倪聰奇（武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院 成龍影視傳媒學(xué)院，湖北 武漢 430000）

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數(shù)字化博物館交互技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)的研究

倪聰奇
（武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院 成龍影視傳媒學(xué)院，湖北 武漢 430000）

摘 要：由于博物館館藏文物的藝術(shù)價(jià)值以及保存難度，很多精美的藏品難以時(shí)刻展現(xiàn)在世人面前，數(shù)字化博物館交互技術(shù)的誕生彌補(bǔ)了這一遺憾。該技術(shù)由早期的索引加圖片文字表述形式，逐步發(fā)展到觀眾可以足不出戶，依靠計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)移動(dòng)的視點(diǎn)對(duì)整個(gè)虛擬博物館所有的藏品高倍率放大來(lái)進(jìn)行觀賞。相較于傳統(tǒng)博物館，數(shù)字化博物館的出現(xiàn)與完善極大地提高了觀眾的積極性，也讓文物在虛擬世界中得以永久保存。本文首先對(duì)數(shù)字化博物館的應(yīng)用范圍和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了介紹，然后對(duì)數(shù)字化博物館交互技術(shù)的發(fā)展過(guò)程進(jìn)行了闡述，最后對(duì)該技術(shù)所面臨的問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了總結(jié)和展望。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；虛擬現(xiàn)實(shí)；三維技術(shù)；文物；文化價(jià)值

數(shù)字化博物館基于計(jì)算機(jī)交互技術(shù)，對(duì)文物信息或者博物館的環(huán)境進(jìn)行數(shù)字化采集，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和永久保存，參觀者通過(guò)互動(dòng)的方式對(duì)數(shù)字化博物館所展出的內(nèi)容進(jìn)行訪問(wèn)和瀏覽。早期的交互技術(shù)運(yùn)用只能達(dá)到對(duì)實(shí)體博物館的輔助作用，如對(duì)文物的語(yǔ)音介紹和圖片化索引瀏覽，而隨著交互技術(shù)的日趨成熟，數(shù)字化博物館的優(yōu)勢(shì)則完全體現(xiàn)出來(lái)了。

一、數(shù)字化博物館的功能及優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)博物館的主要功能是傳承文化和歷史，讓世人領(lǐng)略到歷朝歷代的藝術(shù)結(jié)晶。但許多文物歷史悠長(zhǎng)，有的甚至可以追溯到數(shù)千年之前，因此普遍存在文物保護(hù)的問(wèn)題。特別是字畫(huà)、壁畫(huà)等文物，對(duì)空氣中水分的含量都有要求。博物館出于對(duì)文物本身的考慮，只能將部分文物進(jìn)行展出，且對(duì)展出的時(shí)間進(jìn)行了嚴(yán)格限制。例如，中國(guó)臺(tái)北故宮博物院收藏文物60萬(wàn)件，但是日常展出的文物卻只有5000件，很多文物可能參觀者一輩子都無(wú)法看到。數(shù)字博物館的出現(xiàn)，能夠?qū)⑺械酿^藏文物全部轉(zhuǎn)成數(shù)字化形式，置入瀏覽數(shù)據(jù)中，并且分門(mén)別類(lèi)。對(duì)文物數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并不會(huì)花費(fèi)特別長(zhǎng)的時(shí)間，而文物對(duì)觀眾展出的時(shí)間卻是無(wú)限的。這就很好地解決了文物保存與展出之間的矛盾，觀眾也能夠通過(guò)索引來(lái)搜尋自己感興趣的文物，進(jìn)行觀賞和品鑒。

在傳統(tǒng)博物館中觀賞文物，因?yàn)楦糁ＡВ^眾有強(qiáng)烈的距離感。而且館內(nèi)人流來(lái)來(lái)往往，阻撓觀眾的視線，有的展館甚至?xí)岢鼋古恼盏纫?。這樣走馬觀花式的參觀并不能給觀眾留下多少印象。出于對(duì)文物的喜愛(ài)或者研究，觀眾只能用不菲的價(jià)格去購(gòu)買(mǎi)館藏文物類(lèi)書(shū)籍，平面的文物照片和只言片語(yǔ)的介紹成為觀眾以后對(duì)文物僅存的記憶。數(shù)字化博物館交互技術(shù)則使觀眾通過(guò)簡(jiǎn)單地點(diǎn)擊鼠標(biāo)，就能夠?qū)ξ奈镞M(jìn)行旋轉(zhuǎn)以及放大處理。這樣，觀眾能夠?qū)ξ奈镞M(jìn)行全方位360度高倍率的細(xì)致觀看，并實(shí)時(shí)語(yǔ)音以及文字介紹等內(nèi)容會(huì)給觀賞者留下深刻的印象。同時(shí)，數(shù)字化博物館也能夠?yàn)橛^眾節(jié)約大量的時(shí)間以及出行費(fèi)用?；ヂ?lián)網(wǎng)使全球各大博物館的館藏文物盡收眼底，可謂是文化藝術(shù)愛(ài)好者的福音。

