三维数字建模技术 教学大纲-48学时

三维数字建模技术课程教学大纲一、课程基本信息课程名称三维数字建模技术3dDigitalModelingTechnology课程代码500077开课学期25261学期开课单位信息工程学院课程性质必修课程学分3课时信息课程总学时：48学时理论教学：16学时实验：32学时课程设计及作业：0学时考核方式：上机考试+课程设计先修课程图像处理基础；计算机辅助平面设计；数字视音频处理后续课程角色形象设计与动画；场景设计与表现；虚拟现实技术；游戏开发适用年级专业2024级数字媒体技术二、课程目标（一）课程说明《三维数字建模技术》是数字媒体技术专业的核心课程，该课程在游戏开发、虚拟现实、可视媒体设计等领域中占有重要的地位。本课程主要学习三维数字建模的理论与方法，借助于3dsMax及其辅助软件的应用，培养学生立体创作思维、空间想象能力和动画制作能力。3dsMax软件是目前国内应用最广泛的三维动画软件，在元宇宙、虚拟现实、增强现实、动漫设计等领域，3dsMax占据了主流地位，能否更好地应用3dsMax及其相关软件进行三维动画设计成为衡量这些行业人员的文化技能素质的标志。因此，《三维数字建模技术》课程的学习在高等院校的地位逐渐得以提升。《三维数字建模技术》是以3dsMax为创作工具，学习三维建模技术的理论与方法，主要包括三维建模、材质、贴图、灯光摄像机、场景动画、粒子动画等技术。本课程通过上机实践，使学生理解和掌握三维动画设计与制作的基本知识和方法，加深学生对课堂讲授内容的理解，培养学生的计算机三维动画的设计及制作能力和独立制作动画短片的能力，同时为《角色形象设计与动画》《场景设计与表现》《数字媒体后期制作》《虚拟现实技术》《网络游戏开发》等后续课程及将来从事相关领域的工作奠定必要的做好充分准备。（二）课程目标通过学习运用三维动画制作和后期特效处理软件制作三维动画短片，培养学生的三维空间创建、动画制作以及视觉艺术表现能力，学生应达到下列基本要求：1.掌握3dsMax的系统配置、安装方法、软件的使用方法与建模方法和流程；2.掌握材质编辑器的使用方法；掌握灯光和摄相机的应用，能够应用三维建模技术进行设计，包括三维效果图的制作；3.掌握各种场景动画技法的应用；掌握粒子动画制作技术；掌握MassFX动力学动画技术，并提高学习兴趣和实践能力，提升自主学习，独立探索的能力；4.掌握渲染和输出等后期合成技术，并提高创新设计能力和职业素养，以适应社会的发展需求。（三）对毕业要求的支撑

毕业要求毕业要求指标点课程目标1.具有一定的工程认知能力，能够掌握本专业所需要的数学、自然科学、工程基础以及专业知识，并能够将所学知识应用于解决数字媒体技术相关领域的复杂工程问题。1.1能够将数学、自然科学和工程知识用于虚拟现实系统开发、游戏开发、可视媒体制作等数字媒体技术应用领域复杂工程问题的表述和建模。课程目标12.具有一定的分析问题能力。能够应用数学、自然科学和工程科学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析数字媒体技术领域的复杂工程问题，已获得有效结论。2.2能够根据数字媒体技术工程问题的关键因素，通过文献研究、建模等方法，寻求复杂工程问题的解决方案，并进行合理表达。课程目标23.具有一定的系统开发能力。能够针对数字媒体技术研发和应用领域中复杂工程问题的解决方案，为数字媒体内容的创作和传播提供基本的技术解决方案，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。3.3掌握数字媒体艺术设计相关知识，具备较强的媒体产品创意设计及制作能力，熟悉数字内容的创作流程，熟悉游戏、虚拟现实系统、动画和视频短片制作的专业知识与技能。课程目标35.具有使用现代工具的能力。能够针对数字媒体技术系统开发过程中的复杂问题，选择使用适当的工具、技术、资源，对复杂工程问题进行模拟与测试，并科学地理解该工具的局限性。5.2具备较强的媒体产品创意设计及制作能力，熟悉数字内容的创作流程。能够合理选择技术、虚拟现实引擎、开源、第三方资源，并将其运用于虚拟现实应用系统分析、设计、开发及测试过程中。课程目标4三、教学内容及要求周次教学单元教学内容学时分配主要教学设计及学习要求对应教学目标理论课学时实验实践学时1三维数字建模基础本次课程主要进行课程介绍，教学须达到的目的，教学和训练方式和期末考察标准。