摘 要：近年來，日照市博物館在文物展示與保護領域積極運用數(shù)字化技術，取得了卓越的成效。通過三維重建技術，博物館能夠精確記錄和展示文物的形態(tài)、紋理和細節(jié)，使觀眾能夠全方位地觀察和研究文物；虛擬現(xiàn)實技術為觀眾創(chuàng)造了沉浸式的虛擬環(huán)境，讓他們身臨其境地體驗歷史場景和文化遺產；增強現(xiàn)實技術則通過在現(xiàn)實環(huán)境中疊加虛擬信息，實現(xiàn)了文物的互動展示。數(shù)字化技術不僅提升了文物展示的靈活性和觀賞性，還增強了保護的科學性和有效性，推動了文化遺產的保護與傳播。文章探討了這些技術在日照市博物館中的具體應用，并分析了其在提升觀眾體驗和文物保護方面的效果。

關鍵詞：數(shù)字化技術；文物展示；文物保護；三維重建

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2024.23.009

在現(xiàn)代社會中，博物館不僅是文化遺產的守護者，更是文化傳播和教育的重要平臺。隨著科技的迅猛發(fā)展，數(shù)字化技術為文物展示和保護開辟了新的路徑。日照市博物館作為國家一級博物館，其擁有豐富的館藏文物。為了更好地展示和保護這些文化瑰寶，日照市博物館積極引入和應用先進的數(shù)字化技術。通過三維重建、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實等技術手段，博物館不僅實現(xiàn)了文物的精細記錄和虛擬展示，還增強了觀眾的互動體驗和沉浸感。這些技術的應用，不僅讓文物在數(shù)字世界中煥發(fā)出新的生命力，也為文化遺產的保護和傳承提供了堅實的技術支持。日照市博物館的實踐為其他博物館提供了寶貴的經驗和啟示，展示了數(shù)字化技術在文物展示與保護中的巨大潛力。

1 數(shù)字化技術概述

數(shù)字化技術是指通過使用計算機和其他電子設備，將物理對象或過程轉換為數(shù)字格式的技術，包括三維掃描、虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）、數(shù)據(jù)管理和分析等。在博物館領域，數(shù)字化技術應用廣泛，主要用于文物的展示和保護。三維重建技術通過掃描和建模，將文物的形態(tài)、紋理和顏色精確記錄，并以數(shù)字形式保存；VR技術通過創(chuàng)建逼真的虛擬環(huán)境，讓觀眾沉浸在歷史場景中；AR技術則通過在現(xiàn)實環(huán)境中疊加虛擬信息，實現(xiàn)文物的互動展示。這些技術的應用不僅提高了文物展示的靈活性和觀賞性，還增強了文物保護的科學性和有效性，推動了博物館領域的現(xiàn)代化發(fā)展①。

2 日照市博物館數(shù)字化展示實踐

2.1 數(shù)字化展示技術的應用

2.1.1 三維重建技術

三維重建技術是指利用計算機的視覺和圖像處理技術，將文物的二維圖像或掃描數(shù)據(jù)轉換為高精度的三維模型。這一過程通常涉及多視圖立體匹配、結構光掃描和激光掃描等技術手段。通過三維重建，文物的形態(tài)、紋理和細節(jié)可以被精確地記錄與呈現(xiàn)，使觀眾能夠從各個角度觀察和研究文物。同時，三維重建技術還可以用于數(shù)字修復和虛擬展示，通過數(shù)字化模型重現(xiàn)文物的原貌，提供遠程訪問和虛擬展覽的可能性，提高文物展示的靈活性和觀賞性②。

2.1.2 VR技術

VR技術通過創(chuàng)建逼真的虛擬環(huán)境，使觀眾能夠身臨其境地體驗歷史場景和文化遺產。VR技術依賴于計算機圖形學、實時渲染和人機交互等技術，將文物的數(shù)字模型和相關背景信息整合在虛擬空間中。觀眾可以使用頭戴式顯示器（HMD）和觸控設備與虛擬環(huán)境進行互動，感受文物的歷史氛圍和文化內涵。VR技術不僅增強了觀眾的沉浸感和參與感，還為文物展示提供了創(chuàng)新方式，使那些無法實地參觀的人也能體驗到豐富的文化遺產。

2.1.3 AR技術

AR技術通過在現(xiàn)實環(huán)境中疊加虛擬信息，實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的無縫融合。AR技術依賴于計算機視覺、圖像識別和傳感器融合等技術，將文物的數(shù)字化信息疊加在真實世界的視圖中，觀眾可以通過移動設備或AR眼鏡進行互動。AR技術不僅增強了文物展示的互動性和趣味性，還能夠提供實時的背景信息和解釋，豐富觀眾的觀展體驗。通過AR技術，觀眾可以在現(xiàn)實場景中探索隱藏的歷史細節(jié)和文化故事，提升了文物展示的教育和傳播效果③。

