虛擬現(xiàn)實(shí)VR全景技術(shù)在博物館中的應(yīng)用與發(fā)展

祝森生

摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)VR技術(shù)在博物館的應(yīng)用和發(fā)展，使得博物館由原來單一的展示方式，逐漸轉(zhuǎn)變多角度、全方位的審視和體驗(yàn)。文章以潘天壽紀(jì)念館繪畫作品VR虛擬全景項(xiàng)目為依托，來探究虛擬現(xiàn)實(shí)VR技術(shù)在博物館中的應(yīng)用與發(fā)展的多樣性交互設(shè)計(jì)，并對(duì)虛擬博物館的推廣提出改進(jìn)方向與創(chuàng)新點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VR;博物館;交融性

中圖分類法：G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人們對(duì)文化需求的提高，虛擬現(xiàn)實(shí)VR全景技術(shù)廣泛的應(yīng)用于在各行各業(yè)。很多博物館也開始積極推廣和應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)VR全景技術(shù)是以用戶體體驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn)，從感官、層次、立體等方式來展示博物館信息。觀眾置身虛擬現(xiàn)實(shí)VR全景博物館的場景里面，感同身受。博物館中VR虛擬全景現(xiàn)實(shí)技術(shù)是交互設(shè)計(jì)全新的應(yīng)用和體驗(yàn)，讓人們能夠身處一種虛擬現(xiàn)實(shí)的空間場景中，并通過交互操作，多視角、多方位、多元化的審視和體驗(yàn)博物館博物。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)VR全景技術(shù)目前應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，全球的數(shù)字化信息建設(shè)日新月異，博物館的數(shù)字化信息化方面的建設(shè)日趨迫切。博物館、藝術(shù)館等館藏的珍貴文物藏品通過物聯(lián)網(wǎng)的大平臺(tái)向觀眾展示文物數(shù)字化成果。以信息化為手段，多方位的采集、存儲(chǔ)、輸出等，讓文物信息資源的有效整合利用和迅捷動(dòng)態(tài)管理。

VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由美國VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾在80年代初提出的，亦稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境，是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，以先進(jìn)的傳感設(shè)備作為基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)編輯出一種視覺、聽覺、觸覺等感官體驗(yàn)的沉浸交互式虛擬仿真環(huán)境空間。目前虛擬現(xiàn)實(shí)VR全景技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、軍工、航天、醫(yī)學(xué)、媒體娛樂等各個(gè)領(lǐng)域。基于VR的虛擬博物館、虛擬藝術(shù)館、虛擬校園等虛擬環(huán)境系統(tǒng)由此應(yīng)運(yùn)而生。目前國內(nèi)博物館采用了虛擬現(xiàn)實(shí)的VR技術(shù)，如故宮博物院通過計(jì)算機(jī)的交互、仿真和建模等先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)VR全景技術(shù)，將紫禁城整體場景與每個(gè)角落的景觀完美的呈現(xiàn)在觀眾眼前，栩栩如生。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)VR全景技術(shù)在博物館應(yīng)用的特征

目前，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)發(fā)展迅速，博物館的虛擬設(shè)計(jì)越來越“智能化”，其中VR技術(shù)應(yīng)用給觀眾的視覺、聽覺和感官等感官全新變化，其中最重要的特征就是交融性、沉浸式和體驗(yàn)感。

1.交融性，這個(gè)是虛擬現(xiàn)實(shí)VR技術(shù)的最基本的特征。我們社會(huì)的人本身就是不斷的生活在不同的生活場景中，通過和周圍環(huán)境的相互交融才能產(chǎn)生認(rèn)知。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的虛擬技術(shù)如攝像頭捕捉手勢(shì)，語音捕捉，眼球追蹤等，通過這些行為和動(dòng)作和虛擬的現(xiàn)實(shí)空間形成交融。

2.沉浸式，獨(dú)特交融性和感官體驗(yàn)讓用戶沉浸于逼真的感官刺激和自然實(shí)時(shí)反饋，加

上虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的輔助。讓觀眾完全沉浸于虛擬場景。通過視覺聽覺和感官猶如身臨其境的感覺，讓觀眾完全沉浸其中的體驗(yàn)。

3.體驗(yàn)感，虛擬現(xiàn)實(shí)全景項(xiàng)目是以觀眾的參與為主，通過親身去體驗(yàn)，在虛擬逼真場景里和相互交融。讓觀眾有現(xiàn)實(shí)虛擬的體驗(yàn)感。

