动漫电视节目中3D舞台虚拟技术的运用

许千艳

广州涉外经济职业技术学院，广东 广州 510540

1 3D虚拟技术的原理

3D舞台虚拟影像技术分为二维3D影像技术、虚拟与增强现实影像技术、传感器及图像识别影像技术三种。首先，二维3D影像技术能够将传统的背景幕布换成动态的LED屏幕，在目前戏曲表演中使用频率最高，能够实现动态的影像场景。如动漫剧《老巴克与小巴克》等剧中都采用了二维3D影像技术。其次，传感器及图像识别影像技术则能将传感器、红外射线等相关设备，结合舞台道具运用到戏曲舞台中，触发背景屏幕的动画效果，达到了审美艺术效果，并实时跟进产生神仙般的烟雾。虚拟和增强现实影像技术则借助微软的Kinect传感器，利用Unity3D引擎和Open CV来实现、达到捕捉演员动作节点，并在已经创建并完成的虚拟效果中融入捕捉到的动作[1]。另外，舞台上都会布置一些全息膜透射介质，从而实现、促进演员和特效的互动。3D虚拟影像技术就是将3D的投影和视频相结合，在激光的辐照下，利用干涉原理将物体光波信息记录下来，并且被拍摄的事物形成了漫射式的物光束，其中作为参考光速，一部分激光同物光速融合在一起，成为干涉而照射在全息底片上，为了增强空间变化的强度，物体光线的信息利用反差以及干涉条纹的间隔记录下来，并对物体光线上各个点的位相和振幅进行变换[2]。如黄梅戏《牛郎织女》董永牵牛的场景中，采用虚拟现实技术为该场景提供了一种新的可能性，牛就是利用全息膜实现的全息投影，增强了整体的韵味。

2 3D舞台虚拟技术在动漫电视节目中的运用

2.1 3D舞台虚拟影像技术的构成

3D舞台虚拟影像技术的运用需要具备硬件系统和软件系统两个条件。在舞台上，硬件系统是由传感器、计算机、投影机等构成，具备实现增强现实虚实融合的作用。其中，传感器能够精准地捕捉到演员的空间位路信息，主要是由空间传感器、红外传感器等模块组成，包含电子道具的位路信息，能够将一些特效影像实时投到全息膜上，并借助软件系统进行分析和计算，能够将表演的实时互动和虚拟道具的特效融合在一起。目前，3D虚拟影像技术不断地改进，硬件设备也得到了极大丰富。如独立的工作站则可以转换为控制机来实时操作，能够对应各个虚拟机位，或者将参数备份；采用四联高清监视器，能够更加方便工作人员掌握输出信号，随时看到工作站渲染合成的输出信号，有故障的时候还能及时排查；考虑环境的不同，在离箱体比较远的地方，有时候还需要操作主机，配备USB/DVI延长器，可以在60m以外的地方，使工作人员进行操作，从而确保了系统的应用更加快捷。而为了获得传感器数据，软件的开发主要是利用OpenCV和传感器通信，基于3D引擎的开发。通过认真分析数据之后，将投影屏幕坐标转换，继而通过定位演员、电子道具的空间位路，在屏幕上将虚拟道具相应的位路显示出来。同时根据演员之间的互动，这个软件系统还能产生特效的作用，如爆炸、烟火等景象。另外，分布式多机内容播放控制系统能够实时分配演出动作、背景视频以及虚拟影像，可以控制住虚拟影像以及背景视频等多种多媒要素。

2.2 3D舞台虚拟影像技术的互动性

在动漫电视节目中，运用现代技术，能够增强真实演员与虚拟道具、虚拟人物互动，形成虚实融合的技术效果。同时，配合全息膜投影技术的应用模式，在虚拟现实与增强现实系统3D舞台背景的基础上进行虚实融合的实验，可以实现真人演员与虚拟道具互动的模式：①真人和虚拟演员同一舞台表演。为了增强舞台的效果，在同一舞台的表演过程中，结合图像识别、增强现实技术、传感器等手段，能够增强真人和虚拟演员空间关系的互动和交融。②真人和虚拟道具之间的互动。为了达到动感、逼真的立体效果，运用图像识别、传感器等手段，使已经记录下来的影像虚拟再现在全息成像膜上，并结合虚拟现实引擎的运用，可以增强真人和虚拟道具的互动。③真人表演同舞台背景的融合。为了达到动态、逼真的效果，在实际操作中，运用3D引擎，通过图像识别可以和传感器等手段相结合，使虚拟的再现出已经记录在全息成像膜上的影像。通过3D虚拟技术，虚拟影像同演员仿佛融为一体，如同凭空就出现在舞台上，能够增强真人和舞台背景的互动。④真人表演和虚拟特效互动可以通过粒子系统进行光效操作，运用虚拟的现实引擎，增强真人和虚拟特效的互动，将图像识别和传感器等手段结合起来，可以使真人演员通过动作产生爆炸以及烟火等景象。

2.3 3D舞台虚拟技术在各方面的呈现

①角色设计。角色设计是以创作者自己的创新思维和独特见解为基础进行的，是整个动漫电视剧设计中运用最重要的基础部分。通常在动漫电视角色创作时，为了吸引更多观众的注意，创作者可以融入独特的文化元素，来带动作品的剧情发展，能够提升影片的可观赏性，保持故事情节的有效性。3D舞台虚拟技术加强了角色的真实感，能够给观众带来震撼的感觉，提升人们对作品的观赏性，增强了真人和虚拟特效的互动。②环境设计。在动漫电视剧中，3D舞台虚拟技术可以根据剧本要求创建一个虚拟的逼真环境，并且这些环境可以以动态的方式进行呈现，如草原、河流、街道等，能够让观众感受到事物场景的运动性，甚至三维效果能将故事中的场景表现得栩栩如生，荧屏中的事物有种夺屏而出的效果。③动作设计[3]。3D舞台虚拟技术可以通过人的动作变化，对细节进行处理和模拟，从而使得真人与虚拟环境看起来较为连贯和逼真。同时，通过设备，3D舞台虚拟技术还可以将现实与虚拟动作连接起来，赋予角色超现实的各种魔幻性的表现，提升了人物动作与虚拟场景的互动性。④画面设计。在动漫电视节目中，3D舞台虚拟技术是一大特色。3D画面在现代技术的支持下，能够增强作品画面的真实感和震撼感，画面呈现出流畅真实、灯光柔和、景色自然和场景震撼等感觉，给人不同的视觉感受，整个动画的清晰度超过了一般二维动画。

综上所述，在各类电视节目中，虽然3D舞台虚拟技术发展很快，但是由于受硬件和软件的影响和限制，三维虚拟现实舞台控制系统仍然只是在初级运用阶段中，因此还需不断提升其运用效果和技术，才能最大限度地发挥舞台的机械综合性能，在不动用任何实际技术设备的情况下，达到模拟出现场表演的效果。