基于Cave系統(tǒng)體感游戲設(shè)計的敦煌壁畫藝術(shù)傳播研究*
——以壁畫故事《張騫出使西域》為例

謝 欣

基于Cave系統(tǒng)體感游戲設(shè)計的敦煌壁畫藝術(shù)傳播研究*
——以壁畫故事《張騫出使西域》為例

謝 欣

進入近現(xiàn)代社會之后，敦煌壁畫賴以生長的時代環(huán)境和文化土壤發(fā)生了深刻的變化，面對這些變化，我們有必要結(jié)合當(dāng)前的文化生態(tài)環(huán)境對敦煌壁畫藝術(shù)進行有效的保護，這不僅是我們當(dāng)代人的文化使命，也是推動敦煌文化研究向縱深發(fā)展的重要途徑?；贑ave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲設(shè)計，是以技術(shù)化的方法實現(xiàn)中國傳統(tǒng)文化多樣化傳播的有益嘗試，結(jié)合高新的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展成果，將敦煌文化根植于大眾的日常生活中，以此開辟敦煌壁畫藝術(shù)保護的新途徑，實現(xiàn)對敦煌壁畫藝術(shù)的活態(tài)保護。

敦煌壁畫 Cave系統(tǒng) 體感游戲 傳播

敦煌壁畫是無數(shù)能工巧匠共同鑄造的藝術(shù)寶庫，時至今日，它們?nèi)匀痪哂胁豢商娲臍v史和文化價值，是用于構(gòu)建當(dāng)代中國文化身份的重要文化遺產(chǎn)。與所有其它的文化遺產(chǎn)一樣，敦煌壁畫也同樣在文化生態(tài)劇烈變化的現(xiàn)代化進程中面臨著消亡的危機，因此，對于敦煌壁畫的保護就顯得非常重要和必要了。

數(shù)字技術(shù)在對敦煌壁畫的保護方面發(fā)揮著不可替代的重要作用，國內(nèi)采用數(shù)字化技術(shù)保護敦煌壁畫始于20世紀(jì)90年代初，其中最重要的一股力量來自敦煌研究院，該院與國內(nèi)外的科研機構(gòu)、美術(shù)學(xué)院、設(shè)計學(xué)院通力合作，運用數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)對敦煌壁畫的多樣保護，重要的保護活動包括：1998年1月，敦煌研究院與浙江大學(xué)建立長期合作關(guān)系，在多媒體、智能技術(shù)與藝術(shù)復(fù)原方面取得了諸多的研究成果；2010年4月，敦煌研究院展開為期四年的“敦煌莫高窟重點洞窟壁畫數(shù)字化項目”，實現(xiàn)重點洞窟壁畫的數(shù)字化；2011年8月，敦煌研究院與微軟公司合作，為敦煌莫高窟打造十億級像素“飛天號”數(shù)字相機系統(tǒng)，融入先進的自動拼接技術(shù)和焦點合成技術(shù)；2013年7月，香港城市大學(xué)互動視覺及體現(xiàn)應(yīng)用研究室與敦煌研究院、香港敦煌之友合作，運用激光掃描技術(shù)實景拍攝敦煌第220石窟北壁上的《東方凈土》壁畫，制作成3D影像……

近年來，隨著國家關(guān)注度的不斷提升和相關(guān)資金的加大投入，吸引了更多的研究型人才和技術(shù)型人才參與到運用數(shù)字化技術(shù)保護敦煌壁畫的實踐中去，保護手法也愈加成熟，并取得了豐碩的成果，然而，以Cave系統(tǒng)體感游戲的方式實現(xiàn)對敦煌壁畫藝術(shù)傳播與傳承的做法還不多見，在該領(lǐng)域尚存有很大的研究空間。如何運用高新的技術(shù)手段拓展敦煌壁畫的保護路徑，吸引更多的商業(yè)資金介入其中，吸引更多的青少年參與其中，正是本文研究的初衷所在。

從推進中國傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)傳承與傳播的層面看來，將高新的科技成果與敦煌壁畫藝術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出基于Cave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲，既是在用新時代的技術(shù)語言對古老的敦煌壁畫藝術(shù)進行當(dāng)代的闡釋，讓敦煌壁畫藝術(shù)以一種全新的文化形態(tài)融入當(dāng)前的時代境域中，更為重要的是，我們能夠以此為切入點，實現(xiàn)對敦煌壁畫藝術(shù)的深層次保護與傳播。

一、當(dāng)代文化語境中的敦煌壁畫藝術(shù)傳播

敦煌壁畫是多民族文化匯集和交融的結(jié)晶，具有超越時空、跨越疆域的藝術(shù)魅力，受益于一大批學(xué)者和文物工作者孜孜不倦的努力和付出，敦煌壁畫得到了較為妥善的保護，然而，對于敦煌文化生命力的延續(xù)和弘揚，僅僅依靠專家學(xué)者的研究和標(biāo)本式的保護手段是遠遠不夠的，在新的時代境域中，我們?nèi)杂斜匾Y(jié)合當(dāng)前的文化生態(tài)環(huán)境，深入思考如何更好的發(fā)掘敦煌壁畫的時代價值。

1.敦煌壁畫的藝術(shù)特征及價值

敦煌壁畫跨越千余年，是多種藝術(shù)流派和多種藝術(shù)手法交匯融合的藝術(shù)奇葩，它立足于魏晉以來河西走廊及敦煌一帶本土文化的深厚根基，受到中原地區(qū)廣博的漢民族文化的滋養(yǎng)，同時又大膽吸收了諸如印度、波斯等外來的文化成果，在融匯發(fā)展的過程中逐漸形成獨特的藝術(shù)特征*謝恬：《千年敦煌壁畫的歷史與藝術(shù)價值》，《蘭臺世界》2009年第23期。。

