動作捕捉技術(shù)在高職舞蹈教學(xué)中的應(yīng)用

徐磊 廣東省外語藝術(shù)職業(yè)學(xué)院藝術(shù)教育學(xué)院

動作捕捉技術(shù)可以隨時跟蹤運動物體當中的關(guān)鍵部位，獲得動作數(shù)據(jù)，早期主要運用于動畫制作中，當前在捕捉舞蹈動作中獲得了廣泛應(yīng)用，這為高職舞蹈教學(xué)提供了全新方法，不僅有利于推動舞蹈教學(xué)的有效實施，也為舞蹈的發(fā)展、創(chuàng)新創(chuàng)造了良好條件。

一、高職舞蹈教學(xué)的特色

首先，高職舞蹈教育比較重視實踐。舞蹈為肢體表現(xiàn)藝術(shù)，具有流動性特點，可以將思想情感表達出來，也能將社會生活展現(xiàn)出來，具有一種獨特的藝術(shù)魅力，同時舞蹈也能傳播美的真諦，是一門實踐性較強的課程。高職院校舞蹈教學(xué)過程中重視實踐，會將表演、訓(xùn)練和教學(xué)法結(jié)合在一起，關(guān)注學(xué)生獨立意識和綜合能力的發(fā)展，學(xué)生開展實踐活動時，學(xué)校會較為關(guān)注學(xué)生對于技能的掌握，其中尤為重視對學(xué)生基本功的訓(xùn)練，旨在使學(xué)生在動作中表達藝術(shù)和呈現(xiàn)美感。

其次，教學(xué)內(nèi)容與未來工作崗位（幼兒園、藝術(shù)培訓(xùn)機構(gòu)）對接。對于高職院校舞蹈專業(yè)學(xué)生來講，今后可能會在藝術(shù)培訓(xùn)機構(gòu)、幼兒園等地方工作，因此在舞蹈教學(xué)過程中，比較注重教學(xué)內(nèi)容和今后崗位之間的對接。教學(xué)中重視學(xué)生舞蹈編排能力的形成，根據(jù)幼兒園以及藝術(shù)培訓(xùn)機構(gòu)實際需要進行舞蹈編排，使學(xué)生在今后步入工作崗位收獲成就感。同時注重學(xué)生良好舞蹈素質(zhì)的形成，對于高職院校學(xué)生來講，部分高難度動作可能達不到教師的動作要求，因此教師會將動作幅度適當減弱，強化動作要點講解，使學(xué)生深化對動作的認識與了解，體現(xiàn)出教學(xué)的針對性，促進學(xué)生舞蹈素質(zhì)的不斷提升。

最后，注重信息化、作品化教學(xué)。信息技術(shù)在教學(xué)中的運用，能夠?qū)逃Y源進一步開發(fā)，促進教育過程優(yōu)化，提升學(xué)生綜合信息素養(yǎng)，將舞蹈教學(xué)和信息技術(shù)之間進行整合是當前高職院校舞蹈教學(xué)時運用的重要方式。學(xué)生學(xué)習(xí)舞蹈的過程中，對學(xué)習(xí)資料產(chǎn)生興趣有利于其深入學(xué)習(xí)，強化學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機。此外高職院校舞蹈教學(xué)時，重視作品化教學(xué)方法的運用，通過將教學(xué)內(nèi)容進行作品化的編排，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)編課堂舞蹈微作品，這可以極大地提升學(xué)生的作品編創(chuàng)能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并且在此過程中教學(xué)內(nèi)容可以更為豐富，課堂氛圍更活躍，加強學(xué)生掌握舞蹈技能，同時也能使其創(chuàng)造能力、舞蹈思維獲得進一步發(fā)展，推動舞蹈教學(xué)不斷優(yōu)化。

二、概述動作捕捉技術(shù)

動作捕捉主要是針對運動物體關(guān)鍵部位進行跟蹤器設(shè)置，對于這一技術(shù)來講，會涉及物理空間物體定位、尺寸測量、方位測定等多個方面，可以通過計算機對處理數(shù)據(jù)進行直接解讀。系統(tǒng)捕捉到跟蹤器位置后，再通過計算機進行處理，之后獲得三維空間坐標對應(yīng)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)再經(jīng)過計算機識別以后，能夠運用于步態(tài)分析、動畫制作、人機工程、生物力學(xué)等多個領(lǐng)域中。

