數字化轉型時代古代壁畫的沉浸式體驗設計創新策略研究

摘要：以數字化轉型時代為研究背景，以沉浸式媒體技術為基礎，探討中國古代壁畫在數字化轉型時期的沉浸式體驗設計發展方向和創新策略。通過文獻研究考察了數字化轉型時期的技術類型，運行環境和交互范式。通過網絡調查分析了沉浸式技術在文化遺產傳播發展中的應用與體驗特性，以及通過分析古代壁畫的數字化事例，總結了觀眾更傾向的體驗類型。通過將古代壁畫的展示特點與沉浸式體驗設計的表現特性相結合，研究出3個關于古代壁畫的沉浸式體驗設計創新策略，快速發展的沉浸式技術將推動古代壁畫的創新傳播。文章的研究與結論對于數字化轉型時代文化遺產的沉浸式體驗設計應用具有指導意義，為培養數字化轉型時代的設計師以及為文化遺產數字化設計相關行業的發展提供借鑒意義。

關鍵詞：數字化轉型；古代壁畫；沉浸式體驗設計；數字化；數字內容設計

中圖分類號：J05 文獻標識碼：A文章編號：1003-0069（2024）16-0070-04

Abstract：In the context of the digital transformation era，this research is premised on the use of immersive media technologies to explore the development and the innovative strategies of immersive experience design for Chinese ancient murals. The research examines the types of technology，operational environments，and interaction paradigms during the digital transformation era through literature review. It analyzes the application and characteristics of immersive technologies in the dissemination of cultural heritage via online surveys. Additionally，by analyzing digitalization cases of ancient murals，the study summarizes the types of experiences preferred by audiences. The study has identified three key design innovation strategies for the immersive experience of ancient murals by aligning the special presentational attributes of the murals with the current experiential design trends in immersive technology. It is found that the rapid development of immersive technologies is a major catalyst for the new and unique means of dissemination of ancient murals. The study’s inferences and results have a formative role in the field of immersive design，especially in the use of new-age media for the experiential re-creation of cultural heritage in the age of digital transformation. The work also serves as an important reference for the development of the next generation of designers and the general upscaling of the field of digital heritage and other such data-driven design industries.

Keywords：Digital transformation；Ancient murals；Immersive experience design；Digitalization；Digital content design

引言

近年來，伴隨著數字化轉型浪潮在全球的興起，文化內容的“數字化轉型”在成為文化藝術傳播發展的主要趨勢。（新華社，2021）中國政府出臺了《十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》[1]，其中“數字化”出現24次，數字化轉型出現6次，可以證明這兩個概念在中國未來發展道路上扮演者重要的角色。在《綱要》中，“加快數字化發展建設數字中國”成為了第五篇的標題，除了數字中國，還出現了數字時代，數字經濟，數字孿生城市，數字文化產品，數字創意，數字數字娛樂等相關概念。世界各主要強國已經將發展包括數字化轉型在內的關鍵產業科技提升到國家的戰略高度，隨著工業4.0時代的到來，數字化也在不斷的更迭和發展，數字化轉型作為數字化新領域將成為未來競爭的主要領域之一，沉浸式數字內容設計也成為了未來文化藝術主要的表現形式。中國古代壁畫作為中國文化遺產，文化瑰寶，在歷史文化的傳承和發展中占據重要地位，在新時代的背景下，文化與科技正在不斷相互滲透，壁畫的創新發展要與新的數字化轉型概念相結合，讓壁畫更好地發揮其藝術魅力與影響力。將數字化轉型時代的信息傳播特征，新型沉浸式數字設計與壁畫的保護和展示相融合是未來發展趨勢。

一、數字化轉型時代概述

數字化轉型時期的科技融合為非接觸性虛擬體驗提供技術支撐，文化遺產內容的表現形式和用戶體驗感將很大程度地進行升級。在現代的數字化相關概念中，3個最常見的概念是——數碼化、數字化和數字化轉型。但是，這些是非常不同的概念，不應混淆，為了解決這個誤解，下文將對三者進行介紹和詳細區分。

