新媒體時代虛擬現實技術在主題性展覽中的應用探究

◎司 屹

(貴州廣播電視臺，貴州 貴陽 550001)

引言

虛擬現實等技術為主題藝術展如何實現與藝術空間的空間互動，增加現場觀眾的視覺體驗提供了許多重要的技術支持。這種虛擬環境的沉浸式體驗不僅應該通過模擬人體設備的三維視覺和三維聽覺來感知，還應該通過三維嗅覺和三維觸覺感知，直接從多維度和全方位的角度來實現。當然，這意味著對與人相關的軟件和硬件設備的性能提出了更高的要求。

一、虛擬現實技術概述

(一)虛擬現實技術定義

隨著現代移動多媒體計算及其應用網絡技術、圖形技術的應用開發和多媒體社交網絡技術發展等趨勢的變化，日益得到迅速深化與迅速發展，計算機技術系統的集成開發及其應用推廣工作正在逐步迅速展開，進入一個又一個更為豐富嶄新、復雜多樣的全新技術階段。虛擬現實計算機技術是作為造福人類的一項現代最尖端和前沿新科技，融合和包含了包括計算機數字圖像信號采集及處理、計算機圖形學、多媒體技術、計算機網絡以及仿真及測試系統技術、傳感器技術、顯示和網絡技術計算機應用系統工程和高性能計算機網絡系統及大規模并行與數據處理控制技術系統等多個現代新興數字信息技術分支，是指一種詮釋由高性能微型計算機進行仿真并生成數據的計算機高新技術的仿真與模擬計算機系統，從而極大程度地推進虛擬仿真研究技術多方位的發展。因此，虛擬現實概念在現代英語詞匯中已發生重要變化，其中的虛擬概念具有一種錯誤的含義，表明現實世界或真實環境通常是完全虛擬化的，不屬于真實生成，而是人造生成的，并且隱藏在了計算機系統內部。現實意味著完全真實，意味著是真實虛擬的世界或完全真實生成的虛擬環境。這兩個虛詞的正確組合應當是虛擬現實。這些翻譯應當表明，虛擬現實應該是一種人造生成、計算機真實生成出來的，存在于計算機的內部真實的物理環境中。用戶可以輕松地直接進入到這個真實環境當中，并與之交互，從而會產生一種自己置身虛擬真實的環境里面的那種不切實際的真實感覺。

(二)虛擬現實技術的本質特征

英文英文作家Grigore Burdea 和評論家Philippe Coiffet 在他們著名的作品續作《Virtual Reality Technology》一書序言中指出，虛擬現實產品具有下列三個重點且突出的技術特征：沉浸體感體驗、交互性功能和可構想性能力[1]。

沉浸感，也有人稱為沉浸存在，是當今虛擬現實發展的主要核心技術特征，指的是一個用戶可通過使用交互式顯示設備體驗和體驗自己使用的可感知顯示系統顯示在一個虛擬現實環境中效果逼真的程度。理想中的三維虛擬環境至少應該做到使用戶感到難以真正區分真實錯誤與虛幻錯誤，以便讓用戶們可以能夠全身心地參與到通過計算機軟件生成的各種3D 的虛擬環境世界中。環境世界中存在的所有事物的內容都看起來比較真實，人們需要通過用眼睛、耳朵、手指等視覺器官操作，去實現這些感知。例如，助聽器可以有效模擬人體自然呼吸的聲音和沖擊震動的聲音，觸覺設備可以直接讓用戶親身體驗。沉浸式的虛擬現實交互系統將是今后一種先進、理想、復雜易用的交互式虛擬現實系統[2]，它通過使用一個封閉式的視圖顯示器和音響系統，將計算結果反饋傳送到計算機生成模型的愿景中，為用戶提供沉浸感，完全參與和盡享其中。

交互控制是指用戶可以在虛擬環境系統中設置被操縱對象的接觸度，可以使用各種專門控制的信號輸入設備和信息輸出設備，或者通過模擬自然界中人類行為的觀察模式，實時接收虛擬環境中人的信號反饋的控制。虛擬現實系統將以另一種更接近自然的操作模式強調人體實體與真實虛擬世界之間的交互，并能熟練地使用身體動作控制模擬身體結構等多種自然技能方法來模擬和操作真實虛擬世界環境中存在的人體對象。例如，用戶將能夠嘗試用虛擬手直接觸摸虛擬環境中持有的虛擬物體，這不僅可以直觀地感覺到持有物體時的感覺，而且還可以清楚地感覺到物體本身的真實重量。在實際視覺系統中捕捉到的物體本身，也可以通過虛擬手的觸摸動作立即移動。