首先，發(fā)展歷程。運動捕捉技術(shù)可以對人體運動信息進行記錄，旨在滿足回放、分析等需要。針對這一技術(shù)整體發(fā)展歷程進行回顧，能夠了解到技術(shù)最先運用于迪士尼動畫中。科技發(fā)展革新過程中，動作捕捉技術(shù)變得愈發(fā)完善，實際應(yīng)用性明顯提高，廣泛運用于游戲動畫、虛擬現(xiàn)實等多種場景設(shè)計當中。

其次，基本原理。通過真實性三維場景，借助不同功能多個傳感器，針對測量數(shù)據(jù)展開采集處理，結(jié)合采集對象時的運動形態(tài)，利用圖像方式進行保存，然后運用計算機技術(shù)展開科學(xué)處理與合理分析，進而精準獲取物體空間坐標。針對舞蹈動作進行捕捉時，捕捉系統(tǒng)多數(shù)為光學(xué)式，依據(jù)一定的原理與標準，將攝像角度聚集于表演區(qū)域，進而獲得舞蹈的精確姿態(tài)。

再次，系統(tǒng)組成和類別。第一，傳感器。對于運動捕捉體系來講，傳感器屬于在運動目標對應(yīng)關(guān)鍵部位設(shè)置的有效追蹤裝備，結(jié)合傳感器的物理信號能夠?qū)\動物體速度、位移、角度展開捕捉，檢驗對象不同，其檢驗部位也會有所不同，因此傳感器數(shù)量的設(shè)置要求也會不同。捕捉人體動作時對于傳感器的實際需求量比較低，針對人體部分運動進行研究，其中包括手勢捕捉、面部表情變化等，需要的傳感器便會比較多。第二，信號捕捉設(shè)備。這種設(shè)備由于動作捕捉系統(tǒng)類型的不同存在一定差別。對于機械捕捉系統(tǒng)來講，主要通過電路板進行電信號采集，當前光學(xué)捕捉系統(tǒng)的運用比較廣泛，主要通過紅外攝像頭進行信號捕捉。第三，數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。這種設(shè)備會將運動捕捉系統(tǒng)獲取的運動參數(shù)向計算機系統(tǒng)上傳，利用計算機系統(tǒng)針對參數(shù)進行分析處理，傳輸時保證高效性以及準確性。第四，數(shù)據(jù)處理設(shè)備。通過動作捕捉設(shè)備得到的運動數(shù)據(jù)需進行加工和修正，然后和三維模型之間相互匹配，數(shù)據(jù)在處理以后可以促使三維模型以更為自然、真實的狀態(tài)呈現(xiàn)。在對捕捉技術(shù)類別進行劃分時，結(jié)合捕獲位置，可以將其劃分為手姿態(tài)、面部、軀干；結(jié)合時效性，可以將其劃分為非實時性與實時性；結(jié)合應(yīng)用角度存在的差異，可以將其劃分為面部神情、軀體捕捉；結(jié)合動作部位，可以將其劃分為局部、全身；結(jié)合工作原理，會將其劃分為電磁捕捉、機械捕捉、光學(xué)捕捉、聲學(xué)捕捉和利用視頻的運動捕捉。

最后，技術(shù)優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)記錄方式，動作捕捉技術(shù)可以對舞蹈姿態(tài)進行完整記錄與精確記錄，并且人們可以根據(jù)記錄數(shù)據(jù)完備、科學(xué)地分析舞蹈，精確再現(xiàn)與復(fù)原姿態(tài)，技術(shù)運用時，需要的成本比較低，人員也比較少。同時運用這一技術(shù)，可以使舞蹈動作更具直觀性，呈現(xiàn)出優(yōu)美的舞蹈，促進舞蹈資源優(yōu)化重組。

