浅谈场景数字化技术对数字媒体艺术的影响

胡兆威 江西工业职业技术学院

数字媒体艺术是艺术设计专业中极为重要的专业类别，在数字化的时代背景下，沉浸式用户体验与数字媒体交互技术构建了数字化的设计场景，同时正不断地引领数字媒体艺术媒介的变革。场景数字化技术打破以传统实体场景为设计媒介，有效地推动了虚拟现实交互技术的发展，在当今的数字媒体艺术领域内影响颇深。

在艺术设计领域的数字化转型的大潮下，新媒体艺术中的数字化元素的使用比重逐渐增加，更新换代也越来越频繁。随着沉浸式媒介和未来数字媒体互动技术的不断成熟与融入，数字媒体艺术的设计与制作场景正由固守的传统实体场景转向注重数字化的场景营造[1]。利用VR、AR、MR等信息化手段，可以使场景数字化技术融入到数字媒体艺术设计中，使虚拟场景与实体场景相吻合，以沉浸式媒介获得更好的拍摄与制作体验，使数字化技术在数字媒体艺术领域内获得新的发展空间，并凸显其优势。

场景数字化的概述与特点

场景数字化是指通过数字化技术手段构建虚拟场景，该场景与实体场景不同，场景内容是以数字化手段制作生成的可视化虚拟景象。部分数字化场景不但具备视觉性，还具备交互功能。

数字化场景以其奇特的造型、神秘的色彩、美轮美奂的光影带给观众独具一格的视觉享受。从神奇的南极荒原到紧张刺激的外太空，从惊险的侏罗纪公园到科幻的未来都市，数字化场景所缔造的视觉艺术效果具有超强的震撼力与感染力。同时，部分数字化场景也具备虚拟现实交互技术，在沉浸式媒介打造的场景内，人们可以通过手势、声音等方式，与场景发生交互关系，使场景内的可视画面、音效随着人们的动作和声音发生变化，给人身临其境的感觉。数字化场景技术推动了数字媒体艺术的发展，对数字媒体艺术的制作手段以及表现方式产生了重大的影响[2]。

动画设计产品现状

过于复杂的动画内容形式

现阶段，人们对物质生活的需求得到了很大的满足，转而希望生活中有更为丰富的精神世界，对于动画作品的设计情况，设计还需进一步提升，因为部分传统动画设计无法满足现代人对于动画作品的动感效果与创新内涵的要求。当前，我国动画艺术作品设计以及作品的整体内容与世界发达国家相比，仍旧存在一定的缺陷，主要体现在设计理念局限在传统动画艺术作品中，未能出现明显的创新和发展，导致动画艺术作品设计效果过于复杂。我国在传统动画艺术作品领域具有良好的历史积累。在当下，却难以与现代化的艺术发展趋势相结合，不利于观众的观看与接受。与此同时，动画设计与数字媒体艺术互相融合、互相促进的整体步伐过慢，难以将我国动画艺术设计作品放在国际视角上进行优化和升级。最为重要的一点是，动画艺术作品设计师自身的局限性和滞后性较为明显。在设计过程中，极易出现视听混淆、设计理念不完整、核心内容展示过于繁琐等现象。

动画作品作者本身技术存在不足

由于我国现代化动画设计领域发展的探索时间较短，发展经验不足，与欧美发达国家动画设计水平之间的差异十分明显。鉴于此，需要不断增强我国动画设计人员的综合素质和专业水平，以全新的设计理念和设计基调对其进行优化和发展，确保动画设计作品中既能展现出专业设计理念的优势地位，又能呈现出具有中国特色的文化底蕴。我国动漫设计成果与人们的日常生活关系密切，还具有陶冶情操的价值，但是现如今的设计内容与人们的生活之间关联性不足，呈现在动画设计领域中的前景和现状难以满足社会需求，导致动画设计作品中仍旧难以展现出深远内涵和优秀的文化底蕴，造成动画设计发展后劲不足的现象。同时，我国动画设计师需要逐渐完善自身的综合水平等，提升自身的设计理念，将创新思维应用其中，转变传统设计方式中的不足和局限。例如，近年来出现的《大鱼海棠》中虽然呈现了我国特有的民族性和文化底蕴，但是在整体上还是偏向日韩动漫的风格。我国具有悠久的社会历史背景，在动画设计中应当借助设计师的专业技术加以展现，而并非是简单的文化转移、展示场景变换等。

