數(shù)字媒體語境下海派繪畫的保護開發(fā)設計研究

許王旭宇 顧藝

摘 要：為了在數(shù)字時代更好地保護傳承海派繪畫，本文從海派繪畫的保護與傳承現(xiàn)狀、虛擬現(xiàn)實技術在海派繪畫數(shù)字化傳承中的優(yōu)勢兩個維度展開論述，分析虛擬現(xiàn)實技術的美學與技術優(yōu)勢，提出以虛擬現(xiàn)實技術為海派繪畫賦能的可能，研究并實現(xiàn)海派繪畫的數(shù)字化保護開發(fā)構想。該構想增加了觀眾對海派繪畫的興趣，為以海派繪畫為代表的傳統(tǒng)繪畫的數(shù)字化探索提供了有益啟示。

關鍵詞：數(shù)字媒體;海派繪畫;虛擬現(xiàn)實技術;交互設計;保護開發(fā)

中圖分類號：J209.9 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2020）11-00-05

0 引言

隨著世界邁入尼葛洛龐帝意義上的后信息時代，數(shù)字媒體已經長久地改變了人們的生活方式，形成了文化語境。而海派繪畫的保護傳承卻在此時進入了困境。實物展示的時間空間有限制，觀眾與展覽對象無法互動等因素，都限制了海派繪畫的傳播范圍。其面臨的問題正體現(xiàn)了現(xiàn)代傳統(tǒng)繪畫保護與開發(fā)的困境，應當引入新的技術改善其保護傳承中的困境。

隨著數(shù)字技術的進一步完善，虛擬現(xiàn)實技術登上了時代的舞臺。其為傳統(tǒng)繪畫的數(shù)字化保護開發(fā)提供了前所未有的思路，傳統(tǒng)繪畫的保護由此突破時間與地域的限制，得以實現(xiàn)更高效的情感交流。對于海派繪畫的保護開發(fā)研究，意在探求海派繪畫的數(shù)字化道路，為傳統(tǒng)繪畫的創(chuàng)新保護開發(fā)指明方向。

1 海派繪畫的傳承與發(fā)展現(xiàn)狀

海上畫派是以海派文化為核心的，融合近代上海多元文化精粹的繪畫派別。其主題包羅萬象，用色不羈，技法更偏向于大寫意，頗具金石意味。海派繪畫的傳承者一直在與時俱進，吸收時代風格完善這一畫派，繪畫形式與主題皆有更新。

但是海派繪畫的保護仍有不足之處。首先，沒有引入數(shù)字媒體理念的海派繪畫沒有跟上時代的腳步，傳播范圍較為有限。其次，現(xiàn)有傳統(tǒng)展覽方式無法讓觀眾與繪畫形成有效互動，觀眾淺嘗輒止，難以領略到海派繪畫之美。而這些皆是不利于海派繪畫傳承與發(fā)展的因素。隨著世界進入數(shù)字時代，我們必須思考如何引入數(shù)字技術展現(xiàn)海派繪畫的精髓，用年輕人感興趣的方式講好海派繪畫的故事，以此為海派繪畫的未來傳承指明方向。

2 虛擬現(xiàn)實技術在海派繪畫數(shù)字化傳承中的優(yōu)勢

2.1 虛擬現(xiàn)實（VR）技術的內涵與意義

虛擬現(xiàn)實技術是數(shù)字媒體技術的代表，其集合了三維圖形技術、立體顯示技術、傳感器技術等多個學科領域。在頭戴式顯示設備與力學反饋設備等共同配合下，用戶能夠自由探索虛擬空間，與元素直接交互，獲得真實夢幻的體驗。因為虛擬現(xiàn)實技術能夠解決現(xiàn)實中的問題，其已廣泛賦能于文化、藝術、教育、軍事、醫(yī)療等傳統(tǒng)領域[1]。

