徐貝

（鄭州大學，河南 鄭州 450001）

數(shù)字博物館是由現(xiàn)代信息技術與博物館業(yè)務相結合產(chǎn)生的，以實體博物館為基石，是實體博物館在互聯(lián)網(wǎng)的延伸。數(shù)字博物館突破了傳統(tǒng)博物館的時空界限，越來越受到大眾的青睞，為了更好地服務觀眾，發(fā)揮數(shù)字博物館的價值，虛擬現(xiàn)實技術被引入數(shù)字博物館的建設中。利用虛擬現(xiàn)實技術可以制作虛擬展覽，可以將文物的結構形態(tài)用更加豐富的形式展現(xiàn)出來，極大增強了數(shù)字博物館的互動性與沉浸性，改變了以往數(shù)字博物館圖片式的展示方式，彌補了數(shù)字博物館缺乏真實性的缺點，為數(shù)字博物館帶來了新的發(fā)展機遇，未來數(shù)字博物館的發(fā)展還有很大的進步空間。

1 虛擬現(xiàn)實技術與數(shù)字博物館的結合

1.1 虛擬現(xiàn)實技術和數(shù)字博物館

數(shù)字博物館是運用數(shù)字、網(wǎng)絡技術，將自然和人類文化遺產(chǎn)及其包含的一切信息以數(shù)字化的方式完整呈現(xiàn)于網(wǎng)絡上，包括數(shù)據(jù)的采集、整理、保存和展示。數(shù)字博物館的整體框架分為三個層次，分別是信息采集層、信息整合層、信息展示層。①與實體博物館相比較，數(shù)字博物館有其獨特的魅力：一是數(shù)字博物館利用技術手段對藏品的信息進行全面采集，對藏品信息進行高質量的表達，大大提高了藏品資源的可讀性；二是數(shù)字博物館可以有效減少易損文物的展出時間，緩解了藏品保護與利用的矛盾；三是數(shù)字博物館突破了時空的界限，為公眾參觀瀏覽提供了極大的便利性，提高了博物館資源的開放性和利用性；四是數(shù)字博物館為觀眾提供了個性化的服務，觀眾可以根據(jù)自己的需求進行選擇與瀏覽；五是數(shù)字博物館為博物館與觀眾提供了雙向互動的平臺，吸引了觀眾的注意力，實現(xiàn)了博物館與觀眾的高度互動。

“虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）技術是指用計算機技術、電腦仿真、人工智能、顯示及網(wǎng)絡并行處理等最新的技術來模擬和虛構現(xiàn)實社會的客觀事物，是一種模擬人類視覺、聽覺、力覺、觸覺等感知行為的高度逼真的人機交互技術。”②虛擬現(xiàn)實技術的最大特點就是沉浸性和交互性，強烈的臨場感讓觀眾身臨其境。

虛擬現(xiàn)實技術的逐步成熟與其獨特的優(yōu)勢，為建設數(shù)字博物館提供了極大的技術支持，為數(shù)字博物館的展示與傳播提供了新的途徑與視角，提高了數(shù)字博物館的建設水平與服務質量。

