“沉浸式”全息數字博物館應用展望

高薇華 劉 姣 韓 瀟

(中國傳媒大學動畫與數字藝術學院，北京 100024)

一、“全息”簡介及其發展

“全息”的本意是指在真實世界中呈現出三維的虛擬影像，這個概念從20世紀中期開始被不同程度地探索實現。全息投影技術(front-projected holographic display)也稱虛擬成像技術，是利用干涉和衍射原理記錄并再現物體真實的三維圖像的技術。第一步，利用干涉原理記錄物體光波信息，即拍攝過程。第二步，利用衍射原理再現物體光波信息，即成像過程。全息圖的每一部分都記錄了物體上各點的光信息，故原則上它的每一部分都能再現原物的整個圖像，通過多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個不同的，而且互不干擾，分別顯示。全息投影技術具有立體感強、拍攝數據不易損壞等優勢，因此特別適合應用于珍貴文物資料的展示與保存。利用全息投影技術這一特點，建立來自全國，甚至全世界范圍的文物資料數據庫，實現利用數據庫的全息化展示隨時隨地觀看文物、藝術品的可能。通過全息投影技術的應用，打造“沉浸式”的數字化博物館將為博物館的建設帶來新的生機。

博物館的數字化早有發展。1992年，聯合國教科文組織開始啟動“世界記憶”計劃，直至1995年，美國建成博物館互聯網系統，實現了館藏品的跨時空展示。隨著數字技術普及，越來越多的國家開始打造自己的數字化博物館。法國盧浮宮建設網絡博物館，并提供了網絡3D虛擬參觀。日本，英國等國家也紛紛建立相應數字博物館。此外，新加坡國家遺產文物局為亞洲文明博物館等6家文博機構提供了在線3D博物館的虛擬展廳。博物館的發展從網絡數據庫發展到3D虛擬展廳。

我國博物館數量雖然龐大，但在博物館的管理和運營方面仍然存在諸多問題。據統計，截至2014年，我國已備案的博物館已多達4165家。［1］盡管博物館在地理層面上遍地開花，但涉及到實際的運營、文化的展覽和保存等方面時，還存在一些問題。傳統博物館的文物展示方式趨于靜態和平面化，隔著厚重的防盜展柜，想要近距離欣賞文物的全貌十分困難;倘若展出的是古書籍這種無法暴露在空氣中、異常脆弱的藏品類型，無論是運輸還是保養都需要耗費大量資金和人力;對觀者來說，想要通過觸摸或翻閱書頁來全面了解書籍的風貌，在現今的情況下是完全不可能的。而全息技術恰恰能彌補這個缺憾，使文物和非物質文化遺產“活”起來，以便更好地展示給人們。提升交互性、建設多元化的立體展廳正在成為未來數字化博物館的發展趨勢。

在全息投影技術，交互技術及全息攝影的數據庫建立完善的基礎上，打造立體化，可互動，沉浸式的博物館，為傳統博物館帶來全新的經營理念和結構框架。具體體現在以下五個方面。

二、全息技術的具體構建、應用

(一)交互式、立體化宣傳導覽裝置構建

利用全息投影技術可以改良博物館的硬件設施，增加博物館展示方式的互動性和立體化，打造全息化的展示櫥窗，宣傳海報等，豐富宣傳手段;利用可互動的全息地圖和全息電子書的結合，實現新的互動式的全息講解展示，取代傳統的電子講解器;利用全息舞臺劇的技術制作全息講解展示視頻，取代傳統的紀錄片，豐富感官體驗;利用全息技術打造全息文物立體影像，取代傳統文物展示，同時實現多館異地展示的可能。文物數據庫一旦建立，將會便于相關應用的開發和建設。可參見圖1。

圖1 全息數碼地圖與傳統平面圖對比

(二)交互式、全角度的全息文物展示裝置

利用全息攝影技術展示文物，可有效解決部分文物不便運輸和展示的問題，通過數字手段實現文物的保存、修復和還原，讓文物真的“活”起來。全國很多地方，仍然有大量文物面臨出土后損壞嚴重或難以保存的問題，利用全息攝影技術，結合館藏數據庫，實現細節化，全方位的文物展示，由靜態轉變為互動式，由單一面展示轉變為立體化全角度展示，將為問題的解決提供一種新的思路。可參見圖2。

圖2 全息投影技術文物展示示范

(三)基于移動設備的便攜式“掌上博物館”

除了博物館內部建立展示，還可以將全息攝影技術應用于移動終端，與基于android或apple系統的APP結合，或與GPRS定位系統結合，豐富文物的展示模式，改變傳統展示方式中展品擺放單一死板的問題，使參觀者可以隨時隨地利用移動設備觀賞文物細節。同時，移動終端上全息技術的應用可以吸引年輕人了解和學習博物館文化。

(四)全息攝影技術實現文物歷史背景再現

全息投影技術不僅可以產生三維立體的空中幻像，還可以使幻像與表演者互動，一起完成表演，產生令人震撼的演出效果。

傳統博物館，文物展示存在展示方式單一問題，僅有文物擺放和文字介紹不能充分展現古文明的魅力，單一平面化的展示方式難以吸引大部分人觀看。很多文物，尤其是商周時期的文物背后往往包含富有神話色彩的故事，這些故事虛實相交，很難僅通過實拍的視頻實現。如果能以全息技術拍攝并結合影像與人互動的成分，以此展示文物的歷史背景、用途、傳說、象征意義等，文物的魅力可以充分體現。如三星堆博物館中祭臺的展示，若結合三維動畫與全息技術將祭臺火焰、儀式等展示出來，效果將會更加強烈，更富感染力。

(五)全息投影技術與新技術結合、應用打造多元化創新性博物館

由全息技術建立的數據庫還可以與多種技術結合，達到不同的目的。如與AR(增強現實)技術、VR(虛擬現實)技術結合，只需搬運儀器設備，便能在世界各地展示難以移動的洞窟等自然景觀的全貌，將諸如龐貝古城這樣已無法修復的遺址、遺跡當年的風貌進行情景再現，而觀眾只需佩戴3D眼鏡，或借助移動設備，便可觀賞到逼真的立體影像。

另外，建設博物館的文創商店也是現代博物館運營中重要的一環。將全息技術與現今流行的3D打印技術結合，借助已有的全息資料數據庫，可以“打印”出精美的文物紀念品，把類似于敦煌石窟造像這樣逼真的文物模型帶回家。這些文物模型或許將成為文創商店中最暢銷的商品之一，可在一定程度上緩解如今廣泛存在的博物館建設資金不足的問題。

三、結語

全息技術的利用可幫助傳統博物館向沉浸式、互動性的數字化全息博物館轉型，也將成為未來博物館展示文物和文化遺產傳播的有效手段。

［1］李韻.我國博物館數量達4165家［N］.光明日報，2014-05-19(1).