蒙 曦

（貴州大學(xué)，貴州·貴陽 550025）

一、引言

貴州有著豐富的民俗舞蹈文化資源，各民族大雜居、小聚居的居住形式蘊含和積淀了豐富的舞蹈表演形態(tài)，這些活態(tài)的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)是我國各民族千百年來智慧的結(jié)晶，呈現(xiàn)出極高的文化價值。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，傳統(tǒng)的古村落存在的意識形態(tài)發(fā)生著改變，生活方式的快速變化讓民俗舞蹈成為了瀕危遺產(chǎn)，作為承載著民族文化“精神肖像”的舞蹈存續(xù)性有著前所未有的危機感，而近年來對民間舞蹈進行“文化生態(tài)整體保護”數(shù)字化理念也越來越受到大家的關(guān)注，它不僅可以通過數(shù)據(jù)庫恢復(fù)其獨特的表現(xiàn)形式，而且可以更好地保存、整理和利用。

以往相對于紙質(zhì)媒介而言，用影像記錄對舞蹈動作進行采集，并依據(jù)田野調(diào)查、歷史文獻等記錄成為了民族舞蹈保護的有效方式，但這種采集記錄方式單一，兼容性差、體量不大、可持續(xù)性受限等方面有很多制約，而相對圖像生態(tài)數(shù)據(jù)庫來說，數(shù)字媒體則體現(xiàn)了很多優(yōu)越性，民俗舞蹈運用跨學(xué)科的視野深入研究的分類儲存、信息歸檔，并將信息建立在數(shù)字化平臺進行展示，這樣不僅可以對非物質(zhì)文化進行有效的保護，而且延展研究的深度和廣度，節(jié)約時間加快研究和保護的進度。

數(shù)字化的舞蹈動作采集方式主要通過“運動捕捉技術(shù)”對運動軌跡進行360度全方位的捕捉收錄來實現(xiàn)，運動捕捉技術(shù)在20世紀(jì)70年代由The Walt Disney Company用于動畫制作。美國的西蒙弗雷澤大學(xué)與麻省理工學(xué)院也對人體運動捕捉進行了實用化研究，并應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實、游戲開發(fā)、人因工程、虛擬仿真、生物力學(xué)測試、數(shù)字媒體等許多方面。隨后，京都計算機學(xué)院與伊利諾伊大學(xué)發(fā)表Hummingbird 項目，利用Broadband network將伊利諾伊的計算機與洛杉磯的計算機相互聯(lián)通，將伊利諾伊的舞蹈演員表演的動作捕捉三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維圖像，并將數(shù)據(jù)實時地傳送到洛杉磯的計算機，并呈現(xiàn)上舞臺，實現(xiàn)跨越時空的共舞理念。近幾年來，國內(nèi)專家學(xué)者也逐漸開始將數(shù)字化技術(shù)用于非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護與創(chuàng)作研究。但運動捕捉技術(shù)在國內(nèi)浩大的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護中的應(yīng)用極其有限，在深度和廣度上都有待進一步加以應(yīng)用和研究。

本文在數(shù)字化視域下，利用動作捕捉技術(shù)對貴州民俗舞蹈進行數(shù)字化數(shù)據(jù)采集與數(shù)字還原研究，搭建一套貴州民俗舞蹈數(shù)據(jù)庫與數(shù)字化保護系統(tǒng)框架，聯(lián)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)(Virtual Reality)為貴州民俗舞蹈數(shù)據(jù)化保護提供展示平臺，具體的研究過程如圖1所示：

圖1 數(shù)字化視域下的貴州民俗舞蹈采集還原研究流程

二、民俗舞蹈動作數(shù)據(jù)獲取與處理

（一）光學(xué)式運動捕捉系統(tǒng)

光學(xué)式運動捕捉技術(shù)是通過各類光學(xué)傳感器技術(shù)來獲取物體準(zhǔn)確的三維運動信息技術(shù)[1]。在真實場景中，利用高速高分辨率的光學(xué)相機陣列，實時捕捉物體的運動軌跡信息，運動捕捉的模型的關(guān)節(jié)點位置與關(guān)節(jié)角度具有較高的跟蹤精度，得出物體全方位精確的空間坐標(biāo)，利用計算機三維重建物體運動。根據(jù)被采集對象的運動形態(tài)，借助計算機圖像等方式予以保存，再通過計算機建模技術(shù)的分析和處理，最終實現(xiàn)各種數(shù)字化的模擬仿真應(yīng)用。

