【挑戰杯二等獎】光影隨行交互式舞臺特效伴侶系統

前言：11月20日，第十四屆“挑戰杯”中航工業全國大學生課外科技學術作品競賽在廣州落下帷幕。西安電子科技大學共提交6件參賽作品，其中2件獲國家一等獎，3件獲國家二等獎，1件獲國家三等獎，并捧得“優勝杯”。這是西電自2005年捧得“優勝杯”后，時隔十年再次捧得。多年來，學校十分重視創新創業教育在人才培養中的作用，以“星火杯”科技創新競賽為龍頭，打造廣泛參與的科學競賽平臺，全面點燃大學生創新創業的火種。此次挑戰杯，校長鄭曉靜院士還特別召開協調會推薦挑戰杯成果。為了讓師生了解本次獲獎團隊的情況，西電新聞網采訪了這六個團隊，并將陸續推出六個獲獎項目的深入介紹。

舞臺特效的華麗變身

——記第十四屆“挑戰杯”國家二等獎作品“光影隨行”

■學生記者 冷靜

項目名稱：光影隨行——基于動作序列識別的交互式舞臺特效伴侶系統

項目簡介：本系統具有針對舞蹈表演者的舞臺特效伴侶功能和面向大眾用戶的互動式娛樂功能，其中舞臺特效伴侶功能主要包括舞蹈背景渲染、互動式舞臺燈光、定位打光、影視原景重現和動作模仿打分等功能；互動式娛樂功能讓用戶可以自由選擇動作特效，進行二次編輯。系統摒棄了為演出預設好背景的表演模式，使舞臺特效能夠跟隨表演者動作進行變化，通過一種表演者與舞臺特效實時互動的新型表演形式呈現出來，給觀眾一種全新的觀賞效果與用戶體驗。

團隊核心成員所在院系：電子工程學院、經濟與管理學院

說起舞臺特效，大家不禁會想起炫酷的燈光、華麗的背景，伴隨著表演者的精彩演出，令人深深震撼，過目難忘。殊不知，為了配合特效表演出最佳的觀賞效果，演員們可謂費盡心力，不僅要注意音樂節奏，還要時時把握舞臺走位和動作幅度，個中艱辛不言而喻。而“光影隨行”的出現就解決了演員反復排練的這一難題。

光影隨行是一套交互式舞臺特效伴侶系統，由交互式信息采集端、舞臺和后數據處理與渲染交互式信息采集端三部分構成，運用動作序列識別算法、定位打光技術基于SVM的動作識別算法等關鍵技術，可以結合表演者的動作匹配出相應的舞臺特效，特效精準靈活且華麗多變。

11月20日，在被譽為當代大學生科技創新的“奧林匹克盛會”的第十四屆“挑戰杯”全國大學生課外科技學術作品競賽上，“光影隨行”榮獲國家級二等獎的殊榮。

一個愿望演化出創新產品

一天，一個喜歡跳舞的學妹找到了產品設計者之一的孫其功，向他敘述了自己排練節目的種種不易。她的舞蹈節目要和背景特效匹配，經常出現位置和時間的偏差，需要長時間的反復走位和練習，表演效果依賴臨場發揮，對演員要求很高。原本很歡快的一支舞蹈，跳起來卻緊張又壓抑。“可不可以讓舞蹈的背景跟著我動呢？這樣就可以省去了大量的排練時間，舞臺效果更具有吸引力。”

學妹的愿望成了孫其功靈感的來源。他平時就喜歡自己學技術、搞創新， “智能沖奶機”、“基于腦電波控制的立體圖像探測機器人”、“3D虛擬會議室”等多項“星火杯”、“挑戰杯”獲獎作品都出自他的手中。基于扎實的基礎和豐富的經驗，“光影隨行舞蹈特效輔助伴侶系統”應運而生。

后來成為團隊成員的王浩然和范越當時正在用Kinect開發一個小車，聽了學妹的問題，他們便想著用同樣的思路解決這個問題。兩人是在科協認識的老朋友了，也搭檔設計過室內機器人、超市購物系統等多個創新作品。有了技術支持，在團隊成員的共同努力下，通過不斷改進和調試，“光影隨行”設計完成。回想起當初研究這個產品的原因，王浩然笑著調侃：“這都是學妹的功勞啊。”

