劉芬

（城陽(yáng)區(qū)文化和旅游局區(qū)文物保護(hù)中心，山東青島 266300）

1 VR 技術(shù)相關(guān)論述

1.1 VR 技術(shù)的概念

VR 技術(shù)即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是指融合電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)等多種技術(shù)手段，形成的一種結(jié)合視、聽(tīng)、觸、嗅等功能的新技術(shù)手段，也被稱(chēng)為幻境技術(shù)或者靈境技術(shù)[1]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)十分強(qiáng)大的技術(shù)手段，可以輕松處理圖像、視頻、音頻等素材，實(shí)現(xiàn)人工智能的處理手段。 VR 技術(shù)可以通過(guò)模擬器幫助廣大用戶(hù)通過(guò)視、聽(tīng)、觸、嗅等感官體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)事物的操作，給人們帶來(lái)真實(shí)的感官體驗(yàn)。這種技術(shù)打破了現(xiàn)實(shí)世界的局限，讓人們?cè)谔摂M世界得到與現(xiàn)實(shí)中相同的感官體驗(yàn)，成為虛擬世界的一員。

1.2 VR 技術(shù)的構(gòu)成

總的來(lái)說(shuō)，VR 技術(shù)系統(tǒng)主要是由以下5 個(gè)模塊構(gòu)成的：

（1）檢測(cè)模塊：檢測(cè)使用者發(fā)出的指令程序，并且通過(guò)傳感器操縱虛擬事物。

（2）反饋模塊：接收來(lái)自傳感器的指令信息，并且反饋給使用者。

（3）傳感器模塊：作為指令傳輸和信息反饋的媒介，既承擔(dān)傳輸用戶(hù)指令、操縱虛擬環(huán)境的功能，又承擔(dān)反饋指令結(jié)果的功能。

（4）控制模塊：控制傳感器，實(shí)現(xiàn)傳感器的功能。

（5）建模模塊：獲得現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境和圖像的數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)模擬虛擬環(huán)境。

1.3 VR 技術(shù)的特征

（1）存在感：以用戶(hù)為中心著重表現(xiàn)虛擬世界的真實(shí)程度，VR 技術(shù)的理想效果是讓用戶(hù)在虛擬環(huán)境中難以分辨虛擬和現(xiàn)實(shí)的區(qū)別。

（2）多感知性：多感知性是指VR 技術(shù)不僅可以給用戶(hù)帶來(lái)視覺(jué)方面的體驗(yàn)，還可以帶來(lái)聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)、甚至是嗅覺(jué)和味覺(jué)等方面的體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)人具有的一切感官體驗(yàn)的集成。

（3）交互性：交互性是指用戶(hù)通過(guò)使用VR 技術(shù)可以完成對(duì)虛擬世界的操控及得到虛擬世界的反饋。例如使用VR 技術(shù)在虛擬環(huán)境中抓取物品，可以得到和現(xiàn)實(shí)世界一樣的感覺(jué)，感覺(jué)到真實(shí)的抓取感及物體的重量，看到物體的移動(dòng)軌跡等。

（4）自主性：自主性是指虛擬環(huán)境中的物品可以按照現(xiàn)實(shí)世界中的物理定律進(jìn)行操控。比如，虛擬世界中的物品受到力的作用，也會(huì)隨著力的移動(dòng)方向發(fā)生移動(dòng)。 用戶(hù)可以通過(guò)傳感器操縱虛擬世界并且得到信息反饋。

2 VR 技術(shù)在博物館文物保護(hù)中的優(yōu)勢(shì)

2.1 通過(guò)VR 技術(shù)提高保護(hù)效果

之前博物館對(duì)于文物的信息采集是采用文字或者圖像的形式進(jìn)行的，這種形式不能直觀展示出文物的具體細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)，在保存方面也有難度。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，VR 技術(shù)的出現(xiàn)給博物館文物信息采集和保護(hù)工作帶來(lái)了新的契機(jī)，VR 技術(shù)呈現(xiàn)720度全景實(shí)拍，并且通過(guò)使用相關(guān)軟件進(jìn)行畫(huà)面處理，能夠提高文物成像的視覺(jué)效果和逼真程度，得到更好的畫(huà)面感[2]。 另外，使用VR 技術(shù)還可以更好地保存資料和相關(guān)數(shù)據(jù)，展示文物的風(fēng)貌、完成高質(zhì)量的文化宣傳工作。