本研究使用3DMoCap動作捕捉系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由計算機圖形工作站，相機同步控制器，數(shù)字交換機，動作捕捉鏡頭等組成，其系統(tǒng)構(gòu)架如圖2所示：

圖2 3DMoCap動作捕捉系統(tǒng)構(gòu)架

3DMoCap 動作捕捉系統(tǒng)構(gòu)架由幾大要素構(gòu)成：

（1）動作捕捉鏡頭：由高速率、高分辨率相機，近紅外LED燈環(huán)和近紅外濾光片等硬件組成，用于捕捉舞蹈者人體關(guān)鍵節(jié)點的“Marker”，環(huán)境中可見光的干擾由近紅外濾光片進行過濾，形成清晰記錄標(biāo)記球運動軌跡的圖像序列。

（2）數(shù)字交換機：相機圖相間的精確同步控制首先由經(jīng)過數(shù)字編碼的圖像，再由千兆以太網(wǎng)數(shù)字傳輸至工作站進行數(shù)據(jù)處理。

（3）同步控制器：通過準(zhǔn)確控制各個相機的同步采集，實現(xiàn)三維空間云點數(shù)據(jù)的同步采集。

（4）標(biāo)定工具套件：用于系統(tǒng)坐標(biāo)定位，建立實驗云點空間。

（5）高亮反光標(biāo)記球：將人體關(guān)鍵節(jié)點的“Maker”粘貼于舞蹈表演者身體的關(guān)鍵部位，通過近紅外線的反射并被相機捕捉和識別。

（6）PC工作站：動作捕捉空間云點數(shù)據(jù)的采集控制與數(shù)據(jù)信息處理平臺。

（二）民俗舞蹈動作數(shù)據(jù)信息采集

本研究選擇獨具代表性的貴州民俗舞蹈，通過3DMoCap 動作捕捉系統(tǒng)對舞蹈動作進行數(shù)據(jù)獲取，記錄表演者動作在三維空間中形成的運動軌跡，所采集的數(shù)據(jù)用于后續(xù)的數(shù)據(jù)庫搭建，數(shù)據(jù)采集詳細(xì)過程如圖3所示：

圖3 民俗舞蹈動作數(shù)據(jù)信息采集

在已有搭建好的實驗平臺基礎(chǔ)上，進行系統(tǒng)調(diào)試，確保實驗平臺數(shù)據(jù)獲取過程硬件設(shè)備的運行正常，然后通過系統(tǒng)設(shè)置模塊，調(diào)節(jié)適合的相機參數(shù)，調(diào)整相機位置和姿態(tài)，確認(rèn)各相機視角最大可能地符合動作捕捉的需要。隨后要求舞蹈被試者穿著特制的“Marker”標(biāo)記緊身服裝，對身體的關(guān)鍵節(jié)點按照實驗要求標(biāo)定“Marker”點，每個標(biāo)記點分別對應(yīng)3DMoCap動作捕捉系統(tǒng)中的虛擬人結(jié)構(gòu)，從而保障計算機可以對其精準(zhǔn)識別和數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集實驗前，先進入系統(tǒng)定標(biāo)模塊，進行系統(tǒng)空間方向的標(biāo)定與系統(tǒng)空間云點的標(biāo)定。系統(tǒng)標(biāo)定結(jié)束后進行舞蹈被試者的數(shù)據(jù)采集，整個實驗過程要求舞蹈被試者必須一次性無中斷地將民俗舞蹈完整地復(fù)現(xiàn)，在整個舞蹈復(fù)現(xiàn)過程中，舞蹈被試者的“Marker”點空間數(shù)據(jù)被計算機實時獲取與存儲。

（三）民俗舞蹈動作數(shù)據(jù)修正與處理

在舞蹈復(fù)現(xiàn)的過程中，動作捕捉的數(shù)據(jù)可能會由于“Marker”點的遮擋導(dǎo)致個別特征點的重建失敗，重建不準(zhǔn)確或錯誤識別的情況，這對于原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會產(chǎn)生較大的影響。因此在數(shù)據(jù)采集完成之后，后期需要對初始數(shù)據(jù)進行人工校正：一種方法是采用3DMoCap自帶的數(shù)據(jù)處理功能對標(biāo)記點的運動軌跡進行手動校正。另一種方法是通過對關(guān)鍵幀部位的動作檢查及校正，保證對所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與完整，以此實現(xiàn)舞蹈動作的連貫。

