多媒體沙盤技術在“地球內動力”展項中的探索
——以寧夏地質博物館為例

生紅莉 潘 睿 王茜姣

寧夏地質博物館

多媒體沙盤技術在“地球內動力”展項中的探索
——以寧夏地質博物館為例

生紅莉 潘 睿 王茜姣

寧夏地質博物館

多媒體技術的特點符合當前博物館特別是地質博物館陳列展覽的時代要求。寧夏地質博物館在應用多媒體技術實現博物館教育和傳播職能的過程中，積極創造新的參觀體驗，提高觀眾觀賞和探索的興趣，滿足觀眾的探索欲望，讓觀眾在展廳中自主、主動地去學習，實現傳統科普教育中的“被動”轉向“主動”，提高觀眾在項目探究過程中的知識獲取和重建。

多媒體技術 地球內動力，數字沙盤，地質博物館

博物館是一個以研究﹑教育﹑欣賞為目的而征集﹑保護﹑研究﹑傳播和展出人類及人類環境的物證的﹑為社會及其發展服務的﹑向大眾開放的﹑非營利的永久性(固定性)機構。隨著現代社會對文化建設需求的增加，博物館建設越來越多，在討論博物館的職能過程中，博物館的教育與傳播功能越來越被人們所重視。

傳統的博物館陳展方式主要采用實物﹑通柜加說明的方式進行陳列，觀眾需要通過閱讀大量的內容來掌握所陳列展品的信息，從而了解展品的信息以及每個展品陳列的位置及其可能存在的社會關系。這種方式對參觀者的文化素質要求比較高，因而一般觀眾對于展覽存在的文化傳播意義的了解也不夠深入。這與當今社會人們快速地掌握和利用信息的需求有一定的差距，不利于博物館教育和傳播功能的充分發揮。

現代多媒體技術的充分發展，為提升博物館教育和傳播功能的發揮提供了非常好的解決方案。多媒體技術憑借其集成﹑直觀﹑便捷﹑低成本﹑不受時間空間限制等特點，突破了常規傳統的靜態陳列，實現展板立體化﹑實物場景一體化﹑模型動態化﹑手段科技化，符合博物館展陳的時代要求。

寧夏地質博物館作為自然科學性博物館，自2011年年底正式對外開放以來，至今已接待區內外游客20余萬人次，通過大量運用多媒體技術，致力于讓參觀者體驗發現和探索知識，體驗再次學習的過程，特別是2013年起在數字化建設方面逐步開展了一些有益的嘗試，受到公眾的廣泛認可和贊譽。

一、寧夏地質博物館多媒體技術的應用

1﹑黃河大屏動態半景演示系統。寧夏銀川土地平坦，面積廣闊，利用黃河水進行自流引灌已有2000多年的歷史。為了表現“天下黃河富寧夏”的美好景象，寧夏地質博物館利用弧形巨幕結合聲﹑光﹑電技術，展示出奔騰洶涌﹑氣勢磅礴的大型黃河景觀，滾滾呼嘯而來的黃河給人一種震撼的﹑強烈的視覺沖擊力。

2﹑地下采煤情景仿真幻影成像。將拍攝的地下采煤影像(礦工﹑采礦機器及礦井內支護設備)，利用幻影成像技術，投射到布景箱的地下礦井模型景觀中，真實再現煤炭挖掘﹑運輸到利用的全過程。讓參觀者特別是對深井地下采煤感興趣的年青人非常直觀的感受，留下較深的采煤生產作業及利用全過程印象。

3﹑地震模擬大型體驗式場景。在體驗場景設計手法上既有對傳統的創新，又有現代多媒體技術的綜合運用和體現。控制系統通過總體控制，讓展廳內照明﹑燈飾﹑計算機﹑電視機﹑操作臺以及空調等強弱電系統按照預先編制的運行程序自動運行。以實物模型展示地面震動﹑房屋倒塌﹑地貌變化等地質現象，突出體現地震時地面劇烈抖動。它能讓大眾親身體驗地震的感覺，加之視景﹑音響﹑特效的有機配合，讓人身臨其境。進一步了解地震的相關知識，擺脫之前靜態展示手法，達到較好的科普效果。

4﹑巖煤芯采樣微縮模型操控。由于鉆探專業知識性比較強，為提高參觀者對相關知識了解探索的興趣，寧夏地質博物館利用等比例微縮技術，復原地理信息系統，包括巖層深度﹑外觀特征﹑樹木﹑人物等三維景象和角色景象，讓參觀者通過互動操作方式，動態地展現巖煤芯采樣過程，向觀眾提供鳥瞰的角度觀察地層切面，通覽鉆探采樣的全過程。

通過對視頻﹑音頻等多媒體技術的綜合應用，提高了專題博物館對展覽對象的背景和意義在廣度和深度上的擴展，創造新的參觀體驗，提高了觀眾觀賞和探索的興趣。

二、多媒體沙盤“地球內動力”項目設計

(一)“地球內動力”展示項目現狀

“地球內動力”是地質學上很重要的一個概念，它主要是指由地球內部能量引起的地質作用。它一般起源和發生于地球內部，但常常可以影響到地球的表層，如可以表現為構造運動，地震作用，巖漿作用，變質作用等。寧夏地質博物館這部分展示設計較為傳統，圖片式和講解式的展覽很難讓觀眾深入了解和掌握這個概念。觀眾在參觀過程中，也表現出集中力和興趣性不夠，三方面問題較突出：

