互 動 投 影 數(shù) 字 藝 術(shù) 實 踐

羅立宏， 宋擇林

(廣東工業(yè)大學(xué) 藝術(shù)設(shè)計學(xué)院， 廣州 510006)

0 引 言

互動投影是一種新型的多媒體展示技術(shù)，利用先進的計算機視覺技術(shù)和投影顯示技術(shù)來營造一種奇幻動感的交互體驗[1]。從技術(shù)原理上看：它首先通過感應(yīng)設(shè)備捕捉到人體運動的信息；這些信息送往影像分析系統(tǒng)進行分析．識別出人體的動作及其變化；影像播放系統(tǒng)根據(jù)識別出的動作及其變化播放相應(yīng)的影像．并利用投影儀等設(shè)備將影像投射到特定的位置上，從而實現(xiàn)人體的運動動作與影像之間的互動[2]。

互動投影技術(shù)和觸摸屏技術(shù)完全不同：① 觸摸屏技術(shù)需要一個與人體接觸的介質(zhì)(觸摸屏)來感應(yīng)動作，這樣動作就必須施加到一個載體上；互動投影則不需要，參與者只要在特定的區(qū)域內(nèi)，可以自由動作。② 觸摸屏技術(shù)能夠處理的動作少而簡單．只有利用手指點擊、滑動、移動等，只是用手指替代了鼠標(biāo);互動投影可以采用身體的任何部分來產(chǎn)生動作．包括手、腳、頭等部位，動作可以自由發(fā)揮．可以是揮手、踢腳．踩、跳等。③ 觸摸屏技術(shù)交互的對象是觸摸屏，而互動投影技術(shù)交互的對象是影像．是對投影的影像施加交互動作。由于互動投影具有很強的互動體驗感，相對于傳統(tǒng)的鼠標(biāo)、鍵盤為主的交互方式，在互動上發(fā)生了革命的變化．使人能夠通過影像和姿勢變化進行交互，更加人性化。隨著近年研究的深入，互動投影還可對人體細(xì)微的動作如手勢[3-4]、指尖活動[5]進行捕捉和分析，還可與增強現(xiàn)實結(jié)合在一起[6]，使互動投影的交互方式更加精確化和多樣化。

互動投影屬于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一種，這種技術(shù)在產(chǎn)品廣告、新車發(fā)布、建筑展示[7-8]、數(shù)字娛樂[9]、教育[10]甚至醫(yī)療領(lǐng)域[11]也有廣泛的應(yīng)用。在酒吧、兒童游樂場所應(yīng)用較多。游戲形式多種多樣：有摸魚、下棋、擊鼓、踢球、角色互動等。

然而，以上提及的這些應(yīng)用中，把互動投影用于藝術(shù)創(chuàng)作的還不多。但近年也有一些藝術(shù)家進行了一些實踐。2015年，日本關(guān)系學(xué)院大學(xué)曾經(jīng)開發(fā)了一個多人交互互動投影映射系統(tǒng)，把互動作品投影到建筑物上并與多人互動[12]。2016年，Lange等[13]開發(fā)了一個由多投影實現(xiàn)的混合現(xiàn)實繪畫系統(tǒng)，可以在虛擬空間中噴涂作畫?；油队笆且环N新型的多媒體手段，可以作為一種新的數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作和表現(xiàn)手段。然而，在這方面，國內(nèi)的研究并不是很多。為此，本文在這方面進行了一些研究和探索，利用互動投影創(chuàng)作新穎的可交互的中國畫數(shù)字藝術(shù)作品。

1 互動投影系統(tǒng)的組成

為了創(chuàng)作一個互動投影藝術(shù)作品，首先要了解一下互動投影多媒體系統(tǒng)的組成?；油队跋到y(tǒng)有單通道系統(tǒng)的[14]，也有多通道系統(tǒng)的[15]。但究其根本，都由4個部分組成：

(1) 信號采集部分。主要任務(wù)是采集人體運動的信息，也就是完成信息的捕捉。信息捕捉設(shè)備有紅外感應(yīng)器、視頻攝錄機、熱力拍攝器等。

(2) 數(shù)據(jù)處理部分。 是互動投影系統(tǒng)的核心部分，是把信號采集部分得到的數(shù)據(jù)進行實時分析，識別出參與者的動作及其變化，并將分析得到的結(jié)果與影像播放系統(tǒng)對接．形成動作與投影影像的互動。

