黃智孟 宋琳琳 梁燕敏

摘要：物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、傳感技術(shù)以及三維成像技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展極大地拓展了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，逐漸融入人們的日常生活。博物館作為展示人類文明的窗口，建造數(shù)量呈逐年上升的趨勢，然而相關(guān)質(zhì)量卻沒有跟上，極大地影響了觀者對(duì)博物館空間游覽的熱情和期待。目前，雖然具有先見的博物館已經(jīng)將此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到空間設(shè)計(jì)中為展陳添磚加瓦，但卻并沒有普及，仍處于探索階段?；诖耍恼绿接懭绾握_地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到博物館空間設(shè)計(jì)中，并提出了相關(guān)應(yīng)用的原則，以上海豫園的VR敦煌展以及中國園林博物館開展的《“看見”圓明園》等為實(shí)例，希望能為博物館空間應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；博物館；空間設(shè)計(jì)；沉浸式體驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TN915.03文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，它的產(chǎn)生和發(fā)展在帶來第三次信息化發(fā)展浪潮的同時(shí)，還引發(fā)一場改變現(xiàn)代社會(huì)活動(dòng)和生產(chǎn)生活方式的技術(shù)變革，通過現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)、智能感知和自動(dòng)化聚合與集成技術(shù)，將互聯(lián)網(wǎng)與物連接，甚至與人相聯(lián)系，從而打造了一個(gè)萬物萬聯(lián)的智慧世界。在這樣的時(shí)代背景推動(dòng)下，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而建立起來的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、傳感技術(shù)以及三維成像技術(shù)有了進(jìn)一步發(fā)展，使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為使用者提供一個(gè)可看、可聽和可互動(dòng)的“沉浸式”空間環(huán)境成為可能，其應(yīng)用領(lǐng)域隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展也在不斷地?cái)U(kuò)展。博物館作為一個(gè)國家文明發(fā)展的重要見證，不僅僅是文物展出和儲(chǔ)藏的空間，還承擔(dān)著向大眾和社會(huì)傳播歷史文化的責(zé)任，對(duì)于我國的教育和文化事業(yè)至關(guān)重要。因此，它更需要采用先進(jìn)的科技手段以達(dá)到更好的科普效果。2021年，國家文物局官網(wǎng)發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)博物館改革發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出，實(shí)施 “博物館+”戰(zhàn)略，通過互聯(lián)網(wǎng)傳播等方式盤活館藏資源，這為博物館的發(fā)展指明了方向。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality， VR）是一門集仿真技術(shù)、人機(jī)接口、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等于一體的綜合性的信息技術(shù)。它可以創(chuàng)建一種“視覺+聽覺+觸覺”的虛擬環(huán)境，是一種實(shí)現(xiàn)多源信息融合的、交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真［1］。這樣的仿真技術(shù)使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)擁有三大核心特點(diǎn)，即交互性、沉浸性和構(gòu)想性的“3I”特征［2］。其類型按照技術(shù)的不同，可分為沉浸型、簡易型、共享型和增強(qiáng)型。其中，沉浸型是一種高級(jí)又相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，起步晚，但應(yīng)用前景廣［3］。目前來看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在虛擬景區(qū)、虛擬歷史遺跡等方面。作為本文研究的重點(diǎn)博物館空間，其應(yīng)用早在2015年就已有先例。世界四大博物館之一的大英博物館曾推出了一種全新的互動(dòng)展覽方式。用戶通過控制器就可查看館中的藏品，甚至可以感受觸摸的感覺，這為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館空間設(shè)計(jì)提供了好的樣本［4］。

2 博物館空間設(shè)計(jì)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的必要性

2.1 空間展示形式缺乏新意

博物館空間展示形式是展示內(nèi)容“物化”和“落地”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是觀者與展示內(nèi)容溝通的橋梁［5］。當(dāng)下大多數(shù)博物館的空間展示形式停留在傳統(tǒng)單一的靜態(tài)展示，通常在展品一側(cè)的標(biāo)簽上加上大段晦澀難懂的文字說明，或者在展陳中設(shè)置玻璃、圍欄等，以平鋪直敘的方式闡述原理或介紹其發(fā)展歷史。這樣既阻礙了觀者與展品之間的溝通，又十分枯燥，很容易導(dǎo)致觀眾失去閱讀和參觀的興趣。

