基于運動捕捉技術的貴州民間舞蹈保護方法研究

蒙曦 徐玉香 吳舒

摘 要：針對貴州民間舞蹈藝術資源的大量遺失現象，本文提出了一種基于運動捕捉技術的方法對貴州民間舞蹈資源進行有效的保護。首先運用運動捕捉技術對少數民族文化遺產的數字化信息進行采集，利用全方位多元化的視野打開對舞蹈的認識，再通過將運動捕捉與計算機結合多視點的處理方式，將民族舞蹈元素添加到三維模型中進行虛擬民族舞蹈動律，最后通過數字平臺建構保護傳承體系。這種方法為貴州民間舞蹈研究拓展了新的發展空間和領域。

關鍵詞：運動捕捉；民間舞蹈；數字化；虛擬現實

中圖分類號：J722.21

文獻標識碼：A

文章編號：1671-444X（2018）02-0101-04

國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.gdxbysb.2018.02.018

貴州有著豐富多彩的民族民間舞蹈，而民間舞蹈大多散落在相對偏僻、貧困落后的地區。隨著社會經濟的發展，農村人口大量涌入城市，形成“民工潮”，外出打工成為民族地區勞動力改善生活的必由之路，勞動力的轉移讓昔日熟悉的古歌、民間舞蹈如今難覓蹤影。民間舞蹈的資源也處于老齡化、空巢化的頹廢狀態，除了部分傳統民間舞蹈被列為非物質文化遺產得到較好保護外，還有較多傳統民間文化資源沒有得不到有效保護，一些民間民俗舞蹈瀕臨消亡，不少傳統技能和民間藝術后繼乏人，面臨失傳危險，而民間舞蹈文化資源的稀缺性和不可再生性，讓我們對民間舞蹈文化遺產的搶救和保護刻不容緩，信息技術的高速發展，為民間舞蹈文化遺產的保護與開發開辟了一個全新的領域?；诖吮疚奶岢隽艘环N基于運動捕捉技術的貴州民間舞蹈保護方法，利用數字信息化手段，將民間舞蹈進行整理、收集和記錄，從而實現對民間舞蹈資源的有效的保護。一、少數民族文化遺產的數字化信息采集、整理

舞蹈是人類最早的藝術形式之一，伴隨著人類感知生活的審美體驗，見證了不同族群的文化變遷，是民間文化不可缺少的一部分。怎樣讓 “人類活化石”的民族民間舞蹈得以繼續保存和延續，最為有效的方式就是通過“運動捕捉技術”來采集數據[1]。利用運動捕捉技術將舞蹈者的表演轉化為信息，并將信息進行數字化處理讓其量化，而后分析各民族的風俗習慣、宗教信仰、道德觀念和審美情趣等相關內容，這不僅加深我們對民族民間文化研究和理解，同時也能更好的詮釋我國歷史悠久、浩如煙海的民族民間舞蹈。

（一）明晰采集內容

民間舞蹈采集的元素需要全面準確、考證深入。因為舞蹈的非語言文字文化特征，舞蹈所表現的思想和內容主要在舞蹈動律、姿態、技能、技巧的古文化遺存上，表現在與舞蹈有關的原始樂舞、原始信仰、祭祀禮儀等民俗活動上，因此要結合本地自然生態環境、族群變遷、語言文字、歷史事件、民族風情等相關情況，認真分析提煉民間舞蹈動作的風格特點，結合當地生存環境、時代特色和美好愿望等方面的寓義，在舞蹈動律研究的基礎上，拓展其文化內涵，理清史料的來龍去脈以及民間舞蹈傳承和發展的變化情況。

（二）豐富采集信息

民間舞蹈依據承載的自然人文發展變遷等背景內容，對于民族民間舞蹈追根溯源，深入挖掘民間舞蹈所蘊含的文化信息，區分圖騰舞蹈、祭祀舞蹈、禳怯舞蹈等不同形式的民間舞蹈，側重采集其典型的舞蹈文化信息。對于展現儀式空間范圍、民風民俗社會特征顯著、歷史文化內涵深厚的特色舞蹈，在描述舞蹈審美表現、寓意和歷史傳承革基礎上，還要采集描述舞蹈所指代社會、文化特征信息。

