基于运动捕捉技术的贵州民间舞蹈保护方法研究

蒙曦 徐玉香 吴舒

摘 要：针对贵州民间舞蹈艺术资源的大量遗失现象，本文提出了一种基于运动捕捉技术的方法对贵州民间舞蹈资源进行有效的保护。首先运用运动捕捉技术对少数民族文化遗产的数字化信息进行采集，利用全方位多元化的视野打开对舞蹈的认识，再通过将运动捕捉与计算机结合多视点的处理方式，将民族舞蹈元素添加到三维模型中进行虚拟民族舞蹈动律，最后通过数字平台建构保护传承体系。这种方法为贵州民間舞蹈研究拓展了新的发展空间和领域。

关键词：运动捕捉；民间舞蹈；数字化；虚拟现实

中图分类号：J722.21

文献标识码：A

文章编号：1671-444X（2018）02-0101-04

国际DOI编码：10.15958/j.cnki.gdxbysb.2018.02.018

贵州有着丰富多彩的民族民间舞蹈，而民间舞蹈大多散落在相对偏僻、贫困落后的地区。随着社会经济的发展，农村人口大量涌入城市，形成“民工潮”，外出打工成为民族地区劳动力改善生活的必由之路，劳动力的转移让昔日熟悉的古歌、民间舞蹈如今难觅踪影。民间舞蹈的资源也处于老龄化、空巢化的颓废状态，除了部分传统民间舞蹈被列为非物质文化遗产得到较好保护外，还有较多传统民间文化资源没有得不到有效保护，一些民间民俗舞蹈濒临消亡，不少传统技能和民间艺术后继乏人，面临失传危险，而民间舞蹈文化资源的稀缺性和不可再生性，让我们对民间舞蹈文化遗产的抢救和保护刻不容缓，信息技术的高速发展，为民间舞蹈文化遗产的保护与开发开辟了一个全新的领域。基于此本文提出了一种基于运动捕捉技术的贵州民间舞蹈保护方法，利用数字信息化手段，将民间舞蹈进行整理、收集和记录，从而实现对民间舞蹈资源的有效的保护。一、少数民族文化遗产的数字化信息采集、整理

舞蹈是人类最早的艺术形式之一，伴随着人类感知生活的审美体验，见证了不同族群的文化变迁，是民间文化不可缺少的一部分。怎样让 “人类活化石”的民族民间舞蹈得以继续保存和延续，最为有效的方式就是通过“运动捕捉技术”来采集数据[1]。利用运动捕捉技术将舞蹈者的表演转化为信息，并将信息进行数字化处理让其量化，而后分析各民族的风俗习惯、宗教信仰、道德观念和审美情趣等相关内容，这不仅加深我们对民族民间文化研究和理解，同时也能更好的诠释我国历史悠久、浩如烟海的民族民间舞蹈。

（一）明晰采集内容

民间舞蹈采集的元素需要全面准确、考证深入。因为舞蹈的非语言文字文化特征，舞蹈所表现的思想和内容主要在舞蹈动律、姿态、技能、技巧的古文化遗存上，表现在与舞蹈有关的原始乐舞、原始信仰、祭祀礼仪等民俗活动上，因此要结合本地自然生态环境、族群变迁、语言文字、历史事件、民族风情等相关情况，认真分析提炼民间舞蹈动作的风格特点，结合当地生存环境、时代特色和美好愿望等方面的寓义，在舞蹈动律研究的基础上，拓展其文化内涵，理清史料的来龙去脉以及民间舞蹈传承和发展的变化情况。

（二）丰富采集信息

民间舞蹈依据承载的自然人文发展变迁等背景内容，对于民族民间舞蹈追根溯源，深入挖掘民间舞蹈所蕴含的文化信息，区分图腾舞蹈、祭祀舞蹈、禳怯舞蹈等不同形式的民间舞蹈，侧重采集其典型的舞蹈文化信息。对于展现仪式空间范围、民风民俗社会特征显著、历史文化内涵深厚的特色舞蹈，在描述舞蹈审美表现、寓意和历史传承革基础上，还要采集描述舞蹈所指代社会、文化特征信息。

