摘要：隨著遺產(chǎn)數(shù)字化浪潮的興起，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑遺產(chǎn)展示領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展，工作流逐漸完善，但虛擬現(xiàn)實(shí)展陳設(shè)計(jì)的場(chǎng)景制作、交互體驗(yàn)等環(huán)節(jié)尚未建立成熟的技術(shù)路徑。本文基于對(duì)國內(nèi)外前沿虛擬現(xiàn)實(shí)展陳案例的分析，在內(nèi)容層、技術(shù)層和體驗(yàn)層提煉面向建筑遺產(chǎn)展示的虛擬現(xiàn)實(shí)展陳設(shè)計(jì)路徑，展望針對(duì)“消失的遺產(chǎn)”的數(shù)字化復(fù)原及沉浸式體驗(yàn)方式。力圖通過更豐富生動(dòng)的內(nèi)容敘事、更沉浸互動(dòng)的觀覽體驗(yàn)和更流暢完善的軟硬件技術(shù)，讓虛擬現(xiàn)實(shí)展陳為現(xiàn)實(shí)遺產(chǎn)賦能，最大限度地發(fā)揮虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的互補(bǔ)效應(yīng)，為觀眾創(chuàng)造“虛實(shí)相生”的觀展體驗(yàn)。最后對(duì)該領(lǐng)域的主要瓶頸和發(fā)展方向進(jìn)行探討，為后續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)踐帶來一定啟示。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；文物數(shù)字化；展陳設(shè)計(jì)；遺產(chǎn)展示

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR，virtual reality）（含增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/AR、混合現(xiàn)實(shí)/XR）是利用計(jì)算模擬的三維空間營(yíng)造出虛擬世界的一種新媒體技術(shù)，使用者佩戴特制的頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、動(dòng)作跟蹤器等設(shè)備，在虛擬場(chǎng)景中通過視覺、聽覺和觸覺等感官的模擬，獲得身臨其境的感受[1]。作為新一代信息技術(shù)的前沿方向和我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前瞻領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到包括文旅在內(nèi)的諸多行業(yè)政策推動(dòng)。2022年10月，工信部等五部門聯(lián)合發(fā)布《虛擬現(xiàn)實(shí)與行業(yè)應(yīng)用融合發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2022—2026年）》，提出在“虛擬現(xiàn)實(shí)+文化旅游”板塊“推動(dòng)文化展館、旅游場(chǎng)所、特色街區(qū)開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)字化體驗(yàn)產(chǎn)品，讓優(yōu)秀文化和旅游資源借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)‘活起來’”；2023年9月，工信部等五部門聯(lián)合印發(fā)《元宇宙產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2023—2025年）》，號(hào)召打造沉浸交互數(shù)字生活應(yīng)用、數(shù)智文旅沉浸式體驗(yàn)空間等新業(yè)態(tài)。在此背景下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在文旅行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用實(shí)踐可謂方興未艾，也引起學(xué)術(shù)界的關(guān)注。

在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域，數(shù)字化技術(shù)的興起不僅為遺產(chǎn)的認(rèn)知、保護(hù)、展示和傳播提供了更多手段，也在改變遺產(chǎn)實(shí)踐的基本概念和傳統(tǒng)路徑，如阿爾薩耶（Nezar Alsayyad）所言，“隨著移動(dòng)通訊、社交媒體、線上交互工具的普及，‘虛擬’和‘傳統(tǒng)’兩個(gè)詞不再像僅僅十年前那樣位于一個(gè)文化語境的相反兩端?！盵2]作為“數(shù)字遺產(chǎn)”的重要領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遺產(chǎn)展示中的應(yīng)用不僅能充分發(fā)揮該項(xiàng)技術(shù)在交互性、構(gòu)想性及沉浸性的優(yōu)勢(shì)[3]，通過多重感官結(jié)合的創(chuàng)新交互方式為觀眾提供更好的觀展體驗(yàn)；還可綜合呈現(xiàn)遺產(chǎn)豐富多元的歷史信息，超越現(xiàn)實(shí)遺產(chǎn)中實(shí)體與信息的分隔，拓展遺產(chǎn)的公共教育面向。

與多數(shù)以記錄、監(jiān)測(cè)、管理為主要目的的數(shù)字遺產(chǎn)范式不同，本文的研究對(duì)象是針對(duì)“消失的遺產(chǎn)”的虛擬現(xiàn)實(shí)展陳設(shè)計(jì)。此類項(xiàng)目面向已消失不存的歷史建筑或社會(huì)文化場(chǎng)景，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)再現(xiàn)建筑極盛時(shí)期的物質(zhì)形態(tài)及生活方式，讓遺產(chǎn)展示不止于“數(shù)字孿生”，也成為一種空間與生活融合的“體驗(yàn)再現(xiàn)”。在《巴拉憲章》提出的遺產(chǎn)展示的真實(shí)性（authenticity）和完整性（integrity）原則、可達(dá)性（accessibility）原則以及可持續(xù)性（sustainability）原則下[4]，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的遺產(chǎn)展示借助沉浸性、交互式的虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體系統(tǒng)（如聽覺、視覺、觸覺等感官反饋系統(tǒng)），以遺產(chǎn)地、遺產(chǎn)建造技術(shù)及其當(dāng)時(shí)的社會(huì)文化背景等信息為展示內(nèi)容，為觀眾提供生動(dòng)形象、全面細(xì)致的觀覽體驗(yàn)，拓展和豐富遺產(chǎn)展示的維度和深度。