2.2 空間展示形式與內(nèi)容不協(xié)調(diào)

博物館空間展示形式與內(nèi)容的關(guān)系是既獨(dú)立又統(tǒng)一，二者是一個(gè)不可分割的整體，內(nèi)容的展示需要借助形式這個(gè)載體，同時(shí)形式的選擇取決于展示內(nèi)容。然而，我國大部分博物館展陳設(shè)計(jì)缺乏對(duì)內(nèi)容的深入了解，對(duì)于展示形式是否滿足展品的展示需求缺乏考慮，使得設(shè)計(jì)出來的展示空間往往存在形式與內(nèi)容不協(xié)調(diào)的問題，觀者在參展后，對(duì)獲取的信息也是一知半解。

2.3 情感化設(shè)計(jì)不足

情感是參觀過程中最為不可或缺的環(huán)節(jié)，它源于觀者與展品之間所產(chǎn)生的共鳴，這是由知覺體驗(yàn)引發(fā)的最高層次體驗(yàn)，讓人們可以了解展示背后設(shè)計(jì)者所表達(dá)的精神內(nèi)涵。然而，在大多數(shù)博物館空間設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者缺乏對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象定位的觀念，忽視展品與觀者之間的交互問題，使觀者與博物館空間處于被割裂的狀態(tài)，導(dǎo)致觀者無法達(dá)到情感層面的共鳴。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館空間設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

虛擬現(xiàn)實(shí)作為一種可以輔助博物館空間展示的技術(shù)，最大的優(yōu)勢就是彌補(bǔ)傳統(tǒng)展示中諸多的缺憾，使觀眾不但可以簡單了解相關(guān)知識(shí)，還可以融入展覽后與展品進(jìn)行互動(dòng)，體驗(yàn)展品背后的歷史和文化［6］。如何正確地將其應(yīng)用到博物館空間設(shè)計(jì)中，是此次研究的重點(diǎn)。本文在分析博物館現(xiàn)狀問題的基礎(chǔ)上，提出了3條與其相適應(yīng)的應(yīng)用原則并以相關(guān)實(shí)例加以說明。

3.1 應(yīng)用原則

3.1.1 重視展示內(nèi)容策劃原則

展示內(nèi)容是空間設(shè)計(jì)定位和創(chuàng)意的根本，是升華內(nèi)涵的基礎(chǔ)，因此在策劃展示內(nèi)容時(shí)切勿隨大流，應(yīng)緊扣自身的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)的特點(diǎn)，進(jìn)行合理的虛擬現(xiàn)實(shí)展項(xiàng)設(shè)計(jì)。在這個(gè)過程中，要注意兩點(diǎn)：（1）要分清虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與多媒體技術(shù)的差別，避免照搬以往的設(shè)計(jì)思路；（2）切勿過分追求新穎，應(yīng)該基于自身特點(diǎn)，合理應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

3.1.2 展示形式與內(nèi)容相一致原則

博物館空間設(shè)計(jì)過分追求展示形式的視覺效果，可能會(huì)導(dǎo)致與內(nèi)容相脫離，使得空間形式成為內(nèi)容的牢籠。在虛擬現(xiàn)實(shí)展現(xiàn)設(shè)計(jì)中，要避免形式與內(nèi)容不一致的問題，采用的虛擬展示形式是否符合內(nèi)容、是否符合自身的環(huán)境是首先需要考慮的［7］。另外，基于展品本身的特征，每個(gè)品類的展品對(duì)形式的需求不同，因此，在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)時(shí)，應(yīng)選擇與內(nèi)容相適應(yīng)的形式。

