“蓝梦之旅”虚拟仿真艺术设计研究

梁正颖，蒋涛，张晓辰，陈杰聪，姜凯明，徐克，于世豪，高焕，张青荣

（江苏海洋大学，江苏 连云港 222005）

当今时代，海洋日益成为世界的焦点，海洋战略地位正全方位提升。我国作为海洋大国，对海洋的探索是人类物质生存发展的重要引擎,人类将探索的成果总结到学科当中[1]。而跨学科的融合成为当前一种新的趋势，学科与学科的交融，对于各学科的探索提供了新可能。随着艺术与科学融合度的加剧，艺术设计与海洋生物科学相辅相成，能够帮助人类更精准地了解和探索海洋生物的习性、特点及生态环境等。本文以人文艺术与工科的跨学科融合为背景，探索海洋生物科学与艺术在项目融合及设计创新上的更多可能性。

1 “蓝梦之旅”的由来

“蓝梦之旅”意为蓝色梦想之旅程，是江苏海洋大学艺术设计学院与海洋科学与水产学院跨专业合作研究命题，“蓝梦之旅”团队主要是借助数字媒体艺术领域的虚拟仿真设计、仿真媒体艺术创作等手段推广海洋科学团队师生在实验培育海产品“日本囊对虾”过程所研发的系列新科技成果。主要通过对仿真艺术作品的LOGO 设计、造型角色、场景设计、UI 界面设计等四个方面设计，构想海洋生物元素在艺术设计领域的创新思路。本文权作引玉之砖，以引起业界对生命科学仿真艺术设计的深入探讨研究。

2 虚拟仿真艺术设计现状

虚拟仿真作为基于计算机数字技术发展起来的一种革新的技术手段，因其形象、立体、能超强模拟现实环境、促进安全工程作业等特点，虚拟仿真技术在地产、医学、军事、教育实验等领域有着广阔的现实应用。虽然自发端以来虚拟仿真曾一度隶属于工科范畴，但随着图像时代特色的愈发突出，虚拟仿真在很大程度上被作为促进科学信息与现代艺术相结合的手段，被艺术家们赋予有效的视觉艺术化表达，以提升虚拟仿真传统工科作品的人文艺术内涵及艺术文化价值。

当下社会快速发展进程下，虚拟仿真技术的运用已经逐渐融入艺术设计领域。技术的革新促进艺术设计的发展迎来一个崭新的春天，并在表现形式上体现出艺术创新内涵的多样化。近些年，借助虚拟仿真新技术开发了多种云博物馆、数字展厅、VR体验展馆等。例如，2022 年1 月诸多单位在青岛联合举办的元宇宙展，利用MR、3D、AR 等新兴技术，搭建虚实结合的海洋场景，游客可以身临其境地体验一场海洋盛宴；2011 年，“数字敦煌”项目建成，该项目旨在借助虚拟仿真新科技手段让大众不再受地域交通的限制，身在何处都能畅快云体验敦煌艺术瑰宝的魅力；2019 年4 月，位于上海的“深蓝之境”海洋沉浸式体验艺术展，这是一场集技术仿真与艺术于一体的光影互动之旅，让观众身临其境般感受到海洋的静谧，同时揭示了海洋生态的不容乐观，从而倡导海洋环保的意识。在艺术与科技双学科的融合背景助推下，虚拟仿真在艺术设计领域的应用更趋向于营造一个模拟仿真人文艺术世界。

3 “蓝梦之旅”仿真艺术设计

团队项目“蓝梦之旅”以海洋生物日本囊对虾为基础,通过搭建日本囊对虾生长的不同阶段模型及生活场景，并对海洋科学团队正在研发的两种新型培育模式展开仿真再现，以虚拟仿真交互漫游和CG 动画两种形式表现日本囊对虾的生长发育特点、生活习性：在虚拟仿真交互漫游作品中，借助Unity 交互体验模式，采用虚实结合的场景构建风格，科普日本囊对虾的生长规律等科学常识；在CG 动画作品中，主要采用科技发展与艺术化造型元素相融合的风格，以戏剧化情节刻画日本囊对虾的养殖生长。在进行艺术设计的整体构思，如何将海洋生物科学与数字艺术相互交融并促进科学传播，如何将研究成果以大众喜闻乐见的方式讲述，这些问题贯穿整个课题研究中。

3.1 艺术设计之LOGO

团队项目“蓝梦之旅”的LOGO 设计秉承极简主义，从海洋生物产品“日本囊对虾”身上提取视觉符号[2]。使用对虾明朗轻巧的外形、概括柔和的弧线以及有力的直线元素符号，搭配衬线体英文，使得整个视觉形象显得明朗直观。团队小组最初设计了三套不同的LOGO 视觉风格（如图1-3）。均统一注意到塑造符号的七大特性：独特性、辨识度、延展性、记忆度、普适性、前瞻性和简洁性[3]。

在三版不同风格样式的LOGO 中，作品最终采纳三角直线型设计方案(图3）。整体LOGO 采用左右放置构图，左边为图形解构重组的囊对虾，由不同大小的三角形构成，三角形象征稳定、均衡，是一种奇特个性的图案，以大小、形状各异的三角形构成囊对虾的身体和尾部，四条长短粗细不同的线条构成体肤纹路，便于拉开画面层次；尤为突出的是加粗的三角，既从艺术角度抽象表示囊对虾触须，又站在科学角度象征数学符号。右方字母“BLUE DREAM”，在笔画形式设计基础上添加了海浪的表现元素，以传达海洋文化创意构想。