2.2 案例分析—日照市博物館

日照市博物館是國家一級博物館、日照地區(qū)綜合性博物館，現(xiàn)有館藏文物1萬余件，其中國家級珍貴文物222件，涵蓋了從史前到明清各個時期的典型代表器物，尤以大汶口文化、龍山文化和漢代的文物最為豐富。近年來，日照市博物館在數(shù)字化技術的應用方面取得了顯著成效，特別是在文物展示中引入先進技術，使觀眾能夠更深入地了解歷史和文化。

首先，日照市博物館采用了三維重建技術對館藏文物進行精細掃描，生成了高精度的三維模型。這些三維模型不僅詳細記錄了文物的形態(tài)和細節(jié)，還保留了其表面的紋理和顏色。通過三維重建技術，觀眾可以在觸摸屏上360度旋轉和放大文物，細致觀察每一個細節(jié)。

其次，VR技術的引入，為文物展示增添了沉浸式體驗。日照市博物館通過構建虛擬場景，再現(xiàn)了歷史事件和文化背景。觀眾戴上VR頭盔后，仿佛置身于歷史現(xiàn)場，可以看到逼真的場景和人物，并聽到相應的聲音，這種沉浸式的體驗讓觀眾對歷史和文化有了更深刻的感知和理解。

再次，AR技術的應用也大大豐富了博物館的展覽內容。觀眾可以使用智能手機或AR眼鏡掃描展品，看到更多的信息和動畫。例如，掃描一件漢代青銅器，屏幕上會顯示其制作工藝的動畫演示，講述器物背后的歷史故事。

最后，日照市博物館還采用了多媒體互動展示技術，通過大屏幕、多點觸控設備和互動投影，觀眾可以參與到互動展示中。例如，觀眾可以通過觸控屏選擇不同的歷史事件和人物，觀看相關的多媒體資料和視頻。這種互動展示方式為觀眾提供了更加豐富的歷史知識和背景信息，提升了觀眾的參與感，增強了參觀的趣味性。

通過數(shù)字化技術，日照市博物館成功地將現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)文化相結合，不僅提升了文物展示的效果，也推動了文化遺產的保護和傳播。未來，隨著科技的不斷進步和跨學科合作的深化，數(shù)字化技術必將在文物展示與保護中發(fā)揮更大的作用，推動文化遺產的保護和傳播邁向新的高度。

3 日照市博物館數(shù)字化保護實踐

3.1 數(shù)字化保護技術的應用

3.1.1 數(shù)字化保存技術

數(shù)字化保存技術是指通過高精度的三維掃描和數(shù)字成像技術，將文物的物理特征以數(shù)字形式永久保存。這一過程包括利用激光掃描、結構光掃描和攝影測量等方法，生成文物的詳細三維模型和高分辨率圖像。這些數(shù)字檔案不僅能夠精確記錄文物的形態(tài)、紋理和顏色，還能通過元數(shù)據(jù)（metadata）包含文物的歷史信息和學術注釋。數(shù)字化保存技術為文物的長久保存和研究提供了重要保障，特別是在文物面臨自然老化和災害威脅時，其數(shù)字副本可以作為寶貴的備份和研究資料。

3.1.2 文物修復中的數(shù)字化輔助技術

文物修復中的數(shù)字化輔助技術是指通過三維建模和虛擬仿真技術，為文物修復提供精確的方案和模擬操作。使用計算機斷層掃描（Computed Tomography，CT）和三維建模軟件，修復專家可以在虛擬環(huán)境中詳細觀察文物的內部結構和受損情況。虛擬仿真技術允許修復人員在數(shù)字模型上進行各種修復方案的預演和測試，評估其效果和可行性。這種無損修復方法不僅提高了修復工作的精度和效率，還減少了實際操作中的風險和誤差，確保文物修復的科學性和可逆性④。

3.1.3 預防性保護技術

預防性保護技術是指通過綜合利用環(huán)境監(jiān)測、傳感器網絡和數(shù)據(jù)分析技術，實時監(jiān)控文物的保存環(huán)境和狀態(tài)。采用溫濕度傳感器、光照度傳感器和空氣質量傳感器等設備，系統(tǒng)性地收集環(huán)境數(shù)據(jù)，并利用物聯(lián)網（IoT）技術進行數(shù)據(jù)傳輸和分析。這些數(shù)據(jù)幫助管理人員及時發(fā)現(xiàn)潛在的環(huán)境風險，如溫濕度波動、光照過強或空氣污染等，并采取相應的調控措施。預防性保護技術通過創(chuàng)建適宜的保存環(huán)境，延長了文物的壽命，并有效預防了環(huán)境因素對文物的損害。

