孔祥錚，叢珊，李美，孫喆

數(shù)字化技術(shù)下文博場(chǎng)域設(shè)計(jì)構(gòu)建與發(fā)展延伸

孔祥錚，叢珊，李美，孫喆*

（河北工業(yè)大學(xué)，天津 30000）

在我國(guó)文博事業(yè)發(fā)展向好的背景下，研究將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于文博場(chǎng)域，促進(jìn)文博事業(yè)有創(chuàng)新、長(zhǎng)久的實(shí)質(zhì)性提升與發(fā)展。通過(guò)文獻(xiàn)研究法，掌握文博發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展困境，將文博場(chǎng)域從前、中、后，以及全過(guò)程的游覽角度進(jìn)行分析，避免研究主體的空泛、不落地；通過(guò)理論分析法，立足于數(shù)字孿生技術(shù)，對(duì)文博場(chǎng)域的管理和應(yīng)用展開(kāi)設(shè)計(jì)，提出數(shù)字化技術(shù)文博場(chǎng)域設(shè)計(jì)的三要素，進(jìn)而將數(shù)字孿生技術(shù)融于文博場(chǎng)域游覽的全過(guò)程，更好地打造精準(zhǔn)、一體化的體驗(yàn)，以智能化技術(shù)改善和提升文博場(chǎng)域的管理和應(yīng)用。在精神需求與日俱增的背景下，文博場(chǎng)域與數(shù)字化技術(shù)手段的結(jié)合具有極高適配性，也是發(fā)展的必然結(jié)果。借助數(shù)字孿生技術(shù)推進(jìn)文博場(chǎng)域物理和虛擬空間的融合，為觀者帶來(lái)更加沉浸、長(zhǎng)遠(yuǎn)的體驗(yàn)和感悟。打造文博場(chǎng)域的數(shù)字化管理和游覽全過(guò)程，提出未來(lái)的發(fā)展方向，為文博事業(yè)的發(fā)展提供實(shí)踐性參考。

數(shù)字化；數(shù)字孿生；文博；博物館；場(chǎng)域構(gòu)建

隨著時(shí)代的變遷，我國(guó)文博事業(yè)展現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。黨的十八大以來(lái)，我國(guó)高度重視文博工作，也取得了顯著成果。盡管2020年的公共醫(yī)療衛(wèi)生事件使博物館整體發(fā)展停滯，但總體上參觀及游覽客流量仍超過(guò)5億。2021年，全國(guó)備案博物館達(dá)到6 000余家，新增395家。其中免費(fèi)博物館5 000余家，占總數(shù)的90%以上。這些數(shù)據(jù)都表明國(guó)家對(duì)文化發(fā)展的重視及民眾在精神文化需求方面的增長(zhǎng)。同時(shí)，我國(guó)舉辦了3.6萬(wàn)余個(gè)展覽和超30萬(wàn)場(chǎng)教育活動(dòng)，線上展覽和教育活動(dòng)覆蓋面更廣。這表明文博事業(yè)正以多元化的發(fā)展姿態(tài)，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并傳承中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化[1]。然而，文博在當(dāng)今數(shù)字化進(jìn)程的發(fā)展中也在技術(shù)上進(jìn)行著創(chuàng)新，面臨著傳統(tǒng)文化與當(dāng)代需求的融合等方面的挑戰(zhàn)。通過(guò)研究、利用數(shù)字化技術(shù)突破傳統(tǒng)文博場(chǎng)域的限制，如大、中小型博物館等，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)文博事業(yè)更好地發(fā)展。

1 探索與跨越——文博數(shù)字化發(fā)展是時(shí)代命題

2020 年，《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》文件明確提出“博物館數(shù)字化”的發(fā)展方向，強(qiáng)調(diào)依托數(shù)字化技術(shù)提升我國(guó)公共文化服務(wù)水平[2]。當(dāng)前，數(shù)字化文博事業(yè)發(fā)展已逐漸成為文化升級(jí)、需求升級(jí)、消費(fèi)升級(jí)的必然需求，也成為文化繁榮時(shí)代的必然產(chǎn)物。如何通過(guò)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)思路為文博數(shù)字化發(fā)展注入新活力，成為研究者面臨的時(shí)代課題。

1.1 文博數(shù)字化發(fā)展的探索歷程

文博數(shù)字化發(fā)展的歷程，從20世紀(jì)90年代數(shù)字化藏品檔案的開(kāi)發(fā)到現(xiàn)今線上發(fā)展、IP打造、沉浸式體驗(yàn)等新業(yè)態(tài)內(nèi)容，展現(xiàn)出文博數(shù)字化的可及性始終隨時(shí)代和技術(shù)的發(fā)展不斷擴(kuò)充和延伸。具體體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)。

1）2022年9月，國(guó)家相關(guān)政策文件明確指出要發(fā)展我國(guó)公共文化服務(wù)事業(yè)，并聯(lián)合通過(guò)了《關(guān)于推動(dòng)公共文化服務(wù)高質(zhì)量發(fā)展的意見(jiàn)》。同年11月，國(guó)務(wù)院辦公廳通過(guò)并印發(fā)了《“十四五”文物保護(hù)和科技創(chuàng)新規(guī)劃》，該文件在政策層面上明確了文物領(lǐng)域方面的發(fā)展方向，進(jìn)行了更為統(tǒng)一的全局部署。由此可見(jiàn)，文博數(shù)字化的發(fā)展不僅能夠促進(jìn)國(guó)家文化強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略部署和實(shí)施，也能為國(guó)家政策的執(zhí)行展開(kāi)提供支撐和保障。