虛擬現(xiàn)實技術是數(shù)字技術的寵兒。在《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中，國家明確指出：“目前，我國要突破虛實融合、實時定位注冊等一系列虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實的關鍵技術，把VR和AR（增強現(xiàn)實）技術應用于醫(yī)療、文化、工業(yè)、娛樂等領域”。由此可見，VR技術在傳統(tǒng)繪畫為主的文化教育領域擁有長遠的發(fā)展空間。

2.2 虛擬現(xiàn)實技術的應用案例分析

2.2.1 虛擬現(xiàn)實技術在傳統(tǒng)繪畫在線展覽中的應用

得益于虛擬現(xiàn)實技術充滿數(shù)字創(chuàng)意的交互邏輯支持，目前，國內外機構都在嘗試引入虛擬現(xiàn)實技術為傳統(tǒng)繪畫的數(shù)字化傳承保護提供有益思路。其中，遼寧省文化藝術研究院、國立故宮博物院的VR傳統(tǒng)繪畫方案，為本構想提供了美學指引。

VR在線展覽是虛擬現(xiàn)實技術的主要領用范疇之一。以遼寧文化研究院等機構于2020年聯(lián)合推出的《又見大唐》網(wǎng)上VR展覽為例，用戶足不出戶，便能在虛擬展廳參觀《簪花仕女圖》《虢國夫人游春圖》等國寶級繪畫，還能收聽、解讀文物的文化故事，從美學與文化層面獲得多維度體驗。虛擬現(xiàn)實技術跨越了傳統(tǒng)繪畫展覽的時間與空間限制，觀眾在互動中自由愉快地了解傳統(tǒng)繪畫及與之對應的文化背景。在虛擬現(xiàn)實技術支持下，觀眾能夠深入探索海派繪畫的文化內涵，這對以海派繪畫為代表的傳統(tǒng)繪畫的現(xiàn)代傳承具有長遠意義。

2.2.2 虛擬現(xiàn)實技術在傳統(tǒng)繪畫交互體驗中的應用

虛擬現(xiàn)實技術的獨特優(yōu)勢在于持續(xù)投入、充分交互、充滿想象。在其賦能下，觀眾能夠與數(shù)字對象即時互動，由此更好地增加用戶對傳統(tǒng)文化的興趣。臺北故宮博物院于2016年推出了《鵲華秋色圖》的VR體驗版本。平面的畫面拓展為三維空間，用戶能夠進入包含視覺、聽覺感受的三維空間，以第一人稱視角觀賞畫面，且能與畫面簡單交互，增強觀賞體驗。綜上所述，基于虛擬現(xiàn)實技術的支持，觀眾與傳統(tǒng)繪畫之間不再產生對立，交互式體驗形式極大增加了用戶的觀賞興趣。VR技術能夠在增強傳統(tǒng)繪畫展出效果的同時有效改進傳統(tǒng)繪畫傳播的現(xiàn)有不足，其對提升觀眾的觀展體驗具有實用價值。

2.3 虛擬現(xiàn)實技術與海派繪畫

我國的傳統(tǒng)文化源遠流長，體現(xiàn)了整個民族的精神追求。習近平總書記明確指出：“要把跨越時空、超越國度、富有永恒魅力、具有當代價值的文化精神弘揚起來?！彪S著數(shù)字藝術的理念日益完善，數(shù)字媒體已形成了文化語境，從長遠來看，在當代弘揚傳統(tǒng)文化的最好方式首選數(shù)字媒體。虛擬現(xiàn)實技術是數(shù)字媒體的代表，從美學方面來說，VR技術所構建的虛擬世界源于真實，高于真實。其打破繪畫的維度限制，構建允許交互的虛擬空間，從其他感官的角度有效增強了傳統(tǒng)繪畫的美學感受。從技術方面來說，虛擬現(xiàn)實技術以第一人稱視角的方式，為用戶提供了文化體驗式的觀賞經歷。而虛擬現(xiàn)實技術的體驗感正是以往海派繪畫展覽中不具備的重要因素。綜上所述，海派繪畫是傳統(tǒng)繪畫的代表之一，采用虛擬現(xiàn)實技術保護開發(fā)海派繪畫的構想，能夠改善其保護傳承的現(xiàn)有不足，符合時代趨勢，具有遠大的發(fā)展前景。

