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>>第八章教學設計>>研究範疇
為重新建構「視覺建模教學模式」知識作序 林美純 大學教書最辛苦的，並不是投入時間和心力，而是僵局所耗掉的時間及處理僵局所產生的負向情緒。許多研究也指出，學習者會推敲課室教師愛聽的並做投其所好的回應。然而，本(商科教材教法)課程並非為此而設，相反的，學習者即設計者vs.學習者即教學者的隱喻，帶出職前教師建構教學情境知識所需的主動性，以及轉化教學情境知識做為領域教學實踐行動的必要性。 我個人雖然投注於數位學習科技3D建模，然而，在「財金」和「經濟學」領域知識的動態建模卻是2003年MIT開課的方向，財經數學建模的圖書也在Amazon 販賣。總之，跳出「老師到底要什麼」的思維框架，朝向領域知識之「英文網頁」「英文期刊雜誌」的廣泛閱讀，才是定位學習的有效做法。 建模，配合知識類型，我們區分「命題的知識」與「影像的知識」，將建模區分成數學的、場景情境的，不管是數學的或情境的建模，下圖可以做為視覺建模教學模式的一般性模型。整體而言，教導高職學生學習建立財經數學模式是本單位努力的方向，而建模工具也就可以概括為：Excel, SPSS, Word, 以及其他如股市分析等等的財經建模軟體。而教導場景情境式的建模，則以劇本、繪本、概念設計、Maya 3D建模來建立如何處理影像的知識建模。
來源：http://archive.ncsa.uiuc.edu/Edu/SuperQuest/sqt/modeling.html
視覺建模教學模式 張慧櫻 國立彰化師範大學商業教育學系95級
前言
隨著21世紀的來臨，電腦軟體資訊技術和知識在社會發展中作用越來越重要。社會對人才規格提出了新的要求，傳統的知識應用型人才已經不能適應現在的科技發達社會的要求，所以，如何培養出能夠活用電腦科技的學生，已成為現在教育領域的一項難題；解決道是我們可以利用數位學習的方法來補強傳統教學的不足，數位學習涵蓋的方面非常廣，包括數位學習對於知覺學習(perceptual or visual learning)及創造思考能力(creativity)培養方面的基礎研究、問題解決為基礎的學習、網路專題式學習、建模學習、虛擬實境學習、遊戲軟體學習等、視覺模擬(visualizations)、動態模擬(dynamic simulation)或建模(modeling)之數位學習以及網路個別化/合作學習的基礎研究、不同網路學習系統的設計與導引方式、契合不同學生學習風格的網路學習系統、同儕回饋方式等，我們現在就針對視覺建模教學模式來加以探討。
一、淺談視覺化 心理學發展上，有許多的論點告訴我們，視覺化的圖片及其之內之間的關聯性，遠比條列式的文字還要接近人們心靈運作的方法，還要能夠更迅速地傳遞大規模的多樣資訊；藉由視覺元素完成傳達與交通的目的，在文字發明之前就已經存在於初民生活裡。類似結繩記事、洞穴刻繪、引火塗炭等都是視覺傳達的早期模式，隨著文明的發展圖騰紋飾的出現、自然塗料的使用、刻記標的的製作使得視覺傳達成為非語言交換訊息的一種有力方式，也逐步發展成語言外的輔助表達方式及遠距傳播方式。圖像文字發展之後更形成可以複製並廣泛運用的大眾傳播形式。這樣的傳遞方式在經歷了印刷術的開發、工業文明的洗禮、電子時代的衝擊與電腦網際網路的密佈後，不知不覺間成為人類生活中每天都在進行的一種活動。
視覺化處理的行動步驟如下： 1.思考媒體空間的可能使用方式： 直式－－橫式──大面式──分欄式──相滲式──碎片式── 2.思考視覺元素的可能使用範圍： 文字──圖片──影像──點性──線性──面性──體性── 3.思考視筧內容的可能蘊含效果： 強烈──溫馨──跋扈──優雅──對稱──奇險── 4.思考視覺效果的可能呈現風格： 輪廓──色彩──光影──動態──時新──
