隨著計算機圖形學(xué)（CG）的快速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)為傳統(tǒng)藝術(shù)的保護和傳承提供了新的路徑。三維（3D）建模、虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）及數(shù)字渲染等技術(shù)為傳統(tǒng)藝術(shù)作品的保存、展示和創(chuàng)新提供了技術(shù)支持。這些技術(shù)不僅助力雕塑、繪畫等藝術(shù)作品的保存，還通過虛擬平臺和互動展示，為觀眾帶來全新的藝術(shù)體驗。

隨著數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)藝術(shù)的保護與傳承面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機遇。計算機圖形學(xué)作為前沿技術(shù)，為藝術(shù)創(chuàng)作與表達提供了新的方法與工具。從三維建模到虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，傳統(tǒng)藝術(shù)的數(shù)字化不僅提升了保存和傳播效率，還推動了表現(xiàn)形式的創(chuàng)新。這些技術(shù)的融合為傳統(tǒng)藝術(shù)拓展了發(fā)展空間，也為文化遺產(chǎn)的保護與復(fù)興提供了新途徑。

1計算機圖形學(xué)與傳統(tǒng)藝術(shù)數(shù)字化概述

1.1計算機圖形學(xué)的基本概念

計算機圖形學(xué)是計算機科學(xué)的一個分支，研究如何利用計算機進行圖像生成、處理和分析，其核心技術(shù)包括圖形建模、渲染算法、圖像合成和圖形處理等[]。通過這些技術(shù)，計算機可以模擬現(xiàn)實世界的物體與場景，生成視覺效果和圖像。圖形學(xué)的發(fā)展始于20世紀(jì)60年代，隨著計算機硬件和軟件的進步，圖形學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。從早期的二維（2D）圖形到如今的三維建模、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等技術(shù)，計算機圖形學(xué)逐漸滲透到電影制作、游戲開發(fā)、醫(yī)學(xué)影像、建筑設(shè)計等多個領(lǐng)域。

1.2傳統(tǒng)藝術(shù)的內(nèi)涵

傳統(tǒng)藝術(shù)涵蓋了人類歷史長河中形成的各類藝術(shù)形式，包括繪畫、雕塑、建筑、書法以及手工藝品制作等。這些藝術(shù)形式不僅反映了特定文化和時代的思想、審美和價值觀，還承載著人類歷史的記憶，是民族文化與社會發(fā)展的見證。每一種藝術(shù)形式都是藝術(shù)家在特定歷史條件下的創(chuàng)作結(jié)晶，它們通過不同的表現(xiàn)手法展現(xiàn)了當(dāng)時人們的生活方式、信仰理念和審美情趣。無論是繪畫中的色彩與構(gòu)圖，還是雕塑中的形體與質(zhì)感，抑或是建筑中的比例與布局，都體現(xiàn)了各自文化的獨特特色。傳統(tǒng)藝術(shù)在形式和表現(xiàn)上具有多樣性，不同地區(qū)、不同民族的藝術(shù)風(fēng)格各具特色，形成了豐富的文化多樣性。例如，東方的水墨畫和西方的油畫就有著截然不同的技法與表達方式。除了視覺上的藝術(shù)效果，傳統(tǒng)藝術(shù)作品還蘊含著深厚的文化底蘊和歷史背景，成為文化傳承的重要載體。它們不僅讓我們感受到過去的藝術(shù)魅力，還為現(xiàn)代社會提供了寶貴的精神財富。

1.3計算機圖形學(xué)與傳統(tǒng)藝術(shù)的結(jié)合

計算機圖形學(xué)的技術(shù)應(yīng)用為傳統(tǒng)藝術(shù)的數(shù)字化表達開辟了新的方向，推動了傳統(tǒng)藝術(shù)的保護、傳播和創(chuàng)新。在三維建模領(lǐng)域，傳統(tǒng)藝術(shù)作品，如雕塑、建筑、手工藝品等，可以通過計算機技術(shù)生成高度精細的三維數(shù)字模型，便于藝術(shù)品的長期保存、修復(fù)和展示。通過三維掃描和建模技術(shù)，藝術(shù)作品的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和細節(jié)得以精準(zhǔn)還原，為博物館、教育機構(gòu)及文物修復(fù)提供了重要的技術(shù)支持。

