關于三維數字化技術在博物館藏品在線展示中的應用

艾雪松 王志強 魏薇 徐建民

【摘要】三維數字化技術的發展，使其能夠在多領域得到廣泛應用，當前我國博物館的數字化建設借助三維數字化技術的有效利用取得良好成效。隨著博物館數字化、信息化建設的不斷深入，如何將已有的數字化成果進行有效應用，成為博物館需要重點思考的問題。本文擬通過對偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統的技術實現、場景應用進行分析，為博物館數字化成果的展示應用提供一些建議和思考。

【關鍵詞】三維數字化；在線展示；偽滿皇宮博物院

【中圖分類號】G264 【文獻標識碼】A

我國擁有悠久而又璀璨的文明，同時也擁有數量眾多、價值珍貴的文物。隨著數字化、信息化技術的深入發展和應用，不僅便捷了人們的生活，同時也為文物數字化帶來了前所未有的發展契機。信息時代的發展，對肩負著傳遞歷史發展信息使命的博物館來說，提出了新的要求。

三維數字化技術是近年來廣泛應用于文博領域的新技術手段，因其具有還原性高、復制性強等技術特點，三維數字化技術被應用到可移動文物數字化、文物保護單位數字化、博物館場館數字化等領域，為文博行業的業務管理、宣傳展示等提供了全新的方式、方法。

偽滿皇宮博物院作為全國重點文物保護單位、全國愛國主義教育基地，一直高度重視博物館數字化、信息化發展，在有效利用三維數字化技術的基礎上，深入挖掘藏品三維數字化后的應用場景，積極推動博物院藏品三維數據的展示和利用，為宣傳愛國主義教育和傳播中華文明不斷進行新的嘗試。

一、三維數字化技術概述

三維數字化技術又稱“實景復制技術”，是從復雜實體或實景中重建目標的三維數據及模型，它通過高速激光掃描測量或其他掃描測量的方法，對確定目標的整體或局部進行的全自動高精度步進測量，獲取目標的線、面、體、空間等三維實測數據并進行高精度的三維逆向建模。

三維數字化技術在文化遺產領域的應用，起初見于文物修復、文物保護等應用層面，并集合文物的數據成果標準衍生出了文物三維數字化的采集和加工標準，三維數字化技術在文化遺產領域逐步建立規范。隨著我國社會經濟水平的快速發展，社會公眾對于文物的關注程度不斷提高，博物館中靜貯的實體文物和文物高清二維圖像已無法滿足人們對于文物的好奇和對文物背后知識的渴求。館藏文物的三維數字化技術需要進行升級，以滿足更為新穎、更具吸引力的展示和傳播需求。

三維數字化技術在文物的三維掃描和加工過程中能夠為文物提供高精度的幾何和紋理信息，但由于當前信息化發展的局限性，無法將這些完整且全面的數據進行大范圍展示，僅能通過離線形式在單一的設備上進行查看和分析，這對于進一步擴大文物數據的傳播范圍形成阻礙。因此，結合三維數字化技術的更新換代和文物的傳播展示層面要求，偽滿皇宮博物院對于館藏文物的三維數據展示做出了整體部署和分布實施的計劃。

二、偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統開發分析

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統的開發，借助三維數字化技術作為底層支撐，從必要性和合理性兩方面進行開發分析：

（一）系統開發必要性

偽滿皇宮博物院典藏的近七萬件珍貴文物，相當一部分都是國家一、二級文物，偽滿皇宮博物院已對館藏的273件精品文物進行了三維數字化建模。隨著偽滿皇宮博物院藏品三維數字化工作的深入推進，如何利用好已有的數字化成果，成為擺在博物院管理者面前的難題。因此，偽滿皇宮博物院積極展開技術和業務調研，在全國范圍內考察了國內數字博物館和智慧博物館建設經驗豐富的文博機構，并結合當下實際需求，開發一套能夠進行三維藏品在線展示及交流的平臺。