敦煌壁畫風(fēng)格多變，“從十六國時期經(jīng)北魏、西魏、北周、隋、唐、五代、宋、西夏而至元，歷經(jīng)了十六個朝代，其風(fēng)格受到不同時代的政治、經(jīng)濟、文化等因素影響，呈現(xiàn)出不同的面貌”*楚啟恩：《中國壁畫史》，北京：北京工藝美術(shù)出版社2000年版，第26頁。，而且，即使是同時代的敦煌壁畫，由于出自不同的畫工之手也不盡相同，如出自民間畫工之手的壁畫顯得粗獷奔放，出自官方組織繪制的壁畫則顯得理性嚴(yán)謹(jǐn)……

敦煌壁畫的題材豐富，其中包括表現(xiàn)佛像、菩薩等各類不同等級佛的佛像畫，以通俗易懂的形式表現(xiàn)晦澀深奧佛教經(jīng)典的經(jīng)變畫，具有道家思想神話題材的民族傳統(tǒng)神話題材畫，描繪出錢資助建造石窟的佛教信徒、達官貴人肖像的供養(yǎng)人畫像，用于裝飾石窟建筑、桌圍、冠服、器物的裝飾圖案畫，以有情節(jié)的繪畫表現(xiàn)佛教經(jīng)典史跡的故事畫等，這些內(nèi)容題材都無一例外的源于佛經(jīng)，或是直接反映佛教或是與佛教有關(guān)，多是借助宗教題材折射出世俗生活的艱辛和人們對理想社會幸福生活的憧憬，旨在宣揚佛教教理、教規(guī)和教義，生動地展現(xiàn)了佛教文化在中國的演化過程。

敦煌壁畫正是由于具有多樣的形式、豐富的內(nèi)容和獨特的藝術(shù)風(fēng)格，才成為佛教藝術(shù)的典藏和傳統(tǒng)文化的精華，在中國藝術(shù)史上占有極其重要的地位。這些珍貴的藝術(shù)文化資源無疑為我們當(dāng)代人提供了一個巨大的歷史圖像資源寶庫。

2.敦煌壁畫藝術(shù)當(dāng)代傳播的多種路徑

作為重要的歷史文化遺產(chǎn)，敦煌壁畫的保護已經(jīng)引起文化界的普遍關(guān)注。當(dāng)前對敦煌壁畫的保護主要從石窟壁畫修復(fù)、壁畫臨摹拓摹、壁畫的數(shù)字化復(fù)原三方面著手，其中，石窟壁畫修復(fù)、壁畫臨摹拓摹屬于傳統(tǒng)的保護方式，壁畫的數(shù)字化復(fù)原則是隨著數(shù)字技術(shù)的進步而出現(xiàn)的一種更為新型、高效且極具文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景的現(xiàn)代保護方式。2014年，敦煌莫高窟數(shù)字展示中心正式運營，該展示中心不僅將分散在世界各地的敦煌文獻和相關(guān)研究成果匯集成電子檔案，還將壁畫、彩塑等藝術(shù)作品制成高智能數(shù)字圖像，以數(shù)字化的方式對敦煌壁畫進行保護與展示。

除了這些偏重于保留文化遺產(chǎn)原生態(tài)的努力，還有大量的研究者、藝術(shù)家致力于敦煌壁畫的創(chuàng)新研究，現(xiàn)有的敦煌壁畫創(chuàng)新性型研究主要從以下幾個方面展開：

一是以敦煌壁畫為元素的設(shè)計創(chuàng)作。如常沙娜設(shè)計的人民大會堂宴會廳和民族文化宮大門，樊興剛設(shè)計的陶瓷壁畫《迎賓圖》等，都是基于對敦煌元素的裝飾化運用；

二是以敦煌壁畫為主題的舞樂、戲曲創(chuàng)作。早期的重要作品包括梅蘭芳創(chuàng)作的舞劇《天女散花》，戴愛蓮創(chuàng)作的雙人舞《飛天》，改革開放之后的重要作品包括大型民族舞劇《絲路花雨》、四幕舞劇《大夢敦煌》、舞蹈《千手觀音》、大型雜技劇《敦煌神女》等。

三是以敦煌壁畫為主題的影視作品。改革開放之后，應(yīng)運而生了不少以敦煌壁畫藝術(shù)為題材的文化影視作品，其中包括故事片、紀(jì)錄片、動畫片等，最具代表性的是上海美術(shù)電影制片廠自二十世紀(jì)八十年代以來先后推出的三部動畫片：《九色鹿》、《夾子救鹿》和《鹿女》，這些都是以敦煌壁畫故事為原型改編的影視作品。

這些傳統(tǒng)或現(xiàn)代保護方法的并行不悖，對敦煌壁畫文化藝術(shù)生命力的延續(xù)發(fā)揮了重要作用。

3.新的技術(shù)傳播路徑：基于Cave系統(tǒng)的體感游戲設(shè)計

進入近現(xiàn)代社會之后，敦煌壁畫賴以生長的時代環(huán)境和文化土壤發(fā)生了深刻的變化，敦煌壁畫藝術(shù)演繹形式的變化發(fā)展則相對滯后，這在很大程度上影響了敦煌壁畫藝術(shù)的傳承與傳播，再加上當(dāng)代各種更為新穎、多樣的流行文化的擠壓，以及人們的價值觀念和審美觀念的改變，致使敦煌壁畫藝術(shù)的傳承與傳播困難重重。