2.2 通過(guò)VR 技術(shù)完成之前不能完成的效果

使用三維立體建模技術(shù)可以呈現(xiàn)之前平面拍攝達(dá)不到的效果，并且可以模擬已經(jīng)消失的遺址和文化場(chǎng)景，利用三維建模軟件和一些復(fù)雜的建模模型，可以將現(xiàn)實(shí)實(shí)景轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型，更好地呈現(xiàn)給游客和工作人員[3]。 對(duì)于一些傳統(tǒng)非遺技術(shù)，也可以通過(guò)VR 穿戴設(shè)備對(duì)動(dòng)作進(jìn)行捕捉，收集動(dòng)作數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，或者進(jìn)行動(dòng)畫(huà)建模，通過(guò)這些新技術(shù)幫助人們了解非遺技術(shù)的原理和魅力，完成非遺技術(shù)的儲(chǔ)存工作[4]。

2.3 通過(guò)VR 技術(shù)帶來(lái)更多感官體驗(yàn)

之前博物館單純的文物實(shí)地展示，只能帶給游客視覺(jué)方面的體驗(yàn)感，但是使用VR 技術(shù)可以帶給游客全方位、多層次的感官體驗(yàn)，通過(guò)VR 穿戴裝備和相關(guān)軟件還可以提高游客的沉浸感，并且?guī)椭慰秃吞摂M環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)，提高游覽質(zhì)量。通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模擬，增加現(xiàn)實(shí)世界的因素，然后添加聲音、圖像的數(shù)字化處理和播放技術(shù)，讓游客感到真實(shí)的空間感，并且加強(qiáng)游客的互動(dòng)性。 通過(guò)使用這些技術(shù)，加強(qiáng)文化遺產(chǎn)的保護(hù)力度，加強(qiáng)這些文化遺產(chǎn)的保護(hù)和傳承工作質(zhì)量。

3 博物館文物保護(hù)中VR 技術(shù)應(yīng)用的情況介紹

3.1 VR 技術(shù)在博物館的使用情況

中華文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，在這漫長(zhǎng)的歷史中有很多文物留存了下來(lái)，無(wú)論是在數(shù)量還是種類(lèi)、品質(zhì)和價(jià)值方面都值得花費(fèi)大量的精力進(jìn)行保護(hù)和研究。 想要做好這些文物的保護(hù)工作不是一蹴而就的事情，需要考慮很多因素的影響。對(duì)于文物的保護(hù)，呈現(xiàn)的目的不能僅僅是維持文物的現(xiàn)狀，還需要向當(dāng)代人展現(xiàn)文物的風(fēng)貌，幫助現(xiàn)代人了解中華燦爛的歷史文化背景，這種雙重目的給文物保護(hù)帶來(lái)了很大的困難。尤其是一些特別珍貴的孤品，在文物保護(hù)和展示的時(shí)候，面臨很大的風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)出現(xiàn)損壞甚至是盜竊等情況。為了更好地保護(hù)和展示文物的風(fēng)貌，發(fā)揮文物的最大價(jià)值，VR 技術(shù)在文物保護(hù)和展示方面得到了大力推廣。 人們對(duì)于觀賞文物的印象還停留在視覺(jué)方面，但是使用VR 技術(shù)不僅可以從視覺(jué)上看到文物的風(fēng)貌，還可以結(jié)合多種感官體驗(yàn)?zāi)M有關(guān)情境，帶給看客更多的體驗(yàn)感。計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展為VR 技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，VR 技術(shù)得到大范圍的應(yīng)用和普及，配合頭戴式設(shè)備和相關(guān)的軟件設(shè)施，VR 技術(shù)的真實(shí)感得到了大幅度的提升[5]。 VR 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用推動(dòng)了我國(guó)文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也提高了博物館文物保護(hù)工作的質(zhì)量和價(jià)值，并且提高了文物的知名度，為博物館帶來(lái)了更大的流量。

