戏曲传承保护AR系统的建立研究

    戴梅萍

    摘 要：中国戏曲文化的传承与保护需与现代技术紧密结合，建立依托AR技术的戏曲传承保护机制。本文指出了AR技术延续了传统戏曲的生命力、创建了传播平台以及带来了新的交互式体验模式，阐明了基于传承与保护戏曲的AR系统的建立需从学校层面创新教育方式以及从社会层面创新保护形式两方面展开。

    关键词：戏曲;传承;保护;AR系统

    AR（Augmented Reality）即增强现实技术是基于VR（Virtual Reality）技术开发出来的，其利用计算机技术生成的三维虚拟模态场景，通过借助多种现代化设备手段带来真实性体验。它能够与多个领域进行结合，从而达到意想不到的效果。中国传统戏曲文化作为非物质文化遗产，不仅需要培育传承人，而且需要与现代化技术手段紧密结合，开拓戏曲传承与保护的新路径。2017年中央印发的《中共中央办公厅国务院办公厅印发<关于实施中华优秀传统文化传承发展工程的意见>》指出：“综合运用报纸、书刊、电台、电视台、互联网站等各类载体，融通多媒体资源，统筹宣传、文化、文物等各方力量，创新表达方式，大力彰显中华文化魅力。”而早在2014年国务院颁布的《关于推进文化创意和设计服务与相关产业融合发展的若干意见》（国发〔2014〕10号）中就指出了“文化传承，科技支撑”基本原则。可见，文化传承与保护需要融合现代科技，实现多项联动。因此，中国传统戏曲文化应正守本源，结合AR可视化技术手段，让古老艺术年轻化、趣味化、时尚化，从而拓宽艺术发展道路。

    1 AR技术发展现状

    20世纪50年代早期，人们当时所接触到的视频图像都局限在2D水平，无法带来接近于自然的声、光、闻等多感官体验。而在20世纪60年代左右，电影制作人Morton Heilig在多年的电影拍摄及制作生涯中，积累了丰富的影视经验，为此，他发明出了名为Sensorama Stimulator的机器。该机器能够同时将图像、声音、动感、气味结合起来用以表现电影场景，带来超前的感官体验。为此，AR技术开始发展，尽管AR技术的开发虽处于初级水平，但其高于2D技术的体现方式则显示出其广阔的应用前景。进入20世纪90年代以后，AR技术发展迅速，其中由美国华盛顿大学的图形实验室开发的软件AR Toolkit提升了AR技术性能。此外，AR技术与其他领域的融合应用也是AR技术发展的焦点，如美国麻省理工学院所研发建立的图像导航外科手术室，将AR技术与医学相结合，提升了医学手术精度。又如日本研发的混合现实实验室依托AR技术解决了诸多难题。

    进入21世纪后，互联网技术的快速发展带来了多领域的技术革新，而AR技术也日臻完善，其应用领域不再单一化，更多地拓展到如教学、工业制作、城市建设、文创开发等领域，体现出多要素之间的互动与结合。基于各领域的AR系统研发是目前关注的重点，有助于与AR技術进行深度融合。

    2 AR技术的特点及优势

    21世纪是大数据时代，而“互联网+”战略的提出，更是激发了依托互联网的现代技术手段与诸多行业的深度融合。在这一大背景之下，VR与AR技术加快发展步伐，其中，AR技术的出现，离不开VR技术的发展。VR（Virtual Reality）即虚拟现实技术，旨在借助计算机以及虚拟设备为用户构建一个如同现实世界般的三维环境，其最大的特点在于能够使人感到身临其境并充分体现了人机之间的交互性。而AR（Augmented Reality）则被称为增强现实技术，该技术的发展离不开VR技术的支持，除了构建出三维虚拟空间外，其将虚拟环境中的事物与现实环境进行叠加，使其同时存在于一个空间画面中，增加真实性和交互性，以致达到超越现实的强虚拟感官体验。AR系统的协同实现与操作模式离不开硬件部件与软件系统的相互结合，因此，其具有突出的特点。其一，信息数据集成来源于现实世界与虚拟空间;其二，具有实时交互性;其三，进行三维标配，即在3D空间中，将现实环境中的事物与计算机虚拟模型进行定点结合。

