動態視覺的創新應用探究

本文引用格式：.動態視覺的創新應用探究：以基于費納奇鏡原理的產品設計實踐為例[J].藝術科技，2024，37（24）：74-76.

關鍵詞：動態視覺；費納奇鏡；產品設計中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A文章編號：1004-9436（2024）24-0074-03

1動態視覺的溯源與演進

一萬兩千年前，阿爾塔米拉洞穴壁畫中的野牛在搖曳火把中投下奔逐的殘影，躍動的火光自人類眼前初現時，便帶來了人類對動態影像最原始的癡迷。謝赫曾在其畫論中寫道：“六法者何，一氣韻生動是也。”藝術史中那些被稱為“生動”的瞬間，在千百年后依然能讓觀眾產生“正在發生”的肌肉記憶，藝術家們不斷追求再現“動”起來的肉眼感受。早在公元10世紀的中國，民間工匠便以竹篾為骨、薄紙作屏，創造出精妙的走馬燈裝置。將底部銅盤中的蠟燭點燃，熱氣流推動上方紙輪旋轉，燈屏上繪制的戰馬與騎手便投射出追逐躍動的剪影。這種利用物理原理實現的動態投影，常在元宵燈會上引發觀者驚嘆。《武林舊事》記載“燈品至多精妙絕倫”，其中還把走馬燈稱為影燈，“若沙戲影燈，馬騎人物，旋轉如飛”[1]，堪稱早期動態投影裝置，備受時人喜愛。

西方對光影機器的探索則始于1640年耶穌會士阿塔納斯珂雪的“魔術幻燈”。這個鑄鐵方匣內置燭臺，兩側開孔裝配凸透鏡，當繪有宗教故事的玻璃片置于光路中，故事中的場景便躍然于墻面。至1832年，比利時物理學家普拉托發明的費納奇鏡揭開了動畫史新篇章。費納奇鏡巧妙利用人眼的視覺暫留，用連續的靜止圖像創造出運動畫面的錯覺，被認為是早期電影的雛形。整個裝置由一根木棒和一個可旋轉的圓盤組成，當圓盤疾速旋轉，觀者透過移動的缺口凝視鏡面，視覺暫留則將斷續畫面編織成動態。費納奇鏡是人類歷史上第一種被公開發售、廣泛傳播的動畫裝置，其作為19世紀視覺文化領域的一項關鍵發明，為現代電影和動畫技術奠定了基礎。

直到1824年，人們才發現這種視覺幻覺的科學原理，英國的彼得·馬克·羅吉特在《移動物體的視覺暫留現象》一文中提出人眼在觀察景物時，光信號傳入大腦神經，視覺形象并不立即消失，視覺延時效應會將之與下一個畫面重疊，這種人眼捕捉外界光影后產生的消失惰性被稱為“視覺暫留”［2]。這一理論為后續動態視覺媒介的技術迭代奠定了基礎。19世紀，盧米埃爾兄弟發明了電影放映機，這是動態視覺技術的一次重大突破。電影通過膠片的連續播放，以每秒16幀的速度呈現動態畫面，相比費納奇鏡，它能夠呈現更復雜、更豐富的內容，并且可以在更大的屏幕上展示，吸引了大量觀眾走進電影院，開啟了電影時代的新紀元。20世紀中期，電視機的出現進一步改變了動態信息的呈現方式。21世紀初，電子屏幕技術迅速崛起，讓人們獲得更加沉浸式的動態視覺體驗。

不同時代在動態信息呈現方面有新的技術突破。費納奇鏡是最早出現的動態視覺呈現技術，采用簡單的機械結構呈現了基本意義上的動態畫面。電影通過膠片和放映機，將動態視覺帶人了藝術與商業領域。電視第一次將動態信息帶人實時傳播渠道，也第一次將動態信息帶入了人們的家庭生活，實現了動態信息的實時傳播和家庭化觀看。數字屏幕技術則通過高分辨率、高幀率的傳播方式，實現了動態視覺的無處不在。這些技術的不斷進步和發展，使動態視覺的呈現越來越多樣，極大地滿足了人們的精神需求。

