虛擬現實技術對于增強博物館文物展陳體驗的應用研究

劉濤

摘要：隨著經濟繁榮和科學技術的發展，大數據、人工智能、5G通信、虛擬現實等新技術已經開始被廣泛應用于人們的工作生活中。其中，虛擬現實技術憑借獨特的交互功能和呈現體驗方式，在眾多的應用領域中大放異彩。就博物館展示方面而言，借助虛擬現實技術，可以讓文物真正地活起來，使觀眾能夠通過虛擬場景，去了解文物的歷史演變和文化內涵價值，帶來不一樣的沉浸感和體驗感。本文主要從傳統博物館在展示形式的局限性方面入手分析，結合虛擬現實技術所呈現的應用特點、二者相互融合所帶來的展示形式的變化，探尋對促進數字博物館建設發展變化的積極意義，也有助于參觀者更好地了解文物的價值，對文物傳播、傳承有更好的促進作用。

關鍵詞：虛擬現實；博物館；文物

一、傳統博物館在文物展示形式上有一定的局限性

目前，國內外多數博物館展示方式依然是以展品、文物的陳設擺放為主，按展品類型、時間、朝代演變等規律進行陳設，以固定的形式進行展出，并配有一些說明性的文字和圖片來傳達文物的信息。在一些主題性比較強的博物館或特殊類型的展區，為了增加展品的真實感，還會做一些標本和場景進行立體展示，效果較為真實和有視覺沖擊感，有一定的創新。傳統實體博物館因為有文物典籍作為支撐，其最大的優點是真實，能讓觀眾較為直觀地了解文物的基本信息，但隨著科技的發展，其局限性也慢慢顯現出來。

首先，人類社會經過幾千年的發展，在不同領域、不同民族和不同國家之間都積累了豐富的文物。實體博物館在建筑位置和空間上會受到客觀條件的限制，跨地區的文物交流很少，同時對于珍貴文物還需要考慮其安全性問題，致使館藏文物無法全部展出。展出的部分文物單靠簡單的文字、圖片的信息介紹，也很難傳達文物深層次的脈絡信息。對于觀眾而言，進入博物館基本處于觀摩、拍照、看熱鬧階段，很難深層挖掘文物的歷史價值。大型文物，比如碑刻、建筑、生物化石等，由于其體量比較大，多數只能以圖片形式進行展示，缺少真實的展示效果，甚至有些大型文物只能長期放置于庫房，因年代久遠失去較好的保護而慢慢損壞，甚是可惜。

其次，從文物陳列的方式上來看，博物館陳列方式較為傳統，一般會以歷史發展的時間為主線，分朝代、按類別在不同的展區進行展出。這樣的陳列方式好處是類別比較清晰，便于查找，但是也會導致觀眾只能在參觀流線的引導下有順序地進行觀摩，較為被動，無法對同一時期不同類型的文物進行比較分析，影響了觀眾學習的自主性和良好的觀感體驗。

最后，博物館藏品因其特殊的價值，具有不可替代和不可再生的屬性，因此在保護上必須有特定的空間進行收藏，保證其足夠安全。這就使得博物館文物庫房很難對外開放，外人難以涉足，也導致大多數藏品只能被束之高閣而難以得到有效展示。另外，由于文物的特殊性，很難進行長距離運輸和展示，哪怕是同一個省市，觀眾能接觸到的也只有很少一部分文物，很多區縣的孩子更是難得一見，獲取文物信息的來源只能借助書本介紹，這也限制了對文物認知和文化傳承的渠道，更別說是跨民族、跨國度的文物交流了。如何解決這些局限性問題，讓文物發揮其存在的價值？借助虛擬現實技術來建立虛擬數字文物倉庫，讓觀眾可以不受時空的限制去了解探索文物的價值，是關鍵所在。

二、虛擬現實技術在數字博物館展示方面的應用特點

虛擬現實技術從概念上講，是用一個計算機仿真系統模擬另一個真實或虛擬世界系統的技術。這種虛擬世界借助三維建模技術由計算機生成，數據來源可以是真實的世界，也可以是設計構想中的虛擬世界，用戶可借助智能穿戴設備，從多種傳感通道與虛擬構建的空間進行交互體驗。

就博物館文物展示應用方面而言，沉浸感和交互性是虛擬現實展示最吸引人之處，可以通過虛擬現實技術制作成文物資源，探索文物歷史文化，深層次挖掘文物的價值，并讓觀者進行沉浸式體驗，這也是虛擬現實展示手法區別于傳統的圖文介紹和視頻展示的地方。虛擬現實技術在文物設計制作環節，能提升對文物的參觀和交互體驗感，增加趣味性。采用與實際文物虛實結合的形式，使所展示的內容具有很好的契合度，也能讓觀者在認知探索和心理感受上有更好的接受效果。目前，國內部分博物館也開始嘗試進行文物的數字化內容建設。如何讓觀眾在參觀的過程中得到更好的體驗，借助虛擬環境在情感上和文物之間能進行深層次的溝通，得到更多的教育啟發，都是博物館在新的時代背景下需要去探索創新、實踐研究所要解決的問題。