1.2 虛擬現(xiàn)實技術在數(shù)字博物館中的應用優(yōu)勢

1.2.1 共享豐富逼真的文物資源

傳統(tǒng)的實體博物館只能在固定時間、固定地點為觀眾提供服務，服務范圍有限，因場地、陳展設計、技術限制等問題，數(shù)以千萬的文物只有一部分可以在博物館中展出，還有絕大多數(shù)無法進行展出，在文物庫房束之高閣。如果這些文物無法面向廣大群眾，就無法傳遞其真正的文化內涵。隨著數(shù)字博物館的快速發(fā)展，觀眾可以隨時利用互聯(lián)網(wǎng)以及移動終端參觀博物館，為公眾提供了便捷的參觀條件。不受空間的限制，一定程度上緩解了地區(qū)差異帶來的博物館資源分配不均的問題；不受博物館建筑空間的局限，數(shù)字博物館可以展出實體博物館無法展出的文物藏品，提高了藏品的利用率。利用虛擬現(xiàn)實技術制作文物的三維動態(tài)影像，可以使觀眾清楚地看到文物的形態(tài)結構與紋飾紋理，還可以深入挖掘文物的歷史價值、藝術價值、科學價值，用更加全面、生動、引人入勝的方法展示出來。相較于靜態(tài)的圖片展示，3D的動態(tài)展示更加逼真且全面地展示了文物的信息，如：一些古籍、手稿等，相對于靜態(tài)的圖片展示，利用虛擬現(xiàn)實技術將其制作成真實的書本形式，觀眾可以自主翻頁、檢索，以便觀眾研究學習；帶蓋的文物，3D動態(tài)模型可以讓觀眾將文物的蓋子打開，觀察內部結構；還可以模擬遺跡發(fā)掘的現(xiàn)場環(huán)境，讓觀眾有機會看到考古現(xiàn)場，了解現(xiàn)代考古、增強保護文物的意識。數(shù)字博物館以及虛擬技術的應用，擴大了文物資源整合的范圍，提供了個性化的服務，讓觀眾可以真正享受到這些豐富的文物資源，激發(fā)觀眾與文物互動的熱情，更好地滿足觀眾對于文物的探索欲和求知欲，提高數(shù)字博物館的服務質量，有利于實現(xiàn)博物館資源的全社會共享，提高博物館資源利用的公平性與開放性，吸引更多人關注和支持文博事業(yè)的發(fā)展。

1.2.2 降低文物損壞，保護易損文物

博物館收藏了從古至今人類社會生產(chǎn)活動中遺留下來的各類遺跡與遺物，受時間因素和保存環(huán)境影響，有些文物本身較為脆弱，易受損，需要嚴格控制保存環(huán)境的溫度和濕度，極為珍貴的文物還會限制展出次數(shù)，甚至不展出。例如，紙質文物容易褪色、發(fā)黃和受到霉蟲的威脅，即使經(jīng)過修復也很難長期展出。對于不可移動文物來講，一些古建筑歷經(jīng)千年，難以修繕，已經(jīng)不適宜觀眾參觀，尤其是一些古寺、古廟等多層的建筑，還存在一定的安全隱患。在這種情況下，數(shù)字博物館的數(shù)據(jù)保存與在線瀏覽就顯得極為重要了。實體博物館可以利用專業(yè)設備將文物實體資源轉換為數(shù)字資源，并加以完善處理，在虛擬技術的加持下，使不經(jīng)常展出的易損文物、不便參觀瀏覽的歷史古跡能被更多人看到。虛擬技術還可以作用于觀眾的聽覺、觸覺，讓觀眾聽到文物的聲音、感受到觸摸文物的感覺。觀眾可以360度觀看文物的細節(jié)，甚至可以“把玩文物”。一些不便參觀的古跡、古建筑等，可以利用虛擬現(xiàn)實技術，按1∶1的比例建立三維模型，真實還原其內外的結構，利用全景虛擬，可以滿足參觀者零距離觀看與研究文物的愿望，使文物展示更加生動具體。除此之外，等比的虛擬建模還可以助力文物修復者制訂修復方案，預設修復結果，在反復驗證中得到最合適的修復方案，修復過程還可以錄制視頻，為以后的文物保護提供經(jīng)驗。虛擬現(xiàn)實技術的應用不僅讓觀眾全方位感受文物，還妥善地處理了文物保護與利用的矛盾，實現(xiàn)了文物資源的永久保存，讓文明以信息化傳承。

1.2.3 逼真的參觀環(huán)境和互動體驗

觀眾在參觀瀏覽數(shù)字博物館時，缺乏實際參觀的真實體驗，無法對單散的文物資源形成系統(tǒng)的知識概念。將虛擬現(xiàn)實技術用于數(shù)字博物館中，在保證內容真實性的基礎上，優(yōu)化空間展示的表達形式。例如，按照歷史發(fā)展脈絡、器物類別展示文物、制定固定主題整合文物資源等?！凹皶r與實體博物館進行對比，做出改進和調整，以更加合適的形式進行展示，力求做到虛擬環(huán)境的‘物盡其用’‘因地制宜’?！雹蹆H僅只展示圖片和文字的數(shù)字博物館難以吸引觀眾，發(fā)揮價值，將虛擬現(xiàn)實技術應用其中后，多重的感官刺激提升了觀眾的沉浸感。自主選擇可以提升觀眾的互動體驗，觀眾可以自行瀏覽感興趣的內容，可以在自主參觀中獲取更多的信息資源，并且不受時間地點以及設備的限制。良好的參觀環(huán)境以及互動體驗使觀眾主動與博物館進行互動，提高了觀眾汲取知識的自主性與積極性，有助于數(shù)字博物館最大化發(fā)揮其社會價值。

