古代绘画文化底蕴深厚,具有多元化的艺术风格和表达内涵。随着时间的推移,为实现对古代绘画数字化永久保存,现在往往采用计算机技术对古代绘画进行数字复刻。粒子具有较强的动态行为模拟能力与视觉效果,能够较好地实现对传统绘画的数字化和交互创新。故在进行数字化保护的同时,提升古代绘画的观赏性和娱乐性,粒子化表达往往是常见的技术手段。本文以“«千里江山图»数字交互”项目为例,采用粒子表达的方式与古代绘画艺术效果尝试建立联系。探讨通过粒子化表达展现中国画独特艺术手法与文化内涵的路径,从而为文化遗产的数字化和创新性的艺术表达,提供一定的技术路径和参考价值。

　　一、«千里江山图»概述

　　«千里江山图»是北宋画家王希孟创作的青绿山水画,运用全景式长卷(纵约51.1厘米、横约1191.51厘米),其构图宏大、色彩绚丽、技法精湛。在画卷中,有民舍人居,人物活动内容丰富,如幽居、旅行、游玩、捕鱼等。这幅作品继承并发扬了唐代青绿山水画的艺术创作技法,创作者用笔精细妙到毫巅,特别注重在青色、绿色之间寻求各种变化,是古意与创新兼顾、实景与想象交融的绘画作品,代表了我国古代青绿山水画的巅峰成就。

　　目前,«千里江山图»被完整保存于故宫博物院,考虑到该作品属于“纸寿千年,绢寿八百”的典型,所以故宫博物院为其提供了最高规格的保护机制,较少展出。作为绘制于公元1113年的画作,距今已有900余年历史,它绘制在绢本上,采用大量石绿、石青等矿物原料。另外,绢作为一种有机物,会伴随时间的推移逐渐脆化并失去韧性,久而久之容易断裂。矿物颜料虽然色彩持久能力较强,但也因为厚重而缺乏黏性,每次画卷展开与卷起都会产生细微的折痕,进而导致颜料剥落,影响画卷画面内容完整性。过去,人们对于«千里江山图»的历史痕迹修复工作从未停歇,某些专家也通过高清扫描发现,画面确实存在历代工匠的补笔与补绢痕迹,这些都反映了画卷经历的沧桑流转,也是对历史的见证。同时由于工匠技艺高超,画作的整体神韵与主体风貌尤在。

　　对«千里江山图»的相关保存与保护遵循谨慎原则:画卷常年处于“休养生息”状态,严格控制展出次数;同时被珍藏于故宫特制库房,在恒温、恒湿、避光、防蛀的环境,为脆弱的绢丝、颜料提供修复条件,最大限度延缓老化进程。除此之外,故宫博物院还运用超高精度数字化扫描技术为画作建立数字档案,这不仅便于学术研究和公众鉴赏,而且能永久定格其真实面貌,为后续保护与研究工作提供精准可靠的参考依据。

　　二、“«千里江山图»数字交互”项目与数字化粒子表达技术

　　粒子表达技术擅长模拟水墨微粒动态行为与视觉效果,为传统绘画的数字化创新与交互创新提供了多种可能。本文所讨论的«千里江山图»是青绿山水经典之作,创作者通过宏大的构图结构渲染了大好河山。近年来,针对这幅作品的超高精度数字化保存技术已经出现,基于画作基础的数字交互展览主要通过粒子系统技术手段展现从静态到动态、从单向观看到交互体验的全面转化,为观众提供了沉浸式的山水意境体验。

　　实际上,粒子表达技术并非新技术,它在中国水墨画仿真研究中有20多年历史。2003年,已出现基于粒子系统开发的水墨画仿真算法,它通过模拟水墨粒子在宣纸上按照规划线路运动与扩散,展现丰富的水墨艺术效果,这是对水墨画作的数字化完整再现。一直以来,粒子表达技术呈现大幅度发展趋势,以GPU为核心的粒子表达系统利用图形处理器,精准计算并显示水墨粒子效果,它的实时性渲染能力更强。如今,对«千里江山图»的数字化保护研究实践不断深入,如运用数字化粒子表达技术,实现了中国传统画作与数字化技术的完美交互。

　　“«千里江山图»数字交互”项目就是以«千里江山图»为基础的粒子数字化表达实践,它通过系统梳理画卷的数字化技术应用路径,兼顾交互设计与艺术表现两方面,讨论传统绘画数字化创作中粒子数字化表达技术挑战路径以及发展方向。

　　三、“«千里江山图»数字交互”项目的粒子表达技术应用策略

　　本文所实践和探讨的“«千里江山图»数字交互”项目旨在实现对画作文物的有效保护,采用粒子表达技术可以将静态的绢本设色转化为动态形式,能增加画卷的对外展示和互动的机会。粒子表达技术所承载的山水元素构建与动态意境营造工作相当重要,它能够建立鉴赏者、研究者与画作的交互式体验,确保青绿山水经典能够在数字空间中焕发活力。

　　(一)粒子建模画卷山水元素

　　粒子表达技术是项目建设的数字化再创作根基,由于画卷中的不同视觉元素较为丰富,特征鲜明,所以粒子表达策略也特别注重差异性设计规划。具体来讲,对画卷中的山体、水体、植被体等核心元素都相应设计了不同的粒子表达方式,配合相应渲染方案。

