基于虛擬現實技術的數字化博物館展陳設計與用戶體驗研究

王梅 張皓瑜

摘 要：博物館作為一個展示平臺，向大眾傳播歷史文化和藝術創造。隨著虛擬現實技術的發展，博物館展陳手段發生了顛覆性的變化。數字化博物館展陳使展品與觀眾親密接觸，不受展出時間、空間的限制，最大程度地向觀眾傳遞展品信息，加強觀眾與展品的互動。將虛擬現實技術作為博物館展陳設計的主要手段，將為博物館產業的發展帶來新的變革。

關鍵詞：虛擬現實技術;數字化博物館;用戶體驗

中圖分類號：TP37文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）17-0029-03

Research on Digital Museum Exhibition Design and User Experience Based on Virtual Reality Technology

WANG Mei1 ZHANG Haoyu2

（School of Information and Engineering， Sichuan Tourism University，Chengdu Sichuan 610100）

Abstract： The museum serves as a display platform to disseminate historical culture and artistic creation to the public. With the development of virtual reality technology， the exhibition methods of museums have undergone subversive changes. The digital museum exhibits make the exhibits intimate contact with the audience， without being limited by the time and space of the exhibition， maximizing the information of the exhibits to the audience， and strengthening the interaction between the audience and the exhibits. Using virtual reality technology as the main means of museum exhibition design will bring new changes to the development of the museum industry.

Keywords： virtual reality technology;digital museum;user experience

以實體化展品為主題的傳統實體博物館，展品都是具有一定年代、歷史背景且以靜態形式居多，會受到溫度、濕度等各方面條件影響。為達到既保存展品又實現展出效果的目的，實體博物館通常會以標簽、時間線、照片、繪畫、模型的方式，闡述展品源自何朝代、挖掘時間、挖掘團隊等，并借助新媒體通過投影、視頻、全息技術等技術手段來重現展品當時的歷史氛圍，向觀眾充分闡述展品的內涵和意義。

傳統實體博物館以展品為紐帶連接觀眾，觀眾可以直觀地對話展品，這種情景模式過于中規中矩，觀眾在觀展時易走馬觀花，沒有真正深究展品背后歷史故事的欲望，并沒有跟展品產生某種呼應。但在互聯網快速發展的推動下，傳統實體博物館的工作者隨即轉換思想和觀念，意識到傳統展陳方式與手段急需更新，應在互聯網的帶動下促進展陳手段多元化。

1 數字化博物館發展現狀

數字化博物館是運用計算機網絡技術、虛擬現實技術（VR）、三維圖形圖像技術、互動娛樂技術、特種視效技術，將現實存在的實體博物館用三維立體的方式完整呈現在互聯網上的博物館。

傳統實體博物館受開放時間、地域環境等因素的限制，觀眾觀展的自主性大打折扣。在互聯網的促進作用下，數字化成為推動實體博物館發展的熱門話題，基于虛擬現實技術的數字化博物館的建設成為可能，利用虛擬現實技術，可以創建和體驗仿真數字化博物館，該項技術使得數字化博物館內的展品實現信息融合、交互式的三維動態視景，能為觀眾創建仿真沉浸式的環境[1-2]。

隨著互聯網的普及，為突破傳統實體博物館的局限性，人們提出了“互聯網+智慧旅游”的概念，數字化將會成為傳統實體博物館的未來發展趨勢。其強烈的沉浸感與直觀的交互效果使觀眾體會到實體展品不可言喻的文化內涵，加深觀眾的認知度，增強展品知識的傳播功能，最大程度地保護展品，突破單一的展陳手段，有助于文化的保留與傳承，發揮博物館最大價值。

2 基于虛擬現實技術的數字化博物館展陳設計

2.1 虛擬現實技術的基本特點

虛擬現實技術屬于多種技術協同融合的高新計算機科學技術，包括計算機三維圖形技術，立體顯示技術，用戶體驗者肢體跟蹤、視覺、聽覺、觸覺的數據反饋技術，文字、圖形等多種形式的數據交互技術[3-4]。

簡單來說，虛擬現實技術指借助計算機運算和傳感技術創造的一種人機互動模式，具有以下幾個顯著特點。一是形態模擬性強。虛擬現實技術可對展品進行運動狀態模擬，使觀眾在模擬環境中對展品具有更加真實的用戶體驗。二是沉浸感真實。虛擬現實技術利用計算機三維軟件，搭建與實體博物館一致的虛擬環境，讓觀眾仿佛身處真實世界，可以根據主觀需求配置與操控虛擬環境，用戶體驗良好。

2.2 虛擬現實技術對數字化博物館展陳設計的作用與影響

虛擬現實技術已經在多個領域廣泛應用，借助虛擬現實技術建設數字化博物館已經有很多優秀的案例，如《紫禁城·天子的宮殿》。與傳統實體博物館相比，基于虛擬現實技術的數字化博物館可以將文字、圖片、數據、音頻、視頻等信息集中體現。觀眾主觀地進行自定義，主觀獲取有用信息，獲得意想不到的操控體驗[5-6]。

虛擬現實技術的主要作用與影響如下：虛擬現實技術通過管理端收集觀眾的行為數據，進行大數據分析，為特定參觀需求定制展覽準備;虛擬現實技術利用計算機程序增強了用戶體驗;數字化博物館展陳的新穎參觀模式比較吸引年輕用戶;數字化博物館可借助各種網絡平臺進行展示（微信、微博、QQ、抖音等），觀眾可通過平板電腦、手機等移動設備訪問終端，這樣可以最大限度地滿足用戶需求。

