敦煌文化在互動裝置設計中的應用研究

摘要：在兩千多年前，張騫出使西域，開辟了中國通往世界的古代絲綢之路。絲綢之路的開通使沿線的各族貿易和文化展開了往來與匯聚，而敦煌作為絲綢之路上的重鎮，各國文明在這里凝聚綻放，成了東西方經濟、貿易、文化交流數千年的歷史見證。隨著“一帶一路”倡議的全面推進，敦煌毋庸置疑將再次成為東西方文明交融、文化共享的重要樞紐，而敦煌莫高窟這個凝聚著數千年文化藝術發展史、消逝風化的寶庫必將再次成為人們的聚焦點。如何延續傳承好、保護好、發揚好這一絲綢之路上的文化瑰寶是當前形勢下最為棘手的問題。本課題以敦煌莫高窟中的藻井紋樣為研究對象，以當前數字互動技術為手段，將紋樣元素結合動畫的形式并加載互動技術手段，以互動裝置為展示形式，用一種全新的藝術表現形式表達敦煌壁畫的歷史。本文主要研究互動裝置在藝術展現形式中的表現以及在數字媒體設計融合中的應用分析，針對敦煌藝術數字可視化與數字媒體裝置交互進行闡述，旨在提高認識，同時希望借助數字媒體交互技術的交互性，增強觀眾的可融入、可參與感，助力敦煌藝術的保護與傳承，更好地發揮保護、傳播和推廣敦煌文化的目的。

關鍵詞：敦煌莫高窟;藻井紋樣;互動裝置藝術

中圖分類號：J50 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2020）23-0-02

“人類敦煌，千年莫高”，敦煌莫高窟經歷了數千年的風雨洗禮，是迄今為止保存完好的規模最大的石窟，同時也是見證我國古絲綢之路不可或缺的文化瑰寶。莫高石窟始建于十六國時期，由僧人樂僔在巖壁上開鑿了第一個洞窟，此后眾多禪師繼續在此建洞修禪一直延續千年，給了我們一種直接、生動、形象的敦煌藝術視覺盛宴。隨著歲月的流逝、壁畫的風化加之經濟發展而帶來的過度開發，過度的商業化、城市化必然會造成文化遺產的損失及破壞。為保護文化遺產禁止對外開放參觀勢必會影響文化的傳播，而為了傳播文化任期慢慢消失顯然也是對歷史文明的不敬，所以如何在進行經濟文化交流的同時又做好文化遺產的保護是目前迫在眉睫的難題。

1 互動裝置藝術的發展及演變

互動裝置這個詞源于英語“Interactive installation”，是以計算機硬件基礎為平臺、外置輸入元件為輔助手段，人機間或不同人通過計算機硬件進行互動的藝術。互動裝置藝術能使觀眾參與甚至融入作品，并成為作品中不可或缺的一個部分[1]。

作為一種新興起的藝術表現形式，互動裝置藝術近幾年流行于歐美各個國家，也在我國逐步流行起來。其具有相當高的交互性，同時還被賦予了濃厚的藝術特性，可以這樣說，互動裝置藝術很好地使藝術與技術進行了完美的融合。近現代以來，互動裝置藝術已經成為眾多藝術門類中的杰出代表，在各大藝術展中占據著重要的席位。很多西方國家已經成立了特殊裝置藝術畫廊，如英國的裝置藝術博物館和美國的Kappa Street（卡帕街）藝術中心等。

互動裝置載體上交互設備的技術基于設備的硬件，結合其特有的交互性特征，在其他許多領域中也得到了廣泛的應用。科學技術的飛速發展、技術手段和方法的轉變必然會對互動裝置藝術的發展產生巨大的影響。隨著時代的發展，互動裝置藝術的內容和形式不斷被完善，甚至創造出了新的變化，其獨特的設計思維和創意方法也將在藝術的發展中發揮重要作用。

1.1 互動裝置的技術實現原理

互動交互式設備呈現出的是一門綜合藝術，它是美學、信息學、通信、心理學、生物學、物理學、數學、計算機編程語言、圖形圖像、動畫甚至音樂等多學科的融合[2]。從近年來國內外各類展覽中我們可以看出，無論是虛擬互動作品還是機械裝置作品，無不是多學科共同結合的杰作，不是能通過單一的專業知識完成的。隨著科學技術的進步，作為新媒體藝術的分支——互動裝置藝術將不斷發展，文化、媒體和技術將更加緊密地結合在一起。其獨特的表達語言展示、跨學科整合，使其創作更具吸引力，也更具挑戰性。