（一）數碼化，數字化，數字化轉型的發展歷程與特征

數碼化：數碼化的含義與計算機及網絡的發明緊密相關，技術意義上用以指代將模擬信息轉換為數字信息的過程[2]；具體指將模擬信號轉換為以0和1為代表的數字信號[3]，從而使計算機可以存儲、處理和傳輸這些信息的技術過程[4]。數碼化的目的是將“紙質”或模擬的東西變成可以被計算機讀取和處理的數字格式、代碼或數據（如圖片、電子書、音頻、視頻等）。數碼化使共享數據和識別大量信息中的模式變得更加容易，數碼化改造了一切與數據和認知相關的人類生產生活方式[5]

數字化：雖然數碼化和數字化聽起來很相似，但卻截然不同。數碼化專注于將物理事物轉換為數字格式。但數字化的范圍要廣泛得多，數字化是“使用數字技術來改變內容形態、商業模式并提供創新形式和創造價值的機會”。Li等[6]認為，數字化描述了數字技術改變現有業務流程的過程等；Bjrkdahl等[7]認為，數字化是指產生、收集和分析數據以創造價值的過程等。數字化發生在由于技術使產品或服務發生變化時，客戶體驗或交互模型圍繞數字通信和媒體基礎設施進行的重組。數字化通過軟件工具和平臺將業務流程轉化為數字實體（如各類社交，運動，外賣，游戲應用等）。

數字化轉型：數字化轉型是將數字技術應用到整個社會，革新傳統的社會結構（圖1）。Rogers[8]指出，從根本上講數字化轉型與戰略有關；VerhoeF [3]認為，數字化轉型本質上是多學科的，涉及戰略、信息技術、供應鏈和營銷等方面。在數字化轉型時期，新的信息技術被充分的運用，5G，人工智能，擴展現實等技術顛覆原有的社會文化內容的表達方法，以一種更加直接與真實的形式展現。例如，增強現實與混合現實對文化遺產的傳播發展也產生重大影響，將靜止的文化遺產內容從人物互動發展到人機互動再發展到虛擬與現實互動再發展到擴展沉浸式互動。更重要的是，數字化轉型以數字技術為基礎創造某種新的經驗和價值，其核心是為人與社會服務。

（二）數字化轉型時代的范式

隨著技術不斷的發展產生了數字一詞，過去單純地把數字這個概念用作模擬的反義詞，但現在這個概念發展成了創造性的概念，應用于所有知識、文化、服務和設計中，其意義得到巨大的擴展。數字化轉型時代，不是單純的將新技術與人的連接，而是數字將進入更接近現代人的日常和情感領域，目前，數字化轉型時代最值得注意的關鍵詞有自動化、互動性、聯通性、融合性、復合性。現代人通過更多種新技術的融合，獲得了更個性化和沉浸式的數字媒體內容，通過多種方式（如AR，VR，MR，XR，元宇宙等），與數字世界互動，直接參與和體驗。數字化轉型時期是虛擬世界與現實世界的高度融合，機器和技術具備了能動的思考能力。

在數字化轉型時代的變化中，現代人希望在虛擬世界中獲得直接直觀的文化體驗。在這種變化中，沉浸式體驗變得非常重要，觀眾可以在任意文化遺產的虛擬項目中自由地穿越虛擬世界和現實世界，可以開始體驗各種各樣的文化內涵和藝術表現。能夠更好地理解和利用沉浸式體驗的媒體內容設計對文化遺產的現代化發展是重要的。壁畫的沉浸式媒體內容可以提供比現場觀覽或普通媒體更具表現力、清晰度和真實感的體驗。作為多維媒體內容，與用戶實時互動可以最大程度地提高體驗的真實感和沉浸感。利用能最大限度地提高沉浸式體驗的設計，是未來古代壁畫數字化發展的趨勢之一。

二、沉浸式媒體在文化遺產體驗設計中的應用方式與特征

（一）沉浸式技術市場的主要技術種類

信息公司Gartner將沉浸式體驗（Immersive Experience）選為2019年十大技術趨勢之一，并預測擴展現實技術（XR）將與多重感官通道及周邊環境傳感器合并，發展成為未來界面。隨著擴展現實（XR）技術的不斷發展，有望更無縫地融入文化體驗旅程，增強游客在觀賞前、觀賞中和觀賞后的互動。XR技術的沉浸式特性提供了一種技術解決方案，可以持續影響我們的現實和生活，如經濟、研究、藝術、文化和娛樂等領域。