根據(jù)被試者的實際身體比例，按照1：1的比例在3D Studio Max 中創(chuàng)建人物角色模型，并在Marvelous Designer7.5中進行服裝設(shè)計。將動作數(shù)據(jù)存儲為TRC或BVH格式，導(dǎo)入Motion Builder 中,將帶骨骼模型與動作捕捉數(shù)據(jù)進行匹配。由于骨骼對于人物模型的不同肢體部位會產(chǎn)生不同的力度影響，因此在對骨骼進行綁定時，需要考慮到不同力度對于權(quán)重的影響，只有保證人物模型關(guān)鍵點的力度合適，才能使動作流暢和自然。最后將37 個“Marker”的人體模型數(shù)據(jù)與Actor模型匹配，以此作為后續(xù)的數(shù)據(jù)庫建立的基本單元。

三、民俗舞蹈動作數(shù)據(jù)庫構(gòu)建與應(yīng)用

通過數(shù)字識別、動作捕捉技術(shù)、舞蹈資源視頻拍攝錄入，建立舞蹈動作的數(shù)據(jù)資料，舞蹈非物質(zhì)文化遺產(chǎn)具有動態(tài)性特征，需要對每個舞蹈動作有序的數(shù)據(jù)信息標(biāo)識化，同時對意識文化結(jié)構(gòu)的內(nèi)容建立數(shù)據(jù)資料，建立與數(shù)據(jù)庫相連的門戶網(wǎng)站，通過對舞蹈索引、識別分析來提取標(biāo)簽，獲得數(shù)據(jù)信息，在數(shù)據(jù)庫分層系統(tǒng)中我們將相關(guān)的民俗文化、史學(xué)資料在舞蹈中透視，這種分層研究將舞蹈形式的多樣性分析置于舞蹈表現(xiàn)中，把舞蹈的外在層次進行延展，打開我們對于舞蹈形式表達(dá)的更深挖掘。

根據(jù)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)，本研究的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建過程以民間舞蹈系統(tǒng)分層體系為基礎(chǔ)，由民俗舞蹈表征研究、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫實施和數(shù)據(jù)庫的運行維護6個部分構(gòu)成，如圖4所示：

圖4 數(shù)據(jù)庫構(gòu)建過程

（一）民俗舞蹈數(shù)據(jù)庫架構(gòu)

我們提出民間舞蹈保護系統(tǒng)分層研究，主要是就方法論而言，目前大多對于民間舞蹈藝術(shù)的記錄方式停留在非遺的單線研究，給人以陳舊、簡單之感，這主要不是針對田野調(diào)查而言，而是無法橫向、縱向進行深入研究，缺乏對整體性的關(guān)聯(lián)，無法立體還原民俗舞蹈的真實因子，從數(shù)字保護的角度無法搭建信息體系。從民間舞蹈系統(tǒng)分層的角度去研究民間舞蹈，涉及到多個方面和多種方法，大部分的研究限于對某些個案考察后得出的結(jié)論，相對來說過于簡單化，其內(nèi)在的藝術(shù)審美與其中的關(guān)聯(lián)論述較少，需要確立舞蹈藝術(shù)與其他相關(guān)學(xué)科的互相聯(lián)系。吉爾曾經(jīng)說過，一個學(xué)科重要構(gòu)成因素是社會學(xué)屬性，存在著多元性，而舞蹈從龐大的藝術(shù)學(xué)領(lǐng)域獨立出來，其內(nèi)部本身具有藝術(shù)學(xué)的特征，另一方面，民族學(xué)、生態(tài)學(xué)、人類學(xué)、歷史學(xué)及民俗傳統(tǒng)文化等相關(guān)學(xué)科也致力于描述舞蹈的現(xiàn)象，這些碎片化、隱喻性的特質(zhì)讓舞蹈具有復(fù)雜的研究體系，鑒于舞蹈語意的復(fù)雜性，需要劃分不同的維度，有部分學(xué)者提出用分類法，元數(shù)據(jù)、SNA等方法搭建數(shù)字化的保護方法，搭建民間數(shù)字化研究的本體框架，但學(xué)者們只是從自身專業(yè)的角度分析研究，目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。就國際上使用得比較多的非遺分類法是CIDOC CRM在V3.4.9中，系統(tǒng)分為歷史史實、人文藝術(shù)、文化遺產(chǎn)考古遺跡、時間地點人物以及版權(quán)信息[2]。這種分層建立的各個部分語義的聯(lián)系為民俗舞蹈系統(tǒng)提供很好的研究思路。