1.2 互動裝置藝術的表現形式

互動裝置藝術就是裝置藝術和現代新媒體技術發展形成的一個新的藝術形式。首先，從表現的角度來看，它突破了人機交互的距離限制[3]。其次，交互設備可以放棄傳統交互形式對計算機鼠標、鍵盤的依賴，并通過攝像頭獲得空間交互或通過其他觸摸形式來傳輸信息，以實現驚人的交互效果。最后，交互設備弱化了常規交互對信息的傳遞，并且可以通過觀看者的肢體語言作為觸發條件來觸發交互行為事件的發生。從以上比較可以發現，交互設備技術具有以下性能特征。

（1）充分運用現代科學技術手段創造出虛擬現實空間環境。這種環境空間使得觀眾從被動變為主動，使參與者能夠深入體驗并充分調動起所有感官來感受作品本身。

（2）互動裝置藝術除了展出作品外，參與者和作品之間的互動也將成為藝術展的一部分。

2 互動裝置藝術在數字媒體設計中的應用分析

互動裝置應用在數字媒體設計項目創作中后，藝術家要做的不再是內容和理念的單向傳達和表現，而是營造環境，讓觀眾能夠很好地融入參與到環境中，并在互動中完成整個作品。觀眾在數字媒體作品前不再是被動的反應和理解，而是以主動、建設性的姿態參與到作品的欣賞中。互動裝置在數字媒體設計中的應用形式多種多樣，但它們的共通點只有一個，那就是使用者和作品之間的直接互動參與。這改變了作品的影響、造型甚至是意義。作品永遠都沒有完結的時候，始終處于一種未完的狀態。

2.1 Kinect《魔鏡》互動裝置

在美國紐約新藝術作品展中，美國互動裝置藝術家丹尼爾·羅津創作出了一個非常棒的互動“鏡子”——用小絨球玩具來展示你的倒影。鏡子由Kinect（體感）動態運動捕捉器和928個小絨球玩具組成，由464臺電機連接，以實時創建觀眾的鏡子反射。

該互動裝置藝術主要運用了Kinect動態捕捉技術來實時反饋人物動態信息，并將信息數據可視化，轉換成可交互式的視覺體驗。這種多媒介的統一實現了藝術表達的變化，形成了互動裝置藝術獨特的審美趣味。交互式設備的運用優勢在它為藝術創作者提供了更具表現力的表達方式。這也符合數字時代的步伐，追求各種藝術的兼容和有機結合，實現藝術表現的多樣性及藝術語言的多元化。

2.2 《雨屋》互動裝置

《雨屋》互動裝置是由Random International公司制作的。《雨屋》互動裝置為游客提供了看似不可能的體驗。在400多m2的空間中，連續的降雨已形成渾濁的室內降雨空間。觀眾可以自由地移動，但是雨水只會落在他們的周圍，而不會淋到他們的身上。觀眾可以穿過這個下雨的區域，并且該設備可以檢測到人體的區域并停止該區域的下雨活動。通過這種方式，人們似乎擁有了超能力，他們可以在不被雨淋的情況下自由控制雨水。

《雨屋》互動裝置主要運用了地面互動投影技術，傳感器和投影儀位于頂部。傳感器是紅外攝像機或帶補光燈的深度傳感器，此設備中水幕取代了攝像機。《雨屋》中安裝了許多3D傳感器，可以檢測人體的運動，并使“雨滴”停在人體所在位置，當人離開后，雨水會繼續落下。每個雨水開關的干燥半徑為90cm，因此《雨屋》的參觀體驗人數不能超過一定數量，不然屋里的雨就都會停止。

3 關于敦煌互動裝置的制作與設計

本裝置的設計靈感來源于國外的機械動力裝置Kinetic Sculpture（動感雕塑）、混沌擺及動力雕塑以及TeamLab數字藝術等作品。裝置將實體紋樣雕塑與數字媒體交互手段相結合，打破了傳統市場上被動的、單向信息傳遞的展示方式，同時打破了展示交互單一化的局面，采用動態實體雕塑結合紋案互動可視化的展示方式、測距交互的手段，從視覺感官上重新認識紋樣互動方案。這樣的展示方式既有創新又能給人眼前一亮的視覺效果同時還能了解使人們掌握到紋樣變化的魅力。

3.1 互動裝置的設計理念

如今市面上關于敦煌的數字文創產品層出不窮，各有特色，各類關于敦煌特展的解說方式也僅僅是語音講解機的形式或是動畫演示等方式，介紹壁畫的方式也是傳統且單一，這些方式對于科普歷史能起到較好的輔助作用。而如何增加趣味性和延續傳承敦化文化是我們課題設計的目的，因此我們采用一種動畫加裝置互動的嶄新方式來弘揚絲綢之路和敦煌文化，這樣既有現代的科技感也能將敦煌文化融入現代設計中，吸引人群從而達到文化傳承及運用的作用。

