舞蹈创作计算机三维辅助系统开发及应用研究

文/刘 浩

舞蹈的数字化是一个广泛的定义，包括舞蹈通过数字化途径的传播及舞蹈的数字化制作。舞蹈数字化技术的高端发展需要精心策划和熟练操作，需要专业技术人员参与和创作，它可以说是一种大型的工业化流程和项目制度。除了商业化的音乐电视和舞蹈电影之外，高科技在舞蹈影像制作中的使用具有学科研究的前瞻性和学科建设的价值。[1]（P30）作为数字舞蹈艺术,它要在视觉化的前提下达到更高的互动水平，而舞蹈创作计算机三维辅助系统满足了数字舞蹈这方面的要求,它以全视角的形式为艺术创作者提供了更便捷的视觉模式,其优化的操作流程为编导和演员提供了更为互动的创作平台。

一、舞蹈创作计算机三维辅助系统介绍

1.舞蹈创作计算机三维辅助系统简介

舞蹈创作计算机三维辅助系统是一款基于3DS MAX软件的舞蹈编舞软件系统。它通过3DS MAX三维软件的摄像机运动、光线追踪、动作捕捉等功能对sql数据库中的舞蹈动作和人物模型进行编辑和整合,从而形成具有镜头感和舞台调度的三维视觉化舞蹈作品,为舞蹈现场的人员调度和舞美设计提供一个对现实的模拟，以便对舞蹈作品进行评估和修改。其具体创作流程如图1所示。

2.软件开发平台

舞蹈创作计算机三维辅助系统设计使用3DS MAX软件为主要开发平台，借用3DS MAX在三维图形领域的运动、物理模拟和材质渲染技术实现此系统的功能。从技术角度来说,也就是要在autodesk公司开发的3DS MAX软件的基础上利用maxscript语言另行开发一个具有使用外接数据口和更具有用户交互性界面的插件。

3DS MAX 系统具有功能强大、使用方便等特点。在舞美设计中，它提供了许多我们需要的功能，如材质编辑器、动画编辑器、灯光特效和环境特效等。它既可以在虚拟的三维空间里创造出极其逼真的世界， 又可以按照实际尺寸来制造真实的物体。它很容易创造出自己构思的演出空间、虚拟布景、道具和演员， 可在瞬间对颜色、材质、影子、光及大量附加效果进行如意的编辑。它可以从屏幕上直观地检查舞台的不同角度、不同位置的灯光的布光效果， 提前进行灯光设计。在这个虚拟空间里，舞美设计师可以与其他工作人员一起进行前期案头创作构思和创作演练。3DS MAX 的这种拟实、直观、快速、省力、容易修改等特点是传统的表现方法所无法比拟的。[2]（P49-50）

3.舞蹈创作计算机三维辅助系统中模型数据库的建立

数据库的结构根据模型库的基本内容和作用来实现, 数据库平台利用的SQL是专为数据库而建立的操作命令集，是一种功能齐全的数据库语言。SQL数据库是表(Table)的集合，它由一个或多个SQL模式定义。一个SQL表由行集构成，一行是列的序列(集合)，每列与行对应一个数据项，这种形式很容易编辑所需要的数据，和对必要数据进行有效地数据类型分类。在舞蹈创作计算机三维辅助系统实现过程中，只需要一个“列”单元就可以把所需元素放入数据库当中，优化系统对数据的利用，节省资源。DBMS采用Microsoft SQL Server 2008企业版，并建立数据库“dance”,在数据库中建表“stage element”，并将“SEno”作为主码，列“灯光”、“舞台”、“帷幕”、“烟雾”分别同表“light”、“stage”、“purdah”、“fog”相应各列按照参照完整性约束建立参照关系；同时建立“person”表，将列“PID”作为主码，列“上衣”、“裤子”、“鞋”、“发型”、“肤色”、“装饰物”分别同表“coat”、“Trousers”、“Shoes”、“Hair”、“Colour”、“Decoration”相应各列按照参照完整性约束建立参照关系；在表“light”、“stage”、“purdah”、“fog”、“coat”、“Trousers”、“Shoes”、“Hair”、“Colour”、“Decoration”中将各舞台及人物元素以IMAGE数据类型存储，从而生成数据库关系表（图2）。