2）數(shù)字化文博的發(fā)展借助最新科技手段，如虛擬場(chǎng)景、線上游覽、IP打造、沉浸式交互等，從直觀展示到內(nèi)涵表達(dá)，拉近人們與文化的距離。通過(guò)數(shù)字化手段，人們易于接受和感受到文博場(chǎng)域傳達(dá)的“文化故事”，推動(dòng)了文化的傳播和價(jià)值的傳承。

1.2 文博數(shù)字化發(fā)展的痛點(diǎn)

我國(guó)文博事業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程一直在不斷推進(jìn)。20世紀(jì)90年代初，敦煌文化遺產(chǎn)面臨著自然環(huán)境破壞、壁畫(huà)老舊與損傷、隨時(shí)間推移受到侵蝕，以及客流量增加帶來(lái)的無(wú)法逆轉(zhuǎn)的損傷等問(wèn)題。學(xué)者及相關(guān)研究院意識(shí)到文化保護(hù)的重要性，并嘗試將計(jì)算機(jī)技術(shù)與敦煌壁畫(huà)結(jié)合，對(duì)壁畫(huà)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行修復(fù)和保存，文化遺產(chǎn)的破壞也得到了有效的控制[3]。盡管文博數(shù)字化發(fā)展在對(duì)文化遺產(chǎn)的損傷復(fù)原方面發(fā)揮著重要作用，并為文物知識(shí)傳播提供了廣闊平臺(tái)，但仍存在發(fā)展短處和不平衡之處，具體如下。

1）在市場(chǎng)層面，我國(guó)文博事業(yè)發(fā)展與市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)發(fā)展尚存在一定斷點(diǎn)。例如，當(dāng)前旅游事業(yè)回暖，參觀人次增長(zhǎng)，但文博數(shù)字化的市場(chǎng)應(yīng)用尚未形成成熟趨勢(shì)，導(dǎo)致社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和文化效益大打折扣。

2）在文化層面，無(wú)論是數(shù)字化展示還是創(chuàng)新，文博數(shù)字化發(fā)展仍缺乏實(shí)踐性指導(dǎo)和核心建設(shè)者的科學(xué)指導(dǎo)。大眾游客缺乏對(duì)文博數(shù)字化“接地氣”的理解，導(dǎo)致文化內(nèi)容枯燥，僅以數(shù)字化方式呈現(xiàn)，也影響了我國(guó)優(yōu)秀文化的傳播和傳承。

利用數(shù)字化技術(shù)使文化“活化”于人們眼前和生活之中，構(gòu)建文化價(jià)值與當(dāng)代民眾的連接橋梁，仍為研究者需深入思考的問(wèn)題。數(shù)字化技術(shù)不僅應(yīng)用于修復(fù)受損文化，更應(yīng)突破傳統(tǒng)方式限制，開(kāi)拓新通道，提高文化可持續(xù)發(fā)展的價(jià)值。

2 “突破限制+營(yíng)造預(yù)設(shè)”——數(shù)字化技術(shù)推動(dòng)關(guān)鍵變革

伴隨著人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的新需求及文化發(fā)展的推進(jìn)，數(shù)字化文博領(lǐng)域的發(fā)展也得到了國(guó)家政策的大力扶持和發(fā)展。例如：黨的二十大報(bào)告中，黨中央對(duì)國(guó)家文化的數(shù)字化戰(zhàn)略提出了相關(guān)部署；《十四五規(guī)劃綱要》明確了利用信息化技術(shù)推動(dòng)數(shù)字化發(fā)展，以及推動(dòng)數(shù)字中國(guó)建設(shè)這一戰(zhàn)略舉措；《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施國(guó)家文化數(shù)字化戰(zhàn)略的意見(jiàn)》為文化產(chǎn)業(yè)數(shù)字化布局提供依托。從以上文件可以看出我國(guó)文化的發(fā)展依托數(shù)字化技術(shù)，不僅成為國(guó)家發(fā)展的指導(dǎo)方針，也是增強(qiáng)文化軟實(shí)力、推動(dòng)文化創(chuàng)新發(fā)展的重點(diǎn)方向。數(shù)字化文博發(fā)展方向不僅必將成為解決文博發(fā)展困境的重要舉措，更是文化時(shí)代發(fā)展的大勢(shì)所趨和文化傳承之必然。