    考察AR技术的优势，必须与VR进行对比。VR的使用人群在基数比例上较小且移动性能差，其构建的虚拟环境所带来的沉浸感具有隔离性，最常应用于娱乐产业。尽管其所带来的收入会有所增长，但受限于用户群体的不平衡性，基于VR的产业发展有所困难。而在VR技术上发展而来的AR技术，其应用领域广泛，其将虚拟与现实高度对接，让该技术接触到更多的人群，它被广泛地应用到医疗、工业、教育、文化、艺术、军事、动漫、影视、旅游等诸多行业。可见，其具有广阔的应用前景和可挖掘空间。此外，AR的可移动性功能打破时空局限和人员流动的界限，更加凸显日常化使用状态，而AR的低成本费用也促使各行业与之融合，带来可观的经济效益。从2D到3D的发展，凸显了用户人群在期望度以及感官体验上的新要求，用户渴望得到全方位的体验，而AR则能够满足用户群体的多样化需求。

    3 基于传统戏曲的AR系统开发

    戏曲的传承与保护应该与现代技术结合，拓宽发展路径，激发戏曲文化活力，吸引更多人参与其中。针对戏曲的AR系统的开发应从学校和社会两方面展开，从而有助于戏曲文化的多维传播。

    3.1 依托学校环境的AR系统建设

    学校是戏曲文化传播的重要场所，建立适合学校环境下的戏曲教育AR系统，有利于激发学生兴趣，使其在“寓教于乐”中学习戏曲知识，传播戏曲文化。

    在学习模块AR系统构建方面，利用AR技术，实现多种子模块并存进行教学的模式。其主要可以分为基于AR技术的戏曲历史可视化讲解、戏曲知识点分解学习、戏曲表演精细化演示。在对戏曲历史进行可视化讲解方面，通过AR技术，以手机设备为载体，将历史故事进行立体化再现，学生通过手机进行增强现实交互，能够在可视化条件下多角度观看戏曲故事。此外，通过专业虚拟增强硬件设备与虚拟环境实现交互式体验，学生身临其境感受戏曲背后的故事。在对戏曲知识点分解学习上，其中可设计出多个并立子模块。以京剧为例，通过AR技术，分为京剧唱腔模块、京剧服饰模块、京剧角色模块、京剧身段模块等，每一个模块都经过三维处理，全景式展示。学生借助硬件设备满足视、听等感官的真实体验。在戏曲表演精细化演示上，基于AR技术当中的实时渲染以及跟踪和注册技术，将每一种戏曲在表演上的代表性动作进行虚拟展示，增强交流模块的设计与完善，实现智能化交互。学生在手机或虚拟硬件设备的支持下，实时接收信息摄入与互动，从而在趣味化过程中全景式感受各戏曲特征。因此，基于AR技术的戏曲学习模式系统的开发，要兼顾AR技术的特性以及各种戏曲的艺术特点。

    在知识操练AR系统构建上，借助AR技术，可实现全景式、智能化、循环式学习。其中主要包括基于AR的智能语音分析系统、视频分解系统、信息集成与展示系统。智能语音分析系统建立的目的在于帮助学习者通过语音对比与分析，发现自身自学习戏曲唱腔中的不足之处，不断纠正与强化学习。该系统建立的前提是对各戏曲流派唱段、念白进行录入，即建立戏曲语音语料库，通过AR技术录入学习者语音并进行智能对比与分析;通过给出的如唱腔相似度、情感相似度、音准相似度等，思考自身不足并针对性地进行反复操练，加以改进。视频分解系统的构建首先是通过智能扫描设备对戏曲教材中的图画及文字内容进行录入，并在PC端上进行三维立体式合成。学生在模仿与学习的过程中，通过动作捕捉设备以及计算机图形生成系统进行虚拟定点合成，通过对比观察自己的动作轨迹，实现智能化、精准化学习。在信息集成与展示系统的建立上，主要目的是对相关戏曲文化资料进行精细化整合，依托AR技术建立动态数据库，将戏曲基本功知识趣味化。这一系统的建立需要通过Monitor-Based现实增强系统，将书本知识以及其他教辅资料内容与计算机合成的虚拟内容进行分类匹配;学习者通过手机PAD移动端设备或HMD进行扫描获取实时数据源，方便快捷，对戏曲知识文化的记忆相对更牢固。

