“藍(lán)夢(mèng)之旅”虛擬仿真藝術(shù)設(shè)計(jì)研究

梁正穎，蔣濤，張曉辰，陳杰聰，姜?jiǎng)P明，徐克，于世豪，高煥，張青榮

（江蘇海洋大學(xué)，江蘇 連云港 222005）

當(dāng)今時(shí)代，海洋日益成為世界的焦點(diǎn)，海洋戰(zhàn)略地位正全方位提升。我國(guó)作為海洋大國(guó)，對(duì)海洋的探索是人類物質(zhì)生存發(fā)展的重要引擎,人類將探索的成果總結(jié)到學(xué)科當(dāng)中[1]。而跨學(xué)科的融合成為當(dāng)前一種新的趨勢(shì)，學(xué)科與學(xué)科的交融，對(duì)于各學(xué)科的探索提供了新可能。隨著藝術(shù)與科學(xué)融合度的加劇，藝術(shù)設(shè)計(jì)與海洋生物科學(xué)相輔相成，能夠幫助人類更精準(zhǔn)地了解和探索海洋生物的習(xí)性、特點(diǎn)及生態(tài)環(huán)境等。本文以人文藝術(shù)與工科的跨學(xué)科融合為背景，探索海洋生物科學(xué)與藝術(shù)在項(xiàng)目融合及設(shè)計(jì)創(chuàng)新上的更多可能性。

1 “藍(lán)夢(mèng)之旅”的由來(lái)

“藍(lán)夢(mèng)之旅”意為藍(lán)色夢(mèng)想之旅程，是江蘇海洋大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院與海洋科學(xué)與水產(chǎn)學(xué)院跨專業(yè)合作研究命題，“藍(lán)夢(mèng)之旅”團(tuán)隊(duì)主要是借助數(shù)字媒體藝術(shù)領(lǐng)域的虛擬仿真設(shè)計(jì)、仿真媒體藝術(shù)創(chuàng)作等手段推廣海洋科學(xué)團(tuán)隊(duì)師生在實(shí)驗(yàn)培育海產(chǎn)品“日本囊對(duì)蝦”過(guò)程所研發(fā)的系列新科技成果。主要通過(guò)對(duì)仿真藝術(shù)作品的LOGO 設(shè)計(jì)、造型角色、場(chǎng)景設(shè)計(jì)、UI 界面設(shè)計(jì)等四個(gè)方面設(shè)計(jì)，構(gòu)想海洋生物元素在藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的創(chuàng)新思路。本文權(quán)作引玉之磚，以引起業(yè)界對(duì)生命科學(xué)仿真藝術(shù)設(shè)計(jì)的深入探討研究。

2 虛擬仿真藝術(shù)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

虛擬仿真作為基于計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種革新的技術(shù)手段，因其形象、立體、能超強(qiáng)模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境、促進(jìn)安全工程作業(yè)等特點(diǎn)，虛擬仿真技術(shù)在地產(chǎn)、醫(yī)學(xué)、軍事、教育實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域有著廣闊的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。雖然自發(fā)端以來(lái)虛擬仿真曾一度隸屬于工科范疇，但隨著圖像時(shí)代特色的愈發(fā)突出，虛擬仿真在很大程度上被作為促進(jìn)科學(xué)信息與現(xiàn)代藝術(shù)相結(jié)合的手段，被藝術(shù)家們賦予有效的視覺(jué)藝術(shù)化表達(dá)，以提升虛擬仿真?zhèn)鹘y(tǒng)工科作品的人文藝術(shù)內(nèi)涵及藝術(shù)文化價(jià)值。