2.1 數(shù)字化技術(shù)突破傳統(tǒng)發(fā)展限制

故宮在多年文物數(shù)字化研究的基礎(chǔ)上，攜手騰訊共同推出了全新數(shù)字體驗(yàn)展，全方位、沉浸式地演繹了故宮紋樣之美。騰訊ssv數(shù)字文化研究室、北京文物局、北京中軸線申遺保護(hù)工作室聯(lián)手，利用數(shù)字化技術(shù)，如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、知識(shí)圖譜等，打造出趨于全真的故宮“數(shù)字中軸”。由此可見(jiàn)，數(shù)字化技術(shù)可以使得靜止的文化遺產(chǎn)“活化”起來(lái)，助力其活態(tài)的保護(hù)傳承和可持續(xù)發(fā)展。由國(guó)家文物局指導(dǎo)，文物保護(hù)基金會(huì)、騰訊基金會(huì)聯(lián)合高校等眾多研究機(jī)構(gòu)共同打造的公益成果“云游長(zhǎng)城”APP，通過(guò)數(shù)碼實(shí)景和沉浸互動(dòng)等數(shù)字化手段全方位地深入展示長(zhǎng)城，探求中國(guó)文化傳承與多元化發(fā)展。種種案例表明，文化與數(shù)字化的共同發(fā)展，打破了傳統(tǒng)發(fā)展的束縛，古老文化與新興技術(shù)的相交，產(chǎn)生了奇妙而顯著的反應(yīng)和效果[4]。傳統(tǒng)的文博產(chǎn)業(yè)在數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字文化的時(shí)代發(fā)展下也開(kāi)啟了轉(zhuǎn)型發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)跨越式地融入到文博事業(yè)之中。傳統(tǒng)的文化內(nèi)容展現(xiàn)方式單一，難以跟上時(shí)代發(fā)展和民眾需求更新的腳步，比起引領(lǐng)市場(chǎng)需求，更多的是迎合需求，其文化難以保持持續(xù)吸引力。但在政策和時(shí)代發(fā)展的推動(dòng)下，數(shù)字化技術(shù)可為文博事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新契機(jī)和新嘗試，利用數(shù)字化科技、智能技術(shù)可以開(kāi)拓文博發(fā)展的多種可能性，帶來(lái)技術(shù)保障，不斷突破上限。利用數(shù)字化的廣泛媒介傳播手段和與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)文博發(fā)展轉(zhuǎn)型，塑造文博文化魅力。

2.2 數(shù)字化技術(shù)營(yíng)造新空間

數(shù)字化文博事業(yè)的革新發(fā)展源自于國(guó)家政策的支持、民眾的精神文化追求，以及時(shí)代發(fā)展變革下的必然之舉。文化資源具有不可再生性，將其長(zhǎng)久保存和發(fā)展傳承是相關(guān)行業(yè)研究者的核心任務(wù)?；诖?，從數(shù)字化結(jié)合的角度來(lái)看，對(duì)于文化資源的保護(hù)傳承，數(shù)字化技術(shù)手段具有不可估量的重要性。小到對(duì)文物的數(shù)字化掃描，大到整個(gè)文博產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型創(chuàng)新，數(shù)字化技術(shù)正悄無(wú)聲息地改變著社會(huì)的生產(chǎn)方式和生活方式。如今，雖然我國(guó)數(shù)字化文博產(chǎn)業(yè)較發(fā)達(dá)國(guó)家起步略晚，但仍以超快的發(fā)展速度打破鴻溝。自疫情以來(lái)，我國(guó)各大研究院（如故宮博物館、敦煌研究院、湖南博物館、蘇州博物館等）利用數(shù)字化技術(shù)開(kāi)展了許多線上講解游覽項(xiàng)目。還利用微博、微信小程序、抖音、直播等多種社交媒介及手段來(lái)多角度地展示文化。圍繞文化的發(fā)展，文博行業(yè)嘗試了多元化的方式手段[5]。在技術(shù)層面，受成功商業(yè)案例的影響，如日本藝術(shù)團(tuán)隊(duì)teamlab著眼于未來(lái)、創(chuàng)造，通過(guò)科技手段呈現(xiàn)藝術(shù)，利用燈光與數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合的方式，帶來(lái)突破現(xiàn)實(shí)的沉浸式體驗(yàn)，也為我國(guó)文博數(shù)字化的開(kāi)展提供了參考。中國(guó)大運(yùn)河博物館開(kāi)設(shè)“運(yùn)河上的舟楫”多媒體互動(dòng)展，將實(shí)體體驗(yàn)與數(shù)字化虛擬體驗(yàn)結(jié)合，通過(guò)實(shí)體投影和互動(dòng)體驗(yàn)，借助數(shù)字化技術(shù)講述大運(yùn)河舟楫的故事。南京德基美術(shù)館將傳統(tǒng)畫(huà)作《金陵圖》以數(shù)字藝術(shù)展的方式展現(xiàn)給世人，讓游客可以“入畫(huà)”，通過(guò)“實(shí)時(shí)跟隨”的互動(dòng)方式展示畫(huà)中大宋金陵城的豐富場(chǎng)景，數(shù)字化的展陳方式不僅激活了傳統(tǒng)文化的生命力，也使觀者親身深入地體驗(yàn)及感受到文化內(nèi)涵，提升了文化自豪感和自信心[6]。由此可見(jiàn)，文博的場(chǎng)域空間可以影響文化表現(xiàn)效果和提升觀者體驗(yàn)，具有較大的設(shè)計(jì)價(jià)值。通過(guò)與數(shù)字化技術(shù)結(jié)合，不僅能夠深入調(diào)動(dòng)情感，帶來(lái)新的觀展體驗(yàn)，“藝術(shù)+技術(shù)”的方式也將文博事業(yè)的發(fā)展推上新高度。

3 縱深發(fā)展——數(shù)字孿生技術(shù)下文博場(chǎng)域構(gòu)建的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路

