难以从我眼中抹去：为中国传统戏曲（戏曲）表演者设计化妆残留可视化系统

文献标题

“It Is Hard to Remove from My Eye”: Design Makeup Residue Visualization System for Chinese Traditional Opera (Xiqu) Performers

文献信息

• 主题领域: 人机交互（HCI）及计算机辅助护肤技术
• 关键词: 中国传统戏曲、眼妆残留可视化、计算机视觉、移动计算、文化遗产、互动设计、护肤系统

研究背景与问题

• 问题与挑战:
  1. 戏曲表演者长期使用含重金属的油彩，导致严重的皮肤问题。
  2. 舞台妆的卸妆不彻底是主要原因，尤其是难以清理的眼妆。
  3. 脸部油性彩妆的浓重使用、皮肤的凹凸结构和清洁不力都会增加清理难度。
• 重要性: 中国传统戏曲（Xiqu）是联合国教科文组织认可的重要非物质文化遗产，表演者在舞台表演中扮演着重要角色。然而由于卸妆问题引发的皮肤病会影响他们的健康及职业生涯，甚至阻碍文化遗产的传承。
• 研究动机与相关工作:
  • 虽然化工和医学领域已有研究关注降低化妆品毒性，但从人体中心设计的护肤辅助技术匮乏。
  • 目前的HCI研究主要集中于皮肤病诊断，而非从表演者的需求出发预防皮肤损害。
  • 现有技术如可穿戴设备、视觉增强方法虽完成某些功能，但难以满足戏曲演员的特殊需求，例如观测残妆或追踪化妆时长。

解决方案

• 提出的方法:
  • 设计了EyeVis系统，包括硬件部分（补光灯、相机镜头放大器、眼罩）和软件部分（基于移动应用的残妆可视化工具）。
  • EyeVis主要功能：
    1. 可视化残妆状态，聚焦眼妆区域。
    2. 跟踪并记录化妆时长。
    3. 通过算法增强残妆检测效果，例如基于HSV色彩转换和二值阈值化。
• 创新之处:
  • 首个专注于眼妆残留可视化的工具，帮助表演者更有效地卸妆。
  • 基于图像处理技术（非深度学习），可适用于普通手机设备。
  • 设计便携、低成本且易用，与戏曲演员的实际生活场景高度契合。
• 实施步骤与技术:
  1. 硬件设计:
     • 使用补光灯确保光照一致性。
     • 镜头放大器提高图像清晰度。
     • 眼罩屏蔽环境光并保证设备与脸部的固定距离。
  2. 软件与算法:
     • 设计基于Mobile端的图像采集和处理流程，包括基础定位算法（如Google MediaPipe）和残妆视觉化（HSV滤波与二值阈值法）。
     • 系统记录化妆和卸妆时间，生成趋势图。
     • 提出了双路径可视化方案以突出不同颜色的妆残。

研究成果

• 实验与评估:
  • 基于12名戏曲表演者的7日部署研究验证了EyeVis的可使用性和有效性。
  • 数据显示EyeVis在多种光线条件下能提供稳定的图像质量，其算法能准确识别残妆区域（算法平均重叠率>80%）。
  • 用户反馈表明，系统不仅提升了卸妆的彻底性，还提高了用户的护肤意识。
• 与现有解决方案的比较:
  • 更专注于单一问题（眼妆残留）的解决。
  • 系统更加便携和低成本，适用于流动性高的戏曲舞台环境。
• 局限性与未来方向:
  1. 数据集匮乏：如进一步丰富样本（包括更多戏曲角色、不同化妆颜色），有助于提高算法的稳健性。
  2. 个性化设计：适配不同用户的面部特征。
  3. 应用扩展：
     • 从眼部扩展至全脸区域的残妆检测。
     • 从戏曲表演者延伸至普通化妆产品用户。
     • 用作皮肤数据采集工具，支持更大范围的皮肤健康研究与临床诊断。

这篇文章通过HCI结合传统文化，提供了一个独特的解决方案，既解决了实际问题，又为文化遗产保护贡献了技术视角。