基于VR技術的虛擬恐龍博物館交互設計研究

羅建華

摘要：以虛擬恐龍博物館為例，展開了對沉浸式虛擬恐龍博物館的技術特點、交互方式進行了論述并提出了新的見解。通過對傳統恐龍博物館的應用現狀分析，并以虛擬恐龍博物館與傳統恐龍博物館的優劣勢為依據，結合用戶需求，提出了虛擬恐龍博物館交互設計的必要性。認為虛擬交互設計改變了傳統的理念，打破了時間與空間的束縛，提高了參觀者的積極性，豐富了恐龍博物館的展示形式。

關鍵詞：虛擬現實;博物館;展示;用戶體驗;交互設計

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）13-0257-03

1背景

現如今是信息爆炸和資源共享的時代，隨著虛擬現實技術的快速發展，傳統博物館展示設計理念早已無法滿足時代的要求，由此虛擬博物館應運而生。虛擬博物館作為博物館建設進程中的重要環節，打破了傳統博物館展示設計中時間和空間上的局限性，從用戶的角度出發，將展示信息以立體化、全方位的形式呈現出來，讓用戶參與其中，并與展品產生互動。

2傳統恐龍博物館的應用現狀分析

傳統恐龍博物館雖然有很重要的社會價值與人文價值，但對于滿足用戶需求方面其還是存在很多的問題。對于傳統恐龍博物館的觀眾而言，主要存在以下問題：

1）觀眾對于博物館展陳的任何一種物品，都是一種被動的接受，都是一種單向性的知識傳輸;

2）觀眾注意力的不夠持久。觀眾對于一件展品的注意力時間是極短的，大部分人都無法做到專注于展品，只是象征性的走馬觀花式的審閱，并沒有深入對文物背后的內涵進行更多的探知，從而無法達到博物館應起的傳播文化的作用;

3）觀者渴求參與其中。傳統恐龍博物館更多的是以說明式的信息傳遞，無法與觀眾形成真實的互動，只能單方面的欣賞。傳統恐龍博物館應該要注重互動形式，在互動過程中來向觀者傳遞信息，讓用戶更多地參與進來，能夠自主自發性的去主動探知文物的文化內涵，激發用戶觀賞的興趣，滿足用戶需求。

對于傳統恐龍博物館本身而言，由于局限于場館的空間格局大小，并不能展示出所有文化藏品，也并不能過多的與觀者進行互動，所以更多的是通過影片、文字介紹等形式進行單方面的信息輸出，無法做到讓用戶過多地去自主探知。并且有些恐龍非物質文化藏品是具有極高的研究價值，是需要保護的，這就意味著觀眾只能敬而遠之的觀看，不能切身實際的去近距離觀看與把玩，這也是傳統恐龍博物館的一個局限性，并且是無法跨越的一個鴻溝。

3虛擬博物館的特征

虛擬博物館是博物館數字化建設的重要組成部分，它是利用虛擬現實技術，以實體博物館為依托，以互聯網為信息傳輸媒介，構建出虛擬的博物館空間環境并呈現于用戶的一種博物館。虛擬博物館作為博物館建設過程中的重要節點，在不同方面都有其顯著的特征，結構如圖1所示。

1）虛擬博物館在時間和空間上不受局限。在時間方面，虛擬博物館都是借助互聯網為傳輸媒介，用戶可以在任意時間點開虛擬博物館系統進行實時觀賞。在空間上，實體博物館介于空間的限制無法展示出全部的展品，在虛擬博物館中可以對空間大小進行無限擴大，使之能容納所有的展品。

2）虛擬博物館滲透力強。虛擬博物館由于自身獨特的優勢，被廣泛地應用于各大領域，在教育領域方面，虛擬博物館可以引導人們關注傳統文化;在歷史研究方面，虛擬博物館可以為研究者提供歷史資料;在文化傳播方面，虛擬博物館能夠更快捷地傳播文化信息。

3）虛擬博物館信息量豐富。虛擬博物館利用信息技術與建模技術，可以將大量的文物信息以數字化的形式儲存于數據庫中供用戶查閱。用戶不僅能夠進行全景的觀賞，而且還可以獲取文物的細節信息。

4）虛擬博物館交互性強。虛擬博物館憑借虛擬現實技術的三大特性，能夠設計出符合用戶體驗的多種交互方式，與用戶進行實時反饋。

4沉浸式虛擬恐龍博物館的交互方式研究

沉浸式虛擬恐龍博物館交互原則關鍵的部分是以用戶為中心進行設計，其原理就是設計者以用戶為基本出發點，在交互設計的整個過程中，符合用戶體驗并讓用戶充分參與其中，整個設計是一個以用戶為目標導向，統一用戶體驗策略與視覺感官，優化用戶行為的設計過程。所以，沉浸式虛擬恐龍博物館的交互設計應圍繞用戶進行展開，讓用戶能夠真正地觀于其中、參與其中、玩于其中，激發用戶觀賞的興趣，提升用戶的參與度，創造出良好的用戶體驗。

