当代场景设计中的人工智能辅助数字媒体与音乐可视化

《Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage》：AI-ASSISTED DIGITAL MEDIA AND MUSIC VISUALIZATION IN CONTEMPORARY SCENOGRAPHY

　　

摘要

本研究探讨人工智能（AI）如何通过基于实践的研究方法支持当代舞台美术设计。研究基于节奏、速度、情感强度、配器和文化背景五个维度选取了五首音乐案例。利用AI辅助图像生成来探索舞台美术概念，随后由研究者使用常规数字设计与动画工具对其进行精炼和整合。所生成的视觉媒体被开发为预先制作的、与音乐同步的内容，用于LED显示屏和基于投影的舞台美术。AI作为创意支持工具发挥作用，而人类的监督则引导视觉选择、精炼、空间组织和文化诠释。研究表明了一种整合生成式AI、音乐可视化、数字动画和基于投影的舞台美术设计的人类监督工作流程。

引言

数字媒体已成为当代戏剧舞台美术的重要组成部分。动画数字图像和视觉形式可以根据演出场景预先制作，并展示在LED屏幕、投影表面或舞台3D物体上。投影映射提供了一种将动态数字影像与实体舞台表面结合的方式，使舞台美术设计师能够扩展传统舞台设计的视觉和空间语言。这些技术拓展了在舞台美术环境中构建光、动画、空间构图和投影影像作为一体化设计元素的可能性。

历史上，动态舞台美术依赖于机械运动、灯光、投影、旋转舞台、升降装置以及其他物理设备来在演出过程中创造视觉变化。电影、视频、数字动画、LED显示屏和投影映射技术的发展随后拓展了这些可能性。在当代实践中，数字媒体可以预先制作并与演出提示同步，使视觉序列对应于音乐、戏剧和编舞结构。在此背景下，AI辅助图像生成为在舞台美术设计的概念开发过程中探索视觉替代方案提供了额外的工具。

在动态表演秀和现代舞中，舞台灯光——尤其是投影光——已成为重要的舞台美术元素。在这些语境中，投影可以移动并与观众和表演者互动，作为一个积极的舞台美术组成部分，而不仅仅是作为照明手段发挥作用。舞台美术长期以来一直使用灯光投影和投影画面，通常是背景投影。早期的例子是魔灯，一种光学投影设备，在近代戏剧投影之前几个世纪就已出现，并在十七至十九世纪得到广泛发展和使用。

最早的投影动态图像尝试，最初是非动画的，后来发展为动画图像，表明现代和当代戏剧中投影的复兴既是技术进步的结果，也是创造将其呈现为舞台美术元素的新技法的结果[1]。舞台美术通过布景元素、灯光、投影和数字媒体的协调使用来传达叙事、主题和空间信息。自早期投影技术发展以来，投影影像越来越多地被纳入戏剧环境。当代LED显示屏和投影映射系统拓展了这些可能性，使视觉内容能够与舞台建筑和布景表面整合。在本研究中，数字媒体被视为一种视觉音乐形式，其中音乐特征指导视觉和美学构图的开发。

本研究所分析的音乐作品并非仅基于个人偏好选取。相反，它们是根据先前关于音乐可视化、视听设计和基于实践的艺术研究中的音乐可视化研究得出的预定义舞台美术标准来选择的，在这些研究中，艺术案例研究的系统选择被视为严谨创意探究的基本组成部分。[2],[3],[4],[5],[6] 五个标准指导了选择过程：

1. 节奏结构的多样性，使评估不同形式的视觉节奏和运动成为可能。
2. 情感强度的变化，使探究AI生成的视觉构图如何响应对比性的情感氛围成为可能。
3. 配器的丰富性和音色的多样性，为将音乐织体转化为数字舞台美术元素提供了足够的视觉灵感。
4. 文化来源的多样性，确保研究包括来自不同地理和文化背景的音乐传统，而非仅聚焦于单一音乐风格。
5. 产生对比性视觉叙事的潜力，使AI辅助的数字媒体能够产生广泛的、适用于不同戏剧语境的舞台美术构图。

