基于VR技術(shù)的虛擬恐龍博物館交互設(shè)計(jì)研究

羅建華

摘要：以虛擬恐龍博物館為例，展開(kāi)了對(duì)沉浸式虛擬恐龍博物館的技術(shù)特點(diǎn)、交互方式進(jìn)行了論述并提出了新的見(jiàn)解。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)恐龍博物館的應(yīng)用現(xiàn)狀分析，并以虛擬恐龍博物館與傳統(tǒng)恐龍博物館的優(yōu)劣勢(shì)為依據(jù)，結(jié)合用戶需求，提出了虛擬恐龍博物館交互設(shè)計(jì)的必要性。認(rèn)為虛擬交互設(shè)計(jì)改變了傳統(tǒng)的理念，打破了時(shí)間與空間的束縛，提高了參觀者的積極性，豐富了恐龍博物館的展示形式。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí);博物館;展示;用戶體驗(yàn);交互設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）13-0257-03

1背景

現(xiàn)如今是信息爆炸和資源共享的時(shí)代，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)博物館展示設(shè)計(jì)理念早已無(wú)法滿足時(shí)代的要求，由此虛擬博物館應(yīng)運(yùn)而生。虛擬博物館作為博物館建設(shè)進(jìn)程中的重要環(huán)節(jié)，打破了傳統(tǒng)博物館展示設(shè)計(jì)中時(shí)間和空間上的局限性，從用戶的角度出發(fā)，將展示信息以立體化、全方位的形式呈現(xiàn)出來(lái)，讓用戶參與其中，并與展品產(chǎn)生互動(dòng)。

2傳統(tǒng)恐龍博物館的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)恐龍博物館雖然有很重要的社會(huì)價(jià)值與人文價(jià)值，但對(duì)于滿足用戶需求方面其還是存在很多的問(wèn)題。對(duì)于傳統(tǒng)恐龍博物館的觀眾而言，主要存在以下問(wèn)題：

1）觀眾對(duì)于博物館展陳的任何一種物品，都是一種被動(dòng)的接受，都是一種單向性的知識(shí)傳輸;

2）觀眾注意力的不夠持久。觀眾對(duì)于一件展品的注意力時(shí)間是極短的，大部分人都無(wú)法做到專注于展品，只是象征性的走馬觀花式的審閱，并沒(méi)有深入對(duì)文物背后的內(nèi)涵進(jìn)行更多的探知，從而無(wú)法達(dá)到博物館應(yīng)起的傳播文化的作用;

3）觀者渴求參與其中。傳統(tǒng)恐龍博物館更多的是以說(shuō)明式的信息傳遞，無(wú)法與觀眾形成真實(shí)的互動(dòng)，只能單方面的欣賞。傳統(tǒng)恐龍博物館應(yīng)該要注重互動(dòng)形式，在互動(dòng)過(guò)程中來(lái)向觀者傳遞信息，讓用戶更多地參與進(jìn)來(lái)，能夠自主自發(fā)性的去主動(dòng)探知文物的文化內(nèi)涵，激發(fā)用戶觀賞的興趣，滿足用戶需求。

對(duì)于傳統(tǒng)恐龍博物館本身而言，由于局限于場(chǎng)館的空間格局大小，并不能展示出所有文化藏品，也并不能過(guò)多的與觀者進(jìn)行互動(dòng)，所以更多的是通過(guò)影片、文字介紹等形式進(jìn)行單方面的信息輸出，無(wú)法做到讓用戶過(guò)多地去自主探知。并且有些恐龍非物質(zhì)文化藏品是具有極高的研究?jī)r(jià)值，是需要保護(hù)的，這就意味著觀眾只能敬而遠(yuǎn)之的觀看，不能切身實(shí)際的去近距離觀看與把玩，這也是傳統(tǒng)恐龍博物館的一個(gè)局限性，并且是無(wú)法跨越的一個(gè)鴻溝。

3虛擬博物館的特征

虛擬博物館是博物館數(shù)字化建設(shè)的重要組成部分，它是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以實(shí)體博物館為依托，以互聯(lián)網(wǎng)為信息傳輸媒介，構(gòu)建出虛擬的博物館空間環(huán)境并呈現(xiàn)于用戶的一種博物館。虛擬博物館作為博物館建設(shè)過(guò)程中的重要節(jié)點(diǎn)，在不同方面都有其顯著的特征，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1）虛擬博物館在時(shí)間和空間上不受局限。在時(shí)間方面，虛擬博物館都是借助互聯(lián)網(wǎng)為傳輸媒介，用戶可以在任意時(shí)間點(diǎn)開(kāi)虛擬博物館系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀賞。在空間上，實(shí)體博物館介于空間的限制無(wú)法展示出全部的展品，在虛擬博物館中可以對(duì)空間大小進(jìn)行無(wú)限擴(kuò)大，使之能容納所有的展品。