三、動作捕捉技術(shù)在高職舞蹈教育中的運用

（一）可以分析動作運動軌跡，將動作在不同方位、不同空間進行多角度分析，用于提升教學(xué)方法的科學(xué)性

動作捕捉技術(shù)可以在實時狀態(tài)下對物體處于真實三維空間當中的運動姿態(tài)和運動軌跡進行準確記錄和準確測量，并且在三維空間當中對運動物體各個時刻中的運動狀態(tài)進行重建，會涉及到物理空間中的物體定位、尺寸測量、方位測定等技術(shù)，由計算機對數(shù)據(jù)進行直接處理，運動物體在關(guān)鍵部位會有追蹤器設(shè)置，利用計算機進行處理以后獲得三維空間對應(yīng)坐標數(shù)據(jù)。在舞蹈教學(xué)過程中，可以通過光學(xué)動作捕捉系統(tǒng)獲取運動三維數(shù)據(jù)，利用精度較高的攝像機針對指定范圍中的人體運動進行拍攝。為了方便進行捕捉和有效處理三維數(shù)據(jù)，表演者可以身著單色服裝，在運動關(guān)鍵部位貼上反射性較高的標記點，使捕捉三維數(shù)據(jù)向計算機轉(zhuǎn)換，計算機識別了三維數(shù)據(jù)以后，全面展開實時高精度三維運動數(shù)據(jù)相關(guān)捕捉。實際教學(xué)中，可以將舞蹈標準動作制作成為三維動畫形式，學(xué)生課前自主對動畫當中的舞蹈動作進行學(xué)習(xí)，觀看過程中腦海中自然會形成姿態(tài)動作，分析動作運動軌跡，將動作在不同方位、不同空間進行多角度分析，對于不懂的動作，可以基于多角度運用分段方式實現(xiàn)反復(fù)演示。同時學(xué)生在教師的引導(dǎo)下也能對自己的動作進行捕捉，將自己動作和標準動作之間展開對比，然后教師可以結(jié)合數(shù)據(jù)對學(xué)生進行針對性指導(dǎo)，使學(xué)生掌握標準的舞蹈動作。從技術(shù)應(yīng)用層面進行分析，動作捕捉技術(shù)可以生成動畫視頻，利用多媒體展開輔助教學(xué)，整體教學(xué)更具形象性、直觀性以及生動性，可以將虛擬現(xiàn)實技術(shù)價值和作用充分地發(fā)揮出來，系統(tǒng)分析學(xué)生實際學(xué)習(xí)情況，使學(xué)生學(xué)習(xí)舞蹈時能獲得有效建議和指導(dǎo)。基于教學(xué)形式進行分析，技術(shù)的運用促進了教學(xué)方法的不斷創(chuàng)新，可以使教師認識到運用這一技術(shù)的優(yōu)勢，避免傳統(tǒng)方法對教學(xué)產(chǎn)生影響與束縛，在舞蹈形式有所不同的情況下，通過動作捕捉技術(shù)進行細節(jié)演示以及效果反饋，使學(xué)生了解自身對于動作的實際完成情況，進而規(guī)范自身舞蹈動作。動作捕捉技術(shù)屬于數(shù)字化教學(xué)形式，可以將教育技術(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、教育心理學(xué)等多個學(xué)科交叉在一起，并且注重對其他領(lǐng)域新技術(shù)、新理論以及新方法的借鑒，提升教學(xué)方法整體科學(xué)性，不斷提高教學(xué)質(zhì)量，加強學(xué)生對舞蹈動作運動軌跡、動作在不同空間和不同方位的了解，使學(xué)生有效掌握舞蹈學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（二）制作舞蹈動畫并上傳至互聯(lián)網(wǎng)平臺，也可以作為日后教授少兒舞蹈的視頻教材，激發(fā)小朋友們學(xué)習(xí)舞蹈的熱情

