虚拟成像技术在舞台设计中的应用

长春工业大学艺术设计学院 张永宁 梁涤

本文主要通过舞台交互设计的研究，探讨虚拟成像技术的运用表现方式和重要作用，以及探讨它存在的社会与精神价值，并对其未来发展进行畅想。通过对这次虚拟技术的研究，可以让读者了解与认知虚拟技术的表现方式与发展特征，同时了解虚拟成像技术给我们带来的视觉影响力与震撼效果，探讨虚拟技术的沉浸式表达方式与对观众内心的情感的影响。在文章中提及了虚拟技术的局限性与缺点，并对未来虚拟技术的发展与改进提出了建议，使观众对虚拟成像技术产生更多的兴趣与关注。

1 虚拟成像技术概述

迄今为止出现了许多虚拟与现实结合的技术，包括VR虚拟现实技术、AR增强现实技术与虚拟成像全息投影技术等。他们共同点就是在虚拟世界中创造现实，在现实世界中感受虚拟。它们成像方式不同，VR虚拟现实技术需要佩戴立体眼镜与手柄观看三维立体影像；AR增强现实技术需要通过外部设备，把影像立体的呈现出来；而虚拟成像技术可以实现裸眼三维效果，把虚拟物体通过立体影像真实的投射到空中，接近自然的观感体验。虚拟成像技术也称全息投影。“全息投影技术是信息技术与光学技术结合的新型技术，是利用数字化虚拟技术三维成像的一种新技术”[1]。全息投影技术分为真全息投影与伪全息投影技术，真全息投影不需要依赖任何介质，在空气中直接投射。而伪全息投影技术，需要依靠一些介质进行实现，例如，全息膜、透明玻璃等。虚拟成像技术除了可以裸眼观看外，同时还具备交互动画能力，因此它被大量的运用的到各种领域当中，包括在科学、医学、游戏、舞台表演等各行业。

2 舞台中虚拟成像技术的视觉表现与体验

虚拟技术以打乱时空与视觉表现的方式，给我们的生活带来一种全新的感受。它不再是我们现实时的普遍认知，我们知道现实的时间不断的向前运行，无法打破时间的规律回到过去或走向未来，也无法打破空间秩序任意穿梭，时间与空间的诉求只是按着自身的进程不断演进。虚拟现实技术可以错乱时空概念，让我们在虚拟世界中塑造一个与真实相同或相仿的第二世界，并可追溯过去的历史，又可以畅想未来的生活，打破传统认知方式。

2.1 虚拟成像技术的舞台表现

虚拟成像技术被大量运用到舞台中，它可以不佩戴任何设备进行立体观影，所呈现的视觉与现实观影体验相似，可以被大范围受众群同时观看，并带来真实体验。

在迈克尔·杰克逊60周年全息演唱会上，通过全息投影技术让美国天王再现舞台。迈克尔·杰克逊以全息投影的虚拟形象出现在舞台中央，时而进行绚丽的舞蹈与演唱，时而与真实的演员互动舞蹈，场面效果十分震撼，这让上千歌迷为之欢腾雀跃，身临其境的感受天王所带来的音乐魅力。

同样，在Burberry北京新品发布会的模特表演中，也大量使用了虚拟成像展示技术。在表演中，所有模特在画面中穿梭真假难辨，而虚拟模特就会突然在镜头中虚化消失，产生出其不意的视觉效果。舞台中的模特可以在画面中任意变装、互相碰撞、空中破碎消散、空间复制穿移，各种炫酷的视觉效果在这场时装秀上展现的淋漓尽致，完全开阔的大众的视野，产生绝非一般的舞台表现。

这些虚拟技术的视觉表现，做到了打破传统时间与空间概念，创建新奇视觉。同时，满足了大众的心理诉求与内心渴望，产生沉浸式与真实感的体验，它的存在价值是极具意义与生命力。如果，虚拟现实技术继续不断发展，势必对我们的生活与情感诉求具有深远的影响与感染力。

