敦煌文化在互动装置设计中的应用研究

摘要：在两千多年前，张骞出使西域，开辟了中国通往世界的古代丝绸之路。丝绸之路的开通使沿线的各族贸易和文化展开了往来与汇聚，而敦煌作为丝绸之路上的重镇，各国文明在这里凝聚绽放，成了东西方经济、贸易、文化交流数千年的历史见证。随着“一带一路”倡议的全面推进，敦煌毋庸置疑将再次成为东西方文明交融、文化共享的重要枢纽，而敦煌莫高窟这个凝聚着数千年文化艺术发展史、消逝风化的宝库必将再次成为人们的聚焦点。如何延续传承好、保护好、发扬好这一丝绸之路上的文化瑰宝是当前形势下最为棘手的问题。本课题以敦煌莫高窟中的藻井纹样为研究对象，以当前数字互动技术为手段，将纹样元素结合动画的形式并加载互动技术手段，以互动装置为展示形式，用一种全新的艺术表现形式表达敦煌壁画的历史。本文主要研究互动装置在艺术展现形式中的表现以及在数字媒体设计融合中的应用分析，针对敦煌艺术数字可视化与数字媒体装置交互进行阐述，旨在提高认识，同时希望借助数字媒体交互技术的交互性，增强观众的可融入、可参与感，助力敦煌艺术的保护与传承，更好地发挥保护、传播和推广敦煌文化的目的。

关键词：敦煌莫高窟;藻井纹样;互动装置艺术

中图分类号：J50 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2020）23-0-02

“人类敦煌，千年莫高”，敦煌莫高窟经历了数千年的风雨洗礼，是迄今为止保存完好的规模最大的石窟，同时也是见证我国古丝绸之路不可或缺的文化瑰宝。莫高石窟始建于十六国时期，由僧人乐僔在岩壁上开凿了第一个洞窟，此后众多禅师继续在此建洞修禅一直延续千年，给了我们一种直接、生动、形象的敦煌艺术视觉盛宴。随着岁月的流逝、壁画的风化加之经济发展而带来的过度开发，过度的商业化、城市化必然会造成文化遗产的损失及破坏。为保护文化遗产禁止对外开放参观势必会影响文化的传播，而为了传播文化任期慢慢消失显然也是对历史文明的不敬，所以如何在进行经济文化交流的同时又做好文化遗产的保护是目前迫在眉睫的难题。

1 互动装置艺术的发展及演变

互动装置这个词源于英语“Interactive installation”，是以计算机硬件基础为平台、外置输入元件为辅助手段，人机间或不同人通过计算机硬件进行互动的艺术。互动装置艺术能使观众参与甚至融入作品，并成为作品中不可或缺的一个部分[1]。

作为一种新兴起的艺术表现形式，互动装置艺术近几年流行于欧美各个国家，也在我国逐步流行起来。其具有相当高的交互性，同时还被赋予了浓厚的艺术特性，可以这样说，互动装置艺术很好地使艺术与技术进行了完美的融合。近现代以来，互动装置艺术已经成为众多艺术门类中的杰出代表，在各大艺术展中占据着重要的席位。很多西方国家已经成立了特殊装置艺术画廊，如英国的装置艺术博物馆和美国的Kappa Street（卡帕街）艺术中心等。

互动装置载体上交互设备的技术基于设备的硬件，结合其特有的交互性特征，在其他许多领域中也得到了广泛的应用。科学技术的飞速发展、技术手段和方法的转变必然会对互动装置艺术的发展产生巨大的影响。随着时代的发展，互动装置艺术的内容和形式不断被完善，甚至创造出了新的变化，其独特的设计思维和创意方法也将在艺术的发展中发挥重要作用。

1.1 互动装置的技术实现原理

互动交互式设备呈现出的是一门综合艺术，它是美学、信息学、通信、心理学、生物学、物理学、数学、计算机编程语言、图形图像、动画甚至音乐等多学科的融合[2]。从近年来国内外各类展览中我们可以看出，无论是虚拟互动作品还是机械装置作品，无不是多学科共同结合的杰作，不是能通过单一的专业知识完成的。随着科学技术的进步，作为新媒体艺术的分支——互动装置艺术将不断发展，文化、媒体和技术将更加紧密地结合在一起。其独特的表达语言展示、跨学科整合，使其创作更具吸引力，也更具挑战性。