互動裝置藝術包含了“環境”這一因素，借助“環境”借題發揮，選取敦煌藻井中的圖案紋樣制作成互動裝置，結合動畫和音效，為觀眾展現一種三維的空間藝術效果，給觀眾一種可以拓展空間和感知的體驗。當觀眾融入作品并成為藝術作品的一部分時，這種跨空間的體驗必然會讓觀眾與作品之間的關系發生改變，從而使參觀者能夠透過紋樣及裝置互動了解敦煌的藝術文化，進而達到弘揚歷史、保護傳承的意義。

3.2 互動裝置設計草圖及方案

裝置的靈感來源是三兔飛天藻井圖。三兔藻井圖位于莫高窟第205窟，蓮花型藻井中心呈現出3只兔子共用3只耳朵并朝同一方向奔跑的畫面，他們彼此追逐，卻又永遠追不到對方。3只兔子，3只耳朵，產生了一兔雙耳的錯覺。這3只兔子不僅存在于佛教藝術中，而且也存在于世界各宗教中，有“三世輪回”的說法。這三只兔子代表著“前世”“今生”和“來世”，意味著前世、今生與來世一直在無限循環。

敦煌藻井通常位于室內的上方。據《風俗通》記載：“今殿作天井。井者，東井之像也。菱，水中之物。皆所以厭火也。”[4]東井即為井宿，是二十八宿中的一宿，古代人民認為東井是主水的，因此在殿堂、樓閣最高處作井，并裝飾以荷、菱等藻類水生植物，可以壓伏火魔的作祟，護祐建筑物的安全。因此，藻井最終被設計成了蓮花型并結合了流線幾何紋樣。

3.3 互動裝置設計構成圖及制作流程

（1）互動裝置設計構成。兩片紋樣圖案鏡面對稱，相互重疊形成蓮花型紋樣，相互反方向旋轉運動。當觀眾遠離裝置時裝置靜止，當然觀眾靠近時裝置旋轉運動并產生動態紋樣浸入式動態效果，結合Kinect動態捕捉儀，根據觀眾的右手高低變化來調節裝置外圍紋樣轉動速率，給觀眾一種視覺上的效果體驗及思考環境。

（2）制作流程。在選取材料時考慮到重量、尺寸及最終效果，選擇了目前市面上可打印的最大尺寸——9mm厚、直徑為90cm的激光切割的三層木板為最終裝置的材料，與3D打印的光敏樹脂材料相比，木板效果更佳。

3.4 互動裝置交互程序與展示方案設計

在交互互動設計與展示方面，分別采用Arduino的UNO單片機開發數據板、HC-SR04超聲波測距傳感器進行輸入，運用Kinect與Processing（圖形設計語言）相結合的技術手段投映在裝置上展示。傳感器檢測距離值為3m，當傳感器探測數值小于3m時邏輯電路連接電源，裝置開始轉動。當3m探測距離內沒有目標物出現時，邏輯電路則斷電，裝置停止轉動。為了給參觀者營造出氛圍，參觀者可以通過調整右手的位置高度來調節外圍紋樣動畫的轉動速率。在配色上的選取上主要采用了敦煌壁畫的色彩構成，在圖形的選取上也采用偏向卷草紋的類型并在Processing中用貝塞爾曲線繪制圖案，因為導入PNG圖片運行會出現掉幀卡頓情況，所以采用程序語言繪制。

4 結語

互動裝置藝術旨在嘗試探索人類與世界的新關系，其因人的存在而發生改變，增強了人的存在感。數字技術的發展使藝術從框架中釋放出來，打破了作品分離的界限，使人類行為成為作品中的一個元素。最終，人類從物理媒介中被釋放出來并真正地融入藝術作品。

本文通過大量敦煌文化相關歷史資料的查閱、各種人機交互方式案例的學習、互動裝置藝術的研究與分析、程序代碼的編寫和機械結構原理的探究等理論研究，結合作品制作進行更深層次的探索。敦煌藝術旨在探索人與自然、自身與世界的關系，而現實生活中我們感覺不到自己與自然、與世界之間的界限，世界上的一切都存在于一個沒有邊界的漫長、脆弱和令人難以置信的生命延續中。數字藝術可以讓我們遠離物理環境，帶來了新的創造性，讓我們可以通過這種超主觀空間的邏輯結構重新探索古代絲綢之路的敦煌文化，相信這將成為更好地弘揚、傳承和思考藝術文化的感知方式。

參考文獻：

[1] 李四達.數字媒體藝術概論[M].北京：清華大學出版社，2015：67.

[2] 方芳.互動裝置藝術在數字展示中的特性研究[J].美術大觀，2017（07）：136-137.

[3] 吳佳桉.新媒體互動裝置藝術特質探析[J].文藝生活·文藝理論，2015（3）：23-24.

[4] 郭巍巍.中華建筑藝術瑰寶——藻井藝術[J].當代教育實踐與教學研究（電子版），2015（6）：31.

作者簡介：徐科達（1995—），男，上海人，碩士在讀，研究方向：數媒與影像數字化。