二、主題性展覽介紹

(一)主題性展覽的發展

隨著人類現代文明經濟社會各項事業的全面快速發展并不斷取得繁榮，人們群眾長期以來對文物與藝術品的收藏心理和對收藏價值的追求趨勢日益突出，各種珍稀展品隨之層出不窮。據統計，目前為止，全球五大洲已經成功組織與舉辦的37 屆大大小小的世界博覽會活動中，主題性的展覽已經有將近18 屆。現在市面上比較廣泛的商業展示應用的VR全息立體交互體驗展廳，是利用了現代化網絡多媒體技術，以包括文字、聲音、圖片、觸摸等內容的立體全息3D 效果形式展現出來的作為一種知識文化的體驗展示和歷史文明的傳承，利用國內現有較先進成熟的網絡虛擬現實體驗技術，可真正實現現代科技與人類古老思想文化的對話，實現舊歷史文明與人類新社會未來的無縫互動連接，同時可使來這里參觀與考察學習的外國觀眾可以從中切身感受到東西方的文化藝術之間的和諧關系源遠流長、博大精深。豐富而多彩的視頻播放解說，讓觀眾在PC 端和手機端同樣感受到數字VR 展廳的魅力。

(二)主題性展覽的重要性

隨著科學技術的發展和市場競爭的日益激烈，各行各業拓展業務的手段越來越多。促銷手段、商業模式等都是這個時代的產物。展覽產生的新商業模式為許多新行業帶來了機遇。同樣，作為吸引游客的重要手段，科技館改造和豐富展覽內容的重要手段，也是提高多個主題展覽社會影響力、滿足觀眾需求、增強經濟活力的有效途徑。據統計，近年來，一些地方科技館根據自身的實際情況和特點，重點開展主題展覽，取得了明顯成效。主題展覽在科普教育中的必要地位、社會效益和地位是不可或缺的。因此，只有不斷順應時代潮流，以質量和深度取勝，主題展廳才能充分調動自身的積極影響，讓觀眾每次走進展廳都耳目一新，給他們帶來新的收獲和感受，甚至讓觀眾對下一屆展覽有一些建議和期待。這樣，科技館的社會功能不僅被喚醒，而且展現出一種新的充滿活力的氛圍。只有這樣，才能走上一條良性的可持續發展之路。

三、虛擬現實技術在主題性展覽中的應用特點

(一)虛擬性

虛擬現實技術中最具顯著價值的重要特點無疑是虛擬性。在當今新媒體時代，虛擬現實技術通過主題和展覽來創建一個虛擬環境，使人與計算機之間的互動成為可能，使人們能夠直接參與到游戲中，并且彼此產生交互，讓其他參與者可以沉浸在自己設定下的虛擬的場景中。虛擬成像展示技術全面真實地還原出了真實展品的歷史性，突破了我國傳統的展覽活動中實物展示手段的局限性，解決了傳統展覽中的空間、時間、材料、人力限制的問題。虛擬化的演示能夠創造出來更多的場景化、情景化的展覽演示形式，以取代傳統展覽的沉悶、扁平的敘事方式，使整個展覽陳列更加完整立體，使現場參觀者能夠更加全面、直觀、清楚地了解到展覽活動的所有主題內容和活動內容。

(二)沉浸感

沉浸感是指讓人們能專注于了解當前的目標情況，并得到快樂和滿足，因此，忘記了現實世界。沉浸感通常指涉及另一個人情緒的各種感官經驗和心理認知和體驗，這實際上是感受強烈刺激并產生積極反應或者產生消極的情緒體驗的一個過程。虛擬技術增強了每位參與者在展覽和現場活動的真實的感受，使他們從中能夠真正獲得各種的感官刺激體驗，包括了聽覺、視覺、觸覺和嗅覺。這種如同身臨其境的沉浸感讓眾多參觀者能夠享受樂趣，在娛樂過程中得到充分滿足。

(三)互動性

在新媒體時代下的專題展場上，設計公司和企業投資者越來越注重人性化的設計，越來越注重獨特的思想情感表達和與參會者的交流、互動與體驗。虛擬現實等技術手段的普遍應用使現場參與者能夠在參觀展覽的過程中，直接被置于同一個虛擬場景中，并最終在現實人設與虛擬場景之間創造更為直接有效的互動體驗。虛擬現實互動技術不僅可以為用戶提供各種個性化設計的體驗虛擬現實的互動方式，參與者還可以隨意根據自己喜歡的行為去參與各種展覽和活動內容，并實現觀眾之間的互動。

(四)創造性

借助虛擬現實等技術，主題展覽能使其表現更加自由和個性化，創造了抽象的概念。在這種虛擬展覽環境設計中，一些制作展覽零件的專業設計師可以提供出來許多的可能性，參與者可以隨時隨地通過自己更喜歡的角度和其他各種創意想法而自由選擇自己如何來參與這場展覽制作過程，最終的展示效果完全取決于各個參與者的創造力和想象力。虛擬現實技術的創造性運用為主題展覽活動帶來了更多新的可能性。