面向“消失的遺產(chǎn)”的虛擬現(xiàn)實(shí)展陳設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)物質(zhì)與非物質(zhì)文化、實(shí)與虛的融合，主要可分為兩類應(yīng)用場(chǎng)景。1）服務(wù)于遺產(chǎn)地或博物館的輔助展示類復(fù)原：以遺產(chǎn)地或博物館展示為應(yīng)用對(duì)象，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將遺跡或展品的物質(zhì)形態(tài)與反映社會(huì)文化的視頻、圖文信息整合，讓觀眾全面感受歷史空間與生活場(chǎng)景；2）服務(wù)于文旅娛樂場(chǎng)景的數(shù)字再創(chuàng)作：對(duì)遺產(chǎn)要素進(jìn)行藝術(shù)再創(chuàng)作以融入創(chuàng)意文娛場(chǎng)景，可見于虛擬旅游、虛擬展覽、沉浸式劇場(chǎng)等新的體驗(yàn)業(yè)態(tài)。本文通過分析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遺產(chǎn)展示領(lǐng)域的應(yīng)用案例，凝練其展陳設(shè)計(jì)的方法和路徑，為建筑遺產(chǎn)的虛擬現(xiàn)實(shí)展示提供的新思路。

一、研究現(xiàn)狀與案例選擇

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的推廣，國內(nèi)外相關(guān)的數(shù)字遺產(chǎn)展示類項(xiàng)目層出不窮，本文僅面向“遺產(chǎn)地復(fù)原類”和“文旅再創(chuàng)作類”兩類應(yīng)用場(chǎng)景，選取有較強(qiáng)技術(shù)或?qū)W術(shù)代表性的案例進(jìn)行分析。1）“遺產(chǎn)地復(fù)原類”項(xiàng)目：以“數(shù)字孿生”為主要范式，如美國Cyark公司的文化遺產(chǎn)數(shù)字保護(hù)項(xiàng)目[5]、谷歌藝術(shù)與文化項(xiàng)目（Google Artsand Culture）[6]、騰訊聯(lián)合敦煌研究院推出的“數(shù)字藏經(jīng)洞”[7]、西班牙埃斯特雷馬杜拉大學(xué)的Cáceres Vaquero’s Hermitage 數(shù)字修復(fù)項(xiàng)目[8]等，此類項(xiàng)目以考古學(xué)精度的建筑遺產(chǎn)復(fù)原呈現(xiàn)為主要特征，致力于重要人文藝術(shù)遺產(chǎn)的數(shù)字化保存、管理和共享；2）“文旅再創(chuàng)作類”項(xiàng)目：以歷史遺產(chǎn)為基底，服務(wù)更廣泛的文旅、教育、娛樂場(chǎng)景，如故宮博物院的“云游故宮”，通過實(shí)景與動(dòng)畫結(jié)合的方式，多客戶端整合故宮豐富的文物資源[9]；哈佛大學(xué)中國藝術(shù)實(shí)驗(yàn)室（CAMLab）的《數(shù)字之軀·遼塔》數(shù)字展，用藝術(shù)化、沉浸式的方式推動(dòng)應(yīng)縣木塔及其佛教文化的公眾體驗(yàn)[10]；麻省理工學(xué)院建筑史教授賈宗貝克（M. Jarzombek）發(fā)起的巴勒斯坦古村落“數(shù)字考古和虛擬敘事”工作坊[11]，通過沉浸式敘事來呈現(xiàn)戰(zhàn)爭(zhēng)的創(chuàng)傷和記憶；此外，以歷史城市為主題的數(shù)字游戲也在發(fā)揮愈發(fā)重要的遺產(chǎn)展示作用，如加拿大育碧公司開發(fā)的《刺客信條·起源》對(duì)古埃及城市場(chǎng)景進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)復(fù)原，并在游戲中內(nèi)置服務(wù)于歷史學(xué)教育的游覽模式，讓游戲的公共教育功能得以凸顯。當(dāng)然，這些虛擬遺產(chǎn)項(xiàng)目也存在可改進(jìn)的空間，如對(duì)虛擬空間的利用形式單一[12]，局限于虛擬現(xiàn)實(shí)漫游和相對(duì)簡(jiǎn)單的人機(jī)交互[13]，沉浸感、互動(dòng)性和信息溝通效率還有待提升等。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遺產(chǎn)展示領(lǐng)域的應(yīng)用瓶頸受限于內(nèi)容創(chuàng)作和展陳設(shè)計(jì)的開發(fā)能力。目前我國的文化遺產(chǎn)數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作大多停留在學(xué)術(shù)探索、效果展示階段，與虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)的沉浸式、交互式應(yīng)用需求相差甚遠(yuǎn)。主要原因包括：1）數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作的跨專業(yè)合作尚不成熟，創(chuàng)作者多來自動(dòng)畫、游戲、文娛行業(yè)，缺乏城市與建筑史、規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，內(nèi)容層次和深度的缺乏導(dǎo)致無法滿足觀眾在行為層次、創(chuàng)作層次、精神層次以及展品層次的多維需求[14]；2）數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作的工具和方法不成熟，如Unity、Unreal等虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)常用引擎與傳統(tǒng)三維建模工具之間銜接性、整合度不高；3）數(shù)字內(nèi)容的展示大多停留于數(shù)字大屏，沉浸感和交互性較低，對(duì)于觀眾參與和消費(fèi)意愿的促進(jìn)亦不足?？傮w而言，面向遺產(chǎn)展示的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展陳設(shè)計(jì)的主要問題為“重形式，輕內(nèi)容；重展示，輕敘事 ；重硬件建設(shè)，輕文化闡釋；重復(fù)原文物，輕沉浸體驗(yàn)”[15]。

