虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智慧博物館中的運(yùn)用研究*

姚孺婧

(安徽工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院,安徽馬鞍山 243002)

0 引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又被稱為VR 技術(shù),主要是指利用科技制造虛擬世界,使玩家或體驗(yàn)者可在指定環(huán)境內(nèi)享受自由觀看。從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看,其在游戲、影視、醫(yī)療、教育、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展所需,傳統(tǒng)博物館得以優(yōu)化,智慧博物館拔地而起,在智慧博物館中也融入了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),該技術(shù)的結(jié)合給智慧博物館建設(shè)、發(fā)展提供了有力支持。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)成為智慧博物館改造與發(fā)展不可缺失的核心技術(shù),技術(shù)研究領(lǐng)域的研究也從未停止。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析

相比之下,國外的研究要比國內(nèi)早一些。在20世紀(jì)60年代,美國就提出了虛擬現(xiàn)實(shí)概念。但是,因?yàn)楫?dāng)時(shí)的科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展并不發(fā)達(dá),使該技術(shù)只停留在了理念層次,并沒有過多的深入實(shí)踐領(lǐng)域。一直到1990年之后,科技發(fā)展逐漸帶動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研發(fā)。我國國內(nèi)是在20世紀(jì)90年代以后才開始關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念的[1]。在相關(guān)研究中,比較具有代表性的單位主要有北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)等,這些學(xué)校已經(jīng)建造了對(duì)應(yīng)的研究基地。在將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)后,最早是將其投入在航空事領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域中,在智慧博物館中的應(yīng)用時(shí)間較晚,當(dāng)前還處于探索階段,但虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶來的效果十分顯著。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智慧博物館中的作用

2.1 可以加強(qiáng)展品保護(hù)有效性

由于博物館中的展品價(jià)值不可估量,為了避免游客觸碰、或故意損壞展品,都會(huì)將展品放在封閉空間內(nèi)。正是因?yàn)榭臻g上遭到限制,使得展品全貌不能展現(xiàn)在游客面前,游客只能看到靜態(tài)。為了給游客帶來全方位體驗(yàn),智慧博物館引入了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),用戶可以在不觸碰展品的前提下,全方位瀏覽展品,還可根據(jù)自身意愿放大或縮小展品。和傳統(tǒng)博物館相比,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入提高了游客體驗(yàn)感,獲得一致好評(píng)。同時(shí),當(dāng)展品清晰的展現(xiàn)在游客面前時(shí),會(huì)給游客帶來與傳統(tǒng)觀賞完全不同的感受,展品更具形象化特征。例如,《紫禁城·天子的宮殿》就是使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所拍攝的,在該技術(shù)支持下,能夠給觀眾帶來一種身臨其境的感受,觀眾并不需要前往真正的故宮,就可以近距離游覽故宮。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館中的應(yīng)用,站在博物館角度來看,能夠幫助博物館更好地保護(hù)展品、文物,而站在技術(shù)角度來看,可以通過智慧博物館起到技術(shù)推廣作用。

2.2 可以增加博物館間的合作

在全球化發(fā)展時(shí)代,智慧博物館的存在顯得十分必要。中華民族文化得到有效推廣與宣傳,在此情況下,進(jìn)入中國的外國友人越來越多,他們了解中國文化的主要途徑就是博物館。但是,一個(gè)獨(dú)立的博物館文化資源有限,為了營(yíng)造良好的文化滲透環(huán)境,可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的幫助增加各博物館間的聯(lián)系、交流,實(shí)現(xiàn)文化共享。除此之外,在進(jìn)行跨國交流時(shí),如果采用實(shí)物運(yùn)輸方式,難免會(huì)造成文物展品破損。因此,進(jìn)入新時(shí)期后,專業(yè)領(lǐng)域開始研究一種全新的信息共享方式,可以在保護(hù)文物的同時(shí),也讓對(duì)方成功接收到文物信息[2]。在此想法的鋪墊下,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成功應(yīng)用于智慧博物館中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不會(huì)局限于文物體積、重量、尺寸大小等,大部分文物展品都可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)傳輸?shù)搅硪欢?。如此一?對(duì)方所接收到的文物展品更加逼真,也不會(huì)對(duì)文物展品的外觀、質(zhì)量等造成損壞,可以更有效地完成博物館文化傳播。