為此，我們有必要結(jié)合當(dāng)前的文化生態(tài)環(huán)境對敦煌壁畫藝術(shù)進行更為有效的保護，在敦煌壁畫藝術(shù)中發(fā)掘新的可能性，借助高新技術(shù)手段，激活敦煌壁畫藝術(shù)的內(nèi)在生命力，用創(chuàng)造性的方法使之融入到我們的現(xiàn)實生活之中，開辟敦煌壁畫藝術(shù)保護的新途徑，并最終實現(xiàn)對敦煌壁畫藝術(shù)的活態(tài)保護。

Cave系統(tǒng)為我們提供了一個可能的技術(shù)平臺，在形態(tài)呈現(xiàn)方面，Cave系統(tǒng)由五個封閉的幕布墻面和一個開放的入口組成，具有與敦煌石窟相同的架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)石窟場景的高度仿真；在技術(shù)供給方面，該系統(tǒng)是以計算機圖形學(xué)為基礎(chǔ)，綜合了等多種高新技，能夠?qū)崿F(xiàn)即時的互動功能，為用戶帶來身臨其境的真實體驗。我們可以利用該系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢和形態(tài)特點，開發(fā)出以Cave系統(tǒng)為體驗空間，以敦煌壁畫為題材的體感游戲，用高新技術(shù)手段實現(xiàn)敦煌壁畫藝術(shù)的動態(tài)演繹，深入發(fā)掘敦煌壁畫藝術(shù)在當(dāng)前時代境域中的文化產(chǎn)業(yè)價值。

二、Cave系統(tǒng)體感游戲中敦煌壁畫藝術(shù)多重體驗方式的孕育和生成

Cave系統(tǒng)具有360度全方位的分辨率立體化投影，還融合了多通道視景同步技術(shù)、三維計算機圖形技術(shù)、傳感器技術(shù)等多種高新技術(shù)，可以用以動態(tài)的方式演繹靜態(tài)的壁畫內(nèi)容，支持多方位的感官體驗，并且能夠?qū)崿F(xiàn)敦煌壁畫藝術(shù)與用戶之間的即時互動，由此孕生出敦煌壁畫藝術(shù)的多重體驗方式。

1.多維度的空間體驗

敦煌壁畫是以二維平面的方式予以呈現(xiàn)，人們需要依靠自己的想象力來構(gòu)建三維空間，這顯然是一種間接的文化體驗方式，而Cave系統(tǒng)創(chuàng)建出一個虛擬仿真的三維空間，以三維立體的數(shù)字化方式突破傳統(tǒng)二維畫面的視覺表現(xiàn)范疇，讓靜態(tài)的圖形元素動態(tài)化，不再受到時間、空間的局限，并且能夠塑造出敦煌壁畫中豐富的層次變化，極大地增加了信息傳達的容量和效率，增強了用戶對敦煌壁畫藝術(shù)的體驗度。

在Cave系統(tǒng)創(chuàng)建的虛擬仿真空間中，用戶可以獲得多維度的空間體驗，游戲中的空間場景會隨著用戶的移動而產(chǎn)生相應(yīng)的改變，給用戶以時空綿延的感受，用戶能夠體驗到二維的敦煌壁畫實物所無法給予的包圍感、立體感、距離感和方向感，其中包圍感是指三維立體的游戲場景給予用戶被包裹其中的空間體驗，為用戶帶來身臨其境的真實感受；立體感是指游戲場景中的虛擬景物和人物給予用戶以視覺的立體真實感，用戶可以從不同的角度、位置觀看這些景物和人物，并且能夠感受到其中豐富的層次性；距離感是指用戶所感知的自己與虛擬景物、虛擬人物之間在時間或空間上相隔的長度，或是用戶所感知的虛擬景物、與虛擬人物之間在時間或空間上相隔的長度；方向感是指用戶對方位的認(rèn)知，以及用戶對游戲場景中的虛擬景物、虛擬人物所處方向位置的感知。

此外，Cave系統(tǒng)可以創(chuàng)建出嗅覺、味覺、觸覺的體驗，如果再借助數(shù)據(jù)手套、力反饋裝置、位置跟蹤器等交互設(shè)備，還能夠進一步提升用戶空間體驗的真實感，例如，在Cave系統(tǒng)中配置嗅覺傳感器設(shè)備，可以在這個虛擬仿真的三維空間中創(chuàng)建出花的香味，并且能夠精確控制花香的類型和濃淡度；配置觸覺傳感器設(shè)備，可以在這個虛擬仿真的三維空間中創(chuàng)建出吹風(fēng)的效果，并且能夠精確控制風(fēng)力和風(fēng)向。也就是說，在Cave系統(tǒng)中通過多通道的交叉融合，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺的全面參與。

2.身體參與的交互式體驗

Cave系統(tǒng)中配備有Kinect，這是一款集合了紅外發(fā)射與接收、即時動態(tài)捕捉、影像實時傳輸、語音處理等功能的智能動作捕捉外設(shè)，“Kinect中配有普通彩色攝像頭和深度攝像頭，同時還配有麥克風(fēng)和伺服馬達，能夠通過紅外線實現(xiàn)空間定位，再借助攝像頭對人體動作進行捕捉”*[美]Jan Smisek，Michal Jancosek，Tomas Pajdla：3D with Kinect，2011 IEEE International Conference on Computer Vision Workshops，2011, vol.1.。

Cave系統(tǒng)通過Kinect攝像頭獲取用戶的身體動作，將捕捉到的用戶肢體動作數(shù)據(jù)進行分析，再通過程序處理，能夠?qū)⑦@些采集的數(shù)據(jù)與電腦數(shù)據(jù)庫中的各種特效對應(yīng)起來，使用戶的每一個動作和行為都能夠得到即時的信息反饋，通過這種方式，用戶可以在游戲體驗中不依賴諸如頭盔、手柄等設(shè)備，直接通過自己身體的動作來實現(xiàn)游戲角色的控制，實現(xiàn)與游戲場景中虛擬三維物體的即時互動，增加了游戲的趣味性和操控性，具有極強的交互性。