“挑戰杯”一路的心酸與成就

作品設計成形后，團隊就迎來了“挑戰杯”全國大學生課外科技學術作品競賽，并很快進入了國賽的緊張籌備階段。

劉禹是這次作品的技術總監，那段時間，每天泡在實驗室成了他的常態。“那個時候每天都很長很心酸。Deadline有很多事要處理，為了最好的展示效果，我們搭舞臺、架機器，從晚上八點一直忙到凌晨，經常半夜才回去，搞的樓管都通報批評我們了。”范越談起那段日子時說道。而擔任團隊舞蹈擔當的王瑤更是不辭辛勞地參與了每一次的產品調試，并積極為最終展示排練舞蹈。

王浩然除了負責產品完善，還要負責參賽的其他瑣碎事務。“除了完善作品，我們還要準備作品簡介、宣傳彩頁、海報等。我們原來都沒做過這些，耗費了大量時間效果也不理想，交上去被退回來好幾次。后來干脆自己學習Photoshop、格式轉化、視頻制作，真是新技能分分鐘GET。”

學校也對此次的比賽極為重視。為了達到最好的答辯效果，學校專門組織了兩次正式的模擬答辯，演說稿一直在修改，直到比賽當天才正式敲定。回憶起這段經歷，王浩然感慨地說：“最難忘的就是團委的朱偉老師了，他曾經在大活陪我們6個隊熬夜到凌晨2點修改作品說明書，對我們寄予厚望。領獎那一天，老師激動地的眼圈都紅了。”

說起比賽經過，也是小有波折。16日，各個參賽隊伍到廣東科技中心布展。由于參賽學校、作品眾多，展位都是提前布置好的。因為“光影隨行”作品要在投影上展示，所以對光線要求很高，但展位恰恰被陽光直射，風也不配合地刮，展位無法調換，一天下來，舞臺也沒能搭建成功，隊員心中很是沮喪。第二天，通過和本校的作品更換場地，作品才得以成功演示。在評委面前展示的只有一位答辯者，大家只能在遠處焦急地等待著。兩天的展示結束后，團隊獲得了國家二等獎的好成績，大家都很高興，卻也在輕松下來時，心中悵然若失。范越說：“我們曾經每天都在為作品、為比賽忙碌，當有一天比賽結束，真正清閑下來時，不是解脫，反倒有點淡淡的難過，這也是所有參賽成員才能體會到的感覺吧。”

堅定信心與腳踏實地

兩天的展示結束后，團隊中的老師、同學都積極到其他的展位參觀，拷ppt，看宣傳頁。提起這次廣州的科技之行，王浩然說：“我了解自己的學校，自己的作品，很多時候也在想：像清華、上交這樣的學校，他們的學生又在做什么。這次的比賽，讓我了解了他們的科技作品，認識到了自己的優勢和不足。某些領域不是我們的專長，確實比不了，但是在信息技術方面我們倒是很有信心，畢竟每年舉辦的‘星火杯’給我們提供了很好的平臺。相比之下，我反而因為知道了他們在做些什么而感到心安、踏實，卻不會因此而不自信。”

關于這次的作品“光影隨行”，團隊成員并沒有推廣和創業的計劃，他們對于自己和作品都有明確的認識和定位。范越說：“我們在學校都是學知識、搞創新，對創業一竅不通，不會貿然嘗試。再說，大學生的很多作品，只能代表一個發展的方向和趨勢，自身還存在很多不足，從產品設計到量產化還有很長的路要走。”

團隊中的“理科男”們性格靦腆，不善言辭，他們笑著總結說：“很多人會迷茫、會困擾，其實都是因為他們想的太多，卻做得太少。有句話說的實在，既要仰望星空，又要腳踏實地。我們要珍惜眼前時光，想做的事立刻去做，不能因幾次拖延變成遙遙無期。”

團隊的指導老師楊剛教授對大家的努力給予了高度評價，這次經歷不僅讓大家開拓了視野，更提高了每個人的能力。他說：“我們現在應當注重從技術導向型向問題導向型轉變，不是靠已有技術做創新，而是根據問題求解決方案，不再是‘do things right’，而是‘do right things’。”