3.2 案例分析—日照黑陶

日照黑陶是山東省日照市的一項傳統(tǒng)制陶技藝，其因獨特的審美和文化價值而著稱。日照黑陶通體漆黑，閃閃發(fā)亮，具有色如墨、聲如鐘、薄如紙、亮如鏡、硬如瓷的特點，被譽為“原始文化中的瑰寶”。為了更好地保護和展示這一珍貴的文化遺產，日照市文物保護中心引入了先進的數(shù)字化技術，取得了顯著成效。

首先，文物保護團隊利用高精度三維掃描儀對日照黑陶進行詳細掃描，生成了精確的三維模型。這些模型不僅記錄了黑陶的形態(tài)和紋理，還保留了其獨特的光澤和色彩信息。通過三維重建技術，研究人員可以從各個角度細致觀察黑陶的每一個細節(jié)，為修復提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。此外，這些數(shù)字模型還為遠程教育和研究提供了寶貴的資源。

其次，文物保護團隊在修復過程中使用了CT技術，對黑陶的內部結構進行詳細分析。通過CT掃描獲取的內部數(shù)據(jù)，再結合三維建模軟件，重建了黑陶的內部和外部結構。虛擬仿真技術允許修復專家在數(shù)字模型上模擬修復方案，評估其可行性和效果。例如，針對破損嚴重的黑陶器物，專家可以在虛擬環(huán)境中模擬不同的修復方法，確定最佳方案，從而提高實際操作的精準度，避免直接操作可能帶來的二次損傷。

最后，文物保護團隊利用數(shù)字化技術將日照黑陶的保護和修復成果進行展示與傳播。通過建立在線虛擬展覽平臺，觀眾可以瀏覽黑陶的三維模型和修復過程的詳細記錄，了解其歷史背景和修復故事。虛擬展覽不僅擴大了黑陶文化的傳播范圍，還增強了觀眾的參與感和互動性，為無法親臨現(xiàn)場的觀眾提供了寶貴的文化體驗機會。

通過這些數(shù)字化技術的應用，日照黑陶的保護和展示工作得到了顯著提升，不僅有效保護了這一珍貴的文化遺產，也使其煥發(fā)出新的生命力。未來，隨著技術的不斷進步，數(shù)字化技術將在文物保護與展示中發(fā)揮更大的作用，推動傳統(tǒng)文化的傳承與發(fā)展⑤。

4 數(shù)字化技術在日照市博物館中的應用挑戰(zhàn)

4.1 技術挑戰(zhàn)

在日照市博物館應用數(shù)字化技術過程中，軟硬件更新和維護是主要挑戰(zhàn)之一。隨著科技的快速發(fā)展，博物館需要不斷更新設備和軟件，以保持技術的先進性和穩(wěn)定性。然而，頻繁的更新和維護需要投入大量人力與財力，增加了博物館的運營負擔。此外，不同數(shù)字化技術系統(tǒng)之間的兼容性問題，也可能導致技術整合和應用的復雜性增加，影響文物展示和保護的效果。因此，日照市博物館必須在技術規(guī)劃和實施上制定詳細的策略，以確保軟硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和有效更新。

4.2 經濟挑戰(zhàn)

數(shù)字化技術的應用需要大量資金投入，包括設備購置、軟件開發(fā)、系統(tǒng)維護和專業(yè)人員培訓等方面的費用。這些投入對博物館的預算構成了巨大壓力，尤其是在經濟資源有限的情況下。此外，博物館還需要進行成本效益分析，評估數(shù)字化技術帶來的實際收益和長遠效益。如果投入產出比不高，可能會影響博物館的財務狀況和未來的技術發(fā)展。因此，合理規(guī)劃資金投入，并尋找多元化的融資渠道，是日照市博物館面臨的重要經濟挑戰(zhàn)⑥。

4.3 社會挑戰(zhàn)

數(shù)字化技術的應用在提升文物展示效果的同時，也面臨著公眾接受度和教育推廣的挑戰(zhàn)。部分觀眾，特別是老年人，可能對高科技手段的接受度較低，影響觀展體驗。此外，數(shù)字化展示需要觀眾具備一定的技術使用能力，這對普及和推廣提出了更高要求。因此，日照市博物館需要通過多種途徑加強公眾教育和宣傳，提高觀眾對數(shù)字化技術的認知和接受度，確保不同年齡層和背景的觀眾都能享受現(xiàn)代化的文化體驗。同時，通過舉辦相關教育活動和培訓，提升公眾的科技素養(yǎng)，促進數(shù)字化技術在文物展示和保護中的普及應用。

