VR全景交互動態(tài)展示在美術館中的應用*
——以公望美術館《富春山居圖》為例

（浙江科技學院藝術設計學院,浙江杭州 310023）

位于杭州市富陽區(qū)的公望美術館的鎮(zhèn)館之寶《富春山居圖》自古以來有眾多名家臨摹，形成不同的摹本，部分幅面較寬的掛于墻上以縱向展示；部分幅面較窄的則水平放置于展柜中，參觀者不得不靠近低頭觀看，十分不便。將《富春山居圖》眾多摹本制成全景動畫，可極大程度上提升交互性與游戲性，甚至可以在需要的位置設置出發(fā)點，根據(jù)頭部朝向激活觸發(fā)點，跳轉進入二級動畫進行播放或者激活語音介紹獨白。在美術大家的助益下甚至可以在原畫作的基礎上實現(xiàn)進一步的再創(chuàng)作，如添加人物及鳥獸于畫作之上，使之栩栩如生，強化生活氣息，這種創(chuàng)作源于原畫高于原畫，配合音效，能夠使人獲得身臨其境的沉浸感受。通過這種方式，便實現(xiàn)了“全景”“交互”“動態(tài)”三者的有機結合。

一、山水畫作的特征及全景展示方案

山水畫作本身是平面的藝術作品。但若要實現(xiàn)立體效果，必須為其建立三維空間，如將《富春山居圖》進行掃描、分層、補繪并制作人物花鳥動畫，導入到UNITY 3D（或UE4）等交互引擎中，生成全景交互動畫?！陡淮荷骄訄D》是美術長卷，接近全景成像，結合視聽覺，令參觀者產生更強烈的共鳴，參觀者所感受到的是高度藝術化的環(huán)境。

傳統(tǒng)繪畫在一層畫紙上實現(xiàn)，因此，遠近的表現(xiàn)是相互重疊的，表現(xiàn)有：近大遠小，遠高近低，以近壓遠。在三維空間中實現(xiàn)全景效果，需要將場景三維化，至少全景360度化，要求富春山體遠近分離，被遮擋的山體也需要補繪出一部分（不需要全部補繪），水體多為水紋，水紋的動態(tài)表現(xiàn)需要理解畫家的意圖以及江流平穩(wěn)的效果。若出意境，則需茅廬、老翁、童子、村婦、農人、漁人等角色相匹配，還需要動態(tài)點綴，如柳樹樹枝隨風飄動、漁船飄動、白鷺高飛等。這是需要投入大量精力（動畫繪制）實現(xiàn)的部分。以國畫山水的方式實現(xiàn)。將畫作動畫化的創(chuàng)造方案不能停留在表面（一級場景動畫），還要針對細部進行創(chuàng)作（二級場景動畫），二級場景動畫的觸發(fā)來自一級場景中的觸發(fā)點。[1]

在一級場景動畫中，有高精度方式、低精度方式兩種選擇。低精度方式簡單以原畫作處理為貼圖，貼在環(huán)境球上，形成球體空間。高精度方式則以場景所有元素還原為三維的方式實現(xiàn)，將山體主體制作成高精度模型。逼真度極高。

在二級場景動畫制作過程中，需要在《富春山居圖》中選擇不同的局部來進行動畫再創(chuàng)作，設定生活化故事，將局部角色動態(tài)化，制作流程包括：劇本編撰、人物設計、場景設計、分鏡繪制、人物與場景模型構建與貼圖繪制、動畫制作、特效制作、燈光渲染、后期合成、剪輯、音樂音效制作。

二、傳統(tǒng)山水美術作品的藝術特征及《富春山居圖》的概況及版本

中國大型水墨畫（主要是山水畫類型）多為散點透視（跑馬透視），橫向篇幅巨大，而縱向篇幅則有限，這種情況恰恰對應了全景影像的優(yōu)勢。不同于西方“透視”畫法基于固定角度固定視點的畫面形成方案，局限在較為狹窄的畫面之中。三點透視的橫向巨幅極其適合視野角度全方位的360度全景模式。[2]