主要讲述三维数字建模技术基本理论、3dsMax软件安装和基本操作。本章教学重点是3dsMax基本操作，难点是3dsMax软件注册。12本部分教学方法：任务驱动法本部分教学要求：（1）将3dsMax安装到个人机器上，并完成注册。（2）完成个人界面设置。（3）学习3dsMax基本操作，能够使用基本编辑工具制作简单三维模型。教学目标12-3基础建模技术课程主要学习3dsMax的基础建模技术，包括内置模型建模、二维图形建模、放样建模、复合物体建模。本章教学重点是维图形建模、放样建模方法，通过案例详细说明，难点是复合物体建模。以具体案例的建模过程为例，说明基础建摸方法。12本部分教学方法：（1）任务驱动法。（2）案例法。（3）翻转课堂教学法。本部分教学要求：通过练习熟悉基础建模命令；独立完成钟表、沙滩椅、灯笼、海平面、餐厅场景、抠图、桥、钢管椅子、窗帘、螺丝刀、罗马柱等课程案例，完成课后练习，作业结果计入平时成绩。教学目标14-6多边形建模技术课程在上一章的基础上学习高级建模方法，主要包括网格建模、多边形建模、面片建模等方法。本章教学重点是多边形建模方法，重点讲解多边形点、线、多边形等每个级别下的命令，通过多个案例反复练习，提高建模质量和建模速度。课程的难点是建模的顶点分布要符合客观世界的规律，不仅要形似还要神似，提高审美能力。24本部分教学方法：（1）任务驱动法。（2）案例法。（3）翻转课堂教学法。本部分教学要求：通过练习熟悉多边形建模命令；独立完成课程案例烟灰缸、水龙头、艺术茶壶、艺术盘、足球、篮球、排球等球类模型、游戏塔楼、游戏飞艇等游戏场景模型、汽车、赛车、坦克等工业模型、卡通鱼、卡通驴等卡通模型，完成课后练习，作业结果计入平时成绩。教学目标17-8材质与贴图技术本次课程主要学习材质编辑器、标准材质、复合材质、高级材质、贴图类型与应用、贴图坐标与定位、环境与次对象贴图。本章教学重点是标准材质贴图、复合材质的应用，难点材质、灯光、贴图相结合，综合表达场景。24本部分教学方法：（1）任务驱动法。（2）案例法。（3）翻转课堂教学法。本部分教学要求：通过练习熟悉标准材质、贴图坐标、贴图比例等应用；独立完成课程案例阳光房屋等场景材质调制，完成课后练习，作业结果计入平时成绩。教学目标29摄像机与灯光技术本次课程主要学习场景摄像机类型及其相关参数设置，学习灯光的类型和灯光属性，掌握标准灯光和光度学灯光的使用方法，掌握体积光与特效光应用方法。本章教学重点是摄像机、标准灯光使用方法。难点是特效光应用，以及材质、灯光、贴图相结合综合表现场景。12本部分教学方法：（1）任务驱动法。（2）案例法。（3）翻转课堂教学法。本部分教学要求：通过练习熟悉标准灯光、摄像机参数和应用方法；掌握体积光、环境光、雾、体积雾等特效应用方法，独立完成课程案例场景室内效果图设计，完成课后练习，作业结果计入平时成绩。教学目标210渲染输出本次课程主要学习渲染输出技术。要求掌握渲染命令、渲染帧窗口、渲染设置对话框、渲染器、高级照明等知识点，同时，通过案例学习，掌握扫描线渲染器面板参数设置，和标准材质使用方法。本章教学重点是渲染输出技术，难点是渲染输出高级效果。12本部分教学方法：（1）任务驱动法。（2）案例法。（3）翻转课堂教学法。本部分教学要求：通过练习熟悉标准灯光、摄像机参数和应用方法；掌握渲染命令、渲染帧窗口、渲染设置对话框、渲染器、高级照明等渲染参数应用方法，独立完成课程案例室内、室外效果图渲染，完成课后练习，作业结果计入平时成绩。教学目标3场景动画技术本次课程通过多个实例学习三维动画原理、动画时间与播放控制、关键帧动画、轨迹视图编辑器。通过多个实例学习动画控制器，包括动画参数控制界面、常用动画控制器、约束控制器、旋转控制器、位置控制器。本章教学重点和难点是约束动画。本章教学重点是关键帧动画和动画控制器，难点是动画控制器。12本部分教学方法：（1）任务驱动法。（2）案例法。（3）翻转课堂教学法。本部分教学要求：通过练习掌握常见动画和应用方法，独立完成课程案例材质动画、灯光动画、文字动画，完成课后练习，作业结果计入平时成绩。教学目标412粒子系统（粒子发射器）本次课程主要学习粒子系统类型、创建方法，学习Spray与Snow粒子系统、SuperSpray粒子系统、Blizzard粒子系统、PCloud与PArray粒子系统，了解PFSource粒子系统。