VR/AR 技術在文物數字化展示中的應用研究

李 鑫（天水市博物館，甘肅 天水 741000）

VR/AR技術不斷發展與應用，呈現人機交互性、沉浸感等獨有特征，可以將現實生活元素最大化還原以及仿真，基于用戶情境，提供全新、立體、真實的感受，讓用戶能夠對具體細節進行全方位觀察，深化認知。博物館是展示文物的主要陣地，緊跟時代步伐以及民眾需求，全面探索“VR/AR+文物”數字化展示模式，力求打造更加完善的文物數字化展示體系，進而為民眾提供一個集智能傳感、全方位交互、實時在線于一身的展示環境。其中，天水市博物館結合自身實際情況，對VR、AR等多種技術進行了研究，以此為基礎，對線上展示進行優化與完善，目前已取得一定成效，可以為天水市文物全方位展示、推介、傳播等方面奠定堅實的基礎。

一、“VR/AR+文物”數字化展示概述

VR/AR將互聯網與視覺傳達充分融合，并融入5G、云計算、物聯網、高性能信息處理等技術，能夠進一步完善文物數字化展示體系，并朝著智能化展示逐步邁進。現階段，“VR/AR+文物”數字化展示已經用于各大博物館，并成為一種重要的發展模式，可以對文物相關的所有資源進行系統化、高度化整合，為廣大民眾、企業以及政府等帶來更加豐富的服務。“VR/AR+文物”數字化展示方式不僅高度融合了互聯網、移動通信等技術，而且對民眾參與互動極為重視。從民眾角度來講，在手機移動端、互聯網等技術的支持下，借助便攜式設備，可以更好地感知博物館所展示的文物信息；同時，民眾可以通過“VR/AR+文物”數字化展示平臺進行實時互動，這樣便可以讓博物館的文物真正走進民眾視線，讓更多人對文物產生興趣，吸引其走進博物館參觀實物，為形成“線上+線下”一體化博物館文物展示體系提供助力，此舉可謂博物館文物展示機制與展示技術的又一次革新。經過“VR/AR+文物”數字化展示（圖1）的實踐，可以明確其具有拉動力強、覆蓋面廣、融合度高、軟硬件兼備等優勢，可以在博物館文物展示中，發揮戰略性、全局性作用[1]。

圖1 “VR/AR+文物”數字化展示模擬圖

二、“VR/AR+文物”數字化展示的構成要素

“VR/AR+文物”數字化展示的主要特征是基于互動、感知等需求展示文物信息，其核心技術是移動終端應用平臺，而云計算則是基礎。作為一種嶄新的文物展示模式，其目的是為廣大民眾提供高效的信息化服務，目前該展示模式已經與博物館管理、服務、營銷等充分結合。以此為基礎，可有效推動“VR/AR+文物”數字化展示模式的構筑以及發展。對于“VR/AR+文物”數字化展示而言，其主要的構成要素是館員、技術以及文物資源。

從實際情況來看，目前已經有部分博物館以互聯網、云計算為基礎，成功構建了互聯網文物數字化展示平臺，主要是宣傳以及推廣文物信息；同時，與其他博物館等館所進行合作，對資源進行共享，可以進一步整合“VR/AR+文物”數字化展示的相關資源，實現統一采集、分析、處理以及共享使用的目標。在實踐過程中，部分博物館結合本館特色，利用現有條件打造了符合自身實際情況的“VR/AR+文物”數字化展示體系，覆蓋咨詢、引介、監測、導購、導覽、分析、評價、互動等眾多環節，具有一定的競爭力。在展示的過程中，部分博物館推出了很多特色服務，例如電子講解、線上定制、在線全息觀看、推送資訊等；同時，博物館文物展示場地逐步完善多種功能，例如增強通信信號、免費高性能“Wi-Fi”、視頻監控等[2]。

三、“VR/AR+文物”數字化展示的特征

與傳統博物館文物展示相比，“VR/AR+文物”數字化展示是以相關技術為基礎，并結合文物展示需求而不斷創新與升級的一種全新模式，不僅能夠充分保障展示質量，而且可以營造一個輕松、愉悅的氛圍，讓民眾獲得更好的體驗。隨著時代的發展，大眾對博物館提出更高的要求，僅憑傳統經營模式，將難以推動博物館高質量發展，所以必須尋求轉型，而文物展示就是切入點，“VR/AR+文物”數字化展示就是轉型方向，其特征包括服務手段數字化（智能化）、服務空間虛擬化以及服務場地泛在化。

第一，“VR/AR+文物”數字化展示能夠突破傳統文物展示的場地空間限制，以互聯網等技術為基礎，對博物館文物資源進行整合；同時，通過“VR/AR+文物”數字化展示相關軟件，為廣大民眾提供高效服務，而民眾可以隨時隨地體驗。例如故宮博物院開發的App及小程序，支持用戶直接在線瀏覽文物（圖2）。

圖2 基于App 以及小程序瀏覽數字文物

數字化展示能夠讓博物館服務從實體場館朝著以民眾體驗、需求為中心的方向全面轉移，也就是說，服務將會緊緊圍繞民眾需求不斷優化與調整，這樣做不僅拓展了服務范圍，還能夠提升服務質量。

