數字博物館APP 設計與應用
——以南通歷史文化街區為例

郭 熙

（南通科技職業學院，江蘇 南通226000）

數字博物館是當下流行的一種文化宣傳方式，它借助了數字技術利用互聯網讓世界各地的人們能領略到各地、各類的文化瑰寶，特別在近年新冠疫情未完全消失的情況下，數字博物館更體現出了其傳播價值。而文中主要討論的則是利用手機APP 為媒介，通過文字、圖片、動畫、語音等多媒體交互形式，建立數字博物館。為了能更好地說明問題，以南通歷史文化街區作例來說明數字博物館APP 的設計與應用。

1 數字博物館APP 概述

數字博物館APP 通過計算機網絡來整合、統一大范圍內的文物資源，同時通過手機終端在大范圍內利用虛擬技術更加全面、生動、逼真地展示文物，不僅能使文物脫離地域限制，實現資源共享，還能更好地推動文博行業更快地進入信息時代，實現文物展示和保護的現代化，特別是就一些對空氣、濕度等有嚴格規定的珍貴文物而言，數字博物館不僅更能保護文物，還能更大范圍地普及文物知識。

2 南通歷史文化街區APP 設計介紹

2.1 南通歷史文化街區背景介紹

歷史文化街區，是指經省、自治區、直轄市人民政府核定公布的保存文物特別豐富、歷史建筑集中成片、能夠較完整和真實地體現傳統格局和歷史風貌，并具有一定規模的區域。江蘇省2016年公布了第一批歷史文化街區，南通有寺街、西南營等四個省級歷史文化街區，其中如全國重點文物保護單位、建于唐朝的天寧寺；建于宋代的紫薇書院和清代辦學時間最長的紫瑯書院；清末狀元張謇和他的同道們創辦的全國第一所設本科的通州女子師范學校；清朝狀元胡長齡、清朝大畫家李方膺故居等等。這些文物形態各不相同，有完好的建筑、需要修繕的建筑、生活器具、牌匾、碑刻、紙質文本等等，形式多樣，大小不一，這就需要我們根據不同的對象，設計合理的表現方式，從而達到良好的傳播效果。

2.2 前期準備工作

為了能更好地設計數字博物館APP，我們團隊查閱、收集了大量資料，包括：南通電視臺拍攝的紀錄片、當地居民的口述、南通政府牽頭編寫的《寺街》等專著、在實地拍攝的大量照片、貴陽數字博物館APP 調研、冬宮數字博物館APP 調研、故宮數字文物庫APP 調研等，同時對各年齡層次、文化層次的市民作了千份問卷調查，廣泛了解他們對南通歷史文化街區數字博物館的需求，涉及到功能模塊、形式、內容、風格等，為后期的APP 設計與制作做好準備。

2.3 APP 設計說明

在學習與分析了已有大量數字博物館APP的基礎上，結合南通歷史文化街區各種文物、史料的特點，安排了如下APP 的板塊：書院學校、世家名居、革命遺跡、老巷名人等。在每個板塊中結合收集到的各種資料，利用文字、圖片、視頻拍攝、音頻解說、VR 三維虛擬場景、漫游動畫等多種方式宣傳歷史文化。

APP 打開后首先呈現的是一張寺街平面圖，在平面圖中標注出有文物價值的場所，比如天寧寺、范氏故居、黃耀增院士故居、全國第一所師范學校遺址等，在屏幕的下方1/3 區域內滾動文字介紹歷史文化街區寺街的歷史，同時配上相應的語音講解，講解的音頻在手機屏幕右下角，有個喇叭造型的開關按鈕，可以隨時關閉和開啟。功能菜單位于屏幕上方，包含了書院學校、世家名居、革命遺跡、老巷名人等菜單，人們可以通過在地圖中直接點擊導航按鈕進入場景，也可以通過菜單模塊逐一觀看。

“書院學?！卑鍓K包含了紫薇書院、紫瑯書院、通州貢院、全國第一所設有本科的女子師范學校。進入“書院學?！表撁?，呈現的是以上四個場所的門面照片，以“田”字的方式排列，照片下附有簡要文字說明，可以繼續點擊圖片進入各書院，了解詳情。比如女子師范學校，點擊進入后，呈現出相關史料照片以及配套說明文字，可以打開語音講解，圖片含校舍圖片、師生合影等，遺址因目前有人居住，各種搭建已經不能呈現當年的格局與面貌，為了更好地展現情景，我們結合圖片和文字史料描述，利用三維VR 技術，虛擬復原了巷道并列的西、中、東三排屋，排與排之間都有火巷或回廊相隔，人們可以選擇結合VR 眼鏡觀看虛擬場景，也可以直接用手機720 全景的方式觀看。