由此，筆者認(rèn)為民俗舞蹈的產(chǎn)生離不開生存的環(huán)境及對生命的解讀，從圖像人類學(xué)的角度挖掘圖像數(shù)字化深層次語義系統(tǒng)，分別從圖像中描述舞蹈動作、民俗樂器、民族服飾、場域特點、表演道具；從民俗文化中整理部族體系、語言、民俗傳說、儀式功能、生存環(huán)境；從史學(xué)研究中整理出土文物、巖畫、口述史、歷史資料文獻等相關(guān)材料，探討還原其數(shù)字圖像中民俗舞蹈體態(tài)的風(fēng)格屬性及審美，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)見圖5所示：

圖5 數(shù)據(jù)庫構(gòu)建體系

（二）民俗舞蹈動作數(shù)據(jù)庫應(yīng)用

民間舞蹈數(shù)據(jù)庫中，建立舞蹈的數(shù)據(jù)庫平臺和VR虛擬現(xiàn)實人機交互，運用數(shù)據(jù)平臺提取相關(guān)數(shù)據(jù)，開發(fā)民間舞蹈虛擬互動，將場域性民俗舞蹈的捕捉數(shù)據(jù)通過虛擬現(xiàn)實再現(xiàn)，是民俗舞蹈在計算機領(lǐng)域進一步運用，為區(qū)域民俗旅游開發(fā)實景提供多重展現(xiàn)，有助于認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)民間舞蹈發(fā)展和演變的過程及在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造的藝術(shù)價值。

1.民俗舞蹈數(shù)據(jù)平臺

在民俗舞蹈數(shù)據(jù)平臺中，從圖像視頻、民俗文化、史學(xué)記錄三個層面建構(gòu)，系統(tǒng)將舞蹈圖像描述、民俗文化、民族歷史錄入更新的數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)實例語義關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)為非遺文化、舞蹈動作、音樂、服裝等方面提供數(shù)據(jù)材料的同時運用圖像表征分析其獨特的審美，該系統(tǒng)包括貴州省非遺（非物質(zhì)文化遺產(chǎn)）數(shù)據(jù)庫、矢量數(shù)據(jù)庫、用戶需求信息庫、民間服裝工藝、民族音樂、節(jié)慶習(xí)俗舞蹈展示，并可延伸舞蹈的深度和廣度，后期可進行民俗舞蹈可視化編創(chuàng)，編創(chuàng)系統(tǒng)中表現(xiàn)的舞蹈語匯以族群的審美意識為參照，分析其族群生活的場域性的動態(tài)特點，把動作產(chǎn)生源分析層進行動作的研究與開發(fā)，在舞蹈動態(tài)表現(xiàn)中，研究其動律本身的語言符號，讓舞蹈語言表現(xiàn)方式有進一步的注解。最終實現(xiàn)貴州少數(shù)民族民俗舞蹈的有效收集和重新利用。

通過輸入想要調(diào)取的舞蹈數(shù)據(jù)，只需要在系統(tǒng)中輸入舞蹈名稱，系統(tǒng)將根據(jù)名稱檢索，自動調(diào)取原始舞蹈、相關(guān)表演與舞蹈虛擬人三維數(shù)據(jù)，將三維數(shù)據(jù)與人物骨架模型進行呈現(xiàn)、選擇與匹配，最后將檢索結(jié)果進行展示。檢索的結(jié)果不僅有成品的動畫展示，還有人體模型每一個關(guān)節(jié)位移、速度、加速度、轉(zhuǎn)動速率、轉(zhuǎn)動角度。通過這些數(shù)據(jù)的調(diào)取與格式轉(zhuǎn)換，連接虛擬人物模型，利用現(xiàn)有的舞蹈編輯軟件，根據(jù)語義信息進行個性化創(chuàng)編，對舞蹈進行二次創(chuàng)新。

用戶進入非遺貴州民俗舞蹈系統(tǒng)，可根據(jù)舞蹈知識分類，篩選自己所需要的舞蹈素材。根據(jù)前期建立民俗文化、舞蹈圖像和史學(xué)研究之間的關(guān)聯(lián)，用戶可輸入關(guān)鍵詞檢索出相關(guān)的舞蹈案例。從系統(tǒng)中檢索出的舞蹈案例，進入舞蹈數(shù)據(jù)的詳情界面，舞蹈數(shù)據(jù)詳情界面包括舞蹈的基本信息、民俗文化、三維數(shù)據(jù)信息、服裝資源信息、場域特色信息、民族歷史信息與VR虛擬現(xiàn)實接口等，用戶調(diào)取相應(yīng)舞蹈數(shù)據(jù)后，可以通過后期的舞蹈編輯軟件，根據(jù)語義信息進行個性化創(chuàng)編，也可進入VR虛擬現(xiàn)實體驗平臺，實現(xiàn)沉浸式瀏覽與交互式體驗。

