對博物館數字化展示的思考
——以北京市西四北三條11號院為例

◎張 雋

（北京市古代建筑研究所 北京 100050）

北京市西城區新街口街道的西四地區，相對完整地保留了元代街巷布局，是研究北京城市規劃和歷史地理的重要實物遺存。西四頭條至八條建于元代，經明清兩代保存下來，這一地區的胡同排列整齊，四合院布局規整，是老北京城典型的傳統四合院地區。該區大部分為具有居住功能的四合院（程硯秋、傅增湘等名人故居也在其中），此外還包含宗教（弘慈廣濟寺、雙關帝廟、寶禪寺、慶寧寺）、禮制建筑（歷代帝王廟）；后世發展中出現了平民中學、中央醫院、燕京造紙廠等一批歷史建筑，種類涵蓋傳統建筑與近代建筑（圖1）。1990年，西四北頭條至八條街區被公布為北京市第一批歷史文化保護區。其中保護較好的院落多達70余處，而西四北三條11號就是一處格局完整、保存完好、具有典型性的院落之一，1984年被公布為北京市文物保護單位，現為西四北幼兒園。本文以11號為例，對其在博物館中的數字化展示進行探討。

一、展陳內容為核心

對于直觀傳播知識的博物館來說，其核心要素就是展陳內容。在本案中，全方位、深度挖掘信息，形成后臺數據庫，是一切展陳的基礎。西四北三條11號院大致可從四個方面進行歸納：

圖1 西四頭條至八條文物保護單位及部分歷史建筑分布示意圖

（一）地理環境

西四北三條東西走向，東起西四北大街，西至趙登禹路，中與小絨線胡同相交，全長527米，寬5米。整條胡同以平房四合院為主，檐高不超過3米，整體色調以灰色為主，僅7號院有80年代建的五層紅磚居民樓一座。胡同南北兩側皆有保存較好的四合院，街巷尺度空間舒適。胡同東口的3號“圣祚隆長寺”，中部的19號四合院和39號程硯秋故居，同屬北京市文物保護單位。

（二）建筑格局

西四北三條11號院（下稱“本院”）位于新街口街道，西四北三條中部，是一座坐北朝南的五進院落，平面呈刀把型。東北側帶一跨院，為花園，內有假山、游廊、花廳。院落南北長71.4米，南墻面闊30.7米，北墻面闊67.2米。建筑呈現清末民初的風格（圖2）。

本院廣亮大門位于院落東南隅，清水脊合瓦屋面，戧檐磚雕喜上眉梢圖案，梅花形門簪4枚，紅漆板門兩扇，圓形抱鼓石一堆。大門東側倒座房三間，西側五間。一進院北側一殿一卷式垂花門一座，兩側為抄手游廊，筒瓦屋面，綠色梅花方柱，步步錦倒掛楣子、花牙子。二進院正房三間，過壟脊合瓦屋面，前后出廊。正房東、西各有耳房二間。院內有東、西廂房各三間，前出廊，皆為過壟脊合瓦屋面。三進院與二進院格局及形制相同，四進院正房七間，正房兩側各帶耳房二間。西廂房三間，皆為過壟脊合瓦屋面。五進院有后罩房十四間，過壟脊合瓦屋面。

東跨院一進院，院內東側有假山，假山下有山洞，上有一座八角形攢尖頂小亭。院內北房五間，披水排山脊合瓦屋面，前出廊。西花廳五間，過壟脊合瓦屋面，前出廊。東配樓二層，三間，披水排山脊，合瓦屋面。北房出廊接轉角爬山游廊樓達東配樓二層，亦可向南通向假山之小亭。

圖2 西四北三條11號院平面圖

（三）歷史沿革

乾隆十五年（1750年）的京城全圖上，本院即有現格局。民國時期格局定型，并保存至今。根據歷史記載，本院先后有兩位主人。

馬福祥為第一位主人，他曾為民國蒙藏委員會第二任委員長。馬福祥（1876-1932），字云亭，回族，甘肅省臨夏縣人。光緒二十三年（1897年）年，隨清末著名將領、甘肅提督董福祥進京，駐防薊州。辛亥革命后，馬福祥駐防寧夏八年。民國時在蔣介石政府下擔任多職，常年游走于京外，1932年病逝后葬于阜成門外三里河回民公墓。但他在此居住的時間和具體情況無詳細記載。

第二位主人為張雪門，他在此創辦了藝文幼稚園。張雪門（1891-1973），浙江鄞縣人，致力于幼稚教育60年。他的幼兒教育思想和實踐，為民國及后世幼稚園教育及人才培養，提供了理論支持和研究基礎。新中國成立后，藝文幼稚園更名為西四北幼兒園，并使用至今。

本院所在的西四北三條胡同，明代為箔子胡同，屬鳴玉坊。清代稱豹子胡同、雹子胡同、報子胡同等，屬正紅旗地界。1911年后沿用報子胡同，因是西四北大街西側自南向北第三條胡同，1965年改稱西四北三條。