由此，本文嘗試通過案例分析與理論研究相結(jié)合的方法，凝練具有實(shí)踐指導(dǎo)意義的設(shè)計(jì)路徑。以5個(gè)案例為基本分析對(duì)象，包括“遺產(chǎn)地復(fù)原類”案例：《尋境敦煌——數(shù)字敦煌沉浸展》《龐貝古城》《利維亞別墅》以及“文旅再創(chuàng)作類”案例：《消失的法老》《巴黎圣母院》（見表1）。通過對(duì)兩類應(yīng)用場(chǎng)景的案例研究，梳理其從內(nèi)容、體驗(yàn)到技術(shù)層面的開發(fā)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，凝練在內(nèi)容敘事、沉浸體驗(yàn)、技術(shù)適配等方面具有啟示意義的展陳設(shè)計(jì)路徑，為文化遺產(chǎn)的闡釋和展示提供新的可能性。

二、面向遺產(chǎn)展示的虛擬現(xiàn)實(shí)展陳設(shè)計(jì)路徑

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑遺產(chǎn)展示領(lǐng)域的應(yīng)用涵蓋了從信息集成、場(chǎng)景制作到交互設(shè)計(jì)、成果輸出等不同工作流，存在專業(yè)細(xì)分多、共識(shí)未形成、配合不流暢等問題。要進(jìn)一步提升遺產(chǎn)的虛擬展陳的觀展體驗(yàn)，需對(duì)其工作流進(jìn)行整合與打通，分解為內(nèi)容層、體驗(yàn)層、技術(shù)層三個(gè)層面來實(shí)現(xiàn)：在內(nèi)容層通過敘事腳本策劃與空間場(chǎng)景設(shè)計(jì)，以提升信息傳遞效率；體驗(yàn)層在沉浸性和交互性兩方面，加強(qiáng)觀眾在虛擬遺產(chǎn)展示中的參與感；技術(shù)層則致力于在三維建模、實(shí)時(shí)渲染、交互體驗(yàn)的層面，提升虛擬數(shù)字資產(chǎn)與VR眼鏡等硬件設(shè)備的適配度，強(qiáng)化虛擬展陳的精細(xì)化、定制化表達(dá)（圖1）。

（一）內(nèi)容層

在面向遺產(chǎn)展示的虛擬現(xiàn)實(shí)展陳中，VR技術(shù)不僅解決了“展品本身由于不可移動(dòng)或缺失而導(dǎo)致的傳統(tǒng)敘事性設(shè)計(jì)受到局限”[16]的問題，還為觀眾獲取抽象、復(fù)雜的展品信息提供了創(chuàng)新、高效的接收方式。依托虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的敘事性特點(diǎn)，將知識(shí)信息融入到故事情節(jié)和體驗(yàn)路線中，可充分傳達(dá)展覽內(nèi)涵并優(yōu)化觀眾的觀展體驗(yàn)。具體而言，展陳設(shè)計(jì)的內(nèi)容層體現(xiàn)于敘事腳本策劃和空間場(chǎng)景設(shè)計(jì)兩個(gè)維度。

1.敘事腳本策劃

“敘事”指講述事件并確定如何講述。故事表明著“講什么”，情節(jié)則關(guān)系到“怎么講” [17]，以確保展示的邏輯統(tǒng)一、層級(jí)明確?！爸v什么”需明確展示主題、情節(jié)策劃。先提煉展示主題，深入文化遺產(chǎn)的特征信息（如相關(guān)歷史事件、藝術(shù)或者社會(huì)價(jià)值、意向與標(biāo)志等）挖掘并總結(jié)其蘊(yùn)含的意義；接著確定敘事六要素（時(shí)間、地點(diǎn)、人物、故事的起因、經(jīng)過、結(jié)果），將碎片化信息融入“開端—發(fā)展—轉(zhuǎn)折—高潮—結(jié)尾”的情節(jié)策劃中?！霸趺粗v”則關(guān)乎敘事節(jié)點(diǎn)提取、多媒體資料整合、場(chǎng)景空間預(yù)設(shè)等內(nèi)容。敘事節(jié)點(diǎn)可從文化遺產(chǎn)及其環(huán)境、不同歷史時(shí)期的狀況、建造技術(shù)、社會(huì)背景、關(guān)聯(lián)事件等信息中提取，選擇適當(dāng)?shù)臄⑹路绞酵瓿晒?jié)點(diǎn)之間的切換；多媒體資料的整合應(yīng)靈活調(diào)用收集到的視頻、圖片、文字、音頻等資料，以展示遺產(chǎn)文化的多層次內(nèi)涵；場(chǎng)景空間是情節(jié)呈現(xiàn)的關(guān)鍵，需根據(jù)敘事邏輯預(yù)先設(shè)想腳本對(duì)應(yīng)的空間場(chǎng)景意向（建筑風(fēng)格、建筑密度、細(xì)部特寫、呈現(xiàn)視角等）和觀眾感知體驗(yàn)（視覺沖擊、特殊音效、材質(zhì)觸感等）。

