许王旭宇 顾艺

摘 要：为了在数字时代更好地保护传承海派绘画，本文从海派绘画的保护与传承现状、虚拟现实技术在海派绘画数字化传承中的优势两个维度展开论述，分析虚拟现实技术的美学与技术优势，提出以虚拟现实技术为海派绘画赋能的可能，研究并实现海派绘画的数字化保护开发构想。该构想增加了观众对海派绘画的兴趣，为以海派绘画为代表的传统绘画的数字化探索提供了有益启示。

关键词：数字媒体;海派绘画;虚拟现实技术;交互设计;保护开发

中图分类号：J209.9 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2020）11-00-05

0 引言

随着世界迈入尼葛洛庞帝意义上的后信息时代，数字媒体已经长久地改变了人们的生活方式，形成了文化语境。而海派绘画的保护传承却在此时进入了困境。实物展示的时间空间有限制，观众与展览对象无法互动等因素，都限制了海派绘画的传播范围。其面临的问题正体现了现代传统绘画保护与开发的困境，应当引入新的技术改善其保护传承中的困境。

随着数字技术的进一步完善，虚拟现实技术登上了时代的舞台。其为传统绘画的数字化保护开发提供了前所未有的思路，传统绘画的保护由此突破时间与地域的限制，得以实现更高效的情感交流。对于海派绘画的保护开发研究，意在探求海派绘画的数字化道路，为传统绘画的创新保护开发指明方向。

1 海派绘画的传承与发展现状

海上画派是以海派文化为核心的，融合近代上海多元文化精粹的绘画派别。其主题包罗万象，用色不羁，技法更偏向于大写意，颇具金石意味。海派绘画的传承者一直在与时俱进，吸收时代风格完善这一画派，绘画形式与主题皆有更新。

但是海派绘画的保护仍有不足之处。首先，没有引入数字媒体理念的海派绘画没有跟上时代的脚步，传播范围较为有限。其次，现有传统展览方式无法让观众与绘画形成有效互动，观众浅尝辄止，难以领略到海派绘画之美。而这些皆是不利于海派绘画传承与发展的因素。随着世界进入数字时代，我们必须思考如何引入数字技术展现海派绘画的精髓，用年轻人感兴趣的方式讲好海派绘画的故事，以此为海派绘画的未来传承指明方向。

2 虚拟现实技术在海派绘画数字化传承中的优势

2.1 虚拟现实（VR）技术的内涵与意义

虚拟现实技术是数字媒体技术的代表，其集合了三维图形技术、立体显示技术、传感器技术等多个学科领域。在头戴式显示设备与力学反馈设备等共同配合下，用户能够自由探索虚拟空间，与元素直接交互，获得真实梦幻的体验。因为虚拟现实技术能够解决现实中的问题，其已广泛赋能于文化、艺术、教育、军事、医疗等传统领域[1]。

虚拟现实技术是数字技术的宠儿。在《“十三五”国家科技创新规划》中，国家明确指出：“目前，我国要突破虚实融合、实时定位注册等一系列虚拟现实和增强现实的关键技术，把VR和AR（增强现实）技术应用于医疗、文化、工业、娱乐等领域”。由此可见，VR技术在传统绘画为主的文化教育领域拥有长远的发展空间。

2.2 虚拟现实技术的应用案例分析

2.2.1 虚拟现实技术在传统绘画在线展览中的应用

得益于虚拟现实技术充满数字创意的交互逻辑支持，目前，国内外机构都在尝试引入虚拟现实技术为传统绘画的数字化传承保护提供有益思路。其中，辽宁省文化艺术研究院、国立故宫博物院的VR传统绘画方案，为本构想提供了美学指引。

