新媒體交互設計在傳統偶戲中的應用研究

張牧

摘 要：本文通過對非物質文化遺產傳承人的溝通采訪，在新舊兩種表演形式和操控特點上進行了探討。此項研究降低了偶戲表演的技藝門檻，偶戲愛好者只需簡單操作便能夠使布偶進行復雜動作表現，通過HCI降低了偶戲表演的學習成本，在對比新舊兩種操控形式中詮釋了新技術背景下手勢操作所承載得傳統文化意義與內涵。

關鍵詞：傳統文化;手勢識別;偶戲;布偶;新媒體

中圖分類號：G206 文獻標識碼：A 文章編號：2096-5079 （2020） 06-00-02

一、引言

本文通過研究中國傳統偶戲的文化、構造、演繹形式，結合手勢識別技術分析研究，用新媒體藝術的語言詮釋偶戲中的傳統文化內涵。以作品《偶像》為例，對其偶戲中的角色進行研究定義，總結了在手勢識別技術下布偶的操控特點，分別對傳統以及新技術中提線木偶綁點設計進行了歸納總結。

二、偶戲的發(fā)展歷史

偶戲是普遍存在于世界各地的藝術樣式，是戲劇藝術的一種特殊形態(tài)。它作為非物質文化遺產的一種傳承形式，在人類歷史文化的長卷中留下了自己濃墨重彩的一筆。世界各地的偶戲形式各有不同，但大致都經歷了從帶有宗教色彩的祭祀演劇向文化娛樂演繹的轉變過程。中國古代傳統偶戲經歷了“興于漢、盛于唐”的發(fā)展歷史，逐漸演繹孕育出品類繁多、表現各異的藝術種類。在眾多的偶戲分支藝術中，提線木偶作為一個比較有代表性的分支傳承到今天。

提線木偶又稱絲傀儡、懸線傀儡。主要由提線板、線索、木偶人三部分組成。藝師將線索安裝在木偶的關節(jié)處，通過提線板牽動不同的線索，使具有一定重量的偶人呈現出不同動作，因此操作者雙手不僅要平衡用力，以保證偶人能夠如履平地，而且還要借助手指的用力將人偶的肢體動起來。在當今快節(jié)奏的生活模式中，普通愛好者很難有大量的時間去研究訓練繁瑣的操作手法，也沒有更多的經歷去梳理布偶綁線的技巧與原理，加之偶戲的傳承藝人越來越少，使得布偶這種非物質文化遺產逐漸消失在人們視野中。

我們通過研究傳統木偶戲中的操作特點和技巧，將手勢識別技術應用到木偶操作中，不僅可以使繁瑣的操作過程變得簡單，而且減少了大量的學習成本。用戶通過leapmotion手勢識別硬件只需幾種簡單的手型就能夠使木偶表現出復雜動作。此項研究還將傳統木偶文化與新技術下的當代文化聯系在一起，通過研究兩個時代的操作方式，深入探討了新媒體環(huán)境下的傳統文化表達方式。

三、體感交互設計中的手勢識別技術

手勢識別技術是一種基于計算機科學的技術，最早誕生于二十世紀八、九十年代。此技術通過模式識別方法對人類手勢動作進行解釋。最初的研究主要集中在特殊硬件的開發(fā)輸入上。Leapmotion是我們在生活中比較常見的手勢識別交互設備，在這次案例中，我們選用此產品進行體感交互設計。此款硬件主要采用Multi-camera識別技術，用多個攝像頭同時捕捉影像，其工作原理類似于自然界中多只復眼的昆蟲。通過比對不同角度的攝像機在同一時刻捕捉的影像差別，使用算法來計算深度信息，從而在多角度進行三維成像。

四、案例設計過程及分析

此項研究基于山東省社會科學規(guī)劃研究項目——《山東優(yōu)秀傳統文化與新媒體的融合發(fā)展研究》展開，項目中的作品名稱為《偶像》。作品中結合了大量萊西木偶戲的傳統元素。經考證，山東萊西縣是中國偶戲文化的發(fā)源地之一，具有重要的研究價值。研究過程一共分四個階段，第一階段為項目調研，小組成員來到山東萊西縣進行實地考察，進行資料搜集與藝人采訪。第二階段為資料匯總與文化研究，結合萊西木偶戲的藝術特點，研究木偶戲中的故事角色，人偶綁線制作以及戲臺制作等。第三階段為HCI技術理論研究，通過第二階段的工作，尋找合理的硬件技術支持，在此期間進行模型的草圖繪制，并解決HCI與編程問題。第四階段為制作完善，將布偶與戲臺組合在一起，接入傳感器與單片機，尋找程序中的BUG問題并最終完善落地。下面分階段詳細講述此項研究的具體內容。