近幾年來，三維動畫合成技術(shù)被廣泛地運用于游戲動畫、電影特效、虛擬現(xiàn)實等數(shù)字媒體領(lǐng)域，已然成為計算機圖形學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。該技術(shù)的實現(xiàn)依賴于動作捕捉技術(shù)，通過動作捕捉系統(tǒng)獲取到運動物體的數(shù)據(jù)信息，再利用動作融合模型將捕獲到的原始動作數(shù)據(jù)合成最終需要的三維動畫。在高職院校舞蹈教學(xué)過程中，應(yīng)注重對動作捕捉技術(shù)的運用，通過這一技術(shù)制作舞蹈動畫，教學(xué)中通過動畫進行播放演示。具體實施時，可以進行跨學(xué)院的藝術(shù)教學(xué)與作品創(chuàng)作。在教師引導(dǎo)下，由舞蹈專業(yè)與信息技術(shù)專業(yè)學(xué)生共同合作完成舞蹈動畫，打造藝術(shù)與科技并行的跨界課堂。舞蹈專業(yè)學(xué)生將課堂教學(xué)內(nèi)容進行作品化的編創(chuàng)，信息技術(shù)專業(yè)學(xué)生進行動作捕捉，共同制作完成舞蹈動畫。教師可以提供平臺，將動畫作品上傳到互聯(lián)網(wǎng)平臺中。互聯(lián)網(wǎng)平臺學(xué)習(xí)不受時空的限制，學(xué)生僅需網(wǎng)絡(luò)便能及時掌握知識，節(jié)約了教育資源，并且?guī)熒g能夠?qū)崿F(xiàn)互動，有效展開反饋與交流，這與傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式相比更為方便，并且效率更高。對于學(xué)生來講，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式比較單一、被動，而運用互聯(lián)網(wǎng)平臺，能夠使學(xué)習(xí)變成自主探索、主動發(fā)現(xiàn)、有效協(xié)商等多樣性形式，學(xué)生能降低對教師的依賴，更充分發(fā)揮自主能動意識，主要探索學(xué)習(xí)相關(guān)的知識以及資源，并且學(xué)生學(xué)習(xí)范圍與交流對象能夠在網(wǎng)絡(luò)平臺影響下得以延伸。學(xué)生在跨界合作的過程中提升藝術(shù)審美，鞏固自身專業(yè)知識，激發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)動力，增強文化自信。信息時代背景下，知識更新速度較快，僅僅憑借教材中的內(nèi)容進行舞蹈學(xué)習(xí)，難以使學(xué)生掌握的知識適應(yīng)實際工作需要，不能保證學(xué)生自身能力和工作要求、工作崗位相適應(yīng)。學(xué)生學(xué)習(xí)舞蹈的過程中，需結(jié)合具體內(nèi)容針對學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)模式進行總結(jié)，形成較好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，進而為自身持續(xù)性學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。基于動作捕捉技術(shù)形成的動畫內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)中的上傳，可以使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中獲得有效參考，使學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)獲得更為強烈的學(xué)習(xí)自信。同時學(xué)生可以將制作的動畫內(nèi)容運用于今后的教學(xué)中，作為日后教授少兒舞蹈的視頻教材，為小朋友提供豐富多樣的學(xué)習(xí)內(nèi)容，激發(fā)小朋友學(xué)習(xí)舞蹈的熱情，增強小朋友學(xué)習(xí)舞蹈的主動性與積極性，降低小朋友舞蹈學(xué)習(xí)難度，使舞蹈內(nèi)容以比較直觀、生動、形象的方式呈現(xiàn)出來，保證教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果。并且運用舞蹈視頻，可以使小朋友在學(xué)習(xí)時有效突破學(xué)習(xí)中遇到的重難點內(nèi)容，降低遺忘概率，體現(xiàn)出教學(xué)的層次性、針對性，也能促進教學(xué)效率的提升。除此之外，還能實現(xiàn)情境模擬和情境再現(xiàn)，使學(xué)生探索能力和創(chuàng)造能力獲得更好的培養(yǎng)。

（三）制作舞蹈游戲，用動作捕捉技術(shù)結(jié)合VR 設(shè)備研發(fā)舞蹈游戲，在游戲中提升學(xué)生舞蹈節(jié)奏的綜合認知

VR 是一場交互方式的新革命，人們正在實現(xiàn)由界面到空間的交互方式的變遷，具有強交互性和強調(diào)沉浸感。和傳統(tǒng)視頻相比，VR 可以呈現(xiàn)出全景畫面，人們在使用時可以全面感知氛圍，在距離感與空間感上會更加有層次性，同時為學(xué)生提供了全新的學(xué)習(xí)場景，形成開放性較強的教學(xué)環(huán)境，也能使教學(xué)內(nèi)容通過多角度、全方位形式展現(xiàn)，有利于教學(xué)內(nèi)容變得更為豐富。VR 較為常見的動作捕捉及空間定位技術(shù)主要包括這幾方面：首先，激光定位。空間中安裝數(shù)個能夠進行發(fā)射激光的裝置，針對空間發(fā)射橫向、豎向兩個方向的激光。對于被定位物體來講，會放置多個激光感應(yīng)方面的接收器，運用計算兩束光線與定位物體之間存在的角度差，得出物體對應(yīng)三維坐標，在物體移動過程中，三維坐標相應(yīng)也會發(fā)生變化，進而獲得動作信息，并完成捕捉動作。

其次，紅外光學(xué)定位。在空間中會安裝較多紅外發(fā)射攝像頭，針對整個空間展開覆蓋拍攝，定位物體表面安裝的為紅外反光點，從攝像頭中發(fā)出的紅外光會經(jīng)反光點進行反射，然后捕捉到經(jīng)反射紅外光，與多個攝像頭配合工作，進而通過后續(xù)程序進行計算后方能獲得被定位物體的對應(yīng)空間坐標。

