第二章第二节 数字化玉雕的基本工艺

1、第二章 第二节 电子教案课 题第二章 第二节 数字化玉雕的基本工艺授课班级授课时间课时8课时教学目标知识目标了解数字化玉雕生产工艺流程；掌握数据处理（图形源的设计）；掌握数字编程（编程处理阶段)能力目标使学生养成理解知识、掌握知识的能力。德育目标培养学生动手实践能力、团队协作能力，促使其树立自信心。教材分析重 点了解数字化玉雕生产工艺流程；掌握数据处理（图形源的设计）；掌握数字编程（编程处理阶段)难 点掌握数据处理（图形源的设计）；掌握数字编程（编程处理阶段)关 键数字化玉雕生产工艺流程数据处理（图形源的设计）数字编程（编程处理阶段)教学方法教法分析讲授法、案例分析法学法分析小组学习法教 具多

2、媒体 教学过程教学分析教学内容教师调控学生活动板书设计板书设计紧扣本课教学重点，突出课程设计的内涵与主旨，帮助学生掌握知识、理解知识。板书设计第二章 数字玉雕技术的基本工艺第二节 数字化玉雕的基本工艺数字化玉雕生产工艺流程数据处理（图形源的设计）数字编程（编程处理阶段)板书设计课前思考教学过程教学分析教学内容教师调控学生活动导入新课教师引入本课导语，学生在讨论中思考相关的学习内容由于数字化玉雕机只有在接受计算机构造的玉雕件三维模型(即立体图)后，才能进行切片处理，因此，应该用三维计算机辅助设计软件，根据产品的要求设计三维模型；或将已有产品的二维三视图转换成三维模型；或在仿制产品时，用逆向成型技

3、术对已有的产品实体进行扫描，得到三维模型。计算机辅助设计的主要工具是计算机和CAD软件。在数字化工艺雕刻的设计创作过程中，计算机辅助设计可以起到两个作用：一是为设计提供思考酝酿的平台，并绘制出设计稿；二是建立三维模型，为计算机辅助加工或雕刻生成各种数据。设计图形通过软件形成，但有的图形还需要从外部输入，设计完的图稿需要打印出来，就需要有数据输入设备和输出设备。输入设备有各类扫描仪、数码照相机等。扫描仪有平面数据输入的，如平板扫描仪；也有三维立体数据输入的，如探针扫描仪和红外线扫描仪。常用的输出设备有打印机、数字化成形设备等。计算机辅助设计到计算机辅助雕刻的流程是先将线描或照片输入计算机，获取雕

4、刻软件生成的三维数据，获取数据有两种方法：一是由图像的灰阶自动生成三维数据；另一种是根据封闭的线框输入数据而生成三维数据。图像输入的方法有多种，可以是磁盘、光盘或扫描等。获得三维数据后再计算刀具路径，然后送入雕刻机进行雕刻，直至雕刻完成。教师启发，学生认真思考问题，积极回答新 授使学生的注意力跟着老师共同进入课堂要求学生在教师的讲解中了解数字化玉雕生产工艺流程；掌握数据处理（图形源的设计）；掌握数字编程（编程处理阶段)一、数字化玉雕生产工艺流程数字化玉雕的全过程可以归纳为以下三个步骤(图2.2.1)。图2.2.1数字化玉雕生产工艺流程图1数据处理(图形源的设计)2分层叠加(分层切片处理)3加工

5、处理(加工雕刻阶段)二、数据处理（图形源的设计）数据处理主要包括CAD三维模型的构建、数字化编程、CAD三维模型刀路文件等方面。图2.2.2数字化玉雕的前期数据处理步骤目前构造三维模型主要有以下办法。(1)应用计算机三维设计软件，将已有产品的二维三视图、灰度图转换为三维模型。(2)应用计算机三维设计软件，根据产品的要求设计三维模型。(3)仿制产品时，应用逆向工程设备和逆向工程软件，得到产品的三维模型。(4)利用Internet圆络，将用户设计好的三维模型直接传输到数字化玉雕数字模型工作站，工作站作为共享数字模型的汇聚点，这样各个用户就可以直接将圆络下载工作站的三维数字模型用于生产加工。（一）一

6、般数据数字化玉雕设计数据可以通过雕刻CAD软件、逆向工程扫描输入、调用其他文件等方法进行建模和加工路径生成。雕刻软件可分成几个模块，一般有图形设计模块、浮雕设计模块、加工设计模块、数字化玉雕机器设置与刀具选择模块。设计玉雕图需要获取第一手的参考数据，此类数据包括平面的二维图像、三维的实物素材等。一般数据包括：2DCAD绘图、手工外廓等获得图形；各类图像数据；三维立体实物模型数据。1玉雕设计素材获取2玉雕创作设计构图如果胸有成竹、处理恰当，就能立意新颖，更充分、更完美、更有感染力地表达主题思想，塑造出成功的玉雕作品来，构图中应注意的问题很多，归纳起来主要有以下几个方面。1)因料施艺2)剜脏去绺3

