皮影戲的數(shù)字化生成及創(chuàng)新價值體現(xiàn)

張蔚

(杭州師范大學藝術(shù)教育研究院， 浙江，杭州 311121)

0 引言

非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化就是將非物質(zhì)文化遺產(chǎn)通過數(shù)字采集、數(shù)字處理、數(shù)字存儲、數(shù)字展示以及數(shù)字傳播等技術(shù)手段再現(xiàn)，將非物質(zhì)文化遺產(chǎn)轉(zhuǎn)換、復原成數(shù)字形態(tài)并加以保存[1]。皮影作為非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的代表和中國傳統(tǒng)民俗藝術(shù)之一，也生成了一些優(yōu)秀的作品主要體現(xiàn)在動畫和視頻方面[2]。在國內(nèi)，皮影的數(shù)字化在皮影的動畫制作上初見成效，國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了皮影戲二維動畫片的制作以及皮影戲三維動畫制作的相關(guān)技術(shù)和論證，運用三維計算機圖形技術(shù)展示中國傳統(tǒng)文化中所蘊含意境的動畫短片。在國外，作為數(shù)字媒體發(fā)展較早的地域，歐美等國的數(shù)字娛樂中經(jīng)常會使用皮影元素。隨著技術(shù)的發(fā)展，皮影種類也將會不斷拓展，不再僅僅局限于動畫視頻領(lǐng)域，交互方面是深具潛力和發(fā)展勢頭的技術(shù)手段，相信之后隨著交互的加入，皮影藝術(shù)將會給觀眾帶來更多的參與感和更多的樂趣，這也是皮影戲創(chuàng)新所面臨的技術(shù)難點。

1 皮影戲數(shù)字化呈現(xiàn)的技術(shù)特點

數(shù)字媒體技術(shù)是當今形勢下皮影保護的新機遇，尤其是數(shù)字建模、數(shù)字動畫、人機交互技術(shù)的介入給皮影的創(chuàng)新和傳播提供了更多的工具和載體。數(shù)字化時代下，皮影戲從手工制作到數(shù)字化制作的轉(zhuǎn)變可以為人們提供更好的視覺藝術(shù)畫面，這種借助數(shù)字化媒介的虛擬設計方式為皮影的形象造型、舞臺布景設計和數(shù)字媒體傳播提供了新的思路，使得創(chuàng)作者沒有耗材成本和技術(shù)失誤的顧慮，制作效果也會更具獨特性。同時，數(shù)字化、交互式皮影的沉浸、交互功能可以使觀眾更為徹底地體驗到皮影的藝術(shù)魅力。皮影戲數(shù)字化呈現(xiàn)包括以下幾種方式。

1.1 數(shù)字化方式記錄

用虛擬技術(shù)模擬牛皮、色彩等皮影需要的元素，可以記錄下皮影制作的各個步驟以及制作中皮影的形態(tài)。虛擬的皮影不會受到光和溫度的影響，可以實現(xiàn)皮影的永久保存。皮影戲在表演時，主要記錄的不僅是白布上翻滾的皮影，還有其背后表演藝術(shù)家的控制手法以及音樂配合，用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建出皮影表演時的虛擬舞臺、表演方式以及舞臺背后表演藝術(shù)家的虛擬形態(tài)，將其一舉一動都用數(shù)字化的方式記錄[3]。

1.2 數(shù)字皮影動畫制作

皮影戲和動畫在制作過程和表現(xiàn)形式方面有很多相似之處，兩者都是由角色、音樂、光影組成的視覺藝術(shù)。在皮影模型的處理方面，設計師可以利用三維動畫軟件對皮影進行數(shù)字化處理，將皮影人物進行建模復刻，再掃描皮影自身的紋理質(zhì)感，并將其映射到三維模型上，這種將皮影設計成數(shù)字立體圖像的方式，使觀眾可以更為充分、自由地對皮影模型進行全方位的觀看[4]。

1.3 數(shù)字皮影游戲設計

游戲是現(xiàn)代大眾所熱愛的娛樂形式，同時作為一種國際文化傳播的媒介，可以給人帶來足夠的新鮮和創(chuàng)新感，但皮影戲風格的游戲卻十分罕見。在數(shù)字媒體技術(shù)的支持下，人們可以利用手機、電腦屏幕來替代傳統(tǒng)皮影戲所需要的表演幕布，玩家可以按照自己的想法構(gòu)思皮影結(jié)構(gòu)與圖案，并對舞臺、燈光和音樂進行數(shù)字化預設，最終完成個人的皮影產(chǎn)品設計。

1.4 數(shù)字皮影交互式開發(fā)

皮影數(shù)字化的動作整理可以為交互式皮影的實現(xiàn)提供技術(shù)支持，通過對動作進行預設，利用人機交互技術(shù)，創(chuàng)建交互式數(shù)字皮影系統(tǒng)，受眾最終實現(xiàn)運用人機交互設備，來進行皮影的體感操控?？焖侔l(fā)展的虛擬現(xiàn)實技術(shù)使人機交互的相關(guān)設備也隨之更新迭代。

