數(shù)字化博物館交互技術(shù)及發(fā)展趨勢的研究

倪聰奇（武漢設(shè)計工程學(xué)院 成龍影視傳媒學(xué)院，湖北 武漢 430000）

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數(shù)字化博物館交互技術(shù)及發(fā)展趨勢的研究

倪聰奇
（武漢設(shè)計工程學(xué)院 成龍影視傳媒學(xué)院，湖北 武漢 430000）

摘 要：由于博物館館藏文物的藝術(shù)價值以及保存難度，很多精美的藏品難以時刻展現(xiàn)在世人面前，數(shù)字化博物館交互技術(shù)的誕生彌補(bǔ)了這一遺憾。該技術(shù)由早期的索引加圖片文字表述形式，逐步發(fā)展到觀眾可以足不出戶，依靠計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)，通過移動的視點(diǎn)對整個虛擬博物館所有的藏品高倍率放大來進(jìn)行觀賞。相較于傳統(tǒng)博物館，數(shù)字化博物館的出現(xiàn)與完善極大地提高了觀眾的積極性，也讓文物在虛擬世界中得以永久保存。本文首先對數(shù)字化博物館的應(yīng)用范圍和優(yōu)勢進(jìn)行了介紹，然后對數(shù)字化博物館交互技術(shù)的發(fā)展過程進(jìn)行了闡述，最后對該技術(shù)所面臨的問題和發(fā)展趨勢進(jìn)行了總結(jié)和展望。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；虛擬現(xiàn)實(shí)；三維技術(shù)；文物；文化價值

數(shù)字化博物館基于計算機(jī)交互技術(shù)，對文物信息或者博物館的環(huán)境進(jìn)行數(shù)字化采集，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和永久保存，參觀者通過互動的方式對數(shù)字化博物館所展出的內(nèi)容進(jìn)行訪問和瀏覽。早期的交互技術(shù)運(yùn)用只能達(dá)到對實(shí)體博物館的輔助作用，如對文物的語音介紹和圖片化索引瀏覽，而隨著交互技術(shù)的日趨成熟，數(shù)字化博物館的優(yōu)勢則完全體現(xiàn)出來了。

一、數(shù)字化博物館的功能及優(yōu)勢

傳統(tǒng)博物館的主要功能是傳承文化和歷史，讓世人領(lǐng)略到歷朝歷代的藝術(shù)結(jié)晶。但許多文物歷史悠長，有的甚至可以追溯到數(shù)千年之前，因此普遍存在文物保護(hù)的問題。特別是字畫、壁畫等文物，對空氣中水分的含量都有要求。博物館出于對文物本身的考慮，只能將部分文物進(jìn)行展出，且對展出的時間進(jìn)行了嚴(yán)格限制。例如，中國臺北故宮博物院收藏文物60萬件，但是日常展出的文物卻只有5000件，很多文物可能參觀者一輩子都無法看到。數(shù)字博物館的出現(xiàn)，能夠?qū)⑺械酿^藏文物全部轉(zhuǎn)成數(shù)字化形式，置入瀏覽數(shù)據(jù)中，并且分門別類。對文物數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并不會花費(fèi)特別長的時間，而文物對觀眾展出的時間卻是無限的。這就很好地解決了文物保存與展出之間的矛盾，觀眾也能夠通過索引來搜尋自己感興趣的文物，進(jìn)行觀賞和品鑒。

在傳統(tǒng)博物館中觀賞文物，因?yàn)楦糁ＡВ^眾有強(qiáng)烈的距離感。而且館內(nèi)人流來來往往，阻撓觀眾的視線，有的展館甚至?xí)岢鼋古恼盏纫蟆＿@樣走馬觀花式的參觀并不能給觀眾留下多少印象。出于對文物的喜愛或者研究，觀眾只能用不菲的價格去購買館藏文物類書籍，平面的文物照片和只言片語的介紹成為觀眾以后對文物僅存的記憶。數(shù)字化博物館交互技術(shù)則使觀眾通過簡單地點(diǎn)擊鼠標(biāo)，就能夠?qū)ξ奈镞M(jìn)行旋轉(zhuǎn)以及放大處理。這樣，觀眾能夠?qū)ξ奈镞M(jìn)行全方位360度高倍率的細(xì)致觀看，并實(shí)時語音以及文字介紹等內(nèi)容會給觀賞者留下深刻的印象。同時，數(shù)字化博物館也能夠?yàn)橛^眾節(jié)約大量的時間以及出行費(fèi)用。互聯(lián)網(wǎng)使全球各大博物館的館藏文物盡收眼底，可謂是文化藝術(shù)愛好者的福音。

