莫尔动画在艺术设计中的转化和应用探索
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摘要：将莫尔条纹这种光学现象与动画艺术相结合，形成了―种全新的莫尔动画艺术，使单张图画从静态转变为连贯流畅的动态成为可能。作为―种艺术形式和―种新型的传达信息的方式，莫尔动画在艺术设计中的开发和应用却并不多见，文章指出了其发展过程中存在的问题，并对其局限性提出了调整和转化方案，从而为莫尔动画在不同存在和传播环境下的运用打开了一条出路。
关键词：莫尔动画 光栅 观者
从摄影的发端到摄像的成熟再到计算机多媒体技术的兴起，人们的观看行为越来越受到视觉技术的影响。莫尔条纹作为―种光学现象，除了能给人们展示瞬息万变的视觉效果外还提供了一种动画展现的新方式，在此暂且把这种基于光栅之间的位移所形成的莫尔条纹变幻称作“莫尔动画”。虽然这种“动画”的呈现只是简单脉络、纹样的变化，而且这种动态的呈现还是虚拟的、不真实的，但悖谬的是，这种错觉的感知越是真实，人们对这种虚拟呈现的兴趣也就越大。
一、莫尔条纹与黑白光栅的释义
莫尔（Moire）源于法语，意思是叠纹或云纹的、波纹的，它是由两个或多个重复性的具有相同频率和空间周期性结构的族群相互叠合所形成的光学现象。生活中能形成莫尔条纹的现象有很多，比如两层纱窗、蚊帐或薄丝绸叠合在一起都会出现的明暗相间、纹络各异的莫尔条纹。随着各个族群之间相对位置和角度的变化，所形成的莫尔条纹的大小、形状和位置也会发生改变（如图1）。
光栅一般是由很多规则排列、间距相等的的明暗线纹所构成，“按线纹的形式，光栅可分为线间光栅（黑白光栅、幅值光栅）和线槽光栅（闪耀光栅、相位光栅）两种，每种又有透射和反射的之分”。黑白光栅主要是由一系列的透光带和不透光带所构成，这种形式的光栅如果与合成的关键帧图形发生相对位移便会呈现出莫尔动画的效果。需要指出的是莫尔动画的效果和从不同角度观看能切换不同动作的画面效果，这两种技术的成像原理是不同的。虽然两者都是利用光栅达到了单一图像的动态变化，但可变幻动作的视图主要利用的是柱面型的线槽光栅，而呈现莫尔动画效果的黑白光栅是线间光栅的一种形式。从严格意义上说，由黑白光栅与关键帧图形所形成的莫尔变幻才是真正意义上的“动画”，其连贯性和流畅度要远远大于简单几个画面动作的切换。
二、莫尔动画的原理及其构成
如图2，水平推动图画右边垂直排列的黑白光栅，光栅覆盖左侧由关键帧合成的图画时，交织区域便会呈现出―只动物在不断奔跑的动画。从生理学的角度来说，其原理和动画、电影的早期发展一样，都是利用了人眼的视觉暂留特性才使静态的图像呈现出了动态的效果；从光学的角度来说，其形成原理有不同的解释，“―种是基于遮光阴影原理，―种是基于衍射干涉原理”。56无论基于何种原理，条状规则构图的关键帧图形与黑白光栅产生的互动都与莫尔条纹的变幻无异。黑白光栅相当于所有帧的一个共有部分，它的移动填充了关键帧图形中每帧动画的大部分内容，并使前一帧的图画迅速消失让位于下一帧图画。由于每帧对应一个光栅的间距，因此，当光栅每移动一个单位时，下一帧的图像便迅速出现取而代之，这样就使我们能在一张做连贯动作的图片上看到莫尔动画的效果。
若实现这种效果，首先要把视频形式的动画分解成若干个单位帧，分解的帧数越多，莫尔动画就越流畅。为了让动画的展现更加连贯，可在最后一帧后再排上第一帧，这样就能用有限的帧数表现无限的循环。然后把所有的帧数都叠合在一起单独处理每一帧，当光栅覆盖在第一帧上时，把第一帧与光栅重叠的部分全部删除，同理处理剩余的所有帧。最后再把所有帧都放在一个图层上，会形成一系列条状排列的区域和一块黑色的区域，黑色的区域是所有帧的共有区域，也是唯一不会发生动态变化的区域，其它区域则会在光栅的移动上呈现出动态的莫尔变幻。
三、莫尔动画的现实应用局限
