VR技術在數字博物館中的應用及創意方案
——以構建山東電院VR信息技術博物館平臺為例

蘇 燕

(山東電子職業技術學院，山東 濟南 250200)

VR是虛擬現實技術的縮寫，它是運用計算機技術、多媒體技術以及顯示顯像技術等多種技術搭建的用戶與之進行交互的虛擬模擬環境,這種技術已廣泛應用于實踐教學、博物館、展覽館、藝術表演、醫療等領域[1]。虛擬現實技術在展示效果方面可以使博物館、展覽館等突破時間、空間、場地等因素的限制，給觀眾身臨其境的沉浸式感受；虛擬現實技術在展示內容方面可以通過其特有的交互性，將文字、圖片、音頻、視頻等元素進行三維立體、動態感官的沉浸交互體驗；虛擬現實技術在人才培養建設方面可以使室內設計、展示設計等相關專業進行有效結合，并可以發展相關專業的教學改革；虛擬現實技術在博物館展覽館運營方面可以使博物館展覽館等企事業單位減少場地租賃、人力、裝修等方面的資金投入。所以虛擬現實技術的應用在各個領域都具有較強的優勢，尤其是在博物館展覽館建設中發揮著知識傳播以及教書育人、專業創新性建設等功能。

1 《山東電院VR信息技術博物館平臺》開發環境與關鍵技術

《山東電院VR信息技術博物館平臺》運用虛擬現實技術使用戶在計算機上進行交互漫游，系統、形象地展示信息技術的發展史，包含信息技術具體類別的歷代產物、以及具有典型代表意義的型號產品等六個數字展廳，他們分別是；信息技術發展史展廳、信息產品展廳、計算機與互聯網展廳、現代通信展廳、前沿應用展廳。數字博物館以普及專業知識、傳承歷史、提振信心、推送學校品牌、展望未來、弘揚“e文化”的多重效用。

VR信息技術博物館主要運用軟件3DMAX 2012，Photoshop CS，Unity3D 5.4.0等來對數字博物館進行設計與制作。

1.1 模型資源制作技術

首先《山東電院VR信息技術博物館》展廳的室內設計方案定稿，使用3DMAX軟件技術對模型進行制作，并利用技術對其進行UV展開。

1.2 模型材質、燈光渲染技術

使用Photoshop軟件對《山東電院VR信息技術博物館》的室內設計方案效果圖每個場景的貼圖進行繪制和處理，調整圖片的透視和色彩平衡，在3DMAX軟件中使用材質球技術工具完成該項目基礎材質的制作；在Unity3D中對燈光進行烘焙并完成場景的視覺呈現效果。

1.3 虛擬現實VR技術

本系統采用HTC VIVE，使用Unity3D 5.4.0引擎作為開發平臺，將Steam VR等SDK作為本次開發工具包。

2 數字博物館設計流程

《山東電院VR信息技術博物館平臺》的設計流程主要分前期方案策劃、中期模型制作、后期調試三大環節。

(1)前期方案策劃主要工作為完成項目企劃書、室內設計方案、效果圖定稿，本博物館相關圖文、影像資料歸納與整理等。

(2)中期模型制作主要工作為完成三維模型的構建、模型UV展開、模型貼圖處理、Unity3D美工編輯、Unity3D燈光處理、Unity3D交互設計等。

(3)后期調試主要工作為完成軟件BUG的排查、清理BUG，以及客戶端的優化進行根據軟件進程排查情況的多次測試工作，成品完成等。

3 數字博物館虛擬現實設計與制作

《山東電院VR信息技術博物館平臺》目前已經在山東電子職業技術學院學院官網平臺展示，供學校師生，及廣大人民群眾參觀瀏覽作品的視覺效果。

數字博物館展廳的設計與制作分為以下三個部分(圖1)。

圖1 山東電院VR信息技術博物館平臺UI設計界面

3.1 數字博物館的UI設計

《山東電院VR信息技術博物館平臺》的UI設計，采用具有現代科技感的設計理念，整體為深藍色基調，將高科技的數字、光線、信息符號、電腦等元素融為一體，本環節所設計的相關圖片成為本項目活動導航等按鈕的表現形式，存為PNG格式，為后續交互設計所用。

3.2 數字博物館的美工設計

運用3DMAX軟件進行建模，根據室內設計方案進行修改調整符合虛擬現實條件的最佳展示模型；以平面映射的方式進行UV的展開；貼圖利用Photoshop軟件對拍攝的圖形圖像進行裁切、調色等處理；完成模型材質貼圖后將其以FBX格式的文件導出；隨后將導出的FBX文件導入到Unity3D軟件中，使用‘三點照明’的模式，對天空的泛光和場景光源進行相互協調燈光。

3.3 數字博物館的交互設計(圖2)

使用Unity3D引擎進行數字博物館的交互功能的開發，UI、圖文、音頻、視頻、動畫、角色移動、場景轉換等虛擬交互功能都通過Unity3D軟件實現。交互邏輯以手柄發射射線碰撞物體、Trigger按鈕確認按下成為交互操作的實現模式。

圖2 山東電院VR信息技術博物館平臺內部交互設計

4 結 語

通過對山東電子職業技術學院《山東電院VR信息技術博物館平臺》項目的設計與制作，項目組對虛擬現實技術在數字博物館設計中的應用進行了研究和探討，在設計和制作研究過程中，項目組以項目為例將數字化博物館設計與制作的工藝流程、技術規范、驗收標準等相關技術流程、標準反哺應用到教學工作中，推進建筑裝飾工程技術、室內設計、環境藝術設計、展廳設計、數字媒體藝術設計等相關專業的人才培養方案的修訂與改革，普及虛擬現實技術在相關專業的教學中的應用。

通過虛擬現實VR技術在數字博物館中的應用及創意方案的研究，將山東電院VR信息技術博物館中關于信息技術的發展和革新等影像、圖文資料進行全方位、立體的、多角度的展示，讓參觀者能夠足不出戶在家就可以全方位交互的觀看信息技術的歷史資料，突破時空的局限，實現異地零距離的觀賞[2，3]，讓山東電子職業技術學院VR信息技術博物館更加有生氣的展現在觀眾面前。此外，VR信息技術博物館還以全面新穎的方式展示學校辦學特色，讓更多的人走進學校，更加深入地了解學校創新辦學和豐碩的教育教學成果。