博物館里使用VR 技術(shù)，可以全方位的展現(xiàn)文物的情況。這些文物不僅只是一個(gè)器物，其背后還蘊(yùn)含著豐富的歷史知識(shí)和當(dāng)時(shí)的朝代背景，使用VR技術(shù)可以還原文物存在的歷史朝代，展現(xiàn)當(dāng)時(shí)的社會(huì)風(fēng)貌，通過(guò)VR 技術(shù)的還原，可以讓看客身臨其境，感受到文物的文化感染力。如果只是單純的展示文物，人們通常不會(huì)有這么強(qiáng)的代入感，也不會(huì)深刻體驗(yàn)到文物所在的朝代氛圍，更體會(huì)不到文物展現(xiàn)的功能價(jià)值，通常只是走馬觀花的游覽。過(guò)去博物館的陳列方式只是文物展示或者是替代品展示，在當(dāng)時(shí)的條件下還能滿(mǎn)足人們的觀賞需求，但是隨著人們了解訴求的不斷提高，這種單純的展示方式已經(jīng)不能再滿(mǎn)足人們的需求了，需要使用新的技術(shù)手段吸引人們的視線。 VR 技術(shù)憑借自身強(qiáng)大的感染力，通過(guò)感官體驗(yàn)刺激人們，很大程度上提高了文物展示的趣味性，讓人們更加沉浸在文物展示的環(huán)境中。而且VR 技術(shù)可以模擬文物的虛擬形態(tài)，既能做到原汁原味展示文物形態(tài)，還能保護(hù)文物、避免文物受到損傷，尤其是一些大全場(chǎng)景的文物展示，使用VR技術(shù)可以完全保證文物的安全。 這種情況下使用VR 技術(shù)，可以避免展出真實(shí)文物成本預(yù)算過(guò)高的問(wèn)題，還可以減少工作人員的壓力，同時(shí)也可以滿(mǎn)足看客的需求。

3.2 VR 技術(shù)在博物館文物保護(hù)中的使用實(shí)例

敦煌數(shù)字化保護(hù)工程：國(guó)家于1997年開(kāi)始對(duì)敦煌開(kāi)展藝術(shù)保護(hù)工作，到現(xiàn)在為止已經(jīng)研發(fā)并且應(yīng)用了莫高窟VR 虛擬參觀旅游系統(tǒng)、 壁畫(huà)臨摹技術(shù)和壁畫(huà)色彩演變技術(shù)，以及計(jì)算機(jī)保護(hù)修復(fù)系統(tǒng)等。

海昏侯大墓VR 互動(dòng)體驗(yàn)項(xiàng)目： 使用VR 技術(shù)再現(xiàn)?；韬畲竽?，讓游客身臨其境，體驗(yàn)2000年前的文化底蘊(yùn)。

數(shù)字吳哥項(xiàng)目：項(xiàng)目組親赴吳哥窟取材，通過(guò)數(shù)字掃描和重建技術(shù)，使用VR 的形式，再現(xiàn)吳哥窟的盛景，真實(shí)實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)版的穿越吳哥窟，還原吳哥窟的真實(shí)環(huán)境，讓游客可以實(shí)現(xiàn)自由穿行的虛擬行動(dòng)。

4 VR 技術(shù)在博物館文物保護(hù)中的應(yīng)用前景

4.1 完成在線展示、實(shí)現(xiàn)異地參觀

VR 技術(shù)是指可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)的手段完成博物館的游覽，利用文字、語(yǔ)言、圖像、視頻等技術(shù)結(jié)合的手段，通過(guò)移動(dòng)終端的形式向公眾展示博物館的相關(guān)信息，完成輔助導(dǎo)覽的任務(wù)[6]。 使用VR 技術(shù)還可以對(duì)已經(jīng)消失的遺址和建筑場(chǎng)景進(jìn)行復(fù)原，通過(guò)聲音、場(chǎng)景的結(jié)合布局完成場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)顯示，帶給游客身臨其境的真實(shí)感，讓游客產(chǎn)生在實(shí)地游覽的感覺(jué)。 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，VR 技術(shù)在博物館文物場(chǎng)景復(fù)原和展示方面必定能夠得到更大范圍的普及。

4.2 完成文物的數(shù)字化修復(fù)

