虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于增強(qiáng)博物館文物展陳體驗(yàn)的應(yīng)用研究

劉濤

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)繁榮和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)、人工智能、5G通信、虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)已經(jīng)開始被廣泛應(yīng)用于人們的工作生活中。其中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)憑借獨(dú)特的交互功能和呈現(xiàn)體驗(yàn)方式，在眾多的應(yīng)用領(lǐng)域中大放異彩。就博物館展示方面而言，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以讓文物真正地活起來(lái)，使觀眾能夠通過(guò)虛擬場(chǎng)景，去了解文物的歷史演變和文化內(nèi)涵價(jià)值，帶來(lái)不一樣的沉浸感和體驗(yàn)感。本文主要從傳統(tǒng)博物館在展示形式的局限性方面入手分析，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所呈現(xiàn)的應(yīng)用特點(diǎn)、二者相互融合所帶來(lái)的展示形式的變化，探尋對(duì)促進(jìn)數(shù)字博物館建設(shè)發(fā)展變化的積極意義，也有助于參觀者更好地了解文物的價(jià)值，對(duì)文物傳播、傳承有更好的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；博物館；文物

一、傳統(tǒng)博物館在文物展示形式上有一定的局限性

目前，國(guó)內(nèi)外多數(shù)博物館展示方式依然是以展品、文物的陳設(shè)擺放為主，按展品類型、時(shí)間、朝代演變等規(guī)律進(jìn)行陳設(shè)，以固定的形式進(jìn)行展出，并配有一些說(shuō)明性的文字和圖片來(lái)傳達(dá)文物的信息。在一些主題性比較強(qiáng)的博物館或特殊類型的展區(qū)，為了增加展品的真實(shí)感，還會(huì)做一些標(biāo)本和場(chǎng)景進(jìn)行立體展示，效果較為真實(shí)和有視覺沖擊感，有一定的創(chuàng)新。傳統(tǒng)實(shí)體博物館因?yàn)橛形奈锏浼鳛橹危渥畲蟮膬?yōu)點(diǎn)是真實(shí)，能讓觀眾較為直觀地了解文物的基本信息，但隨著科技的發(fā)展，其局限性也慢慢顯現(xiàn)出來(lái)。

首先，人類社會(huì)經(jīng)過(guò)幾千年的發(fā)展，在不同領(lǐng)域、不同民族和不同國(guó)家之間都積累了豐富的文物。實(shí)體博物館在建筑位置和空間上會(huì)受到客觀條件的限制，跨地區(qū)的文物交流很少，同時(shí)對(duì)于珍貴文物還需要考慮其安全性問題，致使館藏文物無(wú)法全部展出。展出的部分文物單靠簡(jiǎn)單的文字、圖片的信息介紹，也很難傳達(dá)文物深層次的脈絡(luò)信息。對(duì)于觀眾而言，進(jìn)入博物館基本處于觀摩、拍照、看熱鬧階段，很難深層挖掘文物的歷史價(jià)值。大型文物，比如碑刻、建筑、生物化石等，由于其體量比較大，多數(shù)只能以圖片形式進(jìn)行展示，缺少真實(shí)的展示效果，甚至有些大型文物只能長(zhǎng)期放置于庫(kù)房，因年代久遠(yuǎn)失去較好的保護(hù)而慢慢損壞，甚是可惜。

其次，從文物陳列的方式上來(lái)看，博物館陳列方式較為傳統(tǒng)，一般會(huì)以歷史發(fā)展的時(shí)間為主線，分朝代、按類別在不同的展區(qū)進(jìn)行展出。這樣的陳列方式好處是類別比較清晰，便于查找，但是也會(huì)導(dǎo)致觀眾只能在參觀流線的引導(dǎo)下有順序地進(jìn)行觀摩，較為被動(dòng)，無(wú)法對(duì)同一時(shí)期不同類型的文物進(jìn)行比較分析，影響了觀眾學(xué)習(xí)的自主性和良好的觀感體驗(yàn)。

