王希凝黃海燕（.西安理工大學藝術與設計學院 陜西西安 70054；.浙江大學計算機科學與技術學院 浙江杭州 3003）

基于虛擬現實技術的博物館展示設計

王希凝1黃海燕2（1.西安理工大學藝術與設計學院 陜西西安 710054；2.浙江大學計算機科學與技術學院 浙江杭州 310013）

隨著現代通信技術、虛擬現實技術和網絡技術的發(fā)展，傳統(tǒng)博物館逐漸被數字化博物館代替，并成為博物館發(fā)展的必然趨勢。本文從虛擬現實技術入手，闡述數字化博物館的特點、意義、案例分析及對數字化博物館發(fā)展的未來展望。

虛擬現實；數字化博物館；展示設計；交互設計

近年來，隨著經濟、科技的發(fā)展，人們對文化的需求越來越高。博物館作為文化保留與傳播的主要場所,也備受社會關注。傳統(tǒng)的放置、標簽、說明、圖片等方式已經不能達到要求，文化傳遞受到了很大的局限性。為了使中國傳統(tǒng)文化能夠得到更廣泛的傳播，將技術融入博物館展示，建立一個完整系統(tǒng)的數字化博物館展示體系。參觀者不再拘泥于單方面的觀看，而是通過人機交互和虛擬現實等方式獲得多方面感官，從而更深一層了解中國傳統(tǒng)文化的蘊意。人們參觀時置身其中，拉近歷史距離感、增加趣味性同時也達到了保護歷史文物的初衷。

一、虛擬現實技術

虛擬現實是通過多媒體技術與仿真技術相結合生成逼真的視覺、聽覺和觸覺一體化的虛擬環(huán)境，用戶以自然的方式與虛擬環(huán)境中的個體進行體驗和交互作用，從而產生身臨其境的感受和體驗，利用計算機生成的能給人多種感官刺激的人機交互系統(tǒng)。

虛擬現實的基本特征有多感知性、沉浸感、交互性和構想性。通過和虛擬物體的互動，產生身臨其境的真實感，同時具有廣闊的可想像空間，可拓寬認知范圍，不僅可再現真實存在的環(huán)境，也可以隨意構想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。

虛擬現實是多種技術的綜合，其中包括實時三維計算機圖形技術、廣角立體顯示技術、跟蹤技術、觸覺反饋、立體聲、網絡傳輸、語言輸入輸出技術等。虛擬現實技術應用范圍也很廣泛，它涉及的領域包括軍事、航天航空、醫(yī)學、教育游戲藝術、工業(yè)、商業(yè)、建筑設計與規(guī)劃等。

二、數字化成為博物館未來的發(fā)展趨勢

博物館為了保護歷史文化，通常把展品放置在透明展示臺上，雖然人們隔著玻璃能看到幾百年前，甚至是幾千年之前的文物，但是很難體會到那個時代的文化背景與內涵，知識吸收效果不好。現代人喜歡上網查資料，有兩個原因：一是大多數人參觀博物館時走馬觀花，不理解其中寓意；二是人們去博物館參觀受到時間、空間的限制。

隨著人們的需求越來越高，獲取知識的途經也越來越多，為了適應社會現狀，數字化成為博物館未來的發(fā)展趨勢。數字化展示利用虛擬現實、計算機技術、網絡技術對展品實體和信息知識進行二進制處理，建立一個虛擬環(huán)境，人們可以根據自己的喜好選擇參觀的內容與方式，身臨其境可以更直觀的體會到展品不可顯示信息，增強知識的吸收效果。改變單一的展示方式，使文化載體發(fā)揮最大價值，從而使博物館發(fā)揮文化保存、展示傳播的功能。人們獲得知識的同時，展品也得到了最大程度的保護，有助于文化的保留與傳承。

三、國內外博物館數字化展示設計案例

博物館在文化界有著舉足輕重的地位，功能不可小視。近年來，各國政府對博物館展示方式的改變非常重視。利用虛擬現實技術，結合網絡技術，可以將文物的展示和保護提高到一個嶄新的階段。通過網絡在大范圍內來利用虛擬現實技術更加全面、生動、逼真地展示文物，從而使文物脫離地域限制，實現資源共享，真正成為全人類可以“擁有”的文化遺產。數字化展示設計可以推動博物館更快地進入信息時代，實現文物展示和保護的現代化。國內外也出現了一些成功案例。

案例一：上海世博會清明上河圖。

巨幅電子動態(tài)版的北宋畫家張擇端名作《清明上河圖》，被稱為中國館的“鎮(zhèn)館之寶”。此作品高6.3米，長130余米。在短短的4分鐘的播放過程中，《清明上河圖》淋漓盡致的向人們展現了北宋時期都市的繁華。

