葛曉揚(yáng)

大連民族大學(xué)，遼寧大連116600

虛擬博物館是采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)歸檔管理、通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)傳播、以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)呈現(xiàn)內(nèi)容并提供交互體驗(yàn)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用[1]。相關(guān)研究包括三維場(chǎng)景設(shè)計(jì)、內(nèi)容設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)與典型應(yīng)用案例分析等[2]。相比傳統(tǒng)博物館，虛擬博物館具有豐富的交互體驗(yàn)、便捷的傳播渠道、較低的建設(shè)和維護(hù)成本等優(yōu)勢(shì)[3]，在教育、傳媒等領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展前景。

一、虛擬博物館特點(diǎn)分析

以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)與網(wǎng)頁(yè)式數(shù)字博物館和傳統(tǒng)博物館進(jìn)行比較，可以定位并分析虛擬博物館的核心特點(diǎn)。

網(wǎng)頁(yè)式數(shù)字博物館在設(shè)計(jì)和體驗(yàn)上更接近平面媒體，展覽內(nèi)容使用平面媒體常用的視覺(jué)元素呈現(xiàn)，并遵循平面視覺(jué)傳達(dá)的規(guī)律。例如使用文本框或標(biāo)簽區(qū)分內(nèi)容板塊，繪制平面樹(shù)形邏輯圖表達(dá)分類或衍生關(guān)系，用線條、箭頭等符號(hào)表達(dá)內(nèi)容之間的時(shí)間先后或因果關(guān)系，以及使用翻頁(yè)或超鏈接等方式完成內(nèi)容間的跳轉(zhuǎn)切換等。

虛擬博物館在虛擬三維空間中呈現(xiàn)展覽內(nèi)容，用戶通過(guò)相應(yīng)的顯示和交互設(shè)備在這個(gè)虛擬空間中實(shí)現(xiàn)觀看、移動(dòng)、交互等操作。虛擬博物館展覽內(nèi)容與展示空間的布局、裝飾、動(dòng)線規(guī)劃等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與真實(shí)建筑的空間設(shè)計(jì)有很多相關(guān)性。概括來(lái)說(shuō)，虛擬博物館的展示和交互設(shè)計(jì)是基于空間感來(lái)建構(gòu)的。相比網(wǎng)頁(yè)式數(shù)字博物館，其內(nèi)容的時(shí)間線索引導(dǎo)、因果關(guān)系表達(dá)、內(nèi)容間的跳轉(zhuǎn)或切換方式等具體設(shè)計(jì)任務(wù)，都需要在虛擬三維空間中運(yùn)用各種空間元素來(lái)完成。如通過(guò)空間虛實(shí)分割、路徑引導(dǎo)、光照設(shè)計(jì)等手段表現(xiàn)和組織展覽內(nèi)容。

傳統(tǒng)博物館是現(xiàn)實(shí)中的建筑空間，其中每件展品的位置相對(duì)固定，展品與展品、展區(qū)與展區(qū)的空間關(guān)系都被約束在建筑空間布局中。即便可以使用活動(dòng)展位或多媒體等手段規(guī)劃更靈活的游覽動(dòng)線，在同一個(gè)空間中往往也只能根據(jù)展覽主題設(shè)計(jì)有限的、甚至是單一的瀏覽線索。也就是說(shuō)，知識(shí)內(nèi)容的認(rèn)知、表達(dá)、解釋線索是多樣的，用戶或?qū)W習(xí)者的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)路徑也有個(gè)性差異，但傳統(tǒng)博物館受真實(shí)空間條件的限制，通常只能選擇一種內(nèi)容組織線索呈現(xiàn)展覽內(nèi)容。再加上真實(shí)環(huán)境中游覽者自身體力、環(huán)境擁擠程度等因素的影響，很多復(fù)雜的內(nèi)容表現(xiàn)形式在傳統(tǒng)博物館中都很難實(shí)現(xiàn)。

