晋侯苏钟的互动投影设计研究

    翟恩豪?顾艺

    摘 要：数字化文物保护，是数字时代文化传承的有效途径，互动投影技术的虚拟性、交互性和媒体性等特征，为历史文物数字化展示提供了技术支持和传播思路。本文结合历史文物的数字化展示策略，浅析晋侯苏钟数字化展示的现状与存在问题，再通过晋侯苏钟的数字化处理，简明探析互动投影设计在数字化文物保护中的创新应用。

    关键词：数字化文物保护;晋侯苏钟;互动投影设计

    0 引言

    随着数字化文物技术的迅速发展，互动投影技术以其独有的互动性、综合性及沉浸感，受到了大众广泛的喜爱，互动投影展示方式将可能完全取代传统的文物展示模式。本文以晋侯苏钟为主体进行研究，从文物的宏观和微观层面全方位地記录其历史信息，研究互动投影技术在晋侯苏钟数字化展示中的应用。

    1 晋侯苏钟的历史及现状分析

    1.1 晋侯苏钟的渊源及其文化价值

    晋侯苏钟总计16件，其中14件收藏于上海市博物馆，其余两件收藏于山西省博物馆，编钟分两组，三种式样，非同时铸造，测音和谐，属标准配律。此钟作为西周的“纪事之钟”，上有铭文完整地记录了此钟的渊源，即“西周三十三年，周厉王命令晋侯苏讨伐东夷，晋侯苏在接连两次取得大胜之后，周厉王史无前例地赏赐晋侯苏两次，晋侯苏为弘扬周厉王的恩赐，特制此钟以昭显周厉王的美德”。这段历史在史书上并未记载，其最后两个编钟上的铭文记录着“万年无疆，子子孙孙永宝兹钟”这句话，充分证明了晋侯苏钟记录的历史信息的地位及其价值所在。

    1.2 历史文物发展现状

    现如今，文化的倡导必不可少，在强调中国特色社会主义思想的精神内涵的同时，也要“促进中国优秀文化的创新转型与发展”，随着我国不断地向前发展，文化的积累与沉淀将更加丰富。

    法国卢浮宫在对《蒙娜丽莎的微笑》此件历史文物进行展示时，为了保证其不受环境因素的影响以及不遭到损坏，将其以数字化的形式进行互动展示，不仅保护了文物本身，而且以全新的数字化方式进行呈现，增添了互动娱乐性。

    晋侯苏钟作为西周时期青铜器的产物之一，其作用也是承载信息，并且让后人得以了解历史。但是，历史文物在出土之后所接触到的光线、空气、微生物、潮湿度等众多因素，都对器物本身有着很大的影响，因此历史文物学家重新复制了一组完整的晋侯苏钟供人们观赏与互动。然而，这种方式也存在弊端，鉴于此类事情的发生，图像、影像技术手段对历史文物进行了新的数字化传承。

    2 互动影像技术在文物保护方面的作用

    2.1 信息储存方面

    互动投影技术基于虚拟现实技术，针对历史文物提供了全新的信息采集和记录的手段，包括平面扫描、立体扫描、全息投影、数字影像、运动捕捉等。数字化的存储技术也为历史文物的保护提供了更多的保护手段，通过大型数据库、光盘塔和网络连接一系列相关措施，实现对历史文物信息的有效保护。

    2.2 信息展示方面

    历史文物在发现与挖掘的过程中，会根据环境的变化从而产生变化，保持原有的形态与现代化技术相抵触，这也是当前在历史文物保护方面最根本的难题之一。互动影像技术通过计算机制作的虚拟影像，提供给用户不仅是视觉上的感官信息，更多是在用户进行交互的同时产生的数据传输。通过不同投影方式，如地面互动、立面互动、空中遥指互动等，将历史文物更加多元化地展示在用户面前。

    2.3 互动投影技术在文物保护中的优势

    互动影像技术在历史文物展示方面的优点，有以下三点：

    第一，吸引人流方面，新型互动设备投放产生的效果会吸引人流，同时好的互动设计和艺术效果为博物馆的场景增添互动气氛。

    第二，互动接触方面，在参观者与设备产生互动的情景下，更加人性化，尽可能减少人流量较多对历史文物产生的直接影响，以及人与人接触产生的细菌传染。

    第三，经济效益方面，互动投影技术的出现会提高博物馆的互动体验娱乐感，并且加深游客对博物馆的印象，博物馆在得到客流量的同时，娱乐了参观者。

    3 晋侯苏钟的互动投影设计

    本文对晋侯苏钟互动投影设计的研究大致分为三个部分，即前期素材收集、中期影像制作和后期数字交互设计。

    3.1 数字化晋侯苏钟的复原与传播

    中国文化历史悠久，历史文物也是数不胜数，许多文物会因挖掘的时候未得到及时的保护而遭到破坏，并且在复原处理的过程中会受到环境因素的影响。因此，数字媒体技术会作为历史文物复原和修复的首选手段，首先利用三维扫描工具对重要文物进行三维扫描，对物体进行三维重塑。经过比对，用MAYA软件进行晋侯苏钟的数字化修复，完整地将晋侯苏钟的所有铭文及纹样呈现在三维模型之上。