VR在线展览是虚拟现实技术的主要领用范畴之一。以辽宁文化研究院等机构于2020年联合推出的《又见大唐》网上VR展览为例，用户足不出户，便能在虚拟展厅参观《簪花仕女图》《虢国夫人游春图》等国宝级绘画，还能收听、解读文物的文化故事，从美学与文化层面获得多维度体验。虚拟现实技术跨越了传统绘画展览的时间与空间限制，观众在互动中自由愉快地了解传统绘画及与之对应的文化背景。在虚拟现实技术支持下，观众能够深入探索海派绘画的文化内涵，这对以海派绘画为代表的传统绘画的现代传承具有长远意义。

2.2.2 虚拟现实技术在传统绘画交互体验中的应用

虚拟现实技术的独特优势在于持续投入、充分交互、充满想象。在其赋能下，观众能够与数字对象即时互动，由此更好地增加用户对传统文化的兴趣。台北故宫博物院于2016年推出了《鹊华秋色图》的VR体验版本。平面的画面拓展为三维空间，用户能够进入包含视觉、听觉感受的三维空间，以第一人称视角观赏画面，且能与画面简单交互，增强观赏体验。综上所述，基于虚拟现实技术的支持，观众与传统绘画之间不再产生对立，交互式体验形式极大增加了用户的观赏兴趣。VR技术能够在增强传统绘画展出效果的同时有效改进传统绘画传播的现有不足，其对提升观众的观展体验具有实用价值。

2.3 虚拟现实技术与海派绘画

我国的传统文化源远流长，体现了整个民族的精神追求。习近平总书记明确指出：“要把跨越时空、超越国度、富有永恒魅力、具有当代价值的文化精神弘扬起来。”随着数字艺术的理念日益完善，数字媒体已形成了文化语境，从长远来看，在当代弘扬传统文化的最好方式首选数字媒体。虚拟现实技术是数字媒体的代表，从美学方面来说，VR技术所构建的虚拟世界源于真实，高于真实。其打破绘画的维度限制，构建允许交互的虚拟空间，从其他感官的角度有效增强了传统绘画的美学感受。从技术方面来说，虚拟现实技术以第一人称视角的方式，为用户提供了文化体验式的观赏经历。而虚拟现实技术的体验感正是以往海派绘画展览中不具备的重要因素。综上所述，海派绘画是传统绘画的代表之一，采用虚拟现实技术保护开发海派绘画的構想，能够改善其保护传承的现有不足，符合时代趋势，具有远大的发展前景。

3 基于虚拟现实技术的海派绘画保护开发设计研究

3.1 项目构想

数字媒体的文化语境赋予了传统文化以新的内涵[2]。本构想意在用虚拟现实技术突破海派绘画传播中时间与地域的限制，增进公众对海派绘画的兴趣，改善海派绘画保护开发的不足。如何充分展现海派绘画的美学价值、减少观众体验海派绘画的成本等，是本构想意在研究的内容。而如何用虚拟现实技术解读绘画及其背后的故事，展现海派绘画的美学意境等，都是本研究意在解决的问题。因此，本构想用虚拟现实技术把海派绘画作品解构为虚拟空间。与此同时，精心设置数字交互体验，让观众自主探索国画蕴含的故事，从而解读海派绘画的精粹。

3.2 项目创新点

本构想的创新之处在于美学创新与技术创新两个方面。第一是美学创新。本构想采用100%纸上绘制场景、人物、动物、静物的方式，在游戏策划、原画设定、模型及贴图制作、交互制作、特效设计、界面设计、总体完善等步骤总体把握海派绘画的美学意境，改善用户无法充分表达海派绘画美学意境的问题。

第二是技术创新。本构想首先改进以往传统绘画数字化的三维建模与空间构建方式，其次着力实现全视角水墨静物与场景，再次研究既满足视觉规律又符合海派绘画美学特征的虚拟空间，最后研究如何用虚拟现实技术展现海派绘画的美学意境。