动画设计运用数字媒体艺术优势

数字媒体艺术是近年来新兴的艺术形式之一，能够在各个行业中发挥理想的实施效果，并且与传统的技术形式相比，对受众的影响更为深远。对比建国初期实施的动画设计方式，现代化的设计效果极易与观众之间产生互动，或者是出现精神层面上的共鸣。随着人们物质生活水平逐渐丰富，人们面对传统意义上的动画设计，产生的态度也有所转变，这就需要设计人员进一步增强设计内容的文化历史基调。同时，动画设计借助数字媒体艺术能够实现其自身的诸多优势，力求在动画设计领域能够呈现出丰富性、多样性的特点，以丰富现阶段人们生活中的精神世界。随着信息技术发展进程的逐渐深化，在各个行业中都具有较强的时间价值和艺术效果，通过计算机的调整和优化，使得动画作品中的场景更加真实、生动，使得动画作品表现出的精神影响更为深远，能够进一步增强动画作品的观看效果，让观众产生精神共鸣。

与此同时，需要在数字媒体领域中实现更好的动画设计效果，既能够弥补传统设计中的局限和不足，还能够与大量新颖、有趣的内容相结合，并增强了动画作品中的艺术价值和设计美感，使得动画作品不仅仅是小朋友的专利，更是成年人寻找童真、童趣的重要契机。而后将动画作品中的各个因素利用计算机设备进行整合和优化，以在动画设计中营造更理想的视觉效果。

场景数字化在数字媒体艺术领域的发展

政策支持，场景数字化技术行业前景远大

随着数据化时代的到来和推动人工智能技术的不断发展，国家连续出台相关政策，有利于数字化技术的发展。在2016年，国务院正式印发的《“十三五”国家科技创新规划》，强调大力发展自然人机交互技术，推动智能感知与认知、虚实融合与自然交互等技术的研发及应用。2017年，国务院发布《新一代人工智能发展规划》将虚拟现实技术列入重点共性关键技术；工信部《产业关键共性技术发展指南（2017）》将动作捕捉列为虚拟现实五大核心技术之一。到了2018年以后，工信部发布的《关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》，把感知交互技术列为重点任务关键核心技术，提出2020年“建立比较健全的虚拟现实产业链条”；2025年实现“我国虚拟现实产业整体实力进入全球前列”的目标。现在，随着5G布局的开始，VR、AR、MR等虚拟交互技术迎来了在数字媒体艺术领域内的新一轮爆发。

数字化场景下的虚拟数字交互技术与艺术品创意展示、教育培训、文旅体验、影视拍摄与制作等行业领域的深度融合将助力产业转型升级。随着未来5G技术的普及、软硬件性能提升和内容不断丰富，场景数字化应用将不断展开，将从多个角度、多个层面渗入社会生产、生活活动的各个领域。同时，智能化万物互联的世界离不开将所有传统事物进行虚拟数字转换的底层技术。

IP数字经济火爆，场景数字化技术备受青睐

随着内容市场的火爆，IP数字经济的持续走红，游戏、动画等数字创意行业的发展前景展现出一片大好的趋势。高级视觉技术、三维动画的应用范围日益宽广，在建筑场景交互展示、城市虚拟规划、工业产品展示、角色动画等数字媒体艺术相关领域市场前景远大。特别是电影《阿凡达》《变形金刚》《星球黎明》《绿巨人》，游戏《合金装备MGS》《德雷克宝藏》等一系列融合了三维模型设计与制作技术、动作捕捉技术等计算机三维动画技术的数字作品火爆以后，以动作捕捉技术为核心、捕捉演员实时驱动、三维虚拟角色动作、记录生成动画的角色动画制作方式变得流行，VR与动作捕捉系统作为一种强大的制作手段被充分利用到影视广告和动画制作等相关行业中，专业人才培养也成为行业发展的重要因素。