三、潘天壽繪畫作品虛擬現(xiàn)實(shí)VR全景項(xiàng)目開發(fā)與實(shí)踐

潘天壽先生是我國著名國畫家、美術(shù)教育家、美術(shù)理論家。潘天壽紀(jì)念館是藏有潘天壽先生繪畫作品最多最集中的場所，也是學(xué)習(xí)和參觀潘天壽先生繪畫作品最好地方。潘天壽先生的繪畫作品沉雄奇險(xiǎn)、蒼古高華，是20世紀(jì)中國畫四大家之一。2018年潘天壽紀(jì)念館為了讓觀眾更多更好的學(xué)習(xí)和了解潘天壽繪畫作品，我館實(shí)施了潘天壽先生繪畫作品虛擬現(xiàn)實(shí)VR全景項(xiàng)目，屬于2018年中國美術(shù)學(xué)院數(shù)字化建設(shè)項(xiàng)目之一。此項(xiàng)目亦是中國傳統(tǒng)繪畫和現(xiàn)代VR技術(shù)相互結(jié)合的應(yīng)用的初步嘗試。通過虛擬現(xiàn)實(shí)VR技術(shù)來構(gòu)建“泛在性的潘天壽紀(jì)念館”。

1、繪畫作品VR項(xiàng)目功能要求和開發(fā)環(huán)境

通過VR設(shè)備讓玩家獲得真實(shí)沉浸感、交互式、感知等多方面的體驗(yàn)，通過操作系統(tǒng)可以模擬參觀虛擬的美術(shù)館，進(jìn)行虛擬場景的漫游，獲得身臨其境的沉浸式體驗(yàn)，可以通過手柄來快速移動(dòng)，選擇瀏覽名畫，并且可以對(duì)提供的部分名畫上色，然后上傳到資源服務(wù)器。前端基于Windows平臺(tái)的Unity Engine，資源 基于Linux平臺(tái)下的Res Server，VR虛擬名畫上色系統(tǒng)基于Unity Engine進(jìn)行開發(fā)。

2、項(xiàng)目設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能要求

通過VR虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備提供了對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)場景便利的在線展示功能。VR具有更高的維度，相比傳統(tǒng)的視頻內(nèi)容，它具備360度全景畫面，通過聲音、體感技術(shù)全面感受氣氛和氛圍，空間感、距離感都會(huì)更有層次。VR的體驗(yàn)會(huì)讓體驗(yàn)者接收到更多的信息，可以更迅速直觀地表現(xiàn)場景從而獲得更好的模擬體驗(yàn)。

3、項(xiàng)目基本構(gòu)建圖

觀眾只需帶上 VR 眼鏡 ，就可以在空間內(nèi)任意作畫盡情揮灑想象力。進(jìn)入沉浸場景后 ，四周的一切都將是30的虛擬空間可以隨意上面作畫 ，該技術(shù)既可以與繪畫教育結(jié)合 ，也可方便設(shè)計(jì)師進(jìn) 行設(shè)計(jì)創(chuàng)作 ，寓教于樂于一體 ，讓使用者如同身 臨真境一般 ，及時(shí)、沒限制地進(jìn)行繪畫創(chuàng)作。

4、潘天壽紀(jì)念館繪畫作品VR項(xiàng)目實(shí)施

此項(xiàng)目在實(shí)施過程中，經(jīng)過專家和技術(shù)人員的多次討論和篩選，選定潘天壽的5幅作品作為項(xiàng)目實(shí)施的內(nèi)容，包括潘天壽先生的《魚樂圖軸》（圖2）、《靈芝圖軸》（圖3）、《雁蕩山花》《青綠山水圖》和《今日長纓》。其中《魚樂圖軸》，創(chuàng)作于1962年夏初，指墨畫。此幅作品中，一條大魚從下端向左上方躍出，一條小魚從右面中段向左游去，而一行款字從左上方直下。

程序技術(shù)開發(fā)人員通過3D建模美術(shù)技術(shù)，對(duì)作品中的“鱖魚”進(jìn)行整體的美學(xué)構(gòu)思與風(fēng)格設(shè)計(jì)，按照作品中的繪畫比例、圖樣做該條魚的完美建模;其次通過三維技術(shù)創(chuàng)作畫面中的書法、印章等基礎(chǔ)的美術(shù)資源;最后通過VR虛擬技術(shù)，將建模好的“鱖魚”（圖4）和基本場景進(jìn)行融合，并且融入魚本身吐泡泡和水的聲音。魚可以在虛擬的環(huán)境下自由游動(dòng)，伴隨著優(yōu)雅的魚在水中游動(dòng)的聲音。

5、VR項(xiàng)目效果

通過建模交互技術(shù)，讓繪畫作品里面的魚，真正的“游”動(dòng)起來，觀眾通過VR 虛擬手柄遙控和佩戴VR虛擬頭盔設(shè)備，眼前展示的是魚在虛擬繪畫世界里交互暢游，潘天壽先生繪畫作品里的魚的形、聲和神態(tài)的展示效果與用戶地體驗(yàn)達(dá)到最大化。

