虚拟现实技术在舞台管理中的应用研究

高颖婕

（中国音乐学院，北京朝阳 100000）

一般来说虚拟技术是通过多项技术交叉和集合而形成的综合产物，对其进行研究始于20 世纪60 年代，初期研究虚拟现实技术需要投入大量人力、物力，一般大多应用于军事和医学领域。而随着科学技术水平不断提高，计算机和3D 模拟运算能力以及信息传输能力不断增强，虚拟现实技术被应用于室内设计、工业仿真以及文物古迹等多个领域。本文基于虚拟现实技术的基本概念和发展趋势，结合虚拟现实技术在舞台管理中的新功能，对在舞台管理中实际应用虚拟现实技术展开研究。

一、虚拟现实技术的概念与发展趋势

（一）虚拟现实技术的概念和应用理念

虚拟现实技术顾名思义是通过利用相关技术，以模拟虚拟环境的方式创设一种环境沉浸感。在舞台管理中有效运用虚拟现实技术可以创建出完美的剧场效应，营造良好的艺术表演氛围，从而实现完美剧场表演的目的。在实际研究中，虚拟现实技术以英文Virtual Reality 来表示，简称VR。随着社会经济持续发展和科学技术不断进步，VR 技术已经渗透到各行各业中，并且在不断发展的过程中取得了许多优秀的成果，而且独立成了一个新的学科研究体系。

虚拟现实技术是20 世纪发展的一项全新实用技术，兼具科学性和趣味性，能够在综合利用电子信息、计算机、仿真技术的同时，达到不同的研究管理目的。虚拟现实技术是仿真技术的一个重要分支，理论上来讲是有效集合仿真技术计算机图形学、传感技术、网络技术、人机接口技术以及多媒体技术等，在研究和实践应用中具有较强的挑战性和学科研究交叉性等特征。

虚拟现实技术一般包括感知、环境模拟、传感和自然技能等内容，由计算机生成创建、形成三维立体影像，达到还原现实场景的目的。其中感知是虚拟现实技术的理想使用状态，即利用计算机图形生成技术形成视觉感知、触觉感知、运动感知以及听觉感知等，有的时候甚至能完美还原嗅觉和味觉等感知。自然技能则很好理解，具体是指人的肢体行为动作，如手势、眼神变化、头部转动以及身体其他部位的动作等，设计者可以利用计算机处理形成被模拟者的动作数据，在主动输入之后完成响应工作，以此反馈到被模拟者的五官和行为动作上，从而形成虚拟现实模拟过程。

（二）虚拟现实技术的发展趋势

从历史的角度来看，虚拟现实技术的发展经历了四个阶段：第一阶段划分主要为1963 年以前，这一阶段虚拟现实技术的研究主要为有声形动态的模拟研究，在这个研究阶段虚拟现实思想被正式提出，并逐步构建出基础的研究主体框架，为接下来的研究活动奠定了坚实的基础；第二研究发展阶段为1963～1972 年，这一研究阶段被称为虚拟现实技术的研究萌芽阶段，各种与虚拟现实技术相关的概念开始涌现，相关理论内容逐步完善；第三研究阶段为1973～1989 年，虚拟现实理论体系进一步获得扩展和完善，在主体研究框架和理论研究完善的基础上，衍生出一系列的实用技术研究方向，虚拟现实技术研究获得了丰富和发展；第四研究阶段为1990 年至今，在这一阶段虚拟现实技术开始逐步应用于多个现实行业中，并且取得了丰硕的研究成果。

未来虚拟现实技术主要有以下四个发展方向：第一，动态环境建模技术；第二，实时三维图形生成和显示技术；第三，研制新型交互设备；第四，智能化语音模拟现实建模。

二、虚拟现实技术舞台管理的新功能

（一）三维仿真

在实际的舞台管理中，三维仿真管理可以在设计舞台之前从多个角度和多个层次观察舞台的单个设备，重点观察各个设备之间的位置距离以及相互之间的联系等，能够在虚拟模型中获得相关数据。在三维仿真设计中，通过位置变化、角度旋转或调整大小等形式多角度观察和关联分析相关设备，以此提高设备的可控性，提高舞台管理的可视性和便捷性。