Cave系統(tǒng)還支持多人游戲，用戶可以選擇多人合作的游戲模式，極大地增強了游戲的層次性和豐富性，而且，游戲中能夠設(shè)定出一些不同的路徑可供選擇，能夠為用戶帶來完全不同的游戲體驗，用戶因此擁有更高的自由度，在某種程度上實現(xiàn)了自主創(chuàng)造游戲的玩法和內(nèi)容，更充分的實現(xiàn)與游戲的交互。

3.高級虛擬仿真的全沉浸式體驗

Cave系統(tǒng)以計算機圖形學(xué)為基礎(chǔ)，綜合了三維計算機圖形技術(shù)、高分辨率的立體投影技術(shù)、傳感器技術(shù)、頭部檢測定位技術(shù)、手勢識別、體感控制技術(shù)等多通道交互技術(shù)，并通過外部輔助音效、機械數(shù)控裝置為用戶營造出一個全沉浸式虛擬環(huán)境。

首先，全沉浸式體驗源于高清晰的游戲畫面，高清晰的畫面表現(xiàn)力實現(xiàn)了照片級別的渲染效果，混淆了現(xiàn)實與虛擬的界限，營造出使用戶全身心投入的游戲氛圍，給用戶帶來身臨其境的高科技虛擬現(xiàn)實體驗。

其次，全沉浸式體驗源于脫離鼠標(biāo)鍵盤的游戲參與方式，與傳統(tǒng)的游戲模式相比，Cave系統(tǒng)中的體感游戲不需要依賴電腦桌面和控制設(shè)備，避免了因佩戴其它傳感器設(shè)備對游戲體驗感的削減，使用戶不受與信息傳送無關(guān)因素的干擾，讓用戶能夠集中注意力去執(zhí)行預(yù)期的游戲任務(wù)，極大地增強了用戶參與游戲的操控感和真實感。

此外，全沉浸式體驗源于人機之間的即時互動，Cave系統(tǒng)以Kinect作為人體動作信息采集工具，將用戶的各種肢體動作進行捕捉和數(shù)據(jù)分析，經(jīng)過Unity 3D的程序處理，與虛擬仿真動畫游戲產(chǎn)生互動，通過聲音、圖像、動畫等方式為用戶即時反饋各種信息，這種即時的信息反饋，能夠時刻調(diào)動用戶的興奮點，避免傳統(tǒng)信息傳播引發(fā)的枯燥、乏味、疲勞等消極回應(yīng)，使用戶能夠長時間沉浸在游戲情節(jié)之中。

可以說，Cave系統(tǒng)以沉浸化的方式為用戶構(gòu)建出一個非常自然、生動、趣味的文化體驗過程，隨著游戲情節(jié)的逐漸深入，用戶對敦煌壁畫藝術(shù)的認(rèn)知也在不斷深化。

三、基于Cave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲設(shè)計

敦煌莫高窟第323窟(初唐618-705年)北壁西側(cè)，以五組全景式連環(huán)畫的方式詳細(xì)地描繪出《張騫出使西域》的故事，該故事內(nèi)容豐富，情節(jié)曲折，在主題游戲開發(fā)方面具有非常大的延展空間，接下來，本文將以《張騫出使西域》為例，詳細(xì)介紹基于Cave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲的設(shè)計過程。

1.以《張騫出使西域》為主題的游戲制作

《張騫出使西域》講述的是漢武帝時期，張騫應(yīng)募任使者，意在實現(xiàn)聯(lián)合大月氏夾擊匈奴的戰(zhàn)略意圖，張騫歷經(jīng)艱辛完成西域之行，盡管沒有實現(xiàn)與大月氏的戰(zhàn)略聯(lián)盟，卻為中國通往西域的“絲綢之路”的開辟做出了卓越的貢獻，極大地推進了中國與西域的文化交流。

(1)游戲策劃

在游戲策劃的初始階段，需要對游戲類型、游戲風(fēng)格、游戲難度、游戲表現(xiàn)手法等方面的內(nèi)容進行整體規(guī)劃和設(shè)定，游戲方案的整體策劃完成后，還需要進一步深化較為具體的策劃內(nèi)容，主要包括：游戲背景故事的編寫、游戲規(guī)則的制定、游戲交互環(huán)節(jié)的設(shè)計、游戲公式的計算，以及整個游戲世界各種細(xì)節(jié)元素的設(shè)計等。

以《張騫出使西域》為主題的游戲策劃需要以故事內(nèi)容為基本出發(fā)點，再根據(jù)游戲的需要設(shè)置相關(guān)的內(nèi)容，策劃方案的大體輪廓可參看下表。

(2)原畫繪制

按照上一環(huán)節(jié)制定的游戲策劃方案，對游戲中的角色以及場景進行原畫繪制，繪制的風(fēng)格和手法需要遵循敦煌壁畫的整體風(fēng)格，以保留敦煌壁畫藝術(shù)的完整性。由于敦煌壁畫都是以一張或幾張圖像對故事進行概括性的描繪，在《張騫出使西域》的主題壁畫中，由五組圖組成一幅完整的畫面，其間錯綜復(fù)雜的故事發(fā)展脈絡(luò)并沒有圖像展現(xiàn)，因此，原畫設(shè)計師需要在有限的圖像信息上展開游戲內(nèi)容的整體繪制。

(3)建模和貼圖

游戲原畫繪制完之后，進入非常復(fù)雜的建模階段，借助3d Max軟件，建模師需要按照原畫的設(shè)定為游戲中的角色和場景建立模型，由于敦煌壁畫都是二維的圖像，三維立面效果的構(gòu)建需要依據(jù)這些二維圖像展開。

