虛擬現實技術在智慧博物館中的運用研究*

姚孺婧

(安徽工業大學藝術與設計學院,安徽馬鞍山 243002)

0 引言

虛擬現實技術又被稱為VR 技術,主要是指利用科技制造虛擬世界,使玩家或體驗者可在指定環境內享受自由觀看。從虛擬現實技術發展現狀來看,其在游戲、影視、醫療、教育、軍事等領域的應用最為廣泛。為了順應時代發展所需,傳統博物館得以優化,智慧博物館拔地而起,在智慧博物館中也融入了虛擬現實技術,該技術的結合給智慧博物館建設、發展提供了有力支持。虛擬現實技術已經成為智慧博物館改造與發展不可缺失的核心技術,技術研究領域的研究也從未停止。

1 虛擬現實技術的研究現狀分析

相比之下,國外的研究要比國內早一些。在20世紀60年代,美國就提出了虛擬現實概念。但是,因為當時的科技、經濟發展并不發達,使該技術只停留在了理念層次,并沒有過多的深入實踐領域。一直到1990年之后,科技發展逐漸帶動虛擬現實技術研發。我國國內是在20世紀90年代以后才開始關注虛擬現實技術概念的[1]。在相關研究中,比較具有代表性的單位主要有北京理工大學、浙江大學等,這些學校已經建造了對應的研究基地。在將虛擬現實技術開發后,最早是將其投入在航空事領域和軍事領域中,在智慧博物館中的應用時間較晚,當前還處于探索階段,但虛擬現實技術帶來的效果十分顯著。

2 虛擬現實技術在智慧博物館中的作用

2.1 可以加強展品保護有效性

由于博物館中的展品價值不可估量,為了避免游客觸碰、或故意損壞展品,都會將展品放在封閉空間內。正是因為空間上遭到限制,使得展品全貌不能展現在游客面前,游客只能看到靜態。為了給游客帶來全方位體驗,智慧博物館引入了虛擬現實技術,用戶可以在不觸碰展品的前提下,全方位瀏覽展品,還可根據自身意愿放大或縮小展品。和傳統博物館相比,虛擬現實技術的引入提高了游客體驗感,獲得一致好評。同時,當展品清晰的展現在游客面前時,會給游客帶來與傳統觀賞完全不同的感受,展品更具形象化特征。例如,《紫禁城·天子的宮殿》就是使用虛擬現實技術所拍攝的,在該技術支持下,能夠給觀眾帶來一種身臨其境的感受,觀眾并不需要前往真正的故宮,就可以近距離游覽故宮。虛擬現實技術在博物館中的應用,站在博物館角度來看,能夠幫助博物館更好地保護展品、文物,而站在技術角度來看,可以通過智慧博物館起到技術推廣作用。

2.2 可以增加博物館間的合作

在全球化發展時代,智慧博物館的存在顯得十分必要。中華民族文化得到有效推廣與宣傳,在此情況下,進入中國的外國友人越來越多,他們了解中國文化的主要途徑就是博物館。但是,一個獨立的博物館文化資源有限,為了營造良好的文化滲透環境,可以借助虛擬現實技術的幫助增加各博物館間的聯系、交流,實現文化共享。除此之外,在進行跨國交流時,如果采用實物運輸方式,難免會造成文物展品破損。因此,進入新時期后,專業領域開始研究一種全新的信息共享方式,可以在保護文物的同時,也讓對方成功接收到文物信息[2]。在此想法的鋪墊下,虛擬現實技術成功應用于智慧博物館中。虛擬現實技術不會局限于文物體積、重量、尺寸大小等,大部分文物展品都可以通過虛擬現實技術傳輸到另一端。如此一來,對方所接收到的文物展品更加逼真,也不會對文物展品的外觀、質量等造成損壞,可以更有效地完成博物館文化傳播。