(3) 成像部分。 是將影像呈現(xiàn)到特定的位置，其設(shè)備除投影機外，等離子顯示器、液晶顯示器、LED屏幕都可以作為互動影像的載體。

(4) 輔助設(shè)備部分。包括傳輸線路、音響設(shè)備．安裝構(gòu)件等。

2 互動投影數(shù)字藝術(shù)作品創(chuàng)作

考慮創(chuàng)作一個中國畫水墨風(fēng)格的數(shù)字藝術(shù)作品。水墨藝術(shù)獨特的表現(xiàn)形式首先體現(xiàn)在水墨藝術(shù)中特有的簡潔的形式語言，即“計白當(dāng)黑”的樸素形象。水墨藝術(shù)簡約的畫面不等于簡單，而是形象簡捷，寓意豐富，妙在以極少的要素表達最多的信息?！耙陨賱俣唷薄耙砸划?dāng)十”“計白當(dāng)黑”“無畫處皆成妙境”平面設(shè)計是中國繪畫文化對簡約美感的總結(jié)。其畫風(fēng)元素極其簡單，如水墨的枝條、水墨的嫩葉，運用毛筆的書法性線條和滲化感的水墨效果，給人以詩一樣的意境，顯示了高雅的文化品位和人文情懷。

2.1 構(gòu)圖設(shè)計

為了使畫面整潔干凈又不失畫風(fēng)優(yōu)美，才有長幅水墨畫的比例3072像素：768像素；在畫面設(shè)計上保持松弛有度，不至于擁擠又不會顯單調(diào)。設(shè)計風(fēng)格以石頭，蘭花為前景，3個形態(tài)不一的石頭均勻排布，石上盛開著嬌艷的蘭花；在畫面上方，設(shè)計了若隱若現(xiàn)的山脈，豐富畫面的元素，體現(xiàn)背景的深度。

2.2 蘭花設(shè)計

在每個石頭均設(shè)計嬌艷盛開的搖曳的蘭花，構(gòu)想蘭花會輕輕搖曳，并偶爾受到風(fēng)吹加速搖動，所以在蘭花元素設(shè)計中制作兩組動畫序列幀，慢慢搖動和加速搖動(見圖1)。

圖1 背景與蘭花

由于蘭花搖曳有緩慢和加速2種狀態(tài)，所以設(shè)計思路為新建lanhua元件，前面為蘭花緩慢搖曳的序列幀，后面放置加速搖曳的序列幀，為了使蘭花在沒觸發(fā)的狀態(tài)下不會播放加速的狀態(tài)，這里使用gotoAndPlay()語句來控制。每個緩慢搖曳的蘭花圖片設(shè)計播放時長為3幀，每個加速搖曳的蘭花圖片設(shè)計播放時長為1幀；前55幀為緩慢搖曳蘭花，第55～90幀為加速搖晃狀態(tài)的蘭花，并在第55幀動作面板添加actionscript語句：gotoAndPlay(1)；故每次播放緩慢搖曳蘭花到結(jié)束的55幀時，就跳回第一幀重新播放元件而不會播放加速搖晃的蘭花。

2.3 飛鳥設(shè)計

配合畫面風(fēng)格采用相應(yīng)的飛鳥，在色彩上選用了藍(lán)天的天藍(lán)色，體現(xiàn)自由歡快的飛鳥，并設(shè)計其扇翅的序列幀以便后期導(dǎo)入flash制作飛翔動畫(見圖2)。

圖2 飛鳥序列幀

設(shè)計制作一個飛鳥偶爾飛入舞臺，并停在石頭直到觸發(fā)飛走的動畫；故設(shè)計思路為設(shè)計制作一個飛鳥元件并在飛到某個石頭的時間停住?？梢允褂胹top()語句來實現(xiàn)控制。新建元件birdfly，利用庫中的飛鳥扇翅的序列幀圖片制作一個鳥飛行的元件；新建元件birdstand，利用庫中的鳥搖頭的序列幀圖片制作一個鳥在石頭上搖頭的元件。新建元件bird，在該元件中為元件birdfly制作一個飛入舞臺的動畫，并在后一幀放置元件birdstand和在該幀使用stop()語句使元件的播放到該幀停止，最后在往后的幀制作飛鳥飛出舞臺的動畫。