基于Cave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲《張騫出使西域》策劃表游戲類型體感冒險游戲游戲描述該游戲以敦煌壁畫故事《張騫出使西域》為主題，用戶可扮演張騫、堂邑父等角色，應(yīng)募任使者，于建元三年出行，并于元朔三年返回漢朝，其間經(jīng)歷了千難萬險，并兩次被匈奴囚禁，最終不辱使命完成任務(wù)。用戶通過該游戲去體驗這段波瀾壯闊的歷史事件，與此同時，在游戲?qū)訉油七M的過程中逐漸加深對相關(guān)背景文化知識的了解和認(rèn)知。游戲元素游戲角色1角色一：張騫2角色二：堂邑父3角色三：可根據(jù)游戲的需要新增角色游戲道具武器、食物、藥品、貿(mào)易品游戲機制用戶技能1格斗2貿(mào)易游戲規(guī)則按照張騫出使西域的路線行進，通過格斗、貿(mào)易等活動完成各種指定任務(wù)，進入下一關(guān)卡。獎勵模式1格斗獲取2貿(mào)易獲取3完成任務(wù)獲取游戲進程用戶任務(wù)1通過獎勵獲取維持生存的武器、錢幣和消耗品2走完指定的行進路線，并到指定地點完成各種任務(wù)場景地圖1長安 2隴西 3大宛 4大月氏5大夏 6于闐 7長安(見彩頁圖1)系統(tǒng)設(shè)定游戲操作設(shè)定用戶用身體控制游戲中的虛擬角色，虛擬角色的各種肢體動作與用戶真實的肢體動作相對應(yīng)。

“敦煌壁畫布局靈活、構(gòu)圖多樣，常根據(jù)主題和內(nèi)容的需要采取不同的構(gòu)圖策略，除了常規(guī)的平行透視，還包括鳥瞰式、散點式、多維式等透視方法，以此營造出或氣勢恢宏或精致細(xì)微的場景效果”*龐薰琹：《中國歷代裝飾畫研究》，上海：上海人民美術(shù)出版社1982年版，第32頁。，這些靈活多樣的構(gòu)圖方式為游戲動畫中三維空間的模型構(gòu)建提供了基礎(chǔ)和依據(jù)。

除了模型的建立，這一環(huán)節(jié)還需要完成UV展開、貼圖繪制，以及骨骼動畫的設(shè)計。在貼圖繪制的過程中，要充分考慮敦煌壁畫獨特的色彩和肌理變化，在《張騫出使西域》中，以土紅、土黃、石青、淺米黃、石綠、赭石為主，這些色彩多取材于天然的礦物和植物，并且由于深淺、明暗、疏密的不同而出現(xiàn)細(xì)微差別，由此產(chǎn)生豐富的變化，“這種變色除了宗教上的要求外，更重要的還是藝術(shù)上的需要”*[英]貢布里希：《藝術(shù)發(fā)展史》，范景中譯，天津：天津人民美術(shù)出版社1998年版，第43頁。。這些重要的藝術(shù)特征都是建模師需要加以特別注意的。此外，也不能忽略色彩中的情感因素，在模型塑造中需要重視色彩的情緒表達。

在該環(huán)節(jié)中還需要“使用ZBrush制作超高模，以生成可在3d Max中使用法線貼圖，使用Photoshop軟件和Panter軟件，配合3d Max來繪制各種模型需要用的貼圖”*[美]Chao Jin，Thomas Fevens，SudhirMudur：Optimized keyframe extraction for 3D character animations，Comp. Anim. Virtual Worlds，2012年第6期。，使用Deeppaint3D，打開三維模型文件，直接在模型上繪制貼圖。

(4)程序編寫

完成游戲模型的建立后，需要展開游戲程序的編寫，依托跨平臺的編程引擎unity 3D*Unity3D是一款多平臺的綜合型游戲開發(fā)工具，用于創(chuàng)建三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等互動內(nèi)容，是一個全面整合的專業(yè)游戲引擎。進行游戲編程，將3d Max中制作模型導(dǎo)出為fbx格式，再導(dǎo)入到unity 3D中，在unity 3D中實現(xiàn)游戲中的光影效果、動作造型、物理系統(tǒng)、圖像渲染等功能。

(5)音樂編配

在游戲音樂的編配方面，可以把敦煌古樂*1900年，敦煌“藏經(jīng)洞”中曾有的公元9世紀(jì)唐、五代時期的手抄樂譜公諸于世，其中包括“敦煌卷子譜”、“敦煌曲譜”、“敦煌樂譜”、“唐、五代敦煌琵琶譜”等，成為研究“敦煌古樂”的重要資料，經(jīng)由一大批學(xué)者長期而艱苦的研究，敦煌古樂的神秘面紗也被揭開，全部解譯并付諸演奏錄音，并得到進一步的推廣和傳播。作為基本音樂素材，這些音樂典雅古樸、音調(diào)獨特，且呈現(xiàn)出多樣的藝術(shù)風(fēng)格，有的樸素真切，有的委婉深情，有的莊重肅穆，有的包藏禪意……在游戲音樂的編配中，根據(jù)游戲劇情變化的需要選取不同風(fēng)格的樂調(diào)，以保證敦煌藝術(shù)呈現(xiàn)的完整性和豐富性。

2.Cave系統(tǒng)平臺的搭建

(1)架設(shè)整體框架

使用鋼材支架，搭建起Cave系統(tǒng)的四方體框架結(jié)構(gòu)，框架尺寸為4米×4米*框架尺寸可自行設(shè)定，但需控制在4米范圍內(nèi)，否則會影響Kinect捕捉動作的精確度。，選取光學(xué)性能較好的投影幕，將投影幕布以無縫聯(lián)結(jié)的方式固定在四方體的左面、右面、上面、下面、前面(見彩頁圖2)，搭建成五面閉合一面開放的立方體，以此形成石窟的基本構(gòu)架。由于五個投影面基本上覆蓋了用戶的全部視野范圍，加上高分辨率的影像和立體的視聽效果，能夠極大地增強用戶的游戲體驗度。

