戲曲舞臺道具3D建模技術(shù)及匹配度優(yōu)化策略研究

顧玲玉+鄭斌+周榮庭

【摘 要】3D建模技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢已經(jīng)蔓延至各行各業(yè)，傳統(tǒng)戲曲舞臺也因此獲得變革的機會。本文結(jié)合黃梅戲《牛郎織女》，旨在分析戲曲舞臺道具的建模技術(shù)，并探討其匹配度優(yōu)化的方法，為戲曲舞臺建模的發(fā)展提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】戲曲舞臺道具；三維建模；匹配度

中圖分類號：J814 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1007-0125（2017）01-0031-02

數(shù)字信息設(shè)計技術(shù)在當(dāng)今社會已經(jīng)占領(lǐng)了主導(dǎo)的地位，運用三維制作軟件來進行動畫創(chuàng)作是現(xiàn)代觀眾審美眼光的要求，三維建模技術(shù)從很大程度上加強了人與作品、人與人的溝通與交流。尤其在黃梅戲這一古老而傳統(tǒng)的文化領(lǐng)域，注入3D建模技術(shù)的新鮮活力，戲曲舞臺道具的制作變得更加便捷，不僅解放了人力，而且大大提高了使用效率，一舉多得。

一、戲曲舞臺道具3D建模步驟及方法

隨著技術(shù)的發(fā)展和3D建模的火熱，市面上基于三維設(shè)計的軟件愈加繁多。三維建模的優(yōu)點在于使模型更立體化、形象化和可視化。最常見的軟件為3ds MAX，堪稱現(xiàn)今應(yīng)用最廣、使用最多的三維制作軟件，為各行各業(yè)提供了一種人性化的建模解決方案，近年更是被廣泛應(yīng)用于戲曲舞臺道具建模上。

（一）戲曲舞臺道具3D建模步驟。戲曲舞臺道具建模與他者并無不同，旨在構(gòu)建出戲曲中所需道具的真實面貌。

1.實物建模。設(shè)計師在進行多邊形建模的時候，首先要在頭腦中產(chǎn)生對實際應(yīng)用中需要的戲曲舞臺道具外觀的精確認(rèn)識。通過三維掃描、實物檢測數(shù)據(jù)等方式，構(gòu)建出道具的表觀輪廓；2.材質(zhì)模擬。材質(zhì)模擬是一個趨于細節(jié)的部分，模擬效果很大程度上會影響模型的真實度。設(shè)計師可以通過改變表觀顏色、光強以及紋理形狀來模擬物體的材質(zhì)；3.制作貼圖。對于有些特殊物體來說，如果只憑借自身的材質(zhì)是不能呈現(xiàn)出逼真的效果的。為了解決這一問題，設(shè)計師必須要針對這些物體制作特定的貼圖，從而增強模型的真實性；4.燈光布局。舞臺燈光的調(diào)試和布局也是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。燈光位置是否合理，燈光顏色是否合適，燈光類型是否匹配等要素都要在不斷的實驗中加以磨合；5.攝像機設(shè)置。建模的準(zhǔn)備工作中，如何擺放攝像機的位置和角度同樣是一個不容忽略的問題。設(shè)計師需要規(guī)劃好攝像機的動畫路徑，以呈現(xiàn)整體的三維場景；6.制作動畫。這是戲曲舞臺3D建模的最后一個步驟。在完成所有對象的創(chuàng)建之后，調(diào)整它們的所有節(jié)點屬性、組成元素、燈光、衰減都可以形成動畫[1]。

（二）戲曲舞臺道具3D建模方法。為提高戲曲舞臺道具模型的利用率，可采用多種建模方法，包括面片建模、布爾建模、多邊形建模、NURBS建模等[3]。

1.多邊形建模。設(shè)計師在著手建模的時候，首先考慮的是使用多邊形建模的方法[3]。空間中的一個平面上有幾個頂點，用直線段將這些頂點首尾相連形成一個封閉的多邊形，這些直線所形成的面就是多邊形面。多邊形建模主要就是調(diào)整各頂點在三維制作空間中位置的一種建模方式，這種方式所制作出的模型的面數(shù)較其他建模形式容易控制，比較適合建立結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的模型；2.面片建模。這是一種可變形的對象。每個面片都是由三或四個由邊連接在一起的頂點構(gòu)成，它們共同定義了一個曲面。面片也包含由用戶控制或由軟件控制的內(nèi)部頂點，可以通過操縱頂點和邊來控制面片的形狀[2]。同時，在確保模型質(zhì)量下，可采用減少非必要的面片數(shù)來簡化模型；3.NURBS建模。NURBS建模也稱之為曲面建模技術(shù)，是現(xiàn)代工業(yè)曲面造型中最流行的技術(shù)。它以數(shù)學(xué)公式為基礎(chǔ)，易交互操縱，效率高，計算穩(wěn)定性好；4.布爾建模。這是一種通過布爾數(shù)學(xué)運算（差集、交集、并集等）生成復(fù)合物體的建模方式，這種方式可以用來制作門洞，或者“挖”出一個過道等。經(jīng)過布爾運算后得出的模型還需要轉(zhuǎn)換成多邊形，并將多邊形面都調(diào)整成四邊或三邊的形式[4]。