2.3 可以更好的展示文化內(nèi)涵

博物館中的文物展品通?？梢泽w現(xiàn)一個(gè)國家、民族文化,智慧博物館的構(gòu)建是傳統(tǒng)博物館改造的結(jié)果。在智慧博物館中投入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),可在原基礎(chǔ)上增加文化內(nèi)涵展示。在以往的博物館運(yùn)行中,只是將文物放在一個(gè)固定位置,游客只能透過阻礙物觀看文物,無法將文物的深層文化內(nèi)涵加以體現(xiàn)。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上解決了該問題,游客通過放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)換方位等操作,更直觀的感受文物特點(diǎn),在潛移默化中感受文化熏陶。并且,許多家長(zhǎng)會(huì)帶領(lǐng)孩子進(jìn)入博物館,其目的在于培養(yǎng)孩子興趣,豐富孩子知識(shí)體系,當(dāng)運(yùn)用進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以后,孩子會(huì)更感興趣,能在玩耍中學(xué)到更多歷史知識(shí)。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智慧博物館中的具體應(yīng)用

3.1 在影像制作中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有著交互性、多感知性、構(gòu)想性等特征,這些特征在影像制作中皆有體現(xiàn)。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠給文物影像制作提供技術(shù)支持[3]。在當(dāng)下的發(fā)展中,已經(jīng)可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作大量文物影像,且影像類型有多元化優(yōu)勢(shì),除了可以制作平面影像以外,還可以制作立體影像和動(dòng)畫影像。最終所生成的影像不但可以完美體現(xiàn)文物展品原貌,還能將文物展品的展出效果加以提升,這是傳統(tǒng)博物館無法實(shí)現(xiàn)的。在上文分析可以看出,傳統(tǒng)博物館文物展品展示會(huì)遭到物理空間限制,整個(gè)觀賞過程也會(huì)受到限制。而在使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作各種影像后,大大提高了觀賞性與研究性,滿足不同游客的個(gè)性化需求。比如,盧浮宮就實(shí)現(xiàn)了虛擬線上觀賞,這無疑吸引了國內(nèi)外許多體驗(yàn)者前往,該線上虛擬展廳非常便捷,易操作。體驗(yàn)者只需要在打開博物館官網(wǎng)的基礎(chǔ)上,安裝對(duì)應(yīng)插件就可以直接線上瀏覽全景。并且,為了給眾多體驗(yàn)者帶來良好體驗(yàn)效果,在設(shè)計(jì)虛擬展廳時(shí),盧浮宮博物館還設(shè)置了多種語言,除了中文外,還有外國語言,體驗(yàn)者可根據(jù)自身實(shí)際情況任意選擇,適用于國內(nèi)外所有用戶。在該展廳內(nèi),體驗(yàn)者能陸續(xù)瀏覽埃及文物、羅馬文物、工藝品、素描等展品部門,在未接觸實(shí)際的前提下就能令人嘆為觀止。