2.2 虚拟成像技术的真实性体验

虚拟技术为什么会带来真实的沉浸式体验，这与虚拟技术的真实性表现有关。虚拟成像的真实性表现主要遵从两个方面，一个是尽量模拟现实的行为规范，使体验者产生认同感；另一个是，创建空间关系，产生同一空间的透视准则，使感受者产生同一时空的“共存”感，两种表现从不同方面把虚拟的影像的“真实性”体现出来。

首先，舞台应用的虚拟成像技术不管具有何种创意性与创新性的表达，它都或多或少以现实世界为准则进行演绎，例如，真实的物品关系、人物关系、表达方式、习惯性动作等，只有与现实世界相符的惯性思维，才会理所当然的被人们接受。在设计前期，设计人员应该针对演员的脸部结构进行细致的观察，建立真实可信的人物模型。其次，在动作模仿上要准确模仿人物的习惯性表情与动作，把符合人们常理认知的内容融入其中。不严谨、不认真的制作效果，会产生不真实无法共鸣的视觉感知。

同时，在空间关系的表达方式上，舞台介质的设计要选择符合观众视野与透视的空间关系，并保证良好的成像效果。虚拟成像技术本身就实现360度人物成像效果，虚拟人物与真实人物大小一致，并矗立在舞台空间。同时，让虚拟人物与真实人物产生互动，并产生同样的光影作用，与空间环境氛围一致，增加虚拟人物影像的可信度。全息投影因为与空间、环境相容，所以在人们的意识里，会产生以假乱真的视觉效果。

虚拟世界是以现实世界为基础创造的“第二世界”，人们在虚拟的“社会体系”中，感受到到犹如真实世界般的体验，这种“真实体验”会带来无法分辨真假的视觉感受，认为它就是真实存在的事物。通过这些视觉表现，使舞台表演更加具有共通性、渗透性、融入性的表达意义。

2.3 虚拟技术的舞台内心体验

虚拟技术带来了真实体验，同时也会带来情感体验与诉求。例如，当一个人体验危险刺激的虚拟游戏时，可以释放内心强大的心理压力，或是体验娱乐性高的虚拟游戏而开怀大笑。越真实的视觉感受，带来的情感反馈就越强。虚拟舞台的情感诉求，同样可以带来无比震撼的效果。

（1）从舞台情感诉求来说，再现过世的人物，再一次回顾曾经已有的情感，就实现了情感寄托的目的。它是打开我们思想的一面镜子，可以在缅怀去过的人带来的那一丝感动，让你会时刻回顾过往，体验之前的那一份回忆。

（2）从舞台视觉上，也带给体验者更多的情感体验。传统舞台表演本身就具有感染力与煽动性，而通过虚拟技术的表现，在视觉上增加更多魔幻色彩，例如，幻化、空间转换、真假互动等，这些特效制作把舞台的视觉体现得奇幻无比，把情感的诉求与表达推向至高的燃点，甚至产生“激情”心理状态。这种虚幻的舞台表演，是突破传统舞台的演绎的，它可以产生稳定的专注力，慷慨的情感宣泄与令人神魂颠倒的视觉效果，对于舞台表演具有很高的宣泄力与感染力。

3 虚拟成像技术在舞台设计中的应用实例

邓丽君在过去红遍中国，大街小巷到处传唱着她的歌曲。而在1995年她因哮喘病不幸突然过世，这让万千歌迷为之伤心难过，所以在邓丽君过世20周年后，2015年的台北小巨蛋体育馆，采用虚拟技术再次实现了一次她的精彩表演。

在这次表演的人物设计上，针对邓丽君的音容笑貌进行了准确的定位，她习惯性的温婉的笑容与手指划过空间的细微动作都全面的表现出来，抓住了人物的基本特色。同时，虚拟成像的特效演绎也融入了舞台设计，例如，人物从视觉中幻化出来，或是不断变化的背景内容，打破传统的舞台视觉效果。为了增加更多的真实感的表现，还进行了现场明星与邓丽君互动演唱，使真实人物与虚拟人物配合的天衣无缝，完成了一次非常好的沉浸式体验。

通过这次成功的舞台表演，我们可以深深的感受全息投影给我们带来的舞台的魅力，它可以实现更多的心理诉求，产生更多的视觉魔力与吸引力，它是现代科技发展进步的体现，是未来发展不可或缺的一种视觉影像技术。