（二）监视及控制

利用三维仿真模型，结合数据图表的方式可以更加直观、便捷地输出相关信息。在标准的虚拟现实控制管理界面，通过操作界面查阅相关设备信息，结合具体的演出要求选择和调整设备参数。在舞台管理中构建虚拟化场景，促使虚拟化场景、选项菜单和表格能够互相结合，产生智能化三维控制系统，进而实现整体化管理舞台机械设备，以直观的方式呈现舞台设备运行状态。

（三）编辑与预览

在传统的演出创作过程中，前期要经过观察场地、了解场地和掌握设备情况等多个步骤，除此之外还要通过多次演出排练预演，进而反复修改与完善，最终达到满意的演出效果。通过深入分析不难发现这一管理过程具有较漫长且呈现效率有限的特征。

而将三维仿真模型应用于舞台管理过程，按照三维仿真模型结合真实比例进行建模还原，让虚拟场景中的设备与现实舞台表演的设备保持同步，使其位置和运行状态保持一致，在虚拟环境中完成演出活动排演的全过程。应用虚拟现实技术可以为舞台管理提供超高仿真的虚拟环境，不仅包括模型的大小，还可以完美呈现内饰花纹等具体细节，大到位置运行整体控制，小到舞台要素的质地纹理，均能够从技术层面的角度与现实场景保持一致。

利用信息技术传输全部的场地环境信息，打破了传统意义上空间和时间的限制，通过虚拟现实技术可以快速了解舞台设备分布、尺寸和外形等相关信息。除此之外，模拟预览功能模拟还原设备的运行效果，在无法满足多次演出排练要求的情况下，可以利用虚拟运行的方式快速熟悉舞台设备与舞台情景，极大地提高了排演效率。

三、在舞台管理中实际应用虚拟现实技术

（一）在舞台管理中预演应用虚拟现实技术

从计算机领域来看，虚拟现实技术是通过计算机技术生成一个虚拟的三维环境，促使用户沉浸于该虚拟空间中。从当前虚拟现实技术的发展情况来看，将虚拟现实技术应用于舞台管理还需要多层次的尝试和多样化的研究。舞台预演是制作方和舞台设计方通过观察一场完整的演出用以后期调整的依据，为了提高演出的完美度，演出之前导演需要总体规划和预演，从当前舞台预演的发展情况来看，舞台预演可以分为三种类型：一是搭建微缩实体模型；二是观看预演视频；三是利用电脑软件预演。其中搭建微缩实体模型的预演方式能够精确、直观地观察实际舞台细节，但是使用成本高，需要投入大量人力、物力；观看预演视频的二维视觉难以观察实际的舞台效果；利用电脑软件预演可以后期合成舞台表演内容，通过观看视频的形式直接感受舞台效果。

现阶段最常见的舞台预演应用是利用VR 开展舞台预演活动，VR 虚拟现实最大的特点是能够在一个特定的范围内生成逼真的三维虚拟环境，增强体验者的观看感受，其在现实生活中的多个领域均有创新性应用。基于此，VR 舞台预演概念开始出现，将VR 与舞台预演相结合，能够实现提前策划演出，通过电脑软件结合VR 舞台预演的方式还原真实的舞台。如实际应用在彩排过程中时，可以应用虚拟现实技术搭建预演舞台，模拟还原舞台的结构，呈现全部的舞台调度，可以及时发现舞台表演各个环节之间衔接的问题，提高现场彩排效率，在节约时间的同时降低整体设备损耗。

除此之外，VR 舞台预演还有利于演员保持极高的热情，有效保证演出团队的演出效率。VR 舞台预演可以让演员在头戴VR 设备的前提下置身于舞台空间中，以虚拟动画的形式呈现舞台最终的效果，可以综合评估舞台设计的可行性。除此之外，还可以在虚拟环境中模拟创建舞台，组织演职人员走位模拟舞台效果，提前了解舞台演出流程，为舞台管理领域带来全新体验。将舞台运作过程整体视觉化，通过虚拟现实技术构建舞台模拟系统，生成逼真的虚拟演出环境，能极大地缩短舞台搭建周期，提高舞台设计方案、搭建场景和舞台系统的兼容度，以此快速且真实地还原舞台。