（四）文化價值

本院位于人文環境密集的北三條胡同內，作為傳統的中型四合院，濃縮了典型四合院的必要元素。從建筑文化角度來講，本院從規劃用地、基本方位、格局、空間關系、建筑及構造到裝修裝飾、園林綠化一應俱全，同時具有較高的歷史、藝術價值，是研究傳統四合院文化的良好切入點。

從傳統文化角度來講，建筑的尺度、建筑的裝飾都蘊含著文化內涵，與當時社會的倫理道德、行為規范、人們的信仰追求、文化修養、民風民俗有著直接或間接的聯系?？梢哉f，建筑承載了文化，文化通過建筑體現。從文化傳播角度講，四合院作為北京城市“金名片”的組成部分，在城市空間中是數量最多、覆蓋最廣的類型。由于四合院文化的實用價值、文明聲望及時代適應性等多種因素，四合院的建筑樣式、文化內涵從封建社會延續到了現代社會，從北京這個文化源地擴散到全國乃至全世界。

因此，以本院為例的探究具有直觀性、代表性和可操作性。

二、數字技術是載體

傳統博物的展陳是利用傳統媒介的信息傳播。打造數字化博物館，就要通過數字技術將博物館與觀眾聯結起來，通過多項技術融合呈現想要傳遞的內容信息。

（一）地理信息技術呈現時空中的空間迭代

地理信息技術的核心技術是地理信息技術（GIS）、遙感（RS）、全球定位系統（GPS）三大技術，同時這些技術又可與IT其他技術集成。在本項目中，這些技術在微觀層面的使用即技術為實現內容服務。運用GIS系統中的數據采集子系統、數據處理和分析子系統、圖像處理子系統、數據產品輸出子系統，可以準確通過空間數據，構成地理實體，用數字形式描述空間，模擬、分析、輸出對于本院建筑及街區在特定時空不同的地表效果。

（二）虛擬仿真技術是建筑空間的表達

虛擬仿真技術，又稱虛擬現實技術或模擬技術。在20世紀80年代新崛起的虛擬現實技術（Virtual Reality），簡稱VR，是由計算機硬件、軟件及各種傳感器構成的三維信息人工環境，可以逼真的模擬真實世界的（甚至是不存在的）事物和環境，它具有沉浸性、交互性、虛幻性和逼真性四大基本特性。在本項目中，虛擬現實技術可以將文物建筑通過虛擬復原并展示，突破地域限制，實現資源共享，同時以應用為目的，將其與旅游結合起來，通過情景化的界面模擬旅游體驗，可以增強親臨效果；通過3D掃描儀、數字相機全景拍攝等設備對本院進行圖像數據處理和復原建筑，為VR平臺奠定影像基礎；運用成熟的Unreal4、Unity3D等VR搭建軟件呈現最終的虛擬效果，打造人機交互的沉浸式體驗。

（三）知識圖譜技術是匯通展陳內容的關鍵

知識圖譜（Knowledge Graph）在圖書情報界稱為知識域可視化或知識領域映射地圖，是用可視化技術描述知識資源及其載體，挖掘、分析、構建、繪制和顯示知識及它們之間的相互聯系。相較于傳統的基礎關鍵詞（keyword-base）搜索模式，其可提供更加精準、更為全面、更有深度和廣度的搜索。圖譜技術主要基于構建與認知技術、架構與應用技術。

知識圖譜通過知識抽取，使用大規模數據庫的多維實體分區技術方法，將知識的結構化明晰，消除實體、實體語義標簽、實體語義關系等知識范疇的邊界，并結合深度神經網絡技術，從不同的層次對文本、多媒體及多模態對象進行解析與理解，協助提供上層認知所需求的語義理解，并支撐基于知識的計算與推理，從而實現認知技術的框架。而知識圖譜的邏輯架構與應用又可融合到其他對外輸出接口，通過不同的終端體現。以上數字技術的后臺編程技術、云技術就不在本文討論了，但可以其為載體的構想在下節進行討論及部分呈現。

三、交互體驗是效果

人性化的交互體驗基本要求是好學易用、準確高效、安全友好。本案將展陳內容和數字技術結合，對產生的交互體驗有如下構想：

（一）恢弘的歷史畫卷

西四北頭條至八條歷史文化保護區，自元大都建成時便已定格局，又經過明、清、民國、新中國等不同時期。可利用復原研究將元代、清代的建筑空間數據，用三維技術虛擬地理實體，從平面格局疊加至現代立體格局，展現同一街區在大時代、大格局下地貌的變化，帶給觀眾時光流動的感覺。同時也可以從人的視角對比古代和現代的街巷空間，將過去恬靜的胡同生活與現在擠滿小汽車的擁擠嘈雜進行直觀對比。通過地理信息技術中遙感系統的航空攝影，可為本片區提供20世紀初至今不同時期的衛星圖像，通過鳥瞰圖對比建筑、街區的格局變化，最終以觸摸屏、沙盤、激光懸浮成像等形式出現（圖3）。

