舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用研究

文/劉 浩

舞蹈的數(shù)字化是一個(gè)廣泛的定義，包括舞蹈通過數(shù)字化途徑的傳播及舞蹈的數(shù)字化制作。舞蹈數(shù)字化技術(shù)的高端發(fā)展需要精心策劃和熟練操作，需要專業(yè)技術(shù)人員參與和創(chuàng)作，它可以說是一種大型的工業(yè)化流程和項(xiàng)目制度。除了商業(yè)化的音樂電視和舞蹈電影之外，高科技在舞蹈影像制作中的使用具有學(xué)科研究的前瞻性和學(xué)科建設(shè)的價(jià)值。[1]（P30）作為數(shù)字舞蹈藝術(shù),它要在視覺化的前提下達(dá)到更高的互動(dòng)水平，而舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)滿足了數(shù)字舞蹈這方面的要求,它以全視角的形式為藝術(shù)創(chuàng)作者提供了更便捷的視覺模式,其優(yōu)化的操作流程為編導(dǎo)和演員提供了更為互動(dòng)的創(chuàng)作平臺(tái)。

一、舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)介紹

1.舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)簡(jiǎn)介

舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)是一款基于3DS MAX軟件的舞蹈編舞軟件系統(tǒng)。它通過3DS MAX三維軟件的攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)、光線追蹤、動(dòng)作捕捉等功能對(duì)sql數(shù)據(jù)庫(kù)中的舞蹈動(dòng)作和人物模型進(jìn)行編輯和整合,從而形成具有鏡頭感和舞臺(tái)調(diào)度的三維視覺化舞蹈作品,為舞蹈現(xiàn)場(chǎng)的人員調(diào)度和舞美設(shè)計(jì)提供一個(gè)對(duì)現(xiàn)實(shí)的模擬，以便對(duì)舞蹈作品進(jìn)行評(píng)估和修改。其具體創(chuàng)作流程如圖1所示。

2.軟件開發(fā)平臺(tái)

舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用3DS MAX軟件為主要開發(fā)平臺(tái)，借用3DS MAX在三維圖形領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)、物理模擬和材質(zhì)渲染技術(shù)實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)的功能。從技術(shù)角度來說,也就是要在autodesk公司開發(fā)的3DS MAX軟件的基礎(chǔ)上利用maxscript語言另行開發(fā)一個(gè)具有使用外接數(shù)據(jù)口和更具有用戶交互性界面的插件。

3DS MAX 系統(tǒng)具有功能強(qiáng)大、使用方便等特點(diǎn)。在舞美設(shè)計(jì)中，它提供了許多我們需要的功能，如材質(zhì)編輯器、動(dòng)畫編輯器、燈光特效和環(huán)境特效等。它既可以在虛擬的三維空間里創(chuàng)造出極其逼真的世界， 又可以按照實(shí)際尺寸來制造真實(shí)的物體。它很容易創(chuàng)造出自己構(gòu)思的演出空間、虛擬布景、道具和演員， 可在瞬間對(duì)顏色、材質(zhì)、影子、光及大量附加效果進(jìn)行如意的編輯。它可以從屏幕上直觀地檢查舞臺(tái)的不同角度、不同位置的燈光的布光效果， 提前進(jìn)行燈光設(shè)計(jì)。在這個(gè)虛擬空間里，舞美設(shè)計(jì)師可以與其他工作人員一起進(jìn)行前期案頭創(chuàng)作構(gòu)思和創(chuàng)作演練。3DS MAX 的這種擬實(shí)、直觀、快速、省力、容易修改等特點(diǎn)是傳統(tǒng)的表現(xiàn)方法所無法比擬的。[2]（P49-50）