2.4 蝴蝶設(shè)計

為了豐富畫面的色彩，本作采用2個顏色形態(tài)相異的飛蝶，并設(shè)計飛舞的序列幀以便導(dǎo)入flash中制作動畫(見圖3)。

圖3 蝴蝶的序列幀

單純依靠設(shè)置關(guān)鍵幀有時無法實現(xiàn)復(fù)雜的動畫效果，有很多運動是弧線或者不規(guī)則的，這時就要應(yīng)用 “引導(dǎo)路徑動畫”了，將一個或多個層鏈接到一個運動引導(dǎo)層，使一個或者多個對象沿同一條路徑運動的動畫形式被稱為“引導(dǎo)路徑動畫”。新建元件hudie1，放置蝴蝶素材的序列幀，每個圖片占2幀；新建元件butterfly1，在元件butterfly1放置元件hudie1，調(diào)整元件hudie1的位置，并新建一個引導(dǎo)層使用鋼筆工具繪制蝴蝶飛舞的路線，創(chuàng)建補間動畫。新建元件hudie2，放置蝴蝶素材的序列幀，每個圖片占2幀；新建元件butterfly2，在元件butterfly2放置元件hudie2，調(diào)整元件hudie2的位置，并新建一個引導(dǎo)層使用鋼筆工具繪制蝴蝶飛舞的路線，創(chuàng)建補間動畫(見圖4)。

圖4 蝴蝶的路徑動畫

除此以外，作品還制作了遠(yuǎn)處大雁飛過、落花等序列幀圖像，方法類似，不再累述。

2.5 互動功能制作

然后在多媒體軟件Adobe Flash中導(dǎo)入以上素材。Flash舞臺背景設(shè)置為3 072×768像素。導(dǎo)入動畫素材，形成動畫元件。并特別為蝴蝶元件設(shè)置飛舞的路徑，以便影子觸碰到蝴蝶時蝴蝶按此路徑飛舞。編寫ActionScript互動腳本，捕捉鼠標(biāo)接近事件，當(dāng)鼠標(biāo)接近時，各種動畫內(nèi)容會觸發(fā)。例如鼠標(biāo)光標(biāo)靠近蝴蝶是，啟動蝴蝶飛舞的動畫；鼠標(biāo)光標(biāo)靠近花時，觸發(fā)落花動畫，鼠標(biāo)光標(biāo)靠近鳥兒時，鳥兒飛走，等等。捕捉鼠標(biāo)移動時間，當(dāng)鼠標(biāo)從左向右快速移動時，觸發(fā)蘭花搖曳的動畫，產(chǎn)生風(fēng)吹葉搖的效果。ActionScript是Flash多媒體軟件平臺中的交互腳本語言，例如蝴蝶交互的腳本代碼如下：

import flash.events.MouseEvent;

import flash.events.Event;

import flash.utils.Timer;

import flash.events.TimerEvent;

var Butterfly:butterfly = new butterfly();

var Butterfly2:butterfly2 = new butterfly2();

addChild(Butterfly);

addChild(Butterfly2);

Butterfly.x =-3.90;

Butterfly.y =-5.70;

Butterfly2.x = 3.45;

Butterfly2.y =-39.15;

function fly(evt:MouseEvent):void{

evt.target.play();

}

Butterfly.addEventListener(MouseEvent.ROLL_OVER,fly);

Butterfly2.addEventListener(MouseEvent.ROLL_OVER,fly);

最后由互動投影軟件隱藏鼠標(biāo)光標(biāo)，并由影子控制鼠標(biāo)光標(biāo)的實際位置，作品就完成了。完成后的作品效果見圖5。

圖5 互動投影數(shù)字藝術(shù)作品《蘭花飄香》效果

3 結(jié) 語

互動投影是一種新穎的多媒體技術(shù)?；油队凹夹g(shù)在未來必將在游戲娛樂，會展展示等等多個方面發(fā)揮極其重要的作用，目前我國的互動投影技術(shù)正在快速發(fā)展。本文使用互動投影技術(shù)和Flash交互動畫技術(shù)，設(shè)計了一個國畫風(fēng)格的畫面，并使用ActionScript實現(xiàn)了動畫的交互，創(chuàng)作了一個新穎有趣的數(shù)字藝術(shù)作品。交互數(shù)字藝術(shù)是新興的藝術(shù)領(lǐng)域，還需要更多藝術(shù)家共同參與與創(chuàng)作?？上驳氖?，越來越多的藝術(shù)家和院校越來越重視新媒體藝術(shù)，很多高等院校也正在專門建設(shè)新媒體藝術(shù)實驗室[16]，相信不久的將來將會涌現(xiàn)出越來越多精彩的互動投影藝術(shù)作品。