淺析數字博物館VR技術功能設計

[摘要]隨著博物館數字化技術和功能的完善，國內外大部分博物館已經進入實體博物館與虛擬數字博物館結合的時代，虛擬數字博物館的實現大多都采用VR技術。本文結合筆者所從事的工作實際對VR技術在數字博物館中的應用及其功能設計進行簡單分析。

[關鍵詞]數字博物館；VR技術；數字資源

[中圖分類號]G261 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-3115（2013）08-0135-02

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）的出現實際是計算機圖形學、人機接口技術、傳感器技術以及人工智能技術等交叉與綜合的結果。①它最早源于美國軍方的作戰模擬系統，上世紀90年代初逐漸為各界所關注。

這種技術的特點在于計算機產生一種人為虛擬的環境，虛擬的環境是通過計算機圖形構成的三維數字模型，并編制到計算機中去生成一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺的綜合可感知的人工環境，從而使得在視覺上產生一種沉浸于這個環境的感覺，可以直接觀察、操作、觸摸、檢測周圍環境及事物的內在變化，并能與之發生交互作用，使人和計算機很好地融為一體，給人一種身臨其境的感覺。

隨著博物館數字化技術和功能的完善，國內外大部分博物館已經進入實體博物館與虛擬數字博物館結合的時代，虛擬數字博物館的實現大多都采用VR技術。數字博物館除了提供傳統博物館收藏、研究、展示及教育等功能外，并通過互聯網絡將其所累積的知識寶庫及文化資產傳送到世界各地，強化了傳統博物館知識分享及教育傳播的功能。②

用VR技術打造3D數字博物館，用網絡的影響力推廣傳播博物館文化是其重點目標。VR技術下的3D數字博物館突破了空間和時間，能在任何時間、任何地點通過互聯網、移動通信網、數字廣播電視網等終端瀏覽參觀、再現、模擬和拓展不同時空環境下的實體博物館。VR技術實現了實體博物館數字資源（包括文字、圖像、聲音等）的創意加工和整合，能提供更豐富多彩的知識信息和展示形式。數字博物館能讓觀眾隨心所欲、自由的參觀展覽、欣賞藏品和瀏覽咨詢，實現博物館、專家和參觀者三者間平等地溝通交流，有效共建共享文博資源，使博物館的社會效益最大化。

一、三維場館展覽及三維藏品文化百科

（一）三維場館的實景虛擬漫游

實景虛擬漫游是平面網絡媒體無法企及的用戶體驗方式，能極大提升用戶的沉浸式體驗感。在三維虛擬現實的網絡環境中，利用現代科技手段為瀏覽者營造切實而豐富的信息獲取和虛擬互動的感官感受，是信息傳播最大化和吸引用戶最有效的互動展示方式。

實景虛擬漫游的基本方式有兩種，即自動漫游和手動漫游。

自動漫游是按第一視角，在虛擬現實場館中，多角度、多視點、多場地的動態被動瀏覽場館。用戶輕點“自動漫游”的功能按鈕，就可以像看視頻動畫一樣沉浸在瀏覽系統預設的動態場館中，在背景音樂和解說下，讓用戶可以通過預先設定的多種游覽路徑進行參觀，給瀏覽者一個快捷而概括的瀏覽體驗。

手動漫游即自主漫游，是用戶完全按照自己的意圖在虛擬現實場景中（或對單個三維虛擬現實）進行瀏覽?？梢酝ㄟ^鍵盤的上、下、左、右四個方向鍵或W/A/S/D四個字母鍵控制瀏覽者前進、后退、左移、右移。瀏覽者還可以通過鼠標左鍵控制用戶的視角。在自主控制瀏覽方向和節奏的同時，可在虛擬現實場景中，與場館中的多媒體內容（音效、視頻、動畫、圖文、游戲等）進行充分互動，隨意或有目的地參與娛樂、學習、游戲，從而汲取內容信息和知識養分。

（二）藏品百科知識的全方位展現

數字藏品百科知識庫是數字博物館數字化內容的基本組成部分，是數字化展覽展示內容之魂。通過藏品三維虛擬現實數字化（主要以三維建模和三維掃描兩種途徑實現），在網絡平臺上真實地一一再現藏品。

藏品的再現主要包括兩個方面，一是現實還原，即對現實中的藏品進行三維數字還原，不用擔心展品的大小體積，立體空間難易、結構復雜簡單、物品貧賤還是珍貴，都可以1：1地進行虛擬現實還原。二是歷史再現，即歷史物品的時空穿越再現，也可以是對憑空想象的物件具象再現。藏品的數字資源對文物研究、歷史研究、人文研究等，對欣賞、教育、特定的資源開發等都是具有不可替代的作用。

全方位的展現不但體現在展示方式的多樣性，還體現在利用多種技術手段與藏品本身蘊涵的知識信息聯動，以一件藏品三維展現，覆蓋藏品相關的百科知識，實現展館、專家和群眾三者間平等無縫的溝通交流，并共建共享數字資源、使博物館的社會效益最大化。藏品百科知識的全方位展現，打破了藏品在時間、空間、保護等受限條件下無法全面展陳的桎梏，提升了用戶獲取信息的有效性、趣味性和便捷性。

