虛擬現(xiàn)實技術(shù)在文物博物行業(yè)中的應(yīng)用分析

崔英來

隨著科學技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，文物博物行業(yè)的發(fā)展也有了更加堅實的技術(shù)支撐，從當前的現(xiàn)狀來看，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在文物博物行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，不僅給文物的保護、展示等提供了良好的技術(shù)條件，同時也在一定程度上促進了文物資源保護與使用之間關(guān)系的協(xié)調(diào)。

據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計顯示，截至2016年10月31日，普查全國可移動文物共計108154907件/套。其中，按照普查統(tǒng)一標準登錄文物完整信息的為26610907件/套（實際數(shù)量64073178件），而且每年都有新的文物被發(fā)現(xiàn)。然而，由于受到保護技術(shù)、空間等因素的限制，有條件進行研究與展示的文物非常少。怎樣才能使博物館更好地發(fā)揮出其應(yīng)有的功能，提高其服務(wù)人民大眾的質(zhì)量，并促進博物館自身的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為當前我國絕大多數(shù)博物館面臨的主要問題之一。近些年，通過將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于虛擬博物館的打造中，在很大程度上彌補了傳統(tǒng)博物館存在的弊端，進一步拓展了博物館的功能，從而使其更好地適應(yīng)了當今社會人們的需求。由此可見，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在文物博物行業(yè)中的應(yīng)用具有十分重要的意義。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概況

有關(guān)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究最早是在1956年，到20世紀80年代，美國國防部以及宇航局在虛擬現(xiàn)實技術(shù)方面的研究取得了非常豐碩的成果，使得全世界提高了對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的重視度。后來，計算機軟件系統(tǒng)與計算機硬件技術(shù)等不斷改進和完善，使得將大量數(shù)據(jù)集合在一起的圖像與聲音的實時動畫制作有了基本的技術(shù)支撐，再加上人機交互系統(tǒng)設(shè)計的進一步優(yōu)化和創(chuàng)新，各種新型的、實用性的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備開始大量進入市場，這些都給虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展提供了有利條件。虛擬現(xiàn)實技術(shù)最典型的功能就是可以讓人產(chǎn)生身臨其境的感覺，當前，該技術(shù)的應(yīng)用范圍正呈現(xiàn)出逐步擴大的趨勢，可以說已經(jīng)達到了無所不在的境地，就比較成功的應(yīng)用領(lǐng)域來講，主要涉及到飛機虛擬現(xiàn)實駕駛訓練、虛擬現(xiàn)實作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實游戲、虛擬現(xiàn)實建筑物參觀和展示、汽車與輪船的虛擬制造等諸多方面。由此可以看出，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的市場需求空間是非常廣闊的。

從本質(zhì)上講，虛擬現(xiàn)實技術(shù)指的就是通過計算機創(chuàng)設(shè)出一種模擬現(xiàn)實世界的場景，并利用多種多樣的傳感裝置使用戶完全融入到該場景之中，進而實現(xiàn)用戶和該場景直接進行自然交互的一種新興技術(shù)。具體來說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要具有以下特點：一是自主性，也就是指虛擬場景中物體按照相關(guān)定律運動的程度。二是多感知性，簡單來說就是指多方面的感知功能，主要包括運動感知、觸覺感知、味覺感知、聽覺感知等。三是交互性，所謂交互性，指的就是用戶從環(huán)境中所得到反饋的實時性以及用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度。四是存在感，也就是用戶感覺到某個主體在模擬場景中存在的真實程度，最為理想的模擬場景應(yīng)當能使用戶產(chǎn)生真假難分的感覺。從構(gòu)成上來看，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：第一，建模模塊，該模塊主要負責生成現(xiàn)實世界的三維信息，并以此作為參考，打造出相應(yīng)的模擬場景。第二，控制模塊，該模塊的主要控制對象是傳感器，可使傳感器在虛擬環(huán)境與用戶之間充分發(fā)揮出其作用。第三，傳感器模塊，該模塊不僅可接收用戶發(fā)出的操作指令，并使這一指令對虛擬環(huán)境產(chǎn)生作用，同時還能將最終的操作結(jié)果反饋給用戶。第四，反饋模塊，該模塊的主要功能是接收傳感器模塊發(fā)出的相關(guān)信息，從而讓用戶獲得實時性的反饋信息。第五，檢測模塊，該模塊主要負責對用戶發(fā)出的操作指令進行檢測，并利用傳感器模塊使之在虛擬場景中發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在文物博物行業(yè)中的主要作用