圖3 基于GIS復原的西四北頭條至北八條街區、建筑軸測圖

（二）細膩的建筑文化

利用VR技術復原本院，觀眾可以帶上VR頭盔，在設計好的平臺內，通過操縱手柄，虛擬穿梭在院落的各個空間。在復原建模時，去掉了幼兒園內的設施，對建筑內外部空間進行復原（圖4）。同時為方便不同體驗，設計兩種游覽模式，一是按既定的游覽順序走，二是觀眾隨性而走。通過虛擬游覽，觀眾可以參觀這些不對外開放的空間，去探知自己感興趣的內容。游覽真實四合院時或許看不到復雜的梁架結構、精美的磚雕，但利用復原點云建模，就可以將四合院和木結構拆解，多角度觀察梁、架結構，近距離看磚雕紋樣圖案、工藝技術。當然也不局限于此技術，但通過多年游戲平臺上的打造，VR效果的沉浸感、代入感最真實。

圖4 利用虛擬現實技術復原的建筑場景

（三）豐富的人物故事

靜態的房子因為有了人的活動才更加溫暖和飽滿。院主人居住留下的印記，開展的活動，都可以通過多媒體技術展示出來。在復原的房間內，陳設的器物設計為可觸摸式，在真實的書桌上配上可觸摸屏，放上文件，由觀眾自主翻閱；或將掛在墻上的主人照片做成投影或畫軸，通過傳感器，當有觀眾走近時會自動播放主人生平等；也可將陳設在書架上的書作為載體，通過互動操作，讓觀眾主動搜索其想了解的內容。

（四）泛在的文化傳播

圖5 知識圖譜構架下的交互操作——垂花門

基于知識圖譜的邏輯框架，前文所提及的展陳內容，就是一個龐大的知識數據庫，院落格局、建筑構造、歷史沿革、文化價值等，這些看似分類不同的知識結構通過圖譜技術，將會形成一部圖像的百科全書。舉個簡單的例子：比如垂花門，用傳統的展示表現手段，一般是實物模型展陳或圖片展陳，附一標簽，介紹垂花門。但如果運用知識圖譜的技術，觀眾可以了解標簽之外更多的“垂花門”知識，比如木結構、分類、作用、木雕技術、紋樣花卉、彩畫技術等，也可以順著其中某一分類，繼續進行更多的延伸、延展搜索。這些知識會打破原有專業的壁壘，通過強大的數據庫與計算技術，將看似不同分類的知識結構進行再加工、再編輯、再推送，以時效性、可預測性、可溯源性、可個性化等服務滿足觀眾的需求，調動觀眾學習的主動性與積極性（圖5）。

搭載一切可使用的網絡，可無限拓展和延伸一個小小的四合院所蘊含的信息?？梢蚤_拓智能電子講解器的智能交互模式。觀眾在進入博物館時，內心總是抱有一定的學習欲望。在博物館過去傳統的展示手段中，人工講解一般是最受觀眾歡迎的，因為講解員的介紹中蘊含了很多展品背后的故事，這些是標簽上的文字遠無法呈現的。而互問互答的形式，使得知識的輸入輸出雙方有一種對等的關系，讓觀眾感覺更友好。然而隨著受眾的擴大，人工講解的比例在縮小，電子講解器在近10年來快速普及，但依舊擺脫不了單向輸出的模式。設想本案的交互電子講解器，后臺依托云端、知識圖譜技術，前端以移動的電子媒介形式出現，那么觀眾在聽電子講解游覽時，便可向電子講解提問，講解器執行用戶的語音命令，實現智能問答。

（五）應注意的問題

以上這些交互信息體驗的呈現方式，多會采用新媒體、圖、文、聲、像、影等復合語言，通過視覺、聽覺、觸覺、力覺、動覺等接收信息。那么在視覺上，一方面要讓界面的整體保持一致，有統一的視覺識別系統；另一方面，內容呈現不要太過絢麗，在穩重的格調下適當采用效果，以免喧賓奪主。在聽覺上，要避免嘈雜，控制音量，用輕音樂背景，避免刺耳的音效。在觸覺、力覺上，提高硬件的靈敏度，避免因復雜的操作而造成疲勞。在動覺上，在互動投影的運用上，避免動作過大的交互操作，應以較為舒緩不激烈的形式呈現。

四、結語

目前，實體博物館實現數字化，需要在創意構思及最核心的內容上下功夫。在這種環境下，我們要運用現代技術為內容服務，以“無所不在”“無所不包”“無所不能”的目標，將傳統建筑、傳統文化的魅力通過泛在傳播，打破知識壁壘，在發揮首都“金名片”的作用上更進一步。