2 虛擬現(xiàn)實技術在數(shù)字博物館中的應用

2.1 虛擬現(xiàn)實技術在數(shù)字博物館中的應用現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實技術在數(shù)字博物館中的應用主要是三維物體的建模、紋理映射、虛擬全景技術。筆者總結了故宮博物院、中國國家博物館、上海博物館等10家博物館VR技術的開發(fā)使用情況（表1）。就目前的使用情況看，使用場景還是略顯單一，主要為藏品的3D展示和虛擬展廳的參觀游覽。

表1 數(shù)字博物館VR技術開發(fā)使用情況概覽

故宮博物院VR技術的開發(fā)與使用情況是目前最好的，不僅對可移動文物做了較為全面的3D展示（圖1），還利用虛擬現(xiàn)實技術開發(fā)了一系列以故宮為核心的應用模式，如虛擬顯示節(jié)目《紫禁城·天子的宮殿》、虛擬展覽（圖2）、全景模擬參觀的全景故宮（圖3）和云游故宮，以及利用專用的VR設備讀取網(wǎng)頁鏈接，就可以跟隨虛擬導覽或自由參觀養(yǎng)心殿、倦勤齋等建筑的V故宮系列（圖4）。還開發(fā)了手機端可以使用的App，如提供全景虛擬漫游的故宮展覽、可以“把玩”所有故宮陶瓷的故宮陶瓷館等，符合時代發(fā)展的趨勢，為觀眾提供了更加便利的使用方式。

圖1 故宮博物院數(shù)字多寶閣

圖2 故宮博物院虛擬展覽

圖3 全景故宮

圖4 V故宮

2.2 虛擬現(xiàn)實技術在數(shù)字博物館應用中的問題與思考

虛擬現(xiàn)實技術在數(shù)字博物館建設中發(fā)揮著不可替代的重要作用，越來越多的博物館開始嘗試使用虛擬現(xiàn)實技術，為博物館的數(shù)字化建設注入活力。但是從使用開發(fā)現(xiàn)狀我們也看到了以下幾方面的不足：

一是虛擬現(xiàn)實技術需要專業(yè)的技術人員，博物館的從業(yè)人員不具備專業(yè)的技術，這方面的業(yè)務博物館基本會選擇外包或者聯(lián)合其他機構一起建設，需投入大量的資金，后期的運營、維護成本也很高。而博物館可投用在這方面的資金有限，博物館應該主動尋求社會群體的支持，積極與相關機構、企業(yè)等建立合作關系，申請專項資金等，多渠道、多途徑地籌集建設資金，為數(shù)字博物館的發(fā)展奠定堅實的物質基礎。

二是在采集文物數(shù)據(jù)時，對相關設備要求極高，不能對文物造成損壞，還要盡可能清晰、完整地采集所需要的信息，將文物的細微之處盡可能完美呈現(xiàn)。一方面，專業(yè)人員要積極攻克技術難題；另一方面，博物館要購買更加優(yōu)質的設備，確保全面無損地采集文物的真實信息。

三是目前數(shù)字博物館使用虛擬現(xiàn)實技術呈現(xiàn)出大館強、小館弱的狀態(tài)，整體發(fā)展不均衡，當然這與缺少資金和人才有密不可分的關系，也與博物館的未來發(fā)展規(guī)劃有關。大館要積極主動對小館數(shù)字化建設提供技術支持和經(jīng)驗分享，促進館際交流與幫扶，共同促進中國博物館事業(yè)的發(fā)展。

四是承載數(shù)據(jù)的載體壽命有限，要注意及時備份和更換。數(shù)字化的數(shù)據(jù)容易被下載與復制，版權安全存在隱患。網(wǎng)絡安全也不容忽視，防范計算機病毒與黑客的入侵，選擇安全性、穩(wěn)定性高的服務器，建立防火墻，及時進行數(shù)據(jù)備份等，保障數(shù)字博物館信息的安全與運行的穩(wěn)定。