（二）系統開發合理性

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統的開發，秉承合法性、兼容性、安全性、可擴展性等原則，從用戶角度、業務角度進行深入分析：

1.用戶使用范圍廣

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統的用戶包括博物院領導、業務部門管理人員、專家學者、游客等群體，系統在設計的過程中采用咨詢法、問卷調查法等方法對用戶進行調研，使系統能夠滿足用戶群體的需要，從而激發用戶的使用意愿，進而形成良性循環，不斷推動系統完善。

2.滿足實際業務要求

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統的設計，從藏品展示、藏品研究、推廣宣傳等業務角度進行分析。第一，在藏品展示方面，三維展示的信息更為豐富、立體、全面，展示效果遠遠超過二維平面的單一展示。第二、在藏品研究方面，三維藏品信息能夠借助互聯網的快速通道，將研究成果更便捷、高效地進行交流，推動不同層次的專家學者進行觀點和意見的溝通。第三、在推廣宣傳方面，三維藏品在線展示能夠為互聯網、移動互聯網等網絡渠道進行推廣，也能夠為基于三維數據的VR、AR應用場景提供數據支持。

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統在經過必要性和合理性分析，并經過專家學者的論證后和多次實地調研后進行開發。相關建設思路將在下文中闡述。

三、偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統建設思路

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統在經過多次調研分析、論證后，明確了開發建設思路。

（一）藏品元數據構建

偽滿皇宮博物院基于三維掃描技術進行了館藏精品文物的三維數字化，這些新型數據的產生，與原有的藏品本體數據及業務數據產生極大關聯，并隨著技術支持手段日新月異，需要進行整體規劃和長遠考慮。藏品數據作為博物院數據的核心，在業務管理、宣傳展示、研究保護等方面，有不可替代的作用，為能夠應對博物院未來的業務擴展，適應大數據、云計算等新技術在文博領域的應用。藏品需要建立元數據，元數據的構建將系統設計時同步進行，將藏品的本體數據、管理數據、影像數據、三維數據等數據規格根據偽滿皇宮博物院數據標準進行統一規劃，保證未來藏品數據在進行深層次技術應用時能夠提供基礎支持。

（二）系統注重數據觀察及數據關聯關系構建

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統作為一個對博物院內、外部打通，擴大博物院影響力的在線平臺。需要在藏品元數據的基礎上，根據博物院藏品特色構建關聯關系庫。例如，博物院的七寶燒，其制作工藝可與景泰藍的制作工藝構建關聯關系，并進行數據分析，比對和研究兩者間的區別與聯系。同時三維藏品展示系統的開發，也為社會公眾，尤其是對偽滿時期的歷史、建筑、文物感興趣的群體提供一個交流平臺。社會公眾因關注文物產生的數據同樣需要與藏品數據進行關聯，并進行數據積累，從而充實藏品數字資源，為未來的大數據分析與應用提供海量數據。

（三）注重系統運行輕量化

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統在規劃設計時，充分考慮了未來應用端輕量化的趨勢，系統開發將規避應用承載，直接為用戶提供服務。經過系統開發和實施方案部署，偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統能夠在數據層面，將博物院的三維藏品數據進行在線展示，在應用層面，能夠適應不同終端的使用。在用戶層面，兼顧不同層次社會群體關于三維文物展示的需求。并在未來期望借云服務的優勢，不斷優化訪問方式方法，拉進用戶與用戶、用戶與數據、數據與數據之間的距離。

四、偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統應用成效

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統自上線以來，受到了不同領域用戶的歡迎，也在專家和學者的指導下不斷進行升級和完善，以期朝著更完美的方向前進，系統主要具有以下特點：

（一）流暢性

三維藏品展示系統中的三維數據，是系統的核心數據。經過對數據加載速度和平臺荷載量的評估，三維藏品展示系統突破了過去三維數據無法在網站進行跨平臺、無插件訪問的技術壁壘，使更多高清的文物三維模型流暢地呈現在網站上，使更多的藏品多維度信息能夠流暢地傳播到更多平臺上，更大化發揮文物的藝術、文化價值。