“世家名居”板塊，包含了工部尚書、榜眼王廣蔭宅、兵部尚書顧養謙宅、詩文傳世十三代范氏宅、“一門兩進士”袁氏古宅、御醫林氏中醫世家等。以上名居的宣傳資料主要參考和選取了施寧所著《寺街》中的文字與圖片內容，并結合了實地拍攝的照片，其中現狀變化較大的名居，我們用VR 三維虛擬的方式進行了場景復原。在該板塊中，大量選用了南通電視臺拍攝的專題片，以視頻的方式講解歷史，宣傳文化。

“老巷名人”主要包含了狀元胡長嶺、揚州八怪之一“李方膺”、清代科技發明家蔣煜、翻譯家白作霖、著名古琴家徐立孫、中科院院士黃耀增、科學史家袁運開、書畫大師范曾、壁畫巨擎袁運甫、著名兒童教育家李吉林等。以上名人有的已經故去，有的還健在，因為大多為近當代名人，所以資料相對豐富，包括他們的手稿、照片、視頻資料都比較容易收集。其中如范曾、李吉林，被廣大老百姓所熟知，各類媒體對他們也進行過很多采訪，所以選用了有代表性和權威性的媒體視頻作為宣傳的主要方式。

“天寧寺”作為寺街的發源與核心，我們對其進行了重點規劃。天寧寺建于唐咸通年間，其中的大雄寶殿采取了包鑲法制成12 瓣瓜楞柱，這樣的古建筑在全國只有兩處，全國罕見。實景中有太多的現代元素，比如空調外機、電燈柱、晾曬的物品等，為了更好地展示天寧寺的全貌，復原原貌，我們對全寺進行了測繪、三維建模、實景拍攝貼圖，最終制成三維漫游動畫的形式。其中的光孝塔、大雄寶殿我們單獨將它們的三維模型制作成可交互的720 度全景觀看的形式，便于人們了解其細節。

在APP 中，我們還單獨設計了游戲交互模塊，目的是檢驗人們對南通歷史文化街區寺街的了解程度。這個模塊類似于我們熟悉的“連線題”，將名人姓名、名人照片、遺址圖片、事跡等以散點的方式呈現于畫面，讓人們用連線的方式將相關聯的關鍵詞進行連線，連對則計入總分，連錯則不計分，增加娛樂性和交互性，促進寓教于樂。

3 南通歷史文化街區APP 的相關技術路線

3.1 VR 場景制作與表現

（1）前期測繪和拍攝照片

對需要制作的場景進行了測繪和照片拍攝，如：女子師范學校。測繪利用了卷尺、皮尺、紅外激光測距儀等工具，記錄建筑的外觀尺寸，為建模做好準備。大量拍攝實景圖片，拍攝實景圖片是為了盡量還原客觀場景，但是有的地方已經和史料記載有較大出入，這就需要我們進行取舍，和史料盡量保持一致。

（2）建立三維模型

根據前期測繪的數據，利用草圖大師等軟件建立三維模型，有的遺址建筑比較多比較大，可以分開建模，最后合成在一起。

（3）模型貼圖

有的墻面比較長，需要將現場拍攝的照片幾張拼起來以后再貼到模型中，這就需要在前期拍攝時有預見性，幾張需要拼合的照片一般需要有30%左右的重合率，才能較完美地進行拼接。對于實景中沒有的貼圖，我們根據文字記載，尋找合理的素材進行補充。以上工作在草圖大師中完成。

（4）制作全景圖

將三維模型貼圖后，導入到LUMION 軟件中，加上樹木、花草、陽光等自然景觀，輸出720全景圖片。

（5）導入至720 云平臺，生成VR 作品

720 云平臺是全行業高效易用的VR 全景線上制作工具。在寺街VR 作品中，主要使用了自動陀螺儀、插入音效、插入視頻、插入圖片和文字、沙盤、熱點導航、留言互動、導覽等功能。

3.2 文物、建筑單體720 全景交互展示

文物720 全景展示，利用三維立體掃描儀，可以將30×30×30 厘米的物體進行全方位彩色掃描，形成FBX 的三維通用格式，精度高，色彩還原度高，然后導入至三維云在線平臺，就可以全景交互觀看實物了。

建筑單體展示，如天寧寺光孝塔、大雄寶殿，則利用三維建模和貼圖后導出FBX 格式，借助三維云在線平臺制作720 全景交互。

三維云平臺不但可以在手機上用手指滑動旋轉角度全方位觀看，同時還可以設定用VR 眼鏡，借助手機中的電子陀螺儀分屏觀看。

4 結語

歷史文化街區年代久遠，建筑和其他各類文物都是有壽命的，我們要盡量利用現代數字技術和網絡傳播媒介，借助手機這個普及率極高的工具，結合多媒體，用APP 數字博物館的形式保護和傳播好文化。