3.舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)中模型數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)根據(jù)模型庫(kù)的基本內(nèi)容和作用來實(shí)現(xiàn), 數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)利用的SQL是專為數(shù)據(jù)庫(kù)而建立的操作命令集，是一種功能齊全的數(shù)據(jù)庫(kù)語言。SQL數(shù)據(jù)庫(kù)是表(Table)的集合，它由一個(gè)或多個(gè)SQL模式定義。一個(gè)SQL表由行集構(gòu)成，一行是列的序列(集合)，每列與行對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，這種形式很容易編輯所需要的數(shù)據(jù)，和對(duì)必要數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地?cái)?shù)據(jù)類型分類。在舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，只需要一個(gè)“列”單元就可以把所需元素放入數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，優(yōu)化系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的利用，節(jié)省資源。DBMS采用Microsoft SQL Server 2008企業(yè)版，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)“dance”,在數(shù)據(jù)庫(kù)中建表“stage element”，并將“SEno”作為主碼，列“燈光”、“舞臺(tái)”、“帷幕”、“煙霧”分別同表“l(fā)ight”、“stage”、“purdah”、“fog”相應(yīng)各列按照參照完整性約束建立參照關(guān)系；同時(shí)建立“person”表，將列“PID”作為主碼，列“上衣”、“褲子”、“鞋”、“發(fā)型”、“膚色”、“裝飾物”分別同表“coat”、“Trousers”、“Shoes”、“Hair”、“Colour”、“Decoration”相應(yīng)各列按照參照完整性約束建立參照關(guān)系；在表“l(fā)ight”、“stage”、“purdah”、“fog”、“coat”、“Trousers”、“Shoes”、“Hair”、“Colour”、“Decoration”中將各舞臺(tái)及人物元素以IMAGE數(shù)據(jù)類型存儲(chǔ)，從而生成數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系表（圖2）。

圖2 3Ds max軟件平臺(tái)

圖3 SQL數(shù)據(jù)模型庫(kù)

圖4 動(dòng)作捕捉后芭蕾舞動(dòng)作模型

圖5 動(dòng)作捕捉后芭蕾舞動(dòng)作模型

4.舞蹈動(dòng)作模型的建立

在舞姿造型上，從各個(gè)角度來看，頭、軀干和肢體大多是在三維立體畫面上進(jìn)行的。魯?shù)婪颉ゑT·拉班把人體的動(dòng)作的空間分為三軸三面，如中國(guó)古典舞中的探海、踹燕、臥魚、射雁、撲步、燕子穿林等基本姿態(tài)；西方芭蕾舞中的阿拉貝斯克（Arabespue）迎風(fēng)展翅舞姿、阿提丟（Attitude）鶴立式舞姿；中國(guó)民族民間舞蹈中的“三道彎”。而在舞蹈隊(duì)型編排上，有簡(jiǎn)單的橫線、縱向、斜線、曲線、三角形、圓形、方形。中國(guó)豐富多彩的民間舞蹈中,有“二龍吐須”、“龍擺尾”、“絞麻花”、“卷菜心”等許多舞蹈圖形，還有圍繞中央由四面八方交替循環(huán)的各種舞蹈圖形和四角、六角、八角環(huán)繞中央的弧形對(duì)稱圖形（圖3、圖4）。

5.3D人物模擬模型及環(huán)境模擬模型的建立

舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)系統(tǒng)為用戶提供了健全的舞蹈動(dòng)作模型和環(huán)境模擬模型庫(kù)。在人物形象方面，數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有舞蹈人物形象的身高、年齡選擇，如符合舞蹈編排的要求，用戶就可以根據(jù)所需風(fēng)格和內(nèi)容選擇人物形象的服裝、皮膚、三維、發(fā)型、裝飾甚至性格上的小動(dòng)作等（圖5）。