四、虛擬現實技術的應用

(一)在文物古跡與文化遺產保護開發中的應用

虛擬現實技術是在古典文化保護修復工程和歷史紀念碑設計開發研究方面的重要的現實應用，可以直接用來跟蹤預測虛擬歷史環境中的歷史修復進程和人類發展進步活動，通過各種虛擬環境實驗，以獲得系統、及時、科學的結果反饋，最終總結提煉出一個最佳的解決方案。此外，利用虛擬現實技術也可以實時為普通觀眾展示歷史文物和歷史紀念碑的恢復和外觀，并能夠深入實地實現虛擬歷史游覽。例如，敦煌莫高窟壁畫如夢似幻，虛擬莫高窟的展覽可以讓觀眾聽到中國幾千年文明史的神奇古韻，欣賞飛天之彩舞，近距離接觸飛天壁畫那生動美麗的藝術細節[3]。虛擬數字展示技術在為現場觀眾提供一種真實的體驗模式的同時，也有助于加強文物古跡數據的科學保護，減少現場游客中不文明行為的發生，緩解現實中的旅游資源壓力，而且數據信息和古代文化文物遺址的文物信息可以通過數字方式來真正地實現信息資源的科學共享使用和保存。

增強虛擬現實技術是指一種可實時計算圖像中的物體位置范圍和傾斜角度并可添加到該物體圖像、視頻和3D 模型當中的新技術。這項新技術的商業目標是通過在手機屏幕上重新設置另一個虛擬世界，并能夠與之產生交互。虛擬現實技術的出現打破了這一傳統界限。虛擬現實等技術在數字博物館項目中廣泛開展應用，不僅可為體驗者帶來一種身臨其境、強烈逼真的沉浸體驗感，更將讓博物館文化遺產保護煥發出蓬勃的強大生命力，真正做到讓文化遺產“活”起來，真正成為全人類可以“擁有”的文化遺產。借助科技的力量，相信博物館會越來越大放異彩。

(二)在展覽空間中的應用

展覽空間中的虛擬現實技術和其它三維互動虛擬的展覽空間相比，形式表達上要更顯逼真而有趣，可以全方位滿足廣大參觀者的多種感官體驗需求，多重感官刺激的體驗感可以使廣大觀眾產生更豐富、深刻、立體的藝術印象，達到了在三維展示的設計流程中有效傳遞展示信息效果的目的。展廳內將首次公開播放中國海底三維影像，將在世界海洋博物館開幕的序幕暨演出過程中首次現場播放，能夠再次帶領億萬中國大陸觀眾一起重新走進中國海洋文明史。當視頻鏡頭中的第一艘中國籍商船沉入茫茫的大海時，展廳門前一座巨大的海底噪音展示墻就將緩緩打開，隨著整個故事劇情線條的層層推進發展，觀眾會被鏡頭引導并深入參觀到那個充滿著海底噪音的實體展廳。

例如，倫敦博物館和“創造現代世界”(make modern world)開發了另一個名為增強虛擬現實(augmented virtual reality)的應用程序，以協助展覽。電視臺使用主持人作為虛擬評論員，模擬和解釋整個展覽區和相關展品的環境，并在參觀期間接待游客。你會在博物館的地板上找到一個特殊的標記來打開申請。悉尼電力博物館和倫敦博物館的游客還可以看到不同時期的老城區景觀的堆疊照片，這些照片可以直接在智能手機或者電視顯示屏上顯示，并展示在同一歷史遺址上。此外，還可以實現記錄當前歷史的社會現實圖像與歷史繪畫形式與增強環境寫實性的特點相結合，讓用戶能夠充分記住一段時間的歷史，從而面對人類當前生活和歷史事件以及整個人類思想可能發生的深刻的社會變化。

(三)商業產品展示中的應用

商業產品展示活動的一個主要目的在于可以直接通過對虛擬實物產品的直觀形象展示，直接收集用戶信息數據，并通過良好的產品互動體驗來有效刺激產品消費。虛擬現實顯示器突破了傳統的平面展示的功能局限，解決了傳統產品中缺乏真實感的問題。例如，奧迪使用Oculus Rift 設備可為客戶提供虛擬的購車體驗，客戶也可以通過模擬自己坐在車里行駛的真實行車場景，可以控制方向盤以使其停止工作，來自車輛細節處的聲音反饋效果也都非常真實，客戶可以享受更加身臨其境的體驗。虛擬現實技術的應用針對無法試駕的客戶，滿足客戶個性化購車服務，推動其消費成功，為客戶提供激動人心的駕駛體驗。

五、結語

隨著虛擬現實技術的出現，展覽中的設計藝術正在朝著一種更加符合人性化設計的方向快速發展，讓人們得以更好地欣賞與享受展覽藝術。在當今新媒體技術良好發展的環境中，設計師需要充分利用虛擬現實等技術工具，來實現好的想法，創造偉大的作品。