新技術環境下博物館的互動體驗

徐耀琦

摘要：虛擬現實和增強現實是一種新興的文化科技產業，是指通過計算機、電子、光學等現代技術生成虛擬環境，訴諸人們的多種感覺，它同時具備了文化屬性和科技屬性，是一種文化與科技的融合。本文通過介紹和分析上海博物館增強現實項目，新技術在博物館互動體驗中的重要意義。

關鍵詞：新媒體；增強現實；虛擬現實；博物館；觀眾體驗

中圖分類號：G265 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）05-0255-02

增強現實和虛擬現實在很多領域的應用潛力都已浮現，包括了產業、教育、與社會效益等層面。就博物館而言，2016年《新媒體聯盟地平線報告》指出虛擬現實技術將在未來兩年或三年內在博物館普及應用，隨著繪圖硬件、CAD軟件和3D展示等技術的進步，虛擬現實逐漸成為觀眾的主流選擇，特別是在視頻游戲和VR領域。博物館正越來越多地利用如虛擬現實頭戴設備和谷歌紙板眼鏡等虛擬現實產品，讓觀眾從展覽和藏品中獲得更多浸入式的學習和體驗機會。

1 VR/AR在博物館互動體驗應用

1.1 VR技術在博物館中應用

（1）技術概述。虛擬現實技術（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。虛擬現實通過電腦計算產生一個三維虛擬空間，實現新型人機交互技術旨在探索自然和諧的人機關系，使人機界面從以視覺感知為主發展到包括視覺、聽覺、觸覺、力覺、嗅覺和動覺等多種感覺通道感知，從以手動輸入為主發展到包括語音、手勢、姿勢和視線等多種效應通道輸入。提供給使用者，可以及時、沒有限制地觀察虛擬空間內的事物。“虛擬現實”就是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統，所生成的各種環境，作用于用戶的視覺、聽覺、觸覺，使用戶產生身臨其境的感覺。 虛擬現實系統架構，如圖1所示。

（2）應用案例。將VR用于博物館展覽中，用戶將不只是在看藝術品，虛擬現實技術會給觀眾帶來夢幻般的三維世界，從此藝術欣賞會變成一個令人難忘、身臨其境的奇妙體驗。大英博物館于近日通過虛擬現實技術讓觀眾回到了青銅器時代。博物館為觀眾提供的虛擬現實頭盔，以虛擬現實方式，探索青銅器時代特色網站，查看博物館藏品的3D掃描圖像，大英博物館使用3D掃描，創建開放數據源，并讓游客探索藏品過去的用途，用虛擬現實方式探索的藏品，如在格洛斯特郡發現的遠古金手鐲。虛擬現實技術也將讓游客通過燈光和氣氛體驗青銅器時代，參與古人的各種儀式。

1.2 AR技術在博物館中應用

（1）技術概述。增強現實技術（簡稱AR）系統包括視覺技術、跟蹤定位技術、界面和可視化技術以及標定技術，是各種數字化技術的發展和延伸。跟蹤定位技術與標定技術共同完成對位置與方位的檢測，并將數據報告給AR系統，實現被跟蹤對象在真實世界里的坐標與虛擬世界中的坐標統一，達到讓虛擬物體與用戶環境無縫結合的目標。為了生成準確定位，系統需要進行大量的標定，測量值包括像機參數、視域范圍、傳感器偏移、對象定位以及變形等。增強現實技術原理圖，如圖2所示。

（2）應用案例。丹麥西南日德蘭博物館2016年退出了一款App，利用了Beacon、AR，以及3D視覺技術讓游客體驗及了解文藝復興時期的里柏的貿易及商人生活。透過Beacon確定游客的所在點，當游客到達特別的地點，手機就會觸發位在周遭的Beacon，屏幕上就會立即呈現出與周邊相關的歷史信息。觀眾在移動設備上見到這些難以真實展覽出的歷史對象出現在真實環境中，并能在真實建筑前與歷史建筑做比對。博物館員通過管理系統對App能自行進行系統維護，讓文本、圖像、影片、AR場景與互動性的3D視覺元素間能進行切換。這個應用讓博物館在歷史知識及館內收藏與城市的作了整合，連結了博物館內外，突破了空間的限制。

2 上海博物館應增強現實應用

上海博物館（簡稱上博）館藏珍貴文物14萬件，藏品之豐富、質量之精湛，在國內外享有盛譽。為了面向移動互聯和公眾參與的新時代，上博明清家具館、青銅器館和金石器館藏品，利用AR技術進行數字媒體的展現，系統通過圖像、文字、音頻及三維動畫等多種形式對現場實物進行補充，全方位展示介紹藏品的知識與內涵。

上博在移動智能導覽方面已開發數字化移動展示系統，增強現實技術與數字化移動展示系統無縫連接，利用無線定位功能快速定位至可識別的藏品，從不同維度對精品文物進行深入的介紹，使靜態的展品在手機和平板電腦里動起來，提高展品互動體驗性。上博APP首頁和增強現實頁面，如圖3所示。

上博增強現實系開發分為三個步驟：

（1）文物三維數字化采集。文物器物近景攝影三維掃描，能在較短時間內掃描獲取高精度表面點云，同時通過自帶的后處理軟件，可以提供從“拼接—融合—構網—簡化—紋理映射”的完整點云處理流程，高效地獲取被掃描物體完整的高精度表面模型和紋理模型。

（2）增強現實軟件開發。1）現場識別，將鏡頭對準文物，觀眾可微調移動終端的位置，直至屏幕中的展品輪廓與現場實物相吻合，通過實物識別之后，屏幕畫面中將在現場背景下浮現出三維展品達到虛實融合的效果。2）三維展示，移動終端中浮現出文物的三維立體模型，觀眾可對三維展品進行放大和縮小欣賞文物的細節，也可旋轉欣賞。3）虛擬拍攝，增強現實軟件提供虛擬拍攝的服務功能，在展品識別后，用戶可以與屏幕中虛擬文物影像進行合影。 4）藏品介紹，包括展品的品名、器類、時代、出土信息、及尺寸重量、展品細節等信息，并利用數據可視化技術在移動終端上標出。5）紋飾展示，通過動畫的形式對展品進行細節展示其紋飾和圖案。

（3）內容策劃。內容策劃提供了文物新的講述方式，創造一個完美的數字演出，更好的引導觀眾們的想象力。通過互動，將故事、信息、文化遺產和經驗進行傳播。

3 結語

作為新媒體技術發展的重要領域，AR和VR技術的應用，擴大及完善了人類已有的認知領域和知識結構，變革了傳統的時空觀念，也為探究周圍世界的科學知識提供了重要的交互平臺。新媒體技術將博物館內豐富的展示資源課程化、可視化、實例化，通過情景式沉浸體驗與認知，將現有的學習方式進行轉型，大大提高了展品的可看性與教育的可達性，為博物館非正式教育的開展提供了堅實的基石。

參考文獻

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