每個(gè)人物形象的模型存儲(chǔ)形式都是以max格式存儲(chǔ)，包括其動(dòng)作、材質(zhì)和衣料的物理模擬等。這些素材元素都是由3DS MAX制作完成，數(shù)據(jù)庫(kù)人物形象代表模型共10個(gè)，存入數(shù)據(jù)庫(kù)的模型都以2000-6000面數(shù)的低精度模型為主，這樣有利于更多地減少數(shù)據(jù)庫(kù)的大小和容量。動(dòng)作都是以動(dòng)作捕捉系統(tǒng)對(duì)專業(yè)舞蹈人員進(jìn)行動(dòng)作的跟蹤和捕捉，記錄運(yùn)動(dòng)軌跡。用戶可以使用數(shù)據(jù)庫(kù)中的元素，也可以自己進(jìn)行編排，編排的動(dòng)作可以通過互聯(lián)網(wǎng)上傳舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)的公用服務(wù)器，服務(wù)器采納后將其編入數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便用戶可以對(duì)舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)進(jìn)行更新，從而獲得更完善的形象和動(dòng)作。

此外，環(huán)境模擬模型包括燈光、舞臺(tái)、帷幕、煙霧等，這些元素都是用3DS MAX軟件完成。在音效模型庫(kù)的建立當(dāng)中，用戶可使用其自己的音樂素材，也可以在舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)中搜索使用。

二、舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)的意義與價(jià)值

圖形和圖像是在傳統(tǒng)舞劇背景中經(jīng)常出現(xiàn)的，它們具有勾勒表演環(huán)境和美化舞臺(tái)的作用。在數(shù)字舞蹈中，可以建立一個(gè)虛擬的環(huán)境，它不僅僅存在于背景中，而且存在于整個(gè)舞者的周圍，舞者的舞臺(tái)不再是一個(gè)只有一面面向觀眾的結(jié)構(gòu)，觀眾可以在三維環(huán)境里觀看舞蹈，他們?cè)诿恳粋€(gè)角度都會(huì)有一種不同的視覺享受，環(huán)境與舞者達(dá)到水乳交融的境界。如，韓國(guó)的“愛舞”網(wǎng)站推出了著名的三維動(dòng)畫人物舞蹈教學(xué)和舞蹈桌面系列，人物制作精美，舞蹈動(dòng)作可以慢放，可以從不同角度觀看，舞蹈的場(chǎng)景可以自由地轉(zhuǎn)換成地鐵、舞廳、街頭、舞臺(tái)等。[3]

圖6 人物模型庫(kù)

舞蹈是一門視覺優(yōu)先的藝術(shù)，更快地呈現(xiàn)出畫面動(dòng)態(tài)無疑可以為整個(gè)表演流程節(jié)約時(shí)間，為表演者提供視覺化的動(dòng)作指導(dǎo)。舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)，作為一個(gè)項(xiàng)目?jī)?yōu)化系統(tǒng)，可以為項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過程提供更快的預(yù)演效果，也能為策劃者提供更完善的創(chuàng)作空間；作為一個(gè)舞蹈教學(xué)輔助系統(tǒng)，可以讓學(xué)生更直觀地學(xué)習(xí)舞姿造型、隊(duì)形陣容和空間調(diào)度，具有商業(yè)、教學(xué)和藝術(shù)創(chuàng)作等多重價(jià)值。掌握舞臺(tái)的空間模擬，可以加強(qiáng)舞蹈的流動(dòng)感、可視性、立體感和層次感，也可以增強(qiáng)舞蹈的形式美，對(duì)舞蹈表現(xiàn)主題、刻畫人物形象起到積極作用。

舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)作為舞蹈教學(xué)輔助系統(tǒng)讓教師更方便、更直觀地向?qū)W生傳授知識(shí)。它為用戶提供了前期策劃、中期操作和后期渲染三大流程，每個(gè)流程采用的技術(shù)都不同。舞蹈作為藝術(shù)門類之一，在前期的策劃編排上，需要專家憑借經(jīng)驗(yàn)、想象設(shè)計(jì)出動(dòng)作，教學(xué)過程中缺乏簡(jiǎn)單形象的呈現(xiàn)方式將會(huì)增加教師傳授的難度，因此，需要一個(gè)基于數(shù)字媒體的軟件平臺(tái)，通過前期的設(shè)計(jì)構(gòu)思，為舞蹈編排模式模型、三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)，并與播放媒體和音樂播放形式有機(jī)結(jié)合組成舞蹈編排系統(tǒng)，及時(shí)實(shí)現(xiàn)舞蹈編排者的想法。另外，項(xiàng)目后期工作需要大量人力和物力，但它在數(shù)字媒體技術(shù)的幫助下能夠在最節(jié)省資源的情況下給以完成。

