胡慶喆

（內(nèi)蒙古藝術(shù)學(xué)院 內(nèi)蒙古 呼和浩特 100010）

2018 年6 月，教育部公布了首批國家虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)項目，并積極推動虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)的改革及廣泛應(yīng)用。數(shù)字顏色調(diào)色作為戲劇與影視學(xué)類、視覺藝術(shù)類課程教學(xué)內(nèi)容中最重要的組成部分和顏色理論最重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，部分知識點(diǎn)理論性強(qiáng)、實(shí)踐操作難度系數(shù)大、簡單的二維化軟件難以滿足多樣化人才的培養(yǎng)一直是相關(guān)專業(yè)在教學(xué)過程中存在的難題?！疤摂M仿真教學(xué)系統(tǒng)通過整合多媒體資源提供高仿真、可視化的教學(xué)內(nèi)容，能夠創(chuàng)設(shè)具有臨場感、沉浸感和交互性的實(shí)踐教學(xué)情境。”將虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用到數(shù)字顏色調(diào)色的教學(xué)過程中，形成有關(guān)數(shù)字顏色的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)與基本技能訓(xùn)練的一個虛擬化綜合性實(shí)踐平臺，是解決這一難題的有效途徑和手段。因此，內(nèi)蒙古藝術(shù)學(xué)院以培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生專業(yè)操作能力和實(shí)際應(yīng)用能力為目標(biāo)，以戲劇與影視學(xué)、視覺傳達(dá)類專業(yè)學(xué)生為對象，以相關(guān)專業(yè)課程為依托，搭建了虛擬仿真數(shù)字顏色調(diào)色技法實(shí)驗教學(xué)平臺，在促進(jìn)教學(xué)改革的同時，大大提高了教學(xué)質(zhì)量。

一、數(shù)字顏色調(diào)色實(shí)踐教學(xué)研究背景闡述

通過對學(xué)界數(shù)字顏色調(diào)色相關(guān)理論與實(shí)踐論文資料的整理與分析，筆者發(fā)現(xiàn)數(shù)字顏色調(diào)色實(shí)踐教學(xué)研究主要還是集中在傳統(tǒng)的理論講授和軟件操作層面，缺乏實(shí)踐教學(xué)上的創(chuàng)新。

數(shù)字顏色調(diào)色與虛擬仿真技術(shù)的結(jié)合在實(shí)踐教學(xué)中可以對學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐的完整過程進(jìn)行記錄、對比和評估，可以形成比較完善的大數(shù)據(jù)信息，實(shí)踐證明，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用對于完善教學(xué)過程的科學(xué)性、合理性能夠提供必要的數(shù)據(jù)依據(jù)，是有效提升教學(xué)質(zhì)量必不可少的手段和措施。

截至2021 年底，本實(shí)驗課程在內(nèi)蒙古藝術(shù)學(xué)院教已經(jīng)成功開展了兩輪教學(xué)。2020年秋季學(xué)期，在信息素養(yǎng)教育課程中進(jìn)行了第一輪教學(xué)，授課學(xué)生190 人。2020 年秋季學(xué)期，在非線性編輯、媒體融合與編播、電子藝術(shù)編輯三門課程開展了第二輪教學(xué)，授課學(xué)生達(dá)到了1131 人。此次教學(xué)改革可以使戲劇與影視學(xué)、視覺傳達(dá)等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生在掌握數(shù)字圖形圖像、非線性編輯、媒體制作等課程數(shù)字顏色基礎(chǔ)理論和基本操作的學(xué)習(xí)過程中達(dá)到“所見即所得”的學(xué)習(xí)效果，使“學(xué)生有更多機(jī)會在不同情境下去運(yùn)用他們所學(xué)的知識，充分體現(xiàn)學(xué)生的首創(chuàng)精神，而且學(xué)生可以根據(jù)自身的行動反饋來形成對數(shù)字顏色調(diào)色的認(rèn)識和解決實(shí)際問題的方案，從而提高教學(xué)質(zhì)量?！?/p>