二、視覺建模教學教學沿革
★認識電腦繪圖 通常是以CG ( Computer Graphic ) 來泛稱，是指利用電腦做為繪圖的工具來畫出圖形，凡是經由電腦對物體的形狀及影像所進行的創作、儲存和處理，均稱之為電腦繪圖。除此之外，因為在電腦上製作的影像都是數位元式（這是相當重要的一點），所以也可稱為數位視覺Digital Visual......。
★電腦繪圖演進 1960年代電腦繪圖掘起。1963年春天，艾文桑德勒研究生發明「寫生簿」的電腦軟體，由簡單的線條及形狀組合而成，是電腦繪圖開始的第一步。(在一九六三年，交談式電腦繪圖軟體設計使用後，電腦藝術迅速發展，成為數位科技重要應用的一部份。資訊科技提供今天電腦藝術許多工具及創作環境以實現無限的創意)。在1970年代電腦設計著色問世(Sutherland(1970)所發展的繪圖系統，戲劇性地展現使用者以圖像式編輯方式與電腦溝通從事視覺創作)。 ★電腦繪圖分的種類：點陣（Bitmap）圖與向量（Vector）圖。
點陣圖是由一個個小方格的圖元（Pixel）所構成，也就是以x軸、y軸圖元格點形成陣列的圖檔。每單位元長度所顯示的圖元數目稱為解析度，通常以每英吋中所含有的圖元數目（Pixel
per inch，縮寫為ppi）來度量，與一般常所提到每 例如： 長寬各一英吋的10ppi解析度的點陣圖，總共有10x10=100個圖元。
長寬各一英吋的300ppi解析度的點陣圖，總
向量圖，是以「數學公式」的方式儲存，因此檔案較小，而且不管圖檔如何放大，也會維持同樣的解析度，不會像點陣圖一樣格化失真，圖檔上的節點也可以隨時進行修改，不像點陣圖定型後就不容易修改。
★認識電腦動畫 電腦動畫即是將文字圖形立體化，配合旋轉、縮放、扭曲等不同的動作呈現，透過色彩明度、彩度以及色彩的調和，計劃性的造形設計，再加上燈光鏡頭背景以及音樂等特殊影像處理，所整合成的視覺聽覺藝術。」也就是透過電腦輔助設計，製造出一系列能產生視覺變化效果的畫面，其類型有兩種2D和3D。而3D電腦動畫就是藉由材質、燈光和模擬真實世界的透視效果，讓我們的視覺產生立體的感覺，而電腦動畫的製作過程有三：建模、動畫及成像，以建模和成像所需時間最長。（鄭思堂，1999，11）它是一種與傳統繪畫有相當差異的領域，不但加入了三度空間，也加入了時間與音樂，成為「五度空間」的藝術表現方式。在操作的過程中所需考慮的因素也變得複雜了許多，因此，通常必須由一群人共同創作才能完成。
★電腦動畫的演進 美國是最早發展電腦動畫的地方，在七十年代末期便利用電腦模擬人物活動。一九八二年迪士尼（Disney）推出第一套電腦動畫的電影，就是Tron（中文片譯“電腦爭霸”），至七十年代後期，電腦技朮發展迅速紐約技朮學院（New York Institute of Technology）之電腦繪圖實驗室導師麗蓓卡亞﹒倫女士將錄影帶之舞蹈員影家投射於電腦螢幕上，然後利用電腦繪圖將影像之動作記錄，尤如畫家將實景投射於畫紙之上，然後描摹輪廓。一九八二、八三年間。麻省理工州（MIT）及紐約技朮學院同時利用光學追蹤（Optical Tracking）技朮記錄人體動作﹔演員穿帶發光物體於身體各部份，在指定之拍攝範圍內移動，同時有數部攝影機拍攝其動作，然後經電腦系統分析光點之運動再產生立體活動影像。 一九八三年麻省理工之占士保（Ginsberg）及麥維爾（Maxwell）發展了一套系統（Graphica Marionette），利用電腦語言控制卡通之動作。但當時電腦速度慢，需要花很長時間才完成一個簡單的電腦動畫。其後因為電腦硬體及動畫軟件發展迅速所以電腦動畫製作也隨之進步。八十年代到現在期間，有很多教育學院及商業機構不斷研究及發展電腦動畫，今天我們只要打開電視機，就會看到很多加入電腦動畫之廣告或節目。
