基于Web 3D的成藝虛擬博物展覽館的研究與設計

楊啟帆

解放軍總醫院 北京 100853

引言

博物展覽館作為公共機構，發揮著知識宣傳與文化教育的社會功能，但當下社會的發展與信息技術的進步極大地改變了群眾的生活習慣與信息獲取渠道，傳統的博物展覽館因此面臨發展困境。虛擬博物展覽館是博物展覽館未來的發展方向之一，也是其突破困境的重要方法，能夠讓參觀者在深入體驗博物館內容的同時避免受到傳統博物展覽館的時空限制。而Web 3D技術對虛擬博物展覽館來說有著重要的價值，因此需要加強其在虛擬博物展覽館設計中的應用，切實提升虛擬博物展覽館的展覽質量。

1 Web 3D技術概述

Web 3D技術是在互聯網的基礎上實現三維虛擬現實效果的技術，主要由建模技術、顯示技術與交互技術三部分組成[1]。

建模技術是Web 3D技術的基礎環節，依照基本原理與素材的不同可以分為集合模型建模與圖像基礎建模兩大類。幾何模型建模與Web 3D技術的契合度較高，能夠通過渲染技術的應用提升受眾的代入感，更好地發揮受眾的聯想與想象能力。圖像基礎建模是利用現場圖像開發出來的建模技術，需要選擇合適的拍攝角度，將拍攝圖像進行合理分割與儲存，但三維掃描技術的設備成本較高，性價比相對較差。顯示技術是利用相關軟件將3D模型轉化為3D影像的技術，為實現Web 3D文件在移動設備瀏覽器中的流暢運行，還需要額外安裝相關插件。Web 3D技術強大的交互功能已經成為其在技術層面與功能層面的核心，通過高效率的人機交互，Web 3D技術已經為參觀者和虛擬博物展覽館的環境交互創造了良好的條件，進一步發揮其突破時空限制的優勢，并利用動態網頁等技術，實現不同用戶在特定虛擬環境中的實時交互。

2 虛擬博物展覽館的概念與特點

2.1 虛擬博物展覽館的概念

虛擬博物展覽館是利用信息技術對實體博物館以及館藏藏品進行數字計劃處理，基于智慧終端為群眾提供藏品展覽等服務的平臺。實體博物展覽館與虛擬博物展覽館之間存在密切的聯系，實體博物展覽館是虛擬博物展覽館存在的物質基礎，而虛擬博物展覽館則是實體博物展覽館在數字層面的補充與延伸，其價值不僅在于對藏品的分類以及對檢索功能的優化以及信息系統的構建，更重要的是利用信息技術構建虛擬的藏品展示空間，極大程度上降低了人們參觀虛擬博物展覽館需要付出的時間成本與物質成本。

虛擬博物展覽館下包括諸多各具特點的分類，其中比較具有代表性的是復刻型虛擬博物展覽館與全新型虛擬博物展覽館。復刻型虛擬博物展覽館是利用VR、Web 3D等先進信息技術實現對實體博物展覽館的如實復現，也就是模擬實體博物館的建筑外形與內部藏品，并構建虛擬化的數字空間。而全新型虛擬博物展覽館指的是利用Web 3D技術對藏品進行數字化處理，之后根據展覽的主題對虛擬環境進行針對性設計。

2.2 虛擬博物展覽館的特點

虛擬博物展覽館有著交互性、沉浸性與突破時空限制的特點[2]。首先，虛擬博物展覽館通過利用Web 3D技術等先進信息技術，對實體博物展覽館的視覺展出方式進行優化與更新。實體博物展覽館的參觀者雖然也能以相對較近的距離觀賞藏品，但為保護藏品，其與參觀者之間必然要保持一定距離，參觀者對藏品中細節信息的獲取也受到限制。而虛擬博物展覽館為參觀者與展品之間的互動創造條件，切實提升參觀者的參與感與代入感。不僅如此，虛擬博物展覽館還能為參觀者提供全過程的個性化服務有利于提升參觀者的滿意程度。除此之外，虛擬博物館還能將靜態畫面轉變為動態畫面，提升參觀場景切換的流暢度，提升參觀者游覽行為的自由度，突破時空限制。