潘天壽繪畫作品虛擬現(xiàn)實(shí)VR全景項(xiàng)目改變了傳統(tǒng)的陳列理念，打破時(shí)間和空間的束縛，提高觀眾的參與積極性，豐富了藏品的展示形式。將中國的傳統(tǒng)國畫的藝術(shù)感覺體驗(yàn)引入到數(shù)字時(shí)代，通過潘天壽紀(jì)念館的官方微信公眾號(hào)，把虛擬繪畫作品VR與移動(dòng)終端鏈接，觀眾可以隨時(shí)隨地的體驗(yàn)潘天壽繪畫作品的VR虛擬場景（圖8），引導(dǎo)構(gòu)建泛在博物館。

四、結(jié)語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用應(yīng)用在博物館行業(yè)，使得博物館由原來單一的展示方式，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣嘈问降恼褂[方式。潘天壽紀(jì)念館的繪畫作品VR虛擬項(xiàng)目的探究，反映了虛擬VR技術(shù)的在未來數(shù)字博物館有著重要的意義。

1.基于VR虛擬現(xiàn)實(shí)全景技術(shù)打破時(shí)間、空間等現(xiàn)實(shí)限制，實(shí)時(shí)在線，不受時(shí)間地域流量的訪問限制;空間無限，不受博物館面積及展出環(huán)境的影響;多維度內(nèi)容檢索模式等，虛擬場景，觀眾交互體驗(yàn)等。從保護(hù)到展示，不同層面技術(shù)應(yīng)用如VR、AR、3D展示等更多技術(shù)將廣泛應(yīng)用于博物館現(xiàn)場及展品進(jìn)行展示。提高用戶的切身體驗(yàn)感，能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行交互操作，全面地體驗(yàn)虛擬博物館。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)博物館的藏品進(jìn)行全方面地采集、存儲(chǔ)和輸出，可以避免了現(xiàn)實(shí)文物的耗損，更加快捷的管理文物和資料。博物館作為社會(huì)文化的重要教育基地，VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、移動(dòng)化技術(shù)，開拓了科普知識(shí)宣傳途徑，多渠道的開展博物館多方位的社會(huì)教育功能。

3.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也可運(yùn)用在雕塑、工業(yè)設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)等產(chǎn)品類設(shè)計(jì)學(xué)科的教學(xué)模擬與作品制作實(shí)物展示等。可多人鏈接互動(dòng)，進(jìn)行制作前的頭腦風(fēng)暴，更直觀更高效地將教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以應(yīng)用到藝術(shù)歷史及其他藝術(shù)環(huán)境教學(xué)中，營造氛圍，使學(xué)生有身臨其境地感受。對(duì)未來的教學(xué)模式的拓展有著實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值。

筆者直接參與了潘天壽紀(jì)念館繪畫作品虛擬VR全景項(xiàng)目實(shí)施，是對(duì)中國傳統(tǒng)國畫藝術(shù)的一次數(shù)字化的初步嘗試，也是對(duì)未來數(shù)字博物館的發(fā)展構(gòu)建初步框架。本文所及僅為初步思考，尚在不斷探究修正中。

參考文獻(xiàn)：

[1]張浩.博物館展示的生態(tài)設(shè)計(jì)研究.武漢：武漢理工大學(xué)，2003.

[2]北京數(shù)字科普協(xié)會(huì).數(shù)字博物館發(fā)展新趨勢(shì).中國傳媒大學(xué)出版社，2014.

[3]楊玲.當(dāng)代西方博物館發(fā)展態(tài)勢(shì)研巧.北京：學(xué)苑出版社，2005

[4]王圣浩.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館展示設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究.無錫：江南大學(xué)，2018

[5]任國棟.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與數(shù)據(jù)管理技術(shù)融合的數(shù)字博物館.北京：中科軟件公司，2018

[6]李懷冀.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字博物館中的應(yīng)用及創(chuàng)意方案.北京：今日美術(shù)館，2019

[7]張晴.中國博物館在展覽中運(yùn)用虛擬技術(shù)的互動(dòng)表達(dá)與語言轉(zhuǎn)化——以VR皮影游戲“田忌賽馬”的開發(fā)與應(yīng)用為例。

本文系2020年中國美術(shù)學(xué)院校級(jí)課題項(xiàng)目《虛擬現(xiàn)實(shí)VR全景技術(shù)在博物館中的應(yīng)用與發(fā)展——以潘天壽紀(jì)念館繪畫作品VR全景項(xiàng)目為例》（項(xiàng)目編號(hào)：YB2020007）