3.2 在自然場(chǎng)景模擬中的應(yīng)用

在引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以后,智慧博物館會(huì)利用該技術(shù)模擬自然場(chǎng)景,這是加強(qiáng)博物館宣傳的有效方法,許多智慧博物館都會(huì)以此為推薦吸引體驗(yàn)者前往。而大部分體驗(yàn)者在體驗(yàn)完后都會(huì)感嘆其真實(shí)性。比如,一些智慧博物館會(huì)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬恐龍時(shí)代,給體驗(yàn)者一種置身其中的感受。在虛擬世界中,恐龍品種各種各樣,其在走路、奔跑時(shí)會(huì)伴隨音效,直接抨擊體驗(yàn)者內(nèi)心,給其一種真實(shí)感。也有一些智慧博物館會(huì)向體驗(yàn)者科普動(dòng)物知識(shí),尤其是一些國家級(jí)保護(hù)動(dòng)物,或已經(jīng)滅絕了的動(dòng)物,都會(huì)在博物館中得到科普。我國目前也有許多智慧博物館打造了線上穿越項(xiàng)目。例如,早在2008年,故宮博物館就已經(jīng)推出了穿越時(shí)空體驗(yàn)項(xiàng)目,該項(xiàng)目的主要穿越對(duì)象為紫禁城,在研發(fā)該項(xiàng)目時(shí),其核心技術(shù)就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[4]。在技術(shù)支持下,打造了數(shù)字化線上故宮參觀模式,這吸引了不少對(duì)故宮或歷史建筑感興趣的體驗(yàn)者。在該項(xiàng)目中,設(shè)計(jì)人員把故宮原本的建筑與文物等進(jìn)行了壓縮化處理與數(shù)字化處理,再搭配上大屏幕和3D立體環(huán)繞聲,給體驗(yàn)者身臨其境之感,一些對(duì)故宮存在向往之情的游客只需動(dòng)動(dòng)手指就能進(jìn)入故宮。不僅如此,在該項(xiàng)目中,為了營(yíng)造真實(shí)感和認(rèn)同感,設(shè)計(jì)人員還對(duì)各類建筑文物等加以說明,讓體驗(yàn)者在瀏覽到該物體時(shí)能快速了解。甚至該項(xiàng)目還開發(fā)了各種宮廷游戲等人性化設(shè)計(jì)。

3.3 在文物展品修復(fù)驗(yàn)證與保護(hù)中的應(yīng)用

對(duì)于任何一所傳統(tǒng)博物館來說,在文物展品工作中都會(huì)受到技術(shù)、空間、儲(chǔ)存等因素影響,很多時(shí)候,也正是因?yàn)榧夹g(shù)條件不過關(guān)、儲(chǔ)存技術(shù)落后等導(dǎo)致文物破損,這種現(xiàn)象在我國傳統(tǒng)博物館中比較常見。然而,自從引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以后,該現(xiàn)狀得到一定程度緩解。博物館技術(shù)人員可通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)看到文物修復(fù)以后的樣子,這不僅對(duì)于博物館來說是一大進(jìn)步,甚至對(duì)于整個(gè)文物領(lǐng)域來說都是重大突破。并且,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有智能化特點(diǎn),通過預(yù)測(cè)文物展品修復(fù)時(shí)可能面臨的問題,并將相關(guān)注意事項(xiàng)傳輸給技術(shù)人員,提醒技術(shù)人員做好對(duì)應(yīng)防范工作,給文物展品修復(fù)工作提供了絕大支持。與此同時(shí),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可從多個(gè)角度展示文物展品,使文物展品在后期儲(chǔ)存上更加完善,儲(chǔ)存壽命得以增加。