例如，《消失的法老》在哈佛大學(xué)吉薩考古項(xiàng)目（Giza Project）的考古成果基礎(chǔ)上來“講故事”，從“吉薩綜合考古數(shù)據(jù)庫”中篩選并確定古埃及規(guī)模最大的胡夫金字塔為敘事“地點(diǎn)”，將胡夫金字塔建造的“舊王國時(shí)期”作為敘事“時(shí)間”；進(jìn)而通過“埃及大陸登陸—走近胡夫金字塔—進(jìn)入國王墓室—登頂金字塔—俯瞰吉薩高原—穿越到第四王朝—乘太陽船觀景—法老祭祀儀式”的情節(jié)序列呈現(xiàn)空間與社會(huì)生活并存的古埃及“現(xiàn)場(chǎng)”，讓觀眾身臨其境地走入古埃及的墓葬古跡和社會(huì)文化；并通過由史料文字、旁白解說、全景掃描獲得的圖片等多樣化信息，展現(xiàn)尼羅河、金字塔數(shù)千年的演變歷史（圖2）。

2.空間場(chǎng)景設(shè)計(jì)

運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)工具復(fù)原的遺產(chǎn)場(chǎng)景不同于現(xiàn)實(shí)遺址，可以整合更豐富的物質(zhì)及非物質(zhì)文化信息以傳達(dá)遺產(chǎn)的豐富內(nèi)涵，形成具有沉浸感的復(fù)合場(chǎng)景。場(chǎng)景設(shè)計(jì)首先應(yīng)盡可能“真實(shí)”地還原歷史空間，考慮整體布局、建筑結(jié)構(gòu)、裝飾風(fēng)格、環(huán)境景觀等要素，結(jié)合光線渲染、材質(zhì)貼圖和聲音氛圍予以實(shí)現(xiàn)；其次，加入“人與物”的生活元素，讓場(chǎng)景“活”起來，如虛擬人物、服飾妝容、飲食器具、儀式表演、飛禽走獸等。

以《消失的法老》和《巴黎圣母院》項(xiàng)目為例（見表2）。前者以胡夫金字塔沉浸式體驗(yàn)為主題，場(chǎng)景意圖表達(dá)古埃及文明的神秘空間意象，生活要素借助古埃及神話中的巴斯泰托女神作為引導(dǎo)主線，以木乃伊制作過程來呈現(xiàn)古埃及人對(duì)死亡的理解，讓觀眾沉浸地在身著古埃及傳統(tǒng)服飾的法老親人和侍衛(wèi)簇?fù)硐?，親歷法老木乃伊制作中的“開嘴”儀式。后者則充分表現(xiàn)巴黎圣母院的教堂場(chǎng)景，讓觀眾以現(xiàn)實(shí)世界無法獲得的貼近視角觀察場(chǎng)景中的哥特建筑細(xì)部特征，如飛扶壁、尖拱尖券、玫瑰窗等，室內(nèi)通過不同高度的視點(diǎn)強(qiáng)化其拉丁十字形制平面帶來的縱深感；生活元素圍繞巴黎圣母院的建造和使用，刻畫了教皇、工匠、建筑師、工程師等人物角色，讓觀眾虛擬回到圣母院初建時(shí)的中世紀(jì)現(xiàn)場(chǎng)。

場(chǎng)景設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮虛擬空間的功能和流線。功能設(shè)計(jì)包括展示、教育、商業(yè)、娛樂、社交等不同層面。除展示功能外，教育功能體現(xiàn)于教育性的體驗(yàn)，如《尋境敦煌》通過交互點(diǎn)匹配不同的洞窟壁畫，向觀眾普及壁畫內(nèi)容、歷史故事；商業(yè)功能一般指在虛擬空間中完成的商業(yè)交易，如線上文創(chuàng)店鋪、虛擬商場(chǎng)等；娛樂與社交功能體現(xiàn)在多人在虛擬空間中的互動(dòng)交流體驗(yàn)，以及觀展結(jié)束后生成可供社交網(wǎng)絡(luò)分享的專屬內(nèi)容。流線設(shè)計(jì)需以觀眾導(dǎo)覽和互動(dòng)為出發(fā)點(diǎn)，為其提供個(gè)性化的參觀流線，可利用虛擬引導(dǎo)元素（標(biāo)識(shí)、指示箭頭、地圖等）幫助觀眾掌握和遵循導(dǎo)覽路徑；還需考慮觀眾的流動(dòng)軌跡以及體驗(yàn)舒適度（如透過VR眼鏡的尺度感知、觀覽視角、行進(jìn)速度皆與真實(shí)人眼體驗(yàn)有差距）。受觀眾體驗(yàn)過程中短時(shí)記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶提取的限制，敘事路線的分支不宜過多，時(shí)空和身份的轉(zhuǎn)換頻率不宜過高。

（二）體驗(yàn)層

沉浸、交互的體驗(yàn)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遺產(chǎn)展示應(yīng)用中最主要的特征，因此，體驗(yàn)設(shè)計(jì)是虛擬遺產(chǎn)展示的關(guān)鍵內(nèi)容，體現(xiàn)于沉浸式感知體驗(yàn)和個(gè)性化互動(dòng)體驗(yàn)兩個(gè)層面。