7、)化瑕为瑜4)废料巧用5)俏色巧用6)占料构图7)主次关系8)疏密布局9)空间层次空间的处理要注意以下几点。(1)向心离心。(2)呼应顾盼。(3)左右俯。(4)阴阳向背。(5)大小环抱。(6)参差错落。(7)轻重承复。(8)脉络起伏及组织结构。层次的处理要注意以下几点。(1)形的处理。(2)线的处理。(3)雕刻手法。(4)浮雕处理。10)变化和统一3玉器设计与创作1)玉雕器皿造型设计(1)玉雕器皿的属类划分。按其造型特点，兼顾其用途，大致划分属类如下。A鼎属。a鼎类。b炉薰类。C簋(音“鬼”)类。B豆属。a豆类。b盘类。C匜(音“仪”)属。a匝类。b爵类。D瓶属。E盉(音“禾”)属。(2)玉雕

8、器皿的结构分析。A器皿的外廓形象。B器皿的口。C器肌的颈。D器口的耳。E器皿的肩。F器皿的腹。G器皿的足。H器皿的盖。(3)玉雕器皿的造型原理。A器物的中心线和重心线。B器皿的天线、地线和最宽线。C器肌的俯视面和款式。D变形器皿的分析。E玉雕器皿的组合造型。a相似器物间的组合造型。b形制不同器物问的组合造型。c器皿与具体写实形象的组合造型。d器皿与抽象或半写实形象的组合造型。e器皿与形象的融汇组合造型。f器物的重复组合造型。g器物的陈列组合造型。(4)玉雕器皿的选料和用料。A料的形态。B料的质地。C料的瑕疵。D料的色彩。E料的价值。F用料范围(表2.2.3)(5)玉雕器皿的设计步骤。A炉的设计

9、步骤。a炉身。b炉盖。B瓶的设计步骤。a瓶身。b瓶盖。C薰的设计步骤。a薰身。b薰座、底盘。(6)玉雕器皿的装饰。A装饰花纹必须适合器皿造型的特点。B器皿配件装饰的两种主要形式。a浮雕。b圆雕。C器皿配件常用装饰一览(表2.2.4、表2.2.5、表2.2.6)。C器皿纹饰的表现手法。a对器皿不同部位的纹饰应有不同的比例，形成=审奏的强弱变化，比例最强的部位一般在器体容积最大的腹部。b对器皿不同部位的纹饰以透雕、阴刻、阳刻、浮雕等不同的手法处理，形成丰富的层次，层次最强的部位也应在腹部。比如构成纹饰形象特征的主体纹饰呈浮雕形凸出于器表，在主体纹饰上施加线刻，在主体纹饰之下再用匀整的细线有规律地刻

10、出云雷底纹。D器皿配件之间的统一。E器皿装饰风格的统一。(7)器皿作品品质的标准。a器物造型周正、规矩、对称、美观、大方、稳重、比例得当；仿古作品典雅、端庄，尽可能按原样仿制。b器物的膛肚要串匀串够，子口要紧。身盖颜色要一致。环子链子基本规矩、协调、大小均匀。C花纹自然整齐，边线规矩，地子平展，深浅一致。2)玉雕人物造型的设计(1)玉雕人物造型的品种特征。A仕女。B小孩。C老人。D佛。a佛。b番佛。c大肚佛。d观音。e多臂佛。E仙人。F历史名人和有情节的作品。(2)玉雕人物造型的用料。A料质。B料形。C料色。D用料与构图。a设计构思时，要最大限度地利用空间，应能反映原料的最高点、最宽点、最厚点

11、，并使玉雕作品有大于原料和鲜活的效果。b应根据玉雕作品形象和构图需要，有目的地突出某一部分，舍去某一部分原料，适当突破原料的形状，使玉雕作品外廓造型更加完美。C在定好底铊和重心线的前提下，围绕重心展开设计，做到求主次、求平衡、求对比、求呼应。(3)玉雕人物体态造型。A比例。B结构。C重心。D动态。a昂然端庄造型。b静中寓动造型。c举止有节造型。d顾盼相应造型。E传统仕女体姿分析。仕女体姿一般分坐式、立式、倚式、游式等四种，在塑造时要体现体型美、风韵美和衣纹美。a体型美。b风韵美。c衣纹美。现把体姿几种形式简述于下。a坐式。b立式。C倚式。d游式。(4)玉雕人物脸部造型。A脸部造型总的要求。a分

