博物館陳列展覽中AR-VR融合技術的應用
——以潮州市博物館《潮州七日紅》主題展覽為例

石奕栒

（廣東省潮州市博物館，廣東潮州 521000）

現代的博物館建設與數據技術相融合，引進了大數據為依托的人工智能、計算機、圖像處理、增強現實等現代高科技，實現了博物館陳列的內容多變、形式多樣化、聲像、文字、游戲相結合的創新目標，為博物館的可持續發展提供了堅實的保障。博物館展廳是城市歷史和地域文化展示的窗口，所以展出形式的新穎獨特性和互動性是吸引觀眾的關鍵因素，“陳列形式要求藝術風格的完整統一，也要求統一風格設計手法的變化多樣[1]”。為了改變這一陳舊的展覽模式，有效提升潮州的軟實力，潮州市博物館進行改革創新，應用AR-VR 融合交互展陳技術有效提升了展覽質量。該文將從以下幾個方面進行分析。

1 潮州博物館《潮州七日紅》主題展覽概況

南昌起義于1927年8月1日成功后,周恩來及賀龍率領部隊南下進駐廣東，于9月23日攻占潮州,周恩來、賀龍、葉挺、劉伯承、彭湃、郭沫若等同時到達，20 軍第3 師戍潮州，師司令部設立在西湖涵碧樓,潮州紅色政權正式建立，但紅色政權僅存在7天，歷史上被稱為“七日紅”。1987年，涵碧樓被正式設定為潮州市文物重點保護單位，既是革命傳統的宣傳教育窗口，也是廣東省重要的愛國主義教育基地。

1.1 一樓“潮州七日紅”主題展覽內容

序廳的大型浮雕墻以革命為主題, 展示潮州七日紅深厚內涵。一樓左側展廳及右側播放室以史實場景為主，展示“七日紅”期間起義軍在潮州的革命活動。

1.2 二樓“潮州七日紅”主題展覽內容

展廳對革命的紅色元素活學活用，圍繞“潮州七日紅”主題內容, 利用現代科技手段進行增強現實（AR）和虛擬現實(VR)的互動體驗項目，以及影片展示、 咨詢屏幕等不同媒體的交互形式，同時結合墻繪、沙盤等多種藝術形式，借助微場景與館內文物陳列高度融合的展現形式，強化完善與觀眾互動環節的設計、增強版面的圖文并茂的效果，突出實物展示的教育意義，以豐富多彩，喜聞樂見的形式講述“潮州七日紅”的革命歷史, 調動游客和觀眾的參與意識，激發觀眾的愛國主義情懷。

2 AR-VR 融合陳列展覽整體思路

AR 是Augmented Reality 的縮寫，中文含義是增強現實，該技術是實時地對攝影機的影像的位置及角度進行計算并加上相應的圖像的模式，核心目的是虛擬世界和現實世界的融合并產生互動。該技術從誕生那天起，就成為關注的焦點，相關專家一直在深入研究和進行應用的探索[2]。一些學者反復試驗AR 系統在室外場景下，怎樣應用傳感器的優勢去捕捉場景的變化； 某大專院校的團隊研發了數字圓明園體系，體驗者可以借助頭盔等技術載體在圓明園中漫步；還有學者把該技術應用到房地產產業，真正實現了線上樣板房360 度體驗； 還有專家利用AR 技術設計互動性極強的恐龍館。

通過實踐證明，AR 技術是實現互動的最佳方式，讓觀眾以自身的角度流連在虛擬的境地中。但AR 技術也有其不足之處，例如，在近距離接觸模型時模型的細節內容不能清晰捕捉到。為了解決該技術的諸多難題，嘗試應用AR 與VR 的融合技術，更增強了觀眾場景體驗的感知能力。AR 和VR 的融合技術，真正實現了兩者的切換與交互，比單一的AR技術有更強的體驗性，公眾的參與熱情待提高。