虛擬博物館的空間游覽體驗(yàn)與傳統(tǒng)博物館在有些方面類似，例如需要符合基本的導(dǎo)視規(guī)范、營(yíng)造適合的空間比例感受等。但由于沒(méi)有真實(shí)空間條件和現(xiàn)實(shí)物理規(guī)則的約束，虛擬博物館在空間規(guī)模和空間連接關(guān)系上可以根據(jù)需要自由設(shè)計(jì)組合，數(shù)字化的空間和展覽內(nèi)容也可以根據(jù)需要隨時(shí)更換。這是虛擬博物館的核心特點(diǎn)，即可以根據(jù)有效的認(rèn)知和展示需要，自由地設(shè)計(jì)連接、跳轉(zhuǎn)、移動(dòng)方式等空間構(gòu)成關(guān)系。在這種動(dòng)態(tài)的空間關(guān)系中，用戶可以實(shí)時(shí)切換游覽線索，空間的連接關(guān)系會(huì)根據(jù)不同的知識(shí)線索重新排列，其中的展覽內(nèi)容也會(huì)實(shí)時(shí)讀取刷新。在虛擬博物館中，交互操作對(duì)象可以從具體的展覽內(nèi)容，擴(kuò)展到整個(gè)展覽空間、展覽線索的重構(gòu)。這種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的展覽呈現(xiàn)形式和交互體驗(yàn)，可以將博物館傳統(tǒng)的固定展覽線索重構(gòu)為動(dòng)態(tài)的知識(shí)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)，讓線性觀覽體驗(yàn)躍遷為可自由探索的學(xué)習(xí)模式。

這種可自由探索的游覽線索其實(shí)映射的是知識(shí)內(nèi)容的內(nèi)在邏輯關(guān)系。因此，虛擬博物館的內(nèi)容空間構(gòu)成關(guān)系，應(yīng)當(dāng)以知識(shí)內(nèi)容的內(nèi)在邏輯關(guān)系為依據(jù)，以認(rèn)知規(guī)律為條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。用戶在其中的游覽過(guò)程，可以看作是在知識(shí)內(nèi)容的線索中探索。這是傳統(tǒng)博物館無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，也是虛擬博物館研究和應(yīng)用的重要價(jià)值。

二、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)和命題網(wǎng)絡(luò)知識(shí)表征理論分析

認(rèn)知學(xué)知識(shí)表征理論主要是研究人的學(xué)習(xí)、記憶、聯(lián)想等過(guò)程中的規(guī)律，并建立描述這些規(guī)律的符號(hào)表征系統(tǒng)[4]。通過(guò)考察學(xué)習(xí)內(nèi)容的回憶情況等實(shí)驗(yàn)方法，其理論假說(shuō)反映了知識(shí)在認(rèn)識(shí)過(guò)程中所呈現(xiàn)出的各種規(guī)律。在萬(wàn)納（Wanner）與曼德勒、里奇（Mandler&Ritchey）的實(shí)驗(yàn)研究中，被試者對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)的文本與圖像的回憶都呈現(xiàn)出只保留意義而忽略具體措辭或具體圖像元素的特點(diǎn)[5-6]。謝潑德（Shepard）的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明，在很多情況下人對(duì)圖像或場(chǎng)景等信息的記憶能力強(qiáng)于言語(yǔ)信息（文字或語(yǔ)音）[7]，且圖像信息越是以有意義的形式出現(xiàn)，記憶效果就越好[8]。這些規(guī)律都說(shuō)明，知識(shí)內(nèi)容的呈現(xiàn)形式應(yīng)當(dāng)側(cè)重強(qiáng)調(diào)內(nèi)容的意義，并通過(guò)設(shè)計(jì)直觀的視覺(jué)形式與合理的空間關(guān)系提升認(rèn)知效率。