本次偶戲選擇的是《西游記》中的大鬧天宮選段，布偶采用了戲中主角孫悟空的形象。孫悟空是中國著名的神話人物之一，形象酷似猴子，因生于開天辟地以來的仙石中，所以又稱“石猴”。為了體現猴子的動作特點，木偶分別在頭部、手腕、肘部、臀部、腳腕、膝部位置安裝提線，總共10根。

五、新媒體體感交互技術研究

通過前期的調查研究，我們最終采用手勢識別技術進行人機交互。整個作品是由PC、ARDUINO單片機、兩臺步進電機、LEAPMOTION傳感器、布偶以及戲臺六大部分組成。

首先，我們將LEAPMOTION與單片機鏈接在PC上，通過UNITY3D對LEAPMOTION進行編程，使LEAPMOTION與ARDUINO建立通信鏈接。在此過程中，我們需要設置兩個手勢對兩臺步進電機進行操作。為了降低操作的誤差，我們選擇了右手張開與握拳這兩個手型，右手張開時，步進電機順時針旋轉。當右手握拳時，步進電機逆時針旋轉。

其次，將兩臺步進電機與Arduino單片機相連接，通過PC對單片機進行編程，使單片機與步進電機建立通信。完成以上兩步后，硬件操作系統我們就搭建完成了，用戶可以通過LEAPMOTION對步進電機進行操作控制。ARDUINO單片機選擇C++語言進行編譯。

再次，我們通過綁線將電機與木偶鏈接，使電機控制木偶的動作。因為實驗器材數量限制，在此過程中只使用了兩臺步進電機進行驅動。分別將木偶的手部、腳部與兩臺步進電機進行捆綁安裝，當用戶張開右手時，PC通過LEAPMOTION檢測到手型，發(fā)送信息給ARDUINO單片機，這時兩臺步進電機進行順時針旋轉，布偶的手部與腳部會表演下落的姿勢。當用戶右手握拳時，兩臺步進電機會進行逆時針旋轉，布偶的手部與腳部會表演上舉的姿勢。

最后，我們使用木料制作戲臺，將步進電機安裝在戲臺上方的屋脊上，調整控線的長度使木偶懸浮在空中。演示過程中，用戶只需將右手懸空放置在戲臺的正前方，就能夠通過手型的變化來控制布偶的表演了。

六、用戶體驗與意見反饋

為了評估手勢識別技術在偶戲領域中的應用前景與市場價值，我們對不同人群的用戶進行了調查，召開了小型座談會。受試者共15人，年齡從18歲到50歲不等。職業(yè)背景包括大學生、大學教師、公司老板以及偶戲藝人。調查問卷內容有以下幾點：①你對傳統偶戲的理解。②是否操作使用過類似產品。③操作是否感受到方便實用。④你認為此作品在傳承傳統文化的過程中還應該注重哪些方面。我們希望能從此次用戶調查中得到一些改善意見。

接下來，我們分別向受試者闡述了作品理念、調研過程、操作方法等。受試者被允許參與到交互過程中，使用手勢控制布偶進行偶戲表演。此次會議鼓勵與會者詳細討論他們在此交互體驗中遇到的各種問題，深入了解其中交互的方式。為了擴展此概念的可用性，我們還希望受試者能夠提供更多的新媒體與傳統文化結合的設計思路，以及未來此領域中HCI的構想。

七、調查結果與研究結論

調查結果顯示，大多數受試者把關注點放在HCI方式以及硬件結構上，他們相繼反饋了許多積極信息。學生認為此次作品的交互體驗非常新穎，操作方法比較簡單，學習的時間成本大量減少。公司老板希望能夠提高硬件識別的準確性。偶戲藝人與教師則在交互方式與偶戲文化的傳承關系上給予了意見。他們認為，此次試驗將新媒體技術與傳統文化建立了聯系，基本實現了兩個時代、兩種文化之間的互通。但其聯系方式較為單一，希望能夠在此領域中繼續(xù)深入研究，特別是尋找更多的切入點將二者聯系在一起。

通過此次研究，我們證明手勢識別技術可以很好地應用在偶戲表演領域。它不僅可以減少用戶的學習時間，并且可以提高用戶對布偶的操作體驗，對傳統偶戲的文化推廣起到了積極作用。在文化領域的研究方面，手勢識別技術下的偶戲表演沒有丟掉傳統偶戲中的文化特色，起到了傳承作用。此次試驗很好地詮釋了新技術背景下手勢操作所承載得傳統文化意義，在新媒體藝術與傳統文化間搭建了一座溝通的橋梁。

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