(2)裝配圖形工作站

裝配三臺高性能的圖形工作站，該計算機系統(tǒng)需要具有較強的可擴性、編程能力和計算能力，能夠?qū)嵭袌D形的快速處理，還要具有多管道、多通道的圖形輸出能力。指定其中的一臺作為主控機，用于整合各種圖像、動畫、動作信息，編號為“主機-1”，另外兩臺作為渲染機，編號為“分機-2”、“分機-3”，并使用一個路由器創(chuàng)建一個局域網(wǎng)，實現(xiàn)三臺高性能圖形工作站之間的網(wǎng)絡(luò)通信。

(3)裝配投影設(shè)備

裝配五臺投影距離長、亮度高、分辨率高的投影機，投影機需要具備光學(xué)可調(diào)整性能，能夠保證Cave系統(tǒng)中的圖象具有較高的清晰度和完整性。其中兩臺投影機置于Cave系統(tǒng)開口位置，用于投射頂面和底面，另外三臺投影機分別置于正面和左右兩面的幕布后方，采用背面投射，投影機和投影幕之間的相對位置要通過現(xiàn)場調(diào)試來確定(見彩頁圖2)。

調(diào)試好投影機的位置后，用VGA(Video Graphics Array)高清數(shù)據(jù)線將五臺投影機連接至三臺高性能圖形工作站，其中正面投影機連接至編號為“主機-1”的圖形工作站，上面和左面的投影機連接至編號為“分機-2”的圖形工作站，下面和右面的投影機連接至編號為“分機-3”的圖形工作站*每臺高性能圖形工作站至多連接6臺投影機，在實際操作中，一般將每臺高性能圖形工作站連接投影機的數(shù)量控制在3臺以內(nèi)，以保證程序運轉(zhuǎn)的流暢。(見彩頁圖2)。

(4)裝配動作捕捉設(shè)備Kinect

裝配一臺Kinect體感設(shè)備，置于Cave系統(tǒng)的正面，借助Kinect的頭部跟蹤和動作捕捉功能，能夠獲取用戶的各種身體動作信息，并利用這些身體動作信息與系統(tǒng)進行交互。

(5)裝配聲音系統(tǒng)

裝配一套多聲道音響，指定高性能圖形工作站主機作為Cave系統(tǒng)的聲音服務(wù)器，高性能圖形工作站可以根據(jù)游戲的需要生成內(nèi)部聲音或控制聲音合成器，四個音響環(huán)繞Cave系統(tǒng)四周，增強立體聲的效果。

3.基于Unity3D平臺的游戲資源的整合

以Unity 3D作為Cave系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺，將制作完成的三維游戲《張騫出使西域》輸入Cave系統(tǒng)，經(jīng)過系統(tǒng)處理后，實現(xiàn)游戲畫面的全景展現(xiàn)(見彩頁圖3)，具體步驟如下：

(1)在Unity 3D中創(chuàng)建一個Cave工程文件，并在場景中創(chuàng)建五個Camera獲取不同朝向的空間畫面，這五個Camera分別對應(yīng)投射左、右、上、下、前五個面的攝像機，用于獲取投射到這五個面的場景內(nèi)容。

(2)在五個Camera朝向的前方建立五個透明平面，這五個透明平面與Cave系統(tǒng)中五塊實體投影幕布的空間位置和尺寸大小相對應(yīng)，在每塊透明平面上創(chuàng)建三個不透明球體，在五個Camera上添加離軸變換的代碼，對投射畫面加以離軸變換，實現(xiàn)三維畫面向二維畫面的轉(zhuǎn)換。

(3)將上一步驟中五個Camera的畫面分別在五個透明平面中顯示出來，并將這五個透明平面按照Cave系統(tǒng)的實體構(gòu)建樣式組成四方體，并在四方體的外部再創(chuàng)建一個Main Camera，Main Camera用于同時拍攝五個透明平面所顯示的畫面，這個包含五個透明平面的畫面作為監(jiān)視窗口輸出畫面，用來整體地觀察五個透明平面的畫面。

(4)將五個平面復(fù)制一份，平鋪在一個平面上，為這五個復(fù)制平面分別添加代碼，來控制每個平面中四個點的位置，以此進一步調(diào)節(jié)各個平面的形狀，實現(xiàn)畫面輸出時規(guī)范化的拼接。接下來，還需要在平面四個角的位置各創(chuàng)建一個球體，為每個球體添加代碼，通過控制球體的位置來實現(xiàn)平面形狀和大小的調(diào)節(jié)。在畫面輸出之后，通過顯卡實現(xiàn)各個畫面的分割和配置，將監(jiān)視畫面、左側(cè)畫面和上側(cè)畫面分配到“分機-2”的圖形工作站，將監(jiān)視畫面、前側(cè)畫面分配到“主機-1”的圖形工作站，將監(jiān)視畫面、右側(cè)畫面和下側(cè)畫面分配到“分機-3”的圖形工作站(見彩頁圖4)，畫面分配完之后，需要在Main Camera中添加控制代碼，實現(xiàn)三臺高性能圖形工作站之間的程序同步，此外，還需要通過對畫面中四個角的控制來調(diào)整畫面，并將這些畫面按照四面體的形狀和位置進行拼接，以保證畫面顯示在Cave中的連續(xù)性。

