基于2.5維博物館可視化管理系統的研究

摘 要：隨著經濟文化的發展，采用虛擬現實技術、網絡技術、數據庫技術、多媒體技術等進行博物館的可視化管理，是適應時代的發展需要的，建立2.5維的博物館可視化管理系統可以不受時間、環境的限制，將博物館的文化進行有效傳播。

關鍵詞：2.5維；可視化管理；數字博物館

1概述

隨著社會的發展，人們越來越重視文化的傳播。博物館是文化傳播的重要媒介。如何使博物館的信息更好的傳承，更好的服務是我們要考慮的問題。實體博物館中大多數展品都是不可再生的，我們在傳播它的文化同時，也要對其進行保護和保存。隨著網絡技術、多媒體技術的發展，把博物館的文物進行數字化是當前發展趨勢，它可以使人們在不受時間、地點的限制，身臨其境地觀看和感受文化傳播，能將真實博物館搬上網絡，三維展館長年展示，使展館真正成為永不落幕的展館了，從而實現對博物館中文物的保存、再現和傳遞。

目前，對博物館進行數字化的方式主要有兩種方式，一種是通過二維圖片的方式展現館藏信息，并對博物館相關信息進行數字化管理，這種方式形成的數字化博物館占用存儲空間小，利于在網絡中傳輸，但是對于館藏文物，都是以二維的形式存在的，沒有身臨其境的感覺，不能激起瀏覽者的欲望。例外一種方式是純三維的形式，是建立三維虛擬博物館，比較有代表性的博物館有南京博物院、故宮博物院、敦煌博物院、上海博物館、中國歷史博物館等，這些博物館很好地實現了三維的效果，讓人很快的進入到其中，但是這些博物館所占用的空間大[1]，不利于在網絡中傳輸，大多數博物館都是在本地進行瀏覽，這樣不能使在異地瀏覽者進行瀏覽，在一定范圍內失去了它的意義。

文章嘗試把2.5維技術應用到博物館的數字化中，以大慶博物館作為試點，把二維場景和三維場景結合起來，進行2.5維博物館可視化管理系統的研究，實現場景的漫游設計，對各場景的相關信息進行綜合管理。點擊一場景空間可以看見它的范圍、樣貌等信息，把屏幕分為兩塊，一側是場景的數據，一側是場景的樣式，具有直觀性，使人一目了然。2.5維，不同于三維，使得一系列的圖片或者場景以一個偽三維的方式呈現出來，而實際上并非三維。在2.5維的虛擬博物館中，用戶只能以一個固定的角度觀察虛擬場景，不能旋轉或者變換角度。這種建模方式使得建模的數據量大幅度減少的同時，保留了三維場景中的真實感信息，為數據的傳輸和高效表達提供了便利。該項目致力于能夠很好的在網絡上運行，能夠滿足用戶的要求。

2 系統研究的意義

對博物館進行可視化管理包含兩個方面的含義，一個是可視化，一個是管理。是指利用虛擬現實技術、網絡技術、多媒體技術將博物館的場景進行虛擬數字化，生成一個仿真的系統，同時對館藏的信息進行管理。在保護館藏文物的同時，使人們足不出戶就可以瀏覽博物館中保存的珍貴文物，以及博物館的場景，并實現瀏覽者與虛擬場景間進行交互體驗。對博物館進行可視化是傳統展示方法與先進計算機虛擬技術的結合[2]。因此建設博物館的可視化系統具有重要意義：

（1）通過對博物館的數字化，建立其相應的館藏內文物以及陳列品的相關信息數據庫，可以很好的保護、保存那些珍貴和瀕危的歷史文物，并可以對破損的文物進行修復和重建。

（2）博物館的可視化借助網絡手段提高文物的展出率和展出效果，提高展館的知名度，促進文化的傳播；利用多媒體技術，以文字、聲音、圖片、視頻及3D模型等形勢充分展現了藏品所承載的知識。