3.1 數(shù)字孿生技術(shù)助力文博場(chǎng)域設(shè)計(jì)分析理解

3.1.1 數(shù)字孿生技術(shù)（Digital Twin）

“數(shù)字孿生”一詞的由來(lái)要追溯到2002年，密西根大學(xué)Michael Grieves教授對(duì)“產(chǎn)品全生命周期管理”（PLM）這一詞語(yǔ)提出了新的命名理解——“鏡像空間模型”（Mirrored Space Model）[7]。而后美國(guó)國(guó)家航天局（NASA）的John Vickers在對(duì)“鏡像空間模型”一詞的理解之上，重新將其定義命名為“數(shù)字孿生”（Digital Twin）[7]。從信息領(lǐng)域的角度來(lái)說(shuō)，數(shù)字孿生的定義和內(nèi)涵略有不同。不同領(lǐng)域、不同定義下，其體現(xiàn)的功能作用也有側(cè)重。由于主體領(lǐng)域的不同，其定義和用處見(jiàn)表1。

表1 “數(shù)字孿生”一詞的定義呈現(xiàn)

Tab.1 Definition of "digital twin"

基于對(duì)“數(shù)字孿生”的初步理解，可將其視作一種信息處理系統(tǒng)，是一架連接物理世界和信息世界的數(shù)字化“橋梁”，可通過(guò)數(shù)據(jù)的循環(huán)、分析、處理等過(guò)程，尋到問(wèn)題的最優(yōu)解，使“橋梁”高效、暢通地運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)字孿生技術(shù)作為一種關(guān)鍵性智能技術(shù)，得到了廣泛的關(guān)注和研究，并引入不同行業(yè)進(jìn)行落地應(yīng)用的嘗試。早期更多地被航天領(lǐng)域所應(yīng)用，后逐漸向電力、汽車、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域。由此可見(jiàn)，數(shù)字孿生發(fā)展至今已成為可踐行的重要技術(shù)方法，并已被靈活應(yīng)用于多領(lǐng)域，為不同領(lǐng)域的落地研究和應(yīng)用提供了一定的參考模型支撐。

3.1.2 文博場(chǎng)域——數(shù)字化博物館場(chǎng)域打造

在社會(huì)學(xué)的理解里，世界不是一體的，而是分化成多個(gè)不同的“小世界”。由此，法國(guó)哲學(xué)家皮埃爾·布爾迪厄[10]提出了“場(chǎng)域”一詞來(lái)建構(gòu)社會(huì)空間。不同于可理解為特定公共空間活動(dòng)處所的“場(chǎng)所”一詞，“場(chǎng)域”可以理解為“環(huán)境+情境”，是帶有意義的場(chǎng)所。環(huán)境即為物理空間，情境為該物理空間內(nèi)承載的能力。例如置身游樂(lè)園會(huì)感受到快樂(lè)輕松，而踏入醫(yī)院會(huì)感受到冰冷恐懼。場(chǎng)域發(fā)揮著巨大的能量。從社會(huì)心理學(xué)角度來(lái)看，場(chǎng)域受行為及與其相關(guān)聯(lián)的多種因素的影響而生成，合理運(yùn)用其屬性甚至設(shè)計(jì)打造場(chǎng)域“情感”、環(huán)境，都能影響甚至改變?nèi)祟惖男袨榛蛩枷隱11]。

博物館是以為社會(huì)服務(wù)為目的的非營(yíng)利性機(jī)構(gòu)，旨在保護(hù)傳承文化，以研究、收藏、保護(hù)或展覽為目的，為實(shí)現(xiàn)教育、深思和知識(shí)共享提供觀賞體驗(yàn)的地方。伴隨社會(huì)的數(shù)字化進(jìn)程和日益增長(zhǎng)的民眾需求，數(shù)字化博物館逐漸興起，從圍繞文化的深入挖掘、研究、傳承及發(fā)展，到與新媒體平臺(tái)聯(lián)動(dòng)，再到豐富的數(shù)字化呈現(xiàn)方式，數(shù)字化博物館成為文博事業(yè)的重要表現(xiàn)載體，也成為了當(dāng)代數(shù)字化戰(zhàn)略布局的重要變革體現(xiàn)之一。數(shù)字化技術(shù)與物理載體之間互相融合發(fā)展，迸發(fā)新活力[12]。由上文中所提到的案例可知，利用數(shù)字化技術(shù)，不管是虛擬展廳的沉浸式交互打造，還是與豐富的數(shù)字化媒介進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，都能提升數(shù)字化文博的表現(xiàn)力，重塑人們對(duì)文化的認(rèn)知，喚醒人們對(duì)文化的自豪和熱愛(ài)，產(chǎn)生高度文化自信和文化認(rèn)同，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)文化遺產(chǎn)、物質(zhì)遺產(chǎn)的高效保護(hù)。

3.1.3 文博場(chǎng)域構(gòu)建與數(shù)字孿生技術(shù)運(yùn)用結(jié)合適配性

在數(shù)字化時(shí)代，文博事業(yè)更需創(chuàng)新發(fā)展。把握重要機(jī)遇，采取關(guān)鍵措施，利用數(shù)字化技術(shù)構(gòu)建文博新場(chǎng)域，不僅可以帶來(lái)文博產(chǎn)業(yè)的變革發(fā)展，也可以使“人”與“文博”的聯(lián)系更加緊密。作為文博文化的重要載體，如何對(duì)文博場(chǎng)域進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與打造，并融入數(shù)字化技術(shù)以使其發(fā)揮出最大效能，成為了研究方向[13]。文博場(chǎng)域在打造中需抓住契機(jī)，把握受眾需求，了解數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用方法，利用數(shù)字化、智慧化技術(shù)合理構(gòu)建場(chǎng)域，提升服務(wù)，由此更好地傳承與傳遞文化。數(shù)字孿生技術(shù)可以更好地連接對(duì)象，形成人-文化-場(chǎng)域之間的相互關(guān)聯(lián)，形成良好的循環(huán)發(fā)展模式，拓寬數(shù)字化技術(shù)和文化傳承方法的技術(shù)手段和應(yīng)用領(lǐng)域。