二、數(shù)字顏色調(diào)色虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)改革的特色

精細(xì)化實(shí)驗設(shè)計?！皩?shí)驗教學(xué)是幫助學(xué)生理解客觀世界運(yùn)動規(guī)律、掌握知識生產(chǎn)能力的重要方式，是在客觀知識學(xué)習(xí)與實(shí)踐技能培養(yǎng)之間建立聯(lián)系的有效手段?！薄罢鎸?shí)情境可以增加學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)內(nèi)容的認(rèn)知維度，彌補(bǔ)其自身對知識意義建構(gòu)的不足，調(diào)節(jié)其認(rèn)知難度?！睌?shù)字顏色調(diào)色虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)改革，解決了在實(shí)際教學(xué)過程中學(xué)生很難找到具體的實(shí)物形態(tài)來開展實(shí)驗的問題。把抽象的理論知識具象化，充分考慮實(shí)際工作中所通用的、常規(guī)的操作模式，細(xì)化理論的每一個知識點(diǎn)和操作參數(shù)，實(shí)驗時每一個參數(shù)均具化、均可調(diào)，實(shí)驗過程操作性強(qiáng)，實(shí)驗結(jié)果明確清晰。

該仿真實(shí)驗以實(shí)際運(yùn)用過程為依據(jù)，以真實(shí)項目素材為基礎(chǔ)，充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、“虛擬現(xiàn)實(shí)”、開放式在線學(xué)習(xí)平臺（MOOC）等現(xiàn)代教育技術(shù)手段，通過虛擬化實(shí)驗環(huán)境培養(yǎng)學(xué)生理論知識綜合運(yùn)用與創(chuàng)新思維和創(chuàng)造性設(shè)計能力。

多樣化教學(xué)方法。本虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)改革以學(xué)生為中心，采用案例實(shí)驗法、情景實(shí)驗法、比較實(shí)驗法等，具有探究學(xué)習(xí)與趣味性密切結(jié)合的特點(diǎn)。實(shí)驗由學(xué)生主導(dǎo)，學(xué)生獨(dú)立操作實(shí)驗步驟，在大大增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣的同時，提高了自主學(xué)習(xí)能力。指導(dǎo)教師在教學(xué)過程中，教授實(shí)驗方法，演示實(shí)驗步驟，在學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗過程的同時予以指導(dǎo)，通過提問、質(zhì)疑等方式充分激發(fā)學(xué)生的想象力，讓學(xué)生的創(chuàng)新意識、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力得到充分提高，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。讓學(xué)生直觀感受數(shù)字圖像相關(guān)理論知識的原理、作用和意義，并通過親手實(shí)操深刻理解數(shù)字顏色調(diào)色的方法和技巧。

系統(tǒng)化評價體系。本虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)改革采用多指標(biāo)評價方法，對理論知識學(xué)習(xí)采取在線測評（小試題），對綜合實(shí)操訓(xùn)練采取操作跟蹤評價，對實(shí)驗報告和總結(jié)采取主觀判別和綜合評估，最終形成學(xué)生虛擬仿真實(shí)驗的總體評價成績。

本實(shí)驗的評價機(jī)制可以對學(xué)生的實(shí)驗過程完整記錄，按照統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)，更加客觀、公正地對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、實(shí)驗步驟、實(shí)驗成績給予系統(tǒng)評價。系統(tǒng)的反饋機(jī)制可以對實(shí)驗過程進(jìn)行全面系統(tǒng)的統(tǒng)計分析，為授課教師完善實(shí)驗提供數(shù)據(jù)和參考，進(jìn)一步提高教學(xué)效果。

三、虛擬仿真技術(shù)在數(shù)字顏色調(diào)色實(shí)驗教學(xué)中的設(shè)計與實(shí)施

內(nèi)蒙古藝術(shù)學(xué)院自2020 年實(shí)行將虛擬仿真技術(shù)引入到數(shù)字顏色調(diào)色課程當(dāng)中的實(shí)驗教學(xué)改革，取得了良好的教學(xué)效果。在此過程中，老師們不斷調(diào)整實(shí)驗教學(xué)思路，完善實(shí)驗教學(xué)環(huán)境，在有效加強(qiáng)理論知識講授的同時，使課堂上的每一位同學(xué)都能夠通過直觀、形象的實(shí)驗操作進(jìn)行有效地實(shí)踐和分析。一方面培養(yǎng)了學(xué)生理論指導(dǎo)實(shí)踐的能力，另一方面也加強(qiáng)了學(xué)生對于數(shù)字顏色理論的深層次認(rèn)知。

將虛擬仿真技術(shù)與數(shù)字顏色調(diào)色課程結(jié)合主要是從數(shù)字顏色的基本混色模式、基本調(diào)色方法出發(fā)，通過設(shè)計具體、可感的實(shí)驗環(huán)境控制數(shù)字顏色的各項參數(shù)值變化進(jìn)行調(diào)色。為使實(shí)驗案例不僅能夠具備典型性和實(shí)用性，并且更加符合實(shí)際的教學(xué)應(yīng)用，實(shí)驗平臺在采用大量生活中具有典型顏色特點(diǎn)圖例的同時，還充分借鑒了常用商品化軟件的操作形式。在具體教學(xué)過程中的設(shè)計與實(shí)施需要注意以下幾點(diǎn)：