（二）開放性

在三維藏品展示系統中，不同權限的用戶瀏覽操作不同的三維藏品數據，這些用戶根據身份被劃分為超級管理員、普通管理員、普通用戶、專業用戶。系統通過功能和權限隔離的方式，保證了核心功能及數據向特定用戶開放的目標。但與此同時，系統中的各類用戶可以圍繞三維藏品進行討論和交流，讓系統始終保持活躍度和開放度。

（三）安全性

三維藏品展示系統的安全設置，包括了用戶安全、數據安全、網絡安全三個方面的準備。在用戶安全保障上，系統雖然提供了評論、交流、分享等功能，但是對于陌生用戶之間的交流采用掩碼方式進行保護，從而能夠保證用戶信息在展示端不受竊取。在數據安全保障上，數據進行了加密傳輸和特定通道傳輸，并根據數據活躍度設置合理的備份機制。在網絡安全保障上，系統通過用戶身份鑒別、數據訪問控制等措置進行控制。

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統的上線使用，為偽滿皇宮博物院的管理和宣傳工作促成以下成效：

1.促進了跨部門資源共享與業務協同

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統建設從三維藏品數據共享的角度為整合各部門在相關領域的資源樹立了標桿，有力地促進了各部門業務流程的優化整合，提高博物院的運行效率。三維藏品展示所帶來的協同研究方式促使更多的民間力量加入中國東北那段特殊歷史的考究中來，推動了歷史文化的研究發展進程。

2.推動了博物院服務水平提升

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統通過有效整合藏品、專家等資源，可為博物院內部工作人員和社會公眾提供全面的、個性化及多樣化的服務，轉變了偽滿皇宮博物院服務模式，提升了偽滿皇宮博物院的公共服務水平。

（3）提升了博物院科研成果轉化效率

偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統對于博物館科研，尤其是三維在線展示博物館相關項目研究具有重要意義。

五、偽滿皇宮博物院三維藏品展示系統前景展望

在政策層面，偽滿皇宮博物院將加快對國家文博數字化、信息化建設的政策消化，圍繞目前諸如三維藏品展示系統等較為成熟的服務平臺進行擴展，將博物館的數字化、信息化水平進行提升，以面對當前文博領域更為復雜的管理和利用問題。

在技術層面，三維藏品展示系統的發布，有效利用三維數字化技術解決了部分博物院藏品保護與利用問題，有賴于技術的更迭，未來三維藏品展示系統將借助5G技術等高速網絡環境及設施升級，突破當前更高精度數據無法進行快速傳播的技術瓶頸。

在應用層面，隨著用戶量的積累和數據量的快速增長，三維藏品展示系統的底層架構將嵌入智慧博物館的大環境中，與博物館、外部機構等進行更深層次的數據關聯，促進萬物互聯互通的應用場景早日到來。

六、結語

偽滿皇宮博物院利用目前較為成熟的三維數字化技術，結合文博領域在藏品管理、研究、利用的需求，對藏品的本體數據與圍繞本體數據衍生的業務管理數據、對外服務數據等數據的管理和應用做了一次嘗試，隨著時代的發展和技術進步，這種嘗試還將持續不斷進行。應該注意到，文博領域的資源開放共享已經成為社會公眾的迫切需求，文博單位應更多提供優質內容與信息，偽滿皇宮博物院建設的三維藏品展示系統，仍需要不斷優化，探索更多數據應用新模式。

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作者簡介：艾雪松（1977-），男，吉林農安人，漢族，研究方向：智慧博物館建設、博物館新媒體運營；王志強（1965-），男，漢族，吉林長春人，研究方向：博物館發展、運營；魏薇（1978-），女，吉林長春人，漢族，研究方向：博物館新媒體建設、運營；徐建民（1978-），男，山東東營人，漢族，研究方向：文物數字化及文物數字化應用、智慧博物館建設。