當(dāng)下社會(huì)快速發(fā)展進(jìn)程下，虛擬仿真技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)逐漸融入藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。技術(shù)的革新促進(jìn)藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展迎來(lái)一個(gè)嶄新的春天，并在表現(xiàn)形式上體現(xiàn)出藝術(shù)創(chuàng)新內(nèi)涵的多樣化。近些年，借助虛擬仿真新技術(shù)開(kāi)發(fā)了多種云博物館、數(shù)字展廳、VR體驗(yàn)展館等。例如，2022 年1 月諸多單位在青島聯(lián)合舉辦的元宇宙展，利用MR、3D、AR 等新興技術(shù)，搭建虛實(shí)結(jié)合的海洋場(chǎng)景，游客可以身臨其境地體驗(yàn)一場(chǎng)海洋盛宴；2011 年，“數(shù)字敦煌”項(xiàng)目建成，該項(xiàng)目旨在借助虛擬仿真新科技手段讓大眾不再受地域交通的限制，身在何處都能暢快云體驗(yàn)敦煌藝術(shù)瑰寶的魅力；2019 年4 月，位于上海的“深藍(lán)之境”海洋沉浸式體驗(yàn)藝術(shù)展，這是一場(chǎng)集技術(shù)仿真與藝術(shù)于一體的光影互動(dòng)之旅，讓觀眾身臨其境般感受到海洋的靜謐，同時(shí)揭示了海洋生態(tài)的不容樂(lè)觀，從而倡導(dǎo)海洋環(huán)保的意識(shí)。在藝術(shù)與科技雙學(xué)科的融合背景助推下，虛擬仿真在藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用更趨向于營(yíng)造一個(gè)模擬仿真人文藝術(shù)世界。

3 “藍(lán)夢(mèng)之旅”仿真藝術(shù)設(shè)計(jì)

團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目“藍(lán)夢(mèng)之旅”以海洋生物日本囊對(duì)蝦為基礎(chǔ),通過(guò)搭建日本囊對(duì)蝦生長(zhǎng)的不同階段模型及生活場(chǎng)景，并對(duì)海洋科學(xué)團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)的兩種新型培育模式展開(kāi)仿真再現(xiàn)，以虛擬仿真交互漫游和CG 動(dòng)畫兩種形式表現(xiàn)日本囊對(duì)蝦的生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)、生活習(xí)性：在虛擬仿真交互漫游作品中，借助Unity 交互體驗(yàn)?zāi)Ｊ剑捎锰搶?shí)結(jié)合的場(chǎng)景構(gòu)建風(fēng)格，科普日本囊對(duì)蝦的生長(zhǎng)規(guī)律等科學(xué)常識(shí)；在CG 動(dòng)畫作品中，主要采用科技發(fā)展與藝術(shù)化造型元素相融合的風(fēng)格，以戲劇化情節(jié)刻畫日本囊對(duì)蝦的養(yǎng)殖生長(zhǎng)。在進(jìn)行藝術(shù)設(shè)計(jì)的整體構(gòu)思，如何將海洋生物科學(xué)與數(shù)字藝術(shù)相互交融并促進(jìn)科學(xué)傳播，如何將研究成果以大眾喜聞樂(lè)見(jiàn)的方式講述，這些問(wèn)題貫穿整個(gè)課題研究中。

3.1 藝術(shù)設(shè)計(jì)之LOGO

團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目“藍(lán)夢(mèng)之旅”的LOGO 設(shè)計(jì)秉承極簡(jiǎn)主義，從海洋生物產(chǎn)品“日本囊對(duì)蝦”身上提取視覺(jué)符號(hào)[2]。使用對(duì)蝦明朗輕巧的外形、概括柔和的弧線以及有力的直線元素符號(hào)，搭配襯線體英文，使得整個(gè)視覺(jué)形象顯得明朗直觀。團(tuán)隊(duì)小組最初設(shè)計(jì)了三套不同的LOGO 視覺(jué)風(fēng)格（如圖1-3）。均統(tǒng)一注意到塑造符號(hào)的七大特性：獨(dú)特性、辨識(shí)度、延展性、記憶度、普適性、前瞻性和簡(jiǎn)潔性[3]。

在三版不同風(fēng)格樣式的LOGO 中，作品最終采納三角直線型設(shè)計(jì)方案(圖3）。整體LOGO 采用左右放置構(gòu)圖，左邊為圖形解構(gòu)重組的囊對(duì)蝦，由不同大小的三角形構(gòu)成，三角形象征穩(wěn)定、均衡，是一種奇特個(gè)性的圖案，以大小、形狀各異的三角形構(gòu)成囊對(duì)蝦的身體和尾部，四條長(zhǎng)短粗細(xì)不同的線條構(gòu)成體膚紋路，便于拉開(kāi)畫面層次；尤為突出的是加粗的三角，既從藝術(shù)角度抽象表示囊對(duì)蝦觸須，又站在科學(xué)角度象征數(shù)學(xué)符號(hào)。右方字母“BLUE DREAM”，在筆畫形式設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上添加了海浪的表現(xiàn)元素，以傳達(dá)海洋文化創(chuàng)意構(gòu)想。