    3.2 依托社会环境的AR系统建设

    从社会环境看，群众基数大、价值认知不同，所以戏曲的传承与保护应双向并行，既要构建智能化保护系统，又要构建智能化宣传系统。

    第一，建立面向社会的戏曲漫游互动AR系统。这一系统的开发价值在于当来访者参观戏曲主题场所时，通过所构建的虚拟化三维模型与之进行互动，同时进行实时定位，以精确获取信息。这一系统的开发以Android平台为依托，对信息数据的采集以及算法测试也必不可少，而为了适应Android系统的层次框架，可设计用户界面层、功能链接层以及功能运作层。其中的用户界面层主要为用户提供AR虚拟展示以及交互体验，用户在这一界面能够多角度、多感官地了解到某一戏曲模块的相关知识。功能链接层主要作用是用戶以此为媒介，调动功能运作层中的各类模块，从而支持用户在用户界面层中所需要的服务。功能运作层的开发则应该包括GPS定位模块、相机识别模块、图像采集模块以及信息数据处理模块。显然，GPS定位模块旨在帮助受众定位自己所在的位置，进行实时跟踪;相机识别模块与图像采集模块对戏曲主题场所各组成部分进行识别与筛选，受众可较快抓取所要识别的目标物;信息数据处理模块对以上获取的信息数据进行智能分析处理，从而经过功能链接层反馈到用户界面。这一面向来访者的AR互动系统，有助于在移动过程中进行实时交互，进而展开戏曲文化的传播。

    第二，基于AR技术数字化植入戏曲产品的系统。在AR技术手段的支撑下，将戏曲文化知识通过数字化形态植入所开发的戏曲文创产品中，从而可以开发出基于AR技术的游戏或者AR戏曲绘本等新型形式。在AR技术框架下，首先对当前的戏曲资源进行系统性的分析，同时以区域性戏曲形态为根基，进行核心文化分类与评估。其次，依托AR技术框架，开发如数字动画、视频、音频、文本、三维立体模型等的数字化虚拟数据，以增强现实与虚拟的结合。其中，该类文化数字化虚拟数据要适应AR技术集成的规格，以分析出合理的规范类型。最后，在AR技术集成的路径过程中，将文化数字化数据资源通过融合与渗透，进而植入戏曲文创产品之中，从而实现以戏曲文创产品为载体的数字化开发利用与保护。这其中要注意数字化文化资源与实体戏曲产品之间的融合与转化问题，要进行优势分析与对比，从而使系统运行最优化。这一系统构建思路延伸了戏曲文化的传承与保护路径，有利于戏曲发展更具活力。

    4 结语

    AR技术的应用领域广泛，开发潜力巨大。构建AR系统以传承和保护戏曲文化，有利于戏曲文化向多模态发展方式演变，激发戏曲活力与生命力。构建学校生态AR系统以将戏曲教学资源趣味化、整合化、效率化，从而使得学生学习更加便捷、有趣、主动。而面向社会环境的AR系统构建，一是满足来访者体验戏曲文化，让戏曲文化通俗易懂;二是以AR技术框架为基础，以数字化手段为主要方式，进行戏曲文化产品的趣味化开发，让戏曲文化真实可感。因此，戏曲的传承与保护要与现代技术融合，正守本源的同时，创新形式，从而获得良好的文化效益和社会经济效益。

    参考文献：

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    [2] 姜亦珊.运用VR/AR技术普及中国戏曲[J].北京观察，2018（3）.

    [3] 宋俊华.戏曲传承的路向抉择[J].中国戏曲学院学报，2018（2）.