（三）突出重点深入挖掘

明确所采集的某个地区的民间舞蹈范围。对采集的内容全面考证，深度挖掘，以文化内涵丰富、有历史价值的民间舞蹈为重点，综合搜集考证与民间舞蹈文化相关的俗语、传说、民俗、乡土物产、民间艺术活动等地域文化信息，挖掘民间舞蹈在传承过程中逐渐消亡的舞蹈动律的采集工作，并结合民间文化遗产保护工作，对即将消亡的重要的民间舞蹈、民俗艺术进行重点采集，保护弥足珍贵的民间艺术。

二、舞蹈“象形之意”在数字媒体甄别

民族民间舞蹈大多是在典型环境中（特定的仪式场地）中展现祭祀、崇拜、禳怯等民俗舞蹈，作为参与性的审美活动，原生态的舞蹈大多只有几个基本动作，舞步也较为简单，但在舞动的过程中却展现了某一族群社会生活、宗教信仰、图腾文化等相关内容，如何在数字媒体中分解舞蹈造型、姿态，解读其独特的审美观念、审美心理和审美情趣，这就需要在新的视角中了解舞蹈的动律特征和美学观念。

运动捕捉是从2D图像序列中恢复场景中3D人体运动信息的一项技术，从理论上说，运动捕捉技术利用双目立体视觉的原理，对于空间中某一个同时被两部以上的相机所见的点，根据同一时刻相机拍摄的图像之间的特征对应关系和相机内部参数确定该点在空间中的位置，当相机以一定速率连续拍摄时，从图像序列中可以得到该点的运动轨迹，以此完成对动作的监视和跟踪，如图1所示：

与传统记录手段相比，运动捕捉技术更具优势，不仅可以更精确和完整的记录民族舞姿，还可以在更加科学和完备的分析民族舞姿数据，且成本和人力需求较低。

光学式运动捕捉技术的缺点是系统价格非常昂贵，后期处理数据量庞大，对灯光、标志点、运动对象有要求。但是经过不断研究和广泛应用，光学式运动捕捉因捕捉效果的优势，已经成为了主要的运动捕捉方式，并不断的在改进，当前比较流行的光学式捕捉系统有Motion，Analysis，Vicon等。

（一）运动捕捉民间舞蹈动律分析

民族民间舞是流传于民间，有着民族独特审美的艺术形式，利用光学运动捕捉技术探索民间舞蹈在计算机中的审美表现，如图2所示，首先为了描述舞蹈演员的运动，需要给舞蹈演员建立一个人体模型来描述演员的关节属性和体型形状。根据应用情况不同，模型精细程度有一定差异，主要分为关节模型，几何体模型，多层模型，表面模型。一般来说，模型越精细，真实感越强，动作捕捉得到的结果越准确，但是模型的算法时间复杂度和空间复杂度越大。然后舞蹈演员身着单色服装，在身体运动关键部位安装传感器，如头部、肩部、髋部、膝部、踝部等各个关节贴上特殊的标志贴“Marker”（特制的标志或者发光点），利用摄像机获取舞蹈演员跳舞的图像序列，通过对图像序列进行分析和处理，精确高效提取图像关键帧，识别其中的Marker，利用相机姿态标定技术重构每一关键帧图像上Marker的三维空间位置来获取舞蹈演员身体关键关节点的坐标和关节旋转的角度等参数，从而系统跟踪捕捉并记录传感器的三维空间中的位置，解算出舞蹈演员身体运动关键部位在真实三维空间中的运动轨迹或姿态并保存三维数据。其中为减少运动捕捉获得的数据大量的冗余，提高捕获数据的利用率，在获取了图像序列的关键帧后，需要对捕获数据进行一系列的操作，例如压缩存储、浏览、检索等操作。最后利用三维重建技术将获取的三维运动数据编辑成HTR、BVH等格式用于生成虚拟舞蹈动画视频。