二、數(shù)字化博物館技術(shù)的發(fā)展過程

數(shù)字化博物館交互技術(shù)起源于1997年。當(dāng)時，大英博物館推出了首個多媒體館藏查閱系統(tǒng)，參觀者可以通過大英博物館的官方網(wǎng)站觀看到館藏所有文物的圖片、文字信息以及動畫信息。這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)非常簡單，博物館工作人員只需要將文物進(jìn)行分類，統(tǒng)計文物文字信息，然后通過數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行拍攝，并將數(shù)據(jù)編輯到館藏查閱系統(tǒng)中即可。此類表現(xiàn)形式的交互技術(shù)要求不高，運(yùn)作起來也較為容易。但是，隨著計算機(jī)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，簡單的圖片加文字的展示方式已經(jīng)完全無法滿足觀眾對數(shù)字化博物館的參觀需求，新的三維交互技術(shù)表現(xiàn)形式逐漸出現(xiàn)在觀眾的面前。

三維交互技術(shù)是基于計算機(jī)數(shù)字化表現(xiàn)的一種三維圖像技術(shù)形式。它通過對文物的多方位拍攝和三維掃描，獲取文物的三維幾何數(shù)據(jù)和表面紋理數(shù)據(jù)，然后將表面紋理數(shù)據(jù)全方位映射到三維模型上，精確還原文物上的每一個細(xì)節(jié)，并將所有完成的數(shù)據(jù)放置在如Unity3D軟件的網(wǎng)絡(luò)3D引擎中，通過網(wǎng)頁的形式呈現(xiàn)給觀眾。觀眾通過網(wǎng)頁的交互可以很輕松地觀看到文物的每一個細(xì)節(jié)。這種三維交互技術(shù)的展示效果更好，當(dāng)然技術(shù)要求也就更高一些。在實(shí)際的操作中，存在著對藝術(shù)品掃描時的部分遮擋問題以及紋理數(shù)據(jù)的陰影問題，這需要在采集到數(shù)據(jù)以后通過后期處理軟件對出現(xiàn)問題的地方進(jìn)行完善和加工。為了避免出現(xiàn)這一問題，文物數(shù)據(jù)采集者們對拍攝的方式進(jìn)行了改良，使用了多幅圖像視點(diǎn)統(tǒng)一的拍攝手法，即將視點(diǎn)集中在文物的某個中心點(diǎn)上，然后對文物進(jìn)行多角度旋轉(zhuǎn)拍攝，對照片中重疊的數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行采集分析，然后運(yùn)用傳統(tǒng)三維軟件制作出完整的文物模型以及紋理貼圖。這種動態(tài)立體數(shù)字技術(shù)給觀眾提供了方便、靈活、精細(xì)、全面的展示形式，使數(shù)字化博物館交互技術(shù)變得更加成熟。

近年來，國際上著名的搜索引擎谷歌推出了一套“谷歌藝術(shù)計劃”。該計劃使用的是一種街景展示的方式，以觀眾為主體，以小推車的視角在虛擬空間中行走，這樣即可觀察到數(shù)字化博物館中的任何角落，對館中展示的文物進(jìn)行超近距離的觀看。谷歌很自豪地稱該藝術(shù)計劃中的世界名畫具有70億像素，并稱在逐步增加其中的數(shù)字化博物館的數(shù)量。現(xiàn)在登入該項(xiàng)目的網(wǎng)站，觀眾會欣喜地發(fā)現(xiàn)中國的臺北故宮博物院和香港藝術(shù)博物館也囊括其中。通過列表或者現(xiàn)場空間的瀏覽，觀眾便能一睹北宋畫家范寬的著名作品《溪山行旅圖》、明代書法家文徵明的書法作品等的芳容。這種融入式的觀展體驗(yàn)，正是數(shù)字化博物館交互技術(shù)越來越人性化的體現(xiàn)，也代表著該領(lǐng)域今后的發(fā)展方向。

三、數(shù)字化博物館技術(shù)的發(fā)展趨勢

從計算機(jī)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)日新月異的發(fā)展來看，數(shù)字化博物館交互技術(shù)的表現(xiàn)形式將會更強(qiáng)調(diào)以人為本，將理論知識、互動交流以及娛樂表現(xiàn)融合在一起。觀眾在虛擬博物館中參觀瀏覽，就像在經(jīng)歷一款游戲一樣，甚至可以和虛擬導(dǎo)游交流，與其他參觀者聊天，分享觀展心得，隨時查閱并瀏覽全球各大博物館的海量藝術(shù)藏品。