3.2 文博數(shù)字孿生場(chǎng)域構(gòu)建應(yīng)用探索

3.2.1 推動(dòng)數(shù)字孿生技術(shù)落地應(yīng)用的準(zhǔn)則

可知數(shù)字孿生技術(shù)已成為發(fā)展的新需求和應(yīng)用的新趨勢(shì)，由此對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)與各領(lǐng)域的融合應(yīng)用就顯得更為重要。要將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于其他行業(yè)領(lǐng)域中并發(fā)揮效果，就必須建立數(shù)字孿生模型，基于此再進(jìn)行下一步的優(yōu)化或改良[14]。對(duì)此，Crieves教授就已在概念基礎(chǔ)之上構(gòu)建出早期的基本數(shù)字孿生三維模型，并隨著發(fā)展被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用，在其2019年發(fā)表的論文中有所體現(xiàn)[7]。北京航空航天大學(xué)研究所對(duì)此基礎(chǔ)進(jìn)行了擴(kuò)展，得出了今日數(shù)字孿生的五維應(yīng)用模型，使得數(shù)字孿生技術(shù)可以在更多的領(lǐng)域里落地[15]。

了解數(shù)字孿生技術(shù)的基本模型運(yùn)行是基礎(chǔ)，運(yùn)用于設(shè)計(jì)之中應(yīng)針對(duì)研究對(duì)象分析之后，通過(guò)數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)功能服務(wù)的滿足。首先，根據(jù)上文分析可知文博場(chǎng)域面對(duì)現(xiàn)今數(shù)字時(shí)代的發(fā)展和人民的需求亟待轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新，由此確立了本文的物理研究對(duì)象為文博場(chǎng)域——博物館，在此之上利用數(shù)字孿生數(shù)據(jù)推進(jìn)融合和交互的實(shí)現(xiàn)。其次，數(shù)字虛擬是功能實(shí)現(xiàn)的部件，借助孿生數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)人在物理空間和虛擬空間中的體驗(yàn)交互以產(chǎn)生更加沉浸感的體驗(yàn)，從而對(duì)數(shù)字虛擬空間產(chǎn)生認(rèn)知。然后，數(shù)字孿生數(shù)據(jù)不僅是將數(shù)據(jù)“轉(zhuǎn)化”為現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵，也是場(chǎng)域發(fā)揮各種功能體現(xiàn)的核心內(nèi)容。作為驅(qū)動(dòng)，數(shù)字孿生數(shù)據(jù)可以推動(dòng)整個(gè)模型的循環(huán)，也可以合理連接物理空間與虛擬空間，為決策提供科學(xué)化的參考依據(jù)。最后，數(shù)字化技術(shù)條件如GIS、BIM、AI等，可以完成或調(diào)整物理場(chǎng)域內(nèi)的落地實(shí)踐設(shè)計(jì)，通過(guò)連接與交互過(guò)程，實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物之間的融合運(yùn)轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)虛實(shí)共生、數(shù)模共融。

3.2.2 數(shù)字孿生技術(shù)下文博場(chǎng)域設(shè)計(jì)要素

文博場(chǎng)域的打造呈現(xiàn)不僅只具有展陳、教育等單一作用，更是具有延伸場(chǎng)域內(nèi)的文化內(nèi)涵、擴(kuò)充場(chǎng)域功能發(fā)揮的重要意義。在此基于場(chǎng)域表征由淺至深的層級(jí)度來(lái)思考文博場(chǎng)域的設(shè)計(jì)要素如下。

1）共享性要素。文博場(chǎng)域的功能改變不僅是民眾需求發(fā)展的體現(xiàn)，也改變了傳統(tǒng)博物館僅僅單一展示的功能。不同于最早的博物館空間展示，現(xiàn)今的博物館在展陳中深刻體現(xiàn)著設(shè)計(jì)者的思想，凝練著他們想要給游客傳達(dá)出來(lái)的觀念和內(nèi)涵。例如在戰(zhàn)爭(zhēng)紀(jì)念館內(nèi)，若只是圖片類資料、遺物展示、文字介紹等單一的布展，會(huì)使得游客在觀看時(shí)僅是表層看到、了解到呈現(xiàn)的內(nèi)容，很難有進(jìn)一步的情感觸動(dòng)和聯(lián)想。但若在照片資料旁配有視頻或音樂(lè)，展開(kāi)故事背景、營(yíng)造氛圍，可更進(jìn)一步使游客產(chǎn)生觸動(dòng)，又或通過(guò)基于五感的操作體驗(yàn)提升自身游覽體驗(yàn)。此為通過(guò)外界或特意設(shè)計(jì)為游客賦予一種主觀能動(dòng)性，通過(guò)表層的設(shè)計(jì)改變，使人與場(chǎng)域的關(guān)系由單向的了解者變?yōu)榱恕肮蚕碚摺保瑢?shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)與場(chǎng)域內(nèi)涵的進(jìn)一步聯(lián)系。