针对特定的运动模式利用统计学习方式建立运动模型，对每一帧中运动捕获和标记数据具有代表性的关键点，与存储在运动捕获文件中的人体模型应用到数据化的处理中，可以大大缩小运动捕捉中舞蹈演员的搜索空间，有助于解决视线遮挡造成的捕捉失败的问题，缩短人体姿态跟踪数据处理的时间。如：苗族代表性的 “东方探戈” 长衫龙时候，舞蹈动律特征就是模仿龙的形态，以大幅度的前进、后退、蹉步、擰身急转体拱进，表现出 “龙出洞”“龙飞膀子”“龙吐水”“龙吐珠”等龙腾起伏之状，伴随芦笙舞动着“龙斗角”，用跺脚、踢脚、蹉步中形成忽高忽低，转侧腾挪，栩栩如生的龙的形态。

我们利用运动捕捉采集运动轨迹后，在对应捕捉影像追踪人体动作的三维运动进行分析和重建，模拟出人身体运动的姿态，并赋予到虚拟角色中，让动画角色的舞蹈姿态逼真自然，标记数据在每一帧具有代表性的关键点，思考动律的成因，挖掘苗族独特的审美观念、审美心理、审美情趣，了解苗族的自然崇拜、图腾崇拜、祖先崇拜所形成的感激、虔诚、乞求的崇拜活动，动作姿态“龙”的舞蹈动律与民族审美意识的联系，这些被图腾的动物，正是苗族心目中审美的崇拜物，并窥见其原始的信仰和审美崇拜，由此，捕捉舞蹈动律之后，数字化平台分次多层进行分析为非遗资源数据库的建设打下基础。

（二）运动捕捉下民间舞蹈艺术的美学观念

基于光学的运动捕捉在如今的舞蹈领域已经渐渐被人熟知，运动捕捉可以在全新的视角体验中展现民间舞蹈的艺术表达和审美体验。如：贵州屯堡首批非物质文化遗产的“傩戏”，傩戏“脸子”的种类主要有五种，屯堡人称为“五色相”，即文将、武将、老将、少将、女将，此外还有道人、小军、土地、麻和尚等杂色“脸子”，演的大多是武戏，内容上讲述的是历代征战故事。在舞蹈的形式上，是无器乐伴奏，以锣鼓定音，打斗动作为主，舞者头戴面具，身穿长袍，根据角色的需要持不同道具，或腾跃蹬踢、弯臂屈膝，或扭身摆胯、踏跺转跳。舞蹈的风格粗犷、健美、雄浑、有力，有着山地民族的舞蹈的特点。在信息处理中，由于舞蹈动态多变性，运动捕捉中放置传感设备在表演者运动的方式，将舞蹈形式上所表达的动态美，韵律美、造型美设法收集到所有用于表达运动的数据[2]，然后将结果数据映射到虚拟的三维角色上，运用计算机图形技术渲染逼真的角色效果，跟踪和测量运动轨迹，原滋原味的再现屯堡 “傩戏”之美。

三、民间舞蹈艺术的数字化运用

民间舞蹈保护始于文本的时代，而后是记录在部分音响、音像资料中，由于舞蹈律动的展现方式，即便是录像也很难从多个维度观察舞蹈的动律特征，运动捕捉技术解决舞蹈全方位的信息捕捉，可以完整将舞蹈的动态360度采集，将民族舞蹈的动律和脸部添加具有已知图案的标记材料，它相当于是一个将实际的现场表演转换为计算机图像动画的数字表演的过程，各种信息源给出的有用信息的采集、传输、综合、过滤、相关及合成，建立民族民间舞蹈艺术数字化平台，还原民间舞蹈的动律形态，舞蹈突破了时空的限制，是民间舞蹈的保护与发展重要的研究手段，有意识地在文化抢救保护工作当中使用数字媒体技术，实现资源共享，是时代发展的需要，也对于保护珍贵的民间舞蹈资源具有极其重要意义。