沉浸式媒體內容目前已融合并使用虛擬現實VR、增強現實AR、視覺技術、單用戶互動技術，未來沉浸技術市場將重點向4項關鍵技術發展（擴展現實XR、五感交互技術、動態技術、多用戶環境交互技術）發展（表1）。沉浸式媒體內容與這些沉浸技術融合在一起，提供數字內容的擴展的豐富形式，促使用戶在交互時虛擬與現實的時間和空間差異最小化。提高沉浸體驗的重要因素，可分為視覺、聽覺和直觀界面3種。視覺是提供顏色準確度、幀速率等視覺直接反應的因素。聽覺需要精準的3D聲音和噪聲消除等功能。最后，直觀界面需要高度個性化和智能化的界面，以提高用戶的行為或語音命令的沉浸感。在文化遺產的數字內容設計中，除了視覺要素外，還需要發展沉浸的媒體內容，以便利用聽覺、觸覺等其他感官，與用戶的直接行為一起進行內容交互。

（二）沉浸式媒體在文化遺產體驗設計中的體驗特性

沉浸式媒體內容是可以超越虛擬環境中空間和時間的限制，提供真實感和沉浸感的多種形式的媒體內容。也就是說，沉浸式媒體內容可以最大限度地提高沉浸感，與多種技術融合，提供用戶想要的體驗，提高媒體內容的使用體驗質量，還可以為用戶提供個性化內容環境。沉浸式媒體內容具有真實感、互動性、沉浸感3個特性（表2）。1.真實感在現實中可以同時存在于物理空間和虛擬立體空間中。這將具有通過現實中的物理空間提高真實感受的特征。2.交互性具有用戶可以直接或間接溝通的特征。3.沉浸感的特點是沉浸感的虛擬立體空間與現實的物理空間同時存在，通過互動可以感受到更高的沉浸感。傳統的媒介與沉浸式媒介也有很大的差異，在沉浸式媒介中，觀眾可以選擇自己喜歡的，適合自己的內容，不受外界的干擾，更符合個性化和以觀眾為中心的設計趨勢。

（三）沉浸式媒體在古代壁畫的體驗設計中的應用方式

現代的媒體內容形態正在從過去以供應商為中心的內容提供環境迅速轉變為以個人喜好和傾向為重的個性化內容媒體環境。因此，用戶越來越渴望從過去簡單的媒體內容中通過超高質量、沉浸式、逼真型內容獲得直觀體驗。目前文化遺產的沉浸式設計備受關注，已經進行了大量的研究和設計嘗試，特別是關于探索新興技術的可能性，這些新技術新環境能夠對文化遺產進行重新塑造形象、重新設計表現形式和增強游客在文化旅游中不同階段的體驗。古代壁畫等文化遺產內容主要圍繞虛擬現實（VR）、增強現實（AR）和混合現實（MR）的潛在用途以及內容的游戲化和故事化進行設計，創造更具吸引力、互動性和沉浸式的體驗，從而創造難忘和有意義的文化體驗。

在壁畫的數字化發展歷程中，敦煌壁畫的數字化設計最為出色，近些年，敦煌莫高窟研究院在與各類設計項目合作，出現了一批優秀的數字媒體藝術作品，形式也多種多樣，包括交互動畫，游戲，交互式網頁，體感互動影像，沉浸式虛擬現實，增強現實等作品。在香港進行展出的“人間凈土：走進敦煌莫高窟”3D沉浸式互動展覽中，觀眾面對360°環繞屏，圖像以3D立體效果進行立體呈現，視覺表現的效果也是非常強烈。這種基于虛擬現實的沉浸式體驗利用手勢與觸覺讓用戶有了新的體驗，讓觀眾可自由選擇，滿足個性化的需求，引起情感共鳴，也對展示內容的理解有很大的幫助。

其中敦煌研究院與華為聯合推出了全新的莫高窟洞窟窟外展示游覽技術。該技術采用華為的人工智能河圖平臺，利用數字敦煌的成果，為觀眾在參觀莫高窟時帶來身臨其境的增強現實沉浸式體驗。該增強現實技術還可將敦煌壁畫中九色鹿、飛天等豐富的文化元素，栩栩如生地呈現在參觀者周圍，與其近距離互動，進一步增強參觀者對敦煌藝術的體驗感、親近感。這樣的沉浸式增強現實的互動體驗展覽為觀眾帶來極大的新鮮感和體驗感，也對壁畫的傳播形式和互動方式提供了新的方向，是未來發展的趨勢之一。