3 博物館陳列展覽中AR-VR 融合技術的應用優勢

博物館陳列展覽在新時期得到快速發展，ARVR 融合技術的應用更是讓陳列展覽展現出新的生命力。AR-VR 融合技術通過立體的顯示、特種視效等，讓博物館藏品可以實現數字化，以三維立體方式展現在參觀者眼前。在傳統的博物館展覽陳列中，藏品是靜止的，缺乏與參觀者的互動，拉近與參觀者之間的距離，讓參觀者可以對藏品進行立體的、紙質的參觀，也可以讓參觀者通過視覺、聽覺等多個感官的感受，沉浸在博物館的數字化情境中。比如，在潮州市博物館《潮州七日紅》主題展覽中，就可以通過ARVR 融合技術的應用，在展覽廳中設置觸控一體機及高清顯示屏，對字畫進行集中展示，參觀者可以立體的（306 度）可視化的參觀字畫，在對屏幕的放大與縮小過程中，可以對字畫等作品進行細致的觀察。比單純的AR 更富有體驗情趣的模式，會把觀眾的視聽感官系統充分調動起來，讓觀眾感受到振動心靈的氣勢，而且可以達到張弛有度。三維制作的體驗交互模式，以各種技術手段還原戰爭的殘酷，引導觀眾走進所要展示的歷史。主要表現在4 個方面。

第一，對歷史的尊重。陳展中引用真實的歷史資料，相關的圖片、視頻和音頻等。第二，實現新陳代謝。在翔實的歷史資料基礎上，借助三維技術和后期修復技術復現當時潮州的生活風貌和“潮州七日紅”的一些戰斗場景。第三，突出體驗效果。對歷史場面進行真實的還原，借助現代的音頻和視頻效果，讓觀眾銘記歷史。第四，強調視覺元素。為了突出展示的主題，添加相關的地圖重現斗爭的態勢，比如，利用火焰粒子、煙霧等表現戰爭的慘烈。

4 AR-VR 展示系統具體應用

4.1 系統框架

AR-VR 的結合發揮了兩者各自的優勢，也就是說AR 的沉浸感和VR 的交互感構成了系統的框架。第一是利用了AR 實現增強交互部分，第二是借助了VR 開發虛擬漫游部分。通過虛擬場景引導觀眾感受博物館的內外氣氛，雖然這些場景是模擬的，但經過逼真的構建，觀眾利用感知設備感受到的真實存在一般。同時觀眾還可以利用外部的設備，使用攝像頭對場景數據進行獵取，結合電腦視覺跟蹤注冊的手段對真實環境下人為標記信息的輔助追蹤，達到亦幻亦真的效果，增強觀眾的互動體驗。系統框架如圖1 所示。

圖1 系統框架圖

三維虛擬場景的設定，完善的AR-VR 系統的關鍵環節[3]，根據“潮州七日紅”主題設定紅色革命的場景，觀眾在真實場景的體驗中可以進行多方位的移動，比如，根據自己的瀏覽需求前后左右方向的漫游，控制的手段可以是鼠標，也可以用頭盔來控制。當需要進行AR、VR 切換的時候，觀眾如果想從虛擬意境切換到真實意境，只要點擊虛擬AR 按鈕就可以完成。切換成功后，系統攝像頭就會馬上啟動采集場景初始識別圖像，然后計算出攝像機位姿數據，計算的手段利用計算機視覺跟蹤注冊技術，向渲染模塊不斷傳遞位姿數據，在真實場景中加載虛擬的展品。

4.2 系統體驗效果

開發后的AR-VR 融合系統，可以借助手機移動端掃描查看系統展示的內容。該次展示內容選取與《潮州七日紅》發生時代背景相應的——民國時期潮州生活場景，經過對識別源的掃描，讓游客目睹民國時期潮州的生活風貌。場景包括茂芝會議舊址、潮州涵碧樓、中央秘密交通線交通站舊址、黃埔軍校潮州分校舊址，借助系統體驗效果跨越起義軍在潮州其他地方的革命活動[4]。

4.3 情景再現的效果

場景一：1927年9月，革命部隊進入廣東大埔三河壩，葉、賀大軍直驅潮汕；朱德帶領二十五軍留守三河壩[4]。

起義軍主力頂著酷熱百里急行軍直奔潮州。與此同時，根據指示，中共潮安縣委發動各區、鄉的黨組織，聯合農、婦、工各界愛國人士，組成自衛軍進行武裝革命，策應起義軍。VR 游戲以一名起義軍的第一人稱視角，通過視覺、聽覺、體感3 個方面讓觀眾如該名士兵一樣仿佛置身于戰場之中，親身感受戰爭的慘烈狀況。