三、虛擬現實技術促進數字博物館建設的應用前景

近年來，新的媒體展示技術得到了較為廣泛的應用，博物館作為文物保護宣傳、歷史教育研究的重要基地，在展陳技術要求上也在不斷提高。由于虛擬現實的交互性與文物數字化之間的契合度高，其體驗效果得到了觀眾的認同，表明虛擬現實技術在博物館展陳設計中的應用有著非常廣闊的前景，這也是數字博物館的未來趨勢。

（一）采用大屏投影展示方式將會是首選

在人類獲取信息的過程中，百分之八十的知識和記憶是通過眼睛觀察對象后形成的腦部記憶。因此，在博物館文物展示和教育中，要想對觀眾在認知層面上產生良好的傳播效果，對實物的一比一數字化還原，以大屏的形式營造出真實的場景效果，是目前采用較多的展示形式之一。讓觀眾置身于高清數字影像包圍中，視野被無限放大，所帶來的視覺沖擊力也會更為強烈，再通過情景模擬和環境音效，達到還原真實場景的效果，為觀眾帶來極強的沉浸感和體驗感。隨著大屏展示技術的日益成熟，其制作成本會越來越低，在博物館文物展示中的應用將會更廣泛。

（二）虛擬現實技術的體驗方式將改變數字博物館的展示流程

在傳統的博物館展陳設計過程中，先制作版面小樣來預估展示效果是比較常用的手法。但是版面小樣是以二維平面的方式呈現，缺乏立體空間的感知效果，與實際的展示空間差異比較大。在展覽方案設計中引入三維數字建模和虛擬現實技術后，設計人員可以借助三維立體的展廳空間結構來設計展覽的交通流線，靈活組織空間關系及燈光色彩關系，選擇計劃參展的三維虛擬文物進行設計規劃，這樣更為直觀和真實，可以有效地控制展出的預演效果，也更有利于專家論證和方案執行，最終實現設計方案和展出效果圖的統一。

（三）文物庫房將得到良好的開發和利用

借助虛擬現實技術，可以把長期存放而沒有空間展出的文物進行數字化復原，面向觀眾進行虛擬展出，既可以起到展示宣傳文物、傳播文化的目的，又可以建立三維的文物數據庫資源，對文物古跡也是很好的保護手段。尤其是一些珍貴的、不便對觀眾開放的文物，或者受光線照射容易氧化的物品，可以采用三維數字復原的手法，既可以實現向觀眾展出的效果，又可以達到保護的目的，是一種多贏的策略。用虛擬現實技術來構建數字文物倉庫，能把館藏文物更好地展示出來，更好地體現出文物的價值，同時也有助于提高館藏文物的展出率。另外，可以結合一些主題性的探寶科普活動，把觀眾引入虛擬的尋寶過程中，提高參與度，在探尋中發現文物更多的價值，有助于達到更好地傳播、傳承文物價值的目的。

（四）真實體驗的虛擬現實技術與博物館文物融合展陳是發展趨勢

當前，由于受到技術限制，虛擬現實技術主要在視覺和聽覺體驗上設計得更為突出，和真實世界中人們對外部世界的感知來源有所差別。由于文物古跡的特殊性，其體驗的真實性對于觀眾而言尤為重要，所以虛擬現實在文物虛擬展陳設計中營造接近于真實世界的體驗尤為重要。在實際文物展示中，展品多被用玻璃與人隔開，遠觀而不能把玩。一些虛擬仿真文物復制品的觸覺效果也不能滿足這種需求。近年來，智能材料、觸覺反饋技術和動態感知技術開始得到研發和投入使用，借助于計算機模擬參數可以推算出文物在不同環境反饋下的參數化效果，用智能材料來進行文物仿真復原，結合觸覺反饋技術，能夠很好地模擬出比較真實的觸覺感受。在今后的虛擬文物場景氛圍設計中，借助虛幻引擎可以實時采集文物信息生成三維模形，再融合多傳感交互技術和高分辨率顯示技術等，能模擬出真實與虛擬交互融合場景的氛圍效果，可以預見到真實體驗的虛擬現實技術對于促進博物館文物展陳的發展是必然趨勢。

四、結語

虛擬現實技術發展到現在已經得到了較為廣泛的應用和突破，其良好的交互性和體驗感逐漸得到人們的認同。在博物館展陳設計中，可以改變博物館傳統、單一的展陳形式，更多地開發文物資源的歷史價值，實現館藏文物的最大化展示，在文物保護、教育、傳承中將會發揮出更大的作用。同時，借助虛擬現實技術，可以更為便捷地實現跨地區、跨國度的文化交流，對于促進文化繁榮和傳播有著更好的渠道作用。

基金項目

重慶工程學院2017年校內科研基金資助項目“虛擬仿真協同創新團隊”（項目編號：2018xcxtd01）。

作者簡介

劉 濤，1979年5月生，男，貴州畢節人，漢族，副教授，碩士，研究方向為藝術設計和虛擬現實。

參考文獻

[1]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，2018（16）：54.

[2]鄒昱豐.論虛擬現實（VR）技術在博物館空間藝術設計中的應用[D].蘇州：蘇州大學，2017.