1.2 互动装置艺术的表现形式

互动装置艺术就是装置艺术和现代新媒体技术发展形成的一个新的艺术形式。首先，从表现的角度来看，它突破了人机交互的距离限制[3]。其次，交互设备可以放弃传统交互形式对计算机鼠标、键盘的依赖，并通过摄像头获得空间交互或通过其他触摸形式来传输信息，以实现惊人的交互效果。最后，交互设备弱化了常规交互对信息的传递，并且可以通过观看者的肢体语言作为触发条件来触发交互行为事件的发生。从以上比较可以发现，交互设备技术具有以下性能特征。

（1）充分运用现代科学技术手段创造出虚拟现实空间环境。这种环境空间使得观众从被动变为主动，使参与者能够深入体验并充分调动起所有感官来感受作品本身。

（2）互动装置艺术除了展出作品外，参与者和作品之间的互动也将成为艺术展的一部分。

2 互动装置艺术在数字媒体设计中的应用分析

互动装置应用在数字媒体设计项目创作中后，艺术家要做的不再是内容和理念的单向传达和表现，而是营造环境，让观众能够很好地融入参与到环境中，并在互动中完成整个作品。观众在数字媒体作品前不再是被动的反应和理解，而是以主动、建设性的姿态参与到作品的欣赏中。互动装置在数字媒体设计中的应用形式多种多样，但它们的共通点只有一个，那就是使用者和作品之间的直接互动参与。这改变了作品的影响、造型甚至是意义。作品永远都没有完结的时候，始终处于一种未完的状态。

2.1 Kinect《魔镜》互动装置

在美国纽约新艺术作品展中，美国互动装置艺术家丹尼尔·罗津创作出了一个非常棒的互动“镜子”——用小绒球玩具来展示你的倒影。镜子由Kinect（体感）动态运动捕捉器和928个小绒球玩具组成，由464台电机连接，以实时创建观众的镜子反射。

該互动装置艺术主要运用了Kinect动态捕捉技术来实时反馈人物动态信息，并将信息数据可视化，转换成可交互式的视觉体验。这种多媒介的统一实现了艺术表达的变化，形成了互动装置艺术独特的审美趣味。交互式设备的运用优势在它为艺术创作者提供了更具表现力的表达方式。这也符合数字时代的步伐，追求各种艺术的兼容和有机结合，实现艺术表现的多样性及艺术语言的多元化。

2.2 《雨屋》互动装置

《雨屋》互动装置是由Random International公司制作的。《雨屋》互动装置为游客提供了看似不可能的体验。在400多m2的空间中，连续的降雨已形成浑浊的室内降雨空间。观众可以自由地移动，但是雨水只会落在他们的周围，而不会淋到他们的身上。观众可以穿过这个下雨的区域，并且该设备可以检测到人体的区域并停止该区域的下雨活动。通过这种方式，人们似乎拥有了超能力，他们可以在不被雨淋的情况下自由控制雨水。

《雨屋》互动装置主要运用了地面互动投影技术，传感器和投影仪位于顶部。传感器是红外摄像机或带补光灯的深度传感器，此设备中水幕取代了摄像机。《雨屋》中安装了许多3D传感器，可以检测人体的运动，并使“雨滴”停在人体所在位置，当人离开后，雨水会继续落下。每个雨水开关的干燥半径为90cm，因此《雨屋》的参观体验人数不能超过一定数量，不然屋里的雨就都会停止。

3 关于敦煌互动装置的制作与设计

本装置的设计灵感来源于国外的机械动力装置Kinetic Sculpture（动感雕塑）、混沌摆及动力雕塑以及TeamLab数字艺术等作品。装置将实体纹样雕塑与数字媒体交互手段相结合，打破了传统市场上被动的、单向信息传递的展示方式，同时打破了展示交互单一化的局面，采用动态实体雕塑结合纹案互动可视化的展示方式、测距交互的手段，从视觉感官上重新认识纹样互动方案。这样的展示方式既有创新又能给人眼前一亮的视觉效果同时还能了解使人们掌握到纹样变化的魅力。

3.1 互动装置的设计理念

如今市面上关于敦煌的数字文创产品层出不穷，各有特色，各类关于敦煌特展的解说方式也仅仅是语音讲解机的形式或是动画演示等方式，介绍壁画的方式也是传统且单一，这些方式对于科普历史能起到较好的辅助作用。而如何增加趣味性和延续传承敦化文化是我们课题设计的目的，因此我们采用一种动画加装置互动的崭新方式来弘扬丝绸之路和敦煌文化，这样既有现代的科技感也能将敦煌文化融入现代设计中，吸引人群从而达到文化传承及运用的作用。

