杜秋磊，張倚愷

(長(zhǎng)春大學(xué) 特殊教育學(xué)院，長(zhǎng)春 130022)

人們對(duì)手語(yǔ)的認(rèn)識(shí)起步較晚，直到1997年世界聾人大會(huì)通過(guò)決議承認(rèn)手語(yǔ)是一門獨(dú)立的語(yǔ)言，手語(yǔ)才作為一門語(yǔ)言學(xué)學(xué)科得到世界的承認(rèn)，并把聾人所使用的手語(yǔ)稱之為自然手語(yǔ)。因此，藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯的手語(yǔ)開(kāi)發(fā)在此基礎(chǔ)上還要滯后。

一、藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯手語(yǔ)動(dòng)畫開(kāi)發(fā)的必要性

手語(yǔ)和口語(yǔ)是作為聾人和健聽(tīng)人的第一語(yǔ)言而存在的，為了使聾人能夠正常參與社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)，與社會(huì)保持密切接觸，掌握這兩種語(yǔ)言形式的能力是必不可少的。開(kāi)發(fā)手語(yǔ)動(dòng)畫的一個(gè)重要的物質(zhì)基礎(chǔ)是動(dòng)畫合成技術(shù)的應(yīng)用。

(一)社會(huì)地位

我國(guó)對(duì)聾人的基本教育并未隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展而變得更加專業(yè)，其局限性體現(xiàn)在教育方式以及教學(xué)內(nèi)容上。教學(xué)方式仍舊以老式的“以口語(yǔ)為主”來(lái)指導(dǎo)，以基本口語(yǔ)訓(xùn)練為目標(biāo)和手段的教育方式忽視了聾人在人體聲音感知方面的欠缺，口口相傳的這種口語(yǔ)化教育方式使得聾人在某些程度上的學(xué)習(xí)和表達(dá)得不到相應(yīng)的回報(bào)。這種缺失重點(diǎn)和方式落后的教育使聾人在社會(huì)中不斷被邊緣化，加之目前學(xué)科門類的細(xì)分及專業(yè)性的加強(qiáng)，常規(guī)的手語(yǔ)詞匯局限性較大，容易導(dǎo)致聾人學(xué)生無(wú)法理解或是片面理解專業(yè)概念，進(jìn)而造成無(wú)法正常從事相關(guān)行業(yè)、正常進(jìn)行工作的結(jié)果。這些問(wèn)題的產(chǎn)生來(lái)自社會(huì)的關(guān)注度不夠、從事相關(guān)行業(yè)的專業(yè)人員缺失等方面，因此，我們?cè)撝攸c(diǎn)考慮一下聾人手語(yǔ)教育的專業(yè)性和社會(huì)地位。

(二)研究?jī)r(jià)值

隨著多功能感知、智能人機(jī)接口及虛擬現(xiàn)實(shí)研究的興起，手語(yǔ)合成研究受到各國(guó)科研機(jī)構(gòu)的關(guān)注。在建設(shè)無(wú)障礙和諧社會(huì)的需求推動(dòng)和政策支持下，國(guó)內(nèi)一些高校、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和公司紛紛致力于手語(yǔ)識(shí)別和手語(yǔ)合成系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)。手語(yǔ)合成系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和人體動(dòng)畫技術(shù)將自然語(yǔ)言句子自動(dòng)轉(zhuǎn)換成聾人可以理解的手語(yǔ)，并由計(jì)算機(jī)生成的虛擬人準(zhǔn)確地顯示出來(lái)，有效地解決了手語(yǔ)無(wú)障礙信息查詢與手語(yǔ)信息播報(bào)具體應(yīng)用問(wèn)題，有助于聾人群體使用電視、網(wǎng)絡(luò)、電話、計(jì)算機(jī)等高科技產(chǎn)品，有助于手語(yǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化推廣，擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)手語(yǔ)的使用范圍，有效實(shí)現(xiàn)聾人與健聽(tīng)人之間的自然交流。藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯手語(yǔ)的動(dòng)畫合成也正是利用了手語(yǔ)語(yǔ)言傳播與動(dòng)畫技術(shù)的交集進(jìn)行的研究。二者的結(jié)合有著與時(shí)俱進(jìn)的社會(huì)需求，更是連接學(xué)習(xí)藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)的聾人與社會(huì)、聾人與健聽(tīng)人的重要一環(huán)。首先，專業(yè)手語(yǔ)詞匯的動(dòng)畫合成對(duì)于統(tǒng)一專業(yè)手語(yǔ)詞匯打法有著重要的作用。手語(yǔ)和口語(yǔ)一樣有著地域性方言特征，因此在專業(yè)詞匯的溝通中需要統(tǒng)一打法，形成標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范。其次，專業(yè)詞匯手語(yǔ)的動(dòng)畫合成對(duì)于聾人的專業(yè)學(xué)習(xí)、就業(yè)工作和社會(huì)交往等都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。再次，專業(yè)詞匯手語(yǔ)的動(dòng)畫合成給健聽(tīng)專業(yè)教師學(xué)習(xí)專業(yè)手語(yǔ)提供了更為便捷的途徑。最后，藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯手語(yǔ)的動(dòng)畫合成能為其他專業(yè)詞匯手語(yǔ)的動(dòng)畫合成研究打下基礎(chǔ)，具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