3.1.3 情景營造的逼真性原則

場景的真實(shí)感越強(qiáng)，觀者的代入感和體驗(yàn)感就會(huì)越強(qiáng)烈。如何打造虛擬場景的真實(shí)性，主要通過以下幾點(diǎn)：（1）虛擬展示項(xiàng)目需要與真實(shí)世界的數(shù)據(jù)體系相同，不然會(huì)造成觀者的認(rèn)知偏差；（2）提高觀者與場景交互的自然性，將相關(guān)信息實(shí)時(shí)反饋給體驗(yàn)中的觀者并精簡交互動(dòng)作；（3）利用情感仿生代理引起觀者的情感共鳴，通過模擬現(xiàn)實(shí)世界人的行為動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)與人自然親切的交流。

3.2 應(yīng)用實(shí)例

目前，我國博物館的設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)的展現(xiàn)主要體現(xiàn)在實(shí)境和虛境兩個(gè)方面，二者各有側(cè)重，互相成就。其中，實(shí)境指的是虛擬游覽現(xiàn)實(shí)存在的展品或博物館。首先是展品的虛擬，最具有代表性的實(shí)例就是上海豫園的VR敦煌展。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在敦煌眾多石窟中，選擇6個(gè)最具代表性的石窟進(jìn)行了藝術(shù)創(chuàng)作，為觀展者打造一個(gè)既真實(shí)又夢幻的景象，觀眾可以領(lǐng)略悠久燦爛的中國文化。觀者只需帶上VR眼鏡，就可清晰地看到莫高窟壁畫中的細(xì)膩之處，它會(huì)依據(jù)觀者目視點(diǎn)的移動(dòng)以及壁畫和穹頂上的標(biāo)記點(diǎn)，將壁畫中的飛天佛像、山水鳥獸等畫面降落在觀者面前。另外，長廊的墻面通過影像融合技術(shù)被制作成了4幅具有代表性的壁畫。畫中的“九色鹿”等似乎要從墻里跳躍而出。地面還設(shè)置了互動(dòng)技術(shù)。通過雷達(dá)捕捉和系統(tǒng)識(shí)別，觀者每走一步，腳下就會(huì)生出一團(tuán)粉色桃花。此次展覽的成功舉辦，一方面使不能移動(dòng)或者不便移動(dòng)的文物，實(shí)現(xiàn)了跨地區(qū)的展出；另一方面，讓觀者可以更加細(xì)致地了解到不能近距離觀看的文物。

實(shí)境的虛擬現(xiàn)實(shí)還有一種更為常見的方式，即線上對(duì)博物館進(jìn)行虛擬，使人們足不出戶就在博物館的海洋里徜徉。為了讓更多的觀眾走進(jìn)博物館，“云展覽”逐漸成為博物館服務(wù)的新形式。例如：廣東省博物館通虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和全景技術(shù)將展館“搬運(yùn)”到線上，打破了線上與線下、時(shí)間和空間的界限。人們只需打開廣東省博物館的網(wǎng)站，進(jìn)入虛擬展廳，就可以觀看該館精心布置的29個(gè)虛擬展覽，有粵藏宋元書畫展、中國水陸畫展、紅樓文化展、廣作家具展以及潮州木雕展等。通過鼠標(biāo)操作和畫面提示，觀者可進(jìn)入館內(nèi)，360度轉(zhuǎn)換視角，細(xì)致觀察玻璃背后的展品。這既可以讓人們隔著屏幕一覽文物的風(fēng)采、感受文化遺產(chǎn)的魅力，在拉近人與藏品距離的同時(shí)，還可以讓傳統(tǒng)文化插上科技的翅膀，讓文物“活”起來。南越王墓博物館采取同樣的方式，將墓室虛擬展示在線上，讓因保護(hù)文物而無法親身體驗(yàn)的游客可以感受南越王墓的風(fēng)采。