（一）了解相關(guān)的數(shù)字顏色原理

基本數(shù)字顏色模式。RGB 顏色模式是基于自然界中三色光的混色模式：等值的紅色、綠色合成黃色；等值的紅色、藍(lán)色合成品紅色；等值的藍(lán)色、綠色合成青色。最大值的紅色、藍(lán)色、綠色合成白色，最小值合成黑色，其余等值狀態(tài)可合成灰色。

CMYK 顏色模式是基于顏料的混色模式：等值的青色、品紅色合成藍(lán)色；等值的青色、黃色合成綠色；等值的品紅色、黃色合成紅色；因?qū)嶋H上不能合成黑色，需要補(bǔ)充添加黑色原色。

HSB 顏色模式是基于人眼對色彩的觀察來定義：色相（H）規(guī)定了顏色的根本性質(zhì)，飽和度（S）指明顏色的強(qiáng)度或純度，亮度（B）指明顏色的明暗程度。

常用顏色調(diào)色方法。中灰曲線（Gamma 曲線）顏色調(diào)色：人眼對圖像亮度的視覺感受和自然圖像本身的亮度具有一定的非線性關(guān)系，這個關(guān)系用Gamma 曲線值表示。Gamma 值對數(shù)字圖像的調(diào)整作用可概括為：“當(dāng)調(diào)大gamma時，表現(xiàn)為總體提亮，原暗部占據(jù)更多明暗范圍、易于分辨細(xì)節(jié)。 當(dāng)減小gamma 時，表現(xiàn)為總體壓暗，原亮部占據(jù)更多明暗范圍、易于分辨細(xì)節(jié)?！?/p>

三維顏色查找表（3DLUT）顏色調(diào)色：3D LUT（3D Look-Up-Table)是對于數(shù)字圖像建立的立體顏色映射表，由輸入的RGB 三個通道顏色值按照3D LUT 的三個查找表做映射，得到轉(zhuǎn)換后的顏色進(jìn)行輸出。在實(shí)際應(yīng)用中，事先根據(jù)調(diào)色需要，制作出3D LUT 調(diào)色預(yù)設(shè)文件，在對特定數(shù)字圖像調(diào)色時，通過導(dǎo)入這個預(yù)設(shè)文件，則圖像相應(yīng)的顏色值就會被調(diào)整替換到預(yù)設(shè)的顏色上。

光源、色溫和白平衡對顏色的影響：不同溫度的光源產(chǎn)生的光線顏色不同，光源顏色稱為色溫。冷光源表現(xiàn)為色溫越高，光線越偏藍(lán)。暖光源色溫越低，光線越偏紅。對于同一個景物，在不同的冷暖光源環(huán)境下，其所呈現(xiàn)出的顏色不同，冷光偏藍(lán)，暖光偏黃，對景物拍攝形成的照片圖像顏色也有所偏差，為了消除這些色彩偏差，達(dá)到還原真實(shí)色彩的目的，引入了白平衡的概念。白平衡的原理是根據(jù)光源不同的色溫對應(yīng)的顏色，增加相反的顏色，就可以抵消掉偏色的影響。

（二）核心要素仿真設(shè)計與實(shí)施

虛擬仿真實(shí)驗結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實(shí)施。針對教學(xué)要求，按照內(nèi)在邏輯規(guī)律和知識技能遞進(jìn)關(guān)系，模塊化構(gòu)建實(shí)驗環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生自主選擇，自由發(fā)揮，創(chuàng)造性地進(jìn)行實(shí)驗。

虛擬仿真實(shí)驗功能的設(shè)計與實(shí)施。以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)為原則，強(qiáng)化學(xué)、思、練的融合統(tǒng)一，突出學(xué)習(xí)功能、實(shí)驗功能、評價功能。實(shí)驗軟件充分借鑒主流商品化軟件的特點(diǎn)，使學(xué)生的實(shí)驗更加貼合實(shí)際應(yīng)用，做到學(xué)、練、用相統(tǒng)一。

虛擬仿真實(shí)驗場景的設(shè)計與實(shí)施。選擇內(nèi)蒙古地區(qū)“沙漠、草原、雪原”等地域特色和“那達(dá)慕盛會、敖包祭祀”等民族文化特色素材。學(xué)生在學(xué)習(xí)知識技能的同時，可以感受到祖國壯美絢麗的自然景觀和豐富多彩的民俗文化，從而鑄牢學(xué)生中華民族共同體意識，起到思政進(jìn)課堂的效果。