2.3 可以更好的展示文化內涵

博物館中的文物展品通常可以體現一個國家、民族文化,智慧博物館的構建是傳統博物館改造的結果。在智慧博物館中投入虛擬現實技術,可在原基礎上增加文化內涵展示。在以往的博物館運行中,只是將文物放在一個固定位置,游客只能透過阻礙物觀看文物,無法將文物的深層文化內涵加以體現。而虛擬現實技術的應用在一定程度上解決了該問題,游客通過放大、縮小、旋轉、轉換方位等操作,更直觀的感受文物特點,在潛移默化中感受文化熏陶。并且,許多家長會帶領孩子進入博物館,其目的在于培養孩子興趣,豐富孩子知識體系,當運用進虛擬現實技術以后,孩子會更感興趣,能在玩耍中學到更多歷史知識。

3 虛擬現實技術在智慧博物館中的具體應用

3.1 在影像制作中的應用

虛擬現實技術有著交互性、多感知性、構想性等特征,這些特征在影像制作中皆有體現。使用虛擬現實技術能夠給文物影像制作提供技術支持[3]。在當下的發展中,已經可以利用虛擬現實技術制作大量文物影像,且影像類型有多元化優勢,除了可以制作平面影像以外,還可以制作立體影像和動畫影像。最終所生成的影像不但可以完美體現文物展品原貌,還能將文物展品的展出效果加以提升,這是傳統博物館無法實現的。在上文分析可以看出,傳統博物館文物展品展示會遭到物理空間限制,整個觀賞過程也會受到限制。而在使用虛擬現實技術制作各種影像后,大大提高了觀賞性與研究性,滿足不同游客的個性化需求。比如,盧浮宮就實現了虛擬線上觀賞,這無疑吸引了國內外許多體驗者前往,該線上虛擬展廳非常便捷,易操作。體驗者只需要在打開博物館官網的基礎上,安裝對應插件就可以直接線上瀏覽全景。并且,為了給眾多體驗者帶來良好體驗效果,在設計虛擬展廳時,盧浮宮博物館還設置了多種語言,除了中文外,還有外國語言,體驗者可根據自身實際情況任意選擇,適用于國內外所有用戶。在該展廳內,體驗者能陸續瀏覽埃及文物、羅馬文物、工藝品、素描等展品部門,在未接觸實際的前提下就能令人嘆為觀止。

3.2 在自然場景模擬中的應用

在引入虛擬現實技術以后,智慧博物館會利用該技術模擬自然場景,這是加強博物館宣傳的有效方法,許多智慧博物館都會以此為推薦吸引體驗者前往。而大部分體驗者在體驗完后都會感嘆其真實性。比如,一些智慧博物館會利用虛擬現實技術模擬恐龍時代,給體驗者一種置身其中的感受。在虛擬世界中,恐龍品種各種各樣,其在走路、奔跑時會伴隨音效,直接抨擊體驗者內心,給其一種真實感。也有一些智慧博物館會向體驗者科普動物知識,尤其是一些國家級保護動物,或已經滅絕了的動物,都會在博物館中得到科普。我國目前也有許多智慧博物館打造了線上穿越項目。例如,早在2008年,故宮博物館就已經推出了穿越時空體驗項目,該項目的主要穿越對象為紫禁城,在研發該項目時,其核心技術就是虛擬現實技術[4]。在技術支持下,打造了數字化線上故宮參觀模式,這吸引了不少對故宮或歷史建筑感興趣的體驗者。在該項目中,設計人員把故宮原本的建筑與文物等進行了壓縮化處理與數字化處理,再搭配上大屏幕和3D立體環繞聲,給體驗者身臨其境之感,一些對故宮存在向往之情的游客只需動動手指就能進入故宮。不僅如此,在該項目中,為了營造真實感和認同感,設計人員還對各類建筑文物等加以說明,讓體驗者在瀏覽到該物體時能快速了解。甚至該項目還開發了各種宮廷游戲等人性化設計。

3.3 在文物展品修復驗證與保護中的應用

對于任何一所傳統博物館來說,在文物展品工作中都會受到技術、空間、儲存等因素影響,很多時候,也正是因為技術條件不過關、儲存技術落后等導致文物破損,這種現象在我國傳統博物館中比較常見。然而,自從引入虛擬現實技術以后,該現狀得到一定程度緩解。博物館技術人員可通過虛擬現實技術看到文物修復以后的樣子,這不僅對于博物館來說是一大進步,甚至對于整個文物領域來說都是重大突破。并且,虛擬現實技術具有智能化特點,通過預測文物展品修復時可能面臨的問題,并將相關注意事項傳輸給技術人員,提醒技術人員做好對應防范工作,給文物展品修復工作提供了絕大支持。與此同時,虛擬現實技術還可從多個角度展示文物展品,使文物展品在后期儲存上更加完善,儲存壽命得以增加。

