動漫電視節目中3D舞臺虛擬技術的運用

許千艷

廣州涉外經濟職業技術學院，廣東 廣州 510540

1 3D虛擬技術的原理

3D舞臺虛擬影像技術分為二維3D影像技術、虛擬與增強現實影像技術、傳感器及圖像識別影像技術三種。首先，二維3D影像技術能夠將傳統的背景幕布換成動態的LED屏幕，在目前戲曲表演中使用頻率最高，能夠實現動態的影像場景。如動漫劇《老巴克與小巴克》等劇中都采用了二維3D影像技術。其次，傳感器及圖像識別影像技術則能將傳感器、紅外射線等相關設備，結合舞臺道具運用到戲曲舞臺中，觸發背景屏幕的動畫效果，達到了審美藝術效果，并實時跟進產生神仙般的煙霧。虛擬和增強現實影像技術則借助微軟的Kinect傳感器，利用Unity3D引擎和Open CV來實現、達到捕捉演員動作節點，并在已經創建并完成的虛擬效果中融入捕捉到的動作[1]。另外，舞臺上都會布置一些全息膜透射介質，從而實現、促進演員和特效的互動。3D虛擬影像技術就是將3D的投影和視頻相結合，在激光的輻照下，利用干涉原理將物體光波信息記錄下來，并且被拍攝的事物形成了漫射式的物光束，其中作為參考光速，一部分激光同物光速融合在一起，成為干涉而照射在全息底片上，為了增強空間變化的強度，物體光線的信息利用反差以及干涉條紋的間隔記錄下來，并對物體光線上各個點的位相和振幅進行變換[2]。如黃梅戲《牛郎織女》董永牽牛的場景中，采用虛擬現實技術為該場景提供了一種新的可能性，牛就是利用全息膜實現的全息投影，增強了整體的韻味。

2 3D舞臺虛擬技術在動漫電視節目中的運用

2.1 3D舞臺虛擬影像技術的構成

3D舞臺虛擬影像技術的運用需要具備硬件系統和軟件系統兩個條件。在舞臺上，硬件系統是由傳感器、計算機、投影機等構成，具備實現增強現實虛實融合的作用。其中，傳感器能夠精準地捕捉到演員的空間位路信息，主要是由空間傳感器、紅外傳感器等模塊組成，包含電子道具的位路信息，能夠將一些特效影像實時投到全息膜上，并借助軟件系統進行分析和計算，能夠將表演的實時互動和虛擬道具的特效融合在一起。目前，3D虛擬影像技術不斷地改進，硬件設備也得到了極大豐富。如獨立的工作站則可以轉換為控制機來實時操作，能夠對應各個虛擬機位，或者將參數備份；采用四聯高清監視器，能夠更加方便工作人員掌握輸出信號，隨時看到工作站渲染合成的輸出信號，有故障的時候還能及時排查；考慮環境的不同，在離箱體比較遠的地方，有時候還需要操作主機，配備USB/DVI延長器，可以在60m以外的地方，使工作人員進行操作，從而確保了系統的應用更加快捷。而為了獲得傳感器數據，軟件的開發主要是利用OpenCV和傳感器通信，基于3D引擎的開發。通過認真分析數據之后，將投影屏幕坐標轉換，繼而通過定位演員、電子道具的空間位路，在屏幕上將虛擬道具相應的位路顯示出來。同時根據演員之間的互動，這個軟件系統還能產生特效的作用，如爆炸、煙火等景象。另外，分布式多機內容播放控制系統能夠實時分配演出動作、背景視頻以及虛擬影像，可以控制住虛擬影像以及背景視頻等多種多媒要素。

2.2 3D舞臺虛擬影像技術的互動性

在動漫電視節目中，運用現代技術，能夠增強真實演員與虛擬道具、虛擬人物互動，形成虛實融合的技術效果。同時，配合全息膜投影技術的應用模式，在虛擬現實與增強現實系統3D舞臺背景的基礎上進行虛實融合的實驗，可以實現真人演員與虛擬道具互動的模式：①真人和虛擬演員同一舞臺表演。為了增強舞臺的效果，在同一舞臺的表演過程中，結合圖像識別、增強現實技術、傳感器等手段，能夠增強真人和虛擬演員空間關系的互動和交融。②真人和虛擬道具之間的互動。為了達到動感、逼真的立體效果，運用圖像識別、傳感器等手段，使已經記錄下來的影像虛擬再現在全息成像膜上，并結合虛擬現實引擎的運用，可以增強真人和虛擬道具的互動。③真人表演同舞臺背景的融合。為了達到動態、逼真的效果，在實際操作中，運用3D引擎，通過圖像識別可以和傳感器等手段相結合，使虛擬的再現出已經記錄在全息成像膜上的影像。通過3D虛擬技術，虛擬影像同演員仿佛融為一體，如同憑空就出現在舞臺上，能夠增強真人和舞臺背景的互動。④真人表演和虛擬特效互動可以通過粒子系統進行光效操作，運用虛擬的現實引擎，增強真人和虛擬特效的互動，將圖像識別和傳感器等手段結合起來，可以使真人演員通過動作產生爆炸以及煙火等景象。

2.3 3D舞臺虛擬技術在各方面的呈現

①角色設計。角色設計是以創作者自己的創新思維和獨特見解為基礎進行的，是整個動漫電視劇設計中運用最重要的基礎部分。通常在動漫電視角色創作時，為了吸引更多觀眾的注意，創作者可以融入獨特的文化元素，來帶動作品的劇情發展，能夠提升影片的可觀賞性，保持故事情節的有效性。3D舞臺虛擬技術加強了角色的真實感，能夠給觀眾帶來震撼的感覺，提升人們對作品的觀賞性，增強了真人和虛擬特效的互動。②環境設計。在動漫電視劇中，3D舞臺虛擬技術可以根據劇本要求創建一個虛擬的逼真環境，并且這些環境可以以動態的方式進行呈現，如草原、河流、街道等，能夠讓觀眾感受到事物場景的運動性，甚至三維效果能將故事中的場景表現得栩栩如生，熒屏中的事物有種奪屏而出的效果。③動作設計[3]。3D舞臺虛擬技術可以通過人的動作變化，對細節進行處理和模擬，從而使得真人與虛擬環境看起來較為連貫和逼真。同時，通過設備，3D舞臺虛擬技術還可以將現實與虛擬動作連接起來，賦予角色超現實的各種魔幻性的表現，提升了人物動作與虛擬場景的互動性。④畫面設計。在動漫電視節目中，3D舞臺虛擬技術是一大特色。3D畫面在現代技術的支持下，能夠增強作品畫面的真實感和震撼感，畫面呈現出流暢真實、燈光柔和、景色自然和場景震撼等感覺，給人不同的視覺感受，整個動畫的清晰度超過了一般二維動畫。

綜上所述，在各類電視節目中，雖然3D舞臺虛擬技術發展很快，但是由于受硬件和軟件的影響和限制，三維虛擬現實舞臺控制系統仍然只是在初級運用階段中，因此還需不斷提升其運用效果和技術，才能最大限度地發揮舞臺的機械綜合性能，在不動用任何實際技術設備的情況下，達到模擬出現場表演的效果。