3.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智慧博物館中的應(yīng)用流程

在智慧博物館實(shí)際應(yīng)用過程中,可采用分步走模式[5]。首先,技術(shù)人員根據(jù)博物館文物展品的實(shí)際情況建立軟硬件設(shè)施,如通信網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、儲(chǔ)存器等,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于軟硬件要求較高,必須確保軟硬件滿足基本條件才能展開具體應(yīng)用;其次,在具備軟硬件設(shè)施后,博物館技術(shù)人員需采集數(shù)據(jù),該采集對(duì)象主要為3D數(shù)據(jù),這是實(shí)現(xiàn)博物館環(huán)境、文物展品等虛擬化設(shè)計(jì)的重要前提。博物館中的虛擬場(chǎng)景都是以數(shù)據(jù)為核心的,通過采集3D 數(shù)據(jù)可為虛擬環(huán)境設(shè)計(jì)提供依據(jù)。但值得注意的是,因?yàn)閿?shù)據(jù)是模型的重要組成,一旦數(shù)據(jù)采集失敗,就會(huì)影響最終影像效果,因此,技術(shù)人員需在該環(huán)節(jié)十分謹(jǐn)慎;隨后,技術(shù)人員需選擇展覽虛擬現(xiàn)實(shí),由于傳統(tǒng)方法和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)并不適用,所以,技術(shù)人員可使用三維動(dòng)態(tài)、模擬復(fù)原、局部放大縮小等方法實(shí)現(xiàn)虛擬展示。同時(shí),技術(shù)人員也可充分發(fā)揮交互式、沉浸式優(yōu)勢(shì),吸引體驗(yàn)者。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)投入使用以后,并不意味著博物館可對(duì)其不管不顧,在使用的過程中,智慧博物館需定期檢測(cè)、修補(bǔ)系統(tǒng),即使發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)漏洞,找到漏洞導(dǎo)致原因,采取有效措施予以修復(fù)。另外,等到消費(fèi)平民化后,博物館可以設(shè)計(jì)一些體驗(yàn)式游戲和沉浸式游戲,給體驗(yàn)者帶來最佳體驗(yàn)感。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智慧博物館中的運(yùn)用案例

故宮博物院在2017年推出了《故宮VR體驗(yàn)館》的活動(dòng)項(xiàng)目,利用先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)讓游客突破時(shí)間的限制,夢(mèng)回中國古代,在虛擬的歷史場(chǎng)景中活動(dòng)、體驗(yàn)?！吨扉φ亟ㄗ辖恰肥枪蕦m博物院首批推出的VR 體驗(yàn)項(xiàng)目,體驗(yàn)者只需要佩戴VR 設(shè)備就可以親身感受到宏偉壯觀的故宮建筑全景圖。突然一下躍上了疾馳的馬背,與明朝皇帝朱棣一同前行。體驗(yàn)者還能夠觀察到朱棣正在勾勒故宮建筑藍(lán)本,此時(shí)耳邊會(huì)響起故宮建筑修葺的故事。在這一VR 體驗(yàn)項(xiàng)目中,體驗(yàn)者還可以通過三維動(dòng)感座椅與燈光氛圍控制,同時(shí)獲得體感、視覺與聽覺的立體享受。

盧浮宮推出了在線虛擬參觀服務(wù),能夠滿足全世界游客對(duì)盧浮宮的向往。只需要登錄盧浮宮的官方網(wǎng)站就可以瀏覽盧浮宮全景。2019年10月18日,盧浮宮還與HTC一同打造了盧浮宮首個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)項(xiàng)目——《蒙娜麗莎·越界視野》。觀眾可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)沉浸式的體驗(yàn),以零距離的形式來欣賞收藏在盧浮宮的這一曠世絕作。在長(zhǎng)達(dá)7分鐘的沉浸式體驗(yàn)中,體驗(yàn)者可以通過VIVE的頭顯進(jìn)入盧浮宮大廳,開始體驗(yàn)式體驗(yàn)者會(huì)置身于一群正在欣賞畫作的人群之后,隨著人群不斷消失,保護(hù)畫作的保護(hù)罩也消失了,體驗(yàn)者可以走近畫作進(jìn)行零距離觀賞,仔細(xì)感受這幅畫作的細(xì)節(jié),甚至可以透過油彩看到木質(zhì)畫板的紋路。

5 結(jié)語

本文主要研究了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智慧博物館中的應(yīng)用。在研究中發(fā)現(xiàn),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入有著許多積極影響。其不僅可以加強(qiáng)展品保護(hù)有效性,還可以增加博物館間的合作,能更好的展示文物展品背后的文化內(nèi)涵。雖然虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智慧博物館中的應(yīng)用當(dāng)下還處于探索階段,然而,作為智慧博物館改造與發(fā)展不可缺失的核心技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí)帶來的效果已經(jīng)十分顯著,獲得大量好評(píng)。在智慧博物館中,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用可以在影像制作、自然場(chǎng)景模擬,以及文物展品修復(fù)驗(yàn)證與保護(hù)中得以體現(xiàn),為推動(dòng)智慧博物館發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)。