这些标准在选定音乐曲目之前确立，以提供一个透明的、始终一致地适用于所选基于实践研究方法论的案例研究选择的框架[7]。类似的方法已被用于视听对应、音乐可视化和多媒体设计的研究中，其中节奏、速度、情感表达和音乐织体被视为将声音转化为视觉表现的基本参数[2],[3],[4],[5],[8]。

基于这些标准，选取了五首代表性的音乐作品，因为它们共同提供了速度、节奏、配器、情感表达和文化背景方面的显著变化，从而为考察AI辅助音乐可视化和数字舞台美术构图提供了全面的基础。

通过我以下受某些具有不同节奏和旋律的独特音乐选段启发的动态数字舞台美术设计：

- 1）《Europa》（Carlos Santana）。这首作品以流畅的吉他旋律和拉丁摇滚节奏为特征，提供了抒情性和情感性的基础。其平滑的音调过渡在流动的视觉和曲线舞台美术元素中得以体现，增强了温暖和怀旧的氛围。

- 2）《La Foule》（Wynton Marsalis演唱）。这首作品以铜管乐器如小号和萨克斯风为驱动，提供了充满活力的节奏，激发了动态几何图案和快速视觉变化。舞台美术强调运动和互动，呼应了音乐的活泼特性。

- 3）《Libertango》（Astor Piazzolla）。这首探戈以切分节奏和戏剧性对比为标志，激发了在碎片化、爆发性姿态和流畅、抒情影像之间交替的舞台美术设计。 Piazzolla作曲中嵌入的张力与释放反映在灯光与投影视觉的相互作用中。

- 4）《Boléro》（Maurice Ravel）和《Clair de Lune》（Claude Debussy）。这两首法国作品被整合以强调对比。《Boléro》——以其坚持不懈的节奏进行——在舞台美术上被转化为重复的灯光循环和演变的舞台图案，建立起一种不可避免感和高潮。相比之下，《Clair de Lune》提供了更柔和、抒情的品质，反映在精致的照明、冷色调和舞台上的流畅运动中。

- 5）《法蒂玛之夜》（Omar Khairat）。这首当代埃及作品，富有管弦乐深度和地域旋律影响，使舞台美术立足于文化认同。其戏剧性渐强和抒情段落反映在大规模视觉序列和空间转换中，既突出了传统又突出了现代性。

本研究探讨AI辅助的动态数字媒体作为预先制作的音乐和戏剧场景中舞台美术元素的角色。数字视觉序列被开发为对应于选定的音乐结构，并设计为在LED屏幕或与布景元素整合的投影表面上呈现。本研究中呈现的基于实践的案例研究展示了音乐同步的数字动画如何为戏剧环境的视觉和空间构图做出贡献。因此，设计过程聚焦于音乐结构、视觉构图、动画、投影和舞台空间之间的关系，而非基于传感器的或观众响应式互动。

本研究的原创性在于将生成式AI辅助的可视化、音乐同步的数字动画和基于投影的舞台美术设计整合在基于实践的研究框架中。贡献是方法论和设计导向的：它展示了AI辅助工具如何在保持人类艺术控制的同时支持舞台美术概念的生成、探索、精炼和可视化。本研究不声称实施或实验验证了自主的实时反馈控制投影系统。

除了提升戏剧制作之外，AI辅助的数字舞台美术对文化遗产的保护和重新诠释也具有重大意义。历史戏剧传统、舞台设计和表演美学可以通过AI辅助的可视化进行数字重建、记录和重新想象，为当代设计师提供了额外的手段来通过数字舞台美术实践可视化、记录和重新诠释无形文化表达。

各章节摘要

文献综述

近期关于数字舞台美术的研究越来越多地考察了将投影技术、数字动画、生成式AI和计算工具整合到戏剧表演中的实践。关于技术中介戏剧和基于投影的舞台美术的研究展示了数字媒体如何通过视觉转化、空间构图和与演出结构的同步来扩展传统舞台设计。近期的发展还探索了适应性环境。

AI生成舞台美术设计中的伦理考量与文化偏见

虽然生成式AI显著拓展了数字舞台美术的创作可能性，但近期研究强调了AI生成影像中嵌入的文化偏见和代表性偏见的重要伦理问题。Park（2024）识别出文本到图像生成中的系统性"白人默认"，表明文化中立的提示词经常产生以西欧为中心为特征的视觉输出。补充这些发现，Yang（2025）表明AI生成的图像也继承了。

