准卡线。5.L型结构卡线原则及方法：掌握L型结构布线调整方法，能对中国古船结构中的L型结构进行合理卡线。6.孔洞结构卡线原则及方法：掌握孔洞结构布线调整方法，能对中国古船结构中的孔洞结构进行合理卡线。任务3：中国古船法线贴图烘焙1.法线贴图的原理及流程：掌握法线贴图的概念，能阐释法线贴图在次世代建模流程中的重要作用。42.高低模匹配与法线贴图呈现效果的影响：掌握高低模匹配与法线。3.高低模匹配的原则及方法：掌握高低模匹配的原则与方法，能使中国古船高低模进行准确匹配。4.法线贴图烘焙的原则及规律：掌握法线贴图烘焙的原则，能总结归纳法线贴图烘焙的规律。5.中国古船法线贴图烘焙及常见问题处理：能使用软件对中国古船法线贴图进行烘焙，并能针对出现的问题进行处理，烘焙出符合规范的中国古船法线贴图。任务4：中国古船PBR贴图制作1.新技术PBR贴图的概念及工作流：掌握PBR贴图的概念，能阐释两种工作流(M-R、S-G)的PBR贴图的特点和呈现效果的区别。42.使用SubstancePainter软件制作贴图：掌握SubstancePainter操作方法、木纹材质球制作方法、布料材质球制作方法。3.调整PBR贴图效果(木纹效果)：能根据参考图制作出符合工单要求的中国古船木纹贴图效果。4.调整PBR贴图效果(布料效果)：能根据参考图制作出符合工单要求的中国古船布料贴图效果。5.中国古船模型验收：能根据企业项目要求和任务工单，制作出符合工单要求的中国古船模型。模制作1.川江号子非物质文化遗产VR展馆项目介绍、中国古船器物模型需求分析：了解中国优秀传统文化知识，熟悉企业项目需求。42.中国古船器物类别分析：了解中国优秀传统文化知识。3.中模的概念：掌握中模、低模、高模的区别，能区分中模、低模和高模。4.中模制作规范：掌握中模制作要求，能按照中模制作规范制作古船器物模型。5.复杂结构的UV处理：掌握多向限UV的分解与处理方法，能够准确分解模型UV，并用于后续法线烘焙。6.对称模型UV处理：掌握对称模型的UV分解与处理方法，能够准确进行模型UV重叠。7.复杂结构的平滑组处理：掌握复杂结构的平滑组处理方法，能够针对不同的模型结构正确设置平滑组，模型中不出现平滑组错误。模雕刻1.数字雕刻技术的概念：掌握数字雕刻技术的概念，能阐述数字雕刻技术的应用范围和领域。42.数字雕刻软件介绍：了解Zbrush软件，熟悉其界面，掌握常用工具的使用方法、数字雕刻的常用步骤。3.玉器雕刻：掌握玉器纹饰雕刻方法和常用笔刷，能根据参考图效果雕刻玉器细节。4.瓷器雕刻：掌握瓷器纹饰雕刻方法和常用笔刷，能根据参考图效果雕刻瓷细节。5.铜器雕刻：掌握铜器纹饰雕刻方法和常用笔刷，能根据参考图效果雕刻铜器细节。中国古船器物法线贴图修复1.重叠UV的法线贴图处理：掌握对称模型贴图烘焙处理，能将重叠的UV移至其他向限，分开烘焙法线贴图，避免贴图中出现错误。42.中国古船器物模型法线贴图烘焙：能烘焙出中国古船器物法线贴图。3.法线贴图修复的方法：掌握法线贴图修复的方法，能判定法线贴图是否能修复。4.中国古船器物法线贴图修复：能使用Photoshop软件对器物法线贴图进行修复，正确的映射雕刻细节。中国古船器物贴图细节制作1.中国古船器物贴图制作：根据参考图，能制作出玉器、瓷器、铜器等贴图效果。42.贴图细节分析：查阅资料，能分析得到玉器、瓷器、铜器等贴图细节特征。3.玉器贴图细节制作：根据分析结果，能制作出符合参考图的玉器效果。4.瓷器贴图细节制作：根据分析结果，能制作出符合参考图的瓷器效果。5.铜器贴图细节制作：根据分析结果，能制作出符合参考图的铜器效果。6.中国古船器物模型验收：能根据企业项目要求和任务工单，制作出符合要求的中国器物模型(玉器、瓷器、铜器等)。7.项目发布与测试：能根据项目要求，在IdeaVR中对古船器物模型进行发布与测试，熟练使用IdeaVR引擎，并在引擎调整和解决部分模型问题。总学时五、学生考核与评价(一)考核说明本专业采用现代学徒制的模式，兼具教学特征和工作特征，在课程考核和评价上综合考虑教学需求和工作需求，以生为本，采用定量与定性评价相结合，过程与结果考核相结合的方式，构建五维“生产+学习”评价机制。过程性考核(40%)：根据阶段需求，调整五维评价比例，其中阶段一产品品质10%、理论知识40%、操作规范40%、职业素养5%、拓展创新5%；阶段二产品品质25%、理论知识20%、结果性考核(60%)：阶段一由理论测试和作品评价构成(各占50%)，教师根据职教云平台测试和模型呈现效果确定；阶段二由理论测试和产品评估构成(理论测试30%，产品评估70%)，教师由职教云平台得到理论测试成绩，企业导师根据项目验收标准给予产品评估结果。(二)考核框架表5课程考核框架考核内容考核指标评价主体阶段一阶段二产品品质(定量)25%企业导师理论知识(定量)40%20%专业教师操作规范(定量)40%30%专业教师、导生职业素养(定性)专业教师拓展创新(定性)专业教师、导生理论测试(定量)50%30%专业教师作品评价(定性)50%0%专业教师、导生(三)考核指标细化表6四个模块考核指标细化考核内容考核指标考核指标细化产品品质1.