3 基于Web 3D的成藝虛擬博物展覽館的設計策略

3.1 完善虛擬展覽平臺設計

成藝虛擬博物展覽館可以利用Web 3D技術將博物展覽館的環境與其中的藏品都以數字化的形式儲存在計算機網絡中，不僅能夠讓參觀者更好地欣賞到藏品的細節與美感，為參觀者帶來更好的觀賞體驗，還能夠突破傳統實體展覽的諸多限制，降低運營維護的成本。而上述成藝虛擬博物展覽館的所有功能與優勢都需要建立在虛擬展覽平臺的基礎上，因此在進行相關設計時，需要完善虛擬展覽平臺設計，為后續的功能設計與實踐創造良好的基礎。

首先，在虛擬展覽平臺時應當預留成藝虛擬博物展覽館的介紹分區，讓參觀者能夠直觀地了解成藝虛擬博物展覽館的規模、主要功能以及展出的藏品信息以及近期展覽主題，形成參觀者了解成藝虛擬博物展覽館的窗口，同時也為游客的線上觀展提供指引與導航。

其次，在設計虛擬展覽平臺時應當完善其功能模塊。為了提升成藝虛擬博物展覽館對參觀者的吸引力，虛擬展覽平臺應當基于參觀者在觀展時的核心需求，完善虛擬展覽、移動設備接入與知識資源導出三大模塊。成藝虛擬博物展覽館的虛擬展覽模塊可以展出基于展品實物預先制作的三維數字模型，不僅能夠以較高的精度還原展品的真實狀態，而且能夠讓參觀者從多個角度觀察與體會藏品的細節[3]。移動設備接入模塊能夠提高虛擬展覽平臺與參觀者的移動設備的適配度，以便參觀者能夠通過多樣化的移動設備獲得更好的參觀體驗。知識資源導出模塊能夠將文物的數字信息傳輸到交互系統中，使成藝虛擬博物展覽館對藏品的介紹與參觀者的觀展進程相結合。

3.2 延展虛擬空間設計

成藝虛擬博物展覽館虛擬空間的設計需要受到移動設備界面的空間局限，對展覽的最終效果以及參觀者的觀展體驗造成負面影響。因此在設計成藝虛擬博物展覽館時，需要延展虛擬空間設計，通過空間定位與路徑規劃為參觀者帶來多樣化的參觀體驗。虛擬博物展覽館的空間設計需要綜合運用多種因素，形成參觀者與展覽主題、環境與展品之間的聯系與共鳴。

首先，在設計虛擬空間時，應當在參觀者移動設備有限的屏幕空間中有序排布交互按鈕。同時為節約空間，降低交互按鈕的突兀感，避免其對參觀者的代入感造成負面影響，成藝虛擬博物展覽館虛擬空間還可以設置隱性交互區，或采用手勢交互的方法，提升參觀者的參觀體驗。

其次，虛擬博物展覽館虛擬空間的設計應當與展品的排布形成邏輯層面的聯系，并服務于展覽的主題。游覽路線的設計尤其重要，良好的路線設計能夠在參觀者有限的移動設備上營造空間感，并串聯交互設計，輔助展覽的主題表達。因此為保證參觀者能夠對展覽的主題形成更加深刻的體會，成藝虛擬博物展覽館的虛擬空間設計應當與精神文化相融合，讓參觀者能夠在路線設計與角色代入中滿足自身的精神需求，更好地選擇自身感興趣的內容，把握主題敘事關系。

3.3 基于實景設計全視角融合場景

實體博物展覽館與虛擬博物展覽館之間存在密切的聯系，實體博物展覽館是虛擬博物展覽館存在的物質基礎，而虛擬博物展覽館則是實體博物展覽館在數字層面的衍生，所以不僅虛擬博物展覽館能夠為實體博物展覽館提供新的發展方向與助力，實體博物展覽館同樣也能為虛擬博物展覽館的設計提供素材[4]。