VR 技術(shù)除了可以完成虛擬環(huán)境的復(fù)原工作，對(duì)于文物修復(fù)也有很大的幫助。 通過(guò)使用VR 技術(shù)參與文物修復(fù)，可以節(jié)省文物修復(fù)工作者的時(shí)間并且提高文物修復(fù)的準(zhǔn)確率和成功率。 VR 技術(shù)可以整理現(xiàn)有的文物信息，縮減修復(fù)工序，尤其是掉色和剝脫的問(wèn)題，VR 技術(shù)可以收集紋樣的版式和材料信息，幫助文物修復(fù)者搜尋信息完成修復(fù)工作，并且可以將修復(fù)之后的成像預(yù)先展示出來(lái)，方便修復(fù)者提前做出修復(fù)方案、避免修復(fù)中遇到風(fēng)險(xiǎn)。 這種VR修復(fù)技術(shù)很大程度上提升了博物館的修復(fù)技術(shù)和水平，避免文物修復(fù)風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)博物館中價(jià)值很高的文物或者是那些孤品文物，VR 技術(shù)在其存放管理方面也有很大的作用。使用VR 技術(shù)進(jìn)行文物修復(fù)，可以提前預(yù)測(cè)不同處理方式的可行性和效果，幫助修復(fù)者選擇最佳的修復(fù)方式，達(dá)到修復(fù)的最佳效果[7]。

4.3 虛擬文物展示

為了實(shí)現(xiàn)文化的交流及相關(guān)文化工作的開(kāi)展，博物館需要定期進(jìn)行文物異地展示工作，但是在文物展示的運(yùn)輸過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)損壞的風(fēng)險(xiǎn)，這個(gè)時(shí)候使用VR 技術(shù)可以很大程度上避免文物在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)損壞的情況。同時(shí)通過(guò)技術(shù)還原展示，也可以為其他博物館文物存儲(chǔ)收藏提供經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)。 博物館日常工作中關(guān)于文物收回和交易的部分，也可以使用VR 技術(shù)還原文物的具體情況，提高交易處理的安全性[8]。 VR 技術(shù)還可以對(duì)文物影像進(jìn)行全方位的展示，增加游客參觀的交互體驗(yàn)感。

4.4 提高古建修復(fù)效率

對(duì)于那些建筑本身就是博物館的情況而言，比起文物修復(fù)，VR 技術(shù)很多是被用于保護(hù)古建安全、傳承古建文化等方面，比如故宮博物院，故宮本身就是歷史悠久的古建文物，在我國(guó)的文化史上占有濃墨重彩的一筆，故宮也是中華文化的象征，有很重要的文化意義[9]。 對(duì)于故宮文物的保護(hù)，不只限于故宮內(nèi)保存的文物個(gè)體，還包括故宮這個(gè)大型的古建筑群體[10]。 之前的古建保護(hù)工作需要花費(fèi)大量的人力和資金成本，并且保護(hù)工作效率比較低、成果也不顯著，而且有很多人力不能及的地方，但是使用VR 技術(shù)之后，可以對(duì)古建群體進(jìn)行三維掃描，對(duì)需要修復(fù)的古建筑進(jìn)行立體影像呈現(xiàn)，為修復(fù)提供準(zhǔn)確的三維數(shù)據(jù)，并且對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和記錄，為最優(yōu)修復(fù)方案提供數(shù)據(jù)支撐。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，VR 等新技術(shù)正在得到廣泛的使用和普及，將VR 技術(shù)應(yīng)用于博物館日常的文物保護(hù)和修復(fù)工作中，是對(duì)現(xiàn)階段實(shí)行的“保護(hù)為主、搶救第一、合理利用、加強(qiáng)管理”文物方針政策的有效實(shí)施。 通過(guò)使用VR 技術(shù)可以完成文物的保護(hù)修復(fù)和展示工作，提高文化的壽命期限和真實(shí)價(jià)值； 并且可以最大程度上展示文物包含的歷史文化信息，給當(dāng)代人帶來(lái)更多的文化體驗(yàn)，在文化交流方面也有很大的作用。 VR 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)文物的三維掃描工作，再現(xiàn)文物的歷史風(fēng)貌，并且能夠通過(guò)相關(guān)的軟件，收集處理文物信息，為文物保護(hù)和修復(fù)提供數(shù)據(jù)；通過(guò)VR 技術(shù)還原文物場(chǎng)景，在文物異地展示方面也能起到相應(yīng)的保護(hù)作用，降低文物異地展示的風(fēng)險(xiǎn)，緩解文物保護(hù)人員的工作壓力，這樣也可以提高博物館的工作效率和質(zhì)量。 鑒于VR技術(shù)在博物館文物保護(hù)和修復(fù)中的重大貢獻(xiàn)，相信以后VR 技術(shù)在文物保護(hù)方面可以大放異彩。