    编钟的模型制作采用点线建模和多边形建模，其中用多边形建模进行最后部分的细化，在制作出编钟表面纹样以及铭文之后，对模型进行圆滑处理。模型材质绘制，首先在Photo shop绘图软件中画出青铜材质，结合Substance Painter材质贴图软件，将画好的青铜材质图导入此软件中再次调节，通过改变材质球的漫反射贴图、高光、光泽度等多种参数，真实还原青铜材质，再将材质球拖拽至三维模型之上进行贴合。全部制作完之后，渲染查看整体效果，并将整体导入互动投影平台设备当中，进行不断的比对以及修改。

    3.2 晋侯苏钟历史数字动画化

    晋侯苏钟的铭文记录了西周时期周厉王命令晋侯苏去伐夙夷的一场重要战争。基于此次战役的历史记录，根据蔡志忠漫画大师所作《孙子兵法》的漫画，采用其绘画风格结合数字动画进行设计。

    通过了解晋侯苏钟铭文所记载的背景故事，前期利用Photo shop绘图软件绘制故事板，将背景故事分为三个部分，战役前的商讨、战役的过程、战争结束后的赏赐。

    场景设计：基于西周时期的真实历史环境，分别对室内与室外场景进行绘制，并且进行优化处理。

    人物设计：西周时期人物服饰主要采用上衣下裳制，衣服的颜色为5种，即青、赤、黄、白、黑。首先根据西周时期的服饰样式，在Photo shop软件中进行绘制，分别对人物的四肢与身体进行分层绘制，以保证后期动态制作的快速处理。

    后期设计：利用After Effect影视后期软件，进行人物与动物的动态处理，将制作好的动态人物和动物，分别放置在场景图层之上，分层制作特效并输出视频文件至Premiere视频剪辑软件中，进行后期视频与音频的调整校对，以得到最后的动画展示效果。

    通过动画的方式，能够让晋侯苏钟铭文所记载的历史事件由文字变为画面，更易于人们理解历史，对于文物保护亦是一种创新。

    3.3 互动交互设计

    晋侯苏钟互动投影设计遵循设计的简洁、交互原则，主要的展示效果由图文介绍、背景故事介绍、编钟音律虚拟演奏等组成。此设计所用到的投影映射软件是Video mapping，可应用在多种投影仪之上。互动方式为通过超声波以及红外感应装置捕捉人物光影动作，将捕捉到的数据传输至应用服务器之中，再根据数据结合实时影像互动系统，通过描绘编钟特定的铭文激活产生动画效果，完整地展示晋侯苏钟的所有历史信息并投射在屏幕上。虚拟演奏则用了leap motion硬件，结合Processing编码进行手部跟踪，以达到敲击编钟进行演奏的效果。

    4 结语

    本文以晋侯苏钟为例，主要探究了数字化文物保护与互动投影设计两者未来的发展趋势。互动投影技术为晋侯苏钟提供了崭新的展示模式，由原本单一机械地走马观花地观看历史文物，变为以互动娱乐的形式让参观者转换获取信息的方式，这是数字化文物保护的一大突破，晋侯苏钟互动投影设计为人们了解和传承中华历史文化提供了新途径。

    参考文献：

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    [2] 郭宜章，杨思宇.交互设计在博物馆陈列中的应用探析[J].美术教育研究，2014（14）：52-53.

    [3] 王若木.作为影像装置的开放空间—交互性研究[D].大连理工大学，2016：64-68.

    [4] 崔宪会.交互展览在博物馆公共教育中的意义及未来可能性研究[D].中央美术学院，2014：60-65.

    作者简介：翟恩豪（1993—），男，山西太原人，上海工程技术大学中韩多媒体学院艺术设计硕士在读，研究方向：数媒与影像设计。

    顾艺（1978—），男，上海人，博士，上海工程技術大学中韩多媒体学院副教授，研究方向：信息交互设计。