綜上，基于虛擬現實技術的數字化博物館展陳設計，使流程化、標準化、格式化、樣板化的展品展陳通過數字化博物館展陳“跳動起來”。

2.3 數字化博物館的構建

數字化博物館依托實體博物館進行創建，按照相應比例還原虛擬場景，項目預算要分清主次關系，數字化博物館只作為實體博物館展陳手段的一部分，工程量浩大，但經費應該合理得當。數字化博物館主要分為兩個板塊，一是實體博物館數字化的數字內容，二是展示虛擬內容的先進硬件設備，如HTC頭盔、VIVE虛擬眼鏡、VR眼鏡、觸摸屏、投影儀、音視頻設備、二維碼掃描軟件及配合數字化內容的其他裝飾裝修項目等。

一方面，數字化博物館發布于網絡平臺或實體博物館的公眾號、官網，用戶可通過平板電腦、手機等移動設備參觀訪問。用戶觀展可不受空間、時間的限制。另一方面，數字化博物館內置于實體博物館內，只需要考慮VR眼鏡、HTC頭盔、投影儀等設備的最佳觀賞距離、安裝位置與觀展人流設計，適當考慮該空間內的聲學效果、音頻設備選型、裝飾結構、裝飾材料等，就能達到良好的虛擬現實視覺與聽覺效果。

在數字化博物館展陳場景的搭建中，首先，需要采用數碼相機對實體博物館及展品拍照，注意多角度拍攝多張照片，保證數字博物館的高仿真性。其次，還需要采用高清攝像機對實體博物館及展品進行攝像，采集動態影像對靜態圖片進行補充，記錄實體博物館的展陳設計與光影效果。最后采用Maya或3DsMax軟件，參照靜態圖片和動態影像，對實體博物館及展品進行三維模型創建。主要流程如圖1所示。

3 數字化博物館用戶體驗分析

用戶體驗，即用戶在使用一個產品或系統之前、使用期間和使用之后的全部感受，包括情感、信仰、喜好、認知印象、生理和心理反應、行為和成就等各個方面。影響用戶體驗的因素主要有三點，即系統、用戶和使用環境。

現階段，實體博物館之間的競爭日趨激烈，觀眾的免費需求愈演愈烈，各大實體博物館都通過創新展陳手段增加競爭優勢，衡量數字化博物館的重要指標在于觀眾的訪問量及訪問體驗的質量。一個滿意的觀眾可以向其他觀眾分享觀展體驗，有效提高數字化博物館的知名度和社會評級，這對于實體博物館來說具有長遠的營銷戰略意義。

一是感觀體驗。要呈現給觀眾視覺、聽覺、觸覺上的體驗，強調舒適性，在色彩搭配、聲音調控、圖像清晰度、文字排版內容、用戶界面（UI）等方面呈現出來。二是用戶交互體驗。用戶界面引導簡潔明了，用戶交互體驗過程能夠順利進行瀏覽、點擊、輸入、輸出等操作。三是用戶情感體驗。數字化博物館展陳設計給觀眾心理上的體驗，增加對實體博物館的認可度，情感體驗的升華是口碑的傳播，形成一種高度的情感認可效應。

4 數字化博物館展陳設計中易存在的問題

基于虛擬現實技術的數字化博物館已經有很多成功案例，但由于技術應用有一定的要求，所以在實施過程中還須注意以下幾點問題。

4.1 眩暈問題

UNREAL ENGINE（虛幻引擎）技術人員的交互設置始終不能完全滿足人體運動科學要求。借助相關設備體驗數字化博物館時，由于眼前景象與人體實際動作的沖突或在立體場景中缺乏參照物，觀眾會有暈眩感。

4.2 沉浸感缺失問題

雖然數字化博物館是模仿真實環境創建的，但通過多種傳感設備，用戶獲得的直觀的視覺、聽覺、觸覺并不完全逼真。虛擬現實技術目前還處于發展階段，也只能從某種程度上加強沉浸感與真實感，并不能徹底達到沉浸感與真實感，在目前的技術水平上，沉浸感和真實感被作為衡量VR設備的重要指標。

5 結語

基于虛擬現實技術的數字化博物館已經有很多成功案例，對實體博物館的展品保護及文化傳承有重要的推動意義。數字化博物館營造的“真實場景和空間”有助于實體博物館商業宣傳和文化價值傳播。

參考文獻：

[1]黃亞鷹.運用虛擬現實技術構建岳州窯陶瓷藝術博物館[J].藝術中國（理論研究），2018（5）：134-135.

[2]崔文莉.虛擬現實在博物館中的應用[J].藝術科技（人文科技），2019（7）：68-69.

[3]馬丹.虛擬現實技術在虛擬博物館展示設計中的運用[J].傳媒技術，2019（2）：125.

[4]李文華，李旭，李曉磊.虛擬現實技術在數字博物館中的應用[J].計算機光盤軟件與應用，2013（8）：34.

[5]盧凱風.虛擬現實技術在博物館展示中的應用研究[J].大眾文藝（文博論壇），2019（16）：54.

[6]馬萌.虛擬現實技術在博物館展陳設計中的應用[J].文物鑒定與鑒賞，2018（3）：123-125.