最后，博物館藏品因其特殊的價(jià)值，具有不可替代和不可再生的屬性，因此在保護(hù)上必須有特定的空間進(jìn)行收藏，保證其足夠安全。這就使得博物館文物庫(kù)房很難對(duì)外開放，外人難以涉足，也導(dǎo)致大多數(shù)藏品只能被束之高閣而難以得到有效展示。另外，由于文物的特殊性，很難進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)輸和展示，哪怕是同一個(gè)省市，觀眾能接觸到的也只有很少一部分文物，很多區(qū)縣的孩子更是難得一見，獲取文物信息的來(lái)源只能借助書本介紹，這也限制了對(duì)文物認(rèn)知和文化傳承的渠道，更別說(shuō)是跨民族、跨國(guó)度的文物交流了。如何解決這些局限性問題，讓文物發(fā)揮其存在的價(jià)值？借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)建立虛擬數(shù)字文物倉(cāng)庫(kù)，讓觀眾可以不受時(shí)空的限制去了解探索文物的價(jià)值，是關(guān)鍵所在。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字博物館展示方面的應(yīng)用特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)從概念上講，是用一個(gè)計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)模擬另一個(gè)真實(shí)或虛擬世界系統(tǒng)的技術(shù)。這種虛擬世界借助三維建模技術(shù)由計(jì)算機(jī)生成，數(shù)據(jù)來(lái)源可以是真實(shí)的世界，也可以是設(shè)計(jì)構(gòu)想中的虛擬世界，用戶可借助智能穿戴設(shè)備，從多種傳感通道與虛擬構(gòu)建的空間進(jìn)行交互體驗(yàn)。

就博物館文物展示應(yīng)用方面而言，沉浸感和交互性是虛擬現(xiàn)實(shí)展示最吸引人之處，可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作成文物資源，探索文物歷史文化，深層次挖掘文物的價(jià)值，并讓觀者進(jìn)行沉浸式體驗(yàn)，這也是虛擬現(xiàn)實(shí)展示手法區(qū)別于傳統(tǒng)的圖文介紹和視頻展示的地方。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在文物設(shè)計(jì)制作環(huán)節(jié)，能提升對(duì)文物的參觀和交互體驗(yàn)感，增加趣味性。采用與實(shí)際文物虛實(shí)結(jié)合的形式，使所展示的內(nèi)容具有很好的契合度，也能讓觀者在認(rèn)知探索和心理感受上有更好的接受效果。目前，國(guó)內(nèi)部分博物館也開始嘗試進(jìn)行文物的數(shù)字化內(nèi)容建設(shè)。如何讓觀眾在參觀的過(guò)程中得到更好的體驗(yàn)，借助虛擬環(huán)境在情感上和文物之間能進(jìn)行深層次的溝通，得到更多的教育啟發(fā)，都是博物館在新的時(shí)代背景下需要去探索創(chuàng)新、實(shí)踐研究所要解決的問題。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促進(jìn)數(shù)字博物館建設(shè)的應(yīng)用前景

近年來(lái)，新的媒體展示技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用，博物館作為文物保護(hù)宣傳、歷史教育研究的重要基地，在展陳技術(shù)要求上也在不斷提高。由于虛擬現(xiàn)實(shí)的交互性與文物數(shù)字化之間的契合度高，其體驗(yàn)效果得到了觀眾的認(rèn)同，表明虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館展陳設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有著非常廣闊的前景，這也是數(shù)字博物館的未來(lái)趨勢(shì)。

（一）采用大屏投影展示方式將會(huì)是首選

在人類獲取信息的過(guò)程中，百分之八十的知識(shí)和記憶是通過(guò)眼睛觀察對(duì)象后形成的腦部記憶。因此，在博物館文物展示和教育中，要想對(duì)觀眾在認(rèn)知層面上產(chǎn)生良好的傳播效果，對(duì)實(shí)物的一比一數(shù)字化還原，以大屏的形式營(yíng)造出真實(shí)的場(chǎng)景效果，是目前采用較多的展示形式之一。讓觀眾置身于高清數(shù)字影像包圍中，視野被無(wú)限放大，所帶來(lái)的視覺沖擊力也會(huì)更為強(qiáng)烈，再通過(guò)情景模擬和環(huán)境音效，達(dá)到還原真實(shí)場(chǎng)景的效果，為觀眾帶來(lái)極強(qiáng)的沉浸感和體驗(yàn)感。隨著大屏展示技術(shù)的日益成熟，其制作成本會(huì)越來(lái)越低，在博物館文物展示中的應(yīng)用將會(huì)更廣泛。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的體驗(yàn)方式將改變數(shù)字博物館的展示流程

在傳統(tǒng)的博物館展陳設(shè)計(jì)過(guò)程中，先制作版面小樣來(lái)預(yù)估展示效果是比較常用的手法。但是版面小樣是以二維平面的方式呈現(xiàn)，缺乏立體空間的感知效果，與實(shí)際的展示空間差異比較大。在展覽方案設(shè)計(jì)中引入三維數(shù)字建模和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，設(shè)計(jì)人員可以借助三維立體的展廳空間結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)展覽的交通流線，靈活組織空間關(guān)系及燈光色彩關(guān)系，選擇計(jì)劃參展的三維虛擬文物進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，這樣更為直觀和真實(shí)，可以有效地控制展出的預(yù)演效果，也更有利于專家論證和方案執(zhí)行，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案和展出效果圖的統(tǒng)一。