2.VR虛擬現(xiàn)實可視化平臺

“舞蹈是一種力的幻象，它是舞蹈動作所營造出來的虛的形象?！盵3]人類表達(dá)的方式有多種語言，舞蹈則是無聲的體姿語言。在民俗舞蹈VR的研究中，從民俗舞蹈動作體姿符號進行考量，從微觀身體動律及地域空間形成的流動性舞蹈體態(tài)入手，探討自我本性與個人群體特定環(huán)境經(jīng)驗下的符號形式。通過三維模型構(gòu)建、動作捕捉技術(shù)、VR場景渲染，交互藍(lán)圖編輯與系統(tǒng)成型打包，最后將舞蹈虛擬現(xiàn)實成像結(jié)果進行展示。

貴州民俗舞蹈VR虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要針對演員舞蹈動作進行展示與瀏覽，系統(tǒng)具有人物選擇、場域情境選擇，舞蹈選擇與舞蹈教學(xué)等功能模塊，數(shù)據(jù)來源接口與非遺貴州民俗舞蹈系統(tǒng)互聯(lián)，是非遺貴州民俗舞蹈系統(tǒng)的重要集成模塊。其功能實現(xiàn)全部由UE4虛幻引擎進行開發(fā)，交互方式開發(fā)緊扣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，推進系統(tǒng)流程的交互體驗。

所有系統(tǒng)操作在其手柄操作中完成，交互開發(fā)以UE4引擎藍(lán)圖編程為基礎(chǔ)，主要涉及場景切換、視角切換、表演者選擇，服裝選擇，界面展示效果，舞蹈動作教學(xué)與手柄交互等。從非遺貴州民俗舞蹈系統(tǒng)中調(diào)取三維數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化FBX格式，導(dǎo)入引擎并將數(shù)據(jù)賦予虛擬人骨骼，將選擇好的PNG服裝貼圖附著于模型，實施人物渲染。

為了保證場景渲染的真實性，所有虛擬人服裝與場域效果均通過民俗現(xiàn)場采集貼圖材質(zhì)進行藍(lán)圖編輯。整個系統(tǒng)開發(fā)是以HTC-VIVE虛擬現(xiàn)實設(shè)備為基礎(chǔ)，實驗設(shè)備主要包含頭戴顯示器、交互手柄、定位儀，圖型工作站等，聯(lián)合UE4引擎對貴州民俗舞蹈系統(tǒng)進行開發(fā)，實現(xiàn)可視化系統(tǒng)集成，為貴州民俗舞蹈提供精準(zhǔn)的數(shù)字化平臺，旨在推動數(shù)字化還原保護與舞蹈文化知識重用創(chuàng)新，為舞蹈表征形式提供新的可視化方案與可視化平臺。

四、結(jié)語

本文針對貴州民俗舞蹈的采集和數(shù)據(jù)化管理的問題，提出了基于運動捕捉系統(tǒng)的貴州民俗舞蹈的數(shù)字化保護方法，并開發(fā)貴州民俗舞蹈的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。首先建立民俗舞蹈的案例庫，對其進行分類儲存，通過圖生態(tài)保護的方法嘗試以舞蹈動律、文化模式、部族體系、儀式功能等相關(guān)表征來描述其舞蹈形態(tài)，建立信息的本體模塊，通過語義檢索，匹配符合貴州各少數(shù)民族舞蹈形態(tài)的民間舞蹈案例，然后，建構(gòu)民間舞蹈深層次的模型，通過動律關(guān)聯(lián)度的相關(guān)信息，闡述民間舞蹈的區(qū)分方式，并運用舞蹈動作形態(tài)的空間表現(xiàn)和舞蹈流動畫面的構(gòu)圖規(guī)則，構(gòu)建民間舞蹈動作庫與場域性舞蹈形態(tài)表現(xiàn)庫。在場域性舞蹈形態(tài)的展示中，提出對應(yīng)的民俗文化表征的相關(guān)信息，并用文字編碼進行描述，為民俗文化的傳承、保護、傳播提供具體的個案說明。在數(shù)字化保護平臺基礎(chǔ)上，衍生出舞蹈知識創(chuàng)新體系，對數(shù)據(jù)庫的舞蹈語義信息進行個性化創(chuàng)編，同時借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)，建立民俗舞蹈的VR虛擬現(xiàn)實可視化體驗平臺。