全息投影技術(shù)在人物動(dòng)畫交互中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

朱嘗雨 黃壽孟 蔣心欣 張世浩 付少聰

摘要：當(dāng)今數(shù)字化信息時(shí)代，全息投影技術(shù)應(yīng)用于各種娛樂表演舞臺(tái)中，讓觀眾全身投入沉浸式的體驗(yàn)效果。文章采用全息投影技術(shù)，闡述了人物動(dòng)畫交互作品的設(shè)計(jì)過程，分析了應(yīng)用于新形式創(chuàng)新動(dòng)畫作品的需求，讓全息投影技術(shù)更普遍應(yīng)用于各種舞臺(tái)中，比如歷史博物館的人物展示臺(tái)。

關(guān)鍵詞：全息投影;全息舞臺(tái);動(dòng)畫交互

中圖分類號(hào)：TP3? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）33-0095-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 引言

新媒體技術(shù)快速發(fā)展和傳播形式的多樣化，豐富了社會(huì)的娛樂生活方式，讓人們充分體驗(yàn)到動(dòng)畫藝術(shù)的魅力，一種新興的動(dòng)畫傳播新媒體正廣泛應(yīng)用于日常生活中。交互動(dòng)畫最大的特點(diǎn)就是強(qiáng)大的代入感，讓人們的觀看行為更加深入體會(huì)動(dòng)畫傳達(dá)的場(chǎng)景，加大感官范圍和體驗(yàn)效果。比如G20峰會(huì)的《最憶是杭州》晚會(huì)，應(yīng)用全息投影技術(shù)虛擬成像，讓演員與三維虛擬影像進(jìn)行交互驚艷表演，呈現(xiàn)立體浮空的藝術(shù)效果，營(yíng)造時(shí)空感的視覺舞臺(tái)。隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，全息影像對(duì)色彩渲染、解析度、飽和度更加關(guān)注，使用強(qiáng)烈對(duì)比色塊渲染時(shí)空舞臺(tái)，不斷提升藝術(shù)作品，讓虛擬場(chǎng)景與視頻、文字、動(dòng)畫、圖片等元素加入真實(shí)場(chǎng)景中，讓人們沉浸式體驗(yàn)到科技視聽震撼的虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的奇幻場(chǎng)景。

2 全息投影技術(shù)

全息投影技術(shù)是信息技術(shù)與光學(xué)技術(shù)結(jié)合的新型技術(shù)，是利用數(shù)字化虛擬技術(shù)三維成像的一種新技術(shù)，也稱為全息成像或全息投影。在虛擬人物動(dòng)畫交互應(yīng)用領(lǐng)域，結(jié)合歷史人物和傳統(tǒng)文化藝術(shù)，開拓展臺(tái)設(shè)計(jì)思路，大膽創(chuàng)作3D舞臺(tái)，將全息投影技術(shù)推廣于大眾生活[1]。比如舞臺(tái)劇“牛郎織女”運(yùn)用全息投影技術(shù)融合黃梅戲文化，彌補(bǔ)虛擬動(dòng)畫角色僵硬，開拓舞臺(tái)藝術(shù)創(chuàng)新，讓大眾享受3D視聽舞臺(tái)效果。

全息投影技術(shù)利用光衍射與干涉原理，通過存儲(chǔ)介質(zhì)記錄并呈現(xiàn)物體真實(shí)3D圖像的技術(shù)，整個(gè)應(yīng)用過程可裸眼觀看，無(wú)須借助3D眼鏡，因此該技術(shù)廣泛應(yīng)用于博物館、演唱會(huì)、戲劇等表演舞臺(tái)。其實(shí)全息投影技術(shù)是將投影設(shè)備的影像投射于全息膜上，營(yíng)造視覺盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)全息立體影像，仿佛真實(shí)人物在舞臺(tái)上表演一樣，比如2021年春晚舞臺(tái)，充分利用全息投影技術(shù)讓劉德華演唱于不同的場(chǎng)景，畫面有十足的科技感，完成真實(shí)人物與虛擬人物同步交互需求的視覺效果。

3 動(dòng)畫交互設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）內(nèi)容設(shè)計(jì)

在硬件設(shè)備符合要求下，確定為全息交互動(dòng)畫，結(jié)合軟件設(shè)備的應(yīng)用極限，考慮如何表現(xiàn)人物形象、詳細(xì)規(guī)劃表演內(nèi)容、確定場(chǎng)景的時(shí)長(zhǎng)與轉(zhuǎn)場(chǎng)切換、虛擬人物的登臺(tái)退場(chǎng)等內(nèi)容[2]。如圖1所示，設(shè)計(jì)虛擬人物形象，先掃描真實(shí)人物建模取材，再運(yùn)用PS和SAI繪制虛擬人物，確認(rèn)細(xì)節(jié)與捕捉動(dòng)作數(shù)據(jù)結(jié)合，完成虛擬模型的設(shè)計(jì)。

（2）交互設(shè)計(jì)