本章教学重点是Spray、Snow、SuperSpray、Blizzard、PCloud、PArray粒子系统应用，难点是PFSource粒子系统，包括其基本参数、ParticleView窗口、标准粒子流、动作与连线事件。12本部分教学方法：（1）任务驱动法。（2）案例法。（3）翻转课堂教学法。本部分教学要求：通过练习掌握粒子系统的概念、粒子系统面板参数、常用参数调制；掌握喷射雪、暴风雪、超级喷射、粒子阵列、粒子云等粒子系统使用方法；独立完成课程案例飞机动画、水中涟漪、婚礼花瓣、粒子产卵、火焰效果、爆炸动画模拟、水下气泡等，完成课后练习，作业结果计入平时成绩。教学目标313粒子系统（空间扭曲与变形）本次课程主要通过案例学习空间扭曲、粒子系统变形（Gravity重力、Wind风力）、集合物体变形在场景中的应用。本章教学重点是空间扭曲与变形，难点是导向板的系统应用。本周发布课程设计选题。12本部分教学方法：（1）任务驱动法。（2）案例法。（3）翻转课堂教学法。本部分教学要求：通过练习掌握常用空间扭曲、Gravity重力、Wind风力等粒子系统变形使用方法，独立完成、节日礼花、下落产卵的方块、龙卷风、龙卷风、旋转烟雾、喷火特效、粒子爆炸、小溪流水等课程案例，完成课后练习，作业结果计入平时成绩。教学目标314MassFX动力学系统本次课程主要学习MassFX动力学系统基本概念，掌握刚体的创建及使用方法，掌握mCloth布料动画及使用方法，掌握动力学约束的创建和使用方法。本章教学重点是刚体的创建及使用方法，mCloth布料动画命令及使用方法，难点是刚体约束、不了撕裂动画和碎布玩偶动画制作。12本部分教学方法：（1）任务驱动法。（2）案例法。（3）翻转课堂教学法。本部分教学要求：通过练习熟悉动力学动画、布料动画、约束动画的制作方法，独立完成篮球投篮、保龄球碰撞、风吹布料落地、布料撕裂等课程案例，完成课后练习，作业结果计入平时成绩。教学目标315综合应用案例本次课程主要进行场景综合设计，了解动画制作的基本流程，综合学习场景布局、色调搭配、动画设计、渲染输出、后期编辑等动画技法。12本部分教学方法：（1）任务驱动法。（2）案例法。（3）翻转课堂教学法。本部分教学要求：通过一个场景，场景布局、色调搭配、动画设计、渲染输出、后期编辑等动画技法，通过案例学习，完成课程设计。教学目标416课程设计要求学生利用2周的时间完成一个综合场景设计，包括以下内容：（1）完成场景的原画设计和数字化场景建模（2）给场景对象赋予适当的材质（3）在场景中场景添加灯光（4）在场景中架设不同角度的摄像机，并制作摄像机动画（5）在场景中应用粒子系统（6）在场景中应用MassFX动力学动画（7）渲染输出：按不同摄像机渲染出，最后把每个摄像机的输出动画在Premiere中编辑成一段动画视频(mp4格式)（8）给第7项制作的视频添加转场、特效、背景音乐、配音等效果（9）制作片头（10）制作片尾24课程设计成绩结果计入期末综合成绩。教学目标417课程设计提交及总结课程设计作品提交、总结每个学生提交设计作品、设计说明文档、设计源文件。教学目标4四、课程考核方式及成绩评定1.平时成绩考核办法平时成绩100分，占期末综合成绩的30%，考核的主要依据是课程参与度和平时作业。课程参与度包括课堂表现、学习态度、课程讨论。课程作业全部为实验课习题，实验课习题根据课堂实验内容进行布置，要求学生能够掌握课堂实验的内容，鼓励学生采用不同方式完成操作，最终达到熟练操作的目的。2.期末考试考核办法期末考试成绩100分，占期末综合成绩的70%，考核方式为理论考试和课程设计，理论考试为上机考试，课程设计要求学生在规定时间内按要求完成空间模型设计和动画，提交动画视频和设计说明。3.课程综合成绩评定期末课程综合成绩为100分，计算方式如下：课程期末综合成绩=（期末考试40%+课程设计60%）70%+平时成绩（单元测试30%+平时作业70%）30%考核环节分值考核/评价细则课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4平时成绩平时作业21（1）主要考核学生对每章节知识点的复习、理解程度，考查学生上机实践作业效果。（2）每次作业按平时作业评定标准单独评分，取7次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。