计算机视觉艺术在数字媒体领域的应用研究

刘 晓，王会霞/Liu Xiao,Wang Huixia

（黄冈师范学院教育科学与技术学院黄冈438000）

1 引言

随着科技的发展，当今社会已步入一个新的时代——数字时代。数字电视、数字电影、数字地图等各种各样的数字化信息正一步步地改变着我们的生活。计算机作为一种重要的数字化工具，也渐渐成为了我们生活的必需品。当我们欣赏着图片里神奇的自然风光，沉浸于动画中幽默的故事情节，陶醉于电影中奇妙的太空世界，着迷于游戏中无限的打击快感时，我们已经不知不觉进入了计算机视觉艺术的世界。

2 计算机视觉艺术的概念

2.1 视觉艺术

视觉艺术属于艺术范畴，是用一定的物质材料来塑造可人为直观的艺术形象的造型艺术，它所表现出来的艺术形象既有二维的，也有三维的。其作用范围包括影视、绘画、雕塑、建筑等。作为一种艺术的存在形式[1]，视觉艺术是一种通过视觉形象来传达信息的艺术，它也是一种特殊的语言，可以通过图形、图像等信息来表达不同事物的具体内容。

随着人们生活质量的不断提高，大多数人开始从大量的视觉信息中选择其中一部分来充实自己的工作和生活，并逐渐开始用艺术的眼光来审视这些视觉信息，这在很大程度上促进了视觉艺术的发展。

2.2 计算机视觉艺术

计算机视觉又被称为机械视觉，是机器模仿人类视觉的光学识别系统，通过光源、光学系统、感应器及计算机等进行物体定位、视线判断及动作追踪等功能。而计算机视觉艺术[2]是在计算机视觉的基础上，用数字化的手段创造或模拟出的视觉信息。它可以用艺术的形式来展现计算机视觉领域中独特的美。它呈现给人们的不再是单纯的视觉语言，而是充满着艺术气息的视觉盛宴。

计算机视觉艺术与计算机视觉的产生几乎是同时的。计算机视觉这个概念产生于19世纪60年代，早期的计算机视觉研究重点在于 “积木块世界”，即由多种多边形构成的世界。在这样一个阶段中，计算机视觉艺术是很抽象的，它近乎于用最简单的点、线、面来展示事物的本质结构。

随着计算机视觉的发展，图形、图像、文字、声音渐渐成为人们所关注的焦点，与此同时，计算机视觉艺术这个名词也逐渐出现在人们的视野中。如何将计算机视觉的表现形式多样化、具体化、形象化，也成为了计算机视觉艺术研究的主要方向。随着科技的不断发展，计算机的应用也开始走向了巅峰，人们的生活变得越来越离不开它。为了丰富人们的生活，电影、动画、游戏也开始取代简单的文字、图像、声音，而成为一种主流。各种类型的电影、动画和各式各样的游戏开始走进人们的生活，也渐渐成为了人们生活的一部分，这就是现如今的计算机视觉艺术所表现出的具体形式。

3 计算机视觉艺术的特征

计算机视觉艺术从根本上来说是一种艺术，所以它也应该包含艺术的基本特征，但考虑到其存在形式必须依存于计算机这种特殊的载体，所以以下几点特征就显得更为突出。

（1）虚拟性

计算机视觉艺术所展现出来的事物通常是通过计算机模拟出来的数字信息，从某种意义上来说，它并不是真实存在的。但是我们可以将真实存在的事物虚拟化，并用计算机手段展现出来。由此可见，计算机视觉艺术是一种虚拟的艺术存在形式，可以表现许多比较复杂的事物。

（2）时空性

计算机视觉艺术并不受时空的局限，它可以追溯到太阳系的产生，也可以记录现实的生活，更可以展望未来的世界。虽然某些事物并不是真实存在的，但它可以根据有关资料和人们丰富的想象力创造出一个跨越时空的、逼真的虚拟世界。

（3）通用性

不同的文化之间可能存在着不同的差异，但计算机视觉艺术是不存在差异性的。它可以适用于不同的国家、地域、语言，所以说它是一种通用的信息表达形式。艺术本身就是没有界限的，它用于表达某些情感或事物就显得更为方便。

4 计算机视觉艺术在数字媒体领域中的应用

数字媒体是指以二进制的形式记录、处理、传播、获取过程的信息载体，这些载体包括数字化的文字、图形、图像、声音、视频影像和动画。真正意义上的数字媒体领域[3]包含数字媒体技术与数字媒体艺术两个方向。顾名思义，两者的侧重点不同，在这里主要研究数字媒体技术环境下的计算机视觉艺术应用。结合计算机视觉艺术与数字媒体技术研究范畴的共同之处，研究可以概括为图像、动画、影视和游戏4 个方面的内容。

4.1 图像

图像不同于图形，图形一般是指用计算机绘制的画面，而图像是指由设备拍摄的实际场景或者由数字化形式存储的任意画面。图像是由一个个的像素点组成的，不同颜色、不同排列方式的像素点就组成了各种不同的图像。在数字媒体领域中，常常用不同的色彩、构图来表现不同的感情或事物，这样就促成了计算机视觉艺术一种特殊的表现形式。如图1 和图2所示，既可以从高处来了解教学楼的整体构造，也可以从细微之处来发现迎春花朴素的美。除此之外，在不同的构图手法中，同种事物也可以得到不同的表达。常见的画面构图手法有全景、近景、中景、远景和特写，其中，全景、中景、远景侧重于对整个场景的表达，而近景和特写更注重于对细节的把握。