图2 3Ds max软件平台

图3 SQL数据模型库

图4 动作捕捉后芭蕾舞动作模型

图5 动作捕捉后芭蕾舞动作模型

4.舞蹈动作模型的建立

在舞姿造型上，从各个角度来看，头、躯干和肢体大多是在三维立体画面上进行的。鲁道夫·冯·拉班把人体的动作的空间分为三轴三面，如中国古典舞中的探海、踹燕、卧鱼、射雁、扑步、燕子穿林等基本姿态；西方芭蕾舞中的阿拉贝斯克（Arabespue）迎风展翅舞姿、阿提丢（Attitude）鹤立式舞姿；中国民族民间舞蹈中的“三道弯”。而在舞蹈队型编排上，有简单的横线、纵向、斜线、曲线、三角形、圆形、方形。中国丰富多彩的民间舞蹈中,有“二龙吐须”、“龙摆尾”、“绞麻花”、“卷菜心”等许多舞蹈图形，还有围绕中央由四面八方交替循环的各种舞蹈图形和四角、六角、八角环绕中央的弧形对称图形（图3、图4）。

5.3D人物模拟模型及环境模拟模型的建立

舞蹈创作计算机三维辅助系统系统为用户提供了健全的舞蹈动作模型和环境模拟模型库。在人物形象方面，数据库中存储有舞蹈人物形象的身高、年龄选择，如符合舞蹈编排的要求，用户就可以根据所需风格和内容选择人物形象的服装、皮肤、三维、发型、装饰甚至性格上的小动作等（图5）。

每个人物形象的模型存储形式都是以max格式存储，包括其动作、材质和衣料的物理模拟等。这些素材元素都是由3DS MAX制作完成，数据库人物形象代表模型共10个，存入数据库的模型都以2000-6000面数的低精度模型为主，这样有利于更多地减少数据库的大小和容量。动作都是以动作捕捉系统对专业舞蹈人员进行动作的跟踪和捕捉，记录运动轨迹。用户可以使用数据库中的元素，也可以自己进行编排，编排的动作可以通过互联网上传舞蹈创作计算机三维辅助系统的公用服务器，服务器采纳后将其编入数据库中，以便用户可以对舞蹈创作计算机三维辅助系统进行更新，从而获得更完善的形象和动作。

此外，环境模拟模型包括灯光、舞台、帷幕、烟雾等，这些元素都是用3DS MAX软件完成。在音效模型库的建立当中，用户可使用其自己的音乐素材，也可以在舞蹈创作计算机三维辅助系统中搜索使用。

二、舞蹈创作计算机三维辅助系统的意义与价值

图形和图像是在传统舞剧背景中经常出现的，它们具有勾勒表演环境和美化舞台的作用。在数字舞蹈中，可以建立一个虚拟的环境，它不仅仅存在于背景中，而且存在于整个舞者的周围，舞者的舞台不再是一个只有一面面向观众的结构，观众可以在三维环境里观看舞蹈，他们在每一个角度都会有一种不同的视觉享受，环境与舞者达到水乳交融的境界。如，韩国的“爱舞”网站推出了著名的三维动画人物舞蹈教学和舞蹈桌面系列，人物制作精美，舞蹈动作可以慢放，可以从不同角度观看，舞蹈的场景可以自由地转换成地铁、舞厅、街头、舞台等。[3]

图6 人物模型库

舞蹈是一门视觉优先的艺术，更快地呈现出画面动态无疑可以为整个表演流程节约时间，为表演者提供视觉化的动作指导。舞蹈创作计算机三维辅助系统，作为一个项目优化系统，可以为项目实现过程提供更快的预演效果，也能为策划者提供更完善的创作空间；作为一个舞蹈教学辅助系统，可以让学生更直观地学习舞姿造型、队形阵容和空间调度，具有商业、教学和艺术创作等多重价值。掌握舞台的空间模拟，可以加强舞蹈的流动感、可视性、立体感和层次感，也可以增强舞蹈的形式美，对舞蹈表现主题、刻画人物形象起到积极作用。

舞蹈创作计算机三维辅助系统作为舞蹈教学辅助系统让教师更方便、更直观地向学生传授知识。它为用户提供了前期策划、中期操作和后期渲染三大流程，每个流程采用的技术都不同。舞蹈作为艺术门类之一，在前期的策划编排上，需要专家凭借经验、想象设计出动作，教学过程中缺乏简单形象的呈现方式将会增加教师传授的难度，因此，需要一个基于数字媒体的软件平台，通过前期的设计构思，为舞蹈编排模式模型、三维模型数据库，并与播放媒体和音乐播放形式有机结合组成舞蹈编排系统，及时实现舞蹈编排者的想法。另外，项目后期工作需要大量人力和物力，但它在数字媒体技术的帮助下能够在最节省资源的情况下给以完成。