（一）實現(xiàn)文物對比研究

對于文物博物行業(yè)的發(fā)展來說，文物對比研究是非常重要的一項工作內(nèi)容。它是實現(xiàn)歷史考證與確認的一個主要渠道，同時也是研究文物的必不可少的方法。但是，由于受到各方面因素的影響，大部分文物都廣泛分布于不同的地區(qū)和不同的博物館，不同的地區(qū)，甚至是不同的國家，要將這些文物集中在一起開展對比研究工作具有很大的難度。但通過利用計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)就能很好地將這些文物集中在一個虛擬場景中，進而使文物對比研究成為可能。

（二）對文物進行數(shù)字化修復

文物修復對文物博物行業(yè)的長遠發(fā)展來說至關(guān)重要，但我們經(jīng)常會遇到一些碎片較多的文物，若利用人工修復必定需要投入大量的人力和時間，而且也很難保證拼接的準確性。但通過運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可利用計算機程序?qū)崿F(xiàn)對文物碎片的自動化拼接，如此一來就能節(jié)省很多時間和人力，而且還能在很大程度上提升文物碎片拼接的準確性。當前許多博物館文物都具有易損性特征，經(jīng)常會出現(xiàn)剝落、掉色等現(xiàn)象，即使可以實現(xiàn)人工修復，但在修復之后仍然無法實現(xiàn)長時間的展示和研究。通過運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可將文物修復之后的畫面預先展示出來，并對修復方法的可行性進行確認。該技術(shù)還可與視圖計算機技術(shù)相配合，進而檢驗文物修復的每個環(huán)節(jié)以及修復之后的耐久性程度如何。

在文物保護方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能全方位、多視角地展示文物，進而使文物在更為合理、嚴密的條件下得以存放，確保其保存壽命。我國博物館藏文物中有很大一部分都具有唯一性，一旦在修復過程中出現(xiàn)細節(jié)問題，就很可能帶來難以彌補的損失。利用計算機虛擬技術(shù)的數(shù)字化修復功能，可綜合分析和研究各種修復方法的可行性與有效性，進而通過對比找出最佳的修復方法，并利用該方法對文物加以修復，這樣就能有效避免在修復過程中出現(xiàn)問題。當前，我國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量的文物遺址遺跡，但這些遺址遺跡大都屬于不可移動的，再加上多數(shù)位于交通落后的偏遠地區(qū)，導致文物價值難以得到彰顯。而運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)就能將這些文物的觸覺、重量等在模擬環(huán)境中加以呈現(xiàn)，同時還能依據(jù)相關(guān)文獻記錄，還原已經(jīng)消失的遺址遺跡或者展示還未發(fā)現(xiàn)的遺址遺跡，并且能有效避免對文物的安全造成威脅。

（三）構(gòu)建虛擬博物館，分散參觀者

我國是一個人口較多的國家，當前大多數(shù)旅游景區(qū)與博物館都出現(xiàn)了游客數(shù)量嚴重超限的問題，對于博物館來說，由于大部分實行的是免費開放政策，導致參觀者數(shù)量進一步增加，過量的參觀者會使博物館面臨極大的壓力，甚至可能因為擁擠而造成文物的破壞。而通過運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來構(gòu)建虛擬博物館，有意向參觀博物館的游客可以在虛擬博物館中先進行大致參觀，在參觀完虛擬展覽后，部分觀眾有可能會將參觀實體博物館的計劃暫時推后，由此可將參觀人數(shù)階段性分流，對于保證展覽的展陳效果具有積極意義。此外，虛擬博物館還具有一些實體博物館不具備的功能，如為游客展示部分無法在實體博物館展示的遺址、文物等，從而滿足有興趣的人們的需求。