畫面視覺方面：（1）以第一人稱視角再現戰爭場景，觀眾仿佛部隊一員跟隨部隊在街道中跟敵軍戰斗，親身感受我軍進攻到獲勝的全過程。（2）突出了爆炸和煙霧視覺效果，在戰斗過程中偶爾讓場景變成慢速，讓觀眾感受子彈從身邊擦過。（3）讓觀眾看到士兵中彈倒下，是觀眾感受到戰爭的殘酷。

音效方面：清晰的槍擊音效、爆炸音效、子彈穿過身邊的音效。使觀眾更能感受戰爭的激烈。

體感方面： 身邊手榴彈爆炸時的手把的強烈震動，子彈擦過的時候手把也會輕微震動，通過不同程度的震動效果來感受戰爭的環境。

場景二：9月23日下午，南昌起義軍主力進占潮州，潮州人民滿懷喜悅迎接。周恩來和賀龍帶領軍隊一路向前走，并向周圍招手示好。

音效方面：增加更清晰的踏步音效。

場景三： 起義軍進占潮州后，司令部設在涵碧樓，在潮州建立了起義軍第一個紅色政權。沿途有大批歡迎革命軍的群眾在歡呼。

音效方面：（1）視角換成第一排中間士兵的視角。

（2）群眾增加一個揮手動作。

由此可見，觀眾在觀看展廳的視頻時候，通過VR 眼鏡的效果如同置身在民國時期的潮州街道，使《潮州七日紅》場景的畫面更加真實。

4.4 拓展博物館展示手段

AR-VR 融合技術的應用，是博物館不斷提升服務、教育等職能的實際需求，也是數字時代發展的必然要求。通過AR-VR 融合技術的應用，不僅不會對藏品進行傷害與污染，還能為參觀者營造一個具有交互性、 體驗性的展示氛圍。當觀眾戴上VR 眼鏡后，可以對潮州七日紅的場景進行真實的體驗，讓參觀者仿佛置身于民國時期的潮州街道，這個上面也說過了，不再詳細贅述。AR-VR 融合技術的應用，可以對歷史場景進行復原，通過多種感官的刺激，讓參觀者進入其中，感受那個時期的歷史特色[5]。

5 博物館陳列展覽中AR-VR 融合技術的應用效果

5.1 經濟效益

博物館陳列展覽中AR-VR 融合技術的應用，其實是一次文化與科技的完美融合，在數字化時代，傳統的文化產業，一定要看到新技術的作用，并加強應用實踐。博物館的服務邊界在AR-VR 融合技術的應用下，得到有效擴展，而博物館在實現經濟效益時，需要挖掘新的盈利點，知識產權付費、博物館增值服務便是有效途徑。同時博物館也可以實現個性化服務、經營與管理，豐富經營渠道，確保博物館發展的同時也能帶動相關產業的發展。

5.2 社會效益

對于傳統的博物館來說，AR-VR 融合技術的應用無疑是一次極大的創新與變革，更是“文化+科技”融合的革命。博物館藏品所蘊含的歷史、文化、藝術等各類價值，可以通過AR-VR 融合技術得以展現在人們眼前，發揮藏品的作用與價值，真正地讓藏品“活”起來。

5.3 未來發展

AR-VR 融合技術在實際應用中也存在一些問題，比如，設備笨重，使用的場地有限；長時間在虛擬環境中對人的眼睛與大腦產生暈眩感；聽覺、觸覺方面的體驗感稍顯不足[6]。未來針對這些問題，博物館在應用AR-VR 融合技術時，一定要實現技術與數字資源的合理結合，提升參觀者的體驗感。

6 結語

綜上所述，在大數據的時代里，計算機技術在各行各業都發揮著核心的作用，博物館也不例外，數據信息技術給博物館的發展和創新提供了廣闊的途徑。AR-VR 融合技術開啟了博物館展陳的新模式，提高了博物館展陳的質量和水平，通過寓教于樂的形式豐滿了觀眾的體感，大大增加了博物館粉絲的數量。