三、舞蹈创作计算机三维辅助系统的应用前景

随着数字技术水平的不断提高，舞蹈创作不再只是表演和技巧等简单概念，新的时代赋予它更多新的内容。

1.在大型舞蹈编舞方面的应用

随着时代的发展，计算机三维辅助系统科技含量越来越高，大型舞台艺术功能必将越来越丰富。在大型舞蹈创作中，计算机三维辅助系统可以极大地减少舞蹈演员排练投入的时间、精力以及创作团队所需的财力、物力，它可以在数据库中选取所需的演员模型，制造出想要的各种舞蹈演员，再通过真实数据的采集、阵裂、组合、变化，模拟出舞蹈编创的基本框架；同时，它还可以为舞台营造情调气氛，按照舞蹈作品情节的需要，模拟设计舞台的布景、灯光、化妆、服装、效果、道具等，可以无限放大或缩小舞台空间、背景,为同一场布景设计所需要的不同灯光效果。如果将模拟的舞台效果编辑成为动画,可以使编导从各种不同的角度看到灯光的变化、景物的运动,以便设计舞台调度,甚至还可以模拟演员自身在布景中观察所要表演的环境。最后，计算机进行辅助设计能给予舞蹈编导最大的想象空间去完成舞蹈创作，根据他们心中的人物形象和舞蹈剧情设计模拟仿真预案，设定不同场次、不同观众席位的视角，呈现出理想的艺术形象和空间效果。

总之，舞台效果变化越复杂，计算机三维辅助系统设计就越精细。在计算机技术发展日新月异的今天，舞蹈创作也要与其结合，向现代化、高科技迈进。

2.在数字舞蹈教学方面的应用

当今社会，舞蹈素质教育广泛传播，舞蹈作为一种文化，已得到大众的接受。全民的舞蹈素质教育已经开始以校园为中心向社会各个领域延伸。国家的推广、社会的组织使舞蹈作为美育的课程十分普及。但是很多学校存在舞蹈教学方式单一的现象。在教学中，教师的教学方式主要是示范与讲解，而学生的主要学习方式是模仿，学生对教师言听计从，缺乏多样的教学方式与方法。学生过多的受到肢体模仿能力、记忆力方面的训练，而对于感知力、想象力、创造力等方面的训练则很少。由于师生互动较少，学生学习的积极性不高。在舞蹈教学中，教师往往习惯于沿用口传身授法，强调模仿教学，更注重知识的记忆，联系实际显得不够。老师生硬地灌输，学生机械地模仿，久而久之，学生难免会产生厌烦疲惫之感。面对这些问题，我们可以利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息综合处理，通过建立逻辑关系和人机交互作用来辅助舞蹈教学。教师可以利用三维辅助系统模拟舞蹈人物的动作、队形的变化，以及渲染舞台气氛、烘托舞蹈情感需求，同时还可以转换多视角学习模式，使学生从不同视觉角度学习舞蹈。这样就可以使他们深刻地理解舞蹈的构图，加深对舞蹈队形变换效果所产生的视觉冲击，从而能够得到舞蹈构图所带给人的一种情感体验，全方面地感受舞蹈场景、人文环境、舞蹈作品背后深刻的文化内涵。三维辅助系统技术也可以调动学生进行课堂互动的积极性，通过对视频中简要动作或队形的模仿，进行身体体验，加深印象。另外，学生可以利用这个技术自己编排合成舞蹈，甚至舞剧。教师要增加学生对舞蹈教学技能的感性认识，鼓励学生发挥主动性，在模仿的基础上勇于创新。

舞蹈创作计算机三维辅助系统的应用无论是在课堂教学中，还是创作编排中，都对舞蹈事业的发展起着积极的推动作用，教师可以通过直观、形象、生动的画面准确地表达教学内容；学生可以身临其境地受到艺术的感染，多重感官的刺激使他们的思维过程活跃了，在思想情感上也得到满足，受到潜移默化的教育。这样，他们就会对教学内容的理解和记忆加深，对所要学习的动作产生兴趣，并有跃跃欲试的创作冲动，真正使舞蹈课成为一个激荡心智、沐浴心灵、凸显人格、彰显个性的活动。

以互联网、多媒体技术为标志的信息时代的到来给各个领域的发展带来深刻的变化。多媒体计算机作为融图、文、声于一体的认识工具也正在引起数字教学工作者的密切关注。舞蹈创作计算机三维辅助系统为舞蹈艺术领域提供了优化项目的平台，作为一种工具，它标志着舞蹈艺术可以更快更好地发展，舞蹈学术研究者们可以更方便地了解自己的领域；而作为一种思路，它代表着舞蹈与数字结合发展走向了一个新的台阶。

[1]林建平.浅谈舞蹈的数字化[J].科技广场，2007(12).

[2]冯旭.浅谈三维设计软件3DS MAX在舞美设计中的运用[J].黄梅戏艺术，2006（3）.

[3]孙晓梅.舞蹈多媒体技术及其应用[M].上海:上海音乐出版社，2004.