孙旭苗

温州大学美术与设计学院

一、研究背景

作为传统绘画中独立的绘画主体，界画用其独特的艺术语言生动地记录了中华民族各个历史时期不同的社会风貌和审美风格。但历代名家画论对其评价并不太高，以至于界画在后世并未受到过多重视，这也在一定程度上影响了界画的发展。如唐代绘画理论家张彦远在《论画六法》中评论“至于台榭树石，车舆器物，无生动之可拟，无气韵之可侔，直要位置向背而已。” 这种评价间接导致了界画画家的传记及其画作极少被收录于画史典籍，使得后世对中国古代建筑画的研究具有一定的局限性与难度。尽管如此，在历史上，历朝历代仍然有许多画家致力于创作优秀的界画作品。正是他们呕心沥血所创作的画作流传至今，才使后世拥有更加丰富翔实的珍贵历史文化资料，也为后世了解当时的建筑风格，了解当时的社会生活状况、市场民俗风貌提供了便利。而目前对界画的学术研究是通过从建筑图像的研究到对建筑本体及其文化底蕴的研究，从而深入探索其所蕴含的生态思维、审美意蕴和更高层次的历史文化内涵。由于界画所具备的高度审美价值和宝贵的历史意义，值得我们给予充分的关注。

一般而言，人们可以通过多种方式感知物质世界，例如视觉、听觉和嗅觉。其中，视觉数据占人类感知信息总量的80%以上，因此，视觉是获取外界信息的主要渠道。随着互联网技术的发展，3D影像的出现可以满足人们对沉浸感和新鲜感的需求，但这种技术在古代传统绘画中很少使用。鉴于此，以宋代界画为研究出发点，运用数字三维重建与裸眼立体技术，将画作从二维平面转向三维空间到四维时间的裸眼动态立体展示。从宋代的社会背景和审美思维等角度来探讨界画的发展，并运用裸眼动态立体技术对其进行全面综合的解析，使得人们能够重新审视界画在画学中的地位以及价值，为大画学科添砖加瓦。

在《“十三五”规划》中明确提出要发展新一代裸眼3D显示技术，裸眼3D被定性为“最有生命力且终将成为显示技术共性平台的下一代显示技术”。 裸眼3D技术不管在现在还是在未来都有着巨大的潜力，且由于国家政策的推动与大力支持，国内外很多公司都在积极涉足裸眼3D技术领域，随着我国经济的不断发展，产业发展环境也更加成熟，人们物质生活水平的提高和日益增长的审美需求，使得裸眼3D技术的创新发展势在必行。通过对宋代界画的数字化立体展示研究，进一步打破传统与现代的界限，克服传统文化与现代科学技术结合的阻碍和诸多限制，为宋代界画的再呈现注入新鲜的血液。

二、研究内容

采用数字三维重建与裸眼立体技术，利用摄影测量在电脑模拟产生三维的虚拟画作，结合裸眼立体技术，在裸眼3D显示器上展示动态虚拟且立体地界画画面，构建一个虚实叠加的观赏效果。裸眼动态立体的实时交互尽可能展现宋代界画画作的色彩、景象、层次，实现界画风格的虚拟仿真，使观者产生触手可及且身临其境般的视觉、触觉等感官的模拟体验。具体内容如下：

（一）构建宋代界画三维数字场景，通过资料收集、技术提炼，进行宋代界画三维建构方案设计。通过 maya、3dmax、photoshop 等三维软件和平面软件进行宋代界画的建模、色彩材质表现与内外参数分析，完成界画的三维构建。其具体有五大步骤：

1.图像获取：在进行图像处理之前，使用相机获取画作的 2D 图像；

2.摄像机标定：通过摄像机标定来建立有效的成像模型，结合图像的匹配结果得到空间中的三维点坐标，从而达到进行三维重建的目的；

3.特征提取

4.立体匹配：根据所提取的特征来建立图像之间的一种对应关系，也就是将同一物理空间点的两幅不同图像中的成像点一一对应起来；

5.三维重建：有了比较精确的匹配结果，结合摄像机标定的内外参数，就可以获得三维场景信息。

（二）构建界画裸眼3D动态的虚拟仿真交互。采用4K裸眼立体显示器构建人机交互界面下的裸眼呈现，完善和实现界画的沉浸式交互体验，技术实现具体步骤如下：

1.三维图像输入：拉伸、拆分和缓存输入的三维图像；

2.多视点视图：生成9个不同视点的视图，每个视图略有不同；

3.图像融合：将生成的9个不同视点的视图按照柱状透镜裸眼3D显示屏子像素排列要求进行排列，合成裸眼3D图像，并送到HDMI接口；

4.图像输出。

（三）实现触手可及且身临其境般的视觉、触觉等感官的虚拟交互与体验。不需要电脑和沉浸式立体头盔设备，体验超乎常规的虚拟仿真画面，从而在虚实叠加的观赏环境中，吸引更多的人深入了解宋代界画的历史背景和其传承的优秀文化精神。

（四）向温州大学美术与设计学院师生开放体验测试平台，测试并优化裸眼动态立体仿真界画的艺术性、文化性、绘画性及交互性体验。根据师生测试结果优化画面内容，再次向外院师生开放体验测试平台，根据测试结果对项目做最终优化，从而完善项目成果。