中國古代繪畫的透視原則多是“遠高近低”。與多數(shù)的中國傳統(tǒng)山水畫一樣，《富春山居圖》亦采用橫卷的方式，從人的正常視野，呈現(xiàn)了視角高度上的山水景色，將不同位置的山體景觀以組合的方式安置在江邊。在畫面上，畫家著重表現(xiàn)了山水的層次感，山體以一種近大遠小的方式呈現(xiàn)交疊出來。在繪畫構圖中，《富春山居圖》采用了“闊遠”的方式，實現(xiàn)了繪畫構圖上的獨特轉變，實現(xiàn)了與縱向構圖的山水畫作完全不同的構成方式。

三、一級場景動畫的實現(xiàn)流程

在一級動畫中，需要在三維環(huán)境中創(chuàng)建基本環(huán)境信息，這種信息包括山巒遠近，地平面位置/水面位置/樹木/人物等的位置，類似于影視拍攝中的場面調度。為近景創(chuàng)建精細模型（如果不能以模型實現(xiàn)山體石頭，則需要精細繪制貼圖），以線框渲染成線條效果，形成基本國畫風格。為基本動態(tài)物體繪制動態(tài)，如農民鋤地/漁民撒網/白鷺翱翔/鴛鴦戲水/等基本動態(tài)，以貼圖序列方式保存?zhèn)溆?。安排全景相機，渲染全景畫幅。在后期軟件中校色/合成/并輸出成全景動態(tài)文件。

四、二級場景動畫的實現(xiàn)流程

在二級場景動畫制作過程中，不論是否全景動畫，皆按照常規(guī)動畫制作流程執(zhí)行：故事文本撰寫、人物設計與場景設計、分鏡繪制、人物與場景模型搭建及貼圖繪畫、動畫調節(jié)、特效設計、燈光設置、渲染及后期合成、音樂音效采集及制作。[3]其中部分步驟會同時進行，例如劇本撰寫與人物場景設定可以同步進行。本項目中擬定的五個二級場景動畫包括：《酒村山郭》《漁人垂釣》《情意綿綿》《白鷺翱翔》《關雎》：

劇本1：酒村山郭：

設定人物：村人若干

故事內容：在村中央的酒肆中飲酒暢言，引吭高歌

背景音樂與獨白：

外景 富春江畔漁村內，村中央酒肆內

劇本2：漁人垂釣：

設定人物：漁翁

故事內容：漁翁一人，頭戴斗笠身穿蓑衣在江中悠然垂釣。舟邊有鸕鶿休息。

背景音樂與獨白：孤舟蓑笠翁、獨釣富春江

外景 富春江上，漁人坐于小舟之上垂釣，微雨

漁父，六十多歲，精神矍鑠，微瘦，頗有文化，身著蓑衣頭戴斗笠。

劇本3：情意綿綿：畫中位置：小橋。

設定人物：青年男女各一

故事內容：男女在湖邊小亭情話綿綿

外景 富春江邊，草亭內，

劇本4：白鷺翱翔：

設定人物：白鷺數(shù)只、野雀數(shù)只

故事內容：數(shù)只白鷺在空中穿梭，一兩只在水邊涉水捉魚；野雀在樹上鳴叫；

背景音樂與獨白：笛聲悠揚、民樂、傳統(tǒng)

劇本5：關雎（指導學生畢業(yè)設計作品）

設定人物：子雎 三娘 夏辰 夏越

故事內容：子雎與三娘之間美好的愛情故事

音樂：《廣陵散》

第一場 初遇

第二場 相思

第三場 再遇

第四場 三娘思子雎

第五場 情定小橋

五、渲染技術及水墨效果實現(xiàn)

要在虛擬空間模擬出平面的水墨效果，需要提煉出水墨畫的一般化特征。首先，傳統(tǒng)水墨畫的空間表現(xiàn)是由墨的濃淡來體現(xiàn)的，通常來說越近越濃，越遠越淡。越低越濃，越高越淡。其次，水墨山水的“留白”是其重要特征，留白并非空白，而是充滿，充滿背景與遐想。在留白之處以書法、詩詞、印章等進行題補是國畫獨特的審美樣式。再次，國畫用筆考究，不同干濕程度的筆觸表現(xiàn)了不同物體的質感及空間遠近關系。第四，若非工筆畫，水墨山水通常沒有輪廓線，水墨在宣紙上自然渲染，山色氤氳渾然天成。日式單線平涂的平面動畫方法能夠產生優(yōu)美靈動的角色動作，與潑墨山水豪放壯麗的背景、柔和的詩意筆調完美融合在一起。[4]