2 皮影戲電腦數(shù)字化生成的創(chuàng)新體現(xiàn)

2.1 皮影光影平面造型的動畫制作

皮影藝術(shù)造型平面化、卡通化、抽象個性化。皮影藝術(shù)造型質(zhì)樸單純卻富于表現(xiàn)性。整體上線條優(yōu)美、有力生動，韻味十足。這種平面性可運用到數(shù)字化媒體藝術(shù)的設計中并為之確立與眾不同的藝術(shù)風格。其中電腦數(shù)字圖像素材的優(yōu)化處理[5]包括以下幾方面。

1) 色彩的優(yōu)化與外觀的正畸

皮影的實物從色彩上看比較簡潔明快，著色渾厚沉著，麗而不艷，通體透剔，使人賞心悅目。而所收集的數(shù)字化素材，由于受到采集設備限制，如天氣、光線和采集人自身等各方面因素的影響，與實物色澤要相差甚遠，因此需要通過高精度的潤色、調(diào)光和銳化處理，同時，每次擺放的角度、位置不同，也會使得采集到的圖像發(fā)生畸變，譬如頭大身子小或者比例失調(diào)等問題。這些預處理可用Photoshop來合并完成。

2) 影人的拆分

在現(xiàn)實中，影人的身體各部分都是活動的，靠連接點串接在一起，表演的時候，表演者拉動影人的身體各部分來完成各種諸如舞蹈、走路、打斗等不同類型動作。而采集到的數(shù)字化皮影圖像則是一張單圖層的照片，所有關(guān)節(jié)都是“死”的，所以需要對影人進行“肢解”，將其的頭部、軀干和四肢分離開來，分別放在不同的圖層中，保存起來待用，后期就可以從圖庫中直接取出素材制作數(shù)字皮影動畫片。這部分工作通過Photoshop的圖像摳取、剪切和粘貼來完成，完成后，針對缺失的關(guān)節(jié)部分進行補繪，將關(guān)節(jié)做成和實物一模一樣的圓形，如圖1的過程所示，以便于后期做轉(zhuǎn)動之類的動作。

圖1 影人的拆分示意圖

基于皮影戲預演快速生成二維動畫的方法如圖2所示。在皮影戲演員進行預演時就能同步生成二維動畫，可做出真實的皮影動畫效果，操作更快速、流程化、簡潔，做出真實的皮影動畫效果替換素材更方便，解決現(xiàn)有技術(shù)中皮影戲動畫制作流程較慢，復用性差的技術(shù)問題。

圖2 皮影戲二維動畫生成步驟

所用軟件技術(shù)包括：二維矢量動畫制作軟件Moho，后期合成軟件After Effect，Premiere Pro。制作原理是基于皮影戲的表演技法提出的，如圖3所示。在電腦上，利用快捷的技術(shù)手段的同時也保留了二維動畫的手繪風格。通過借鑒皮影戲的技術(shù)，動畫角色不是由一張一張的繪畫圖案構(gòu)成，而是分為不同的部分，頭、手腳、身體等都作為一個構(gòu)件來分別完成，并且由骨架來連接和控制。把這些構(gòu)成部分都存儲在電腦中。當情景需要的時候，通過一定的技術(shù)手段來隨時提取，并且在骨架的控制之下，做出像皮影一樣的連續(xù)動作。這就是典型的把二維動畫技術(shù)和皮影戲的元素結(jié)合在一起的做法[6]。

圖3 新二維技術(shù)原理示意圖

Moho軟件最顯著的一點就是其帶有骨架功能，可將由Photoshop處理好的各部分素材導入，也可直接用繪圖工具繪制角色各部分的矢量圖形，然后利用骨架功能(見圖4)，將這些分層的部分連接起來，形成一個整體，即如皮影股，由骨架隨意控制各部分肢體的動作。非常符合此二維技術(shù)原理的要求。After Effect主要用于動畫的后期合成和特效的實現(xiàn)，特效插件豐富，能做出光影等效果，為動畫增色。Premiere剪輯的專業(yè)軟件，用于最后的剪輯、配音合成。

圖4 Moho的骨架生成

2.2 虛實相融的“沉浸”交互的電腦實現(xiàn)

數(shù)字建模、虛實相融和人機交互等技術(shù)為皮影的創(chuàng)新和發(fā)展帶來了機遇。虛擬設備可以把不同地域的觀眾帶入沉浸劇場空間，也可以把不同地域、國別和時代的演員匯集在一起。虛擬現(xiàn)實技術(shù)中皮影戲模擬仿真制作的關(guān)鍵點[7]如表1所示。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)中皮影戲模擬仿真制作中的關(guān)鍵點表

