戲曲傳承保護AR系統(tǒng)的建立研究

戴梅萍

摘 要：中國戲曲文化的傳承與保護需與現代技術緊密結合，建立依托AR技術的戲曲傳承保護機制。本文指出了AR技術延續(xù)了傳統(tǒng)戲曲的生命力、創(chuàng)建了傳播平臺以及帶來了新的交互式體驗模式，闡明了基于傳承與保護戲曲的AR系統(tǒng)的建立需從學校層面創(chuàng)新教育方式以及從社會層面創(chuàng)新保護形式兩方面展開。

關鍵詞：戲曲;傳承;保護;AR系統(tǒng)

AR（Augmented Reality）即增強現實技術是基于VR（Virtual Reality）技術開發(fā)出來的，其利用計算機技術生成的三維虛擬模態(tài)場景，通過借助多種現代化設備手段帶來真實性體驗。它能夠與多個領域進行結合，從而達到意想不到的效果。中國傳統(tǒng)戲曲文化作為非物質文化遺產，不僅需要培育傳承人，而且需要與現代化技術手段緊密結合，開拓戲曲傳承與保護的新路徑。2017年中央印發(fā)的《中共中央辦公廳國務院辦公廳印發(fā)<關于實施中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化傳承發(fā)展工程的意見>》指出：“綜合運用報紙、書刊、電臺、電視臺、互聯(lián)網站等各類載體，融通多媒體資源，統(tǒng)籌宣傳、文化、文物等各方力量，創(chuàng)新表達方式，大力彰顯中華文化魅力。”而早在2014年國務院頒布的《關于推進文化創(chuàng)意和設計服務與相關產業(yè)融合發(fā)展的若干意見》（國發(fā)〔2014〕10號）中就指出了“文化傳承，科技支撐”基本原則。可見，文化傳承與保護需要融合現代科技，實現多項聯(lián)動。因此，中國傳統(tǒng)戲曲文化應正守本源，結合AR可視化技術手段，讓古老藝術年輕化、趣味化、時尚化，從而拓寬藝術發(fā)展道路。

1 AR技術發(fā)展現狀

20世紀50年代早期，人們當時所接觸到的視頻圖像都局限在2D水平，無法帶來接近于自然的聲、光、聞等多感官體驗。而在20世紀60年代左右，電影制作人Morton Heilig在多年的電影拍攝及制作生涯中，積累了豐富的影視經驗，為此，他發(fā)明出了名為Sensorama Stimulator的機器。該機器能夠同時將圖像、聲音、動感、氣味結合起來用以表現電影場景，帶來超前的感官體驗。為此，AR技術開始發(fā)展，盡管AR技術的開發(fā)雖處于初級水平，但其高于2D技術的體現方式則顯示出其廣闊的應用前景。進入20世紀90年代以后，AR技術發(fā)展迅速，其中由美國華盛頓大學的圖形實驗室開發(fā)的軟件AR Toolkit提升了AR技術性能。此外，AR技術與其他領域的融合應用也是AR技術發(fā)展的焦點，如美國麻省理工學院所研發(fā)建立的圖像導航外科手術室，將AR技術與醫(yī)學相結合，提升了醫(yī)學手術精度。又如日本研發(fā)的混合現實實驗室依托AR技術解決了諸多難題。

進入21世紀后，互聯(lián)網技術的快速發(fā)展帶來了多領域的技術革新，而AR技術也日臻完善，其應用領域不再單一化，更多地拓展到如教學、工業(yè)制作、城市建設、文創(chuàng)開發(fā)等領域，體現出多要素之間的互動與結合。基于各領域的AR系統(tǒng)研發(fā)是目前關注的重點，有助于與AR技術進行深度融合。

2 AR技術的特點及優(yōu)勢

21世紀是大數據時代，而“互聯(lián)網+”戰(zhàn)略的提出，更是激發(fā)了依托互聯(lián)網的現代技術手段與諸多行業(yè)的深度融合。在這一大背景之下，VR與AR技術加快發(fā)展步伐，其中，AR技術的出現，離不開VR技術的發(fā)展。VR（Virtual Reality）即虛擬現實技術，旨在借助計算機以及虛擬設備為用戶構建一個如同現實世界般的三維環(huán)境，其最大的特點在于能夠使人感到身臨其境并充分體現了人機之間的交互性。而AR（Augmented Reality）則被稱為增強現實技術，該技術的發(fā)展離不開VR技術的支持，除了構建出三維虛擬空間外，其將虛擬環(huán)境中的事物與現實環(huán)境進行疊加，使其同時存在于一個空間畫面中，增加真實性和交互性，以致達到超越現實的強虛擬感官體驗。AR系統(tǒng)的協(xié)同實現與操作模式離不開硬件部件與軟件系統(tǒng)的相互結合，因此，其具有突出的特點。其一，信息數據集成來源于現實世界與虛擬空間;其二，具有實時交互性;其三，進行三維標配，即在3D空間中，將現實環(huán)境中的事物與計算機虛擬模型進行定點結合。