3.3 开发工具与显示设备选用

3.3.1 软件开发平台分析

随着世界进入数字时代，虚拟现实技术日益成为重要的研究课题，众多机构与平台持续投入研制虚拟现实开发工具。目前，由Epic Games公司研发的Unreal Engine4（虚幻引擎4）与Unity Technologies公司研制的Unity 3D是VR项目开发的首选平台

Unreal Engine4是虚拟现实行业内领先的应用开发平台。虚幻引擎4的可视化材质编辑器与蓝图功能精简了应用开发成本，增强了应用表现力。由虚幻引擎4开发的项目不但真实、精致，而且具有丰富的交互体验。Unity3D一般应用于轻量级虚拟现实应用的开发，其优势在于通过其提供的精简版开发工具与开发者文档，开发者只需具备一定的代码基础与美学素养，便能轻松灵活地完成轻量级虚拟现实项目的开发。后续迭代升级较为轻松，但是其精致度远不如虚幻引擎4。

由此可见，虚拟引擎4与Unity3D各具优势。虚幻引擎4制作的空间更精美，交互更丰富，该平台与本构想的主旨相符。因此，本构想选用虚幻引擎4作为项目开发工具。

3.3.2 显示平台分析

虚拟现实技术的理想状态是通过头戴式显示设备、力学反馈设备、嗅觉营造设备与动作捕捉设备共同为用户营造全感官的虚拟体验。其理想设备应是依托以电脑主机端为主的数字化平台，让用户获得视觉、听觉、味觉、触觉的极致体验。但是，在现有技术水平下，除头戴式显示设备以外的VR设备仍需进一步完善。以Leap公司于2017年推出的Interaction Engine交互引擎技术为例，其目的是通过Leap Motion与Unity引擎结合的方式，把用户手势传递至Unity3D引擎，以此在虚拟现实中实现手势直接操作。虽然Leap公司为其专门优化了数字手势识别系统，缩短了以往手势识别设备的延迟，但是在实际体验中，Leap Motion基于更完善的算法，体验感有待提高。

与之相比，头戴式显示设备厂商则把注意力更多集中在虚拟环境的真实度以及交互的反馈度上。厂商们精简了虚拟现实的体验技术，在当前技术前提下，优先研发虚拟现实头戴式显示设备，通过提高虚拟环境的真实度与优先完成交互的方式，给予用户自由愉快的数字交互体验。截至2019年，以空间真实度与交互自然度为衡量标准，虚拟现实头戴式显示设备分为主机端设备、一体机设备与移动端设备。一体机设备虽然性能与功耗达到了平衡，但是视觉真实度仍有待提高;移动端设备因为性能限制，一般用于虚拟漫游，以入门体验VR为主;主机端设备采用家用主机端的处理器与显卡完成数字信息的运算，能更专注于营造视觉体验。与此同时，作为主机端设备中应用领域较广的产品，HTC Vive不但能够与虚幻引擎4更好地交换数据，而且运行时更稳定，能配合虚幻引擎4营造更逼真的虚拟空间，给予用户更丰富的交互体验。其与本构想的主旨相符。因此，本构想选用以HTC Vive为代表的头戴式显示设备作为软件显示平台。

3.4 项目实现

为了更好地实现以上构想，本构想的实现分为前期设计、素材制作、作品实现与完善测试4个部分。

第一是前期设计。如何把传统绘画拓展为虚拟空间的同时保留绘画的意境韵味，是传统绘画数字化设计中必须解决的问题。本构想以海派绘画为基础，为画面增添历史故事、侍女画等文化元素，完善用户的美学体验，增进用户对海派绘画的兴趣。基于此构想，本构想先设计了剧本、分镜稿、界面、交互，再设计了具备完整时序的体验式剧情，期望在合乎视觉逻辑的剧本引导下，用5段共约15分钟的动画引领剧情探索，保证用户的体验。