在數(shù)字渲染方面，計算機能夠利用先進的光影模擬、材質(zhì)渲染等技術(shù)，生動再現(xiàn)傳統(tǒng)繪畫和雕塑作品的細節(jié)，使觀眾在數(shù)字環(huán)境中獲得更真實的視覺體驗。這不僅提升了藝術(shù)品的展示效果，還為藝術(shù)創(chuàng)作者提供了更多靈感來源。

此外，虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)的快速發(fā)展，使傳統(tǒng)藝術(shù)作品能夠在虛擬環(huán)境中以全新的方式生動呈現(xiàn)。觀眾可以在虛擬世界中與藝術(shù)作品進行互動，感受其文化內(nèi)涵，增強沉浸式體驗，進一步推動傳統(tǒng)藝術(shù)的現(xiàn)代化傳播。

2基于計算機圖形學(xué)的傳統(tǒng)藝術(shù)數(shù)字化表達方法

2.1三維建模技術(shù)與傳統(tǒng)藝術(shù)的數(shù)字化表現(xiàn)

三維建模技術(shù)是傳統(tǒng)藝術(shù)數(shù)字化表達中的重要手段之一，尤其適用于雕塑、建筑和其他三維藝術(shù)形式的再現(xiàn)。傳統(tǒng)藝術(shù)作品通過三維建模技術(shù)可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字格式，這樣就能夠長期保存，并以多種方式進行展示。三維建模的過程包括幾何形狀的構(gòu)建、細節(jié)雕刻、紋理貼圖及渲染等步驟。計算機利用各種算法和軟件工具，精確再現(xiàn)藝術(shù)作品的外形和細節(jié)特征。

對于雕塑類藝術(shù)作品，通過三維掃描技術(shù)，藝術(shù)家可以精確捕捉雕塑的表面紋理和細節(jié)，生成數(shù)字化的三維模型。這些模型可以進一步通過數(shù)字化雕刻工具修復(fù)和修改，恢復(fù)或增強原始作品的細節(jié)。在建筑領(lǐng)域，三維建模不僅能夠用于古建筑的保存，還能夠用于重建已損毀的建筑物。通過精確建模，傳統(tǒng)建筑的結(jié)構(gòu)、裝飾、紋理等可以被全面記錄，并以虛擬現(xiàn)實的形式呈現(xiàn)[2]。

在繪畫領(lǐng)域，雖然主要以二維表達為主，但一些技術(shù)也能夠通過三維建模來增強作品的表現(xiàn)力。通過將傳統(tǒng)繪畫作品轉(zhuǎn)化為三維表面，能夠更加生動地展示畫作的層次和質(zhì)感。此外，三維建模技術(shù)還可以結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)進行交互式展示，為觀眾提供更深層次的藝術(shù)體驗。

秦始皇陵兵馬俑（簡稱兵馬俑）是中國古代藝術(shù)的瑰寶，采用三維掃描和建模技術(shù)對兵馬俑進行數(shù)字化保存。通過精確的激光掃描，獲取兵馬俑的細節(jié)數(shù)據(jù)，并通過建模軟件生成數(shù)字模型。這些數(shù)字化模型不僅用于修復(fù)損毀的兵馬俑，還能夠進行虛擬展示，觀眾可以通過數(shù)字平臺全方位觀察這些文化遺產(chǎn)。該技術(shù)使得兵馬俑的精細工藝得以長久保存，并且避免了因展示過程中遭遇環(huán)境損害而造成的損失。

2.2虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術(shù)在傳統(tǒng)藝術(shù)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)為傳統(tǒng)藝術(shù)的數(shù)字化表達開辟了全新的應(yīng)用場景。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過創(chuàng)造一個完全虛擬的環(huán)境，使得觀眾能夠“進入”藝術(shù)作品，而增強現(xiàn)實技術(shù)則是在現(xiàn)實世界的基礎(chǔ)上，疊加虛擬信息，為用戶提供增強的體驗感。