考察AR技術的優(yōu)勢，必須與VR進行對比。VR的使用人群在基數比例上較小且移動性能差，其構建的虛擬環(huán)境所帶來的沉浸感具有隔離性，最常應用于娛樂產業(yè)。盡管其所帶來的收入會有所增長，但受限于用戶群體的不平衡性，基于VR的產業(yè)發(fā)展有所困難。而在VR技術上發(fā)展而來的AR技術，其應用領域廣泛，其將虛擬與現實高度對接，讓該技術接觸到更多的人群，它被廣泛地應用到醫(yī)療、工業(yè)、教育、文化、藝術、軍事、動漫、影視、旅游等諸多行業(yè)。可見，其具有廣闊的應用前景和可挖掘空間。此外，AR的可移動性功能打破時空局限和人員流動的界限，更加凸顯日常化使用狀態(tài)，而AR的低成本費用也促使各行業(yè)與之融合，帶來可觀的經濟效益。從2D到3D的發(fā)展，凸顯了用戶人群在期望度以及感官體驗上的新要求，用戶渴望得到全方位的體驗，而AR則能夠滿足用戶群體的多樣化需求。

3 基于傳統(tǒng)戲曲的AR系統(tǒng)開發(fā)

戲曲的傳承與保護應該與現代技術結合，拓寬發(fā)展路徑，激發(fā)戲曲文化活力，吸引更多人參與其中。針對戲曲的AR系統(tǒng)的開發(fā)應從學校和社會兩方面展開，從而有助于戲曲文化的多維傳播。

3.1 依托學校環(huán)境的AR系統(tǒng)建設

學校是戲曲文化傳播的重要場所，建立適合學校環(huán)境下的戲曲教育AR系統(tǒng)，有利于激發(fā)學生興趣，使其在“寓教于樂”中學習戲曲知識，傳播戲曲文化。

在學習模塊AR系統(tǒng)構建方面，利用AR技術，實現多種子模塊并存進行教學的模式。其主要可以分為基于AR技術的戲曲歷史可視化講解、戲曲知識點分解學習、戲曲表演精細化演示。在對戲曲歷史進行可視化講解方面，通過AR技術，以手機設備為載體，將歷史故事進行立體化再現，學生通過手機進行增強現實交互，能夠在可視化條件下多角度觀看戲曲故事。此外，通過專業(yè)虛擬增強硬件設備與虛擬環(huán)境實現交互式體驗，學生身臨其境感受戲曲背后的故事。在對戲曲知識點分解學習上，其中可設計出多個并立子模塊。以京劇為例，通過AR技術，分為京劇唱腔模塊、京劇服飾模塊、京劇角色模塊、京劇身段模塊等，每一個模塊都經過三維處理，全景式展示。學生借助硬件設備滿足視、聽等感官的真實體驗。在戲曲表演精細化演示上，基于AR技術當中的實時渲染以及跟蹤和注冊技術，將每一種戲曲在表演上的代表性動作進行虛擬展示，增強交流模塊的設計與完善，實現智能化交互。學生在手機或虛擬硬件設備的支持下，實時接收信息攝入與互動，從而在趣味化過程中全景式感受各戲曲特征。因此，基于AR技術的戲曲學習模式系統(tǒng)的開發(fā)，要兼顧AR技術的特性以及各種戲曲的藝術特點。

在知識操練AR系統(tǒng)構建上，借助AR技術，可實現全景式、智能化、循環(huán)式學習。其中主要包括基于AR的智能語音分析系統(tǒng)、視頻分解系統(tǒng)、信息集成與展示系統(tǒng)。智能語音分析系統(tǒng)建立的目的在于幫助學習者通過語音對比與分析，發(fā)現自身自學習戲曲唱腔中的不足之處，不斷糾正與強化學習。該系統(tǒng)建立的前提是對各戲曲流派唱段、念白進行錄入，即建立戲曲語音語料庫，通過AR技術錄入學習者語音并進行智能對比與分析;通過給出的如唱腔相似度、情感相似度、音準相似度等，思考自身不足并針對性地進行反復操練，加以改進。視頻分解系統(tǒng)的構建首先是通過智能掃描設備對戲曲教材中的圖畫及文字內容進行錄入，并在PC端上進行三維立體式合成。學生在模仿與學習的過程中，通過動作捕捉設備以及計算機圖形生成系統(tǒng)進行虛擬定點合成，通過對比觀察自己的動作軌跡，實現智能化、精準化學習。在信息集成與展示系統(tǒng)的建立上，主要目的是對相關戲曲文化資料進行精細化整合，依托AR技術建立動態(tài)數據庫，將戲曲基本功知識趣味化。這一系統(tǒng)的建立需要通過Monitor-Based現實增強系統(tǒng)，將書本知識以及其他教輔資料內容與計算機合成的虛擬內容進行分類匹配;學習者通過手機PAD移動端設備或HMD進行掃描獲取實時數據源，方便快捷，對戲曲知識文化的記憶相對更牢固。

