許千艷

廣州涉外經(jīng)濟職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510540

1 3D虛擬技術(shù)的原理

3D舞臺虛擬影像技術(shù)分為二維3D影像技術(shù)、虛擬與增強現(xiàn)實影像技術(shù)、傳感器及圖像識別影像技術(shù)三種。首先，二維3D影像技術(shù)能夠?qū)鹘y(tǒng)的背景幕布換成動態(tài)的LED屏幕，在目前戲曲表演中使用頻率最高，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)的影像場景。如動漫劇《老巴克與小巴克》等劇中都采用了二維3D影像技術(shù)。其次，傳感器及圖像識別影像技術(shù)則能將傳感器、紅外射線等相關(guān)設(shè)備，結(jié)合舞臺道具運用到戲曲舞臺中，觸發(fā)背景屏幕的動畫效果，達(dá)到了審美藝術(shù)效果，并實時跟進產(chǎn)生神仙般的煙霧。虛擬和增強現(xiàn)實影像技術(shù)則借助微軟的Kinect傳感器，利用Unity3D引擎和Open CV來實現(xiàn)、達(dá)到捕捉演員動作節(jié)點，并在已經(jīng)創(chuàng)建并完成的虛擬效果中融入捕捉到的動作[1]。另外，舞臺上都會布置一些全息膜透射介質(zhì)，從而實現(xiàn)、促進演員和特效的互動。3D虛擬影像技術(shù)就是將3D的投影和視頻相結(jié)合，在激光的輻照下，利用干涉原理將物體光波信息記錄下來，并且被拍攝的事物形成了漫射式的物光束，其中作為參考光速，一部分激光同物光速融合在一起，成為干涉而照射在全息底片上，為了增強空間變化的強度，物體光線的信息利用反差以及干涉條紋的間隔記錄下來，并對物體光線上各個點的位相和振幅進行變換[2]。如黃梅戲《牛郎織女》董永牽牛的場景中，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)為該場景提供了一種新的可能性，牛就是利用全息膜實現(xiàn)的全息投影，增強了整體的韻味。

2 3D舞臺虛擬技術(shù)在動漫電視節(jié)目中的運用

2.1 3D舞臺虛擬影像技術(shù)的構(gòu)成

3D舞臺虛擬影像技術(shù)的運用需要具備硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩個條件。在舞臺上，硬件系統(tǒng)是由傳感器、計算機、投影機等構(gòu)成，具備實現(xiàn)增強現(xiàn)實虛實融合的作用。其中，傳感器能夠精準(zhǔn)地捕捉到演員的空間位路信息，主要是由空間傳感器、紅外傳感器等模塊組成，包含電子道具的位路信息，能夠?qū)⒁恍┨匦в跋駥崟r投到全息膜上，并借助軟件系統(tǒng)進行分析和計算，能夠?qū)⒈硌莸膶崟r互動和虛擬道具的特效融合在一起。目前，3D虛擬影像技術(shù)不斷地改進，硬件設(shè)備也得到了極大豐富。如獨立的工作站則可以轉(zhuǎn)換為控制機來實時操作，能夠?qū)?yīng)各個虛擬機位，或者將參數(shù)備份；采用四聯(lián)高清監(jiān)視器，能夠更加方便工作人員掌握輸出信號，隨時看到工作站渲染合成的輸出信號，有故障的時候還能及時排查；考慮環(huán)境的不同，在離箱體比較遠(yuǎn)的地方，有時候還需要操作主機，配備USB/DVI延長器，可以在60m以外的地方，使工作人員進行操作，從而確保了系統(tǒng)的應(yīng)用更加快捷。而為了獲得傳感器數(shù)據(jù)，軟件的開發(fā)主要是利用OpenCV和傳感器通信，基于3D引擎的開發(fā)。通過認(rèn)真分析數(shù)據(jù)之后，將投影屏幕坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，繼而通過定位演員、電子道具的空間位路，在屏幕上將虛擬道具相應(yīng)的位路顯示出來。同時根據(jù)演員之間的互動，這個軟件系統(tǒng)還能產(chǎn)生特效的作用，如爆炸、煙火等景象。另外，分布式多機內(nèi)容播放控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r分配演出動作、背景視頻以及虛擬影像，可以控制住虛擬影像以及背景視頻等多種多媒要素。