3.2 艺术构想之角色

3.2.1 VR 虚拟仿真角色

“蓝梦之旅”团队对虚拟仿真艺术作品的风格定位趋于写实主义，即构建多感官的仿真海洋世界。在构建角色对虾时，考虑到对虾的生长发育的七个过程，在设置不同阶段幼体的体态、动作、色彩等方面有所区别。比如在产卵时期，搭建的幼卵呈半透明质感，宛若晶莹剔透的露珠一般，以表示新生命的降临。到了仔虾成长壮大阶段，角色的体态更趋向健壮形体，色彩饱和度也较高。而由于不同阶段的幼体所生长的环境有所差异，不同阶段的幼体所生长的环境所需的湿度、盐度、纯净度等科学因素不同，在质感、强壮程度上也随之做了相应调整。

3.2.2 CG 动画的角色

CG 动画作品的创作前期，团队在原有对虾造型的基础上，对角色的肢体、五官进行拟人化处理。配合概括的圆滑曲线，躯干的灵巧加以变形虚拟化。CG 动画中的虚拟角色可以起到对海洋世界的导游功能，让观众在主角视角下感知体验情节的跌宕起伏，进而科普囊对虾生长规律等科学常识，为停留在平面视觉的文化知识增添“灵活”，徒增CG 动画作品的童趣性。

3.3 艺术联想之场景

场景设计作为直接影响用户体验以及剧情走势的因素，必将成为虚拟仿真艺术设计的重点。本项目在场景的搭建上，根据对虾生长阶段的差异，设置了由前向后的梯度形式形成的通道，通道推进基于由简至繁的原则，前后相连，层层深入，营造对虾所居住生活的沙池场景。整个通道以岩石堆砌而成，在相邻的沙池场景之间，使用岩石门洞进行分隔。岩石的设计区别于普通岩石，岩石上的斑驳印迹，起到点缀周围环境的作用。随着漫游的推进，每个梯度场景中的仪器设置也随之发生变化。例如在对虾生长过程中，需要控制不同的水温、氧气量等，那么养殖池中会配备加热管、进水管和增氧设备。而为了做到科技创新与艺术创意的结合，团队成员在这些科学设备的造型上做了艺术化的加工。以加热水管为例，传统的加热水管外观造型呈灰色管道。而设定场景中水管样式有所改变。首先，造型上区别传统笔直刚硬的水管造型，而成蜿蜒形态盘绕在岩石周围。另外，色彩上为了区别岩石以及加强视觉冲击，选用与岩石颜色互补的红色系，色系的饱和度会与水温的变化做相应的改变。例如，当刚孵化的无节幼体体力值较低，需要暖水流使体力值回升时，用户操纵点击加热水管开始加热，加热水管的颜色从淡粉色逐渐转为饱和度高的红色，营造出变化过程的时间特征。

3.4 艺术应用之UI

在虚拟仿真作品中，UI 界面用于展示海洋生物发育阶段、生活习性以及养殖过程注意事项等衍生知识，在人机实现交互时，界面会出现一定提示，因此，UI 界面需要与剧情需定、操作逻辑、画面风格等进行统一。

3.4.1 UI 界面元素设计

界面元素的选择，追求整体性原则。在设计时根据不同的科学知识，采用了与之相对应的界面系列符号。团队成员首先确定了整体的UI 界面风格，提取项目LOGO 中所使用的三角形元素，配合点、线、面等符号元素来进行整体规划，并且在版式上进行合理安排，处理元素之间的虚实、疏密关系，使得整体布局达到平稳、融合的设计特点。其次，对于不同场合以及不同的科学知识，提取科学知识对应的元素符号进行融合。譬如，在需要增减盐度场合的提示界面，设计时融入相应的盐度单位符号百分号；在需要调节温度的界面中，边框的设计灵感来源于温度符号℃。

3.4.2 UI 界面色彩及风格设计

在UI 界面设计中，除了外观造型，色彩具有重要的传递信息烘托氛围的作用。界面的元素符号确定后，就需要对界面的色彩进行敲定。由于对虾体被呈现紫褐色的纹路，尾部既有明艳的蓝色又带有活力的黄色，随即提取出蓝色和橙色，以在包容色彩的范围中找寻不同，协调受众的视觉心理，并做降低色泽透明度和饱和度的处理后，拟定UI 界面的色彩。另外，对于不同的科学知识符号也做了相应的特殊处理。以盐度单位符号百分号（%）为例，在色彩上调整橙色的明度，生成红棕色，调节颜色的深浅使得界面的色彩富有一定的层次感。

4 海洋生命科学仿真艺术前景

随着海洋生命科学研究的不断深入，需要借助更时尚、多元、科技化的传播手段，以宣传愈来愈纷繁多彩的海洋科技知识，丰富大众海洋科普知识，提升海洋强国意识。作为海洋大国并把建设海洋强国为战略目标的中国，对于海洋生命虚拟仿真艺术的研究在近些年有了丰富的展示形式和更大的展示空间。可以想象，在未来，当新兴媒体技术与艺术相逢，海洋生物无需离开自己生活的家园，在透明的玻璃橱窗建造的迷离海底世界与游人见面，而大众可以通过数字化的手段和艺术化的表现形式，在在有温度的作品中体验海洋既自然又梦幻的唯美效果。希望我国在海洋生物科学与艺术领域的结合能够独树一帜，从艺术的角度去诠释科学之美，振兴国家海洋文化，实现在继承中创新发展海洋文化的新愿景。