混合現實技術在博物館展示中的應用路徑探索

摘要：隨著時代的進步與信息技術的發展，傳統博物館的弊端逐漸顯露，為滿足社會群體不斷增強的文化需求和教育需求，博物館數字化轉型發展成為一種主流趨勢，混合現實技術為此提供了一種發展新思路。本文以博物館數字化轉型發展為基點，運用文獻分析法，分析博物館發展現狀及傳統博物館模式中存在的不足之處，通過介紹探索MR技術在博物館展示中的應用方式和MR技術的應用優勢，讓大眾了解MR技術在博物館數字化轉型中應用的前景，為博物館數字化轉型的發展路徑提供參考。

關鍵詞：MR技術；博物館；應用研究

引言

當前，博物館正處于數字化轉型的浪潮之中，并受到多方政策與資金的推動。博物館傳統的陳列方式在滿足觀眾多變需求方面存在不足，難以充分傳達文物的文化內涵。針對這一挑戰，混合現實（MR）技術作為一種新興的展示方式備受關注。本文旨在探討如何結合MR技術與博物館展覽設計，以提升觀眾體驗、促進文物保護和傳播、推動博物館數字化轉型取得更好的成果。

一、博物館發展現狀

目前博物館正迎來數字化轉型的浪潮，多方政策與補貼也促進了文化產業，2021年10月28日《國務院辦公廳關于印發的“十四五”文物保護和科技創新規劃的通知》，明確表示國家將在建設文物資源大數據庫與提升博物館服務能力兩方面給予政策支持。與此同時，博物館在發展中出現不足之處：

（一）館藏文物數量及質量差距極大

2020年，全國博物館館藏文物數量超過5800萬件，其中中國科學院動物研究所標本展覽館擁有的藏品數量最多，達到892萬件。館藏文物數量排名前十的博物館有3座位于北京。從珍貴文物數量看，全國3/4的博物館館藏珍貴文物不足100件。館藏珍貴文物數量在1萬件以上的博物館占比不足1%。我國博物館藏品的區域分布總體上呈現東部遙遙領先，中部與西部基本持平的狀況。數據顯示，2019年我國東部地區博物館共有藏品約1912萬件，中部地區約907萬件，西部地區約1136萬件，東部地區博物館藏品約占總數的一半。

（二）觀眾更需要新的展覽方式

陳舊的講解模式使文物真正承載的文化內涵難以表達。展品的信息具有多元特征，很多通過符號化系統難以傳達，如紋理、光澤、聲音等。例如，歷史展覽中的玉器和瓷器、科技館中的儀器和公式，通常只涉及單一的觀察維度，以數字傳媒為核心的新媒體技術也會伸展至陳列室的展覽當中，策展方通常會針對有特別需求的文物，如長卷的名畫作品、體型獨特（過大或過小等）具有代表性的器件、代表一種生活方式的文物等，文物承載的文化難以傳達。

部分學者著重于利用MR技術來構建導覽系統進行研究，該研究強調了混合現實技術在導覽系統設計中的重要性，指出數字化應用可以使導覽內容更加多樣化和多角度，從而實現對展覽內容的有效傳播。王旖旎在關于博物館體驗學習若干問題的探討中指出：“體驗式的學習方式增加了展覽所傳遞的信息。沉浸式體驗將展品還原到其原有的使用與存在環境，恢復其原真性[1]”。吳伊娜在基于MR體驗的科學博物館交互展示設計研究中認為互動性始終是科學類博物館的設計重點，虛擬技術在博物館中承擔著連接人與物、人與人、人與空間環境的作用[2]。

相較之下我國在博物館數字化方面的研究比國外起步晚一些，與先進的地方相比進程稍有落后，但是在科技與經濟大環境的發展之下國內博物館的數字化發展迅速，已有了較好的成果，許多博物館開始采用數字化技術包括但不限于虛擬展覽、數字化藏品、在線教育等。

二、混合現實技術在博物館展示中的應用方式

混合現實（Mixed Reality， MR）技術是一種在現實場景中呈現虛擬對象的虛實融合技術，其通過虛擬世界與物理世界的實時計算，實現無縫疊加，從而達到虛實融合的目的[3]。

（一）在不破壞展廳的基礎上豐富內容

VR等設備會在用戶周圍投射一個3D空間，并通過虛擬產品進行豐富，因此在一定程度上會改變傳統的博物館參觀體驗。博物館的特色是以展品及場館環境作為學習媒介，是發現式學習的現成場所。當博物館把物品置于空間之中，是希望觀眾將其作為介質來與歷史和環境進行溝通。進而就會導致參觀者在參觀和使用VR等設備的虛擬產品時，與博物館空間本身產生沖突。簡而言之，VR設備產生的虛擬空間可能會在視覺上妨礙或分散參觀者的注意力，往往需要獨立出一片空間來進行設備布置。