　　以画中山体的粒子表达方式为例,画中山体表现依赖皴法笔触,项目中所用的粒子表达则希望突破这一传统特征,通过皴法纹理合成的贴图与基于粒子沉积与堆叠的建模技术融合渲染,能实现对传统山水画的大小水墨效果写意优化。«千里江山图»作者特别注重对“五渲其稿、层层渲染”工艺的把握,所以观赏者可以在长画卷中看到青绿色彩伴随视角和光线发生的微妙变动。项目中,不仅利用粒子模拟山体形态,也再现了不同颜料的叠加效果。采用粒子建模表达更能凸显这一色彩、光线渲染效果,即分层渲染技术发挥作用,它的艺术化表现更加生动真实。

　　再谈水体动态粒子化表达,项目的粒子表现形式为画卷注入了活力。项目设计时使用粒子模拟水流波动,制造一种类似云雾缭绕自然现象的视觉效果。例如,在画卷的游、行、居、望不同展区,水体的表现不同。以“行”区域为例,这一区域水流湍急,粒子运动表达速度相对较快;相比较而言,“居”区域则水面表现平静,粒子分布比较稀疏且速度缓慢。上述两大区域的差异化设计表达不但符合物理自然规律,也呼应了画卷对不同段落的意境表达。另外,水体效果渲染方面采用水墨风格,避免画卷内容过分写实,这对保持整部作品的统一艺术风格颇有必要。在设置中,也配置了着色器定制粒子色彩,调整画面透明度以及水体粒子运动轨迹,整个设计规划过程精准、逼真地还原了作品笔墨风格。

　　(二)粒子建模实现画卷交互体验

　　项目采用粒子化表达建模技术可以实现对画卷交互体验的优化,如人画互动。这种技术的交互不但可以引导观赏者鉴赏画作,还能让观赏者与画作融为一体,深度参与到艺术创作过程中。如身体互动粒子响应建模,这一建模丰富展现了人画互动的参与感以及趣味性。当观赏者靠近或者直接触摸某些特定画作区域时,画作周围的粒子环境就会立刻发生变化,形成一种人影掠过,水流、鱼群也跟随波动、散开游动的拟真效果。如果观赏者驻足在画卷区域不动,则画卷中的“流萤”会驻足在其周围,汇聚成一朵朵灯笼花,点亮一片区域。这种互动效果非常真实,因为它运用到计算机视觉技术、实时粒子协同技术等,主要利用传感器检测定位观赏者位置以及动作变化,然后将检测结果数据传达到粒子渲染系统中,系统负责分析运动方向粒子参数、速度粒子参数等,并随时进行调整,产生了丰富的视觉效果。

　　(三)粒子建模约束色彩管理语义

　　在«千里江山图»中,青绿山水风格内容较多,作者也使用了大量的矿物颜料,项目的一项重要工作就是还原这些色彩。在粒子建模模型中配置了着色器,可以实现对颜料的色彩定制,保证粒子效果颜色与原作画卷基本保持一致。而在原作基础之上,再创作的场景的色彩渲染都需要符合中国画的色彩逻辑,避免出现过分写实或者现代化风格的色彩表现。因此,在粒子建模中,应对色彩管理语义进行约束,采用带有算法保障特征的笔触着色器,精准把握山水画中的各种笔触。项目设计者提出了皴法纹理合成技术,该技术的核心点就是粒子渲染,并融入笔触特征信息,结果生成的粒子效果非常理想,不仅模拟了青绿山水墨色风格的扩散,还保留了画作传统笔触的美学价值内涵。

　　粒子建模约束色彩管理注重平衡画卷视觉复杂度,通过这一技术再现原作艺术风格,能精准把握画卷中细节,避免二度创作所发生的视觉混乱问题。因此,项目设计者对画作中元素的数字化强调与省略兼顾,尽可能保证创作效果既务实又务虚,从而展现中国画美学韵味。

　　总结来讲,项目的技术应用能力较强,真实展示了粒子表达技术系统的仿真模拟技能,它对于传统中国水墨画特性的仿真到位,而且构建了虚拟的山水空间动态意境,熟练运用了实时分层渲染技术以及GPU加速计算技术,实现了数字化语言的创新性表达,也通过大量粒子参数精准控制并再现中国画特有墨韵、笔意与意境。另外,项目提升了人们的体验感,如传感器技术与粒子系统的联动营造了更加丰富多变的交互意境,确保观众能够从被动的观赏者逐渐转变为主动的参与者,在其中畅游玩乐,感受古代绘画数字化表达的魅力。

　　四、结语

　　“«千里江山图»数字交互”项目立足青绿山水名作«千里江山图»,体现了对古代绘画艺术的数字化保存和对绘画艺术内容的创新性发展,这对文化传承方式的创新有重要意义。“«千里江山图»数字交互”项目所尝试采用的粒子数字化表达为丰富中华优秀传统文化的当代传播路径提供了更多可能性。未来,伴随科学技术的发展,数字化粒子表达技术必将在更多艺术领域发挥作用,让更多艺术作品焕发新的生命力。