二、藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯手語(yǔ)動(dòng)畫研究基礎(chǔ)

(一)《美術(shù)專業(yè)手語(yǔ)》的助力

藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)擬培養(yǎng)具有藝術(shù)設(shè)計(jì)能力，能夠從事藝術(shù)設(shè)計(jì)研究、教育、設(shè)計(jì)等方面的專門人才，其專業(yè)方向豐富，行業(yè)覆蓋面較廣?！睹佬g(shù)專業(yè)手語(yǔ)》一書共收錄美術(shù)專業(yè)詞匯1207個(gè)，其中包含一小部分常用藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯。其內(nèi)容表現(xiàn)形式是通過(guò)漢語(yǔ)手指字母方案以及手勢(shì)動(dòng)作圖解方式進(jìn)行說(shuō)明的，并使用動(dòng)畫的表現(xiàn)形式來(lái)將美術(shù)專業(yè)一般詞匯進(jìn)行講解說(shuō)明。書中內(nèi)容充實(shí)且專業(yè)性較強(qiáng)，對(duì)美術(shù)通用術(shù)語(yǔ)由基礎(chǔ)到高階都有編寫。例如，僅僅對(duì)素描造型基礎(chǔ)的透視關(guān)系就有著“視點(diǎn)；視向；距點(diǎn)；心點(diǎn)；余點(diǎn)；天點(diǎn)；地點(diǎn) 消失點(diǎn)(滅點(diǎn))；焦點(diǎn)(交點(diǎn))；仰視；平視；俯視；平行；傾斜(歪、傾向)；原線”這些專業(yè)描述詞匯，不僅在細(xì)分上體現(xiàn)了極強(qiáng)的專業(yè)性，也在準(zhǔn)確性上進(jìn)行了校正。雖然書中對(duì)于藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的專業(yè)手語(yǔ)詞匯統(tǒng)計(jì)尚未做到專業(yè)性、準(zhǔn)確性、覆蓋率并重，但其收錄思路與編寫策略給藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯手語(yǔ)的動(dòng)畫合成研究起到了較強(qiáng)的借鑒作用[1]。

(二)藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯的匯編

藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)由于獨(dú)特的學(xué)科屬性奠定了較強(qiáng)的綜合性，但是根據(jù)不同的服務(wù)對(duì)象，藝術(shù)設(shè)計(jì)又展現(xiàn)出了自身的獨(dú)立性，其獨(dú)立性體現(xiàn)在它不同的學(xué)科方向。例如平面設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)等。也正是因此，藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯的收錄及編寫需要有較強(qiáng)的分節(jié)意識(shí)，由宏觀的學(xué)科門類逐層向下進(jìn)行細(xì)部編排。以藝術(shù)設(shè)計(jì)中的平面設(shè)計(jì)方向?yàn)槔?，如“平面設(shè)計(jì)”為第一層級(jí)的詞匯，那么其專業(yè)之下的“構(gòu)成藝術(shù)”“標(biāo)志設(shè)計(jì)”“廣告設(shè)計(jì)”“版式設(shè)計(jì)”等就是第二層級(jí)專業(yè)詞匯。第二層詞匯中再以“構(gòu)成藝術(shù)”為例進(jìn)行細(xì)分，對(duì)其專業(yè)相關(guān)詞匯再進(jìn)行編匯，對(duì)其所需要的社會(huì)屬性以及理論知識(shí)進(jìn)行提煉，例如對(duì)構(gòu)成方式的區(qū)別可劃分為“平面構(gòu)成、色彩構(gòu)成、立體構(gòu)成”等。大體量的招貼設(shè)計(jì)，如商業(yè)海報(bào)、公益海報(bào)、圖形創(chuàng)意等成為第三層。一般來(lái)說(shuō)，藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯按照其清晰的層級(jí)以及緊密的邏輯性分為三四個(gè)層級(jí)，甚至更多，以此來(lái)形成較為全面的詞匯編匯。此項(xiàng)工作的模式也可為其他專業(yè)詞匯的手語(yǔ)匯編提供有效思路依據(jù)。