1.沉浸式感知體驗(yàn)設(shè)計(jì)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合人的觸覺、嗅覺、聽覺、視覺、味覺融合的多重感官系統(tǒng)，加強(qiáng)觀眾的身臨其境之感；還需結(jié)合博物館學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、建筑學(xué)等不同學(xué)科視角以多角度完善感知路線，促進(jìn)觀眾對(duì)展覽的理解。其中，視覺是體驗(yàn)過程中的主要感知類型，對(duì)觀眾的注意力、情感體驗(yàn)、認(rèn)知影響較大，需考慮信息傳遞的準(zhǔn)確性、場(chǎng)景的美觀度、展示方式的創(chuàng)新性等；觸覺體驗(yàn)可通過現(xiàn)實(shí)空間中的互動(dòng)裝置或真實(shí)材質(zhì)表面以產(chǎn)生與觀眾視野中一致的材質(zhì)觸感，通過觸摸、按壓等方式與虛擬環(huán)境互動(dòng)，增強(qiáng)體驗(yàn)的真實(shí)感；嗅覺可通過特殊的味道引起觀眾的情緒變化，輔助氣氛營(yíng)造；聽覺以對(duì)白、配樂、配音、音效、環(huán)境聲等形式出現(xiàn)，依附于智能語音相關(guān)的技術(shù)以模擬或控制聲音的語言類型、語速、音量、音調(diào)、音頻等特征，烘托體驗(yàn)氛圍或暗示特定的時(shí)代背景信息（見表3）。

2.個(gè)性化互動(dòng)體驗(yàn)設(shè)計(jì)

個(gè)性化的交互體驗(yàn)也是虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的重要優(yōu)勢(shì)。個(gè)性化互動(dòng)體驗(yàn)的目標(biāo)就是滿足不同觀眾的需求，如約翰·法爾克（John H. Falk）根據(jù)觀眾的參觀動(dòng)機(jī)將博物館的受眾分為五類：探索者、服務(wù)者、體驗(yàn)者、專業(yè)/業(yè)余愛好者以及放松者[18]。實(shí)現(xiàn)互動(dòng)體驗(yàn)的個(gè)性化設(shè)計(jì)，需考慮“多樣化”和“靈活性”兩個(gè)維度。

“多樣化”的互動(dòng)體驗(yàn)可以激發(fā)觀眾的能動(dòng)性，引導(dǎo)其與展品互動(dòng)，讓觀眾從被動(dòng)完成任務(wù)到主動(dòng)參與創(chuàng)作。多樣化體驗(yàn)設(shè)計(jì)的方式包括：根據(jù)展覽節(jié)奏和觀眾的情緒變化分散設(shè)置體驗(yàn)過程中的交互節(jié)點(diǎn)，保證觀眾獲得可控范圍內(nèi)的自由度；為不同需求的觀眾設(shè)定場(chǎng)景目標(biāo)，例如為觀眾提供新奇有趣的體驗(yàn)氛圍，服務(wù)周到的觀展場(chǎng)所，開拓視野的觀展體驗(yàn)，知識(shí)汲取的學(xué)習(xí)平臺(tái)，身心放松釋放壓力的渠道等?！秾ぞ扯鼗汀獢?shù)字敦煌沉浸展》就針對(duì)年輕一代觀眾的需求，設(shè)計(jì)了豐富多元的虛擬互動(dòng)體驗(yàn)：圍繞不對(duì)外開放的莫高窟第285窟，為觀眾提供線下VR沉浸展和線上網(wǎng)頁展兩類體驗(yàn)?zāi)Ｊ剑纬伞坝吻熬€上預(yù)習(xí)、游中沉浸體驗(yàn)、游后打卡留念”的完整觀展體驗(yàn)；觀眾在線下可在景區(qū)佩戴VR設(shè)備參觀體驗(yàn)展，線上則通過微信小程序、官網(wǎng)讓觀眾隨時(shí)隨地探索洞窟；VR 體驗(yàn)結(jié)束后，還可在莫高窟的虛擬演播廳錄制一段專屬的“打卡”視頻，促進(jìn)社交互動(dòng)。觀眾的個(gè)性化需求得到滿足的同時(shí)，也促進(jìn)了文化遺產(chǎn)的宣傳[19]。

“靈活性”不僅需要考慮不同年齡段的受眾，借助互動(dòng)方式和交互層級(jí)的變化提供不同風(fēng)格的體驗(yàn)方式，還應(yīng)考慮無障礙需求的觀眾也能平等地享受展覽，如《消失的法老》為輪椅使用者提供了特定的頭像來指定其移動(dòng)，保證參觀者安全的同時(shí)，提供高質(zhì)量的觀賞體驗(yàn)。此外，因VR眼鏡僅能實(shí)現(xiàn)“一人一設(shè)備”，容易阻礙觀眾對(duì)物理空間的觀察，所以現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)空間盡可能采用大空間，滿足虛擬場(chǎng)景空間的使用需求，確保觀眾體驗(yàn)過程中的流暢度和安全性。