不過，隨著數(shù)字化博物館交互技術(shù)的普及與完善，其對傳統(tǒng)文化的碰撞以及受限于法律法規(guī)等問題也逐漸顯露出來了。將博物館以及文物數(shù)據(jù)化必然要與傳統(tǒng)博物館進(jìn)行合作，但文物作為一種受到版權(quán)保護(hù)的特殊物品，不同的國家有不同的法律文件進(jìn)行約束，正如谷歌文化學(xué)院總監(jiān)阿密特·蘇德所說，全世界的博物館對于新的線上展覽方式都需要一個新的接受過程。“谷歌藝術(shù)計劃”在制作數(shù)字化博物館的過程中，最困難的不是技術(shù)層面，反而是復(fù)雜的法律文件和反復(fù)推敲的合作方案。另外，超高分辨率的文物展示確實(shí)給觀眾帶來了無與倫比的視覺感受，但也給文物數(shù)據(jù)的安全性敲響了警鐘。近幾年，三維數(shù)字打印技術(shù)日趨成熟，過于細(xì)致的文物數(shù)據(jù)反而給翻制文物、牟取暴利的不法分子提供了方便。

對于文物保護(hù)人士來說，還有一個不容忽視的問題一直困擾著他們，那就是數(shù)字化博物館是否會取代傳統(tǒng)的博物館。其實(shí)，對于文物本身來說，展示也是文物自身價值的一部分。據(jù)紀(jì)錄片《聚焦國寶》描述，臺北故宮博物院在展示晚清翡翠作品“翠玉白菜”時，就經(jīng)過了反復(fù)的研究和考量。因?yàn)閷ξ奈飻?shù)據(jù)的保護(hù)，許多立體的文物在數(shù)字化博物館中所展示出來的只是一幅超高分辨率的圖片，因而對于這類文物而言，瀏覽數(shù)字化信息遠(yuǎn)沒有去實(shí)體博物館現(xiàn)場觀賞有意義。不過正因?yàn)槿绱耍瑪?shù)字化博物館反而給實(shí)體博物館起到了很好的宣傳和輔助作用。觀眾因?yàn)閿?shù)字化博物館中的文物而產(chǎn)生了興趣，被文物的背景和藝術(shù)價值的介紹所吸引，從而走進(jìn)實(shí)體博物館，更近距離地去接觸文物。從海南省博物館數(shù)字展示后的數(shù)據(jù)可以得知，該項(xiàng)目上線以后，海南省博物館的參觀人數(shù)增加了百分之三十，數(shù)字化博物館的發(fā)展讓更多人了解到了文物的魅力。可以說，數(shù)字化博物館并不會取代傳統(tǒng)博物館，而是給傳統(tǒng)博物館帶來了新的活力和魅力。

數(shù)字化博物館交互技術(shù)對于承載著文化價值的文物來說，是一筆巨大的財富。許多文物可能因時代的變遷，逐漸消失在歲月的長河之中，而數(shù)字化的文物則能夠在數(shù)據(jù)中永久保存。數(shù)字化博物館可以給我們帶來令人驚嘆的莫高窟壁畫與雕塑全景，而這些在現(xiàn)實(shí)中早已不復(fù)存在。誠如前文所說，數(shù)字化博物館的推廣還存在著很多困難，特別是在國內(nèi)的發(fā)展，尚處于起步階段，但國外許多成熟的數(shù)字化博物館制作模式給我們提供了很好的借鑒和參考方向，諸如百度百科數(shù)字博物館項(xiàng)目也開始效仿“谷歌藝術(shù)計劃”，聯(lián)合國內(nèi)幾大著名的博物館給觀眾開啟了虛擬藝術(shù)品鑒之旅。今后，數(shù)字化博物館交互技術(shù)在我國的發(fā)展勢必更加迅猛，通過對技術(shù)的革新為人們帶來歷史的印記和藝術(shù)的震撼。

參考文獻(xiàn)：

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［3］ Downey .虛擬化博物館拷貝的另一個世界［EB/OL］ . http：// www.souvr.com/ event/201211/59344.html . 2012-11-9.

作者簡介：倪聰奇（1982—），男，湖北武漢人，碩士，武漢設(shè)計工程學(xué)院成龍影視傳媒學(xué)院講師，主要研究方向：三維動畫及影視動畫。

中圖分類號：G265

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-8883（2016）03-0231-02