二、戲曲舞臺道具匹配度優(yōu)化

雖然三維建模有著平面和二維不可取代的優(yōu)點，但是在實際建模的操作中，還需要考慮匹配度的問題。為了實現(xiàn)模型優(yōu)化，本文以3ds MAX軟件為例，提出以下幾點解決措施：

（一）設(shè)計觀眾焦點模型。何謂“觀眾焦點”？眾所皆知，任何一個模型在建立之初都要從觀眾視角去考慮問題。如果設(shè)計者從觀眾的視角出發(fā)，不難發(fā)現(xiàn)，有一個神秘的因素影響著觀眾對戲曲舞臺的參與感和沉浸感，這一關(guān)鍵因素即可稱之為“觀眾焦點”。具體來說，在某一個舞臺場景中，隨著戲曲的演繹節(jié)奏，觀眾最為關(guān)注或者最期望看到的東西就是“觀眾焦點”。若在建模初就提供了足夠的線索指引，暗示和提供了觀眾所期望的視覺焦點，便能很容易帶來沉浸式體驗，此時與焦點無關(guān)的模型細節(jié)的精細度并不理想，也不會影響用戶的體驗[1]。所以在3D建模初期，首先要考慮模型設(shè)計任務(wù)，盡量設(shè)計真實感強烈的與“觀眾焦點”相關(guān)的模型[6]。突出場景當(dāng)中最主要的道具，簡化輔助道具，不僅能給觀眾帶來較好的視聽體驗，而且能夠加快建模的速度。

（二）使用圖片替代三維建模。在三維建模過程中，大量關(guān)乎戲曲舞臺的場景都可以使用圖片或者照片來代替三維建模。圖片（照片）數(shù)據(jù)具有便于采集、成本低廉、真實感強等優(yōu)點。具體操作方法如下：在開發(fā)三維動畫場景時，各設(shè)備采用實景照片，比如戲曲舞臺上經(jīng)常出現(xiàn)的“一桌二椅”等經(jīng)典道具的圖片，然后通過導(dǎo)入3ds MAX軟件的途徑將其設(shè)置為舞臺動畫背景。

（三）選擇合適的模型精確度。三維模型的真實度受精細度的影響極大，細節(jié)處理越細致，其真實度就越高。雖然如此，但是在建模時，更應(yīng)該著重去考慮整個系統(tǒng)的綜合性能而不是過于注意實現(xiàn)模型的細節(jié)，模型構(gòu)建的目的是創(chuàng)造虛擬場景而不是把模型制作得非常精細，因此如果為了保證模型的細致程度非常高而產(chǎn)生大量的三維場景文件就不可取了，只要為三維模型添加適當(dāng)?shù)膯栴}貼圖就完全可以達到符合外觀要求的效果。在實現(xiàn)模型的結(jié)構(gòu)特征時如果全部用多邊形的方式會給系統(tǒng)增加很大的工作量，構(gòu)建三維場景時，全局觀是必不可少的，必須要考慮模型精細度與系統(tǒng)整體性能之間的矛盾，不能為了模型的真實度使整個系統(tǒng)的運行速度、性能以及系統(tǒng)的開發(fā)效率降低，不能無控制地細化模型。

（四）采用多個多面體形物體建模。用單個多面體構(gòu)建這些模型是很困難的，必須要將多個多面體組合起來構(gòu)建。這樣在組合的過程中，就會遇到一些問題，如果模型間拼接的錯誤太多，場景漫游時很可能出現(xiàn)問題。我們并不需要保證拼接處有很高的融合性，但是也不能有很嚴(yán)重的錯誤，不然很可能會使模型出現(xiàn)局部的閃爍。

三、結(jié)束語

綜上所述，通過探討戲曲舞臺道具3D建模的四種方法和匹配度優(yōu)化的六種策略，為傳統(tǒng)戲曲注入新的技術(shù)活力。戲曲舞臺道具的建模技術(shù)較之其它，并沒有多少不同，而其關(guān)鍵在于如何在舞臺上表現(xiàn)出傳統(tǒng)道具的美感。由于戲曲舞臺道具目前更多的是通過實物進行演繹，這也對道具的虛擬化帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)。為應(yīng)對這一新問題，需要在建模方法與模型優(yōu)化上進行更多思考：在眾多建模技術(shù)中找到最佳方案，并優(yōu)化之以提高模型的利用率[5]。由安徽省黃梅戲劇院推出的黃梅戲《牛郎織女》就是一個案例，結(jié)合三維建模與全息投影技術(shù)，演繹出了一場美輪美奐的愛情神話，給觀眾帶來超凡的視聽體驗。

參考文獻：

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[6]林秋杰，段紅.基于Creator的3D建模適時性優(yōu)化方法[C].2008系統(tǒng)仿真技術(shù)及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議，2008.

作者簡介：

顧玲玉，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科技傳播與科技政策系2015級碩士研究生；

鄭 斌，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科技傳播與科技政策系2016級碩士研究生；

周榮庭，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科技傳播與科技政策系教授。

基金項目：本文隸屬于國家科技支撐計劃課題“戲曲舞臺3D技術(shù)集成與應(yīng)用示范”，項目編號為2014BAH15F00，課題編號為2014BAH15F01。