二、數(shù)字化博物館技術(shù)的發(fā)展過(guò)程

數(shù)字化博物館交互技術(shù)起源于1997年。當(dāng)時(shí)，大英博物館推出了首個(gè)多媒體館藏查閱系統(tǒng)，參觀者可以通過(guò)大英博物館的官方網(wǎng)站觀看到館藏所有文物的圖片、文字信息以及動(dòng)畫(huà)信息。這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單，博物館工作人員只需要將文物進(jìn)行分類(lèi)，統(tǒng)計(jì)文物文字信息，然后通過(guò)數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行拍攝，并將數(shù)據(jù)編輯到館藏查閱系統(tǒng)中即可。此類(lèi)表現(xiàn)形式的交互技術(shù)要求不高，運(yùn)作起來(lái)也較為容易。但是，隨著計(jì)算機(jī)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，簡(jiǎn)單的圖片加文字的展示方式已經(jīng)完全無(wú)法滿足觀眾對(duì)數(shù)字化博物館的參觀需求，新的三維交互技術(shù)表現(xiàn)形式逐漸出現(xiàn)在觀眾的面前。

三維交互技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)數(shù)字化表現(xiàn)的一種三維圖像技術(shù)形式。它通過(guò)對(duì)文物的多方位拍攝和三維掃描，獲取文物的三維幾何數(shù)據(jù)和表面紋理數(shù)據(jù)，然后將表面紋理數(shù)據(jù)全方位映射到三維模型上，精確還原文物上的每一個(gè)細(xì)節(jié)，并將所有完成的數(shù)據(jù)放置在如Unity3D軟件的網(wǎng)絡(luò)3D引擎中，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)的形式呈現(xiàn)給觀眾。觀眾通過(guò)網(wǎng)頁(yè)的交互可以很輕松地觀看到文物的每一個(gè)細(xì)節(jié)。這種三維交互技術(shù)的展示效果更好，當(dāng)然技術(shù)要求也就更高一些。在實(shí)際的操作中，存在著對(duì)藝術(shù)品掃描時(shí)的部分遮擋問(wèn)題以及紋理數(shù)據(jù)的陰影問(wèn)題，這需要在采集到數(shù)據(jù)以后通過(guò)后期處理軟件對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的地方進(jìn)行完善和加工。為了避免出現(xiàn)這一問(wèn)題，文物數(shù)據(jù)采集者們對(duì)拍攝的方式進(jìn)行了改良，使用了多幅圖像視點(diǎn)統(tǒng)一的拍攝手法，即將視點(diǎn)集中在文物的某個(gè)中心點(diǎn)上，然后對(duì)文物進(jìn)行多角度旋轉(zhuǎn)拍攝，對(duì)照片中重疊的數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行采集分析，然后運(yùn)用傳統(tǒng)三維軟件制作出完整的文物模型以及紋理貼圖。這種動(dòng)態(tài)立體數(shù)字技術(shù)給觀眾提供了方便、靈活、精細(xì)、全面的展示形式，使數(shù)字化博物館交互技術(shù)變得更加成熟。

近年來(lái)，國(guó)際上著名的搜索引擎谷歌推出了一套“谷歌藝術(shù)計(jì)劃”。該計(jì)劃使用的是一種街景展示的方式，以觀眾為主體，以小推車(chē)的視角在虛擬空間中行走，這樣即可觀察到數(shù)字化博物館中的任何角落，對(duì)館中展示的文物進(jìn)行超近距離的觀看。谷歌很自豪地稱(chēng)該藝術(shù)計(jì)劃中的世界名畫(huà)具有70億像素，并稱(chēng)在逐步增加其中的數(shù)字化博物館的數(shù)量?，F(xiàn)在登入該項(xiàng)目的網(wǎng)站，觀眾會(huì)欣喜地發(fā)現(xiàn)中國(guó)的臺(tái)北故宮博物院和香港藝術(shù)博物館也囊括其中。通過(guò)列表或者現(xiàn)場(chǎng)空間的瀏覽，觀眾便能一睹北宋畫(huà)家范寬的著名作品《溪山行旅圖》、明代書(shū)法家文徵明的書(shū)法作品等的芳容。這種融入式的觀展體驗(yàn)，正是數(shù)字化博物館交互技術(shù)越來(lái)越人性化的體現(xiàn)，也代表著該領(lǐng)域今后的發(fā)展方向。

三、數(shù)字化博物館技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

從計(jì)算機(jī)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)日新月異的發(fā)展來(lái)看，數(shù)字化博物館交互技術(shù)的表現(xiàn)形式將會(huì)更強(qiáng)調(diào)以人為本，將理論知識(shí)、互動(dòng)交流以及娛樂(lè)表現(xiàn)融合在一起。觀眾在虛擬博物館中參觀瀏覽，就像在經(jīng)歷一款游戲一樣，甚至可以和虛擬導(dǎo)游交流，與其他參觀者聊天，分享觀展心得，隨時(shí)查閱并瀏覽全球各大博物館的海量藝術(shù)藏品。