(5)在3D Max中創(chuàng)建一個球體模型，并將球體的法向量方向調(diào)整為由外指向球心，再將調(diào)整后的球體模型導(dǎo)入Unity3D中，置入虛擬四方體的中心位置，并使球體模型完全包裹住虛擬四方體，在球體模型上添加代碼，并將制作好的游戲動畫置入，實現(xiàn)游戲動畫信息在Cave系統(tǒng)中的呈現(xiàn)。

4.基于kinect的用戶身體動作信息關(guān)聯(lián)

完成了將三維游戲動畫置入Cave系統(tǒng)的工作之后，我們需要考慮的問題是如何將用戶的身體信息關(guān)聯(lián)到游戲之中，并且在此基礎(chǔ)上建立身體信息與游戲中虛擬角色的對應(yīng)關(guān)系。該目標(biāo)的實現(xiàn)，需要借助Kinect的動作捕捉功能，并以Unity 3D引擎作為開發(fā)工具，將Cave系統(tǒng)中的軟硬件加以整合，實現(xiàn)不同軟硬件之間的相互通信，在Cave系統(tǒng)中建立起用戶身體信息與游戲中虛擬角色之間的對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)用戶身體與3D仿真游戲場景的動作交互(見彩頁圖5)，具體步驟如下：

(1)Unity 3D引擎擁有多種開發(fā)者的開源插件，不僅可用于擴展游戲引擎的渲染功能，還能夠通過安裝不同的驅(qū)動插件實現(xiàn)與不同設(shè)備的交互，通過交互插件KinectWrapper.unitypackage的使用，建立起Kinect與Unity 3D的連接，使數(shù)據(jù)的傳輸成為可能。

(2)運用Kinect識別玩家身體上的20個關(guān)鍵骨骼點的位置，在此基礎(chǔ)上能夠捕捉玩家的即時動態(tài)信息，并對這些信息予以記錄保存。

(3)將骨骼點的位置信息傳輸?shù)経nity 3D中，Unity 3D根據(jù)20個骨骼點的順序在游戲場景中繪制出相對應(yīng)的骨骼點，并且將這些繪制出的骨骼點與游戲中的虛擬角色模型進行綁定，通過綁定，玩家能夠即時操控虛擬角色模型的動作。

通過以上的平臺搭建和系統(tǒng)操作，我們構(gòu)建起以敦煌壁畫故事《張騫出使西域》為主題的，基于Cave系統(tǒng)的體感游戲設(shè)計(見彩頁圖6、圖7、圖8)，這套系統(tǒng)方法的設(shè)計方法具有普適性的推廣價值，運用類似的手法，我們能夠根據(jù)不同的敦煌壁畫故事主題設(shè)計出不同類型和風(fēng)格的體感游戲，為敦煌壁畫藝術(shù)的傳承與傳播尋找新的媒介和載體，同時探索和發(fā)掘敦煌壁畫藝術(shù)在當(dāng)前時代境域中的新價值。

四、Cave系統(tǒng)體感游戲設(shè)計對敦煌壁畫 藝術(shù)傳播的多維價值構(gòu)建

基于Cave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲設(shè)計，是以技術(shù)化的方法實現(xiàn)中國傳統(tǒng)文化多樣化傳播的有益嘗試，不僅為中國當(dāng)代文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了新的題材和思路，也為敦煌壁畫的傳承和傳播提供了可行性的技術(shù)化路徑，從藝術(shù)遺產(chǎn)傳播的層面而言，Cave系統(tǒng)體感游戲設(shè)計對敦煌壁畫藝術(shù)傳播的價值構(gòu)建主要體現(xiàn)在以下三個維度：

1.敦煌壁畫藝術(shù)傳播的價值再塑造

從某種意義上講，基于Cave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲是對敦煌壁畫藝術(shù)傳播的價值再塑造，包括形體的塑造、色彩的賦予、構(gòu)圖的掌控等方面?；贑ave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲能夠保留敦煌壁畫原有的藝術(shù)語言和風(fēng)格，但又不是簡單的利用數(shù)字技術(shù)復(fù)制原有的圖像，而是在以現(xiàn)當(dāng)代技術(shù)的方式，按照美學(xué)原理和審美規(guī)律進行了提煉和美化，在保留敦煌壁畫藝術(shù)真實性、豐富性和完整性的同時賦予其新的藝術(shù)生命力，實現(xiàn)傳統(tǒng)的審美意象與現(xiàn)代價值理念的融合，極大地拓展了敦煌壁畫的藝術(shù)表現(xiàn)力。

由于敦煌壁畫是通過二維平面表現(xiàn)三維空間，壁畫中的三維空間實際上是人們借助自己的想象力間接地構(gòu)建出來的，而基于Cave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲則是通過虛擬三維空間的創(chuàng)建為用戶提供直觀的體驗，用戶可以選擇不同的視角去觀察物體，并且實現(xiàn)多感官參與的交互體驗，這些傳播的方式是敦煌壁畫本身所不具備的。在Cave系統(tǒng)的整合下，傳統(tǒng)藝術(shù)的信息傳播方式得到極大的延展，敦煌壁畫主題的體感游戲在輸出敦煌文化的同時，還能夠?qū)τ脩舾鞣矫娴哪芰M行訓(xùn)練，這些技能的訓(xùn)練可以有效的培養(yǎng)用戶在運動模式識別、信息加工、判斷決策、身體協(xié)調(diào)等方面的能力，使用戶得到多層面的訓(xùn)練和提升。

而且，基于Cave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲在將敦煌壁畫由二維平面空間擴展到三維立體空間的同時，還引入了時間的要素，實際上是創(chuàng)建出一個四維空間，不僅大大拓展了敦煌壁畫中藝術(shù)文化信息傳輸?shù)娜萘亢蜕疃?，而且對這些信息的傳輸有著更為精準(zhǔn)的定位和更為明確的指向性。