2）虛擬博物館滲透力強(qiáng)。虛擬博物館由于自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，被廣泛地應(yīng)用于各大領(lǐng)域，在教育領(lǐng)域方面，虛擬博物館可以引導(dǎo)人們關(guān)注傳統(tǒng)文化;在歷史研究方面，虛擬博物館可以為研究者提供歷史資料;在文化傳播方面，虛擬博物館能夠更快捷地傳播文化信息。

3）虛擬博物館信息量豐富。虛擬博物館利用信息技術(shù)與建模技術(shù)，可以將大量的文物信息以數(shù)字化的形式儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫(kù)中供用戶查閱。用戶不僅能夠進(jìn)行全景的觀賞，而且還可以獲取文物的細(xì)節(jié)信息。

4）虛擬博物館交互性強(qiáng)。虛擬博物館憑借虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三大特性，能夠設(shè)計(jì)出符合用戶體驗(yàn)的多種交互方式，與用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋。

4沉浸式虛擬恐龍博物館的交互方式研究

沉浸式虛擬恐龍博物館交互原則關(guān)鍵的部分是以用戶為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)，其原理就是設(shè)計(jì)者以用戶為基本出發(fā)點(diǎn)，在交互設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，符合用戶體驗(yàn)并讓用戶充分參與其中，整個(gè)設(shè)計(jì)是一個(gè)以用戶為目標(biāo)導(dǎo)向，統(tǒng)一用戶體驗(yàn)策略與視覺(jué)感官，優(yōu)化用戶行為的設(shè)計(jì)過(guò)程。所以，沉浸式虛擬恐龍博物館的交互設(shè)計(jì)應(yīng)圍繞用戶進(jìn)行展開(kāi)，讓用戶能夠真正地觀于其中、參與其中、玩于其中，激發(fā)用戶觀賞的興趣，提升用戶的參與度，創(chuàng)造出良好的用戶體驗(yàn)。

4.1用戶與空間環(huán)境的交互

用戶與空間環(huán)境的交互是沉浸式虛擬恐龍博物館最基本的交互方式，其理念是通過(guò)對(duì)空間環(huán)境與主題材質(zhì)的相融合，為用戶傳遞虛擬博物館所要展示的內(nèi)容?？臻g環(huán)境的構(gòu)建是對(duì)展示空間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出的每一部分都可以作為信息內(nèi)容的有效傳輸媒介。在虛擬恐龍博物館中，館內(nèi)展品的擺放形式、建筑的紋理信息、燈光的強(qiáng)弱都可作為信息內(nèi)容的傳遞方式，用戶在多元空間中領(lǐng)略虛擬恐龍博物館所展現(xiàn)的恐龍文化的魅力與內(nèi)涵，體驗(yàn)不一樣的感覺(jué)，場(chǎng)景效果如圖2所示。

為了讓場(chǎng)館更具有立體感和空間感，對(duì)于場(chǎng)館中的展臺(tái)及恐龍模型等展品的大小、高度都與現(xiàn)實(shí)中的成對(duì)應(yīng)比例，用戶戴上虛擬頭盔設(shè)備，可以360度立體式地觀賞，同時(shí)展品的擺放、展臺(tái)設(shè)計(jì)的高度等空間意識(shí)形態(tài)與用戶認(rèn)知的完美融合，提升了用戶體驗(yàn)，增強(qiáng)了視覺(jué)感染力，讓用戶體驗(yàn)和展示效果都達(dá)到了極致標(biāo)準(zhǔn)。

4.2用戶行為交互

用戶行為交互是指用戶基于沉浸式體驗(yàn)的特點(diǎn)在虛擬博物館中所進(jìn)行的一系列動(dòng)作行為，并在互動(dòng)的過(guò)程中認(rèn)知博物館所傳遞的主題理念。虛擬恐龍博物館用戶行為交互主要包括用戶的沉浸式漫游、展品信息的獲取、用戶操作三方面。首先是沉浸式漫游，在虛擬恐龍博物館中，用戶可以通過(guò)HTCVIVE手柄來(lái)控制自己移動(dòng)，讓用戶在場(chǎng)館中任意區(qū)域進(jìn)行自由的游覽觀賞。其次是恐龍文物信息的獲取，虛擬恐龍博物館對(duì)于信息的獲取不僅僅局限于說(shuō)明式的交互方式，而是更多的讓用戶自己去尋找、去探知。當(dāng)用戶需要查閱部分展品的歷史信息、文化背景時(shí)，只要控制智能手柄，按下扳機(jī)鍵即可（操作場(chǎng)景如圖3所示），信息便會(huì)呈現(xiàn)眼前，讓用戶更快捷方便地了解恐龍文化的相關(guān)信息。