不過(guò)，隨著數(shù)字化博物館交互技術(shù)的普及與完善，其對(duì)傳統(tǒng)文化的碰撞以及受限于法律法規(guī)等問(wèn)題也逐漸顯露出來(lái)了。將博物館以及文物數(shù)據(jù)化必然要與傳統(tǒng)博物館進(jìn)行合作，但文物作為一種受到版權(quán)保護(hù)的特殊物品，不同的國(guó)家有不同的法律文件進(jìn)行約束，正如谷歌文化學(xué)院總監(jiān)阿密特·蘇德所說(shuō)，全世界的博物館對(duì)于新的線上展覽方式都需要一個(gè)新的接受過(guò)程。“谷歌藝術(shù)計(jì)劃”在制作數(shù)字化博物館的過(guò)程中，最困難的不是技術(shù)層面，反而是復(fù)雜的法律文件和反復(fù)推敲的合作方案。另外，超高分辨率的文物展示確實(shí)給觀眾帶來(lái)了無(wú)與倫比的視覺(jué)感受，但也給文物數(shù)據(jù)的安全性敲響了警鐘。近幾年，三維數(shù)字打印技術(shù)日趨成熟，過(guò)于細(xì)致的文物數(shù)據(jù)反而給翻制文物、牟取暴利的不法分子提供了方便。

對(duì)于文物保護(hù)人士來(lái)說(shuō)，還有一個(gè)不容忽視的問(wèn)題一直困擾著他們，那就是數(shù)字化博物館是否會(huì)取代傳統(tǒng)的博物館。其實(shí)，對(duì)于文物本身來(lái)說(shuō)，展示也是文物自身價(jià)值的一部分。據(jù)紀(jì)錄片《聚焦國(guó)寶》描述，臺(tái)北故宮博物院在展示晚清翡翠作品“翠玉白菜”時(shí)，就經(jīng)過(guò)了反復(fù)的研究和考量。因?yàn)閷?duì)文物數(shù)據(jù)的保護(hù)，許多立體的文物在數(shù)字化博物館中所展示出來(lái)的只是一幅超高分辨率的圖片，因而對(duì)于這類(lèi)文物而言，瀏覽數(shù)字化信息遠(yuǎn)沒(méi)有去實(shí)體博物館現(xiàn)場(chǎng)觀賞有意義。不過(guò)正因?yàn)槿绱?，?shù)字化博物館反而給實(shí)體博物館起到了很好的宣傳和輔助作用。觀眾因?yàn)閿?shù)字化博物館中的文物而產(chǎn)生了興趣，被文物的背景和藝術(shù)價(jià)值的介紹所吸引，從而走進(jìn)實(shí)體博物館，更近距離地去接觸文物。從海南省博物館數(shù)字展示后的數(shù)據(jù)可以得知，該項(xiàng)目上線以后，海南省博物館的參觀人數(shù)增加了百分之三十，數(shù)字化博物館的發(fā)展讓更多人了解到了文物的魅力?？梢哉f(shuō)，數(shù)字化博物館并不會(huì)取代傳統(tǒng)博物館，而是給傳統(tǒng)博物館帶來(lái)了新的活力和魅力。

數(shù)字化博物館交互技術(shù)對(duì)于承載著文化價(jià)值的文物來(lái)說(shuō)，是一筆巨大的財(cái)富。許多文物可能因時(shí)代的變遷，逐漸消失在歲月的長(zhǎng)河之中，而數(shù)字化的文物則能夠在數(shù)據(jù)中永久保存。數(shù)字化博物館可以給我們帶來(lái)令人驚嘆的莫高窟壁畫(huà)與雕塑全景，而這些在現(xiàn)實(shí)中早已不復(fù)存在。誠(chéng)如前文所說(shuō)，數(shù)字化博物館的推廣還存在著很多困難，特別是在國(guó)內(nèi)的發(fā)展，尚處于起步階段，但國(guó)外許多成熟的數(shù)字化博物館制作模式給我們提供了很好的借鑒和參考方向，諸如百度百科數(shù)字博物館項(xiàng)目也開(kāi)始效仿“谷歌藝術(shù)計(jì)劃”，聯(lián)合國(guó)內(nèi)幾大著名的博物館給觀眾開(kāi)啟了虛擬藝術(shù)品鑒之旅。今后，數(shù)字化博物館交互技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展勢(shì)必更加迅猛，通過(guò)對(duì)技術(shù)的革新為人們帶來(lái)歷史的印記和藝術(shù)的震撼。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：倪聰奇（1982—），男，湖北武漢人，碩士，武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院成龍影視傳媒學(xué)院講師，主要研究方向：三維動(dòng)畫(huà)及影視動(dòng)畫(huà)。

中圖分類(lèi)號(hào)：G265

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-8883（2016）03-0231-02