在技術實現(xiàn)階段，需要從三維空間入手鏡頭構圖，需要根據(jù)原畫作意境來安排鏡頭構圖的遠近高低濃淡疏密，同時將水墨畫散點透視的特征與兩點透視巧妙結合，并非單純的生活場景就適合產生水墨意境畫面。在實現(xiàn)階段最考察功力的可能就是質感的實現(xiàn)。雖然水墨效果的質感并非新鮮事物，但需要不斷嘗試并與實時渲染引擎相匹配。如使用Autodesk Maya進行材質制作，則需要添加計算機語言到一個基本的混合材質上，使其在渲染時總能顯示出宣紙繪畫的暈染效果。在材質貼圖繪制上，則需要畫者盡量去模仿原作的水墨效果，以保留傳統(tǒng)水墨畫的靈魂意境。

六、效果分析

為了實現(xiàn)旋轉觀看的效果，需要使用VR動感座椅，當人們坐在座椅上，帶上頭戴設備，人們就可以通過轉動座椅實現(xiàn)360度觀看。而不用勞累地轉動頭頸。可以采用微信微博獨立APP等方式實現(xiàn)在線互動觀看或者下載到手機里觀看，展館需要提供VR眼鏡等必要設備。3D全景影像的制作需要在三維環(huán)境中生成全景空間，可以有高清晰度和低清晰度的選項。低清晰度的做法是創(chuàng)建環(huán)境或球形空間，將《富春山居圖》以貼圖形式貼在其中。這種形式技術實現(xiàn)上比較簡單，但只是實現(xiàn)了最初級的三維效果，能夠通過VR眼鏡實現(xiàn)轉頭觀察各個角度的功能，就此實現(xiàn)“沉浸感”的初級要求。

為了保證與原作最高程度的相似性，在貼圖材質的選取中選擇去除表面色高光特征的Surfaceshader，只保留原畫作中的毛筆筆觸。按照高細膩度的做法應該是用三維還原二維富春山、富春江兩岸的環(huán)境，并將周邊所有的場景/村落/農人/孩童/漁人/村婦等以動畫形式制作出來。從某個視角來看，可以實現(xiàn)例如“剩山圖”中的主體部分，但換一個視角便不再相同，就像詩云“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同，不識廬山真面目，只緣身在此山中。”這種創(chuàng)作實際上擴展了山水畫的欣賞角度并創(chuàng)造出了更多的高于畫作的視覺內涵。此種創(chuàng)作極大地激發(fā)出新時代新媒體創(chuàng)作者的主動性和興趣。為增強沉浸感，需要推進視點到畫中的某一位置。真正做到“人在畫中游”的感覺。

七、課題研究的特色及價值

VR交互動態(tài)展示拓展了傳統(tǒng)的展陳方式，期望實現(xiàn)的是一種全新的基于VR新技術的展陳方式，意在拓展展覽形態(tài)，并不意圖顛覆現(xiàn)有的實物靜態(tài)展陳方式。希望達到“錦上添花”的效果。與多數(shù)VR展覽館項目中所提到的“虛擬美術館”或“虛擬博物館”等概念不同的是，本文意圖實現(xiàn)針對更加具體的“中國山水畫（主要為橫幅）固定視點沉浸式體驗”，希望能夠在現(xiàn)有展覽的基礎上將展覽技術豐富化，以期待吸引更加廣泛的觀眾群體，特別是青少年。

由于傳統(tǒng)水墨山水畫作的相似性，本文雖以《富春山居圖》為例，但實現(xiàn)過程可以在多數(shù)山水畫作的交互展示中達成。我們可以預見到，作為國寶的傳統(tǒng)山水畫作能夠以VR全景影像的方式得以再生，那是多么令人興奮的事情。