在虛擬恐龍博物館系統(tǒng)中用戶不再局限于遠(yuǎn)遠(yuǎn)觀看展品，走馬觀花式的欣賞，而是讓借助于虛擬智能設(shè)備，可以任意地拿起恐龍相關(guān)文物展品任意觀看，并且還可以通過(guò)對(duì)展品的旋轉(zhuǎn)、縮放等交互功能，多角度、全方位的體會(huì)展品所蘊(yùn)含的文化理念以及歷史信息，再加上對(duì)展品的拆解與組裝等實(shí)際操作，讓用戶切實(shí)的感受展品的內(nèi)部構(gòu)架和外部輪廓。

4.3游戲互動(dòng)

為了增強(qiáng)用戶的參與性，在虛擬恐龍博物館中呈現(xiàn)了恐龍換環(huán)境、給恐龍喂食等多種游戲互動(dòng)設(shè)計(jì)?？铸垞Q環(huán)境游戲是讓用戶通過(guò)控制智能手柄來(lái)選取恐龍的生活環(huán)境，為恐龍換上不同的環(huán)境，體會(huì)恐龍?jiān)诓煌h(huán)境中的生活姿態(tài)。當(dāng)用戶想要了解恐龍進(jìn)食的情況，便可通過(guò)控制智能手柄去選取不同的食物放置到恐龍的面前，體驗(yàn)恐龍的進(jìn)食過(guò)程。互動(dòng)游戲的加入，為虛擬恐龍博物館交互設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的活力與創(chuàng)造性，在增強(qiáng)用戶參與性的同時(shí)，也提升了觀賞者的興趣，場(chǎng)景效果如圖4所示。

4.4語(yǔ)音實(shí)時(shí)對(duì)話

語(yǔ)音實(shí)時(shí)對(duì)話是指不同的用戶可以在虛擬空間中進(jìn)行語(yǔ)音溝通交流，也是虛擬恐龍博物館系統(tǒng)需要進(jìn)一步深人研究的交互方式。在虛擬恐龍博物館系統(tǒng)中，利用人工智能和語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，讓用戶不僅可以通過(guò)視覺(jué)來(lái)獲取信息，也可以利用聽(tīng)覺(jué)獲取信息。首先，用戶需佩戴vR設(shè)備，然后向系統(tǒng)提出自己需要了解的恐龍文化知識(shí)和背后的故事，系統(tǒng)便會(huì)根據(jù)用戶需求自動(dòng)解答問(wèn)題，用戶不用再通過(guò)單純的文字或者視頻來(lái)了解恐龍信息，而是通過(guò)與虛擬恐龍博物館系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，系統(tǒng)語(yǔ)音模塊就好比一位經(jīng)驗(yàn)豐富的導(dǎo)游，為用戶規(guī)劃線路，介紹恐龍文化內(nèi)涵，實(shí)時(shí)為用戶解惑答疑，場(chǎng)景效果如圖5所示。

5結(jié)束語(yǔ)

虛擬恐龍博物館相比于實(shí)體恐龍博物館有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是實(shí)體恐龍博物館所無(wú)法比擬的，尤其是在交互設(shè)計(jì)方面，但是其自身需要更多的依賴計(jì)算機(jī)技術(shù)和硬件的支持，同時(shí)在立足于博物館傳播信息和滿足用戶精神需求方面，虛擬恐龍博物館是無(wú)法與實(shí)體恐龍博物館相比，更不可能取締傳統(tǒng)實(shí)體恐龍博物館，它只是恐龍博物館建設(shè)過(guò)程中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。未來(lái)恐龍博物館建設(shè)方向應(yīng)以服務(wù)觀眾、傳播知識(shí)為基本立足點(diǎn)，將虛擬恐龍博物館和傳統(tǒng)恐龍博物館兩者結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，共同進(jìn)步，從而推動(dòng)恐龍博物館和諧健康發(fā)展。在保持恐龍博物館建設(shè)和諧發(fā)展的過(guò)程中，以不影響恐龍博物館的功能定位為基礎(chǔ)，應(yīng)充分發(fā)揮虛擬恐龍博物館的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出多層次、多感官、立體式地虛擬恐龍博物館交互功能，建立用戶與展品的有機(jī)聯(lián)系，提高用戶體驗(yàn)。

總之，虛擬恐龍博物館不僅不能脫離實(shí)體恐龍博物館而獨(dú)自存在，而且應(yīng)該充分發(fā)揮自己獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)符合用戶體驗(yàn)的多種交互方式，使之成為實(shí)體恐龍博物館的重要組成部分，讓其優(yōu)勢(shì)延伸到實(shí)體恐龍博物館中，做到虛中有實(shí)、實(shí)中有虛的完美融合，從而保證恐龍博物館建設(shè)的和諧快速發(fā)展。