隨著元宇宙的火熱，沉浸式體驗又多了一種方式，萬物元宇宙的時代也即將到來，元宇宙有比其他沉浸式體驗設計更直觀更有沖擊力的優勢。壁畫的未來發展可以借助元宇宙平臺進行傳播。絲道奇華打造了一款名為心境藝術館的敦煌元宇宙，元宇宙展廳分為6個展館，每個展館的意境不同，體驗也不一樣，包括臨摹壁畫、創作畫、油畫、雕塑等69件敦煌藝術展品。隨著科技的發展與進步，打破時間、空間的限制，以科技和創意賦能傳統文化，實現傳統藝術對線下、實體界限的突破，實現足不出戶、身臨其境逛展，給人帶來更深層次的沉浸式觀展體驗（圖2）。

三、數字化轉型時代中國古代壁畫的沉浸式體驗設計創新策略

（一）動機與期待-構建線上線下融合的智能互動體驗

在古代壁畫的沉浸式體驗設計中，初期階段體驗的核心是參觀者在參觀前的體驗動機和期待。為此，展覽館可以通過在線平臺提供預覽內容和個性化服務，以激發參觀者的好奇心。智能技術的引入為參觀者提供了個性化服務，使每次參觀都有獨一無二的體驗。這些技術將參觀者的線上和線下體驗結合起來，允許他們將線下內容保存到自己的在線平臺賬戶中，或通過在線路線規劃指導他們進行線下參觀。

為了建立一個創新的沉浸式壁畫體驗信息服務系統，本研究重點關注線上個性化導覽應用程序和線下觀看系統的功能（圖3），以提升游客的參觀體驗。線上方面，個性化應用功能提供用戶信息和偏好、壁畫數字信息、虛擬現實體驗和互動社交體驗等，如在線上智能化偏好設置與推薦方面，可以結合大數據分析，更精準地捕捉和滿足觀眾的興趣和需求。在虛擬現實交互體驗方面，可以通過最新的VR技術，讓觀眾在虛擬空間中與壁畫進行更深層次的互動，如通過觸摸、聲音等多種感官體驗來探索壁畫的故事和背景。而線下方面則加強展館現場參觀和交互展示體驗的融合，除了傳統的展示和導覽系統，還可以加入更多的互動元素，如通過觸摸屏、感應設備等，讓觀眾在實體空間中也能享受到類似線上的互動體驗。線下的傳統文化藝術教育和科普活動空間，可以通過數字化手段進行豐富和創新，如設置互動式學習站點，讓觀眾在參與中學習和體驗。

整合后的線上-線下維度將兩者結合起來，可以進一步探索其在文化傳播和教育中的應用潛力。通過增強現實技術，可以將壁畫的故事和背景以更生動、直觀的方式呈現給觀眾，增強他們的學習和體驗效果。同時，個性化數字文化創意產品的開發，如壁畫主題NFT，不僅是一種新的商業模式，也是對傳統文化的一種創新性傳承和推廣，提高體驗的趣味性和游客的滿意度。

這一策略的核心在于利用數字化轉型技術打破傳統的壁畫展示模式，創造一個多維度、互動性強的體驗空間。在這個空間中，線上與線下的界限被模糊化，觀眾的參與度和體驗感大幅提升，這種模式的創新不僅僅是技術的應用，更是一種新的文化傳播和體驗方式的探索。

（二）體驗中的協同敘事-構建參與式情境體驗設計體系

目前的沉浸式產業技術趨勢分為兩類：即以CAVE2為代表的大型固定沉浸式可視化設備[9]，以及可移動的穿戴式、手持式設備，如各類頭戴式顯示器和移動手機等。這種多感官多形式的互動操作與反饋給用戶將帶來主導性和參與感更強的沉浸體驗。