3.2 依托社會環(huán)境的AR系統(tǒng)建設

從社會環(huán)境看，群眾基數大、價值認知不同，所以戲曲的傳承與保護應雙向并行，既要構建智能化保護系統(tǒng)，又要構建智能化宣傳系統(tǒng)。

第一，建立面向社會的戲曲漫游互動AR系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的開發(fā)價值在于當來訪者參觀戲曲主題場所時，通過所構建的虛擬化三維模型與之進行互動，同時進行實時定位，以精確獲取信息。這一系統(tǒng)的開發(fā)以Android平臺為依托，對信息數據的采集以及算法測試也必不可少，而為了適應Android系統(tǒng)的層次框架，可設計用戶界面層、功能鏈接層以及功能運作層。其中的用戶界面層主要為用戶提供AR虛擬展示以及交互體驗，用戶在這一界面能夠多角度、多感官地了解到某一戲曲模塊的相關知識。功能鏈接層主要作用是用戶以此為媒介，調動功能運作層中的各類模塊，從而支持用戶在用戶界面層中所需要的服務。功能運作層的開發(fā)則應該包括GPS定位模塊、相機識別模塊、圖像采集模塊以及信息數據處理模塊。顯然，GPS定位模塊旨在幫助受眾定位自己所在的位置，進行實時跟蹤;相機識別模塊與圖像采集模塊對戲曲主題場所各組成部分進行識別與篩選，受眾可較快抓取所要識別的目標物;信息數據處理模塊對以上獲取的信息數據進行智能分析處理，從而經過功能鏈接層反饋到用戶界面。這一面向來訪者的AR互動系統(tǒng)，有助于在移動過程中進行實時交互，進而展開戲曲文化的傳播。

第二，基于AR技術數字化植入戲曲產品的系統(tǒng)。在AR技術手段的支撐下，將戲曲文化知識通過數字化形態(tài)植入所開發(fā)的戲曲文創(chuàng)產品中，從而可以開發(fā)出基于AR技術的游戲或者AR戲曲繪本等新型形式。在AR技術框架下，首先對當前的戲曲資源進行系統(tǒng)性的分析，同時以區(qū)域性戲曲形態(tài)為根基，進行核心文化分類與評估。其次，依托AR技術框架，開發(fā)如數字動畫、視頻、音頻、文本、三維立體模型等的數字化虛擬數據，以增強現實與虛擬的結合。其中，該類文化數字化虛擬數據要適應AR技術集成的規(guī)格，以分析出合理的規(guī)范類型。最后，在AR技術集成的路徑過程中，將文化數字化數據資源通過融合與滲透，進而植入戲曲文創(chuàng)產品之中，從而實現以戲曲文創(chuàng)產品為載體的數字化開發(fā)利用與保護。這其中要注意數字化文化資源與實體戲曲產品之間的融合與轉化問題，要進行優(yōu)勢分析與對比，從而使系統(tǒng)運行最優(yōu)化。這一系統(tǒng)構建思路延伸了戲曲文化的傳承與保護路徑，有利于戲曲發(fā)展更具活力。

4 結語

AR技術的應用領域廣泛，開發(fā)潛力巨大。構建AR系統(tǒng)以傳承和保護戲曲文化，有利于戲曲文化向多模態(tài)發(fā)展方式演變，激發(fā)戲曲活力與生命力。構建學校生態(tài)AR系統(tǒng)以將戲曲教學資源趣味化、整合化、效率化，從而使得學生學習更加便捷、有趣、主動。而面向社會環(huán)境的AR系統(tǒng)構建，一是滿足來訪者體驗戲曲文化，讓戲曲文化通俗易懂;二是以AR技術框架為基礎，以數字化手段為主要方式，進行戲曲文化產品的趣味化開發(fā)，讓戲曲文化真實可感。因此，戲曲的傳承與保護要與現代技術融合，正守本源的同時，創(chuàng)新形式，從而獲得良好的文化效益和社會經濟效益。

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