這種借助數(shù)字化媒介的虛擬設計方式能為皮影藝術(shù)的形象造型、舞臺布景設計和數(shù)字媒體傳播提供新思路。

皮影數(shù)字化的分屏交互和多終端數(shù)字皮影交互系統(tǒng)如圖5所示。

如圖5所示，硬件子系統(tǒng)的主控設備由一臺電腦控制，組網(wǎng)設備由一臺路由器擔任，各種分控設備根據(jù)此路由器的驅(qū)動，可連接至路由器之上，完成實時表演的需求。分控設備由手機或平板終端擔任，目前主流的手機與平板系統(tǒng)有Android和iOS兩種，所以在軟件的設計過程中，不僅要考慮到屏幕的分辨率、大小，還要考慮不同的系統(tǒng)所帶來的差異性因素。投影設備由投影儀擔任，并由高清視頻輸出線與電腦連接，投影儀可以將電腦上的視頻信號，投影到更大的熒幕之上，從而達到比較好的表演效果。而實時表演時，電腦可以和投影儀進行連接，也可與任意的高清輸出設備進行連接，各部分的組件可以根據(jù)需求，靈活的增加減少和替換[8]。系統(tǒng)軟件的部分功能如圖6所示。

(a) 前后端硬件結(jié)構(gòu)圖

圖6 系統(tǒng)部分功能示意圖

新型技術(shù)的發(fā)展給傳統(tǒng)文化和藝術(shù)形式帶來更多的可能性，先進的人機交互技術(shù)可以彌補傳統(tǒng)皮影藝術(shù)相對老舊的技術(shù)缺陷，兩者間的合作必將極大推動皮影藝術(shù)的傳承、保護和創(chuàng)新。虛實交融技術(shù)對皮影的數(shù)字化發(fā)展有著極為重要的作用。將皮影的模型、動作轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息，通過交互設備進行驅(qū)動，使人們實現(xiàn)通過增強現(xiàn)實對皮影進行操控和表演體驗。

如圖7所示的系統(tǒng)架構(gòu)圖，系統(tǒng)的開發(fā)層主要是基于Vuforia SDK開發(fā)組件以及Unity3D軟件平臺。其中Vuforia SDK主要實現(xiàn)增強現(xiàn)實功能，通過獲取目標信息，把目標信息以及虛擬信息加載到數(shù)據(jù)庫，當系統(tǒng)運行時，Image Target進行目標的識別與匹配，從而獲取相應的數(shù)據(jù)。Unity3D平臺能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)主體功能的開發(fā)，包括界面開發(fā)和視聽功能的實現(xiàn)。在進行系統(tǒng)開發(fā)時將識別場景與其他功能場景進行分離，通過Application. Load參數(shù)來加載不同的場景，如圖8所示。系統(tǒng)的顯示層是指用戶可以直接接觸和使用的界面和功能，例如每個跳轉(zhuǎn)的界面、增強現(xiàn)實信息的識別與顯示功能、聲畫的播放功能以及交互功能等。系統(tǒng)的運行層表示最終系統(tǒng)可以運行于移動平臺或者穿戴設備[9]。

圖7 增強現(xiàn)實的皮影戲系統(tǒng)框架

圖8 三維皮影戲制作效果

在系統(tǒng)的開發(fā)中，使用了高通Vuforia SDK組件。Vuforia采用了基于自然特征點標記的方法，對攝像頭采集到的識別圖進行處理，包括灰度化、色階計算、錨點記錄以及降噪平滑等，以此來提高圖片的辨別度和識別程度。將處理后的識別圖上傳到高通數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)會選取關(guān)鍵點并對其進行記錄與描述。在開發(fā)的過程中將每一張識別圖與一個三維模型相對應，當系統(tǒng)掃描到某張識別圖時，數(shù)據(jù)庫便會調(diào)用與之對應的三維模型作為增強信息出現(xiàn)。

將制作完成的三維皮影戲、三維人物形象以及皮影標識圖導入Unity3D中，通過設置AR Camera和ImageTarget實現(xiàn)增強現(xiàn)實效果。設置ImageTarget參數(shù)把三維模型與識別圖進行關(guān)系的對應，將三維皮影戲與穆桂英的皮影識別圖綁定，將三維關(guān)羽人物模型與關(guān)羽識別圖綁定，將三維哪吒人物模型與哪吒識別圖綁定。

圖9 Unity3D的增強現(xiàn)實功能實現(xiàn)

圖10 “AR皮影戲”及“AR趣味皮影”增強現(xiàn)實效果圖

4 結(jié)語

數(shù)字化時代，利用最新的科技手段改變原有傳統(tǒng)皮影戲缺乏縱深表演空間、交互性不足的局限性和傳播形式單一、受眾面窄的傳播方式，利用電腦數(shù)字化技術(shù)，提高數(shù)字化傳播效率和演出的藝術(shù)效果， 打破皮影戲作為傳統(tǒng)藝術(shù)的沉重，而給它賦予大量現(xiàn)代的流行元素。在皮影動畫中應用電影中各種長鏡、短鏡以及蒙太奇手法，可以運用皮影戲的方法來演繹現(xiàn)代故事。最重要的是，可以通過網(wǎng)絡技術(shù)，讓皮影戲(不僅僅是皮影本身)在世界各地流傳，培養(yǎng)更多的皮影傳承人和受眾群體，提升傳統(tǒng)文化的影響力和推動現(xiàn)代化發(fā)展方面具有極重要的意義和發(fā)展前景。