圖1 上海世博會《清明上河圖》

虛擬現實技術的融入，真實再現了歷史上的北宋開封府，動態(tài)版的《清明上河圖》實際上是一幅巨幕投影。這部作品分為日景和夜景兩部分，日景部分有691個人物，夜景有377個人物。

清晨，腳夫趕著馱碳的毛驢，悠閑地走向城門；夜晚，河岸邊的燈一盞一盞亮起來，雕花游船上歌舞宴飲。整個畫面栩栩如生，由于影像是原畫的30倍，給人震撼的感覺。數字化展示設計改變傳統(tǒng)的展示方式，人們獲得視覺、聽覺等多維度的體驗，對畫面內容有一個直觀感受與理解。通過技術實現畫面的真實感，使外國參觀者充分感受中國傳統(tǒng)文化的博大精深，并傳播到世界各國，增進國內外的文化交流。

案例二：《超越時空的紫禁城》數字化展示“虛擬故宮”。

圖2 《超越時空的紫禁城》

這是首座以中國文化遺產建成的虛擬宮殿，游客只需輕點鼠標，就可以把故宮占地72萬平方米的龐大木結構建筑群以及近千件殿內珍藏盡收眼底。游客在虛擬紫禁城中擁有自己的虛擬形象，可從格格、太監(jiān)、衛(wèi)兵等9種身著不同清朝服裝的角色中挑選。游客可以選擇自己感興趣的區(qū)域并設定游覽路線，也可與其他虛擬游客結伴加入由導游帶領的眾多游覽路線中的一個。地圖可以顯示游客現在所處的位置，及在虛擬世界中的路線圖，并可提示有哪些有趣的場所。

虛擬故宮可謂是一個大膽的嘗試，既要考慮游客的心理感受，又要考慮對歷史文化遺跡的尊重與保護。游客選擇一個古代身份在故宮游覽、和其他人物對話，親身體驗宮廷的真實生活。趣味性的體驗方式為博物館展示增添了新鮮感。

案例三：虛擬現實空間的古羅馬之旅。

虛擬現實空間的古羅馬之旅主要借助互動計算機游戲技術，四位參觀者可以同時坐在計算機控制臺前，化身為四個虛擬人物形象，使用游戲操作桿控制自己的“化身”在虛擬三維空間里的活動。與此同時，博物館還提供大屏幕，可以讓另外12位參觀者利用館方提供的特殊3D眼鏡觀看4人的旅程。

圖3 古代地貌仿真復原

這趟虛擬考古之旅的最大亮點則是現位于羅馬北郊的利維婭別墅——羅馬帝國開國之君奧古斯都大帝的妻子利維亞的夏日鄉(xiāng)間別墅。盡管如今這里已是一片破敗廢墟，但經過考古人員根據資料復原后展現在虛擬世界里的卻是一座被綠色丘陵環(huán)抱的大型皇家度假之所。在計算機三維世界里，參觀者可以隨心所欲地在美不勝收的皇家園林中徜徉，領略精美的壁畫，并和與他們擦肩而過的古羅馬人物進行互動。

四、數字化博物館發(fā)展的未來展望

數字化展示設計開啟了博物館展示的新篇章，徹底改變了單方面?zhèn)魇诜绞?，通過人機互動，形成一個多感官的虛擬體驗環(huán)境。經濟的快速發(fā)展，博物館也應該趕上時代的潮流。為了使博物館快速進入信息時代，通過數字化信息處理技術對資料采集、整理、標簽、展示、信息傳播進行設計，建立一個龐大的虛擬體驗空間，找出一個既能完好保存文物，使其不受破壞，又能使中國傳統(tǒng)文化發(fā)揚光大的平衡方法。參觀過程提高參觀者的興趣，使得博物館具有強大的感染力和感官表現力。數字化虛擬展示設計帶給人們沉浸式的體驗，開啟數字化博物館展示的新思維方式。

雖然國內外現在非常注重博物館展示的改變，努力研究博物館展示設計方法，但還是存在一些困難。文物保存方面應該探索更好的方法，完善博物館數字化展示系統(tǒng)。數字化是博物館未來的發(fā)展趨勢，是傳播中國傳統(tǒng)文化的最好表達途徑，使中國傳統(tǒng)文化一代一代的傳承下去。

[1]張菁.張?zhí)祚Y.陳懷友.《虛擬現實技術與應用》.清華大學出版社.2011年.

[2]胡小強.《虛擬現實技術》.北京郵電大學出版社.2005年.

[3]《虛擬現實技術》GrigoreC.Burdea,Philippe Coiffet電子工業(yè)出版社 2005年

[4]http://hi.baidu.com/suyuwen1/item/e14ecce1beceb7b42f140bfc.

[5]http://www.cgtiger.com/news/688.html

[6]宗旸.《虛擬現實技術在數字化博物館中的應用》.江蘇省南京市博物館.2010年.

[7]李靜華.《數字化博物館與博物館的信息化建設》林口縣博物館.2009年.