4 虚拟成像技术在舞台设计中的应用

1947年，英国匈牙利物理学家丹尼斯·盖伯发明了虚拟成像技术，并荣获了诺贝尔物理学奖[2]。它的发明为未来世界的全息投影技术的发展，带来了宝贵的文化财产。

4.1 虚拟成像技术在舞台中的应用成像

“全息影像技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术[3]。”虚拟技术的表现形式多种多样，但是都离不开虚拟设备与三维技术的使用。例如，全息投影技术，可以免去VR技术的镜头设备，进行裸眼视觉体验，通过三维建模或是影像素材，用激光投影设备与全景照相机把影像记录在全息胶片上，形成塑型的过程，这种技术可以避开周围的干扰光线，不受环境的影响。全息投影虚拟成像技术可以把人物或景物投射到任何的位置，例如投射到四面镜面上、水幕上、玻璃上、甚至是空气的氧气或氮气中[4]，它既可以为平面显示，也可以是360°的空间投射，它既可以悬浮空中，也可以落于地面，与现实世界产生一种合理的透视关系。对于全息投影的立体成像，观众可以环绕360°进行观看，有别于我们以往电影穹幕。电影穹幕一般都是平面视图，缺少三维空间纵深轴向的显示，而全息投影可以利用激光，把影像立体化，利用全息膜，形成在不同的视角显示，而形成这些信息影响的效果都是由激光生成的[5]。它是符合我们的空间透视原理，符合人们心目中的三维空间概念，在观众的视觉里产生真实的效果。

4.2 虚拟成像在舞台设计中的交互设计

虚拟成像技术也具有交互设计能力。视觉交互给我们带来一系列心理上、生理上、行动上、情绪上反应，与传统视觉相比，交互设计从功能层面上来说，引入了观众的“参与度”，唤起参与与互动欲[6]。交互设计在视觉表现的参与性与沉浸感是非常具有优势的，对于展示真实画面与融入感，具有不可小视的作用。虚拟成像的交互设计可以通过交互技术产生人与影像的关系。通过光影捕捉，把信息传递给计算机进行分析实现交互效果，可以对舞台的光束的改变做出一些相应的感知变化。运用传感器针对肢体的变化进行交互设计，例如，使用手指碰触虚拟按键会产生光影交互动画，或是通过一个动作得到虚拟成像的反馈动作等。这些技术的实现，更能体现出全息投影交互设计的真实感与趣味性，增加良好的交互体验感与沉浸感。微软在ACM研讨会上，演绎了全息投影交互技术的最新应用，让人惊叹不已虚拟成像技术高科技发展阶段的来临。它可以实现在任何物体上投影，只需要穿戴它们的设备，就可以通过摄像头感应手指的位置，进行实时触碰操作。

把交互设计运用到舞台是最佳的选择，虚拟人物与舞台、人物、观众产生真实互动，无疑在舞台设计中，又会增加更多的真实表现，产生令人信服的情景体验，突出交互技术应用价值与无限表现力。

4.3 虚拟成像技术在舞台应用中存在问题与不足

在虚拟成像技术众多优势中，也存在需要改进的地方，例如，它对场地要求非常苛刻，不适合在室外进行展示；空气投射发展技术有待进一步提升；虚拟成像技术对摄像机设备要求极高，对拍摄的质量与稳定性需求高，如果周围的环境不太稳定，例如有风与雨影响，虚拟效果会大打折扣；虚拟成像的交互技术有待提升。这些技术的完善需要通过科技的发展使它不断的进步。

5 结语

通过针对全息投影虚拟技术对于舞台应用的全面研究，认知虚拟技术对于我们实用科技与精神世界带来的实际价值与精神价值，它是我们人类科技发展的重要依据，同时可以突破时间的概念，为我们人类开启更多的视觉感知与体验，它不但可以带来现实中很多的实用价值，同时对于人们的心理影响也起到更多的引导作用。全息投影虚拟成像技术是我们现代科技的一种不可或缺的智能技术，在未来的科技的发展中，它可以帮助我们走上更加智能化与科技化的发展道路，为我进入新时代打开一所希望的大门。