3.2 藝術(shù)構(gòu)想之角色

3.2.1 VR 虛擬仿真角色

“藍(lán)夢(mèng)之旅”團(tuán)隊(duì)對(duì)虛擬仿真藝術(shù)作品的風(fēng)格定位趨于寫實(shí)主義，即構(gòu)建多感官的仿真海洋世界。在構(gòu)建角色對(duì)蝦時(shí)，考慮到對(duì)蝦的生長(zhǎng)發(fā)育的七個(gè)過(guò)程，在設(shè)置不同階段幼體的體態(tài)、動(dòng)作、色彩等方面有所區(qū)別。比如在產(chǎn)卵時(shí)期，搭建的幼卵呈半透明質(zhì)感，宛若晶瑩剔透的露珠一般，以表示新生命的降臨。到了仔蝦成長(zhǎng)壯大階段，角色的體態(tài)更趨向健壯形體，色彩飽和度也較高。而由于不同階段的幼體所生長(zhǎng)的環(huán)境有所差異，不同階段的幼體所生長(zhǎng)的環(huán)境所需的濕度、鹽度、純凈度等科學(xué)因素不同，在質(zhì)感、強(qiáng)壯程度上也隨之做了相應(yīng)調(diào)整。

3.2.2 CG 動(dòng)畫的角色

CG 動(dòng)畫作品的創(chuàng)作前期，團(tuán)隊(duì)在原有對(duì)蝦造型的基礎(chǔ)上，對(duì)角色的肢體、五官進(jìn)行擬人化處理。配合概括的圓滑曲線，軀干的靈巧加以變形虛擬化。CG 動(dòng)畫中的虛擬角色可以起到對(duì)海洋世界的導(dǎo)游功能，讓觀眾在主角視角下感知體驗(yàn)情節(jié)的跌宕起伏，進(jìn)而科普囊對(duì)蝦生長(zhǎng)規(guī)律等科學(xué)常識(shí)，為停留在平面視覺(jué)的文化知識(shí)增添“靈活”，徒增CG 動(dòng)畫作品的童趣性。

3.3 藝術(shù)聯(lián)想之場(chǎng)景

場(chǎng)景設(shè)計(jì)作為直接影響用戶體驗(yàn)以及劇情走勢(shì)的因素，必將成為虛擬仿真藝術(shù)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。本項(xiàng)目在場(chǎng)景的搭建上，根據(jù)對(duì)蝦生長(zhǎng)階段的差異，設(shè)置了由前向后的梯度形式形成的通道，通道推進(jìn)基于由簡(jiǎn)至繁的原則，前后相連，層層深入，營(yíng)造對(duì)蝦所居住生活的沙池場(chǎng)景。整個(gè)通道以巖石堆砌而成，在相鄰的沙池場(chǎng)景之間，使用巖石門洞進(jìn)行分隔。巖石的設(shè)計(jì)區(qū)別于普通巖石，巖石上的斑駁印跡，起到點(diǎn)綴周圍環(huán)境的作用。隨著漫游的推進(jìn)，每個(gè)梯度場(chǎng)景中的儀器設(shè)置也隨之發(fā)生變化。例如在對(duì)蝦生長(zhǎng)過(guò)程中，需要控制不同的水溫、氧氣量等，那么養(yǎng)殖池中會(huì)配備加熱管、進(jìn)水管和增氧設(shè)備。而為了做到科技創(chuàng)新與藝術(shù)創(chuàng)意的結(jié)合，團(tuán)隊(duì)成員在這些科學(xué)設(shè)備的造型上做了藝術(shù)化的加工。以加熱水管為例，傳統(tǒng)的加熱水管外觀造型呈灰色管道。而設(shè)定場(chǎng)景中水管樣式有所改變。首先，造型上區(qū)別傳統(tǒng)筆直剛硬的水管造型，而成蜿蜒形態(tài)盤繞在巖石周圍。另外，色彩上為了區(qū)別巖石以及加強(qiáng)視覺(jué)沖擊，選用與巖石顏色互補(bǔ)的紅色系，色系的飽和度會(huì)與水溫的變化做相應(yīng)的改變。例如，當(dāng)剛孵化的無(wú)節(jié)幼體體力值較低，需要暖水流使體力值回升時(shí)，用戶操縱點(diǎn)擊加熱水管開(kāi)始加熱，加熱水管的顏色從淡粉色逐漸轉(zhuǎn)為飽和度高的紅色，營(yíng)造出變化過(guò)程的時(shí)間特征。

