蒙曦

摘 要：我國擁有豐富的少數(shù)民族文化，而民族舞蹈作為少數(shù)民族文化的組成部分，是非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的重要篇章。由于舞蹈藝術(shù)不以一定的物質(zhì)形態(tài)存在于一定的環(huán)境之中，這就給舞蹈的記錄和保存增加了難度。在傳統(tǒng)的記錄保存工作中，演員的舞蹈動作多通過文字、照片、錄像進行記錄。然而，這些手段只能從幾個有限的角度以二維的方式對舞蹈動作進行記錄保存，無法實現(xiàn)對舞蹈舞姿準(zhǔn)確且全面的記錄保護，而且傳統(tǒng)方法保存下來的數(shù)據(jù)只能進行簡單的復(fù)制傳播，不能加以利用、開發(fā)和創(chuàng)新。因此，將運動捕捉技術(shù)應(yīng)用到少數(shù)民族舞蹈藝術(shù)保護工作中，運用運動捕捉技術(shù)獲取該少數(shù)民族舞蹈的空間三維姿態(tài)，經(jīng)數(shù)字化動作還原等優(yōu)化處理，從而建立起該民族舞蹈藝術(shù)動作技術(shù)數(shù)據(jù)庫，并結(jié)合原生態(tài)文化氛圍及其他保護方式，準(zhǔn)確全面地保存少數(shù)民族舞蹈的藝術(shù)的精華，為全國眾多具有民族特色的少數(shù)民族舞蹈及體育實現(xiàn)數(shù)字化保護提供有效的參考，以及為今后的創(chuàng)作和舞蹈還原提供精準(zhǔn)的數(shù)字平臺，對促進我國民族舞蹈藝術(shù)傳承和發(fā)揚有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：民族舞蹈 動作捕捉 三維數(shù)字化

基金編號：GDQN2014009

項目名稱：《貴州民間舞蹈的動律編排系統(tǒng)研究》

現(xiàn)代社會的發(fā)展，少數(shù)民族舞蹈文化遺產(chǎn)的生存空間越來越受到來自于工業(yè)文明以及經(jīng)濟全球化的沖擊。國家對少數(shù)民族舞蹈文化遺產(chǎn)的保護已經(jīng)越來越重視，如何更好的保護、搶救和挖掘少數(shù)民族舞蹈文化遺產(chǎn)以及如何將信息技術(shù)應(yīng)用于少數(shù)民族文化遺產(chǎn)的保護、搶救和挖掘中已經(jīng)成為文化界和信息技術(shù)界共同研究的一個熱門課題。本文從少數(shù)民族的舞蹈特點出發(fā)，應(yīng)用計算機運動捕捉技術(shù)對少數(shù)民族舞蹈舞姿進行三維數(shù)字化保護，結(jié)合民族舞蹈原生態(tài)文化氛圍以及其他保護方式的優(yōu)點，面向民間樂舞的虛擬角色的動作庫制作過程著重分析了舞蹈文法下的動作歸類及其對應(yīng)關(guān)系探討了基于情感模型下的動作風(fēng)格鑒定理論，提出了通過對特征動作單元屬性和關(guān)聯(lián)約束的定義來實現(xiàn)動作銜接的方法并給出該方法在動作編排系統(tǒng)中的應(yīng)用框架。

一、動作捕捉技術(shù)

動作捕捉技術(shù)最早被應(yīng)用在早期迪斯尼動畫制作中，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，動作捕捉技術(shù)不斷完善，并且廣泛的應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實、游戲設(shè)計以及運動仿真等多個領(lǐng)域中。動作捕捉技術(shù)指的是通過傳感設(shè)備對三維空間內(nèi)某個物體的運動狀況進行測量，并且將其運動的軌跡通過圖像的形式記錄下來，再利用計算機技術(shù)對該圖像數(shù)據(jù)進行分析處理，以此來獲得物體的空間坐標(biāo)。

本文研究采用的是光學(xué)式運動捕捉系統(tǒng)。該系統(tǒng)中一共有七臺數(shù)碼攝像機，分別安置在表演場地外沿，每臺攝像機有著不同的拍攝視角，而且集中重疊在舞蹈表演者的表演區(qū)域。舞蹈表演者被要求穿緊身服裝，并且在身體的關(guān)鍵部位貼上29個“Marker”點，標(biāo)記點對應(yīng)著動作捕捉系統(tǒng)的系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，可以通過計算機技術(shù)對其進行識別。表演現(xiàn)場的每臺攝像機都安裝了反射標(biāo)記點所對應(yīng)的舞蹈演員的肢體動作，并且在拍攝的過程中形成圖像。