虽然莫尔动画的构成原理简单，但在现实中的应用却微乎其微，主要原因在于与电子媒介环境下的视频类型的播放形式相比，莫尔动画存在着不同程度的弊端和局限：
首先，在播放方式上，莫尔动画必须要有外力驱动光栅才能形成，额外动力的消耗使其适用性没有采用视频播放的形式来的方便和快捷；其次，在观看方式上，传达受众观看莫尔动画时，必须透过移动中的光栅。光栅的设置对于不在正常角度和距离观看的人会形成视觉障碍和误差，不利于图像信息的传达和接收；再次，在视觉对象上，关键帧图形所传达的图像信息比较单一，传达的信息量也较少，观众接受到信息的有效度较低。
四、莫尔动画在艺术设计中的转化和应用
“现代社会的关注点是运动中的视像。现代体验的形式不仅依赖于运动，而且也依赖于运动与视觉的结合：即动画”。莫尔动画的视觉吸引力在于它不仅可以表现动态的画面，还可以把原本静态的画面转变为动态的画面，这也正是莫尔动画在艺术设计应用中的观者兴趣点。要实现莫尔动画的应用，必须对其局限性做进一步的转化。
1.由静到动的外力驱动转化
外力驱动光栅是使关键帧图形由静态转化为动态的首要条件，笔者的着力点由对光栅的动力转化转变为对观者观看行为的关注。观者的观看行为可大致分为静止和运动两种状态，运动速度不同，所看到的视觉对象也是有差别的。正如拉兹洛・莫霍利・纳吉所说“趋向于高速发展的运动改变了物体外观，使人们无法把握这些物体的细节。同是观看物体，行人与汽车司机的视觉经验迥然异趣。司机或飞机领航员能把遥远而无关联的路标融入某些空间关系之中，而行人对此却一无所知。这种差异是由多种速度即运动视线所导致的变化直觉而造成的”。
根据运动视线的变化所造成的视觉对象的差异，可以把光栅的外力驱动转变为是在观者的位移这个必要条件下进行的，其动态不是―种主动的呈现而是―种有条件的被动的呈现过程。由于观者在运动时，运动速度以及观者与视觉对象之间的距离、角度和视域的不同无形当中提供了―种可变的内在动力，这恰好可以利用莫尔条纹对微小的位移、角度和相对位置的变化特别敏感的特性，从而把光栅的外在驱动转变为观者的内生动力。如图3，观者改变―下角度和视点的位置，莫尔条纹都会呈现出别样的变化。虽然此变化离真正意义上的“动画”还相去甚远，但莫尔条纹变化的方式已为我们提供了光栅动力转化的新方式，它既解决了莫尔动画现实应用中的动力发展瓶颈，又创造了一种观者与视觉对象互动的新模式。
2.由少到多的光栅风格转化
光栅风格的转化主要涉及光栅的颜色、造型、排列方式等。实际应用中，由于光栅是覆盖在关键帧图形表面的，因此，光栅的颜色和造型等外观因素往往是达成对观者视觉吸引的第一要素，而光栅的排列方式则会直接影响到莫尔动画的观看效果。
首先，黑白光栅主要是由一系列的透光带和不透光带所组成的，因此在颜色上要跳出不透光带就是黑色的局限。即不透光带的颜色可以配合关键帧图形的颜色进行合理搭配，可以是多变的、彩化的。
其次，在光栅造型的设计上，也要突破黑白光栅所构成的条纹仅仅是直线形的局限，它可以是折线型的或曲线型的（如图4），关键在于如何与关键帧图形所搭配，给观者创造出更好的视觉效果。但是，需要注意的是光栅的造型如果过于复杂，对关键帧图形的干扰就会越大，也就不利于关键帧图形所传达信息的识别。
再次，在光栅的排列方式上，要对传达受众的观看状态密切关注。比如，观者在乘坐地铁、火车等交通工具时，在这些相对封闭的空间内做被动运动时所带来的视线位置的不断变化，“艺术家、建筑师、广告和展览设计师们，必须考虑到这些高速运动的交通工具所要求的朝向空间组织化和交流的新趋向。在我们这个必须顾及运动视线的高速时代，一个自然而然的结果就是视觉艺术中新视点的应运而生”。在具体的视觉环境中要对观者的运动方式和视觉流程加以关注，当观者的运动方式是水平位移时，光栅可设计为垂直排列的。在少数情况下观者做垂直位移时，比如乘坐透明玻璃构造的观光电梯时，光栅则可设计为水平排列的。