（三）技術(shù)層

虛擬遺產(chǎn)展陳涉及的操作技術(shù)不同于現(xiàn)實(shí)空間設(shè)計(jì)或傳統(tǒng)數(shù)字遺產(chǎn)建模。一方面要考慮在建模過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的空間尺度感、觀覽視角、行進(jìn)速度、精度要求、信息接受程度都不同于現(xiàn)實(shí)空間；另一方面在落地層面，傳統(tǒng)建模和渲染工具大多針對(duì)PC端配置，但高精度的計(jì)算和顯示需求往往無法適配VR眼鏡為代表的虛擬現(xiàn)實(shí)客戶端。因此，需在三維建模、實(shí)時(shí)渲染和交互體驗(yàn)技術(shù)層面提出更加精細(xì)化、定制化的方案。

1.三維建模技術(shù)

面向“消失的遺產(chǎn)”的遺址復(fù)原類項(xiàng)目中，建模技術(shù)的關(guān)鍵在于真實(shí)性、適配性兩大需求?！罢鎸?shí)性”指在遺產(chǎn)展示的理論框架下盡其所能地客觀反映遺產(chǎn)的歷史和現(xiàn)實(shí)，“適配性”則是為了在圖形計(jì)算能力和體驗(yàn)感知方式上最大限度地適配VR眼鏡端，以達(dá)到最多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景。虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域常用的建模工具包括3DsMax、C4D、Blender、Maya等。

為提高三維模型的“真實(shí)性”，首先在資料來源方面，“消失的遺產(chǎn)”的復(fù)原需在現(xiàn)實(shí)遺跡的基礎(chǔ)上，廣泛從歷史學(xué)、考古學(xué)、人類學(xué)等領(lǐng)域收集官方和民間圖文史料，從中提煉有價(jià)值的空間和社會(huì)信息，以揭示建成環(huán)境與社會(huì)文化之間的豐富關(guān)聯(lián)[20]；其次在技術(shù)層面，綜合運(yùn)用“點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件直接建?！薄笆謩?dòng)使用建模軟件建?！盵21]“依托人工智能自動(dòng)建?！盵22]等建模方式，如結(jié)合殘存現(xiàn)狀掃描或借助AIGC工具生成材質(zhì)貼圖，在模型中調(diào)試完成材質(zhì)拼接，并借助光線色彩和材料質(zhì)感來增強(qiáng)其真實(shí)感和在地性。

“適配性”方面，虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的建模應(yīng)盡量減少建筑空間要素的單體裝飾部件和元件面數(shù)，元件組合時(shí)基于同一坐標(biāo)點(diǎn)導(dǎo)出，或?qū)⑤^大模型分割而利于視距裁切和燈光裁切，降低對(duì)VR眼鏡或計(jì)算機(jī)的算力要求。同上，建模場(chǎng)景可結(jié)合虛擬空間體驗(yàn)的不同呈現(xiàn)視角，靈活調(diào)整和優(yōu)化建模精度。例如，第三人稱視角俯瞰時(shí)，重點(diǎn)是呈現(xiàn)建筑的平面布局、規(guī)模和整體結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)建筑與周圍環(huán)境的關(guān)系；第一人稱漫步視角時(shí)，空間布局設(shè)計(jì)應(yīng)以人體尺度為依據(jù)，選擇合適的靜態(tài)深度、運(yùn)動(dòng)深度以及雙目視差來呈現(xiàn)虛擬場(chǎng)景，將建筑空間呈現(xiàn)的視點(diǎn)高度控制在1.5～1.6米；近景視角時(shí)，可著重表現(xiàn)建筑的局部細(xì)節(jié)，如雕刻、窗戶、門廊等。最后，創(chuàng)建好的模型導(dǎo)入渲染引擎前還需進(jìn)行優(yōu)化，避免因數(shù)據(jù)過大而造成程序卡頓影響體驗(yàn)感。

2.實(shí)時(shí)渲染技術(shù)

影響實(shí)時(shí)渲染速度的因素包括軟硬件性能、模型精度、渲染邏輯、光源選擇、網(wǎng)絡(luò)延遲等。當(dāng)下虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域最常用的渲染引擎是Unity和Unreal Engine，技術(shù)操作層面各有優(yōu)劣（見表4）。光源選擇是對(duì)渲染速度影響較大的因素之一，體現(xiàn)在光源類型、數(shù)量、位置等設(shè)置中。在光源方面優(yōu)化渲染速度的方式包括限制固定光源和動(dòng)態(tài)光源燈光的數(shù)量，在不影響展示的情況下關(guān)閉較為隱蔽物體的陰影生成以減少算力占用；又如塑造傍晚氣氛時(shí)，使用體積霧等組件對(duì)環(huán)境進(jìn)行烘托。在分布式渲染或云渲染的情況下，網(wǎng)絡(luò)延遲也是影響實(shí)時(shí)渲染速度的因素之一。低延遲的網(wǎng)絡(luò)連接可提高數(shù)據(jù)傳輸速度和協(xié)作效率，從而提高渲染速度。

目前，渲染軟硬件的技術(shù)創(chuàng)新皆致力于渲染效果和速度的優(yōu)化。軟件方面，如渲染引擎基于眼動(dòng)追蹤的渲染優(yōu)化、基于時(shí)空濾波的實(shí)時(shí)光線追蹤技術(shù)等；硬件方面，VR眼鏡的渲染技術(shù)也在實(shí)時(shí)渲染、畸變矯正、雙眼景深效果、動(dòng)態(tài)分辨率、虛擬光線等層面不斷完善，不僅有利于改善觀眾的視覺體驗(yàn)，也能夠增強(qiáng)建筑場(chǎng)景的真實(shí)感和沉浸感。