12、析头部体面关系。b区分男女老幼特点。c掌握脸部形象特征。d注意脸部表情刻画。B传统人物脸部造型特征分析。a仕女。b佛人。C儿童。(5)玉雕人物手部造型。A手的结构。B手势(手式)。C玉雕人物手的造型特点。a仕女手。b老人手。c佛人手。d小孩手。(6)玉雕人物服饰衣纹造型。A衣纹表现要则。a衣纹体现人体要则。b衣纹体现重量要则。c衣纹体现折叠要则。d衣纹体现虚实要则。e衣纹体现动向要则。f衣纹体现牵引要则。g衣纹体现外力要则。h衣纹体现质料要则。B仕女像图解。C菩萨像图解。D.如来佛图解。E衣纹的种类及不同传统人物衣纹的处理要求(表2.2.7)。(7)玉雕人物的陪衬物造型。A常规人物作品的陪衬物

13、种类(表2.2.8)。B人物陪衬造型应注意的要点。a画面分位、主辅分明。b骨气走向、整体贯一。c疏旷密集、精简有序。d动静互衬、虚实相生。(8)人物作品的质量标准。a人体各部位的结构、比例要安排适当，合乎解剖要求(成人一般以头部大小为准，按立七、坐五、盘三半的比例为宜)。b头脸的刻面，要合乎男女老少的特征。c手型结构准确。仕女手型要纤细自然，手持的器物和花草要适当。d服饰衣纹要随身合体，有厚薄软硬的质感。e陪衬物要真实、富有生活气息，要和人物主体相协调，使主题内容更加突出，避免喧宾夺主。3)玉雕兽类造型设计(1)玉雕兽类造型品种和特点。A自然兽造型。B变形兽造型。C装饰兽造型。D自然兽造型特点

14、一览。a虎。b马。c牛。d羊。e鹿。f象。g猫。h兔。E传统变形装饰兽造型特点一览。a传统狮。b独角兽。c飞兽。d龙。e麒麟。f唐马。g兽形器皿。(2)玉雕兽类造型形式和手法。A单件兽造型。a注重结构、比例、体形。b抓住动态、神态、势态。c强调个性特征。d进行装饰性处理。B对兽与群兽造型。a对兽的造型。b群兽的造型。c老幼、公母。d整体刻画。C玉雕兽类陪衬物造型。a陪衬的一般方法和要求。b玉雕动物常用的几种陪衬(表2.2.9)。(3)古代兽类造型特点。A殷周时期。B战国时期。C汉代。D北齐、魏晋南北朝时期。E唐代。F宋代。G金元时期。H明代。I清代。J近代。(4)玉雕兽类用料要求。A量料取材。

15、B按材选料。C用色得当。D原材料的形状和横纵性。E对兽的用料。(5)玉雕兽类作品质量标准。a造型生动传神，肌肉丰满健壮，骨骼清楚，各部位的比例合乎基本要求，五官形象和立、卧、行、奔、跃、抓、挠、蹬的各种姿态，要富有生活气息。b玉雕对兽作品要规矩、对称，颜色基本一致。成套玉雕作品的造型，应根据要求配套制作。c变形玉雕作品的造型，既要敢于夸张，义要注意其动态的合理性。d鬃毛勾彻要求深浅一致、不断不乱、根根到底、平顺、利落。4)玉雕花卉造型设计(1)玉雕花卉品种造型特征。A玉雕常用花、木、草品种分类(表2.2.10)。B玉雕常用花、木、草结构特征。C朵花造型分析。以一株花为例，其各部分形态特征的具体

16、刻画须从以下几方面进行。a视线角度。可从花的正面、侧面、后面去分析。b方向动态。可从花的上下、左右、转折端去观察。C局部构造。包括芽、苞、枝茎和梗。d外形轮廓。如花的厚、薄、方、圆、长、短等特征。e内部组织。包括花的瓣蕊、叶、蒂、蕾。f比例、结构、生长规律的整体关系。D叶子造型分析。E枝梗造型分析。(2)玉雕花卉品种的原材料要求。A花卉用料的广泛性和灵活性。B花卉品种的原料处理。C花卉品种的按材选题和施艺。a以原料形状为基点。b以原料质地为基点。c以原料色泽为基点。D按材施艺创作花卉作品构思。(3)玉雕花卉的创作设计。A创作题材与构思。a题材的选择。b意境的酝酿。B设计布局与章法。a花头。b叶