在光栅排列的过程中，光栅参数的设置也是―项重要技术指标，光栅参数的设置主要涉及透光带和不透光带的宽度，参数的大小也会直接影响到莫尔动画的观看效果。通过实验得知：在一定范围内设置透光带宽度相同的情况下，不透光带宽度越小，所能展现的关键帧就越多，动画的表现就更流畅，细节也更丰富；在一定范围内设置不透光带宽度相同的情况下，透光带的宽度越大，动画的呈现就越清晰，其展现的关键帧就越少。光栅的设置既是呈现莫尔动画的条件，也会在不同程度上给观者造成视觉障碍和误差。为了避免视觉上的中断和抽离，应结合观者的运动方式、速度、路线对光栅的颜色、造型和排列方式进行严格设定，并依据关键帧图形所传达的信息内容及大小，选择其适合环境下的光栅风格。
3.由简到繁的关键帧图形转化
当观者对简单的莫尔动画“奇观”逐渐麻木以后，视觉与欲望也逐渐减退。纹络花样的变化只是完成了对观者视觉吸引的第一步，观者只是初步体会到这种互动所带来的视觉变化，要想达成对观者的视觉说服和视觉认同，还必须在关键帧图形的传达内容和传达方式上要有创新和突破。
如图5是一个透明茶几的简易模型，当观者围绕着茶几走动时，就会透过茶几看到鱼儿在下面游动。相对于过于简单条纹样式的莫尔变化，此项设计在传达内容上已把动画艺术融入其中，真正实现了观者的位移带动动画的播放，观者静止动画的播放也停止。相对于视频类型的播放方式，除了增加与观者直接的互动性之外，还把动画的播放媒介从电子媒介转移到了现实生活中实质的设计对象上。而莫尔动画技术与计算机多媒体技术的结合则使动画的呈现更加多样和复杂化。如图6是一个呈现莫尔动画的简易模型，图A是关键帧图形的显示屏，图B是光栅的排列位置，图c是一个观者可切换关键帧图形的脚踏式按键周D是观者所处的最佳观看位置。观者可以通过自身的位移不断改变自己视点的位置观看莫尔动画，还可通过脚踏式按键切换各式各样的关键帧图形与之互动。如图7是一朵花在开放阶段的关键帧合成图像，当观者在光栅前发生位移时就会看到屏幕上花的开放动画。这两种技术的结合不仅解决了关键帧图形传达信息内容的单一性问题，更以即时改变的方式赋予观者更多样化的信息选择。从简单条纹样式的变化到复杂动画的呈现，从单一性主题的传达到多样化信息的选择为莫尔动画在艺术设计不同领域中的应用提供了多种参考和范式。
五、总结及展望
莫尔动画在艺术设计中的转化和应用以观者有意或无意的运动位移为前提。在传达方式上，它以互动探索型的观看方式代替了被动接受型的观看方式，在此不止展现了一种新的观看方式，还允许我们可以自由支配、控制和调整我们所看到的东西，把观者不断变化的视线纳入到设计当中，从关注设计对象到关注人本身，极大的调动了观者参与莫尔动画互动的热情与积极性。在传达媒介上，莫尔动画不仅可以在电子媒介环境下通过与观者的互动进行播放，在现实生活中实质的设计对象上也可以加入莫尔动画的元素呈现出动画的效果，从而改变了以往动画的播放只能在电子媒介环境下才能呈现的局限，同时也转变了动画这种虚拟影像艺术仅仅作为大众文化生活的一种精神食粮的局限，转入融入到大众的物质文化生活当中实际的设计对象上。
可参与式的莫尔动画在工业设计、广告策划、环境艺术设计和多媒体设计中存在着广泛的开发和应用潜力。作为一个具体的设计对象来说，加入了莫尔动画元素的设计作品，其新颖和奇特的动画效果能吸引住观者的注意力，使观者产生兴趣与之互动，令消费者产生购买意愿达成交易。作为一种传达信息的方式来讲，这种基于观者的位移与视觉对象之间的互动所产生的莫尔动态变化，会让观者的记忆度和辨识度大大增加，信息传达的有效度也会大大提升。在“泛动画”时代，形式多变和内容多样的动画也只能在电子媒介环境下才能呈现，而视觉效果多变、互动方式简单的莫尔动画在艺术设计中的现实应用则开启了动画艺术在非电子媒介环境下呈现的新局面。