2復古技術的創新與應用

相較于電影、電視等復雜媒介，費納奇鏡無須電力驅動，僅通過物理運動實現動態效果，其本質是對視覺暫留原理的極致簡化一通過手搖旋轉圓盤與序列化圖像的精準配合，無須電子元件即可完成動態敘事。這種低技術門檻與高可操作性的特質，不僅降低了用戶參與動態創作的成本，更通過物理裝置的觸覺反饋強化了操作者對動態生成過程的控制權，從而更契合參與式設計的核心訴求。作為早期動態視覺裝置，費納奇鏡機械結構的簡練性體現在模塊化組件的可拆解性與可替代性上：圓盤、軸心便能構成完整系統，這種去中心化的機械邏輯為現代模塊化產品設計提供了新參照模板。

費納奇鏡的機械美學與復古交互邏輯，在當代產品設計領域催生出令人耳目一新的跨界創新。以華為2024年“華為 × 有南 × 零創”項目為例，以費納奇鏡的物理交互為基底，將手機影像技術與復古機械裝置深度融合：通過截取連貫動態圖案，利用工具進行費納奇鏡的設計與制作，在藝術家的指導下拍攝最終成品。在當代產品設計中，費納奇鏡原理的應用更為多樣化，利用費納奇鏡原理設計的模型玩具在各大網絡平臺上熱銷，如淘寶平臺上的DIY套件，提供激光切割木制圓盤和可定制畫片，用戶可手繪圖案并通過旋轉觀察動態效果，這類產品月銷量超過3000件。還有的將費納奇鏡圖案縮小改良，做成指尖陀螺，讓動畫在手中“動”起來。這些案例表明費納奇鏡的現代創新正在為設計領域注入新的活力。

綜上所述，費納奇鏡的機械原理和交互方式，可用于當下最具代表性的實體交互設計，無須依賴電子設備，制作簡單，結構直觀，強調用戶主動的創作參與。從數字影像的跨媒介融合到手工DIY模型的商業化落地，通過簡化技術路徑，強化人與物的直接對話，費納奇鏡為產品創新提供了一種低成本、高互動性的解決方案。

3文創產品的設計與實踐

在文創產品開發過程中，團隊以費納奇鏡的機械原理為基礎，探索復古技術與現代產品設計的融合路徑。雨傘作為具有千年歷史的日常物品，其圓形傘面與傘柄的軸心結構恰好與費納奇鏡的核心裝置（圓盤 + 旋轉軸）形成同構關系。基于此，設計團隊提出“功能載體藝術化”的理念，將遮雨工具轉化為動態視覺媒介，通過傘面圖案的旋轉觸發視覺暫留效應，使靜態圖像在運動中呈現連貫動畫。

該產品設計的目標用戶主要是兩類群體：一是1 8 ～ 3 5 歲的音樂專業青年群體，其注重個性化表達與藝術化生活方式，設計中融入鋼琴琴鍵等音樂符號元素，更符合其個性化需求；二是 5 ～ 1 2 歲兒童，通過趣味性動態圖案激發其觀察興趣。傘面邊緣設計為黑白琴鍵紋樣，主視覺區域則選取貓的奔跑動態作為敘事主題，通過高速攝影技術分解貓的運動軌跡，提取四個關鍵動作幀（蹬地、騰空、收腿、落地），將其按環形序列排布于傘面（見圖1）。當傘柄旋轉時，琴鍵紋樣形成視覺引導線，貓的分解動作因視覺暫留效應融合為連貫的奔跑動畫，呈現出“貓在琴鍵上追逐”的趣味場景。兒童用戶版本則加入了科普知識，以圍繞地球旋轉的八大行星為靈感來源，增強其教育意義的同時降低認知門檻（見圖2）。設計理念在于將傳統雨傘的功能從單一遮雨拓展至動態視覺美學，利用傘面旋轉觸發視覺暫留效應，形成連續動畫效果。

產品落地采用105厘米直徑傘面，收起長度28厘米，展開后長度達95厘米，兼具便攜性與視覺效果（見圖3）。傘骨采用復合結構，在保證強度的同時盡量便攜，傘布選用高密度碰擊布，兼具美觀性與實用性。使用過程中，用戶通過手動旋轉傘柄控制動畫速度，這種機械交互方式無須電力驅動，操作反饋直接且具象。測試顯示，當轉速穩定在 1 . 2 ～ 1 . 8 轉/秒區間時，動態效果最佳，此時傘面圖案與人體運動感知形成自然同步。教育場景中，教師可引導兒童觀察不同轉速下的動畫差異，直觀解釋視覺暫留原理，如低速旋轉時可見清晰的分解幀，高速旋轉時則觸發動態幻覺，這種“可控的不確定性”增強了學習過程的探索性。