17、子。c茎。d山石。e瓶身。C陪衬物的安排设计要点。D设计构图举例分析。(4)玉雕花卉作品质量标准。5)玉雕雀鸟造型设计(1)雀鸟的造型要领。A雀鸟的结构。a鸟头。b鸟身。c鸟羽。d鸟脚。e鸟尾。B雀鸟的比例。C雀鸟的动势(表2.2.11)。(2)雀鸟的种类及特征。A凤凰的传统造型特征。a来源。b结构特征。B玉雕长尾鸟造型特征。(3)玉雕雀鸟造型设计要领。A.原材料利用和题材构思。a. 设计前原材料处理顺序和要求。首先,剜脏去绺，弄清材料质地、内部结构和俏色。b.注意根据料性设计作品如使用水胆玛瑙创作要首先亮水，即突出水胆的位置，弄清水胆的范围薄厚、大小，使水胆中的水能直观地让人看到。c.题材构

18、思。B.雀鸟的布局安排规律。a.位置。b.统一对比关系。c.整体构图形式。d.群鸟布局安排。e.装饰性表现。f.实用性表现。C.雀鸟的陪衬物造型。a.玉雕鸟作品陪衬物分类。b.陪衬物应符合雀鸟的生活习性。c.鸟品种中花卉树的处理。d.玉雕雀鸟作品中器皿的处理。e.玉雕雀鸟作品的底平处理。(4)玉雕雀鸟作品的质量标准。4.平面设计软件绘制l)绘制线条稿2)制作灰度图设计软件的作用主要表现在以下几点：(1)为三维修图节约时间。(2)弥补三维软件的不足。（二）数据转换数据转换的自的是将平面的二维线图手绘线图、平面软件绘制线图)照片等各类彩色、灰度图像、立体实物模型等一般的数据转换成三维立体数据1.灰

19、度图转立体图1)灰度图原理2)灰度图调整3)修图的要求2.逆向工程成型法1)逆向工程技术的定义2)逆向工程技术的优点(l)玉雕产品设计周期更短。(2)玉雕产品设计更加成熟。(3)玉雕产品设计成本更低。(4)玉雕产品的传承性更好。3)测量关键环节与技术(1)数据采集。(2)准备工作。在测量模型之前一般都需要做好以下几项准备工作。a.挑选缺陷最少实际状态最好的产品来作为测量的产品原型。b.仔细了解被测产品的关键部位、以确保采集到的数据是足够的和有效的。c.对设备进行标定，确保设备本身的测量精度。d.准备好测量场地。(3)测量方法。a.接触式测量方法。b.非接触式测量方法。(4)测量数据。(5)曲面

20、重构。a.基于点样条的曲面重构法。b.基于测量点的曲面重构法。(6)建立产品模型。4)逆向工程的准备工作(1)确定设计的整体思路。(2)确定模型的曲面类型。5)逆向造型设计的原则逆向设计遵循点、线、面、体的一般原则。(1)测点。(2)连线。(3)构面。(4)构体（三）三维数据数字化玉雕作为一门独特的专业技术，与传统雕刻技术比，在以下方面具有鲜明的特色。(1)精确制图机制和艺术制图机制相结合。(2)面造型方法和几何曲面造型方法相结合。三、数字编程（编程处理阶段)（一）工艺分析规划1.制定工艺规程的概念2.制定工艺规程的作用(1)工艺规程是指导生产的主要技术文件。(2)工艺规程是新产品投产前进行技

21、术准备和生产准备的主要依据。(3)工艺规程是新建、扩建工厂(或车间)的原始资料。3.制定工艺规程的原则(1)技术上的先进性。(2)经济上的合理性。(3)有良好的劳动条件。（二）CAD模型完善(1)坐标系的确定坐标系是加工的基准，将坐标系定位于适合机床操作人员确定的位置同时保持坐标系的统一。(2)隐藏部分对加工不产生影响的曲面按曲面的性质进行分色或分层这样一方面看上去更直观清楚；另一方面在选择加工对象时，可以通过过滤方式快速地选择所需对象。(3)修补部分曲面对于由不加工部位存在造成的曲面空缺部位，应该补充完整。(4)增加安全曲面，如对边缘曲面进行适当的延长。(5)对轮廓曲线进行修整。(6)构建刀具路径限制边界。（三）数字编程处理1.手工编程手工编程是数控编程比较常用的一种方式,就是用人工完成玉雕件图样分析、工艺处理、图形轮廓数值计算并输入程序,进行检验。2.自动编程自动编程系统种类很多，根据自动编程时，原始数据输入方式的不同，自动编程系统大致分