例如，《利維亞別墅》[23]的渲染采用虛擬運(yùn)動(dòng)相機(jī)和三維環(huán)境的照明設(shè)置，在現(xiàn)存利維亞別墅掃描的圖像效果基礎(chǔ)上，采用虛擬相機(jī)過濾器來開發(fā)場(chǎng)地環(huán)境。使用中性光作為光映射，通過控制相機(jī)曝光和間接光中調(diào)范圍，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)壓處理色彩對(duì)顏色進(jìn)行矯正。同時(shí)采用Blender bullet physics引擎縮減，建立不同面的紋理圖集，重新分配像素比例。此外，其虛擬人物由真實(shí)演員在綠色屏幕前的拍攝影像基礎(chǔ)上進(jìn)行建模，并過濾燈光、透明化背景來匹配虛擬環(huán)境（圖3）。

3.交互體驗(yàn)技術(shù)

主要在硬件和軟件層面提升虛擬空間體驗(yàn)過程中的交互性。目前常見的虛擬現(xiàn)實(shí)交互硬件技術(shù)包括：穿戴式個(gè)人體驗(yàn)端，如 VR 頭盔或眼鏡；依托于傳感器的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)； CAVE設(shè)備技術(shù)（依托投影界面和追蹤器）；利用空氣投影和LED旋轉(zhuǎn)顯示技術(shù)形成3D影像的全息顯示屏等。軟件技術(shù)包括：動(dòng)作捕捉和感應(yīng)技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)、虛擬行走算法等；還有配合虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的配件，如傳感器、數(shù)據(jù)手套、萬向跑步機(jī)、生物測(cè)量設(shè)備（如心率監(jiān)測(cè)器、腦電圖儀，以監(jiān)測(cè)觀眾的生理狀態(tài)，從而在虛擬環(huán)境中提供更加個(gè)性化的體驗(yàn)）等（見表5），以協(xié)助觀眾通過語音、觸覺、手勢(shì)、體感等簡(jiǎn)潔交互方式，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化“觀眾—展品—體驗(yàn)”的互動(dòng)反饋系統(tǒng)。

虛擬現(xiàn)實(shí)遺產(chǎn)展示項(xiàng)目需對(duì)硬件和軟件技術(shù)進(jìn)行有效整合以實(shí)現(xiàn)最佳體驗(yàn)效果。如《消失的法老》和《巴黎圣母院》采用“穿戴式VR眼鏡+背包電腦”的硬件組合，目的是用PC端的圖形算力優(yōu)化實(shí)時(shí)渲染和交互效果；軟件方面，借助虛擬空間尋路算法以實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)同空間體驗(yàn)，借助VR眼鏡的掃描功能定位每個(gè)觀眾在大空間中的位置，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)行走路徑以避免碰撞。

交互界面也是交互體驗(yàn)的重要部分，直觀、易于理解和操作的界面可以幫助觀眾提升體驗(yàn)的參與感。例如《利維亞別墅》的交互界面包含地圖導(dǎo)航指南、漫游模式、鼠標(biāo)或觸摸控制、鏈接指引，讓觀眾在“導(dǎo)航元素—POI（交互興趣點(diǎn)）—UI界面”的交互機(jī)制下通過手指在屏幕上的滑動(dòng)、抓取、縮放或具有特殊與意義的手型（如“OK”手勢(shì)），完成“主菜單”“前進(jìn)”“停止并旋轉(zhuǎn)”的交互層級(jí)轉(zhuǎn)換（圖4、5）。

三、結(jié)語

本文通過對(duì)5個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)遺產(chǎn)展示案例的研究，探討了“遺址地復(fù)原”和“文旅再創(chuàng)作”兩類虛擬遺產(chǎn)在內(nèi)容層、技術(shù)層和體驗(yàn)層的設(shè)計(jì)路徑。這些案例作為目前行業(yè)相對(duì)成熟的實(shí)踐案例，體現(xiàn)了前沿的技術(shù)創(chuàng)新及大眾可接受的應(yīng)用模式，為虛擬現(xiàn)實(shí)遺產(chǎn)展示的實(shí)踐方向提供了思路，其不足之處也為行業(yè)指明了改進(jìn)空間。本文認(rèn)為，遺產(chǎn)展示應(yīng)超越以記錄、管理為主要目的的“數(shù)字孿生”，通過更豐富生動(dòng)的內(nèi)容敘事、更沉浸互動(dòng)的觀覽體驗(yàn)和更流暢完善的軟硬件技術(shù)，讓虛擬現(xiàn)實(shí)展陳為現(xiàn)實(shí)遺產(chǎn)賦能，最大限度發(fā)揮虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的互補(bǔ)效應(yīng)，為觀眾創(chuàng)造“虛實(shí)相生”的觀展體驗(yàn)。