三、舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)的應(yīng)用前景

隨著數(shù)字技術(shù)水平的不斷提高，舞蹈創(chuàng)作不再只是表演和技巧等簡(jiǎn)單概念，新的時(shí)代賦予它更多新的內(nèi)容。

1.在大型舞蹈編舞方面的應(yīng)用

隨著時(shí)代的發(fā)展，計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)科技含量越來越高，大型舞臺(tái)藝術(shù)功能必將越來越豐富。在大型舞蹈創(chuàng)作中，計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)可以極大地減少舞蹈演員排練投入的時(shí)間、精力以及創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)所需的財(cái)力、物力，它可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中選取所需的演員模型，制造出想要的各種舞蹈演員，再通過真實(shí)數(shù)據(jù)的采集、陣裂、組合、變化，模擬出舞蹈編創(chuàng)的基本框架；同時(shí)，它還可以為舞臺(tái)營(yíng)造情調(diào)氣氛，按照舞蹈作品情節(jié)的需要，模擬設(shè)計(jì)舞臺(tái)的布景、燈光、化妝、服裝、效果、道具等，可以無限放大或縮小舞臺(tái)空間、背景,為同一場(chǎng)布景設(shè)計(jì)所需要的不同燈光效果。如果將模擬的舞臺(tái)效果編輯成為動(dòng)畫,可以使編導(dǎo)從各種不同的角度看到燈光的變化、景物的運(yùn)動(dòng),以便設(shè)計(jì)舞臺(tái)調(diào)度,甚至還可以模擬演員自身在布景中觀察所要表演的環(huán)境。最后，計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)能給予舞蹈編導(dǎo)最大的想象空間去完成舞蹈創(chuàng)作，根據(jù)他們心中的人物形象和舞蹈劇情設(shè)計(jì)模擬仿真預(yù)案，設(shè)定不同場(chǎng)次、不同觀眾席位的視角，呈現(xiàn)出理想的藝術(shù)形象和空間效果。

總之，舞臺(tái)效果變化越復(fù)雜，計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)就越精細(xì)。在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異的今天，舞蹈創(chuàng)作也要與其結(jié)合，向現(xiàn)代化、高科技邁進(jìn)。