成藝虛擬博物展覽館可以基于實景設計全視角融合場景，Web 3D技術不可避免的局限性就在于3D建模無法完全取代實物，而基于實景的場景設計能夠有效提升展示內容的真實性和趣味性，同時降低成藝虛擬博物展覽館的開發成本。不僅如此，全視角融合場景的構建還能起到擴展參觀者視域的作用，能夠為參觀者帶來包圍式沉浸參觀體驗。具體的設計步驟為，在前期準備階段利用全景相機拍攝成藝博物展覽館的實體場景，然后在相應的素材處理平臺對影像素材進行細節處理，并對相關數據信息做好安全保護工作。

3.4 突出交互設計的參與感

所謂交互設計就是以受眾的需求為目標導向進行產品設計，而虛擬交互設計更加注重情感交流，關注操作性與體驗性兩大要點。成藝虛擬博物展覽館中的交互設計應當營造出交互共情的氛圍，突出交互設計的參與感，實現參觀者向參與者的角色轉換。比如，在設計參與者與藏品的交互時，可以彈出相應提示，引導參觀者進入對藏品的創作主題闡述，或以視頻、圖像等形式呈現藏品的創作過程，并在過程中設置一定的互動環節，讓參觀者能夠“參與”到藏品的創作中，提升參觀者的參與度，并為其提供深入了解藏品的趣味性途徑。另外，成藝虛擬博物展覽館還應當加強交互邏輯關系的設計，應用多樣化的交互特效與交互模式，避免交互設計趨于俗套與單調，同時吸引參觀者投入時間反復觀展，提升參觀者的沉浸度，實現多模態交互關系。

3.5 加強對Web 3D技術的開發與創新

Web 3D技術在虛擬博物館展覽設計中占據著重要的地位，但設計的最終效果與Web 3D技術的應用深度之間存在著密切的關系，其價值發揮需要加強對Web 3D技術的開發，實現對其的創造性應用。

首先，成藝虛擬博物展覽館可以利用Web 3D技術優化多媒體互動，并在這一過程中突出展現虛擬博物館展覽的特色。在Web 3D技術的基礎上，成藝虛擬博物展覽館可以搭載多樣化的演示與漫游系統，提升多媒體互動效果的同時強化成藝虛擬博物展覽館對參觀者的吸引力。其次，成藝虛擬博物展覽館可以利用Web 3D技術打造衍生文創產品，提升成藝虛擬博物展覽館的影響力，不僅如此，Web 3D技術后還能讓文創衍生產品突破實物的限制，豐富文創產品穩定呈現形式與內涵。比如，成藝虛擬博物展覽館可以設計勛章這一虛擬文創產品，在參觀者參觀相應主題展覽后發放紀念徽章，以代表展品與展覽主題為設計靈感。最后，成藝虛擬博物展覽館還應當構建Web 3D技術的應用體系，創新展覽模式。現階段大多數虛擬博物展覽館在應用Web 3D技術都存在局部性與碎片化的問題，缺少科學、完善而穩定的應用體系。因此成藝虛擬博物展覽館需要為Web 3D技術的應用與相關設計工作制定相關制度，規范技術應用與設計行為，避免出現設計失誤與功能缺陷。此外，成藝虛擬博物展覽館還需要設置專門的評價反饋渠道，邀請參觀者在完成游覽后表達感想與建議，為后續的虛擬博物展覽館提供現實依據與方向指引。

4 結束語

綜上所述，Web 3D技術是在互聯網的基礎上實現三維虛擬現實效果的技術，主要由建模技術、顯示技術與交互技術三部分組成。虛擬博物展覽館是利用信息技術對實體博物館以及館藏藏品進行數字計劃處理，基于智慧終端為群眾提供藏品展覽等服務的平臺，有著交互性、沉浸性與突破時空限制的特點。基于Web 3D技術進行成藝虛擬博物展覽館的設計，應當完善虛擬展覽平臺設計，延展虛擬空間設計，基于實景設計全視角融合場景，突出交互設計的參與感，加強對Web 3D技術的開發與創新。