三、藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯手語(yǔ)動(dòng)畫合成思路

完整的手語(yǔ)動(dòng)畫系統(tǒng)包含虛擬人建模、手語(yǔ)動(dòng)作建模、手語(yǔ)韻律研究、手語(yǔ)詞庫(kù)幾方面。其中手語(yǔ)詞庫(kù)記錄了每個(gè)手語(yǔ)詞的手語(yǔ)運(yùn)動(dòng)信息，這是手語(yǔ)動(dòng)畫合成的基礎(chǔ)。建立手語(yǔ)動(dòng)畫詞庫(kù)不僅工作量大，而且其質(zhì)量也直接影響合成手語(yǔ)的效果。目前，已有研究人員建立了初始的中國(guó)手語(yǔ)詞運(yùn)動(dòng)庫(kù)，但缺乏藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯的手語(yǔ)詞運(yùn)動(dòng)庫(kù)。

首先是分析測(cè)試《中國(guó)美術(shù)手語(yǔ)》中的專業(yè)手語(yǔ)詞匯及匯總本書中尚缺乏的藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)手語(yǔ)詞匯，研究這些詞匯動(dòng)作時(shí)序的計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫表現(xiàn)形式和方法。常規(guī)的手指語(yǔ)和手勢(shì)語(yǔ)無(wú)法精確到字眼，例如詞語(yǔ)“包裝設(shè)計(jì)”需要將詞匯拆成“包裝”和“設(shè)計(jì)”，再由三個(gè)文法順序依次打出。較為復(fù)雜的專業(yè)詞匯需要運(yùn)用到四肢、五官甚至本人所穿戴的服裝進(jìn)行輔助說(shuō)明。因此，探究專業(yè)詞匯翻譯邏輯的同時(shí)要將其所用到的肢體與輔助說(shuō)明物體加以考慮[2]。

其次是虛擬人物動(dòng)畫建模、手語(yǔ)動(dòng)作建模工作。目前較為常用的二維制作軟件是Flash，因?yàn)槠涑善肺募?nèi)存較小，對(duì)存儲(chǔ)載體要求不高，并且操作相對(duì)簡(jiǎn)單，繪制程序不煩瑣，一定程度上便于動(dòng)畫傳播。但是弊端也相對(duì)明顯，二維的人物形象在精確程度上無(wú)法媲美三維人物形象，并且在手語(yǔ)動(dòng)作上無(wú)法達(dá)到流利且生動(dòng)的藝術(shù)形象。三維制作軟件能較為真實(shí)地反映出手語(yǔ)打法的空間關(guān)系，有助于對(duì)人物動(dòng)作的理解和把控。較為常見(jiàn)的三維動(dòng)畫制作軟件有Poser、3dMAX、Cinena4d、maya等。以Poser為例，目前已有人員成功研究出使用Poser做運(yùn)動(dòng)損傷防治實(shí)驗(yàn)多媒體課件庫(kù)，通過(guò)制作多個(gè)部位的模擬損傷動(dòng)畫，形成運(yùn)動(dòng)損傷多媒體課件庫(kù)，從而有效地保證了運(yùn)動(dòng)損傷防治實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。手語(yǔ)動(dòng)畫的制作完全可以利用Poser進(jìn)行角色創(chuàng)作，而且過(guò)程較簡(jiǎn)單，效果卻很逼真。其制作過(guò)程主要為選擇模型、姿態(tài)、體態(tài)設(shè)計(jì)三個(gè)步驟，軟件內(nèi)置了豐富的模型，這些模型以庫(kù)形式存放在資料板中，在絕大多數(shù)情況下，我們都可以從內(nèi)置的模型庫(kù)中選出創(chuàng)作某角色所需的模型[3]。Poser的模型及構(gòu)成模型的各組成部分，如人的手、腳、頭等，都帶有控制參數(shù)盤，通過(guò)對(duì)參數(shù)盤的設(shè)置，我們可以隨意調(diào)整模型的姿態(tài)、體態(tài)，從而創(chuàng)作出所需的角色造型，大多數(shù)情況下可以滿足手語(yǔ)動(dòng)畫對(duì)于手指、手掌、手臂、肘部等部位較為極端的造型需求。如果軟件中沒(méi)有可用的模型提供，那么就需要自行建立手語(yǔ)詞庫(kù)，其方法有兩種：一是運(yùn)動(dòng)跟蹤方法和手工編輯方法。運(yùn)動(dòng)跟蹤方法主要使用數(shù)據(jù)手套與傳感器記錄每個(gè)手語(yǔ)詞對(duì)應(yīng)的手語(yǔ)運(yùn)動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是方便快捷，可以減少工作量；缺點(diǎn)是易受干擾，使得錄制的一些手形不準(zhǔn)確，而且不易修改。二是手工編輯方法，這是人為地確定一個(gè)手語(yǔ)詞的手勢(shì)個(gè)數(shù)，使用軟件確定每個(gè)手勢(shì)各關(guān)節(jié)的角度以及手勢(shì)之間的變化時(shí)間，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是生成的手形準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是工作量太大。