五是虛擬現(xiàn)實技術的使用場景略顯單一和局限，數(shù)字博物館并不只是實體博物館的復制和照搬，也不是館內資訊的簡單傳遞。藏品展示與陳列展覽固然重要，但博物館功能的實現(xiàn)并不只局限于此，數(shù)字博物館的建設與虛擬現(xiàn)實技術的使用還有待突破和加強，積極創(chuàng)新VR技術的使用場景，開發(fā)新的使用項目，是數(shù)字博物館發(fā)展的趨勢。

3 未來數(shù)字博物館的發(fā)展方向

在利用VR技術建設數(shù)字博物館的過程中，要注意內容的真實性，實體藏品是一切數(shù)據(jù)資源的根本，無論是文物本體，還是文物內涵價值，都必須是真實的、有效的。數(shù)字博物館在展示設計上也要注意與實體博物館相聯(lián)系，文物的排列組合要有一定的脈絡和邏輯性。一些觀眾喜歡的臨時展覽，也可以在數(shù)字博物館中最大限度地保存，做到虛實結合。實體博物館與數(shù)字博物館是相互補充，而非相互替代，“數(shù)字博物館僅僅是實體博物館的‘翅膀’，而絕不是‘掘墓人’”④。

數(shù)字博物館在建設過程中需要大量專業(yè)的技術人才和博物館人員進行建設、維護、更新，博物館要注重人才的培養(yǎng)，為數(shù)字博物館的建設配備堅實的專業(yè)團隊。數(shù)字博物館在建設時要充分考慮博物館的性質與責任，防止文物資源被盜用，防止參觀人數(shù)過多導致網(wǎng)站崩潰。除了專業(yè)技術問題以外，還要考慮用戶的瀏覽習慣、參觀體驗以及不同用戶的不同需求。例如，語言的多樣選擇、文字介紹分簡單和詳細兩版、界面簡單明了有特色、及時吸取觀眾意見進行優(yōu)化升級等。“相關研究人員應充分研究虛擬現(xiàn)實技術的搭建和空間設計展示項目，做到合理利用展示空間，以及設計合理的展示視角與參觀者的空間尺度距離等問題。”⑤

數(shù)字博物館未來的發(fā)展建設要形成合力，各博物館之間交流建設經(jīng)驗，分享建設成果，各區(qū)域間大館幫扶小館，促進數(shù)字博物館的整體和諧發(fā)展。館際聯(lián)合，創(chuàng)建數(shù)字博物館聯(lián)盟平臺，實現(xiàn)一個入口與多個連接，不僅為觀眾的參觀提供便利，也為數(shù)字博物館的發(fā)展提供合作交流的平臺。博物館還應積極尋求與社會機構、企業(yè)等的合作，為數(shù)字博物館的發(fā)展尋助求力。

數(shù)字博物館在今后的建設中要綜合利用多種技術資源完善展示效果。虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）技術、增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）技術、視頻動畫等多媒體技術都要綜合利用，“結合多元的展示形式、高效逼真的建模，真實的空間感與質感設計，契合主題的光效與音效設計等”⑥，通過多重的感官刺激，為觀眾帶來沉浸式的參觀體驗，給人身臨其境之感。在高速發(fā)展的信息化時代，數(shù)字博物館的發(fā)展是大勢所趨，各種信息技術的應用，使數(shù)字博物館更具有真實的體驗感，提高了觀眾參觀的趣味性和瀏覽量，擴大了傳統(tǒng)博物館的服務范圍，能更好地服務于廣大人民群眾日益增長的文化需求和社會的發(fā)展進步。

注釋

①劉紹南.數(shù)字博物館系統(tǒng)架構初探[J].東南文化，2010（4）：99-103.

②洪炳镕，蔡則蘇，唐好選.虛擬現(xiàn)實及其應用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2005.

③⑤蘇燕，李光舉.淺談虛擬現(xiàn)實技術在數(shù)字博物館空間設計中的應用[J].中國管理信息化，2019（12）：133-134.

④《博物館學概論》編寫組.博物館學概論[M].北京：高等教育出版社，2019.

⑥張?zhí)K卉.數(shù)字博物館的沉浸性研究[J].創(chuàng)意與設計，2013（2）：49-52.