2.在數(shù)字舞蹈教學(xué)方面的應(yīng)用

當(dāng)今社會(huì)，舞蹈素質(zhì)教育廣泛傳播，舞蹈作為一種文化，已得到大眾的接受。全民的舞蹈素質(zhì)教育已經(jīng)開始以校園為中心向社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域延伸。國(guó)家的推廣、社會(huì)的組織使舞蹈作為美育的課程十分普及。但是很多學(xué)校存在舞蹈教學(xué)方式單一的現(xiàn)象。在教學(xué)中，教師的教學(xué)方式主要是示范與講解，而學(xué)生的主要學(xué)習(xí)方式是模仿，學(xué)生對(duì)教師言聽計(jì)從，缺乏多樣的教學(xué)方式與方法。學(xué)生過多的受到肢體模仿能力、記憶力方面的訓(xùn)練，而對(duì)于感知力、想象力、創(chuàng)造力等方面的訓(xùn)練則很少。由于師生互動(dòng)較少，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高。在舞蹈教學(xué)中，教師往往習(xí)慣于沿用口傳身授法，強(qiáng)調(diào)模仿教學(xué)，更注重知識(shí)的記憶，聯(lián)系實(shí)際顯得不夠。老師生硬地灌輸，學(xué)生機(jī)械地模仿，久而久之，學(xué)生難免會(huì)產(chǎn)生厭煩疲憊之感。面對(duì)這些問題，我們可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫、視頻等多種信息綜合處理，通過建立邏輯關(guān)系和人機(jī)交互作用來輔助舞蹈教學(xué)。教師可以利用三維輔助系統(tǒng)模擬舞蹈人物的動(dòng)作、隊(duì)形的變化，以及渲染舞臺(tái)氣氛、烘托舞蹈情感需求，同時(shí)還可以轉(zhuǎn)換多視角學(xué)習(xí)模式，使學(xué)生從不同視覺角度學(xué)習(xí)舞蹈。這樣就可以使他們深刻地理解舞蹈的構(gòu)圖，加深對(duì)舞蹈隊(duì)形變換效果所產(chǎn)生的視覺沖擊，從而能夠得到舞蹈構(gòu)圖所帶給人的一種情感體驗(yàn)，全方面地感受舞蹈場(chǎng)景、人文環(huán)境、舞蹈作品背后深刻的文化內(nèi)涵。三維輔助系統(tǒng)技術(shù)也可以調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行課堂互動(dòng)的積極性，通過對(duì)視頻中簡(jiǎn)要?jiǎng)幼骰蜿?duì)形的模仿，進(jìn)行身體體驗(yàn)，加深印象。另外，學(xué)生可以利用這個(gè)技術(shù)自己編排合成舞蹈，甚至舞劇。教師要增加學(xué)生對(duì)舞蹈教學(xué)技能的感性認(rèn)識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)性，在模仿的基礎(chǔ)上勇于創(chuàng)新。

舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)的應(yīng)用無論是在課堂教學(xué)中，還是創(chuàng)作編排中，都對(duì)舞蹈事業(yè)的發(fā)展起著積極的推動(dòng)作用，教師可以通過直觀、形象、生動(dòng)的畫面準(zhǔn)確地表達(dá)教學(xué)內(nèi)容；學(xué)生可以身臨其境地受到藝術(shù)的感染，多重感官的刺激使他們的思維過程活躍了，在思想情感上也得到滿足，受到潛移默化的教育。這樣，他們就會(huì)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和記憶加深，對(duì)所要學(xué)習(xí)的動(dòng)作產(chǎn)生興趣，并有躍躍欲試的創(chuàng)作沖動(dòng)，真正使舞蹈課成為一個(gè)激蕩心智、沐浴心靈、凸顯人格、彰顯個(gè)性的活動(dòng)。

以互聯(lián)網(wǎng)、多媒體技術(shù)為標(biāo)志的信息時(shí)代的到來給各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展帶來深刻的變化。多媒體計(jì)算機(jī)作為融圖、文、聲于一體的認(rèn)識(shí)工具也正在引起數(shù)字教學(xué)工作者的密切關(guān)注。舞蹈創(chuàng)作計(jì)算機(jī)三維輔助系統(tǒng)為舞蹈藝術(shù)領(lǐng)域提供了優(yōu)化項(xiàng)目的平臺(tái)，作為一種工具，它標(biāo)志著舞蹈藝術(shù)可以更快更好地發(fā)展，舞蹈學(xué)術(shù)研究者們可以更方便地了解自己的領(lǐng)域；而作為一種思路，它代表著舞蹈與數(shù)字結(jié)合發(fā)展走向了一個(gè)新的臺(tái)階。

[1]林建平.淺談舞蹈的數(shù)字化[J].科技廣場(chǎng)，2007(12).

[2]馮旭.淺談三維設(shè)計(jì)軟件3DS MAX在舞美設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].黃梅戲藝術(shù)，2006（3）.

[3]孫曉梅.舞蹈多媒體技術(shù)及其應(yīng)用[M].上海:上海音樂出版社，2004.