費納奇鏡元素的植入為產品賦予跨時空對話的文化內涵。傘面旋轉時形成的動態畫面，既是對早期動畫技術的物質性復現，也是機械美學在消費時代的創造性轉化。費納奇鏡這一元素在產品設計中的應用既規避了電子屏幕的冰冷感，又保留了手工操控的儀式性，使19世紀的光學原理在當代產品中獲得功能性與審美性的雙重延伸。

4未來應用的局限與前瞻

費納奇鏡原理與現代設計理念和技術存在諸多契合之處。從設計理念上看，現代設計強調創新與體驗，費納奇鏡利用視覺暫留原理創造出動態視覺效果，能為用戶帶來新奇的體驗，這與現代設計追求趣味、互動的理念相同。同時，交互設計技術讓用戶可以主動參與到動態視覺體驗中，如同操作費納奇鏡一樣，通過自己的動作觸發不同的動態畫面，增強了用戶與設計作品之間的互動性。這與現代設計理念相契合，為費納奇鏡原理在現代設計中的應用提供了堅實的基礎。

然而，費納奇鏡在實踐應用中依然有其局限性，首先是物理裝置的體積限制，要想完美實現費納奇鏡的動態效果，需要完整的裝置設備，較大的體積使得產品難以在一些空間有限的場所使用，限制了其展示和傳播的范圍。為解決體積限制問題，可從材料和結構設計人手。采用輕質、高強度的新型材料，在保證裝置穩定性的同時減輕重量。優化結構設計，將一些部件進行簡化，從而縮小整體體積，增強產品的靈活性和適用性。但簡化之后，費納奇鏡的動態效果便需要在一定的條件下才能被肉眼看到，如閃爍的燈光、較為狹窄的觀看范圍等。從這個角度來看，幀率也嚴重制約了基于費納奇鏡原理的產品設計動態效果的流暢度和表現力。較低的幀率會使畫面無法呈現出連貫、自然的動態視覺效果，降低了用戶的體驗感。在需要展示復雜動作或快速變化場景時，幀率不足的問題更為突出。針對這一問題，可向表情包等不同動圖學習，其僅用重復的幾個動作便能實現有趣的視覺效果。

未來，費納奇鏡可以與現代數字技術不斷融合，集計算機人工智能、數字成像技術等于一體，成為存在于現實空間的多維藝術，具有視幻性、多維性和跨界性等特征，能使觀眾通過視覺、聽覺等感官全方位體驗或參與創作［3]。在數字動畫制作方面，通過計算機軟件生成動畫內容，通過編程控制動畫的播放速度、順序和循環方式，實現不同的動畫效果。同時引入3D建模技術，將二維圖像變為三維模型，配合瀕閃效應，實現裸眼3D的神奇效果，增強視覺沖擊力。或結合AI技術，讓用戶生成個性化定制圖案，將內心想象的動態畫面呈現出來。充分利用數字創新，提高動畫制作效率和質量，降低動畫制作成本，同時增強產品互動性和趣味性，滿足用戶個性化、多樣化體驗需求。費納奇鏡原理的數字創新為其在現代設計中的運用提供了廣闊空間。

5結語

費納奇鏡作為動態視覺技術的先驅，其簡練的機械原理與實體交互特性在現代設計中展現出獨特的實踐價值。本文通過歷史溯源與創新案例分析，論證了復古技術如何通過與數字媒介、用戶參與式設計的結合，煥發新的生命力。文創產品的成功開發表明，費納奇鏡原理在功能載體藝術化、教育娛樂化等領域具有顯著優勢。盡管存在物理限制，但其與3D建模、AI定制等技術的融合前景廣闊，有望推動動態視覺從單一展示向沉浸式、個性化體驗跨越。未來研究可進一步探索機械裝置與數字技術的協同創新，為動態視覺設計開辟更多可能性。

參考文獻：

[1］周密.武林舊事：卷二［M」.李小龍，趙銳，評注.北京：中華書局，2012：2-3.

[2］容旺喬.再論動畫之“動”[J］.南京藝術學院學報（美術與設計版），2013（3）：147.

[3］劉航宇，李璟.當代動畫裝置藝術探究［J］.四川戲劇，2017（6）： 137.