互动装置艺术包含了“环境”这一因素，借助“环境”借题发挥，选取敦煌藻井中的图案纹样制作成互动装置，结合动画和音效，为观众展现一种三维的空间艺术效果，给观众一种可以拓展空间和感知的体验。当观众融入作品并成为艺术作品的一部分时，这种跨空间的体验必然会让观众与作品之间的关系发生改变，从而使参观者能够透过纹样及装置互动了解敦煌的艺术文化，进而达到弘扬历史、保护传承的意义。

3.2 互动装置设计草图及方案

装置的灵感来源是三兔飞天藻井图。三兔藻井图位于莫高窟第205窟，莲花型藻井中心呈现出3只兔子共用3只耳朵并朝同一方向奔跑的画面，他们彼此追逐，却又永远追不到对方。3只兔子，3只耳朵，产生了一兔双耳的错觉。这3只兔子不仅存在于佛教艺术中，而且也存在于世界各宗教中，有“三世轮回”的说法。这三只兔子代表着“前世”“今生”和“来世”，意味着前世、今生与来世一直在无限循环。

敦煌藻井通常位于室内的上方。据《风俗通》记载：“今殿作天井。井者，东井之像也。菱，水中之物。皆所以厌火也。”[4]东井即为井宿，是二十八宿中的一宿，古代人民认为东井是主水的，因此在殿堂、楼阁最高处作井，并装饰以荷、菱等藻类水生植物，可以压伏火魔的作祟，护祐建筑物的安全。因此，藻井最终被设计成了莲花型并结合了流线几何纹样。

3.3 互动装置设计构成图及制作流程

（1）互动装置设计构成。两片纹样图案镜面对称，相互重叠形成莲花型纹样，相互反方向旋转运动。当观众远离装置时装置静止，当然观众靠近时装置旋转运动并产生动态纹样浸入式动态效果，结合Kinect动态捕捉仪，根据观众的右手高低变化来调节装置外围纹样转动速率，给观众一种视觉上的效果体验及思考环境。

（2）制作流程。在选取材料时考虑到重量、尺寸及最终效果，选择了目前市面上可打印的最大尺寸——9mm厚、直径为90cm的激光切割的三层木板为最终装置的材料，与3D打印的光敏树脂材料相比，木板效果更佳。

3.4 互动装置交互程序与展示方案设计

在交互互动设计与展示方面，分别采用Arduino的UNO单片机开发数据板、HC-SR04超声波测距传感器进行输入，运用Kinect与Processing（图形设计语言）相结合的技术手段投映在装置上展示。传感器检测距离值为3m，当传感器探测数值小于3m时逻辑电路连接电源，装置开始转动。当3m探测距离内没有目标物出现时，逻辑电路则断电，装置停止转动。为了给参观者营造出氛围，参观者可以通过调整右手的位置高度来调节外围纹样动画的转动速率。在配色上的选取上主要采用了敦煌壁画的色彩构成，在图形的选取上也采用偏向卷草纹的类型并在Processing中用贝塞尔曲线绘制图案，因为导入PNG图片运行会出现掉帧卡顿情况，所以采用程序语言绘制。

4 结语

互动装置艺术旨在尝试探索人类与世界的新关系，其因人的存在而发生改变，增强了人的存在感。数字技术的发展使艺术从框架中释放出来，打破了作品分离的界限，使人类行为成为作品中的一个元素。最终，人类从物理媒介中被释放出来并真正地融入艺术作品。

本文通过大量敦煌文化相关历史资料的查阅、各种人机交互方式案例的学习、互动装置艺术的研究与分析、程序代码的编写和机械结构原理的探究等理论研究，结合作品制作进行更深层次的探索。敦煌艺术旨在探索人与自然、自身与世界的关系，而现实生活中我们感觉不到自己与自然、与世界之间的界限，世界上的一切都存在于一个没有边界的漫长、脆弱和令人难以置信的生命延续中。数字艺术可以让我们远离物理环境，带来了新的创造性，让我们可以通过这种超主观空间的逻辑结构重新探索古代丝绸之路的敦煌文化，相信这将成为更好地弘扬、传承和思考艺术文化的感知方式。

参考文献：

[1] 李四达.数字媒体艺术概论[M].北京：清华大学出版社，2015：67.

[2] 方芳.互动装置艺术在数字展示中的特性研究[J].美術大观，2017（07）：136-137.

[3] 吴佳桉.新媒体互动装置艺术特质探析[J].文艺生活·文艺理论，2015（3）：23-24.

[4] 郭巍巍.中华建筑艺术瑰宝——藻井艺术[J].当代教育实践与教学研究（电子版），2015（6）：31.

作者简介：徐科达（1995—），男，上海人，硕士在读，研究方向：数媒与影像数字化。