具體來(lái)看，知識(shí)表征理論主要涉及概念知識(shí)與命題知識(shí)。概念知識(shí)是指類別從屬關(guān)系和特性繼承關(guān)系，命題知識(shí)則是指可判斷的基本命題與這些命題之間構(gòu)成的關(guān)聯(lián)。其中，關(guān)于概念知識(shí)的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)理論和關(guān)于命題知識(shí)的命題網(wǎng)絡(luò)理論都以網(wǎng)絡(luò)的形式描述知識(shí)的意義，這兩種網(wǎng)絡(luò)關(guān)系可以為虛擬博物館的動(dòng)態(tài)空間構(gòu)成設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

類別概念是常見(jiàn)的展覽內(nèi)容，例如作品與風(fēng)格的從屬關(guān)系或物種的分類演化關(guān)系等。語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)認(rèn)為概念知識(shí)的表征形式是某種抽象的網(wǎng)絡(luò)?？鳎≦uillian）提出類別信息存儲(chǔ)在具有不同層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。網(wǎng)絡(luò)每個(gè)層次概念除了直接相連的一些事實(shí)，還通過(guò)上屬連接（Isa Link）與其所屬的上一級(jí)分類相連[9]。在以分類為線索的展覽空間中，展位或展覽空間之間的連接關(guān)系在整體上構(gòu)成了一個(gè)不同層級(jí)的分類網(wǎng)絡(luò)。為了避免用戶在游覽過(guò)程中缺乏方向感和整體感，需要在具體設(shè)計(jì)中優(yōu)化這個(gè)分類網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度。用戶也可以根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，切換整體的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

命題知識(shí)是可以判斷真假的知識(shí)單元，例如描述某個(gè)事物具有什么特點(diǎn)，或事物之間的相互作用關(guān)系等。命題網(wǎng)絡(luò)是表征這種內(nèi)容關(guān)系或線索的一種理論模型。先將復(fù)合命題的文本拆解為多個(gè)簡(jiǎn)單命題，再把命題中的概念當(dāng)作節(jié)點(diǎn)，將概念之間的關(guān)聯(lián)當(dāng)作節(jié)點(diǎn)之間的連接，從而形成命題網(wǎng)絡(luò)的表征形式，表達(dá)復(fù)合命題中不同概念的相互關(guān)系[10]。在展覽空間中，某個(gè)事件原因到結(jié)果的線索或某種藝術(shù)風(fēng)格演變的過(guò)程，都可以借鑒這種網(wǎng)絡(luò)形式來(lái)設(shè)計(jì)，用戶可以沿著內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)線索規(guī)劃瀏覽動(dòng)線。

參考以上兩種知識(shí)表征理論，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)形式組織虛擬博物館中的展覽內(nèi)容。以具體內(nèi)容所在的位置作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，用內(nèi)容之間的關(guān)系串聯(lián)節(jié)點(diǎn)間的連接，這些關(guān)系可以是類別從屬、時(shí)間先后、或是因果線索等。再將內(nèi)容關(guān)系網(wǎng)絡(luò)映射到不同位置之間的通路上，使虛擬博物館展覽的內(nèi)容線索、空間構(gòu)成關(guān)系、用戶的游覽過(guò)程三者相統(tǒng)一。更重要的是，在虛擬博物館中這種空間關(guān)系是動(dòng)態(tài)生成的，用戶可以根據(jù)學(xué)習(xí)需要實(shí)時(shí)切換整個(gè)空間的構(gòu)成關(guān)系，見(jiàn)圖1。比如用戶處在繪畫(huà)史脈絡(luò)中某件作品的展位上，可以選擇繼續(xù)按照時(shí)間線索游覽后面的作品，也可以選擇以這件作品為中心，切換整個(gè)網(wǎng)絡(luò)線索，將整個(gè)展覽空間重設(shè)為作者的人生歷程，或是這件作品的歷史時(shí)代背景等。這種游覽方式既可以讓用戶沿著知識(shí)脈絡(luò)的線索瀏覽，又可以針對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的各種興趣點(diǎn)，以當(dāng)前的內(nèi)容為中心實(shí)時(shí)切換整體的游覽線索。將較為單一、預(yù)先給定的游覽路徑，轉(zhuǎn)化為可以沿著問(wèn)題線索任意探索的學(xué)習(xí)模式。而在真實(shí)空間中的傳統(tǒng)博物館很難實(shí)現(xiàn)這種基于動(dòng)態(tài)空間構(gòu)成關(guān)系的展覽模式。