事實上，隱藏在敦煌壁畫體感游戲的背后，是博大精深的中國傳統(tǒng)文化思維，其中包含了中國古人對人生哲學(xué)的深度思考和對藝術(shù)美的樸素追求，可以說，用戶體驗敦煌壁畫主題體感游戲的過程，同時也是用戶重新接受和認(rèn)知中國傳統(tǒng)文化的過程。

2.身心參與的敦煌壁畫藝術(shù)再認(rèn)知

基于Cave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲?qū)嶋H上是將用戶的身體嵌入到游戲環(huán)節(jié)中，使用戶能夠全身心的參與和體驗敦煌壁畫藝術(shù)，從而實現(xiàn)敦煌壁畫與用戶的即時對話。

以往我們對敦煌壁畫的認(rèn)知都是通過視覺信息接收來實現(xiàn)的，缺乏與相關(guān)信息的全面互動，與這種單一的文化接收方式所不同的是，體感游戲?qū)崿F(xiàn)了用戶身體的全面參與，Cave系統(tǒng)捕捉用戶的肢體動作后再實時的傳輸?shù)较到y(tǒng)中，通過這樣的信息傳輸使得用戶的身體進入到游戲世界，用戶能夠通過肢體的運動變化來操控游戲，“用戶的身體可以按照自己的意愿轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的方式，既能夠擺脫時間和空間的束縛，又不會喪失對現(xiàn)實身體的掌控”*[美]尼葛洛龐帝：《數(shù)字化生存》，胡泳，范海燕譯，海南：海南出版社1995年版，第87頁。，使個人情感得以自然而充分地釋放，從而獲得敦煌壁畫所不能給予的全新體驗，虛擬的游戲世界與現(xiàn)實世界也因此得以嫁接和融通。

從身體出發(fā)認(rèn)識和了解世界是人類的本能，也是認(rèn)知外部世界最為行之有效的方式，而且，身體參與的同時又極大地拓展了心理感受的廣度和深度，實際上是一種身心參與的體驗方式，正如梅洛·龐蒂所說的，“身體牽涉到無形的精神、心靈、情意，是生理、心里交融、融構(gòu)而成的共同體?！?周與沉：《身體、思想與修行:以中國經(jīng)典為中心的跨文化觀照》，北京：中國社會科學(xué)出版社2005年版，第91頁。

3.大眾化的敦煌壁畫藝術(shù)傳播平臺

基于Cave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲利用仿真的場景、三維立體的動態(tài)畫面、連貫的故事情節(jié)和適度的挑戰(zhàn)設(shè)計，為用戶創(chuàng)建出沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境，改變被動的、單向的文化藝術(shù)傳播模式，觸發(fā)用戶積極主動的去探求相關(guān)的知識內(nèi)容。我們可以以此為載體，為大眾打造出敦煌壁畫藝術(shù)傳播的技術(shù)平臺。

一方面，我們可以通過該平臺構(gòu)建出敦煌壁畫故事的數(shù)字化資源庫，實現(xiàn)中國傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)的技術(shù)化管理，不僅能夠解決當(dāng)前保護方法中存在的技術(shù)含量偏低、保護力度不充分、保護資源利用率不高等問題，還能讓文化遺產(chǎn)的技術(shù)化成果得到有效利用，有利于化解文化遺產(chǎn)保護與文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)開發(fā)之間的矛盾。

另一方面，通過在各類博物館、美術(shù)館和藝術(shù)展館中架設(shè)Cave系統(tǒng)，建立起敦煌壁畫主題體感游戲的推廣平臺，讓更多的人，尤其是青少年和外國人通過該平臺獲取敦煌壁畫主題游戲給予的深度文化體驗。

此外，為了解決體驗場地的限制，我們還可以施行以虛擬現(xiàn)實頭盔替代Cave系統(tǒng)平臺的方案，該方案可以實現(xiàn)遠程的體感游戲訪問和參與，吸引更多的人在接觸和體驗高新技術(shù)產(chǎn)品的同時體驗傳統(tǒng)文化內(nèi)容，通過寓教于樂的方式傳達敦煌壁畫藝術(shù)的內(nèi)容，敦煌壁畫所代表的中國傳統(tǒng)文化精神也會在更廣義的層面上獲得大眾的認(rèn)同。

五、結(jié)語

敦煌壁畫是敦煌歷史文化的重要載體，敦煌壁畫所承載的藝術(shù)價值和文明密碼有待我們更深入地解讀，這不僅是我們當(dāng)代人的文化使命，也是推動敦煌文化向縱深發(fā)展的重要途徑。在全球化的時代境域中，敦煌文化的歷史價值需要進一步彰顯，它不僅是具有典型代表意義的中國傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)，也是我們立足本土與世界對話的重要文化依據(jù)。

基于Cave系統(tǒng)的敦煌壁畫主題體感游戲是對敦煌文化推廣的有益嘗試，在不減損敦煌壁畫自身歷史文化特征的同時，結(jié)合高新的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展成果，將敦煌文化根植于大眾的日常生活中，充分展現(xiàn)出敦煌壁畫美輪美奐的藝術(shù)價值和悠遠深邃的思想文化內(nèi)涵，使其煥發(fā)出新的生命力。

[責(zé)任編輯]宋俊華

謝欣(1981-)，男，安徽涇縣人，設(shè)計學(xué)博士，哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院助理教授，“文化遺產(chǎn)傳承與數(shù)字化保護協(xié)同創(chuàng)新中心”研究人員。(廣東 深圳，518055)

* 本文系國家社會科學(xué)基金項目“運用網(wǎng)絡(luò)游戲平臺傳播中國傳統(tǒng)文化精品的策略與實證研究”(項目編號：12BXW037)的階段性成果。

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