场景数字化在数字媒体艺术设计领域的应用

数字化场景：VR大空间多人协同交互区

VR大空间多人协同交互区，是以光学空间定位动作捕捉系统为核心，辅以沉浸场景的数字化场景体验内容，该场景可实现大范围空间内多人同场景自由行走、动作交互的VR团体式人机交互体验。此技术的技术背景是以光学空间定位进行的动作捕捉技术。动作捕捉技术是VR领域连接虚拟和现实的桥梁，人工智能领域实现人机交互的入口。光学动作捕捉是可实现超大空间复杂场景下VR多人自由行走交互的最佳技术，同时也是VR多人行走最佳技术。光学空间定位是满足亚毫米级高精度定位，毫秒级低延时追踪姿态的唯一技术，也是高精度定位、低延时追踪唯一技术。此系统可应用于展厅展馆、文旅沉浸式体验、高校VR实训室、社会教育培训、军事仿真训练、智能交互展示等领域。该场景的优势在于：能够实现全沉浸式体验与多元化场景还原自由更换；构建虚拟场景1:1的高仿真视觉效果；可实施多人精准的实时交互实训[3]。

“电影式动画”：动作捕捉CG动画区

该场景通过利用分布在空间范围的高速相机，发出的红外线照射在演员身上所贴的反光球上，并反射回来，捕捉反射光来定位移量。然后把空间轨迹赋予动画模型，使模型具有真人的动作效果。该场景的优势在于：表演者活动范围大，演员身上不用布线、装电池，使用方便，采样效率较高，精确度极高，区域可进行动作捕捉CG动画互动拍摄。动作捕捉是运动物体的关键部位设置跟踪器（简称Mocap）。其系统原理为可在运动物体的关键部位设置跟踪器，由Motion capture系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后得到三维空间坐标的数据。当数据被计算机识别后，可以应用在动画制作，步态分析，生物力学，人机工程等领域。通过光学动作捕捉系统的应用，架设在空间上方的多个高速相机捕捉光学标记点，识别跟踪物体的运动轨迹，结合专业人体骨骼软件，可同步动作数据入3D软件如Autodesk动画软件，或游戏、VR引擎[4]。

魔方MR虚拟预演拍摄区

该场景通过实时绿幕抠像技术将影视摄影机拍摄到的演员图像抠出后合成到制作好的虚拟场景中，同时使用光学空间定位系统定位到摄影机移动的三维空间位置，随着摄像机机位的移动，使导演可以提前实时预览所要拍摄影片的运镜视觉效果[5]。导演可对镜头画面构成、镜头运动、合成效果等进行实时的调度和监看，从而方便创意团队及时调整修改创意和画面构图。系统颠覆了传统影视制作前期、后期衔接成本和周期长的流程痛点，一站式的虚拟预演拍摄手段直接为剧组提供可视化的接近成片的效果。

虚拟仿真实训室

该场景是以沉浸式媒介构成的可利用于教学实训的数字化虚拟现实教学基地。由于传统的教学场景教学内容抽象，学生不易理解；教学形式枯燥，学生缺乏兴趣；实训设备昂贵，物品损耗严重；实训操作危险，操作不便反复。虚拟仿真实训室的特点在于它可以360°旋转缩放，立体直观。引导学生眼耳手脑并用，印象深刻记忆。使实训更熟练，在一定程度上降低物品器材损耗。可突破屏幕限制，是教学内容安全可逆。值得一提的是，数字化场景的构建在技术上借助了孵化工作室强大的研发能力，在国内率先应用了可拼接式相机笼人物三维扫描系统的技术服务，为产业升级和院校实验室建设提供了持续领先的技术支持。该系统以其稳定性、精确度、灵活性以及完整的企业级服务，至今已完成多个商业及科研人物三维采集项目，并为院校实训、学科教学、科技成果转化应用，建立极具展示价值和科技含量的实验室项目提供了产、学、研相结合的范本。

综上所述，数字化场景能够完美地融合沉浸式媒介与虚拟现实技术在数字媒体艺术领域内的应用，使观众与交互者得到了更加逼真的视听效果以及更加有趣的交互体验。这是数字媒体艺术在媒介载体上的一次革命，在数字媒体艺术的设计与发展中，具有深远的意义。