面向计算机动画课程的案例教学设计研究.doc
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1、面向计算机动画课程的案例教学设计研究 摘要:针对计算机动画课程体系理论抽象、应用性强且更新迅速的特点,分析相关教学内容中案例设计的需求,提出通过拆解前沿科技论文作为案例设计素材的思想。作为实例,给出了隐式蒙皮、晶格变形、欧拉视频增强和实时三维云动画四个典型教学案例。 The Study of How to Design the Teaching Cases for Computer Animation Course ZHANG Jun,CHEN Xiuhong,DI Lan,ZHAO Yan (School of Digital Media,Jiangnan University,Wuxi 2
2、14122,China) Abstract:The computer animation is a highly application-oriented course.Its technical solutions update quickly and its theory is abstract.We presented four actual cases from some advanced academic papers to make computer animation course more specifiable and more popular.These cases inc
3、lude implicit skinning,fast lattice shape matching,eulerian video magnification and multi-threaded 3D cloud simulation. Keywords:digital media technology;computer animation;case teaching;practice teaching 1 引言(Introduction) 随着科学技术的进步,数字化的文字、图形、图像、声音、视频、动画等媒体逐渐渗透到互联网、IT行业等各个领域,并成为全产业未来发展的驱动力和不可或缺的能量。
4、在这个大背景下,各个高校相继推出数字媒体技术专业,旨在培养具有创新精神、能适应21世纪数字媒体技艺术发展需要的,从事数字媒体的技术开发与艺术设计以及开发制作的复合型高级人才。 计算机动画课程是数字媒体技术专业一门重要的专业课,具有非常重要的地位和作用。该课程的任务是掌握计算机动画领域的基本理论、技术和方法,为今后的专业学习和就业打下扎实的基础。然而,计算机动画领域的技术更新速度非常快,商业产品日新月异,学术论文铺天盖地。在这枝繁叶茂的艺工交叉领域,如何能把相关前沿技术准确、及时的传播给每一个数字媒体技术系的学生,是当前的一个重要课题。为此,许多教育工作者提出借鉴艺术领域培训学生时惯用的案例教学
5、1-3方式,将前沿技术与基础理论融合在教学内容之中。 然而,相对于艺术系,数字媒体技术领域的经典案例偏少4-6。为此,本文作者通过调研大量SIGGRAPH会议历年的相关论文及其作者发布的技术演讲幻灯片,选取了四个与计算机动画课程高度相关的前沿技术,将它们的论文拆解成教学案例,期望这些案例能丰富计算机动画课程案例内容并促进教学和科研相互促进7。 2 案例一(Case I) 蒙皮(Skins)技术是人物动画领域里至关重要的技术之一,直接决定动画人物的视觉外观和运动效果。由于传统蒙皮技术存在一定的技术缺陷(如塌陷、过渡膨胀等),许多学者都对此进行过深入研究,提出了各种有效解决方案8。 另一方面,数字
6、媒体技术系的学生在经过两年大学专业课程学习后,已经具备了一定的动手能力,但缺乏实际技术创新动力,对相关工作流程较为陌生。为提高学生对计算机动画领域技术创新的积极性,引导学生更快、更好的学以致用,可在介绍基本的蒙皮技术的同时,通过最新蒙皮技术改进案例引导学生有意识的提高自身创新能力。 为此,我们选取Vaillant等人8在2013年提出的隐式曲面蒙皮技术(Implicit Skinning)作为实际案例,讲解如何寻找研究课题,如何寻找解决问题的方案,如何实现计算机动画领域的技术创意,如何尽早开始学术生涯。 在教学过程中,我们将Vaillant等人8的论文拆解成多个小的子案例,构成一个完整的技术创
7、新流程(图2),用于讲解流程中每个步骤的实际工作。该流程从选题开始,逐步经过研究现状调研、寻找现有解决方案的缺陷、改进现有方案、验证改进方案和发表相关学术论文等步骤,最终以实际技术应用为目标。在这个环状流程里,研究者必须带着寻找问题的目标,依靠互联网文献作为支撑力量,在不断循环的工作流程中一步步深化研究方案。 图1 计算机动画领域创新工作流程 Fig.1 A workflow for the innovation in computer animation industry 另外,Vaillant的个人网站也发布了他在SIGGRAPH会议上讲解该技术方案的演讲稿,为我们教学工作的开展提供了丰富
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