最后是手語(yǔ)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及韻律的研究工作。中國(guó)手語(yǔ)中一個(gè)個(gè)手勢(shì)就是它的詞語(yǔ)，每一個(gè)手勢(shì)都具有固定的手形動(dòng)作，因此我們從技術(shù)角度研究了人手的生理結(jié)構(gòu)。人手的結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，因此手的運(yùn)動(dòng)也是極其復(fù)雜的。由于手的生理特點(diǎn)，它的運(yùn)動(dòng)又是高度約束的。分析手的運(yùn)動(dòng)約束，就可以更真實(shí)地設(shè)計(jì)虛擬三維人手的運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)手勢(shì)表示的準(zhǔn)確性。一個(gè)手語(yǔ)動(dòng)作包含兩方面的內(nèi)容，即手的形狀和手在空間中所處的位置，因此手語(yǔ)動(dòng)作不僅僅是由手來(lái)完成的，而且是由手及手臂共同協(xié)調(diào)來(lái)完成的。手及手臂的結(jié)構(gòu)是一種鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，由相應(yīng)的部位體和關(guān)節(jié)組合而成，其中腕關(guān)節(jié)有2個(gè)自由度，肘關(guān)節(jié)有2個(gè)自由度，肩關(guān)節(jié)有3個(gè)自由度，各手指關(guān)節(jié)共有25個(gè)自由度，如圖1、圖2所示。手語(yǔ)動(dòng)作主要是各部位繞著各自的關(guān)節(jié)進(jìn)行身體旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的，不管是手指的彎曲與伸展，還是整個(gè)手臂的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的基本原理都是一樣的。

圖1 肘關(guān)節(jié)有2個(gè)自由度

圖2 肩關(guān)節(jié)有3個(gè)自由度

關(guān)鍵幀動(dòng)畫的建立是手語(yǔ)動(dòng)作韻律的體現(xiàn)。為了增強(qiáng)手語(yǔ)動(dòng)畫的真實(shí)感，提高聾人對(duì)于手語(yǔ)動(dòng)畫的可懂度，要求手語(yǔ)動(dòng)畫擁有清晰的顯示效果以及豐富的細(xì)節(jié)信息，按照前期骨骼建模的手語(yǔ)打法節(jié)點(diǎn)，在人物運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)鍵動(dòng)作之間銜接建立關(guān)鍵幀動(dòng)畫。關(guān)鍵幀動(dòng)畫是利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力，按照運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的規(guī)律計(jì)算生成兩個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作之間的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作序列的動(dòng)畫方法。這種方法可以依靠幾個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)作關(guān)鍵幀生成相對(duì)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，從而壓縮了運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，并被廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫領(lǐng)域，特別是在人體動(dòng)畫方面[4]。圖3是利用Poser軟件進(jìn)行建模和關(guān)鍵幀研究的圖示，可以較為直觀地體現(xiàn)出手語(yǔ)動(dòng)畫的動(dòng)作時(shí)序和韻律。

圖3 關(guān)鍵幀動(dòng)畫動(dòng)作序列

四、結(jié)語(yǔ)

文章對(duì)于藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯的手語(yǔ)匯編及手語(yǔ)動(dòng)畫做了部分研究，對(duì)藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯手語(yǔ)動(dòng)畫詞庫(kù)的建立奠定了一定的基礎(chǔ)，進(jìn)一步提高了高等特殊教育中的藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)的社會(huì)匹配度，為實(shí)現(xiàn)聾人與健聽(tīng)人之間的自然交流提供了有利的支撐。后續(xù)還將繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行橫向及縱向的擴(kuò)展研究，如在關(guān)鍵幀插值算法中其分類還是較少，不能夠完全反映手語(yǔ)動(dòng)畫的運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)信息，下一步擬從動(dòng)力學(xué)角度入手，從關(guān)鍵幀動(dòng)畫數(shù)據(jù)中提取出更多的關(guān)鍵幀類型，并將其用于動(dòng)畫合成。同時(shí)可以將虛擬人頭部和身體的動(dòng)畫數(shù)據(jù)也結(jié)合進(jìn)去，合成出更加自然的手語(yǔ)動(dòng)作。