圖1 空間構(gòu)成關(guān)系的動(dòng)態(tài)切換方式

三、動(dòng)態(tài)空間構(gòu)成關(guān)系設(shè)計(jì)

結(jié)合上文的分析，以知識(shí)網(wǎng)絡(luò)為內(nèi)容組織線索，虛擬博物館的動(dòng)態(tài)空間構(gòu)成設(shè)計(jì)具有四個(gè)基本要素，即用于直接呈現(xiàn)各種媒體內(nèi)容的基本內(nèi)容展位、放置展位的單元空間、關(guān)聯(lián)不同展位的路徑和連接不同展覽空間的超鏈接門(mén)。根據(jù)不同的展覽內(nèi)容線索，運(yùn)用上面4種要素可以對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)不同的空間構(gòu)成形式。

（一）單元內(nèi)容的展示形式

超鏈接展墻是虛擬博物館最基本的內(nèi)容呈現(xiàn)形式。展墻正面的展覽內(nèi)容懸掛在一個(gè)可以通向其他展示空間的內(nèi)容鏈接門(mén)上，門(mén)前設(shè)有鏈接選擇把手，用于選擇開(kāi)啟鏈接門(mén)后需要到達(dá)的空間，見(jiàn)圖2a。例如展墻的信息展示位置為一幅油畫(huà)，用戶可以通過(guò)鏈接選擇把手，選擇繼續(xù)了解這幅油畫(huà)的作者、風(fēng)格、時(shí)代背景等內(nèi)容。像網(wǎng)頁(yè)超鏈接一樣，用戶開(kāi)啟內(nèi)容鏈接門(mén)后即可進(jìn)入對(duì)應(yīng)內(nèi)容的展示空間。超鏈接展墻可以根據(jù)整體的內(nèi)容組織線索，放置在不同的展覽空間中。與真實(shí)博物館的活動(dòng)展墻類似，這種方式既可以呈現(xiàn)展覽內(nèi)容，也可以保持相對(duì)開(kāi)放的游覽體驗(yàn)，與空間中其他內(nèi)容建立整體的視覺(jué)聯(lián)系。

圖2 超鏈接展墻和虛擬展室設(shè)計(jì)

相比展墻，虛擬展室是更為詳細(xì)且相對(duì)獨(dú)立的呈現(xiàn)形式。圍繞一件展品的人物、背景、影響結(jié)果等相關(guān)內(nèi)容，以摘要+內(nèi)容鏈接門(mén)的形式分布在同一個(gè)展覽空間中，用戶在瀏覽這些相關(guān)內(nèi)容時(shí)，可以通過(guò)所選的內(nèi)容鏈接門(mén)進(jìn)入對(duì)應(yīng)的展覽空間，見(jiàn)圖2b。虛擬展室可以更加全面且細(xì)致地呈現(xiàn)展覽內(nèi)容，還可以根據(jù)內(nèi)容特點(diǎn)，在相對(duì)獨(dú)立的展覽空間中設(shè)置三維模型或影片動(dòng)畫(huà)等媒體內(nèi)容。