第二是素材制作。首先，Polygon建模能够保证模型的精度，面片建模能够保持平面的美学风格。本构想主要采用Polygon建模的方式塑造人物与场景，采用面片建模的方式构建场景、器物等空间元素。其次，本构想以纸上绘制的方式绘制模型贴图，通过300dpi精度扫描为数字版，再以UVW的方式展开为模型贴图。再次，本构想采用自然光源为主，人造光源为辅的布灯方式，铺垫出邈远淡雅的水墨意境。最后，本构想为虚拟空间中的全部模型设置了一套碰撞信息，为之赋予了“UCX_”前缀，保证导入虚幻引擎4后正确识别碰撞信息。

第三是项目开发。第一步是资源置入。Epic Games公司于2017年推出的UdataSmith插件改善了以往需要在三维软件中手动设置光线贴图的现状。本构想充分利用UdataSmith插件，优化项目开发步骤。本构想首先在虚幻引擎4与3dmax2018中预先安装配套的UdataSmith插件，在3dmax2018中准备好相应的模型、贴图、动画、灯光、界面、碰撞信息素材之后，通过UdataSmith插件把文件信息置入虚幻引擎4，之后选中全部资源，置放到虚拟空间中即完成资源导入。第二步是贴图设置。以往虚拟现实项目需要开发者手动拆分第一套贴图UV与第二套光线UV，但可能导致UV重叠以及把光线UV读取为多套UV等问题。本构想手动完善材质贴图UV，在资源导入时按照模型的法线信息自动拆分光线UV。第三步是碰撞设置。在导入资源后，“UCX_前缀”的模型自动识别为碰撞信息，只需右键选择已导入的模型，选择碰撞类型为高级碰撞，读取对应的碰撞对象，便能保证用户的体验舒适合理。第四步是摄像机设置。本构想根据分镜稿本的时序，设置了不同视角的摄像机，以此实现视角转换。第五步是交互制作。本构想在虚幻引擎4主界面的时间图表选项中，选择空间元素层级下的编写事件选项，充分考虑实现交互功能所需的时间、条件等因素后，即能实现用户佩戴头戴式显示器后操作手柄，自由探索虚拟空间，且能与空间中的元素互动。

第四是完善测试。为保证合理的资源利用，本构想用面片建模的动物与植物模型替换了较为复杂的模型，不但丰富了空间的体验，而且保证内存合理分配。在资源导出方面，本构想先设置为项目运行时自动调用SteamVR，再设置为允许用户手动输入代码调用虚拟现实平台。该项目完成后，本构想支持自动或手动调用虚拟现实平台，保证了项目稳定运行。在作品编译时，选择作品级灯光后，便能编译导出精致的资源。本构想设计完成后，用户只需完成VR基础环境设置，打开项目文件，佩戴头戴式显示设备，便能在虚拟空间中探索海派绘画的文化内涵，与此同时，利用HTC Vive的手柄，用户能够实现较为完善的交互。

4 结语

以海派绘画为代表的传统绘画的數字化保护与传承是数字时代的崭新课题。虚拟现实技术的不断完善为海派绘画的数字化保护提供了新的可能。本构想提出且实现了利用虚拟现实技术保护开发海派绘画保护开发的方案，减少了海派绘画保护传承的时间与地域限制，一定程度上改善了海派绘画保护传承中体验感较弱的不足。通过这样的方式，海派绘画展览中的体验感得以增强，传统绘画的现代保护传承有了崭新的思路。

参考文献：

[1] 许王旭宇，顾艺.基于虚拟现实技术的莫高窟壁画数字交互设计[J].艺术科技，2019（24）：58-61.

[2] 秦臻珍，赵昊.虚拟现实视阈下的传统艺术传播与设计[J].艺术与设计（理论），2017（12）：92-94.

作者简介：许王旭宇（1994—），男，浙江绍兴人，研究生，研究方向：数媒与影像数字化。

通讯作者：顾艺（1978—），男，上海人，研究生，博士，副教授，研究方向：环境设计与交互设计。