（三）突出重點深入挖掘

明確所采集的某個地區的民間舞蹈范圍。對采集的內容全面考證，深度挖掘，以文化內涵豐富、有歷史價值的民間舞蹈為重點，綜合搜集考證與民間舞蹈文化相關的俗語、傳說、民俗、鄉土物產、民間藝術活動等地域文化信息，挖掘民間舞蹈在傳承過程中逐漸消亡的舞蹈動律的采集工作，并結合民間文化遺產保護工作，對即將消亡的重要的民間舞蹈、民俗藝術進行重點采集，保護彌足珍貴的民間藝術。

二、舞蹈“象形之意”在數字媒體甄別

民族民間舞蹈大多是在典型環境中（特定的儀式場地）中展現祭祀、崇拜、禳怯等民俗舞蹈，作為參與性的審美活動，原生態的舞蹈大多只有幾個基本動作，舞步也較為簡單，但在舞動的過程中卻展現了某一族群社會生活、宗教信仰、圖騰文化等相關內容，如何在數字媒體中分解舞蹈造型、姿態，解讀其獨特的審美觀念、審美心理和審美情趣，這就需要在新的視角中了解舞蹈的動律特征和美學觀念。

運動捕捉是從2D圖像序列中恢復場景中3D人體運動信息的一項技術，從理論上說，運動捕捉技術利用雙目立體視覺的原理，對于空間中某一個同時被兩部以上的相機所見的點，根據同一時刻相機拍攝的圖像之間的特征對應關系和相機內部參數確定該點在空間中的位置，當相機以一定速率連續拍攝時，從圖像序列中可以得到該點的運動軌跡，以此完成對動作的監視和跟蹤，如圖1所示：

與傳統記錄手段相比，運動捕捉技術更具優勢，不僅可以更精確和完整的記錄民族舞姿，還可以在更加科學和完備的分析民族舞姿數據，且成本和人力需求較低。

光學式運動捕捉技術的缺點是系統價格非常昂貴，后期處理數據量龐大，對燈光、標志點、運動對象有要求。但是經過不斷研究和廣泛應用，光學式運動捕捉因捕捉效果的優勢，已經成為了主要的運動捕捉方式，并不斷的在改進，當前比較流行的光學式捕捉系統有Motion，Analysis，Vicon等。

（一）運動捕捉民間舞蹈動律分析

民族民間舞是流傳于民間，有著民族獨特審美的藝術形式，利用光學運動捕捉技術探索民間舞蹈在計算機中的審美表現，如圖2所示，首先為了描述舞蹈演員的運動，需要給舞蹈演員建立一個人體模型來描述演員的關節屬性和體型形狀。根據應用情況不同，模型精細程度有一定差異，主要分為關節模型，幾何體模型，多層模型，表面模型。一般來說，模型越精細，真實感越強，動作捕捉得到的結果越準確，但是模型的算法時間復雜度和空間復雜度越大。然后舞蹈演員身著單色服裝，在身體運動關鍵部位安裝傳感器，如頭部、肩部、髖部、膝部、踝部等各個關節貼上特殊的標志貼“Marker”（特制的標志或者發光點），利用攝像機獲取舞蹈演員跳舞的圖像序列，通過對圖像序列進行分析和處理，精確高效提取圖像關鍵幀，識別其中的Marker，利用相機姿態標定技術重構每一關鍵幀圖像上Marker的三維空間位置來獲取舞蹈演員身體關鍵關節點的坐標和關節旋轉的角度等參數，從而系統跟蹤捕捉并記錄傳感器的三維空間中的位置，解算出舞蹈演員身體運動關鍵部位在真實三維空間中的運動軌跡或姿態并保存三維數據。其中為減少運動捕捉獲得的數據大量的冗余，提高捕獲數據的利用率，在獲取了圖像序列的關鍵幀后，需要對捕獲數據進行一系列的操作，例如壓縮存儲、瀏覽、檢索等操作。最后利用三維重建技術將獲取的三維運動數據編輯成HTR、BVH等格式用于生成虛擬舞蹈動畫視頻。