√√√√单元测试9（1）结合教学进度安排阶段考试，考查学生对设计理念、设计方法、3dsMax相关知识的掌握程度。（2）阶段考试成绩以百分计，乘以其在总评成绩中所占的比例计入总评成绩。单元测试包括2次：1-3章单元测试、4-10章单元测试，取2次成绩的平均分计入期末成绩。√√√√上机考试28（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核设计理念、设计方法、3dsMax相关知识等内容。考试题型设计参考Autodesk认证考试题型，题目为50个选择题，每个选择题2分，共100分。√√√√课程设计42（1）结合学生选题，考查学生对设计理念、设计方法、3dsMax相关知识的应用能力。（2）课程设计作品成绩以百分计，乘以其在总评成绩中所占的比例计入总评成绩。（3）提交动画设计作品、设计说明文档、设计源文件，通过教师评分、学生互评、答辩取得成绩。课程设计成绩计入期末综合成绩。每个学生提交设计作品、设计说明文档、设计源文件，作品成绩组成如下：设计说明文档10%设计结果源文件10%设计创意性20%视觉美观性15%工程实用性、可开发价值30%技术先进性与复杂性15%√√√4.评分标准作品整体完成度评分标准：作品完成度评分标准成绩等级设计期间态度非常认真，设计思路清晰，能够在规定时间内很好的按标准、按要求准确、熟练的完成设计任务。90～100优秀设计期间态度认真，设计思路基本清晰，能够掌握基本技能和基础知识，较好的完成设计任务。80～90良好设计期间态度比较认真，能够掌握绝大部分基本技能和基础知识，能完成大部分的设计任务，达到大纲中规定的主要要求。70～80中等设计期间态度比较认真，能够掌握大部分基本技能和基础知识，完成了设计的主要任务，达到大纲中规定的基本要求，能够完成作品。60～70及格凡具备下列条件者，均以不及格论处，平时成绩按0分计算。1．未达到大纲中规定的基本要求，抄袭别人内容明显错误者。2．未参加课程时间超过全部时间的五分之一以上者。3．设计中态度不端正，有违纪行为，教育不改者。0～60不及格单项评分细则：序号评分细节满分值任务1建模工作量饱满，模型点、线、面分布合理。错一处扣1分，该项分数扣完为止。30分任务2场景中的对象材质类型，参数运用合理，贴图坐标正确。错一处扣1分，该项分数扣完为止。10分任务3场景灯光运用规范，灯光类型正确，参数设置合理。错一处扣1分，该项分数扣完为止。10分任务4在场景中架设不同角度的摄像机，并制作摄像机动画。摄像机太少或不合理，不能充分表现场景，错一处扣1分，该项分数扣完为止。10分任务5在场景中应用粒子系统合理，粒子和空间扭曲参数设置正确，动画效果良好。错一处扣2分，该项分数扣完为止。10分任务6在场景中设计MassFX动力学动画，参数设置合理，动画效果良好。错一处扣2分，该项分数扣完为止。10分任务7正确设置渲染参数，按不同摄像机渲染出，最后把每个摄像机的输出动画在Premiere中编辑成一段动画视频。没有合成者扣2分，错一处扣一分，该项分数扣完为止。5分任务8编辑视频，给视频添加转场、特效、声音等特效。缺少一处扣一分，该项分数扣完为止。5分任务9制作包含动画名字、本人学号、姓名、打开动画等片头内容，效果良好。缺少一处扣一分，该项分数扣完为止。5分任务10制作包含动画制作过程图片、滚动字幕、片尾特效等片尾内容，效果良好。缺少一处扣一分，该项分数扣完为止。5分五、课程目标达成情况评价课程目标达成情况评价包括课程分目标达成情况评价以及课程总目标达成情况评价，采用考核成绩分析法的定量评价和对学生问卷调查的定性评价。1.定量评价本课程包含4个分课程目标，有5个考核方式，各考核方式对课程目标达成评价的权重占比分配如下表所示。各考核方式对课程目标达成评价的权重占比分配课程目标考核方式以及成绩占比（%）分课程目标权重Pi（%）平时作业单元测试课程参与度期末考试课程设计1723111134272611263728724431316考核环节成绩比例合计（%）21632842100其中，第i个分课程目标的评价基于各环节k的贡献加权求和，就是该分课程目标的达成度Ai，即公式1而多个分课程目标再根据比例加权求和，就得到本门课程的课程目标达成度A。公式2其中：k表示不同的考核方式，i表示不同的分课程目标；表示第i个课程目标中第k种考核方式在总成绩中的占比；