3 基于虛擬現(xiàn)實技術的海派繪畫保護開發(fā)設計研究

3.1 項目構想

數(shù)字媒體的文化語境賦予了傳統(tǒng)文化以新的內涵[2]。本構想意在用虛擬現(xiàn)實技術突破海派繪畫傳播中時間與地域的限制，增進公眾對海派繪畫的興趣，改善海派繪畫保護開發(fā)的不足。如何充分展現(xiàn)海派繪畫的美學價值、減少觀眾體驗海派繪畫的成本等，是本構想意在研究的內容。而如何用虛擬現(xiàn)實技術解讀繪畫及其背后的故事，展現(xiàn)海派繪畫的美學意境等，都是本研究意在解決的問題。因此，本構想用虛擬現(xiàn)實技術把海派繪畫作品解構為虛擬空間。與此同時，精心設置數(shù)字交互體驗，讓觀眾自主探索國畫蘊含的故事，從而解讀海派繪畫的精粹。

3.2 項目創(chuàng)新點

本構想的創(chuàng)新之處在于美學創(chuàng)新與技術創(chuàng)新兩個方面。第一是美學創(chuàng)新。本構想采用100%紙上繪制場景、人物、動物、靜物的方式，在游戲策劃、原畫設定、模型及貼圖制作、交互制作、特效設計、界面設計、總體完善等步驟總體把握海派繪畫的美學意境，改善用戶無法充分表達海派繪畫美學意境的問題。

第二是技術創(chuàng)新。本構想首先改進以往傳統(tǒng)繪畫數(shù)字化的三維建模與空間構建方式，其次著力實現(xiàn)全視角水墨靜物與場景，再次研究既滿足視覺規(guī)律又符合海派繪畫美學特征的虛擬空間，最后研究如何用虛擬現(xiàn)實技術展現(xiàn)海派繪畫的美學意境。

3.3 開發(fā)工具與顯示設備選用

3.3.1 軟件開發(fā)平臺分析

隨著世界進入數(shù)字時代，虛擬現(xiàn)實技術日益成為重要的研究課題，眾多機構與平臺持續(xù)投入研制虛擬現(xiàn)實開發(fā)工具。目前，由Epic Games公司研發(fā)的Unreal Engine4（虛幻引擎4）與Unity Technologies公司研制的Unity 3D是VR項目開發(fā)的首選平臺

Unreal Engine4是虛擬現(xiàn)實行業(yè)內領先的應用開發(fā)平臺。虛幻引擎4的可視化材質編輯器與藍圖功能精簡了應用開發(fā)成本，增強了應用表現(xiàn)力。由虛幻引擎4開發(fā)的項目不但真實、精致，而且具有豐富的交互體驗。Unity3D一般應用于輕量級虛擬現(xiàn)實應用的開發(fā)，其優(yōu)勢在于通過其提供的精簡版開發(fā)工具與開發(fā)者文檔，開發(fā)者只需具備一定的代碼基礎與美學素養(yǎng)，便能輕松靈活地完成輕量級虛擬現(xiàn)實項目的開發(fā)。后續(xù)迭代升級較為輕松，但是其精致度遠不如虛幻引擎4。

由此可見，虛擬引擎4與Unity3D各具優(yōu)勢。虛幻引擎4制作的空間更精美，交互更豐富，該平臺與本構想的主旨相符。因此，本構想選用虛幻引擎4作為項目開發(fā)工具。