最后，計算機視覺動作捕捉。這一技術(shù)在運用時，由較多高速相機基于不同角度針對運動目標展開拍攝，目標的運動軌跡被多臺攝像機獲取以后，運用后續(xù)程序進行運算，便能在電腦中獲取與目標相應(yīng)的軌跡信息，進而完成動作捕捉。除此之外，也包括可見光定位、慣性傳感器的動作捕捉。動作捕捉技術(shù)和VR 的結(jié)合，可以實現(xiàn)穩(wěn)定精準的目標追蹤和實時流暢的動作捕捉。具體實施時，可以使VR 結(jié)合動作捕捉在內(nèi)的多種技術(shù)建立起一個與眾不同的VR 體驗中心。捕捉系統(tǒng)追蹤舞蹈的動作和位置，將學(xué)生置于虛擬環(huán)境中，學(xué)生可以一邊進行舞蹈動作學(xué)習(xí)，一邊玩游戲。教學(xué)中游戲的運用可以實現(xiàn)寓教于樂的目的，游戲教學(xué)中學(xué)生能夠充分發(fā)揮自身主體地位，增強課堂學(xué)習(xí)中的參與度，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)熱情，也能減少學(xué)生學(xué)習(xí)時的壓力，使教學(xué)內(nèi)容化難為易，強化學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握。游戲也能挖掘?qū)W生潛能，使學(xué)生通過游戲在不自主狀態(tài)下發(fā)揮自身能力，發(fā)揮自身想象力與創(chuàng)造力。并且游戲可以幫助學(xué)生掌握更多的舞蹈知識與技能，學(xué)生在游戲中能夠接觸以往未能接觸的事物，不斷拓展自身事業(yè)，實現(xiàn)對知識的鞏固、技能的強化，實現(xiàn)能力的不斷發(fā)展。具體實施時，教師可以通過游戲展示舞蹈節(jié)奏和舞蹈造型，就舞蹈造型來講，主要包括三種類型，第一種為靜態(tài)造型，為靜止舞蹈姿態(tài)，或者特定地區(qū)、民族、人物以及時代舞姿形態(tài)，或者是表達一定意境、思想、美感、氣氛等的造型。第二種為動態(tài)舞蹈造型，為舞蹈步法、舞蹈動作，特定地區(qū)、特定民族和特定人物舞蹈動作或者是動作組合。第三種技巧舞蹈造型，其中包括跳躍、旋轉(zhuǎn)等，舞蹈造型可以使舞蹈作品進入高潮。舞蹈和節(jié)奏之間聯(lián)系緊密，節(jié)奏是推動舞蹈情緒的重要表現(xiàn)手段。動作的快、慢、強、弱與音樂相呼應(yīng)，不同的動作節(jié)奏對學(xué)生的肌肉素質(zhì)與控制能力起到了不同的訓(xùn)練效果。在舞蹈教學(xué)中，舞蹈節(jié)奏準確，可以使整體教學(xué)更具韻律感，加深人物形象的塑造。為實現(xiàn)對新技術(shù)的運用，優(yōu)化教學(xué)效果，教師進行舞蹈教學(xué)時，用動作捕捉技術(shù)結(jié)合VR 設(shè)備，針對舞蹈游戲進行研發(fā)，將舞蹈造型、舞蹈節(jié)奏融入游戲中，使學(xué)生在游戲中對舞蹈造型和舞蹈節(jié)奏形成比較真實的體驗，加強對相關(guān)知識的學(xué)習(xí)與理解，并且學(xué)生通過游戲進行舞蹈造型與舞蹈節(jié)奏的學(xué)習(xí)，可以在一定程度上減少學(xué)習(xí)中的抵觸情緒，增強學(xué)習(xí)中的主動性與積極性，提高學(xué)習(xí)熱情，形成舞蹈的系統(tǒng)性、綜合性認識，保證舞蹈學(xué)習(xí)質(zhì)量與效率。

四、結(jié)語

動作捕捉技術(shù)在高職院校舞蹈教學(xué)中的運用，可以使虛擬場景和現(xiàn)實場景之間實現(xiàn)實時交互，教師需要針對舞蹈教學(xué)展開量化分析，及時糾正學(xué)生出現(xiàn)的不規(guī)范舞蹈動作，也能使舞蹈內(nèi)容以更直觀、生動的形式呈現(xiàn)。具體運用時，可以分析動作運動軌跡，將動作在不同方位、不同空間進行多角度分析，用于提升教學(xué)方法的科學(xué)性。制作舞蹈動畫，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，上傳至互聯(lián)網(wǎng)平臺，增強學(xué)生自信，也可以作為日后教授少兒舞蹈的視頻教材，激發(fā)小朋友們學(xué)習(xí)舞蹈的熱情。