三、視覺建模教學模式實例 由前面所提到的電腦動畫，我們都電腦動畫就是透過電腦輔助設計，製造出一系列能產生視覺變化效果的畫面，而電腦輔助設計軟體的軟類非常的多，目前全球知名的動畫師大多使用MAYA 3D動畫軟體，其亦是應用範圍最廣的3D動畫軟體；目前，到美國知名大學學習MAYA，一年必須花費新台幣一百萬元以上；以下我們就以MAYA為例，簡介MAYA製作流程。
Step1:Create>NURBS Primitives>Sphere 創建一個NURBS Sphere
Step2: 調整其中一些cv點，至荔枝形狀，買些荔枝作為參好，這是一個不錯的主意。
Step3: Create>Polygon
Primitives>Cylinder 創建一個polygon圓柱，並分段數 Step 4: 調整polygon頂點至荔枝杆形狀，用Extrude Face擠出分枝，沒有必要太嚴謹以為在720x576的電視中看起來很小，我們只需要枝幹的外形。
Step 5: 創建一個Cube，調整至適當的分段數並縮放到適當大小，拖點成樹葉形狀，可以使用Split polygon tool加線。
Step 6: Eextrude face擠出葉背和葉柄。
Step 7: 再次調整點，ok後進行Smooth，Smooth後如果不滿意重新調點再來，培養一種感覺在粗模下能想像出Smooth後的效果，當然可以使用Smooth proxy，功能表Polygons>Smooth proxy 使用這個命令可以在粗模下看到Smoot效果。用Deform下的變形工具變形出葉子的多種形狀。
Step 8: 複製更多荔枝，調整cvs並縮放它們使每一個荔枝都不一樣，天底下沒有兩個一樣的荔枝(有點達芬奇畫蛋的意思），樹葉和枝幹也是一樣的做法；使他們看起來像一串荔枝。
Step 9: 分UV,給樹葉、枝Planar Mapping貼圖。
Step 10: 選一個新鮮的荔枝掰開把荔枝肉放在嘴裏皮放在掃描器上，掃一張高解析度的彩色圖。調入photoshop處理成左右無縫（filter>other>offset...）
Step 11: 在photoshop處理成灰度圖，用於bump貼圖（另存一張）
Step 13: 荔枝的材質節點如下，詳細參數請下載原始檔案，在大一些的項目中同樣的Place節點可以用同一個連接，清除重複的節點，有利於系統資源的科學利用和渲染輸出，這點很重要。
Step a14: 樹葉和樹枝
Step15:荔枝由紅變綠在後期中合成，因此還要有一個綠色荔枝的場景，很簡單在photoshop中將荔枝的color貼圖變為綠色。（做完動畫後再替換紅色荔枝貼圖）
完成圖
參考資料：
http://www.yuntech.edu.tw/~aax/03/uni-03-0306.htm http://sparc2.nhltc.edu.tw/~caiweb/ http://www.pconline.com.cn/pcedu/sj/media/maya/0306/183428.html |
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2004年9月──2005年9月彰化師大 網路教學課程 copyright bulin@cc.ncue.edu.tw Last update 2005/01/05 |