3.4 藝術(shù)應(yīng)用之UI

在虛擬仿真作品中，UI 界面用于展示海洋生物發(fā)育階段、生活習(xí)性以及養(yǎng)殖過(guò)程注意事項(xiàng)等衍生知識(shí)，在人機(jī)實(shí)現(xiàn)交互時(shí)，界面會(huì)出現(xiàn)一定提示，因此，UI 界面需要與劇情需定、操作邏輯、畫面風(fēng)格等進(jìn)行統(tǒng)一。

3.4.1 UI 界面元素設(shè)計(jì)

界面元素的選擇，追求整體性原則。在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)不同的科學(xué)知識(shí)，采用了與之相對(duì)應(yīng)的界面系列符號(hào)。團(tuán)隊(duì)成員首先確定了整體的UI 界面風(fēng)格，提取項(xiàng)目LOGO 中所使用的三角形元素，配合點(diǎn)、線、面等符號(hào)元素來(lái)進(jìn)行整體規(guī)劃，并且在版式上進(jìn)行合理安排，處理元素之間的虛實(shí)、疏密關(guān)系，使得整體布局達(dá)到平穩(wěn)、融合的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。其次，對(duì)于不同場(chǎng)合以及不同的科學(xué)知識(shí)，提取科學(xué)知識(shí)對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)進(jìn)行融合。譬如，在需要增減鹽度場(chǎng)合的提示界面，設(shè)計(jì)時(shí)融入相應(yīng)的鹽度單位符號(hào)百分號(hào)；在需要調(diào)節(jié)溫度的界面中，邊框的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于溫度符號(hào)℃。

3.4.2 UI 界面色彩及風(fēng)格設(shè)計(jì)

在UI 界面設(shè)計(jì)中，除了外觀造型，色彩具有重要的傳遞信息烘托氛圍的作用。界面的元素符號(hào)確定后，就需要對(duì)界面的色彩進(jìn)行敲定。由于對(duì)蝦體被呈現(xiàn)紫褐色的紋路，尾部既有明艷的藍(lán)色又帶有活力的黃色，隨即提取出藍(lán)色和橙色，以在包容色彩的范圍中找尋不同，協(xié)調(diào)受眾的視覺(jué)心理，并做降低色澤透明度和飽和度的處理后，擬定UI 界面的色彩。另外，對(duì)于不同的科學(xué)知識(shí)符號(hào)也做了相應(yīng)的特殊處理。以鹽度單位符號(hào)百分號(hào)（%）為例，在色彩上調(diào)整橙色的明度，生成紅棕色，調(diào)節(jié)顏色的深淺使得界面的色彩富有一定的層次感。

4 海洋生命科學(xué)仿真藝術(shù)前景

隨著海洋生命科學(xué)研究的不斷深入，需要借助更時(shí)尚、多元、科技化的傳播手段，以宣傳愈來(lái)愈紛繁多彩的海洋科技知識(shí)，豐富大眾海洋科普知識(shí)，提升海洋強(qiáng)國(guó)意識(shí)。作為海洋大國(guó)并把建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)為戰(zhàn)略目標(biāo)的中國(guó)，對(duì)于海洋生命虛擬仿真藝術(shù)的研究在近些年有了豐富的展示形式和更大的展示空間?？梢韵胂?，在未來(lái)，當(dāng)新興媒體技術(shù)與藝術(shù)相逢，海洋生物無(wú)需離開(kāi)自己生活的家園，在透明的玻璃櫥窗建造的迷離海底世界與游人見(jiàn)面，而大眾可以通過(guò)數(shù)字化的手段和藝術(shù)化的表現(xiàn)形式，在在有溫度的作品中體驗(yàn)海洋既自然又夢(mèng)幻的唯美效果。希望我國(guó)在海洋生物科學(xué)與藝術(shù)領(lǐng)域的結(jié)合能夠獨(dú)樹(shù)一幟，從藝術(shù)的角度去詮釋科學(xué)之美，振興國(guó)家海洋文化，實(shí)現(xiàn)在繼承中創(chuàng)新發(fā)展海洋文化的新愿景。