3.4 虛擬現實技術在智慧博物館中的應用流程

在智慧博物館實際應用過程中,可采用分步走模式[5]。首先,技術人員根據博物館文物展品的實際情況建立軟硬件設施,如通信網絡、服務器、儲存器等,虛擬現實技術對于軟硬件要求較高,必須確保軟硬件滿足基本條件才能展開具體應用;其次,在具備軟硬件設施后,博物館技術人員需采集數據,該采集對象主要為3D數據,這是實現博物館環境、文物展品等虛擬化設計的重要前提。博物館中的虛擬場景都是以數據為核心的,通過采集3D 數據可為虛擬環境設計提供依據。但值得注意的是,因為數據是模型的重要組成,一旦數據采集失敗,就會影響最終影像效果,因此,技術人員需在該環節十分謹慎;隨后,技術人員需選擇展覽虛擬現實,由于傳統方法和虛擬現實技術并不適用,所以,技術人員可使用三維動態、模擬復原、局部放大縮小等方法實現虛擬展示。同時,技術人員也可充分發揮交互式、沉浸式優勢,吸引體驗者。在虛擬現實技術投入使用以后,并不意味著博物館可對其不管不顧,在使用的過程中,智慧博物館需定期檢測、修補系統,即使發現系統漏洞,找到漏洞導致原因,采取有效措施予以修復。另外,等到消費平民化后,博物館可以設計一些體驗式游戲和沉浸式游戲,給體驗者帶來最佳體驗感。

4 虛擬現實技術在智慧博物館中的運用案例

故宮博物院在2017年推出了《故宮VR體驗館》的活動項目,利用先進的虛擬現實技術讓游客突破時間的限制,夢回中國古代,在虛擬的歷史場景中活動、體驗。《朱棣肇建紫禁城》是故宮博物院首批推出的VR 體驗項目,體驗者只需要佩戴VR 設備就可以親身感受到宏偉壯觀的故宮建筑全景圖。突然一下躍上了疾馳的馬背,與明朝皇帝朱棣一同前行。體驗者還能夠觀察到朱棣正在勾勒故宮建筑藍本,此時耳邊會響起故宮建筑修葺的故事。在這一VR 體驗項目中,體驗者還可以通過三維動感座椅與燈光氛圍控制,同時獲得體感、視覺與聽覺的立體享受。

盧浮宮推出了在線虛擬參觀服務,能夠滿足全世界游客對盧浮宮的向往。只需要登錄盧浮宮的官方網站就可以瀏覽盧浮宮全景。2019年10月18日,盧浮宮還與HTC一同打造了盧浮宮首個虛擬現實體驗項目——《蒙娜麗莎·越界視野》。觀眾可以利用虛擬現實技術實現沉浸式的體驗,以零距離的形式來欣賞收藏在盧浮宮的這一曠世絕作。在長達7分鐘的沉浸式體驗中,體驗者可以通過VIVE的頭顯進入盧浮宮大廳,開始體驗式體驗者會置身于一群正在欣賞畫作的人群之后,隨著人群不斷消失,保護畫作的保護罩也消失了,體驗者可以走近畫作進行零距離觀賞,仔細感受這幅畫作的細節,甚至可以透過油彩看到木質畫板的紋路。

5 結語

本文主要研究了虛擬現實技術在智慧博物館中的應用。在研究中發現,虛擬現實技術的引入有著許多積極影響。其不僅可以加強展品保護有效性,還可以增加博物館間的合作,能更好的展示文物展品背后的文化內涵。雖然虛擬現實技術在智慧博物館中的應用當下還處于探索階段,然而,作為智慧博物館改造與發展不可缺失的核心技術,虛擬現實帶來的效果已經十分顯著,獲得大量好評。在智慧博物館中,虛擬現實技術的應用可以在影像制作、自然場景模擬,以及文物展品修復驗證與保護中得以體現,為推動智慧博物館發展做出突出貢獻。