新媒体交互设计在传统偶戏中的应用研究

张牧

摘 要：本文通过对非物质文化遗产传承人的沟通采访，在新旧两种表演形式和操控特点上进行了探讨。此项研究降低了偶戏表演的技艺门槛，偶戏爱好者只需简单操作便能够使布偶进行复杂动作表现，通过HCI降低了偶戏表演的学习成本，在对比新旧两种操控形式中诠释了新技术背景下手势操作所承载得传统文化意义与内涵。

关键词：传统文化;手势识别;偶戏;布偶;新媒体

中图分类号：G206 文献标识码：A 文章编号：2096-5079 （2020） 06-00-02

一、引言

本文通过研究中国传统偶戏的文化、构造、演绎形式，结合手势识别技术分析研究，用新媒体艺术的语言诠释偶戏中的传统文化内涵。以作品《偶像》为例，对其偶戏中的角色进行研究定义，总结了在手势识别技术下布偶的操控特点，分别对传统以及新技术中提线木偶绑点设计进行了归纳总结。

二、偶戏的发展历史

偶戏是普遍存在于世界各地的艺术样式，是戏剧艺术的一种特殊形态。它作为非物质文化遗产的一种传承形式，在人类历史文化的长卷中留下了自己浓墨重彩的一笔。世界各地的偶戏形式各有不同，但大致都经历了从带有宗教色彩的祭祀演剧向文化娱乐演绎的转变过程。中国古代传统偶戏经历了“兴于汉、盛于唐”的發展历史，逐渐演绎孕育出品类繁多、表现各异的艺术种类。在众多的偶戏分支艺术中，提线木偶作为一个比较有代表性的分支传承到今天。

提线木偶又称丝傀儡、悬线傀儡。主要由提线板、线索、木偶人三部分组成。艺师将线索安装在木偶的关节处，通过提线板牵动不同的线索，使具有一定重量的偶人呈现出不同动作，因此操作者双手不仅要平衡用力，以保证偶人能够如履平地，而且还要借助手指的用力将人偶的肢体动起来。在当今快节奏的生活模式中，普通爱好者很难有大量的时间去研究训练繁琐的操作手法，也没有更多的经历去梳理布偶绑线的技巧与原理，加之偶戏的传承艺人越来越少，使得布偶这种非物质文化遗产逐渐消失在人们视野中。

我们通过研究传统木偶戏中的操作特点和技巧，将手势识别技术应用到木偶操作中，不仅可以使繁琐的操作过程变得简单，而且减少了大量的学习成本。用户通过leapmotion手势识别硬件只需几种简单的手型就能够使木偶表现出复杂动作。此项研究还将传统木偶文化与新技术下的当代文化联系在一起，通过研究两个时代的操作方式，深入探讨了新媒体环境下的传统文化表达方式。

三、体感交互设计中的手势识别技术

手势识别技术是一种基于计算机科学的技术，最早诞生于二十世纪八、九十年代。此技术通过模式识别方法对人类手势动作进行解释。最初的研究主要集中在特殊硬件的开发输入上。Leapmotion是我们在生活中比较常见的手势识别交互设备，在这次案例中，我们选用此产品进行体感交互设计。此款硬件主要采用Multi-camera识别技术，用多个摄像头同时捕捉影像，其工作原理类似于自然界中多只复眼的昆虫。通过比对不同角度的摄像机在同一时刻捕捉的影像差别，使用算法来计算深度信息，从而在多角度进行三维成像。

四、案例设计过程及分析

此项研究基于山东省社会科学规划研究项目——《山东优秀传统文化与新媒体的融合发展研究》展开，项目中的作品名称为《偶像》。作品中结合了大量莱西木偶戏的传统元素。经考证，山东莱西县是中国偶戏文化的发源地之一，具有重要的研究价值。研究过程一共分四个阶段，第一阶段为项目调研，小组成员来到山东莱西县进行实地考察，进行资料搜集与艺人采访。第二阶段为资料汇总与文化研究，结合莱西木偶戏的艺术特点，研究木偶戏中的故事角色，人偶绑线制作以及戏台制作等。第三阶段为HCI技术理论研究，通过第二阶段的工作，寻找合理的硬件技术支持，在此期间进行模型的草图绘制，并解决HCI与编程问题。第四阶段为制作完善，将布偶与戏台组合在一起，接入传感器与单片机，寻找程序中的BUG问题并最终完善落地。下面分阶段详细讲述此项研究的具体内容。