一是專業性知識太強，尤其是中小學生，若無專業人士及講解員講解，自行參觀了解，很難從展板中了解和掌握知識點；

二是陳展單一，靜態的展示方式枯燥無味，缺乏吸引力，觀眾駐留時間短，基本上是一帶而過；

三是互動性不夠，如巖與巖之間的轉變過程沒有很好地演示，滿足不了觀眾日益增長的行為和心理需求，容易喪失探索知識的興趣。

(二)如何在“地球內動力”展項上應用多媒體技術

基于現狀的思考，如何通過展項的設計，讓觀眾在自主﹑愉悅的氛圍下了解和學習地質內動力知識是當前多媒體技術運用的重點內容，為此，初步設計了多媒體沙盤“地球內動力”互動項目，期望通過多媒體沙盤技術的應用，提高觀眾在項目探究過程中的知識獲取和重建。

我們利用最新的多媒體沙盤方式解決這個問題。借助此技術，可以使原本晦澀難懂的“地球內動力”這一地質現象，直觀展現在參觀者眼前，人工制造一場“地震”，讓“火山爆發”不再是科幻影片的場景。

多媒體互動沙盤是一種基于可計算信息的沉浸式交互環境的三維虛擬仿真技術的沙盤模型，通過觸摸屏﹑燈光﹑影像技術，生動展示主題內容，并可設置互動控制點實現參觀者可以手動操作控制沙盤的運動方式，或由程序控制自行播放。

1﹑具備的功能

1)地殼運動模擬，模擬由內力所引起的地殼緩慢機械運動。

模擬褶皺：通過物理沙盤模擬巖層在擠壓作用下，產生波狀彎曲。

模擬斷層：通過物理沙盤模擬巖體發生破裂，形成斷層的過程；

模擬斷層垂直運動形成的地壘﹑地塹；

模擬斷層水平運動：正斷層﹑逆斷層﹑平移斷層。

模擬升降運動：

通過物理沙盤模擬陸地上升，海平面下降；

通過物理沙盤模擬陸地下降升，海平面上升

2)巖漿作用展示

利用幻影成像模擬巖漿沖破地殼上升到地面，火山噴出物通過火山喉管或火山通道噴出的過程，即火山作用。

通過多媒體模擬巖漿上升到某一部位侵入到圍巖中并占據一定空間的過程，即侵入作用。

3)變質作用展示

通過多媒體視屏展示溫度的升高使單礦巖由小變大，以及復礦巖形成新的礦石的過程；

通過多媒體視屏展示受到壓力，礦巖產生變化的過程。

2﹑“地球內動力”多媒體沙盤達到的展示效果

一是注重科學，真實還原“地球內動力”現象，可以適度夸張展示，但不可誤導游客。二是互動傳達，能提供反饋的展示，可以使參觀者獲得沉浸感，更有利于知識的傳達和重復記憶。三是喚起共鳴，將展示內容與參觀者熟悉的事物拉上關系，使參觀者樹立理解展示內容的信心，激發內心的共鳴。

3﹑“地球內動力”多媒體沙盤具備的可實現性

一是科技創新，在“地球內動力”多媒體展項中采用聲﹑光﹑電多媒體技術和自動控制手段，把幻影成像﹑實時人景合成﹑虛擬﹑激光﹑三維動態成像等高新技術結合傳統的展示內容，合成腳本，產生全新的展示效果，增加了展示的可看性和參與性。讓新技術在地質博物館陳列展覽中不斷滲透。

二是成果推廣，多媒體沙盤的應用已成為地質博物館陳列展覽中的重要手段，并成為現代化博物館的重要標志。多媒體技術憑借其集成﹑直觀﹑便捷﹑低成本﹑不受時間空間限制等特點，突破了常規傳統的靜態陳列，使其也能進入到中小學的課堂中。

三是社會效應，從以展品為中心轉變為以觀眾為中心。展示內容從對展項的簡單陳列和說明，發展為通過構造生動﹑讓參觀者感興趣的環境，吸引觀眾對展品的注意力，營造出人們愿意去看﹑去感受﹑去理解﹑去探索的知性情景，加強觀眾主動接觸和學習的動機，提升他們探索的欲望，掌握人對展品的心理反應﹑精神滿足，潛移默化中達到知識獲得和經驗積累的目的。

結合博物館的實際情況，把多媒體技術廣泛﹑深層次地應用到博物館的展覽和教育傳播過程中，深入分析參觀者的需求和行為特征，有針對性地設計出符合觀眾需求的項目，博物館才能真正營造出傳遞知識﹑體驗學習的過程。

[1]《國際博物館協會章程》，章程2001年7月6日第20次西班牙巴塞羅納際博協代表大會修改通過。

[2]陳剛，數字博物館概念、特征及其發展模式探析[J];中國博物館;2007年03期

[3]吳向東，論博物館數字化圖片庫的建設[J];民營科技;2008年06期

[4]趙晨，多媒體展示技術在博物館的應用[J];天津科技;2008年02期

[5]劉國斌，探尋博物館舉辦特色展覽的創新之路[J];武漢文博;2006年01期

[6]涂家英，博物館社會服務工作的新思考[J];武漢文博;2006年04期

[7]趙魯生，論多媒體技術在博物館展覽中的應用[J];《金田》,2015年06期

[8]龍霄飛，多媒體展示對博物館形象宣傳與展覽的深化及提高——以首都博物館多媒體展示項目為例[J];中國博物館;2007年03期

[9]李金文,多媒體技術在博物館中的應用;絲綢之路 2010年第18期

[10]黃金,利用多媒體技術提升博物館科普教育效果; 博物館研究;2014第01期