在參與式情境體驗設計時，有必要分別根據空間、對象和圖像設計敘事關系、位置關系和觀看模式。在這里，與用戶的每個接觸點都對應著古代壁畫歷史情境的敘事節奏，即開始、延續、過渡和結束的每個階段。古代壁畫的敘事元素可以通過空間、形式、人物和時間來構建情境體驗，重點是三維空間、視角關系、情節路徑和歷史體驗。通過敘事性的壁畫展示空間的構建、壁畫故事的互動展示以及對觀眾情感的關注，參觀者沉浸在可參與的壁畫故事情境中。敘事藝術作品利用先進的沉浸式擴展現實技術，探索人類感官體驗的邊界，擴展敘事空間，賦予數字媒體敘事以歷史再現的力量。通過壁畫歷史游戲、壁畫場景互動裝置等新人機交互形式，觀眾從被動觀看轉變為主觀參與式體驗，游戲性、藝術性、故事性成為觀眾在互動過程中體驗的關鍵詞。

參與式情境體驗設計模式（圖4）將古代壁畫的展示形式從傳統的知識傳達者轉變為參與性體驗的創造者，通過故事化和壁畫場景為游客提供真實感。 該模式以情感識別為中心，通過觀眾的情感和認知來觸發和傳達壁畫知識，而不是單純的觀看和學習，從而提升歷史的生動感和趣味性。 另外，利用人機交互和擴展現實技術，在古代壁畫展示場景中創造沉浸式的虛擬體驗，讓參觀者親身體驗壁畫歷史事件和人物，提高他們的參與度。

（三）既是結束又是開始-沉浸式體驗的擴展與影響

在《情感化設計》書中講到“反思層面與我們自身的知識、文化、思維有關，它讓我們的認知和思考充分表現，通過理性的思維去認識和了解周圍的事物，給使用者帶來長久的情感投射，讓產品與用戶建立長期關系”[10]。參觀后體驗是游客整個參觀實踐的情感化延伸，體驗的價值集中體現在引導游客實現自我創造和自我實現上。他們的記憶和反思為下一次體驗奠定了基礎，通過體驗設計思維，可以發掘出關鍵的接觸點和機會。在沉浸式技術和沉浸式體驗設計快速發展的時代，在作品的情感與體驗擴展創新中需要注意以下幾點：1.在壁畫的沉浸式體驗設計中，通過利用有正面影響的，深刻有力的歷史文化作品，可以激發觀眾的情感沉浸。2.在壁畫的沉浸式媒體作品的創新中，故事化設計至關重要，故事化的設計強化觀眾從觀覽開始到結束的全流程體驗。3.壁畫的沉浸式作品設計多用戶交流平臺，設計具有數字社區特性的互動平臺，注重對觀眾在教育、情感和娛樂層面的體驗擴展。

在觀眾參觀完古代壁畫的遺址后，游客往往帶著好奇心與回憶想要繼續擴展他們的見聞，解答在參觀中所生成的疑問以及對學習新知識的期待。從這個角度來看，壁畫主題的文化遺產數字社區是具有重要價值的。數字社區是隨著互聯網的出現和基于大量數據的人工智能技術的發展而發展起來的。目前，數字社區在文化遺產領域的應用還很有限，但北京故宮博物院已經全方位開展關于數字社區的研究與實踐。古代壁畫在沉浸式體驗擴展和數字平臺延伸設計也可以打造具有數字社群特征的數字社區框架，打造一個古代壁畫主題可以為公眾提供文化遺產體驗后持續參與、學習和分享的平臺。這在觀眾的體驗后期的服務需求與維系觀眾持續參與傳統文化藝術的學習和傳播層面上具有重要意義。

結語

在瞬息萬變的數字化轉型時代，通過在現實的物理空間中提供虛擬的空間或信息，使用戶能夠不受時間和空間的限制，獲得古代壁畫的信息和體驗。隨著沉浸式技術的發展，通過個性化服務提供更多的文化體驗，真實感、沉浸感和交互性特性相融合的沉浸式體驗設計是未來古代壁畫和文化遺產展示傳播的發展方向。根據本研究的結果，通過這種多維度、互動性強的體驗設計創新策略，可以更好地吸引和滿足現代觀眾的需求，為古代壁畫的傳承和發展開辟新的路徑。古代壁畫的沉浸式體驗設計創新策略可以作為指導構建古代壁畫展覽互動體驗的戰略框架，為展示設計師和未來文化遺產的數字化發展方向提供了新的思路。

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