4.1用戶與空間環境的交互

用戶與空間環境的交互是沉浸式虛擬恐龍博物館最基本的交互方式，其理念是通過對空間環境與主題材質的相融合，為用戶傳遞虛擬博物館所要展示的內容。空間環境的構建是對展示空間的結構設計，設計出的每一部分都可以作為信息內容的有效傳輸媒介。在虛擬恐龍博物館中，館內展品的擺放形式、建筑的紋理信息、燈光的強弱都可作為信息內容的傳遞方式，用戶在多元空間中領略虛擬恐龍博物館所展現的恐龍文化的魅力與內涵，體驗不一樣的感覺，場景效果如圖2所示。

為了讓場館更具有立體感和空間感，對于場館中的展臺及恐龍模型等展品的大小、高度都與現實中的成對應比例，用戶戴上虛擬頭盔設備，可以360度立體式地觀賞，同時展品的擺放、展臺設計的高度等空間意識形態與用戶認知的完美融合，提升了用戶體驗，增強了視覺感染力，讓用戶體驗和展示效果都達到了極致標準。

4.2用戶行為交互

用戶行為交互是指用戶基于沉浸式體驗的特點在虛擬博物館中所進行的一系列動作行為，并在互動的過程中認知博物館所傳遞的主題理念。虛擬恐龍博物館用戶行為交互主要包括用戶的沉浸式漫游、展品信息的獲取、用戶操作三方面。首先是沉浸式漫游，在虛擬恐龍博物館中，用戶可以通過HTCVIVE手柄來控制自己移動，讓用戶在場館中任意區域進行自由的游覽觀賞。其次是恐龍文物信息的獲取，虛擬恐龍博物館對于信息的獲取不僅僅局限于說明式的交互方式，而是更多的讓用戶自己去尋找、去探知。當用戶需要查閱部分展品的歷史信息、文化背景時，只要控制智能手柄，按下扳機鍵即可（操作場景如圖3所示），信息便會呈現眼前，讓用戶更快捷方便地了解恐龍文化的相關信息。

在虛擬恐龍博物館系統中用戶不再局限于遠遠觀看展品，走馬觀花式的欣賞，而是讓借助于虛擬智能設備，可以任意地拿起恐龍相關文物展品任意觀看，并且還可以通過對展品的旋轉、縮放等交互功能，多角度、全方位的體會展品所蘊含的文化理念以及歷史信息，再加上對展品的拆解與組裝等實際操作，讓用戶切實的感受展品的內部構架和外部輪廓。

4.3游戲互動

為了增強用戶的參與性，在虛擬恐龍博物館中呈現了恐龍換環境、給恐龍喂食等多種游戲互動設計。恐龍換環境游戲是讓用戶通過控制智能手柄來選取恐龍的生活環境，為恐龍換上不同的環境，體會恐龍在不同環境中的生活姿態。當用戶想要了解恐龍進食的情況，便可通過控制智能手柄去選取不同的食物放置到恐龍的面前，體驗恐龍的進食過程。互動游戲的加入，為虛擬恐龍博物館交互設計帶來了新的活力與創造性，在增強用戶參與性的同時，也提升了觀賞者的興趣，場景效果如圖4所示。

4.4語音實時對話

語音實時對話是指不同的用戶可以在虛擬空間中進行語音溝通交流，也是虛擬恐龍博物館系統需要進一步深人研究的交互方式。在虛擬恐龍博物館系統中，利用人工智能和語音識別技術，讓用戶不僅可以通過視覺來獲取信息，也可以利用聽覺獲取信息。首先，用戶需佩戴vR設備，然后向系統提出自己需要了解的恐龍文化知識和背后的故事，系統便會根據用戶需求自動解答問題，用戶不用再通過單純的文字或者視頻來了解恐龍信息，而是通過與虛擬恐龍博物館系統進行實時交流，系統語音模塊就好比一位經驗豐富的導游，為用戶規劃線路，介紹恐龍文化內涵，實時為用戶解惑答疑，場景效果如圖5所示。

5結束語

虛擬恐龍博物館相比于實體恐龍博物館有其獨特的優勢，是實體恐龍博物館所無法比擬的，尤其是在交互設計方面，但是其自身需要更多的依賴計算機技術和硬件的支持，同時在立足于博物館傳播信息和滿足用戶精神需求方面，虛擬恐龍博物館是無法與實體恐龍博物館相比，更不可能取締傳統實體恐龍博物館，它只是恐龍博物館建設過程中的一個重要節點。未來恐龍博物館建設方向應以服務觀眾、傳播知識為基本立足點，將虛擬恐龍博物館和傳統恐龍博物館兩者結合，優勢互補，共同進步，從而推動恐龍博物館和諧健康發展。在保持恐龍博物館建設和諧發展的過程中，以不影響恐龍博物館的功能定位為基礎，應充分發揮虛擬恐龍博物館的優勢，設計出多層次、多感官、立體式地虛擬恐龍博物館交互功能，建立用戶與展品的有機聯系，提高用戶體驗。

總之，虛擬恐龍博物館不僅不能脫離實體恐龍博物館而獨自存在，而且應該充分發揮自己獨特優勢，設計符合用戶體驗的多種交互方式，使之成為實體恐龍博物館的重要組成部分，讓其優勢延伸到實體恐龍博物館中，做到虛中有實、實中有虛的完美融合，從而保證恐龍博物館建設的和諧快速發展。