3.3.2 顯示平臺分析

虛擬現(xiàn)實技術的理想狀態(tài)是通過頭戴式顯示設備、力學反饋設備、嗅覺營造設備與動作捕捉設備共同為用戶營造全感官的虛擬體驗。其理想設備應是依托以電腦主機端為主的數(shù)字化平臺，讓用戶獲得視覺、聽覺、味覺、觸覺的極致體驗。但是，在現(xiàn)有技術水平下，除頭戴式顯示設備以外的VR設備仍需進一步完善。以Leap公司于2017年推出的Interaction Engine交互引擎技術為例，其目的是通過Leap Motion與Unity引擎結合的方式，把用戶手勢傳遞至Unity3D引擎，以此在虛擬現(xiàn)實中實現(xiàn)手勢直接操作。雖然Leap公司為其專門優(yōu)化了數(shù)字手勢識別系統(tǒng)，縮短了以往手勢識別設備的延遲，但是在實際體驗中，Leap Motion基于更完善的算法，體驗感有待提高。

與之相比，頭戴式顯示設備廠商則把注意力更多集中在虛擬環(huán)境的真實度以及交互的反饋度上。廠商們精簡了虛擬現(xiàn)實的體驗技術，在當前技術前提下，優(yōu)先研發(fā)虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示設備，通過提高虛擬環(huán)境的真實度與優(yōu)先完成交互的方式，給予用戶自由愉快的數(shù)字交互體驗。截至2019年，以空間真實度與交互自然度為衡量標準，虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示設備分為主機端設備、一體機設備與移動端設備。一體機設備雖然性能與功耗達到了平衡，但是視覺真實度仍有待提高;移動端設備因為性能限制，一般用于虛擬漫游，以入門體驗VR為主;主機端設備采用家用主機端的處理器與顯卡完成數(shù)字信息的運算，能更專注于營造視覺體驗。與此同時，作為主機端設備中應用領域較廣的產品，HTC Vive不但能夠與虛幻引擎4更好地交換數(shù)據(jù)，而且運行時更穩(wěn)定，能配合虛幻引擎4營造更逼真的虛擬空間，給予用戶更豐富的交互體驗。其與本構想的主旨相符。因此，本構想選用以HTC Vive為代表的頭戴式顯示設備作為軟件顯示平臺。

3.4 項目實現(xiàn)

為了更好地實現(xiàn)以上構想，本構想的實現(xiàn)分為前期設計、素材制作、作品實現(xiàn)與完善測試4個部分。

第一是前期設計。如何把傳統(tǒng)繪畫拓展為虛擬空間的同時保留繪畫的意境韻味，是傳統(tǒng)繪畫數(shù)字化設計中必須解決的問題。本構想以海派繪畫為基礎，為畫面增添歷史故事、侍女畫等文化元素，完善用戶的美學體驗，增進用戶對海派繪畫的興趣?；诖藰嬒耄緲嬒胂仍O計了劇本、分鏡稿、界面、交互，再設計了具備完整時序的體驗式劇情，期望在合乎視覺邏輯的劇本引導下，用5段共約15分鐘的動畫引領劇情探索，保證用戶的體驗。

第二是素材制作。首先，Polygon建模能夠保證模型的精度，面片建模能夠保持平面的美學風格。本構想主要采用Polygon建模的方式塑造人物與場景，采用面片建模的方式構建場景、器物等空間元素。其次，本構想以紙上繪制的方式繪制模型貼圖，通過300dpi精度掃描為數(shù)字版，再以UVW的方式展開為模型貼圖。再次，本構想采用自然光源為主，人造光源為輔的布燈方式，鋪墊出邈遠淡雅的水墨意境。最后，本構想為虛擬空間中的全部模型設置了一套碰撞信息，為之賦予了“UCX_”前綴，保證導入虛幻引擎4后正確識別碰撞信息。