二、民族舞蹈的三維數(shù)字化

動作捕捉是實現(xiàn)民族舞蹈三維數(shù)字化的基本技術(shù)支撐，通過動作捕捉系統(tǒng)，可以對表演者的肢體動作進行詳細的記錄，通過不斷的回放和捕捉，實現(xiàn)對舞蹈表演者軀體在空間位置上的不斷變化，甚至可以對舞蹈表演者的面部表情進行記錄，這對于民族舞蹈的分析和編排有著十分重要的意義。

（一）獲取數(shù)據(jù)

基于動作捕捉的民族舞蹈三維數(shù)字化的實現(xiàn)，首先需要對舞蹈演員的肢體動作過程進行捕獲，再將捕獲的動作映射到計算機上，生成一個虛擬的動作過程。目前我國應(yīng)用在舞蹈動作捕獲的捕捉系統(tǒng)，主要有機械式、聲學(xué)式、電磁式和光學(xué)式幾種，而光學(xué)式動態(tài)捕捉系統(tǒng)是當(dāng)前應(yīng)用的最為廣泛的一種動作捕捉系統(tǒng)。光學(xué)式動作捕捉系統(tǒng)主要是利用光學(xué)原理實現(xiàn)舞蹈動作的三維數(shù)字化，其實現(xiàn)的過程如下：第一，對設(shè)備進行測試，根據(jù)動作捕捉的具體要求，確定舞蹈表演者的動作范圍和攝像機的位置；第二，為了達到良好的動作捕捉效果，通常要求舞蹈表演者穿著單色服裝，并且需要在舞蹈表演者身體的關(guān)鍵部位粘貼“Marker”點；第三，同時開啟多臺攝像機對舞蹈表演者“Marker”點的動作進行擺設(shè)，并且按照擺設(shè)的順序?qū)@得的圖像進行保存，然后再進行分析和處理，通過計算獲得演員肢體在不同空間位置上的動作，再利用數(shù)學(xué)方法按照每個“Marker”點的獲取的圖像信息繪制反射標(biāo)記，形成三維坐標(biāo)；第四，利用計算機技術(shù)將三維坐標(biāo)進行識別，再將數(shù)據(jù)與動畫角色相結(jié)合，生成計算機鏡頭中的運動物體。由于計算機獲取的三維坐標(biāo)來自于舞蹈表演者的肢體動作，所以根據(jù)這些三維坐標(biāo)生成的動畫十分逼真。

（二）后期處理

當(dāng)舞蹈表演者在運動的過程中，位于身體不同部位的“Marker”點可能會被遮擋，或者是不同部位之間發(fā)生混亂，這對于原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會產(chǎn)生較大的影響，所以完成數(shù)據(jù)采集之后，需要對原始數(shù)據(jù)進行后期處理。后期處理一般需要人工對數(shù)據(jù)進行校正，一種方法是利用軟件自帶的后期處理功能對“Marker”點的運動軌跡進行校正；另一種方法是利用動畫軟件對每個關(guān)鍵幀部位的動作進行檢查和校正，以此來達到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，進而實現(xiàn)動作的連貫性。

三、基于動作捕捉技術(shù)的民族舞蹈三維數(shù)據(jù)的動畫生成

通過捕捉技術(shù)獲得的民族舞蹈三維數(shù)據(jù)，可以形成一個少數(shù)民族舞蹈數(shù)據(jù)庫，為少數(shù)民族舞蹈的編排和互動游戲提供更多影像資料，在促進我國動畫制作水平提高的同時，可以有效的增強民族舞蹈動作的直觀性，運用動畫影像展現(xiàn)民族舞蹈表演藝術(shù)，使舞蹈效果更加生動?；趧幼鞑蹲郊夹g(shù)的民族舞蹈三維數(shù)字化的實現(xiàn)流程。該流程圖直觀的體現(xiàn)了利用動作捕捉技術(shù)實現(xiàn)民族舞蹈三維數(shù)字化的過程，將民族舞蹈的動作捕捉數(shù)據(jù)與角色模型數(shù)據(jù)進行綁定，便可以按照需求實現(xiàn)動畫角色的生成，進而實現(xiàn)民族舞蹈的三維數(shù)字化。