在傳統(tǒng)藝術(shù)的展示中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將藝術(shù)作品置于一個完全沉浸式的虛擬環(huán)境中。例如，通過虛擬現(xiàn)實設(shè)備，觀眾可以在數(shù)字化的藝術(shù)館中，仔細觀察傳統(tǒng)雕塑和繪畫作品。與傳統(tǒng)展覽不同，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠突破空間的限制，使得世界各地的人們都能夠通過數(shù)字設(shè)備接觸到同樣的藝術(shù)作品。增強現(xiàn)實技術(shù)則通過實時渲染將虛擬對象與現(xiàn)實世界相結(jié)合，提供互動體驗。在藝術(shù)展覽中，增強現(xiàn)實可以為觀眾展示藝術(shù)作品背后的歷史、創(chuàng)作過程或文化背景。例如，當(dāng)觀眾通過智能手機或平板設(shè)備掃描傳統(tǒng)藝術(shù)作品時，增強現(xiàn)實技術(shù)能夠展示該作品的數(shù)字化復(fù)原過程，或者在傳統(tǒng)藝術(shù)的展示上疊加現(xiàn)代藝術(shù)的元素，從而提供全新的藝術(shù)體驗[3]。

故宮博物院通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)推出了“數(shù)字故宮”項目，觀眾不僅可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)備游覽故宮，觀看古代文物的數(shù)字化重現(xiàn)，還可以進入虛擬環(huán)境中，近距離觀賞清代皇帝的寶座或珍貴的瓷器，沉浸式體驗中國傳統(tǒng)文化與藝術(shù)。虛擬故宮不僅提供了經(jīng)典展品的詳細展示，還通過互動環(huán)節(jié)讓參觀者深入了解展品的歷史背景與文化內(nèi)涵，增強了文化體驗感和教育意義。

2.3數(shù)字渲染技術(shù)與傳統(tǒng)藝術(shù)風(fēng)格的再現(xiàn)

數(shù)字渲染技術(shù)是將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為逼真圖像的重要手段，廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)藝術(shù)作品的數(shù)字化表現(xiàn)中。該技術(shù)通過模擬光線的傳播、材質(zhì)的反射、折射以及環(huán)境的影響，生成具有高度真實感的藝術(shù)圖像。在傳統(tǒng)藝術(shù)的數(shù)字化過程中，數(shù)字渲染技術(shù)不僅能夠重現(xiàn)藝術(shù)作品的細節(jié)，還能夠突出其藝術(shù)風(fēng)格和表現(xiàn)力[4]。

對于雕塑等三維藝術(shù)形式，渲染技術(shù)通過模擬不同光源下的反射和陰影，準(zhǔn)確呈現(xiàn)雕塑的立體感和細節(jié)。通過高質(zhì)量的渲染，觀眾能夠清晰看到雕塑作品的表面紋理、細節(jié)刻畫及其在不同光線條件下的變化。這種渲染技術(shù)為藝術(shù)作品的長期保存提供了有效的手段，并能夠為藝術(shù)作品提供更為細致的數(shù)字化展示方式。

在繪畫作品的數(shù)字化過程中，數(shù)字渲染技術(shù)能夠重現(xiàn)作品的色彩、光影以及細膩的筆觸。例如，數(shù)字渲染技術(shù)能夠模擬油畫的厚涂效果或水彩的漸變效果，精準(zhǔn)還原傳統(tǒng)繪畫的質(zhì)感和層次感。通過數(shù)字化渲染，藝術(shù)作品的細節(jié)和紋理得到強化，使得觀眾即使無法親自接觸作品，也能夠感受到其原本的藝術(shù)魅力。

通過數(shù)字渲染技術(shù)，中國的唐代壁畫被重新呈現(xiàn)。采用物理基礎(chǔ)渲染（PBR）技術(shù)，能夠精準(zhǔn)再現(xiàn)壁畫的色彩、質(zhì)感和光影效果，增強觀眾的視覺體驗。數(shù)字渲染不僅恢復(fù)了壁畫的細節(jié)，還讓藝術(shù)風(fēng)格更加生動地呈現(xiàn)，展現(xiàn)出傳統(tǒng)藝術(shù)的魅力。通過高清渲染，觀眾能夠欣賞到每一筆的細節(jié)，仿佛親眼見證了古代畫師的創(chuàng)作過程，極大地提升了文化遺產(chǎn)在現(xiàn)代傳播和教育領(lǐng)域的價值。