研究设计与AI辅助舞台美术方法论

舞台美术中的AI辅助数字媒体可以作为基于实践的方法论进行考察，该方法论结合了生成式AI和既定的数字设计与戏剧制作流程。在本研究中，AI主要被用作视觉构思、图像生成、图像精炼和舞台美术替代方案探索的创意支持技术。生成的数字媒体随后通过常规的设计和动画流程进行开发，并与。

AI工具与软件

本研究中呈现的数字舞台美术概念是通过将生成式人工智能与常规数字设计工具相结合的混合创意工作流程开发的。在概念构思阶段，AI辅助的图像生成平台（例如Midjourney v7、Adobe Firefly以及用于概念提示词的ChatGPT）被用来探索受选定音乐作品启发的替代性视觉构图。这些初步概念仅作为。

数据收集

作为一项基于实践的研究，主要数据是通过研究者的设计和开发过程生成的。这些数据包括AI辅助的舞台美术概念、动画数字媒体、投影映射视觉序列、设计草图、渲染图像以及使用生成式AI工具、数字动画软件、投影映射技术和选定音乐作品产生的舞台可视化。次要数据包括在评估期间做出的观察。

伦理声明

本研究不涉及人类参与者、人类数据、临床程序或动物实验对象。研究内容为AI辅助舞台美术设计的开发和分析，因此根据机构指南不需要伦理审批或知情同意。

研究工作流

研究通过基于实践的设计方法论进行，由六个顺序阶段组成：

1. 代表性音乐作品的选择与分析。
2. 基于音乐结构开发舞台美术叙事概念。
3. 使用生成式设计工具生成AI辅助的视觉概念。
4. 开发动画数字媒体和投影映射的舞台美术环境。
5. 在镜框式剧院模型（12宽×10深×7高）中整合数字媒体。
6. 定性。

AI辅助舞台美术

人工智能（AI）是当代舞台美术中的新兴工具，特别适用于视觉构思、图像生成、动画开发和探索替代性舞台美术配置。生成式AI可以支持舞台美术设计的概念开发，使设计师能够在选择并精炼适当结果之前探索多种视觉可能性。然而，在本研究中，AI仅被用作创意支持技术。

AI在当代舞台美术中的应用

AI在当代舞台美术中的应用越来越多地支持视觉构思、图像生成、数字动画、投影映射以及替代性舞台美术配置的开发。在这个更广泛的技术格局中，生成式AI可以协助舞台美术设计师在概念开发阶段探索多种视觉可能性，之后所选输出可以通过常规设计进行。

音乐与舞台美术

在这个框架内，本研究的五个案例研究作为舞台美术设计的开发和美学锚点。第一个案例研究是Carlos Santana的《Europa》，以其旋律层次和氛围品质，激发了流畅且空间定向的视觉形式。第二个案例研究是Wynton Marsalis演唱的《La Foule》，为通过动态几何构图、形态转换和视觉来探索充满活力的节奏结构提供了基础。

AI在舞台美术设计中的应用：一场受C. Santana的《Europa》启发的现代表演秀

舞台美术概念由音乐的本质和节奏驱动，而非其标题。设计采用以简单配置排列成几何形状的LED屏幕，作为投影的动态表面。数字内容是由3D视觉材料组成的，它们与音乐节奏、乐器变化、中央电吉他旋律以及Carlos Santana的独特风格同步运动。色彩和灯光在塑造整体。

AI辅助的舞台美术投影可视化：优势与局限

- 收益（优势）：
- AI增强被用于提高选定图像的视觉清晰度和细节，通过锐化物体边缘和提高反射的可读性。应用色彩和对比度调整以增强形态和空间关系的视觉区分。

这些修改生成了具有呈现导向的图像，研究人员认为这些图像适合用于出版和展览场景。——局限性与不足：增强处理可能带来艺术性的失真。

第二个场景设计受到Wynton Marsalis音乐演绎的《La Foule》启发，强调音乐节奏与视觉构图之间的互动关系。快速的节奏由手风琴的抒情性流动以及小号与萨克斯风充满活力的能量所承载，营造出紧迫与运动感，从而指导了编舞与空间设计。视觉上，场景设计融合了几何元素和一个可升降的圆形屏幕，强化了结构动态感。色彩选择聚焦于红、蓝、绿色调，模型则唤起织物在空间中流动的质感。