（一）搭建地方特色舞蹈数据库

民族民间舞蹈的区域性特点，需要注重实地采风了解。经过实地采风和文献资料分析后，我们从不同视角运用运动捕捉技术分析和估算舞蹈演员的舞蹈姿态特征，主要研究演员的头部，躯干、四肢、髋部等身体部分的运动姿态，取得舞蹈演员人体骨架数据，创建演员人体运动模型，构建舞蹈演员运动姿势数据库，将采集的特色民间舞蹈动律存储到数据库中，有助于详细分解表演者的表演动作，对舞蹈动作姿态做定性定量化分析，逐步演示各个舞蹈动作，为舞蹈演示更加科学化、智能化提供良好的帮助。

因舞蹈采集是一种剥离行为，从它原来存在的环境中剥离出来，这需要在数字平台恢复出其原来的存在环境，增加民间舞蹈的展出氛围及展示出其附着的文化背景。因此，需要选择分解舞蹈文化艺术类型的数据库，如：地域文化数据库、舞蹈动律数据库、音频数据库、服装道具数据库等分门别类整理和梳理，而后将各个数据库和元数据形成一整套术语体系。将两个不同领域架接，将民间舞所涉及到的各方面数据信息融合到一起，让有形物质和无形物质中的民间舞蹈数字化。

基于动作捕捉技术构建地方特色舞蹈数据库对舞蹈演员姿态分析具有很好的规范性，实现了对民间舞蹈智能化、科学化管理。为舞蹈动作数据检索打下良好的基础。

（二）实现民间舞蹈的虚拟再现

从舞蹈本身特点出发，创建民间舞蹈多媒体虚拟交互体系平台，构建三维舞蹈虚拟环境，建立模拟舞台的场景，实现人与虚拟环境及系统的交互，利用细致如真的虚拟技术来预先展现民间舞蹈的影像，这种身临其境的沉浸感要求需要对使用者的视觉、听觉、触觉等多方面进行刺激，才能更好的复现民间民族舞蹈的形态，其中动作捕捉技术起到至关重要的作用。

基于动作捕捉的计算机虚拟三维重建舞蹈过程。利用运动捕捉技术确定舞蹈表演者的头部，躯干、四肢、髋部等的位置与方向，实时准确地跟踪测量参与者的动作，精确采集民间舞蹈动作数据，研究和分析舞蹈动作的不同形态和风格特点[3]，利用舞蹈动作关键帧实现动作的过度和顺畅，将这些动作实时进行捕捉，以便将这些数据反馈给显示和控制系统，有效提取舞蹈演员的骨架数据及人体特征平面，将捕捉到的三维舞蹈动作数据转化为抽象的数字运动，创建人体运动模型，采用骨骼蒙皮动画的方式生成虚拟舞蹈动画视频，将虚拟民间舞蹈实时呈现于屏幕之上。

在数字系统中所展现的仿真三维场景和虚拟人物，实现人机互交，在丰富的行为模块中让观赏者体验到民间舞蹈的真实情感，这种虚拟现实的互动的方式，能够细腻的描述民族舞蹈演员的动作，原汁原味的还原舞蹈姿态，在不同的维度探索舞蹈艺术的魅力。

结 语

贵州是一个多民族的省份，各民族创造了丰富多彩的民族文化和传统，舞蹈文化的历史延续和基因传承，在民族文化发展中有着特别重要的意义，本文通过运用运动捕捉技术采集舞蹈数据再结合计算机数字化平台构建了民间舞蹈的三维模型，将民间舞朴实无华、形式多样、内容丰富、形象生动的肢体语言展现在数字平台。此方法实现了对传统文化进行保存、加工以及传播回馈，已经成为记录人类文明进程，多元文化的重要方式，能让人们更加便捷了解文化传统，从而更好地挖掘和保存这些弥足珍贵的民间舞蹈文化。

参考文献：

[1] 郭浩. 基于人体运动捕捉数据自动生成拉班舞谱的研究[D].北京：北京交通大学，2015.

[2] 梁清华. 动态艺术数字化中的运动捕捉关键技术研究[D].北京：北京交通大学，2016.

[3] 孙传明. 民俗舞蹈类非物质文化遗产数字化技术研究[D].武汉：华中师范大学，2013.

（责任编辑：杨 飞）