第二，“VR/AR+文物”數字化展示不局限于實體建筑空間。在各類技術的支持下，能夠讓服務空間虛擬化，不僅可以為大眾帶來全新、高效的文物展示服務；同時，在VR/AR技術的支持下，還可以讓大眾獲得高質量的聽覺體驗以及聽覺體驗，使其能夠充分沉浸于博物館文物展示的場景之中（圖3），例如故宮博物院制作的VR影片《地下尋真》，觀眾可通過VR影片沉浸式體驗考古遺址的宏大場景。

圖3 VR/AR 影片 《地下尋真》

第三，隨著文物數字化展示的實踐與改進，人工智能技術被應用到文物展示之中。這項技術加快了數字化展示朝著智能化展示轉型的進程，通過智能技術，讓整個服務體系變得更加智能化。例如將傳統的博物館人工服務與管理與線上智能服務方式整合，可形成線上線下一體化的服務模式與管理模式。這種模式一方面可以對博物館所有資源進行有效調動，另外一方面可以極大地提升工作效率以及降低人力成本。此外，在大數據、云計算等技術的支持下，博物館還可以精準分析用戶數據，并計算提煉出有價值的信息，從而提供個性化、精準化、數字化的文物展示服務[3]。

四、VR/AR技術在天水市博物館民族文物數字化展示中的應用

天水市博物館認識到VR/AR技術在文物展示中的作用，已經開始推行“VR/AR+文物”數字化展示，并取得了一定的成效。目前，該博物館已經建立了數字化博物館，不僅是對博物館內的文物進行數字化展示，還將周邊的著名地標以及背后歷史內涵加以融合，建立了線上展示服務體系。整個應用項目主要集中在數字化文物展示、博物館視頻、博物館全景線上展覽等領域。對于文物而言，VR/AR技術主要適用于復原與展示；同時，還可用于打造以及完善信息化系統，對于博物館形成完善的數字化、智能化展示體系有極大的幫助，具體如下：

（一）構建虛實結合的數字系統

天水市博物館可以對當前VR/AR技術、設備等現有情況進行分析，結合“VR/AR+文物”數字化展示積累的經驗，可以進一步構建虛實結合的數字系統，例如博物館可以對天水市重點景物、文化街區等進行三維建模以及仿真，以此為基礎，構建了具有交互功能的虛擬歷史街區場景，民眾可以借助天水市博物館所提供的線上場景功能，在線沉浸于歷史街區以及文物中有關文物、故事等方面的探索。同時，通過三維數字系統，可以結合文物學、古代地理、考古學等學科，嘗試對已經受損的一些文物、歷史街區等進行修復，也就是結合三維虛擬仿真技術，恢復文物與街區面貌，突破線下時空的局限性，為民眾提供全新的、跨時空的、沉浸式的文物情境。在這個場景中，民眾可以結合歷史街區進一步了解文物信息，這一點是傳統文物展示模式無法達到的。此外，博物館還可以通過虛擬現實技術，利用AR導覽以及LED屏等，在博物館內部搭建全景、全息文物展示環境，讓民眾裸眼便可以感受3D效果。

（二）全息投影技術的應用

“VR/AR+文物”數字化展示體系中，全息投影技術屬于常用技術之一，發揮著重要作用。博物館文物的展示過程往往會涉及歷史人物，因此可以嘗試基于全息投影技術打造“歷史名人穿越情境”，也就是在技術的支持下，將歷史名人“活化”，然后由其介紹文物。這樣可以充分提升文物展示的成效，讓民眾獲得更好的體驗。

（三）文物三維數字體驗

文物具有不可再生性、不可復制性的特征，利用VR/AR等技術，對文物進行數字化展示，可以降低文物展示風險以及耗損。在“VR/AR+文物”數字化展示中，文物三維數字體驗是一種新實踐，與博物館VR虛擬體驗廳不一樣，文物數字體驗可以應用于每一個博物館。對于VR數字體驗館而言，主要是借助VR/AR技術，結合文物做好三維交互設計；同時，需要融入文物相關故事，然后在虛擬建模技術的支持下，為民眾打造一個主題環境，使其獲得全新的體驗。對于文物三維數字體驗技術而言，主要是采用了兩種技術，即數字體驗館內容展現技術與遺存高清掃描技術。首先，對文物進行三維掃描，構建三維模型；其次，在虛擬現實技術的支持下，構建相應的空間。基于三維掃描的虛擬空間，能夠為民眾提供一個仿真環境，其最大的優勢在于可讓民眾沉浸于環境之中，借助小程序、大數據等技術，全面了解文物相關的信息，在一定程度上能夠加深民眾對文物的了解。這種方式不僅可以讓民眾深入了解文物，而且可以有效節約相關成本[4]。

五、結語

綜上所述，在博物館文物展示中，VR/AR技術發揮著巨大作用。結合博物館發展以及民眾個性化需求，越來越多的博物館推出了“VR/AR+文物”數字化展示模式，在挖掘文物內容的深度、創設文物展示模式與提升展示效果、滿足民眾個性化需求、激發民眾了解文物的興趣以及提升民眾了解文物的能力等方面有著非常重要的作用。對于天水市博物館而言，“VR/AR+文物”數字化展示還處于摸索階段，還需要更多的實踐與優化，才能提升民眾對文物展示內容的滿意度與認可度。