第三个设计：受皮亚佐拉《 Libertango》启发的人工智能生成数字动画场景设计。该设计灵感来源于阿斯特·皮亚佐拉的《 Libertango》，这首作品将古典探戈传统与现代节奏的激烈感融为一体。音乐中锐利的切分音节拍和戏剧性的速度变化共同构建了场景的结构与氛围。其丰富的表现力对比——从强有力的打击性段落到流畅抒情的时刻——构成了舞台视觉语言的基础。该场景设计采用分布于舞台多个层次的LED屏幕。

第四个设计：为莫里斯·拉威尔《 Boléro》和克劳德·德彪西《月光》创作的人工智能生成数字场景设计。第四个场景设计灵感来源于拉威尔的《 Boléro》和德彪西的《月光》，探索了不断演变的音乐质感与视觉环境之间的对话。《 Boléro》以其持续不变的节奏脉冲和逐渐增强的管弦乐渐强，为动态分层的舞台视觉奠定了基础。这些视觉元素从极简的主题开始，逐步扩展并增强，反映了音乐向高潮催眠般推进的过程，如图9所示。相比之下，月光》……

第五个设计：为受埃及著名音乐家Omar Khairat创作的器乐原声带《法蒂玛之夜》启发而制作的动画数字场景设计。第五个场景设计灵感来源于Omar Khairat的器乐原声带《法蒂玛之夜》，这是一首在埃及音乐中享有盛名的作品。尽管原电影的主题与此处呈现的戏剧表演没有直接关联，但该原声带本身为场景设计体验提供了强有力的基础。选择这首作品的理由在于其充满东方色彩的埃及节奏与旋律乐句，在管弦乐的丰富性中保持着鲜明的地域特色。

研究结果：基于实践的工作流程产生了五个场景设计案例研究，将音乐特征转化为视觉与空间设计元素。在这些案例中，节奏、速度、配器、旋律结构、情感强度和文化背景的差异影响了色彩、灯光、动画、投影、空间组织和视觉运动等方面的变化。研究结果还展示了生成式AI在支持视觉探索方面的实用作用。AI生成的……

讨论：研究发现表明，在所展示的场景设计工作流程中，生成式AI主要作为创意支持技术发挥作用。其主要贡献在于生成和探索替代性的视觉概念，而艺术诠释、选择、精化、空间组织、色彩发展和最终场景设计决策仍由人类掌控。在五个音乐案例研究中，节奏、速度、配器、旋律特征以及……

结论：本研究通过基于实践的研究方法，探索了将AI辅助的数字媒体、音乐可视化、数字动画、LED显示屏和投影映射技术整合到当代场景设计中的途径。五个音乐案例研究展示了节奏、速度、配器、旋律结构、情感强度和文化背景如何为预创作视觉序列和空间场景构图的发展提供依据。研究发现表明，生成式AI能够……

作者贡献声明：Riham Hilal：撰写——初稿，形式分析。Motaz Shaheen：撰写——初稿，指导，概念构思。

出版同意声明：本文档不包含任何参与者个人的可识别信息。本文档中的任何图像均为作者原创作品、AI辅助设计成果，或来源于公开渠道并在适用情况下已适当注明出处并获得使用同意。因此，未获得个人的出版知情同意。

生成式AI与AI辅助技术声明：在本工作的准备过程中，作者使用了生成式AI和AI辅助工具，包括Midjourney v7、Adobe Firefly、ChatGPT、Artlist的图像转图像工具、Getimg、Perchance和Pixlr，作为研究和场景设计流程的一部分，用于生成和探索视觉概念、开发替代性场景构图，并支持音乐同步舞台环境的可视化。AI生成的输出结果经过严格审查、筛选、修改并整合……

利益冲突声明：作者声明不存在已知的可能对本手稿所报告工作产生影响的竞争性经济利益或个人关系。所有作者均已审查并批准此声明。

Riham Hilal | Moataz Mohamed