（三）文物庫(kù)房將得到良好的開發(fā)和利用

借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以把長(zhǎng)期存放而沒有空間展出的文物進(jìn)行數(shù)字化復(fù)原，面向觀眾進(jìn)行虛擬展出，既可以起到展示宣傳文物、傳播文化的目的，又可以建立三維的文物數(shù)據(jù)庫(kù)資源，對(duì)文物古跡也是很好的保護(hù)手段。尤其是一些珍貴的、不便對(duì)觀眾開放的文物，或者受光線照射容易氧化的物品，可以采用三維數(shù)字復(fù)原的手法，既可以實(shí)現(xiàn)向觀眾展出的效果，又可以達(dá)到保護(hù)的目的，是一種多贏的策略。用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)構(gòu)建數(shù)字文物倉(cāng)庫(kù)，能把館藏文物更好地展示出來(lái)，更好地體現(xiàn)出文物的價(jià)值，同時(shí)也有助于提高館藏文物的展出率。另外，可以結(jié)合一些主題性的探寶科普活動(dòng)，把觀眾引入虛擬的尋寶過(guò)程中，提高參與度，在探尋中發(fā)現(xiàn)文物更多的價(jià)值，有助于達(dá)到更好地傳播、傳承文物價(jià)值的目的。

（四）真實(shí)體驗(yàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與博物館文物融合展陳是發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，由于受到技術(shù)限制，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要在視覺和聽覺體驗(yàn)上設(shè)計(jì)得更為突出，和真實(shí)世界中人們對(duì)外部世界的感知來(lái)源有所差別。由于文物古跡的特殊性，其體驗(yàn)的真實(shí)性對(duì)于觀眾而言尤為重要，所以虛擬現(xiàn)實(shí)在文物虛擬展陳設(shè)計(jì)中營(yíng)造接近于真實(shí)世界的體驗(yàn)尤為重要。在實(shí)際文物展示中，展品多被用玻璃與人隔開，遠(yuǎn)觀而不能把玩。一些虛擬仿真文物復(fù)制品的觸覺效果也不能滿足這種需求。近年來(lái)，智能材料、觸覺反饋技術(shù)和動(dòng)態(tài)感知技術(shù)開始得到研發(fā)和投入使用，借助于計(jì)算機(jī)模擬參數(shù)可以推算出文物在不同環(huán)境反饋下的參數(shù)化效果，用智能材料來(lái)進(jìn)行文物仿真復(fù)原，結(jié)合觸覺反饋技術(shù)，能夠很好地模擬出比較真實(shí)的觸覺感受。在今后的虛擬文物場(chǎng)景氛圍設(shè)計(jì)中，借助虛幻引擎可以實(shí)時(shí)采集文物信息生成三維模形，再融合多傳感交互技術(shù)和高分辨率顯示技術(shù)等，能模擬出真實(shí)與虛擬交互融合場(chǎng)景的氛圍效果，可以預(yù)見到真實(shí)體驗(yàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于促進(jìn)博物館文物展陳的發(fā)展是必然趨勢(shì)。

四、結(jié)語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用和突破，其良好的交互性和體驗(yàn)感逐漸得到人們的認(rèn)同。在博物館展陳設(shè)計(jì)中，可以改變博物館傳統(tǒng)、單一的展陳形式，更多地開發(fā)文物資源的歷史價(jià)值，實(shí)現(xiàn)館藏文物的最大化展示，在文物保護(hù)、教育、傳承中將會(huì)發(fā)揮出更大的作用。同時(shí)，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以更為便捷地實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)、跨國(guó)度的文化交流，對(duì)于促進(jìn)文化繁榮和傳播有著更好的渠道作用。

基金項(xiàng)目

重慶工程學(xué)院2017年校內(nèi)科研基金資助項(xiàng)目“虛擬仿真協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”（項(xiàng)目編號(hào)：2018xcxtd01）。

作者簡(jiǎn)介

劉 濤，1979年5月生，男，貴州畢節(jié)人，漢族，副教授，碩士，研究方向?yàn)樗囆g(shù)設(shè)計(jì)和虛擬現(xiàn)實(shí)。

參考文獻(xiàn)

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[2]鄒昱豐.論虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)在博物館空間藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2017.