第三是項目開發(fā)。第一步是資源置入。Epic Games公司于2017年推出的UdataSmith插件改善了以往需要在三維軟件中手動設置光線貼圖的現(xiàn)狀。本構想充分利用UdataSmith插件，優(yōu)化項目開發(fā)步驟。本構想首先在虛幻引擎4與3dmax2018中預先安裝配套的UdataSmith插件，在3dmax2018中準備好相應的模型、貼圖、動畫、燈光、界面、碰撞信息素材之后，通過UdataSmith插件把文件信息置入虛幻引擎4，之后選中全部資源，置放到虛擬空間中即完成資源導入。第二步是貼圖設置。以往虛擬現(xiàn)實項目需要開發(fā)者手動拆分第一套貼圖UV與第二套光線UV，但可能導致UV重疊以及把光線UV讀取為多套UV等問題。本構想手動完善材質貼圖UV，在資源導入時按照模型的法線信息自動拆分光線UV。第三步是碰撞設置。在導入資源后，“UCX_前綴”的模型自動識別為碰撞信息，只需右鍵選擇已導入的模型，選擇碰撞類型為高級碰撞，讀取對應的碰撞對象，便能保證用戶的體驗舒適合理。第四步是攝像機設置。本構想根據(jù)分鏡稿本的時序，設置了不同視角的攝像機，以此實現(xiàn)視角轉換。第五步是交互制作。本構想在虛幻引擎4主界面的時間圖表選項中，選擇空間元素層級下的編寫事件選項，充分考慮實現(xiàn)交互功能所需的時間、條件等因素后，即能實現(xiàn)用戶佩戴頭戴式顯示器后操作手柄，自由探索虛擬空間，且能與空間中的元素互動。

第四是完善測試。為保證合理的資源利用，本構想用面片建模的動物與植物模型替換了較為復雜的模型，不但豐富了空間的體驗，而且保證內存合理分配。在資源導出方面，本構想先設置為項目運行時自動調用SteamVR，再設置為允許用戶手動輸入代碼調用虛擬現(xiàn)實平臺。該項目完成后，本構想支持自動或手動調用虛擬現(xiàn)實平臺，保證了項目穩(wěn)定運行。在作品編譯時，選擇作品級燈光后，便能編譯導出精致的資源。本構想設計完成后，用戶只需完成VR基礎環(huán)境設置，打開項目文件，佩戴頭戴式顯示設備，便能在虛擬空間中探索海派繪畫的文化內涵，與此同時，利用HTC Vive的手柄，用戶能夠實現(xiàn)較為完善的交互。

4 結語

以海派繪畫為代表的傳統(tǒng)繪畫的數(shù)字化保護與傳承是數(shù)字時代的嶄新課題。虛擬現(xiàn)實技術的不斷完善為海派繪畫的數(shù)字化保護提供了新的可能。本構想提出且實現(xiàn)了利用虛擬現(xiàn)實技術保護開發(fā)海派繪畫保護開發(fā)的方案，減少了海派繪畫保護傳承的時間與地域限制，一定程度上改善了海派繪畫保護傳承中體驗感較弱的不足。通過這樣的方式，海派繪畫展覽中的體驗感得以增強，傳統(tǒng)繪畫的現(xiàn)代保護傳承有了嶄新的思路。

參考文獻：

[1] 許王旭宇，顧藝.基于虛擬現(xiàn)實技術的莫高窟壁畫數(shù)字交互設計[J].藝術科技，2019（24）：58-61.

[2] 秦臻珍，趙昊.虛擬現(xiàn)實視閾下的傳統(tǒng)藝術傳播與設計[J].藝術與設計（理論），2017（12）：92-94.

作者簡介：許王旭宇（1994—），男，浙江紹興人，研究生，研究方向：數(shù)媒與影像數(shù)字化。

通訊作者：顧藝（1978—），男，上海人，研究生，博士，副教授，研究方向：環(huán)境設計與交互設計。