知識單項訓(xùn)練采取“減法式場景設(shè)計”，強(qiáng)調(diào)針對性和集中性。調(diào)色綜合應(yīng)用采取“加法式場景設(shè)計”，突出實(shí)驗的復(fù)雜性和多元性。

虛擬仿真實(shí)驗仿真應(yīng)用的設(shè)計與實(shí)施。仿真實(shí)際應(yīng)用中把各調(diào)色參數(shù)的數(shù)據(jù)具化為滑塊、推桿等，方便操作，達(dá)到“所見即所得”的操作效果。仿真實(shí)際應(yīng)用中常見商品化軟件的界面和模式，達(dá)到“所學(xué)即所用”的學(xué)習(xí)效果。

（三）實(shí)驗教學(xué)過程的設(shè)計與實(shí)施

前序課程教學(xué)完成后，將實(shí)驗課程涉及到的數(shù)字顏色理論及調(diào)色技法所有專題問題和應(yīng)用案例下發(fā)給學(xué)生，學(xué)生自主學(xué)習(xí)數(shù)字顏色相關(guān)理論，針對實(shí)驗內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備。教師根據(jù)班級容量和實(shí)驗安排，讓學(xué)生自行分組形成若干實(shí)驗小組。

實(shí)驗課階段分為基礎(chǔ)實(shí)驗和綜合實(shí)驗，老師通過課前預(yù)先布置的專題問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生登錄進(jìn)入實(shí)驗課程平臺開始在線實(shí)驗。學(xué)生根據(jù)自身知識掌握程度和預(yù)學(xué)習(xí)情況自由選擇實(shí)驗?zāi)K進(jìn)行實(shí)驗。在實(shí)驗中，對數(shù)字顏色理論知識和基本調(diào)色技能掌握后，學(xué)生可以進(jìn)行線上測試答題，系統(tǒng)記錄測試成績。之后進(jìn)入綜合調(diào)色實(shí)驗階段。該階段充分考查學(xué)生前期實(shí)驗中知識和技能的掌握程度，根據(jù)綜合調(diào)色的實(shí)驗任務(wù)，學(xué)生充分發(fā)揮能動性，自由選擇場景模式，創(chuàng)新性地進(jìn)行實(shí)驗設(shè)計和操作，完成系統(tǒng)要求的實(shí)驗?zāi)繕?biāo)。實(shí)驗時，學(xué)生在老師的引導(dǎo)下根據(jù)所學(xué)理論對實(shí)驗步驟和操作進(jìn)行嘗試和探究，找出解決問題的辦法，在實(shí)驗系統(tǒng)上驗證改進(jìn)的效果，提交實(shí)驗結(jié)果。此階段，實(shí)驗系統(tǒng)也將記錄學(xué)生的實(shí)驗情況并給出該階段實(shí)驗成績。

實(shí)驗完成后，學(xué)生撰寫實(shí)驗報告并在線提交，老師對實(shí)驗報告給出成績評定并提交系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)實(shí)驗全程計算出綜合得分作為學(xué)生該實(shí)驗課的綜合成績。該階段可根據(jù)學(xué)生實(shí)驗情況和知識技能掌握情況安排在課上進(jìn)行或是課后線上進(jìn)行。對于基礎(chǔ)知識薄弱的學(xué)生（例如大一新生，剛接觸計算機(jī)或是剛接觸計算機(jī)設(shè)計軟件的同學(xué)），由于課時限制，可以安排在實(shí)驗課后再上線完成實(shí)驗報告。對于有一定的計算機(jī)操作基礎(chǔ)和接觸過計算機(jī)設(shè)計軟件的同學(xué)，可以在實(shí)驗課中直接完成實(shí)驗報告。對于兩種不同情況，老師在給成績時可酌情考慮。

整個實(shí)驗過程以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，老師在實(shí)驗期間只起到引導(dǎo)、釋疑和推動作用。

四、數(shù)字顏色調(diào)色虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)改革的意義

有效降低數(shù)字顏色調(diào)色軟件成本。計算機(jī)多媒體軟件一直是數(shù)字顏色調(diào)色實(shí)踐教學(xué)的重要內(nèi)容，近年來，國外軟件公司憑借技術(shù)壟斷優(yōu)勢，對常用的教學(xué)軟件進(jìn)行捆綁式銷售，并按年收取高額的軟件使用費(fèi)，這筆費(fèi)用已然成為國內(nèi)各大高校教學(xué)中的巨大開支之一。而數(shù)字顏色調(diào)色虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)系統(tǒng)完全可以自主開發(fā)，成本低廉，在有效降低教學(xué)成本的同時，也積極響應(yīng)了國家有關(guān)軟件正版化的政策。