2.2 3D舞臺虛擬影像技術(shù)的互動性

在動漫電視節(jié)目中，運用現(xiàn)代技術(shù)，能夠增強真實演員與虛擬道具、虛擬人物互動，形成虛實融合的技術(shù)效果。同時，配合全息膜投影技術(shù)的應(yīng)用模式，在虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實系統(tǒng)3D舞臺背景的基礎(chǔ)上進行虛實融合的實驗，可以實現(xiàn)真人演員與虛擬道具互動的模式：①真人和虛擬演員同一舞臺表演。為了增強舞臺的效果，在同一舞臺的表演過程中，結(jié)合圖像識別、增強現(xiàn)實技術(shù)、傳感器等手段，能夠增強真人和虛擬演員空間關(guān)系的互動和交融。②真人和虛擬道具之間的互動。為了達(dá)到動感、逼真的立體效果，運用圖像識別、傳感器等手段，使已經(jīng)記錄下來的影像虛擬再現(xiàn)在全息成像膜上，并結(jié)合虛擬現(xiàn)實引擎的運用，可以增強真人和虛擬道具的互動。③真人表演同舞臺背景的融合。為了達(dá)到動態(tài)、逼真的效果，在實際操作中，運用3D引擎，通過圖像識別可以和傳感器等手段相結(jié)合，使虛擬的再現(xiàn)出已經(jīng)記錄在全息成像膜上的影像。通過3D虛擬技術(shù)，虛擬影像同演員仿佛融為一體，如同憑空就出現(xiàn)在舞臺上，能夠增強真人和舞臺背景的互動。④真人表演和虛擬特效互動可以通過粒子系統(tǒng)進行光效操作，運用虛擬的現(xiàn)實引擎，增強真人和虛擬特效的互動，將圖像識別和傳感器等手段結(jié)合起來，可以使真人演員通過動作產(chǎn)生爆炸以及煙火等景象。

2.3 3D舞臺虛擬技術(shù)在各方面的呈現(xiàn)

①角色設(shè)計。角色設(shè)計是以創(chuàng)作者自己的創(chuàng)新思維和獨特見解為基礎(chǔ)進行的，是整個動漫電視劇設(shè)計中運用最重要的基礎(chǔ)部分。通常在動漫電視角色創(chuàng)作時，為了吸引更多觀眾的注意，創(chuàng)作者可以融入獨特的文化元素，來帶動作品的劇情發(fā)展，能夠提升影片的可觀賞性，保持故事情節(jié)的有效性。3D舞臺虛擬技術(shù)加強了角色的真實感，能夠給觀眾帶來震撼的感覺，提升人們對作品的觀賞性，增強了真人和虛擬特效的互動。②環(huán)境設(shè)計。在動漫電視劇中，3D舞臺虛擬技術(shù)可以根據(jù)劇本要求創(chuàng)建一個虛擬的逼真環(huán)境，并且這些環(huán)境可以以動態(tài)的方式進行呈現(xiàn)，如草原、河流、街道等，能夠讓觀眾感受到事物場景的運動性，甚至三維效果能將故事中的場景表現(xiàn)得栩栩如生，熒屏中的事物有種奪屏而出的效果。③動作設(shè)計[3]。3D舞臺虛擬技術(shù)可以通過人的動作變化，對細(xì)節(jié)進行處理和模擬，從而使得真人與虛擬環(huán)境看起來較為連貫和逼真。同時，通過設(shè)備，3D舞臺虛擬技術(shù)還可以將現(xiàn)實與虛擬動作連接起來，賦予角色超現(xiàn)實的各種魔幻性的表現(xiàn)，提升了人物動作與虛擬場景的互動性。④畫面設(shè)計。在動漫電視節(jié)目中，3D舞臺虛擬技術(shù)是一大特色。3D畫面在現(xiàn)代技術(shù)的支持下，能夠增強作品畫面的真實感和震撼感，畫面呈現(xiàn)出流暢真實、燈光柔和、景色自然和場景震撼等感覺，給人不同的視覺感受，整個動畫的清晰度超過了一般二維動畫。

綜上所述，在各類電視節(jié)目中，雖然3D舞臺虛擬技術(shù)發(fā)展很快，但是由于受硬件和軟件的影響和限制，三維虛擬現(xiàn)實舞臺控制系統(tǒng)仍然只是在初級運用階段中，因此還需不斷提升其運用效果和技術(shù)，才能最大限度地發(fā)揮舞臺的機械綜合性能，在不動用任何實際技術(shù)設(shè)備的情況下，達(dá)到模擬出現(xiàn)場表演的效果。