除了聚焦呈現(xiàn)單個(gè)展品，虛擬展室也可以容納一組展覽內(nèi)容。例如將某個(gè)藝術(shù)風(fēng)格流派的作品、人物、事件集中呈現(xiàn)在一個(gè)虛擬展室中。這種方式與真實(shí)博物館的空間設(shè)計(jì)類似，需要考慮整體的瀏覽動(dòng)線，并區(qū)分內(nèi)容的邏輯層次。該藝術(shù)風(fēng)格所處時(shí)代的經(jīng)濟(jì)條件、社會(huì)背景等內(nèi)容布置在展品展位的后方，且同樣可以通過(guò)內(nèi)容鏈接門(mén)選擇進(jìn)入相應(yīng)主題的展覽空間，見(jiàn)圖2c。

（二）單一領(lǐng)域或多領(lǐng)域交叉對(duì)比的時(shí)間線索展示形式

如圖3a所示，虛擬展室可以按時(shí)間順序排列呈現(xiàn)某個(gè)主題的展覽內(nèi)容。與傳統(tǒng)博物館中不同的是，虛擬博物館可以同時(shí)組織呈現(xiàn)多個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的時(shí)間線索，并且通過(guò)內(nèi)容鏈接門(mén)，讓用戶在不同線索中切換觀覽路線。例如，在虛擬展室中排布多位藝術(shù)家的時(shí)間線索，用戶可以沿著其中一位藝術(shù)家的時(shí)間線游覽。當(dāng)遇到與其他藝術(shù)家合作的作品或共同參與的事件時(shí)，用戶可以通過(guò)該作品或事件所在的內(nèi)容鏈接門(mén)，移動(dòng)到另一位相關(guān)藝術(shù)家的時(shí)間線索中。

如圖3b所示，不同的時(shí)間線索通過(guò)共同關(guān)聯(lián)的事件內(nèi)容形成整體的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。實(shí)際上事件或作品可能關(guān)聯(lián)的線索非常多，因此在真實(shí)空間中很難設(shè)計(jì)出直觀且沒(méi)有空間矛盾的通道路徑；但在虛擬博物館中，每個(gè)內(nèi)容鏈接門(mén)的工作原理類似網(wǎng)頁(yè)超鏈接。用戶開(kāi)門(mén)后在兩條線索中行走經(jīng)過(guò)的“通路”，實(shí)際上只是為了符合現(xiàn)實(shí)空間的體驗(yàn)，而無(wú)需考慮這個(gè)通路在真實(shí)的建筑空間中是否會(huì)發(fā)生穿插或阻擋等矛盾。這種空間連接關(guān)系上的便利，讓虛擬博物館可以更系統(tǒng)、更綜合地組織呈現(xiàn)展覽內(nèi)容。

圖3 多線索關(guān)聯(lián)的時(shí)間線索空間構(gòu)成設(shè)計(jì)

（三）表達(dá)因果關(guān)系線索的展示形式

因果關(guān)系的空間構(gòu)成形式比時(shí)間線索更為復(fù)雜，在一般歷史內(nèi)容中，某個(gè)事件可能有多個(gè)原因或背景條件、多個(gè)結(jié)果或后續(xù)影響。與線性形式的時(shí)間線索相比，因果關(guān)系以當(dāng)前事件為中心，在時(shí)間前后兩個(gè)方向，即原因和結(jié)果都可能形成多線分支的組織結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖4a。針對(duì)這一特點(diǎn)，事件虛擬展室的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)可區(qū)分時(shí)間方向，比如長(zhǎng)方形的空間比例或在地面設(shè)置導(dǎo)視線條等。同時(shí)在原因和結(jié)果兩端，可設(shè)置多個(gè)內(nèi)容鏈接門(mén)以對(duì)應(yīng)連通至各項(xiàng)原因與結(jié)果。另外，當(dāng)一個(gè)事件內(nèi)容的原因或結(jié)果較為復(fù)雜、需要區(qū)分不同層次時(shí)，可以通過(guò)設(shè)計(jì)多個(gè)樓層、或前后多排展墻等方式來(lái)對(duì)應(yīng)呈現(xiàn)這些內(nèi)容，見(jiàn)圖5b。