5 日照市博物館數(shù)字化轉型策略

5.1 短期策略

在短期內，日照市博物館的數(shù)字化轉型策略應集中于提升技術應用水平和優(yōu)化用戶體驗。首先，博物館應投資于現(xiàn)有數(shù)字化設備的升級和維護，確保技術的先進性和穩(wěn)定性。其次，引進最新的展示技術，如VR技術和AR技術，豐富展覽形式，提高觀眾的沉浸感和互動性。最后，通過改進數(shù)字化展示內容和設計，提高用戶界面的友好度和操作的便捷性，為觀眾提供更流暢的觀展體驗。定期收集和分析觀眾反饋，不斷優(yōu)化和改進展示效果，提升整體用戶滿意度⑦。

5.2 中期策略

在中期策略上，日照市博物館應注重加強人才培養(yǎng)，構建一支專業(yè)的數(shù)字化團隊。首先，博物館可以通過招聘和培訓，吸引和培養(yǎng)具有數(shù)字化技術背景的專業(yè)人才，提升技術團隊的整體水平。其次，與高校和研究機構合作，開展技術交流和項目合作，提升員工的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。最后，建立完善的內部培訓體系，定期組織員工參加相關培訓和研討會，掌握最新的數(shù)字化技術和應用方法。通過構建一支高素質的數(shù)字化團隊，為博物館的長期發(fā)展奠定堅實的人才基礎⑧。

5.3 長期策略

在長期策略上，日照市博物館應推動跨領域合作，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。首先，博物館應積極與其他文化機構、科技公司和學術機構建立合作關系，共同開發(fā)和推廣先進的數(shù)字化技術，提升文物展示和保護水平。其次，探索多元化的融資渠道，吸引社會資本和政府資金支持，確保數(shù)字化轉型的資金保障。再次，通過舉辦國際性展覽和研討會，提升博物館的國際影響力和競爭力。最后，注重環(huán)境保護和資源節(jié)約，采用綠色科技和可持續(xù)發(fā)展模式，推動博物館在數(shù)字化時代的長期健康發(fā)展，實現(xiàn)文化遺產保護與科技創(chuàng)新的雙贏局面⑨。

6 結語

日照市博物館通過數(shù)字化技術的廣泛應用，實現(xiàn)了文物展示與保護的創(chuàng)新和突破。數(shù)字化技術不僅為文物提供了全新的展示方式，使觀眾能夠更深入、更全面地感受歷史和文化遺產，還在文物保護方面發(fā)揮了重要作用，提升了文物修復的精度和效率。未來，隨著技術的不斷進步，數(shù)字化手段將在文物保護與展示中扮演更加重要的角色，為文化遺產的傳承與傳播注入新的活力。日照市博物館的實踐為其他博物館提供了有益的參考，證明了現(xiàn)代科技在傳統(tǒng)文化領域的巨大潛力和無限可能。通過持續(xù)創(chuàng)新和跨領域合作，博物館將能夠在保護和弘揚文化遺產的道路上不斷前行，開創(chuàng)更加美好的未來。

注釋

①王富玉.關于數(shù)字化文物展示與保護的虛擬技術探析[J].數(shù)碼設計（下），2020（8）：247.

②楊彧.基于3D數(shù)字技術的中國冷兵器數(shù)字化展示研究：以唐橫刀為例[J].鞋類工藝與設計，2024，4（6）：48-50.

③崔齡譽，湯力.基于三維攝影技術的雕塑類文化遺產數(shù)字化復原技術研究[J].藝術科技，2024（3）：65-67.

④梁詠好.革命文物的數(shù)字化展示與保護要點[J].傳奇故事，2021（35）：82-83.

⑤黃思思，劉芝.南昌八一起義紀念館館藏革命文物數(shù)字化展示與保護[J].南方文物，2023（5）：107-112.

⑥向旺.文物保護與數(shù)字化技術的結合研究[J].文物鑒定與鑒賞，2024（4）：67-70.

⑦姜寬舒，于泓，宋元山，等.基于三維掃描及3D打印的文物數(shù)字化保存與逆向修復技術研究與應用[J].科學技術創(chuàng)新，2024（2）：17-23.

⑧王傳昌，李銘，蔡友振.文物保護與博物館展示利用研究：基于劉家莊遺址出土青銅器保護修復成果的思考[J].中國博物館，2021（1）：23-27.

⑨張镅鋒.互聯(lián)網時代文物古建筑數(shù)字化保護與展示研究[J].善天下，2020（12）：377.