此外，通过研究的不断实践测试优化，来继续探索和研究其可拓展性，从而加大推广力度。

三、研究特色

（一）探索裸眼动态立体显示在古代传统绘画中的应用价值。

（二）本项目尽可能使虚拟动态立体展现的画面接近还原宋代界画画作的风格、色彩、景象、层次，实现界画风格的虚拟仿真。

（三）宋代界画具有绘画性、艺术性、文化性，裸眼动态立体虚拟仿真能够在基础上放大其优良的特质，实现宋代界画文化内涵的有效传播。

（四）人机交互界面下的裸眼呈现，有利于观者自主、实时、创新地进行裸眼交互体验，进一步探索画作背后的深层内涵与创作背景。

（五）有利于为古代建筑研究提供新的研究方向，新的研究视角，进一步解读宋人理想的城市、建筑和环境。

（六）裸眼3D技术对宋代界画的传承性创新与展示提供了新的途径。以宋代界画为核心，以裸眼3D技术为技术基础。裸眼3D技术作为新兴技术，它不仅在表现形式上改变了宋代界画，也为宋代界画带来了传统传承形式的创新。通过裸眼3D技术制作出来的宋代界画动态立体形象会更适合现代大众的观赏口味。比较以往传统形式的宋代界画，新的裸眼动态立体界画能够提升观者欣赏画作时视、感等多重感知，带来充满沉浸感的观画感受，让更多当代年轻人更容易主动接触并了解宋代界画的历史意义，并且为学术界深挖界画中蕴含的生活思想、美学内涵以及更高层次的文化意义提供新的研究途径与方向。

四、研究必要性

（一）将对宋代界画的起源、演变及社会背景、文化心理、艺术品格、美学思想等进行系统梳理。

（二）通过对宋代界画的虚拟仿真创新呈现，分析界画作为中国传统绘画的形式、内容、表现技法和艺术特征。且人机交互界面下的裸眼动态呈现，有利于观者自主、实时、创新地进行裸眼交互体验，进一步探索画作背后的深层内涵与创作背景，实现对宋代界画的进一步深入研究以及发展与传承。

（三）开发发掘界画对中国古代社会生活和绘画发展的意义。

（四）宋代界画由二维平面转入三维空间到四维时间的动态立体显示，裸眼动态立体效果增添界画的趣味性、生动性、观赏性与沉浸交互性，激发当代新青年对古代传统画作的了解兴趣，实现对界画文化的有力传承。

（五）宋代界画具有绘画性、艺术性、文化性，研究尽可能使虚拟立体展现的画面接近还原宋代界画画作的风格、色彩、景象、层次，实现界画风格的虚拟仿真。裸眼动态立体虚拟仿真能够在基础上放大其优良的特质，实现宋代界画文化内涵的有效传播。

（六）目前，在裸眼立体显示相关专业范围内，对界画的立体呈现和研究的还非常少见，因此，此研究具有前瞻性和引领性，特色十分明显。

五、研究技术方案

（一）实验研究阶段

1.研究的初期阶段，首先确定研究课题，通过文献和案例资料的收集分析以及实地考察调研的实物资料、图像资料分析，深入研究界画文化内涵、风格特征、画作笔法技艺以及核心技术提炼；

2.研究的中期阶段，在做好充足的前期调研工作之后，对宋代界画进行数字三维重建与裸眼3D技术应用，利用 maya、3dmax、Photoshop 等三维建模软件和平面软件对界画进行图像获取、摄像机标定、特征点提取、立体匹配以及三维重建，分析其色彩材质表现及内外参数等，从而获取完整的界画三维场景信息；将获取的界画三维场景图像输入4K裸眼3D显示器中，进行拉伸、拆分以及缓存，通过多视点视图模块、图像融合模块对界画三维图像进行技术处理，最终输出界画的裸眼3D图像，完成宋代界画虚拟裸眼动态画面的呈现；

3.研究的后期阶段，运用行动研究法不断进行测试、优化，通过实践应用检验宋代界画虚拟仿真是否能够较高程度的体现画作的文化性、绘画性与艺术性，最后形成完整的研究报告。

（二）示范推广阶段

1.虚拟化布展，演示版本作品发布到网络端进行推广。首先进行小范围推广，向温州大学美术与设计学院师生开放体验测试平台，进行项目推广的同时便于收到有效的优劣点反馈，根据反馈信息及时地作出技术修改、调整；进一步优化以后，再次向外院师生开放体验测试平台达到项目推广的目的并且根据测试结果对项目做最终优化，从而完善项目成果。

2.与数字展厅、数字科技博览会及博物馆接轨，进行线下优化版本推广。通过小范围的试推广，使项目成果趋于成熟。与文化、科技平台进行线下接轨，创新呈现的裸眼动态立体界画画作满足参观者精神审美需求的同时，引发其深入探究界画文化内涵及意义的兴趣，从而达到的不仅是对项目的推广，更多的是对传统文化的传播与推广，进而达到重新审视界画的地位、影响及其价值，填补画学中界画研究的某些空白或为大画学科建设添砖加瓦的目的。

六、结语

对宋代界画进行数字化立体展示和艺术再现，其一是为呈现界画曾经达到过的高度辉煌，提高当前我国社会对于传统文化的自信；其二，也是为界画今后的文物实物保护、贮存进行最基本的准备工作。宋代界画之中所体现出的中国古代建筑及社会风貌，对于现代中国社会有着巨大的研究价值和历史价值，将为大画学科及中国当代建筑创作注入活力和提供借鉴。