圖4 因果線索的空間構(gòu)成設(shè)計(jì)

（四）空間線索與時(shí)間線索綜合的展示形式

時(shí)間線索實(shí)際上是組織事物關(guān)系的一種維度。相應(yīng)地，空間或地理位置也是歷史內(nèi)容中常會(huì)用到的維度。例如，工業(yè)設(shè)計(jì)史中的工藝美術(shù)運(yùn)動(dòng)和新藝術(shù)運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)藝術(shù)運(yùn)動(dòng)之間既有時(shí)間上的前后影響關(guān)系，又在歐洲各地有不同的內(nèi)容表現(xiàn)。這種既有時(shí)間線索又有空間線索的多維綜合歷史脈絡(luò)，無(wú)論是傳統(tǒng)博物館還是平面類媒體都較難直觀地呈現(xiàn)。而虛擬博物館則可以在提供虛擬三維空間體驗(yàn)的同時(shí)，突破現(xiàn)實(shí)空間條件限制，設(shè)計(jì)更豐富的內(nèi)容組織形式，從而為這種多維度的信息結(jié)構(gòu)提供展覽方案。

如圖5a所示，可以將用戶所在的地面映射作為地圖，也就是地理維度；再通過(guò)類似電梯上下移動(dòng)的方式，將空間縱向變化映射為不同的歷史時(shí)間段，也就是時(shí)間維度；這樣就可以在虛擬博物館中直觀地呈現(xiàn)出內(nèi)容在時(shí)間和空間維度中的發(fā)展變化。進(jìn)一步地，與地圖類應(yīng)用類似，用戶所在地面的地圖可以實(shí)現(xiàn)縮放、移動(dòng)等操作，讓用戶可以查看不同位置或比例的展覽內(nèi)容，優(yōu)化在用戶觀覽視野范圍內(nèi)呈現(xiàn)的內(nèi)容量。在縱向的時(shí)間線索上，用戶也可以設(shè)置地面上下移動(dòng)的時(shí)間跨度，并且同步看到相應(yīng)地理信息和展覽內(nèi)容的變化，如不同時(shí)期的國(guó)界政區(qū)變化和不同時(shí)代的事件或作品等。

圖5 時(shí)間與空間多維度綜合的空間構(gòu)成設(shè)計(jì)

另外，用戶所在的地面不僅可以映射地理信息，還可以表達(dá)不同時(shí)期社會(huì)各領(lǐng)域的基本情況和相互關(guān)系。把地面看作類似平面媒體的表達(dá)形式，將社會(huì)不同領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)關(guān)系以示意圖的方式平鋪在地面上，不同地面區(qū)域代表社會(huì)系統(tǒng)的不同領(lǐng)域，見(jiàn)5b。當(dāng)?shù)孛嫜貢r(shí)間維度上下移動(dòng)時(shí)，各領(lǐng)域內(nèi)容及相互關(guān)系的變化也會(huì)直觀地呈現(xiàn)給用戶。

四、結(jié)語(yǔ)

以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，虛擬博物館可以設(shè)計(jì)自由且動(dòng)態(tài)的空間構(gòu)成關(guān)系，提供豐富多樣的內(nèi)容展覽形式和交互體驗(yàn)。與傳統(tǒng)博物館和平面媒體在真實(shí)空間或表現(xiàn)媒介上的限制條件相比，虛擬博物館可以讓知識(shí)內(nèi)容以更適合學(xué)習(xí)認(rèn)知的形式呈現(xiàn)。在研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)盡可能排除對(duì)真實(shí)空間或其他媒體形式的思維慣性，充分發(fā)揮虛擬博物館的潛力和優(yōu)勢(shì)，以知識(shí)內(nèi)容的特點(diǎn)為基礎(chǔ)，探索更符合認(rèn)知規(guī)律和學(xué)習(xí)需求的展覽設(shè)計(jì)方案。