（3）博物館的可視化是潛在觀眾變為實體展館觀眾的橋梁，彌補了地域性的限制，可以是用來進行遠程教學的課堂，是促進實體展館管理水平提高的有效手段[3]。

本項目是以大慶博物館作為試點，大慶博物館可視化管理系統的實現，可以宣傳大慶的歷史文化知識，吸引更多游客來大慶旅游，對提高大慶市旅游收入，提高城市知名度具有較強的實際意義。

3 系統的功能

博物館進行可視化管理是將傳統博物館的業務工作與計算機網絡上的活動緊密結合起來，構筑博物館大環境所需要的信息傳播交換的橋梁，把枯燥的數據變成鮮活的模型，使實體博物館的職能得以充分實現。引領博物館進入公眾可參與交互式的新時代，引發觀眾濃厚的興趣，從而達到科普的目的。

博物館主要實現以下功能：

（1）實現的館藏文物的360度動畫效果，讓瀏覽者可以全方位無死角地觀看館藏精品。

（2）實現藏品信息管理，對進入藏品數據庫的信息進行統計、查詢和知識整合。

（3）實現博物館的各個場景的瀏覽，自動從一個場景進入到另外的場景。

（4）實現場景預加載功能，加快系統的加載速度，解決用戶等待的問題。

（5）實現人物漫游的交互體驗功能，使瀏覽者可以在場館內沿著任意的路線進行瀏覽。

（6）實現快速導航功能，用戶在左側列出二維的相關場景，當點擊左側的某個位置時，右側直接跳轉到相對應的2.5維的場景上或者展品的位置。

4 系統采用的技術路線

（1）研究相關的關鍵技術，為設計打下堅實的基礎。

（2）通過調研，確定把博物館當中的哪些部分作為研究的對象。

（3）通過照相、手工測繪等方法得到對象的精確數據，利用AutoCAD等工具在電腦進行繪制成形。

（4）利用CAD模型導出的二維圖紙在3Dmax中進行三維建模，生成主要場景的三維模型，然后根據相關場景建立2.5維的場景投影。

（5）建立xml，加入虛擬人物的行走路線、模型的介紹等。利用FLex編程實現界面控制。

（6）建立2.5維博物館可視化管理系統，開通調試。

5 系統的應用前景

由于基于2.5維的虛擬產品同時具有二維和三維的優點，具有存儲空間小，易于傳輸、真實感強的特點，所以本項目的研究成果可以應用于虛擬農機的可視化管理上，由于農機具體積龐大，結構復雜；可以應用于中小企業的機械產品的展示中；應用于文化遺址的虛擬構建中；以及把實驗過程和現象生動直觀地呈現在學生面前，為學生提供他們體驗和觀測的環境，致使教學的課堂不再是單調枯燥的、教學效果不顯著的課堂，應用于虛擬實驗平臺的建設等。

6 結束語

博物館的可視化不只是現實世界中實體展館的簡單復制，而是實體展館社會價值的補充和擴展，是實體展館在互聯網上的一扇窗口。建立2.5維的博物館可視化系統可以滿足對于博物館館藏信息的數字化管理，實現館藏展品的2.5維的虛擬展示，使沒有到過實體展館的人可以借助此系統了解展館，了解展品信息，增加去實體展館的興趣，是實體博物館傳播文化的有益補充。

參考文獻

[1]梁芳.基于虛擬現實的虛擬博物館交互性展示研究[D].上海：上海大學，2010（4）.

[2]張靜，許潔.古文物藝術造型的數字化與虛擬展示[J].西安工程大學學報，2011，25（6）：835-837.

[3]朱旦晨，宋桂嶺.基于Unreal3的虛擬博物館系統的實現[J].計算機與現代化，2010（12）：48-52.

作者簡介：王娜（1980-），女，碩士，講師，現主要從事網絡多媒體的教學與科研工作。

劉桂陽（1972-），男，碩士，教授，主要從事虛擬現實技術的研究。

高云麗（1974-），女，碩士，講師，現主要從事多媒體技術的研究。

劉金明（1980-），男，碩士，講師，現主要從事網絡多媒體技術的研究。

李龍威（1988-），女，碩士，助教，現主要從事多媒體技術的研究。