图2 迎春花朴素的美

除了构图，色彩也是图像的重要构成要素之一。常见的色彩有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，红色常常带给人们温暖热情，而绿色常常带给人们青春活力，其他不同的色彩也诠释着不同的感情基调。所以说，人们从视觉图像中获取的不再是单纯的信息，而是一种情感的体现，一种艺术化的享受。当然，图像也可以表示出更多人们在现实生活中无法用文字、声音来表述的内容，如对梦想的追求、对未来的憧憬等，这时候就需要用图像来展示，所以说，图像也是计算机视觉艺术的一种重要表现形式。

4.2 动画

动画是将一帧帧的图片按照一定的时间先后顺序有序表达的影像画面。它利用“视觉暂留”的原理，即人类的眼睛对看到的实物影像会有暂时的停留，基本上1 s 动画所表达的内容在25 帧左右。动画常常借助于卡通形象的塑造来充分体现人们丰富的想象力和对理想生活的追求。

不可否认大多数卡通形象的塑造都是成功的，如在动画片《聪明的阿凡提》中，作者借用一个个生动的故事来展现动画中的智者形象，我们在叹服于阿凡提这样一个聪明的动画人物的同时，也学会了不少有趣的知识。当然这样成功的案例还有很多，蓝猫淘气、一休哥、阿童木、米老鼠、悟空等这些卡通形象充分体现出了动画的魅力，它们在现实生活中无法找到，却能够通过动画表现得如此成功。一方面充分利用了动画的虚拟性，另一方面也充分体现了动画的艺术性。卡通人物的创造者借用这些卡通人物充分表达了自己丰富的想象力，在塑造它们的同时也融入了自己的情感表达，借用它们来表达自己对生活的美好向往。所以计算机视觉艺术在动画中的应用在很大程度上告诉我们，可以用虚拟的事物所表达的情感来充实人们的精神世界，让人们充分感受到计算机视觉艺术的美。

4.3 影视

从生活中的小故事到壮观的历史场景，从现实的生活到虚拟的世界，影视作品通过蒙太奇的手法向我们展示了各种不同的画面。在这个领域中，计算机视觉艺术得到了充分的体现。如在《星球大战》中，对各种太空战争场景的模拟；在《阿凡达》中，对各种虚拟影视人物的塑造，都将计算机视觉艺术展现得淋漓尽致。作为一部包揽第82 届奥斯卡金像奖最佳艺术指导奖、金像奖最佳摄影奖、金像奖最佳视觉效果奖等多项奖项，并创造了全球200 多亿票房的影视剧作，《阿凡达》的确有很多内容值得我们学习借鉴。无论是潘多拉星球的严酷环境，还是充满着神奇色彩的尖耳Navi 族人，影片用3D的手法，给人们展示了一个逼真的虚拟世界，在这个世界中，人们充分感受到了2D 电影到3D 电影质的飞跃，这是一部划时代的影视作品。

由此可见，计算机视觉艺术也开始让计算机模拟变得越来越逼真、形象化、具体化。一些通常只能存在于科幻小说或者幻想中的人物、故事、情节，也开始在影视屏幕上成为现实，人们在享受这种影视文化的同时，也充分感受到了影视作品中所体现的计算机视觉艺术。

4.4 游戏

交互技术的成熟与发展，使计算机视觉艺术的领域得到了很好的拓展。各种页游、网游也随之出现[2]。游戏的交互性使人们对计算机视觉艺术的态度发生了巨大的改变，人们不再仅是欣赏、观看，而是直接参与其中。通过自己的选择、判断、反应和命令，来让自己获得不同的视觉体验。从简单的页游到平面游戏，再到3D 游戏，从参与性游戏到竞技性游戏，从回合制游戏到随机性游戏，游戏领域的发展超乎了大家的想象。在游戏中，玩家得到了许多艺术的享受。在国内，英雄联盟、穿越火线、DOTA 等竞技类游戏已受到许多年轻人的喜爱，他们在参与游戏竞技的同时，也在某种程度上找到了自我满足感与自我认同感，通过游戏，他们学会了如何进行团队合作，如何处理好每一个细节，在享受技能打击快感的同时，也被游戏所包含的艺术魅力所吸引。

从根本上说，促使游戏发展的根本原因是计算机视觉艺术的发展，画面的实时渲染、模拟场景的真实度都决定着游戏的受吸引程度。事实证明，场景越逼真、剧情越刺激的游戏往往能够吸引更多人，这也是计算机视觉艺术的魅力所在。

5 计算机视觉艺术的未来发展趋势

新媒体时代的到来，使得视觉艺术创新与改革的出发点转变到以人们的视觉本能需求和视觉欲望为目标上来。计算机视觉艺术也将逐渐改变人们的日常生活、兴趣爱好、审美追求[3]。随着科技的不断发展，传播形式的不断增加，计算机视觉艺术也将变得越来越人性化、具体化，当然计算机视觉艺术必定会随着社会的变化而不断发展创新，从而适应人们的需求。数字媒体技术作为一种优秀的辅助手段，也必定会促进计算机视觉艺术的进一步发展。

[1]刘扬,侯阳,孙瑜.视觉艺术与视觉文化在计算机辅助教学中的应用研究[J].云南大学学报（自然科学版）,2011,33 (S2): 311-314.

[2]丛婧.浅谈计算机视觉艺术在数字媒体的应用[J].电子制作,2013,(18):75.

[3]孙颖.数字媒体语境下的视觉艺术创新[J].新闻研究导刊,2014,(12):102.