模型比例2.模型结构3.法线贴图效果4.贴图颜色还原度(PBR贴图)5.贴图整体呈现效果(金属度、粗糙度)理论知识1.低模、中模、高模的概念2.3dsMax操作技巧、快捷键、界面3.传统建模方法(标准基本体、样条线建模、多边形建模等)4.次世代建模方法(高模卡线、一体模、分体模、数字雕刻)5.UV拆分与布局规范6.高低模匹配原则7.光滑组与软硬边设置原理9.S-G工作流原理与贴图类型10.M-R工作流原理与贴图类型11.SubstancePainter工作原理操作规范1.参照物设置2.单位大小3.模型命名4.坐标归零5.模型面数分配6.没有废点、废线、废面7.法线朝向8.优化模型结构9.三角面数量的控制10.模型线段走向11.模型卡线位置12.模型软硬边13.法线烘焙必要结构优化16.法线贴图朝向17.光滑组操作规范18.法线贴图修补19.贴图表现20.贴图尺寸21.贴图命名规范职业素养1.作业、产品及时提交、及时修改2.工位整理3.产业学院卫生打扫4.爱护产业学院设施设备5.项目进度汇报6.任务工单分析7.工作任务分配8.团队协作完成任务工单拓展创新1.针对模型尝试使用多种不同建模方法VR项目3.主动收集建模素材与资料4.主动承接拓展工单项目5.主动参加各类比赛理论测试初级虚拟现实应用开发X证书知识点：建模软件基本操作(建模工具、界面、参数、命令)作品评价初级虚拟现实应用开发X证书知识点：1.能创建圆形、矩形或不规则几何体模型，并调节参数2.能调节模型的点、线、面等元素，改变模型形态3.能使用移动、镜像、复制等模型工具4.能使用平滑、法线翻转、挤出等命令修改模型5.能制作家具物品、日用品、生活工具、餐厨类物品等常规室内模型任务：完成井、桶、餐具、酒具、载具等模型制作，无结构性错误理论测试初级虚拟现实应用开发X证书知识点：建模软件基本操作(UV、贴图、材质)作品评价初级虚拟现实应用开发X证书知识点：1.能根据物品模型形状拆分模型的UV边界，使贴图能平铺模型2.能使用三维软件中的物体贴图坐标地图命令平铺贴图3.能根据模型的UV位置处理贴图，绘制贴图图形4.能调节模型的材质效果任务：完成家具模型贴图绘制，颜色和材质基本符合参考图效果理论测试中级、高级虚拟现实应用开发X证书知识点：1.次世代建模流程知识(低模、高模、法线贴图)2.PBR技术(金属度、粗糙度、材质球、智能材质等)产品评估中级、高级虚拟现实应用开发X证书知识点：1.能通过图形命令制作次世代游戏道具武器物品、写实机械物品、科幻舰艇等物品类高低模模型2.能使用次世代PBR流程制作模型贴图、烘焙法线贴图、高光贴图和凹凸贴图等3.能使用图形图像软件的画笔工具手绘制作次世代风格的角色类贴图和物品道具类贴图效果任务：按照工单要求完成中国古船低模优化、高模制作、法线贴图烘焙、PBR贴图制作，通过企业导师验收理论测试中级、高级虚拟现实应用开发X证书知识点：数字雕刻技术知识产品评估中级、高级虚拟现实应用开发X证书知识点：1.能制作游戏场景中的道具、摆设物品等模型2.能通过引擎着色器制作具有发光、透明或渐变等贴图效果的贴图材质任务：按照工单要求完成中国古船器物中模制作、高模雕刻、法线贴图修复、贴图细节制作，通过企业导师验收六、课程实施与保障(一)师资队伍构建专任教师+企业导师+导生的“双师”结构教学团队。校企共同制定专业人才培养方案、课程标准、教学计划，录制授课视频，落实教学实施，完成企业项目开发。中级职称以上教师占比83%，副高及以上职称教师占50%，专业带头人1人，“骨干教师”占67%，“双师型”教师占83%，形成合理的教学梯队。(二)教学设施1.重电曼恒数字产业学院校企共建，集科研与教学一体，设有项目生产中心、工匠工坊、路演厅、洽谈室、交流学习区等，配备行业内高精尖设备，对接企业真实项目，实现文化传承、医疗安全、职业安全等实际生产环境的虚拟漫游与虚拟仿真项目研发与制作。2.校内实训条件Dell数字艺术实训室：配置DellPrecisionT7810工作站，内置IntelXeon可扩展处理器，处理核心高达28颗，采用Quadro专业图形显卡和16GDDR4高端内存，该实训室集科研与教学为一体，重点进行游戏美术开发和VR虚拟现实研究。(三)教学资源1.教材：⑴教材名称：《3dsMax游戏场景设计与制作实例教程》，高等教育出版社，主编：李瑞森，出版时间：2019.10，为教学主要参考教材。⑵校企合作自编活页教材：《川江号子VR展馆活页式工作手册》(含项目技术规范、产品开发品质标准等)；为本课程辅助教材，体现新技术、新工艺，作为教学的补充。⑶辅助教材：《次世代游戏建模教程》，电子工业出版社，主编：姜玉生，出版时间：2019.10，为教学辅助参考教材。2.平台：⑴职教云平台：开设《三维模型基础》SPOC，导入虚拟现实应用技术国家教学资源库课程资源，支撑本课程线上线下混合教学，用于发布课前、课中、课后资料、任务、讨论、测试