（四）通過展示文物宣傳歷史文化

現(xiàn)代博物館的主要功能之一就是實現(xiàn)對歷史文化的宣傳，重現(xiàn)歷史上的重大事件，增強人們的民族自信心與自豪感，同時，加強對人們的愛國主義宣傳與教育。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)所構(gòu)建的虛擬博物館也具備上述功能，它不但能加大對文物的展示與歷史文化的宣傳力度，同時也讓人們利用網(wǎng)絡(luò)獲取有關(guān)博物館中文物的具體信息，有興趣者還可以隨時利用電腦等設(shè)備參觀虛擬博物館，虛擬博物館上精致的畫面以及詳細的文物信息介紹往往可以激發(fā)參觀者的興趣，如此一來，就能進一步提高博物館的吸引力，使其影響范圍得到大幅增加，進而更好地發(fā)揮宣傳歷史文化的功能。

（五）提高文物展出的數(shù)量與比例

將虛擬現(xiàn)實技術(shù)合理地應(yīng)用于文物博物行業(yè)之中，可在很大程度上改善我國一直以來存在的文物展品數(shù)量少、比例低的問題。通過運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可將文物的三維立體影像呈現(xiàn)在參觀者面前，便于參觀者全面了解文物的原始面貌，不但可以使參觀者對文物展品進行近距離觀賞，同時還能使各種由于受到擺放空間限制而無法展出的文物全部呈現(xiàn)在大眾眼前，進而促進博物館文物展示數(shù)量與比例的大幅提升。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在文物博物行業(yè)的應(yīng)用分析

與國外發(fā)達國家相比，我國博物館對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用尚處于較為落后的階段，具體表現(xiàn)在文物保護技術(shù)落后與陳列手段落后等方面。歷史文物長時間受到惡劣自然環(huán)境的影響，極易出現(xiàn)剝落、風化等問題，由于文物保護技術(shù)不夠先進，難以準確把握文物的基本物理特性與收藏環(huán)境，最終使大量珍貴文物遭到嚴重破壞。與此同時，一些珍貴文物雖然可以修復，但由于修復手段落后，往往需要投入大量的時間與精力，付出的成本代價非常高。在陳列手段方面，我國大多數(shù)博物館采用的都是通柜擺放形式，這種陳列方式極其枯燥呆板，根本無法彰顯出文物的歷史文化內(nèi)涵，最終致使文物的宣傳教化作用大幅下降。究其原因，主要在于人才、資金等的缺乏以及傳統(tǒng)觀念的束縛等，因此，為了實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在文物博物行業(yè)中的普遍推廣與應(yīng)用，必須進一步加強對該項技術(shù)的重視度，更新觀念，加大在人才、資金等方面的投入。我們可將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等有機結(jié)合，使其在文物保護與展示過程中發(fā)揮出更大的作用。首先，可利用計算機網(wǎng)絡(luò)對全國范圍內(nèi)或地區(qū)內(nèi)的文物資源加以整合，再通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)使文物得以逼真、生動地展現(xiàn)在人們面前，這樣就能使文物突破空間束縛，達到資源共享的目的。其次，可利用影像采集技術(shù)方法，構(gòu)建起完整的文物實體三維模型以及數(shù)據(jù)信息庫，使文物的原始空間信息等得到長期保存。此外，還可利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來提升文物修復的精確程度，并對所要采用的保護方法的可行性進行評估和確認，確保各種文物保護方法的有效性，避免在保護過程中出現(xiàn)意外，進而提高文物保護的水平。

四、結(jié)語

綜上所述，虛擬現(xiàn)實技術(shù)對文物博物行業(yè)的發(fā)展來說具有無可替代的重要意義。要充分發(fā)揮出虛擬現(xiàn)實技術(shù)在文物博物行業(yè)中的作用，就必須進一步提高對該技術(shù)在文物展示、保護與修復等方面應(yīng)用的重視度，加大研究力度，并為其提供堅實的人才與資金保障。