2.4交互技術(shù)與傳統(tǒng)藝術(shù)的創(chuàng)新表達

交互技術(shù)在傳統(tǒng)藝術(shù)數(shù)字化表達中扮演著重要角色，通過與觀眾的互動，打破了傳統(tǒng)藝術(shù)被動觀看的局限，創(chuàng)造了一種全新的藝術(shù)體驗。交互技術(shù)通過感應(yīng)設(shè)備、觸摸屏或其他輸入方式，允許觀眾與藝術(shù)作品進行實時互動。這種互動不僅增強了觀眾的參與感，更創(chuàng)造出更加具有沉浸感的藝術(shù)體驗。

在傳統(tǒng)藝術(shù)的展示中，交互技術(shù)能夠使觀眾不僅僅是觀察者，還能夠成為創(chuàng)作過程的一部分。例如，在數(shù)字化的繪畫作品展示中，觀眾能夠通過觸摸屏或其他交互設(shè)備對作品進行修改，甚至參與到創(chuàng)作過程中[5]。這種互動模式為傳統(tǒng)藝術(shù)的呈現(xiàn)注入了新的活力，觀眾不再是靜態(tài)地觀看作品，而是成了藝術(shù)創(chuàng)作的參與者。

在虛擬博物館或數(shù)字化藝術(shù)展示中，交互技術(shù)同樣起到了至關(guān)重要的作用。觀眾能夠通過手勢、語音或其他方式與虛擬展品進行互動，甚至能夠根據(jù)自己的興趣選擇不同的觀看角度或深入了解某一部分的藝術(shù)背景。

這樣的展示方式不僅增強了觀眾與藝術(shù)作品的聯(lián)系，還使得藝術(shù)展覽的個性化和定制化成為可能。

在數(shù)字化書法展示中，觀眾能夠通過觸摸屏或手勢控制“書寫”字形，模仿書法家的筆法。通過交互技術(shù)，觀眾能夠體驗到從筆畫到整體布局的藝術(shù)創(chuàng)作過程。該展示將傳統(tǒng)書法藝術(shù)與現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，為觀眾提供更加具有參與感和互動性的藝術(shù)體驗。通過這種互動展示，觀眾不僅能夠?qū)W習(xí)到書法技巧，還能夠更深入地理解書法藝術(shù)中的“筆情墨意”，從而提升了傳統(tǒng)藝術(shù)的現(xiàn)代傳播和教育功能。

3結(jié)語

隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷進步，未來傳統(tǒng)藝術(shù)的數(shù)字化表達將呈現(xiàn)出更加多樣化和個性化的趨勢。數(shù)字化不僅是傳統(tǒng)藝術(shù)保存的有效手段，也為其創(chuàng)新表達提供了無限可能。隨著人工智能（AI）、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等新興技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)藝術(shù)將與現(xiàn)代技術(shù)更加緊密融合，為觀眾提供更加豐富的藝術(shù)體驗。未來，數(shù)字化藝術(shù)不僅將有助于推動全球文化遺產(chǎn)的傳播，促進不同文化間的交流與融合，還將為藝術(shù)創(chuàng)作開辟更加廣闊的創(chuàng)新空間。

引用

[1]于梅雪，孫顯慧.數(shù)字化技術(shù)助力傳統(tǒng)文化元素融入藝術(shù)設(shè)計的應(yīng)用研究[].參花，2024（33）：71-73.

[2]王夏歌，張?zhí)K秋.文化數(shù)字化背景下傳統(tǒng)藝術(shù)的創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化與創(chuàng)新性發(fā)展[].南京社會科學(xué)，2024（5）：144-154.

[3]許鑫.數(shù)字化時代傳統(tǒng)文化元素推動動畫藝術(shù)設(shè)計表現(xiàn)研究[J]電影文學(xué)，2024（16）：83-87.

[4]李晨華.傳統(tǒng)造型藝術(shù)與數(shù)字媒體藝術(shù)的時代交融[].中國文藝家，2022（12）：94-96.

[5]邱玲玲.文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護：AR技術(shù)在傳統(tǒng)藝術(shù)展覽中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)[].鞋類工藝與設(shè)計，2024，4（19）：20-22.

作者簡介：張任（1989一），男，山東煙臺人，碩士，助教，就職于煙臺南山學(xué)院。