二、數字信息開發研究

數字信息開發研究指運用數字化的研究手段，通過對既有信息數據和知識的整理揭示出典藏信息資源的內涵和聯系。數字信息開發研究的另一項任務則是進行資源的整合設計：整合博物館各領域資源，建立與某一主題相關的階層架構，使使用者從單一角度切入就能獲取本館相關整合性信息。同時在設計上能隨時將研究、展示及教育人員的研究或創作所產生的智能資產，彈性加入原有的構架之中，以不斷累積延伸信息的深度與廣度。

三、數字遠程教育

數字博物館的教育并不僅僅限于展廳，藉由網絡自主、多元化、互動性高的特性，可以將博物館教育的特性擴充到最大。如何將博物館所擁有的知識，通過網絡上觀眾的參與或者互動，將它們轉變成真正的信息，甚至形成智慧，這是博物館網絡教育平臺的使命所在。博物館可以設置一個網絡空間，讓人們去探索、去發問，并以人們樂意接受的方式去得到答案。它充分利用了網絡無遠弗界的傳輸力量，將原來可能比較平淡的學習轉換成一種巧妙、有趣，又有啟發性的體驗，即使你身處偏遠地區，也同樣可以享受博物館豐富的教育資源。

四、數字博物館文化創意產業服務

數字博物館文化創意產業服務是博物館現有豐富的數字典藏的加值應用，以建構新時代創意產業鏈的手段，激發傳統產品與數字媒體市場的整合，從而促進博物館創意衍生商品及多媒體暨娛樂消費市場的蓬勃發展。數字博物館所典藏的大量數字資源，不但可以以新穎的展覽及互動方式帶給國內外觀眾不同的博物館游覽經驗，更可以運用整體行銷的概念，推廣博物館的成果。

五、數字化智能分析

完整的數字博物館本身具備數字信息內容及運行機制的分析和管理。如對用戶信息的數據分析管理，展館活動發布和推廣管理，展館內多媒體信息內容管理等等。數字博物館是一個開放的平臺，具有兼容其他系統和功能的擴展能力，可以結合或整合與展館管理相關的系統，如整合安防系統，可以創建三維可視化安防智能系統；結合展館商務系統，打造數字化展館電子商務等。通過該平臺，營造各系統間相關管理數據共享，關聯業務信息主動推送等數據智能整合、分析、推送、報告等能力，使展館文化真正實現數字化和智能化。

六、數字化管理運營

將數字博物館的數據內容進行后臺信息化管理，智能處理各類數據存儲、處理、分析、提取，方便管理者的相關信息服務，減少管理和運營成本，提升工作績效。

場館及藏品的數據庫管理指三維場館的組件、三維藏品庫、百科知識庫以及相關圖文、音視頻等多種類型數據的管理，包括預覽、添加、刪除、修改、更新、歸類、檢索、批處理等管理功能。

可擴展兼整合能力的數據管理指以數字博物館場館及其藏品為基本內容，整合藏品系統、活動展示、客源系統、信息安全系統等博物館管理需求，進行一體化智能管理。如會員管理、展館活動管理、安防聯動管理、展品展示管理、宣傳系統內容管理等。將數字化管理和現場管理有機結合，實現人員、機器、技術有效地整合，實現最大的管理實效，創造高效而科學的展館管理。

七、移動終端導覽方便觀眾參觀學習

隨著智能手機、平板電腦等移動終端的普及，無線上網已成為一種趨勢，并受到年輕人的青睞和歡迎。移動終端導覽服務方式多樣，包括客戶端導覽、WAP導覽、短彩信導覽等，借助文字、語言、圖像、視頻等展現方式，通過移動終端為觀眾提供動態信息查詢、展覽、展品查詢、參觀路線方案查詢等一系列現場輔助導覽及遠程教育服務功能。③

參觀者可以利用移動終端如智能手機、平板電腦等通過博物館無線網絡登陸博物館網站查詢有關展覽、展品相關信息。通過手機也可以進入虛擬展廳實現VR技術與移動終端的有機結合，方便觀眾參觀學習。

科學技術在進步，觀眾的需求和欣賞水平也在不斷增長，博物館的發展勢必走向實體博物館與數字博物館的有機結合，就目前情況來看，大部分博物館都是重實體輕數字，一方面是傳統意識和觀念滯后所致，另一方面數字博物館的實現技術本身也存在一些缺陷。所以，數字博物館要走的路還很長，還需要開發研究更多更新的技術來支撐數字博物館各項功能的實現。

[注 釋]

①張占龍、羅辭勇、何為：《虛擬現實技術概述》，《計算機仿真》，2005年第3期。

②楊向明：《數字博物館及其相關問題》，《中原文物》，2006年第1期。

③黃琛：《手機導覽在博物館公共文化服務中的應用》，《中國文物報》，2012年4月4日。