當(dāng)然，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遺產(chǎn)展示領(lǐng)域的應(yīng)用尚存在不少需要克服的瓶頸和問題：在內(nèi)容層面，如何認(rèn)知虛擬現(xiàn)實(shí)世界的遺產(chǎn)“原真性”，讓虛擬遺產(chǎn)得以在更廣的視域下呈現(xiàn)更多元的遺產(chǎn)信息；在體驗(yàn)層面，如何在設(shè)計(jì)和技術(shù)上實(shí)現(xiàn)更有效、深入的人機(jī)交互及信息獲取，達(dá)到虛擬與現(xiàn)實(shí)展示的相得益彰；在技術(shù)層面，如何解決主流VR硬件設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間佩戴舒適性問題、被動(dòng)移動(dòng)帶來的暈眩問題，如何提升VR硬件設(shè)備的圖形算力等。這些瓶頸的解決，一部分有賴于科學(xué)創(chuàng)新及技術(shù)迭代，也需在持續(xù)積極的理論探討和實(shí)踐反饋中摸索、改良、凝練并形成共識(shí)。在虛擬現(xiàn)實(shí)或廣義的元宇宙行業(yè)規(guī)模不斷拓展的前景下，虛擬現(xiàn)實(shí)展陳設(shè)計(jì)在遺產(chǎn)展示領(lǐng)域的應(yīng)用呼喚更多的思考和實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈冠東. 數(shù)字圖像敘事設(shè)計(jì)模式研究 [J]. 包裝工程，2016，37

（4）：41―45.

[2] Alsayyad N. Editor’s Note[J]. Traditional Dwellings and

Settlements Review， 2021， 33（1）： 10.

[3] 張貝貝. VR技術(shù)在博物館展陳設(shè)計(jì)過程中的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用 [J]. 企業(yè)科

技與發(fā)展，2018（10）：141―142.

[4] 郭璇. 文化遺產(chǎn)展示的理念與方法初探 [J]. 建筑學(xué)報(bào)，2009（9）：

69―73.

[5] 世界遺產(chǎn)數(shù)字檔案館[EB/OL]. （2024－02－18）https：//www.

cyark.org/.

[6] 谷歌藝術(shù)amp;文化[EB/OL].（2024－02－18）https：//artsandculture.

google.com/.

[7] 數(shù)字藏經(jīng)洞[EB/OL]. （2024－02－18）https：//dlc.e-dunhuang.com.

[8] Cruz Franco P A， Rueda Márquez de la Plata A， Gómez Bernal E.

Protocols for the Graphic and Constructive Diffusion of Digital Twins

of the Architectural Heritage that Guarantee Universal Accessibility

through AR and VR[J]. Applied Sciences， 2022， 12（17）： 8785.

[9] 云游故宮[EB/OL]. （2024―02―18）https：//www.dpm. org.cn/

yygg.html.

[10] 建筑之軀[EB/OL]. （2024―02―18）https：//camlab.fas.

harvard.edu/project/embodied-architecture/.

[11] Jarzombek M， Keller E， Mann E. Site， Archive， Medium and the

Case of Lifta[J]. Art， Craft， And Architecture， 2021： 35.

[12] 郭靜，時(shí)新，郭園. 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的建筑景觀虛擬體驗(yàn)研究

[C]//董莉莉，溫泉（主編）. 共享·協(xié)同——2019全國建筑院系建筑數(shù)

字技術(shù)教學(xué)與研究學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，

2019：6．

[13] 苗嶺. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館敘事性設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探索 [J]. 包裝

工程，2018， 39（4）：15―18．

[14] Zou N， Gong Q， Zhou J， et al. Value-based Model of User

Interaction Design for Virtual Museum[J]. CCF Transactions on

Pervasive Computing and Interaction， 2021， 3（2）： 112-128.

[15] 王余烈，蘇欣，田昊. 虛擬現(xiàn)實(shí)在遺址博物館中的敘事展示與體驗(yàn)

研究 [J]. 南京藝術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)（美術(shù)與設(shè)計(jì)），2019（3）：199―201.

[16] 范浩宇，蔡新元. 智慧博物館沉浸式體驗(yàn)空間營(yíng)造研究 [J]. 家具

與室內(nèi)裝飾， 2023，30（9）：117―123.

[17] 陸邵明，王伯偉. 情節(jié)：空間記憶的一種表達(dá)方式 [J]. 建筑學(xué)

報(bào)，2005 （11）：72―75.

[18] Falk J H. Identity and the Museum Visitor Experience[M].

Routledge， 2016.

[19] 施秀萍. 解密“尋境敦煌”[N]. 甘肅日?qǐng)?bào)，2023－09―27 （006）.

[20] 黃華青，周宇飛. 走向全球視野的城市遺產(chǎn)——第一屆“全球史中

的城市，城市中的全球史”研討會(huì)綜述 [J]. 自然與文化遺產(chǎn)研究，2022

（1）：103―106.

[21] Lopez F J， Lerones P M， Llamas J， et al. A Framework for Using

Point Cloud Data of Heritage Buildings toward Geometry Modeling

in a BIM Context： a Case Study on Santa Maria La Real De Mave

Church[J]. International Journal of Architectural Heritage， 2017，

11（7）： 965-986.

[22] Okoro C S， Nnaji C， Adediran A. Determinants of Immersive

Technology Acceptance in the Construction Industry： Management

Perspective[J]. Engineering， Construction and Architectural

Management， 2023， 30（7）： 2645-2668.

[23] Pietroni E， Forlani M， Rufa C. Livia's Villa Reloaded： an

Example of Re-use and Update of a Pre-existing Virtual Museum，

Following a Novel Approach in Storytelling inside Virtual Reality

Environments[C]//2015 Digital Heritage. IEEE， 2015： 511-518.

（責(zé)任編輯：張雙敏）