2）故事性要素。故事的營(yíng)造為場(chǎng)域構(gòu)建的中層表現(xiàn)形式，有趣的故事會(huì)更加受到青睞。通過(guò)文博場(chǎng)域內(nèi)對(duì)故事感的營(yíng)造，給予游客想象的空間，靈活地賦予其展示空間和背后的內(nèi)涵意義。這并非展覽當(dāng)下所陳列展示的內(nèi)容，更多的是由參觀者通過(guò)多樣化感官體驗(yàn)和沉浸式感受互動(dòng)來(lái)獲得不同的體驗(yàn)感受。該設(shè)計(jì)要素可以通過(guò)表層的不明確指向性游覽，也可通過(guò)開(kāi)放性游覽體驗(yàn)來(lái)使參觀者產(chǎn)生不同體驗(yàn)。由此不僅可以使參觀者產(chǎn)生不同層面的思考，也可以使文博品牌得到多種可能的發(fā)展，更能使市場(chǎng)得到多樣化的發(fā)展。

3）精神性要素。深層的精神性要素的實(shí)現(xiàn)不僅可以使不同背景下的參觀者產(chǎn)生不同方面的共鳴，也能通過(guò)場(chǎng)域傳達(dá)出所想表達(dá)的精神內(nèi)涵，帶領(lǐng)參觀者產(chǎn)生更深層次的共鳴與思考。例如，廣州設(shè)計(jì)周主導(dǎo)的沉浸式超未來(lái)體驗(yàn)展，使用數(shù)字化科技技術(shù)，為游客打造沉浸式互動(dòng)體驗(yàn)感受。不僅通過(guò)色彩、線條的變換使參觀者仿佛看到了未來(lái)的超科技性，也通過(guò)沉浸式體驗(yàn)創(chuàng)造“星球吞噬”的感受，使參觀者對(duì)現(xiàn)今地球的環(huán)保產(chǎn)生深思。在該場(chǎng)域中，設(shè)計(jì)者將思維理念通過(guò)數(shù)字化手段呈現(xiàn)，打破傳統(tǒng)場(chǎng)域參觀維度，使參觀者產(chǎn)生反思與聯(lián)想，從而產(chǎn)生精神維度層面的理解與思考。

4 落地發(fā)展——探索文博數(shù)字化可持續(xù)發(fā)展之路

4.1 數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)文博場(chǎng)域設(shè)計(jì)

通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)融入文博場(chǎng)域的設(shè)計(jì)之中，創(chuàng)建數(shù)字化的場(chǎng)域空間，影響、創(chuàng)建游客的觀感及互動(dòng)，產(chǎn)生更好的活動(dòng)體驗(yàn)，推動(dòng)文博的發(fā)展并促進(jìn)文化的延續(xù)。通過(guò)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，建立數(shù)字化博物館，給予了游客沉浸式體驗(yàn)游覽。在參觀、游覽的過(guò)程中，博物館游客不僅是參觀者、體驗(yàn)者，也是數(shù)據(jù)的承載者、虛擬對(duì)象的參與者，由此形成更深度的體驗(yàn)。此時(shí)數(shù)字孿生技術(shù)的運(yùn)用成為接口，通過(guò)將數(shù)據(jù)的處理、優(yōu)化、聯(lián)動(dòng)、融合等輸入物理實(shí)體，構(gòu)建數(shù)字化博物館場(chǎng)域空間，再以數(shù)字化手段表現(xiàn)出來(lái)，為游客提供更加深入的沉浸體驗(yàn)，影響人的認(rèn)知感受。

通過(guò)大致了解數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的基本概念，初步嘗試?yán)闷浼夹g(shù)構(gòu)建文博場(chǎng)域數(shù)字化場(chǎng)景，發(fā)揮博物館物理空間和虛擬空間的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)全生命周期下虛實(shí)融合的游覽體驗(yàn)，提高效率和提升體驗(yàn)感，見(jiàn)圖1。通過(guò)對(duì)物理空間的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將所得數(shù)據(jù)結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，在虛擬空間中進(jìn)行不同緯度的分析解釋，二者集成為虛擬融合的博物館場(chǎng)域空間。在同步運(yùn)轉(zhuǎn)下，通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能化分析管理系統(tǒng)的建立，能成為更好地推演、規(guī)劃、設(shè)計(jì)博物館內(nèi)服務(wù)應(yīng)用的最佳方式。通過(guò)孿生數(shù)據(jù)和實(shí)體空間的驅(qū)動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)博物館智慧服務(wù)的最佳手段，提升博物館的服務(wù)，成為推動(dòng)博物館有效發(fā)展的新模式。