全息投影由白屏轉(zhuǎn)到虛擬人物的臉部美瞳，結(jié)合音樂舞蹈，虛擬人物角色眼睛眨動(dòng)黑屏切場(chǎng)全身，與真實(shí)舞蹈演員同時(shí)出現(xiàn)，動(dòng)作一致的舞蹈動(dòng)作，虛擬人物與真實(shí)演員可互相走位，動(dòng)作也可以產(chǎn)生交互呈現(xiàn)，當(dāng)然這時(shí)觀眾也可以上臺(tái)一同表演，體驗(yàn)全息舞臺(tái)的魅力。如圖2所示，周杰倫與鄧麗君的同臺(tái)對(duì)唱表演，充分說明了全息3D投影重建技術(shù)的虛擬人物交互，完美呈現(xiàn)以假亂真的虛擬人物。

3.2 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

（1）情景設(shè)計(jì)

內(nèi)容與腳本要根據(jù)情景要求不斷提煉完善，比如內(nèi)容中有關(guān)全息舞臺(tái)呈現(xiàn)效果時(shí)，虛擬角色與真實(shí)舞臺(tái)如何融合，如何讓舞臺(tái)的人物動(dòng)畫交互更加出彩;真人演員、虛擬人物、觀眾三者之間如何流暢互動(dòng)且有趣設(shè)計(jì)。這是因此D3系統(tǒng)做沉浸式動(dòng)畫與全息虛擬舞臺(tái)表現(xiàn)力不同，如圖3所示，不同舞臺(tái)設(shè)備展現(xiàn)出不同的沉浸式動(dòng)畫優(yōu)勢(shì)。

（2）角色設(shè)計(jì)

全息投影技術(shù)下，人物角色設(shè)計(jì)務(wù)必采用彩色、明亮鮮明的顏色來(lái)作為主色調(diào)，避免使用類似黑色無(wú)投射的缺陷，當(dāng)然淺色系列衣服也是可以的，主要防止“上衣消失”的舞臺(tái)效果。還有一點(diǎn)就是虛擬人物在動(dòng)作設(shè)計(jì)時(shí)可以做一些真實(shí)演員做不到的動(dòng)作，制造舞臺(tái)反差感，讓觀眾有跨越空間的同臺(tái)互動(dòng)，打破次元的界限機(jī)會(huì)。如圖4所示，真實(shí)演員與虛擬角色跨次元跨越空間的同臺(tái)互動(dòng)。

3.3 設(shè)計(jì)效果

全息投影效果最佳狀態(tài)是貼近現(xiàn)實(shí)希望的畫面效果，解決這個(gè)問題的關(guān)鍵就是角色設(shè)計(jì)的面部表情和舞蹈動(dòng)畫部分。關(guān)于角色的面部表情可以直接掃描精細(xì)的面部模型，完成骨骼綁定套入面部動(dòng)作捕捉，或用攝像機(jī)記錄真實(shí)演員表情手動(dòng)調(diào)節(jié)虛擬動(dòng)作。關(guān)于舞蹈動(dòng)畫部分可由繁化簡(jiǎn)，角色設(shè)計(jì)角度的轉(zhuǎn)變可由游戲角色變?yōu)閯?dòng)畫角色，如圖5所示，復(fù)雜角色設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單動(dòng)畫角色;舞蹈動(dòng)作也由舞蹈表演者與編舞者之間相互交流后確認(rèn)舞曲的內(nèi)容。

4 應(yīng)用

最終動(dòng)畫作品呈現(xiàn)在全息舞臺(tái)上，現(xiàn)實(shí)中的人物可與形象虛擬角色互動(dòng)[3]，如圖6所示懸浮于空中的UI在全息投影方式呈現(xiàn)完成虛擬人物互動(dòng)內(nèi)容。為烘托整體氣氛，舞臺(tái)Led屏展示背景圖，燈光適當(dāng)調(diào)節(jié)程度，讓演員、觀眾與全息人物共舞，完成舞蹈互動(dòng)環(huán)節(jié)。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今全息投影技術(shù)讓舞臺(tái)作品更加新穎、創(chuàng)新，讓觀眾更加沉浸、震撼。本人運(yùn)用全息投影技術(shù)簡(jiǎn)述了人物動(dòng)畫交互作品展現(xiàn)、設(shè)計(jì)與應(yīng)用過程，讓虛擬人物更加廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代舞臺(tái)當(dāng)中，希望全息技術(shù)成為當(dāng)代流行的動(dòng)畫形式，特別建議在歷史博物館中采用全息投影技術(shù)，宣傳歷史偉人業(yè)績(jī)的全新體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王欣爽.全息投影技術(shù)在舞臺(tái)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].戲劇之家， 2019（32）：28.

[2] 盧俊.全息投影3D動(dòng)畫與黃梅戲研究——以新版黃梅戲舞臺(tái)劇《牛郎織女》為例[J].山西能源學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，30（3）：192-194.

[3] 王榮.淺析全息投影技術(shù)在晚會(huì)節(jié)目中的應(yīng)用[J].傳播力研究，2019，3（5）：35-36.

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