中國的文化遺產(chǎn)極為豐富，其歷史文化價(jià)值更是吸引了來自五湖四海的無數(shù)游客［8］。然而，對(duì)于那些因?yàn)闅v史原因和技術(shù)原因，觀者無法觀看的文化遺產(chǎn)，博物館可通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將其帶到觀者面前。因此，博物館空間中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展示的虛境是指已經(jīng)不存在或者未開發(fā)文物的復(fù)原。例如，中國園林博物館開展的《“看見”圓明園》，該展覽借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)因被毀已不存在的圓明園中的正大光明、勤政親賢、方壺勝境、西洋樓、海岳開襟等26個(gè)景區(qū)，以“園居理政”“暢襟仙境”“西風(fēng)東納”三大主題進(jìn)行了復(fù)原，通過實(shí)體搭建與VR結(jié)合的方式，再現(xiàn)萬園之園的恢宏景色，使觀者在展廳中看到“再現(xiàn)”的歷史場景，從而獲得沉浸式的虛擬游覽。和以往展覽的不同的是，游客除了可以身臨其境般看到園林之景、建筑物外，還可以觀看園內(nèi)各種各樣的藏品，包括清代官方建筑圖紙復(fù)制品、奧地利藝術(shù)家以復(fù)原成果為基礎(chǔ)繪制的系列銅版畫作品等。此外，博物館為游客展現(xiàn)皇家對(duì)尋找桃花源意境在園林上的表達(dá)，在一層大廳以圓明園四十景之一的“武陵春色”為藍(lán)本，設(shè)置了一處園林藝術(shù)體驗(yàn)中心。

對(duì)因特殊原因仍未被挖掘的秦始皇地宮進(jìn)行的虛擬現(xiàn)實(shí)還原以及近年來湖南省博物館推出的《國寶迷蹤》項(xiàng)目，都運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。其中，《國寶迷蹤》是虛境空間的展示，是目前國內(nèi)最大的VR歷史博物館體驗(yàn)項(xiàng)目，由虛擬動(dòng)點(diǎn)聯(lián)合虛境科技共同打造而成。該項(xiàng)目通過66臺(tái)虛擬動(dòng)點(diǎn)的OptiTrack主動(dòng)式紅外攝像機(jī)定位還原了這場時(shí)空旅行，并在途中加入1∶1復(fù)原好的14組文化道具，讓人們通過識(shí)別影像穿越到過去，置身于晚商的廳堂，依靠視覺和動(dòng)作的捕捉技術(shù)，身臨其境般來回走動(dòng)，觀賞精美青銅器的同時(shí)，需要完成尋寶任務(wù)，找到因時(shí)空錯(cuò)亂丟失的西漢漆盤，之后再由時(shí)光穿梭機(jī)一步步帶領(lǐng)人們穿越不同時(shí)空完成節(jié)點(diǎn)任務(wù)，直到找到漆盤并讓其重回西漢。此項(xiàng)目以宏大的視角和逼真的感知再現(xiàn)了那個(gè)時(shí)期絢爛多彩的文明，不僅可以讓人們深刻體會(huì)晚商至西漢時(shí)期的生產(chǎn)生活場景，還可以讓人們親手觸摸到這些文物，感受其紋理和外觀，甚至可以體驗(yàn)到逼真、刺激的弓弩戰(zhàn)爭。從側(cè)面可以看出，它的落地，正是科技與傳統(tǒng)文化融合的標(biāo)志，成為了歷史博物館展陳方式的重要里程碑。這也更加說明了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館空間設(shè)計(jì)中的應(yīng)用不僅可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)展示的不足，在豐富其表現(xiàn)形式的同時(shí)，還能加強(qiáng)觀者與展品的交流與互動(dòng)。

4 結(jié)語

目前，雖然虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館空間設(shè)計(jì)中的應(yīng)用并不多見，且多視為博物館空間設(shè)計(jì)中填補(bǔ)傳統(tǒng)展示漏洞的手段，視覺效果的表達(dá)上也處于起步階段，需要借助相關(guān)碩大和笨重的設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)，但是它的發(fā)展前景十分可觀，未來可能會(huì)引起一場展覽方式和藝術(shù)表達(dá)上的變革。另外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)集成了多種新興技術(shù)和設(shè)計(jì)理念，未來在博物館展項(xiàng)設(shè)計(jì)過程中可能會(huì)遇到更多的挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)

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［8］王圣潔.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館展示設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究［D］.無錫：江南大學(xué)，2018.

（編輯 王永超）