（二）在舞台管理中交互应用虚拟现实技术

虚拟现实技术在实践应用中可以表现为以真实环境叠加虚拟信息，在同一个画面和视觉空间中同时存在现实场景和虚拟场景，具备一定的超现实意义。传统舞台管理与设计主要为投影、物理搭建和灯光布置等形式，配合演员的专业化表演，而交互应用虚拟现实可以综合利用虚拟现实技术将虚拟场景和人物角色还原到现场表演中，进而达到传统舞台布景、灯光布置等物理道具难以实现的视觉效果。例如在近些年的春晚等大型表演中曾多次利用虚拟现实交互的方式，以虚拟场景+真人表演或虚拟人+真实场景等方式，为现场观众带来不一样的视觉盛宴。

在舞台管理中交互应用虚拟现实技术一般更适用于演播室环境，如以录制春晚舞台为例，为了增强现实技术可以通过实时计算摄像机位置和捕捉角度，通过叠加上层的算法和图像，促使虚拟人物在虚拟场景中做出相应变化，结合真实的舞台环境实现交互管理设计，最后通过输出电子设备如电视或网络直播等，促使观众能够看到虚拟现实下的互动表演活动，将虚拟影像结合真实现场进行传播。这就需要现场舞台管理者能够全面掌握虚拟场景、节目内容和现场灯光等，使之互相配合进而达到立体化的表演目的。

（三）虚拟现实技术与艺术舞台全息投影应用

舞台全息投影即记录和展现三维图像，一般是指控制灯光，实现全息投影首先需要采集虚拟展现事物的尺寸、亮度、对比度和形状等信息，利用电子信息技术复原信息。从生活的角度出发来理解，摄影和电影均属于收集、采集平面信息，并且平面复原信息，而全息投影是采集相关的立体信息，并且立体化复原信息，综合对比两者可以发现，摄影和电影技术属于二维图像展示，只能通过透视和阴影等方式实现。全息投影技术则是360°展现要还原的真实内容，可以观看影像的整体，全息投影技术不需要观众佩戴3D 眼镜就可以真实观看到实际物体和人物，呈现美轮美奂的画面。

在实际应用全息技术的过程中，一般首先需要记录光波信息，其次在空间光波调制器的作用下实现信号转化，读取广播信息，最后通过处理光波实现信息传递。简单来说，全息投影是利用光波回放的方式达到创建舞台的目的。在这一过程中，首先需要利用计算机技术记录大量信息，与此同时还要利用光波调制器实现信息传递，这对于计算量和存储空间都有极高的要求。

在实际应用过程中，舞台管理和设计的全息投影追求呈现最佳的视觉效果，体现舞台的绚丽，衬托舞台节目的效果。如2023 年北京春晚中邓丽君与王心凌和韩雪隔空对唱的节目，场景效果就综合体现了虚拟现实技术中全息投影技术的应用效果。以全息投影的形式展现出另一个时空的人或事物，在舞台表演过程中上演穿越时空的对唱，给观众带来不一样的视觉感受，促使观众在追忆往昔的同时感受现代科技的发展。利用全息投影与现实互动进行舞台表演，管理与设计舞台时需要重点处理好虚拟部分与真实部分之间衔接的关系，这也是影响演出效果的至关重要的一个环节。

四、结语

总而言之，在舞台管理中有效应用虚拟现实技术可以提高舞台管理效率，打破舞台管理时间和空间的限制，在综合虚拟现实技术实现舞台创新的同时充分把握舞台表演的现实要求，以现实结合虚拟的方式为观众带来不一样的感官体验。应用虚拟现实技术打破了传统意义上的舞台表演形式，因此要在舞台管理过程中积极利用虚拟现实技术开展预演活动，助力舞台表演的各个环节，加强各个部分之间的衔接关系，并结合虚拟现实交互和全息投影等方式丰富舞台演出的手段和表现形式。