針對特定的運動模式利用統計學習方式建立運動模型，對每一幀中運動捕獲和標記數據具有代表性的關鍵點，與存儲在運動捕獲文件中的人體模型應用到數據化的處理中，可以大大縮小運動捕捉中舞蹈演員的搜索空間，有助于解決視線遮擋造成的捕捉失敗的問題，縮短人體姿態跟蹤數據處理的時間。如：苗族代表性的 “東方探戈” 長衫龍時候，舞蹈動律特征就是模仿龍的形態，以大幅度的前進、后退、蹉步、擰身急轉體拱進，表現出 “龍出洞”“龍飛膀子”“龍吐水”“龍吐珠”等龍騰起伏之狀，伴隨蘆笙舞動著“龍斗角”，用跺腳、踢腳、蹉步中形成忽高忽低，轉側騰挪，栩栩如生的龍的形態。

我們利用運動捕捉采集運動軌跡后，在對應捕捉影像追蹤人體動作的三維運動進行分析和重建，模擬出人身體運動的姿態，并賦予到虛擬角色中，讓動畫角色的舞蹈姿態逼真自然，標記數據在每一幀具有代表性的關鍵點，思考動律的成因，挖掘苗族獨特的審美觀念、審美心理、審美情趣，了解苗族的自然崇拜、圖騰崇拜、祖先崇拜所形成的感激、虔誠、乞求的崇拜活動，動作姿態“龍”的舞蹈動律與民族審美意識的聯系，這些被圖騰的動物，正是苗族心目中審美的崇拜物，并窺見其原始的信仰和審美崇拜，由此，捕捉舞蹈動律之后，數字化平臺分次多層進行分析為非遺資源數據庫的建設打下基礎。

（二）運動捕捉下民間舞蹈藝術的美學觀念

基于光學的運動捕捉在如今的舞蹈領域已經漸漸被人熟知，運動捕捉可以在全新的視角體驗中展現民間舞蹈的藝術表達和審美體驗。如：貴州屯堡首批非物質文化遺產的“儺戲”，儺戲“臉子”的種類主要有五種，屯堡人稱為“五色相”，即文將、武將、老將、少將、女將，此外還有道人、小軍、土地、麻和尚等雜色“臉子”，演的大多是武戲，內容上講述的是歷代征戰故事。在舞蹈的形式上，是無器樂伴奏，以鑼鼓定音，打斗動作為主，舞者頭戴面具，身穿長袍，根據角色的需要持不同道具，或騰躍蹬踢、彎臂屈膝，或扭身擺胯、踏跺轉跳。舞蹈的風格粗獷、健美、雄渾、有力，有著山地民族的舞蹈的特點。在信息處理中，由于舞蹈動態多變性，運動捕捉中放置傳感設備在表演者運動的方式，將舞蹈形式上所表達的動態美，韻律美、造型美設法收集到所有用于表達運動的數據[2]，然后將結果數據映射到虛擬的三維角色上，運用計算機圖形技術渲染逼真的角色效果，跟蹤和測量運動軌跡，原滋原味的再現屯堡 “儺戲”之美。

三、民間舞蹈藝術的數字化運用

民間舞蹈保護始于文本的時代，而后是記錄在部分音響、音像資料中，由于舞蹈律動的展現方式，即便是錄像也很難從多個維度觀察舞蹈的動律特征，運動捕捉技術解決舞蹈全方位的信息捕捉，可以完整將舞蹈的動態360度采集，將民族舞蹈的動律和臉部添加具有已知圖案的標記材料，它相當于是一個將實際的現場表演轉換為計算機圖像動畫的數字表演的過程，各種信息源給出的有用信息的采集、傳輸、綜合、過濾、相關及合成，建立民族民間舞蹈藝術數字化平臺，還原民間舞蹈的動律形態，舞蹈突破了時空的限制，是民間舞蹈的保護與發展重要的研究手段，有意識地在文化搶救保護工作當中使用數字媒體技術，實現資源共享，是時代發展的需要，也對于保護珍貴的民間舞蹈資源具有極其重要意義。