（一）舞蹈演員人物模型的建立

以土家族擺手舞為例，在舞蹈三維數(shù)字化過程中，需要對舞蹈演員的擺手動作進行周著重捕捉。通過建模軟件，根據(jù)舞蹈演員的實際身體比例，在3D Studio Max中建立人物角色模型，同時根據(jù)土家族舞蹈服裝的對任務(wù)模型進行數(shù)據(jù)還原，然后將三維數(shù)據(jù)與人物模型的數(shù)據(jù)進行綁定，這樣便可以實現(xiàn)舞蹈的還原。

（二）人體模型的骨骼綁定

運動捕捉系統(tǒng)對舞蹈演員的運動軌跡進行捕捉時，是通過空間數(shù)據(jù)點的確定來實現(xiàn)的，所以為了獲取更多、更詳細的數(shù)據(jù)，需要按照舞蹈表演者的身材比例和骨骼系統(tǒng)，將三維數(shù)據(jù)進行綁定。通過舞蹈表演者骨骼綁定實現(xiàn)對動作數(shù)據(jù)的捕捉。需要注意的是，在進行骨骼綁定時，需要注意到權(quán)重的影響，也就是說，骨骼對于人物模型不同肢體部位可能會產(chǎn)生不同的力度影響，只有保證這些關(guān)鍵點的力度合適，才能使人物模型的動作流暢和自然。

（三）運動捕捉三維數(shù)據(jù)的動畫實現(xiàn)

為了達到良好的記錄效果，一般要求舞蹈表演者首先在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)進行表演，同時開啟區(qū)域內(nèi)多臺攝像機，從不同的角度對舞蹈表演者的肢體動作進行記錄并且對數(shù)據(jù)進行處理，再將捕捉的數(shù)據(jù)映射到舞蹈表演者的三維人物模型上，這時便可以運用獲取的運動序列生成一系列動畫，同時再配以相應(yīng)的音樂，便可以利用計算機從各個不同的角度全方位的展現(xiàn)舞蹈表演。

四、結(jié) 語

本文主要針對如何利用動作捕捉技術(shù)實現(xiàn)民族舞蹈三維數(shù)字化的問題進行了研究。通過動作捕捉技術(shù)的應(yīng)用，可以有效的避免傳統(tǒng)影響記錄方式中資料不完整的問題，同時也可以為現(xiàn)代舞蹈編排提供更多分析數(shù)據(jù)，來獲得傳統(tǒng)方法所無法精確再現(xiàn)的舞蹈姿態(tài)原有的實體，再現(xiàn)藝術(shù)當(dāng)年風(fēng)采，且復(fù)制制造周期短，成本低，是一種很有前景的藝術(shù)保護技術(shù)。同時，民族舞蹈三維數(shù)字化的實現(xiàn)，可以有效的促進我國民族舞蹈文化資源的整合與優(yōu)化，在推動現(xiàn)代民族舞蹈文化持續(xù)發(fā)展的進程中發(fā)揮著重要的作用。

參考文獻：

[1] 邱望標(biāo)，李超.基于運動捕捉技術(shù)的中國少數(shù)民族舞蹈藝術(shù)保護方法研究[J].電子科技大學(xué)學(xué)報（社科版），2009（04）

[2] 孫傳明.民俗舞蹈類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化技術(shù)研究[D].華中師范大學(xué)，2013（11）

[3] 鄧利群.三維人體動作識別及其在交互舞蹈系統(tǒng)上的應(yīng)用[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2012（04）

[4] 沈縈華，吳曉雨，呂朝輝.基于運動捕捉技術(shù)的民族舞蹈的保護[J].中國傳媒大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013（03）

[5] 況奕.民間舞蹈數(shù)字化技術(shù)及應(yīng)用研究[D]，杭州：浙江大學(xué)，2006

[6] 楊程，孫守遷，蘇煥.文化保護中編鐘樂舞的復(fù)原與展示[J].中國圖象圖形學(xué)報.2006（10）

[7] 楊程.傳統(tǒng)文化活動及其空間的數(shù)字保護技術(shù)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2009

作者單位：貴州大學(xué)