本次偶戏选择的是《西游记》中的大闹天宫选段，布偶采用了戏中主角孙悟空的形象。孙悟空是中国著名的神话人物之一，形象酷似猴子，因生于开天辟地以来的仙石中，所以又称“石猴”。为了体现猴子的动作特点，木偶分别在头部、手腕、肘部、臀部、脚腕、膝部位置安装提线，总共10根。

五、新媒体体感交互技术研究

通过前期的调查研究，我们最终采用手势识别技术进行人机交互。整个作品是由PC、ARDUINO单片机、两台步进电机、LEAPMOTION传感器、布偶以及戏台六大部分组成。

首先，我们将LEAPMOTION与单片机链接在PC上，通过UNITY3D对LEAPMOTION进行编程，使LEAPMOTION与ARDUINO建立通信链接。在此过程中，我们需要设置两个手势对两台步进电机进行操作。为了降低操作的误差，我们选择了右手张开与握拳这两个手型，右手张开时，步进电机顺时针旋转。当右手握拳时，步进电机逆时针旋转。

其次，将两台步进电机与Arduino单片机相连接，通过PC对单片机进行编程，使单片机与步进电机建立通信。完成以上两步后，硬件操作系统我们就搭建完成了，用户可以通过LEAPMOTION对步进电机进行操作控制。ARDUINO单片机选择C++语言进行编译。

再次，我们通过绑线将电机与木偶链接，使电机控制木偶的动作。因为实验器材数量限制，在此过程中只使用了两台步进电机进行驱动。分别将木偶的手部、脚部与两台步进电机进行捆绑安装，当用户张开右手时，PC通过LEAPMOTION检测到手型，发送信息给ARDUINO单片机，这时两台步进电机进行顺时针旋转，布偶的手部与脚部会表演下落的姿势。当用户右手握拳时，两台步进电机会进行逆时针旋转，布偶的手部与脚部会表演上举的姿势。

最后，我们使用木料制作戏台，将步进电机安装在戏台上方的屋脊上，调整控线的长度使木偶悬浮在空中。演示过程中，用户只需将右手悬空放置在戏台的正前方，就能够通过手型的变化来控制布偶的表演了。

六、用户体验与意见反馈

为了评估手势识别技术在偶戏领域中的应用前景与市场价值，我们对不同人群的用户进行了调查，召开了小型座谈会。受试者共15人，年龄从18岁到50岁不等。职业背景包括大学生、大学教师、公司老板以及偶戏艺人。调查问卷内容有以下几点：①你对传统偶戏的理解。②是否操作使用过类似产品。③操作是否感受到方便实用。④你认为此作品在传承传统文化的过程中还应该注重哪些方面。我们希望能从此次用户调查中得到一些改善意见。

接下来，我们分别向受试者阐述了作品理念、调研过程、操作方法等。受试者被允许参与到交互过程中，使用手势控制布偶进行偶戏表演。此次会议鼓励与会者详细讨论他们在此交互体验中遇到的各种问题，深入了解其中交互的方式。为了扩展此概念的可用性，我们还希望受试者能够提供更多的新媒体与传统文化结合的设计思路，以及未来此领域中HCI的构想。

七、调查结果与研究结论

调查结果显示，大多数受试者把关注点放在HCI方式以及硬件结构上，他们相继反馈了许多积极信息。学生认为此次作品的交互体验非常新颖，操作方法比较简单，学习的时间成本大量减少。公司老板希望能够提高硬件识别的准确性。偶戏艺人与教师则在交互方式与偶戏文化的传承关系上给予了意见。他们认为，此次试验将新媒体技术与传统文化建立了联系，基本实现了两个时代、两种文化之间的互通。但其联系方式较为单一，希望能夠在此领域中继续深入研究，特别是寻找更多的切入点将二者联系在一起。

通过此次研究，我们证明手势识别技术可以很好地应用在偶戏表演领域。它不仅可以减少用户的学习时间，并且可以提高用户对布偶的操作体验，对传统偶戏的文化推广起到了积极作用。在文化领域的研究方面，手势识别技术下的偶戏表演没有丢掉传统偶戏中的文化特色，起到了传承作用。此次试验很好地诠释了新技术背景下手势操作所承载得传统文化意义，在新媒体艺术与传统文化间搭建了一座沟通的桥梁。

参考文献：

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