（一）搭建地方特色舞蹈數據庫

民族民間舞蹈的區域性特點，需要注重實地采風了解。經過實地采風和文獻資料分析后，我們從不同視角運用運動捕捉技術分析和估算舞蹈演員的舞蹈姿態特征，主要研究演員的頭部，軀干、四肢、髖部等身體部分的運動姿態，取得舞蹈演員人體骨架數據，創建演員人體運動模型，構建舞蹈演員運動姿勢數據庫，將采集的特色民間舞蹈動律存儲到數據庫中，有助于詳細分解表演者的表演動作，對舞蹈動作姿態做定性定量化分析，逐步演示各個舞蹈動作，為舞蹈演示更加科學化、智能化提供良好的幫助。

因舞蹈采集是一種剝離行為，從它原來存在的環境中剝離出來，這需要在數字平臺恢復出其原來的存在環境，增加民間舞蹈的展出氛圍及展示出其附著的文化背景。因此，需要選擇分解舞蹈文化藝術類型的數據庫，如：地域文化數據庫、舞蹈動律數據庫、音頻數據庫、服裝道具數據庫等分門別類整理和梳理，而后將各個數據庫和元數據形成一整套術語體系。將兩個不同領域架接，將民間舞所涉及到的各方面數據信息融合到一起，讓有形物質和無形物質中的民間舞蹈數字化。

基于動作捕捉技術構建地方特色舞蹈數據庫對舞蹈演員姿態分析具有很好的規范性，實現了對民間舞蹈智能化、科學化管理。為舞蹈動作數據檢索打下良好的基礎。

（二）實現民間舞蹈的虛擬再現

從舞蹈本身特點出發，創建民間舞蹈多媒體虛擬交互體系平臺，構建三維舞蹈虛擬環境，建立模擬舞臺的場景，實現人與虛擬環境及系統的交互，利用細致如真的虛擬技術來預先展現民間舞蹈的影像，這種身臨其境的沉浸感要求需要對使用者的視覺、聽覺、觸覺等多方面進行刺激，才能更好的復現民間民族舞蹈的形態，其中動作捕捉技術起到至關重要的作用。

基于動作捕捉的計算機虛擬三維重建舞蹈過程。利用運動捕捉技術確定舞蹈表演者的頭部，軀干、四肢、髖部等的位置與方向，實時準確地跟蹤測量參與者的動作，精確采集民間舞蹈動作數據，研究和分析舞蹈動作的不同形態和風格特點[3]，利用舞蹈動作關鍵幀實現動作的過度和順暢，將這些動作實時進行捕捉，以便將這些數據反饋給顯示和控制系統，有效提取舞蹈演員的骨架數據及人體特征平面，將捕捉到的三維舞蹈動作數據轉化為抽象的數字運動，創建人體運動模型，采用骨骼蒙皮動畫的方式生成虛擬舞蹈動畫視頻，將虛擬民間舞蹈實時呈現于屏幕之上。

在數字系統中所展現的仿真三維場景和虛擬人物，實現人機互交，在豐富的行為模塊中讓觀賞者體驗到民間舞蹈的真實情感，這種虛擬現實的互動的方式，能夠細膩的描述民族舞蹈演員的動作，原汁原味的還原舞蹈姿態，在不同的維度探索舞蹈藝術的魅力。

結 語

貴州是一個多民族的省份，各民族創造了豐富多彩的民族文化和傳統，舞蹈文化的歷史延續和基因傳承，在民族文化發展中有著特別重要的意義，本文通過運用運動捕捉技術采集舞蹈數據再結合計算機數字化平臺構建了民間舞蹈的三維模型，將民間舞樸實無華、形式多樣、內容豐富、形象生動的肢體語言展現在數字平臺。此方法實現了對傳統文化進行保存、加工以及傳播回饋，已經成為記錄人類文明進程，多元文化的重要方式，能讓人們更加便捷了解文化傳統，從而更好地挖掘和保存這些彌足珍貴的民間舞蹈文化。

參考文獻：

[1] 郭浩. 基于人體運動捕捉數據自動生成拉班舞譜的研究[D].北京：北京交通大學，2015.

[2] 梁清華. 動態藝術數字化中的運動捕捉關鍵技術研究[D].北京：北京交通大學，2016.

[3] 孫傳明. 民俗舞蹈類非物質文化遺產數字化技術研究[D].武漢：華中師范大學，2013.

（責任編輯：楊 飛）