圖1 基于數(shù)字孿生技術(shù)下文博場(chǎng)域智能流程

4.2 數(shù)字孿生技術(shù)下博物館場(chǎng)域應(yīng)用實(shí)踐

利用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建博物館場(chǎng)域創(chuàng)新應(yīng)用模式，立足數(shù)字孿生技術(shù)的準(zhǔn)則和方法，明確博物館場(chǎng)景構(gòu)建的特征?；跀?shù)字孿生的博物館場(chǎng)域設(shè)計(jì)將突破傳統(tǒng)博物館運(yùn)轉(zhuǎn)限制，通過(guò)云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用，構(gòu)建多方面關(guān)聯(lián)的用戶矩陣，完成全生命周期的創(chuàng)新博物館數(shù)字孿生場(chǎng)景搭建。這不僅便于文博相關(guān)研究人員、博物館管理者了解研究其發(fā)展指向，也能更加合理地管理、安排博物館的參觀游覽，使游客獲得更好的游覽體驗(yàn)，最終使我國(guó)傳統(tǒng)文化得到更好的保護(hù)和弘揚(yáng)。

4.2.1 博物館數(shù)字孿生場(chǎng)域設(shè)計(jì)功能特征

從博物館參觀者為用戶中心的視角出發(fā)，構(gòu)建“智能手機(jī)設(shè)備—虛擬體感設(shè)備—PC 端—自助終端”的流程。博物館具備“保護(hù)和傳承人類文明”的重要性質(zhì)，也是堅(jiān)持文化自信，樹(shù)立正確歷史觀、民族觀、文化觀，實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)的重要手段?；诖?，通過(guò)調(diào)研走訪，在此以天津周鄧紀(jì)念館為應(yīng)用場(chǎng)域，通過(guò)新理念、新技術(shù)的助力，實(shí)現(xiàn)文博事業(yè)的有效發(fā)展。利用數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于博物館場(chǎng)景設(shè)計(jì)中，首先需明確三點(diǎn)功能特征（如圖2所示）。

圖2 數(shù)字孿生技術(shù)融入博物館場(chǎng)景過(guò)程

1）個(gè)性化特征。首先，面對(duì)當(dāng)下新形勢(shì)、新要求，博物館不僅要保持自身發(fā)展的獲利，也要實(shí)現(xiàn)由數(shù)量增長(zhǎng)到質(zhì)量增長(zhǎng)的提升轉(zhuǎn)變。利用數(shù)字孿生技術(shù)，可以為博物館游客個(gè)性化地推薦、定制游覽方案。這里主要體現(xiàn)在兩方面：通過(guò)大數(shù)據(jù)反饋得知游客是外地游玩游客、學(xué)訪游客、當(dāng)?shù)厥忻裼慰?，由此針?duì)性推薦和提供個(gè)性化的住宿、訂票等服務(wù)；在博物館場(chǎng)域內(nèi)，根據(jù)游客不同身份和不同游覽目的，可對(duì)其提供個(gè)性化的、可拆解的游覽路線定制或虛擬體驗(yàn)方式，實(shí)現(xiàn)游客多元化的需求。

2）一體化特征。在此可以理解為運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)游客路線的記錄分析及通過(guò)停留時(shí)長(zhǎng)來(lái)判定游客的喜好和感興趣偏重，通過(guò)全生命周期流程內(nèi)的分析識(shí)別，來(lái)隨時(shí)更改、制定最優(yōu)游覽路線。例如，在博物館內(nèi)，在重要點(diǎn)位布控?cái)z像機(jī)，以記錄游客停留時(shí)間、分析游客心率動(dòng)態(tài)的指標(biāo)，當(dāng)游客進(jìn)行館內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)及互動(dòng)等流程時(shí)，數(shù)據(jù)技術(shù)分析能夠評(píng)估其狀態(tài)，也能夠?yàn)槠淞⒓醋鞒鲎顑?yōu)安排。

3）精準(zhǔn)化特征。例如，在場(chǎng)館內(nèi)布控立體可感知物聯(lián)網(wǎng)傳感器，來(lái)捕捉和感知游客的游覽軌跡和游覽過(guò)程中的數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)在游覽結(jié)束后生成專屬的游覽過(guò)程的虛擬場(chǎng)景，其功能可滿足不同游覽目的的游客需求，如針對(duì)來(lái)館研學(xué)的游客，在數(shù)據(jù)導(dǎo)出和游覽過(guò)程虛擬場(chǎng)景生成時(shí)，融入周鄧紀(jì)念館內(nèi)的故事背景和文化衍生，可通過(guò)PC端導(dǎo)出給每名游客，實(shí)現(xiàn)不同功能的、滿足游客精準(zhǔn)的需求。

通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)，形成虛實(shí)互聯(lián)的博物館場(chǎng)域，將線下物理空間與線上虛擬空間結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步更新、同步分析、同步導(dǎo)出，在博物館的不同需求、不同游覽方式等多變的游覽模式下，通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)同步地將現(xiàn)實(shí)世界內(nèi)容映射其中，為博物館事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供技術(shù)方向。

4.2.2 基于時(shí)間和空間下的多維度博物館場(chǎng)域打造

在產(chǎn)品互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的當(dāng)下，數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)物理世界和數(shù)字世界的泛在聯(lián)系和精準(zhǔn)映射，對(duì)改造世界、認(rèn)識(shí)世界有著重要的作用。利用數(shù)字孿生技術(shù)，可以在博物館游覽環(huán)節(jié)，從時(shí)間、空間的角度對(duì)其展開(kāi)發(fā)散。數(shù)字孿生技術(shù)融入博物館游覽環(huán)節(jié)中的前期、中期，以及后期全過(guò)程，如圖2所示。