有效降低數(shù)字顏色調(diào)色學(xué)習(xí)難度。數(shù)字顏色調(diào)色一直是內(nèi)蒙古藝術(shù)學(xué)院廣播電視編導(dǎo)、室內(nèi)設(shè)計、視覺傳達(dá)等專業(yè)的核心課程內(nèi)容。在實(shí)際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生在經(jīng)過數(shù)字顏色理論與實(shí)踐操作課程學(xué)習(xí)后，還是難以熟練運(yùn)用Photoshop、Painter 等專業(yè)軟件進(jìn)行數(shù)字顏色調(diào)色。數(shù)字顏色調(diào)色虛擬仿真實(shí)驗操作簡單，特別適合剛剛進(jìn)入大學(xué)的低年級藝術(shù)類學(xué)生。兩輪的實(shí)驗教學(xué)改革結(jié)果表明，該實(shí)驗系統(tǒng)已經(jīng)成為內(nèi)蒙古藝術(shù)學(xué)院相關(guān)專業(yè)教學(xué)的必要教學(xué)手段和工具。

打破數(shù)字顏色調(diào)色學(xué)習(xí)空間限制。在實(shí)驗教學(xué)改革中采用的虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)平臺采取模塊化設(shè)計，簡單修改即可嵌入其他相關(guān)課程的系列實(shí)驗中，作為數(shù)字顏色調(diào)色實(shí)驗的子項目，在大大節(jié)約開發(fā)成本的同時，學(xué)生進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗操作可以不受儀器設(shè)備、實(shí)驗器材的制約，無需特定環(huán)境場地，有網(wǎng)絡(luò)的地方就可進(jìn)行實(shí)驗操作。實(shí)驗平臺的使用讓數(shù)字顏色調(diào)色理論知識具象化地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的不足。同時，虛擬仿真實(shí)驗環(huán)境采取BS（用戶瀏覽器-服務(wù)器）架構(gòu)，學(xué)生只需要一臺可上網(wǎng)的PC 計算機(jī)，無需安裝額外的軟件、插件，無需進(jìn)行復(fù)雜的系統(tǒng)配置，就能隨時隨地開展實(shí)驗。

結(jié) 語

將虛擬仿真技術(shù)引入數(shù)字顏色調(diào)色教學(xué)中，是對當(dāng)前視覺藝術(shù)類教學(xué)體系的進(jìn)一步完善，突破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)抽象化、理論化的教學(xué)模式的局限，豐富了教學(xué)理念、教學(xué)環(huán)境和教學(xué)方式，提升了學(xué)生數(shù)字調(diào)色中處理復(fù)雜問題的實(shí)踐能力和對虛擬仿真實(shí)踐學(xué)習(xí)這種新文科實(shí)踐學(xué)習(xí)形式的適應(yīng)能力，有效降低了教學(xué)成本，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性、學(xué)習(xí)積極性及藝術(shù)創(chuàng)新性，解決了教學(xué)主體由教師向?qū)W生轉(zhuǎn)變過程中存在的瓶頸問題。在接下來打造國家級金課的過程中，老師們將進(jìn)一步完善實(shí)驗教學(xué)理念，開放共享實(shí)驗系統(tǒng)資源，利用“元宇宙”技術(shù)與虛擬仿真技術(shù)相結(jié)合來設(shè)計實(shí)驗環(huán)境，更新實(shí)驗步驟，使理論與實(shí)驗教學(xué)、線上與線下教學(xué)能夠得到充分融合。

在以“融合”為建設(shè)理念的新文科大背景下，虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)改革在全面提升新時代大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)及實(shí)踐能力的同時，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神及人文修養(yǎng)，不僅是新時代高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的重要體現(xiàn)，同時也是高校教學(xué)主動適應(yīng)信息技術(shù)革命性變化的重要實(shí)踐，是后疫情時代構(gòu)建“人工智能+教育”智能教育新生態(tài)的重要組成，是大力推進(jìn)教育教學(xué)改革，進(jìn)一步落實(shí)立德樹人教育根本任務(wù)的積極探索，對高質(zhì)量的人才培養(yǎng)、高等教育的發(fā)展及教育體系的建設(shè)具有極其深遠(yuǎn)的推動性意義。