1）從時(shí)間性展開(kāi)：在游覽前，數(shù)字孿生博物館平臺(tái)可以為游客智能化分析、定制適宜的游覽路線，以及預(yù)訂門(mén)票。通過(guò)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)游客的個(gè)性化、一對(duì)一服務(wù)。游覽過(guò)程中，通過(guò)對(duì)游客動(dòng)作、停留時(shí)間的捕捉處理，通過(guò)數(shù)據(jù)分析計(jì)算、BIM建模、算法構(gòu)建，使得博物館擁有一套能夠針對(duì)不同游客服務(wù)推薦的“智慧系統(tǒng)”。在游覽結(jié)束后，脫離了博物館場(chǎng)域，游客往往容易出現(xiàn)對(duì)博物館繁多內(nèi)容和種類的文化有所遺忘和混淆的情況。數(shù)字技術(shù)精準(zhǔn)化的特征，可以通過(guò)游客在館內(nèi)不同器物或文化的停留時(shí)長(zhǎng)計(jì)算出游客的喜好偏向，針對(duì)該類內(nèi)容生成專屬該游客的文化短視頻，使游客在日后重溫文化、體會(huì)心境。

2）從空間性展開(kāi)：利用數(shù)字孿生技術(shù)，不僅可以對(duì)游客的體驗(yàn)進(jìn)行升級(jí)打造，也可以對(duì)博物館的管理、升級(jí)做出實(shí)質(zhì)性的指導(dǎo)。例如在博物館運(yùn)營(yíng)管理中，利用GIS、BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)博物館整體空間的分析，并利用數(shù)據(jù)分析計(jì)算得出可視化數(shù)據(jù)，形成可視化博物館，以及利用數(shù)字技術(shù)形成博物館文物的數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)。這不僅能讓寶貴文物實(shí)現(xiàn)永久留存，也能讓文化得到更長(zhǎng)遠(yuǎn)的傳承。由于時(shí)代發(fā)展在變化，游客的喜好、需求也會(huì)產(chǎn)生變化。在這之中，就需要數(shù)字技術(shù)將變化中的客觀世界內(nèi)容映射于博物館數(shù)字平臺(tái)，使二者更加匹配，從而滿足雙方的需求和發(fā)展。通過(guò)傳感器捕捉、AR、云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用，推動(dòng)建設(shè)智慧博物館，真正實(shí)現(xiàn)虛擬世界的數(shù)字化與物理世界的場(chǎng)景相融合，實(shí)現(xiàn)智能化的技術(shù)控制，改善博物館的管理和發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

縱觀全局，在社會(huì)快速發(fā)展下，數(shù)字化技術(shù)浪潮已成為了發(fā)展必不可少的重要一環(huán)。文博數(shù)字化也是其中一員，數(shù)字化技術(shù)也和博物館產(chǎn)生了前所未有的緊密聯(lián)系。提升博物館數(shù)字化建設(shè)、推動(dòng)數(shù)字化服務(wù)水平提高也成為了如今的一項(xiàng)重要發(fā)展戰(zhàn)略。對(duì)于博物館，運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，不僅可以對(duì)整體的文物、文化實(shí)現(xiàn)全方位的保存、傳承，借助數(shù)字化技術(shù)的特征，不但可以提升游客體驗(yàn)，也可以擴(kuò)大博物館吸引力，熱度將帶動(dòng)線下的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)中華文化的持續(xù)性傳承。文章中所提出的利用數(shù)字化技術(shù)結(jié)合博物館建設(shè)發(fā)展只是一方面，推動(dòng)該項(xiàng)事業(yè)實(shí)質(zhì)性進(jìn)展還需要更加深入的研究。在如今大致起步的發(fā)展情況下，如何應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)活化博物館的發(fā)展是一項(xiàng)重要課題，在多行業(yè)共同舉措的研究之下，未來(lái)一定會(huì)讓博物館借力數(shù)字化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)線上與線下的有效連接，以達(dá)到創(chuàng)新與傳承。

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Construction and Development Extension of Culture and Museum Field Design under Digital Technology

KONG Xiangzheng, CONG Shan, LI Mei, SUN Zhe*

(Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China)

The work aims to study the application of digital technology in culture and museum field under the positive development of China's culture and museum industry, to promote the innovative and long-term substantial improvement and development of the culture and museum industry.Through the method of literature research, the current situation and development difficulties of culture and museum were mastered and the culture and museum field was analyzed from the perspective of tourism in the front, middle, back, and the entire process, to avoid the research subject being vague and not grounded. Through theoretical analysis, based on digital twin technology, the management and application of culture and museum field were designed, the three elements of digital technology in culture and museum field design were proposed, and then the digital twin technology was integrated into the entire process of culture and museum field tourism, better creating accurate and integrated experiences, improving and enhancing the management and application of culture and the museum field with intelligent technology. In the background of increasing spiritual needs, the combination of culture and museum field and digital technology means has a very high adaptability, which is also the inevitable result of development. With the help of digital twin technology, the integration of physical and virtual space in the field of culture and museum will be promoted, which will bring more immersive and long-term experience and comprehension to the visitors. The whole process of digital management and tour of culture and museum field is created and the future development direction is put forward, providing practical reference for the development of culture and museum industry.

digital; digital twin; culture and museum; museum; field construction

TB472

A

1001-3563(2024)04-0158-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.04.017

2023-09-13

河北省社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目（HB19YS0362023）