混合現實設備利用環境信息可視化，將現實世界和虛擬環境合并到一個空間中，這種信息可視化可以讓博物館游客沉浸在一個高信息密度的體驗中，游客不再受物理空間的限制，從視覺上接觸虛擬人工制品，使信息以一種非侵入性、間接的方式融入用戶的環境中，讓虛擬產品可以更廣泛地傳播，并在不破壞原有展廳基礎上展示出更豐富的內容，有力的地強參觀者和藏品之間的溝通與互動。2024年5月18日，四川廣漢市的三星堆博物館以“堆列三星，古蜀之眼”為核心理念，開放了文物互動體驗廳，游客在這里戴上MR導覽眼鏡，實現了走到哪、眼球看向哪個重點的文物，并出現全息投影的動畫與講解，這種虛擬與現實的結合為博物館的游覽為游客帶來了更加豐富的體驗。這種環境信息可視化可以讓博物館參觀者沉浸在新的、極具吸引力的信息體驗中。混合現實技術便是通過測量和維持用戶周圍的最佳空間環境來平衡博物館參觀者和展品，實現參觀者在比物理空間更開放的環境中與虛擬文物進行視覺互動的效果。

（二）體驗式學習

博物館以往總是通過讓參觀者自己探索展品或游玩的方式來獲取文物的知識，并生成他們對文物自我的理解[4]。現如今，博物館可以通過額外的媒介技術來增強參觀者的參與度，并通過敘事和歷史敘述的方式促進參觀者進一步學習。多年來，博物館一直在實施基于計算機的互動應用程序，但由于現代社會已廣泛使用基于屏幕的應用程序，這種平臺在博物館環境中的影響力已經逐步減弱。這種基于屏幕的互動型應用程序僅限于觸摸按鈕和觸發器，相較之下，無需使用屏幕的手勢控制是一種更自然、不受限制的人機交互模式，特別是在敘事時，可以充分提高用戶互動水平和自由移動程度，進而有力增強參觀者的博物館體驗。

敘事在人類學習過程中起著至關重要的作用，它為新經驗和新知識提供了有組織的結構。它通過將信息組織成故事的形式，讓人們更容易理解和解釋復雜的概念[5]。敘事中的社交互動和合作可以創造“社交協同效應”，對游客的影響比其個體經驗更為顯著。日本最古老的禪宗寺廟京都建仁寺與京都國立博物館和hakuhodo-VRAR合作提供了一種MR體驗——全息建仁寺僧侶，并讓其為佩戴微軟HoloLens的用戶講述400多年前繪制的藝術品“‘Folding Screen’of Fujin and Raijin”的故事，佩戴者還可以與全息僧侶進行互動。這種交互式數字敘事的方法使參觀者能夠主動參與到故事或展示內容中，通過互動，深入理解與記憶展品背后的故事和意義，并讓參觀者的參觀經歷更加深刻，豐富參觀維度。

（三）優化陳列方式

博物館作為展示人類歷史、文化和藝術遺產的重要場所，通常會根據歷史的演變和時代的變遷進行空間設計和展陳。這樣的設計既要整潔有序，以準確傳遞歷史信息，又要兼具藝術感和設計感，從而吸引人們的目光，提升現代人對歷史文化的關注度[6]。通過MR技術可以協助博物館進行展覽設計，讓策展人員在設備中，根據文物背景設計相應的陳列主題、光與色彩、圖像及文字排列等，并將掛在墻上的展品進行相應的三維縱深設計或平面的二維度設計，將文物進行創造性陳列與裝飾。這種MR技術與陳列藝術設計結合的思考會帶給展覽空間裝飾上關于結構、形狀、機能、感知、秩序等諸多美學要素的藝術觀感。目前，在博物館的陳列中，常規科技的運用已經司空見慣，大到整體展場環境的控制，小到一條展品說明的提示，陳列中的數字化給了觀眾更多的自由度。陳列藝術不僅能夠展示展品，而且能夠強化博物館的空間功能和結構設計。MR技術可以利用現代設計理念將博物館空間藝術與陳列設計進行融合，增強博物館的文化藝術價值，提高博物館的吸引力，為游覽者提供豐富、優質、獨特的文化體驗和視覺享受。這樣使觀眾切身感受到展品的藝術美和陳列的再創造藝術美，加深觀眾的審美愉悅感，更好地傳播文化。

三、混合現實技術的應用優勢

MR技術豐富了博物館的交互體驗，使觀眾能超越物體感知現象。交互展示可以呈現物品的紋理、聲音等信息，展示動態過程并提供長期的傳播效益。數字化展示拓寬了文物保存和傳播渠道，克服了傳統文物保護的局限性，延長文物壽命，為后人留存寶貴文化遺產。

（一）交互體驗：豐富展示方式，使藏品超越物而成為現象

交互體驗可以呈現文物背后更為豐富的信息。博物館藏品的信息具有多元化特征，且文物背后還隱藏著現象。MR技術所提供的互動體驗既使觀眾感知現象成為可能，又促進現象的感知。這使原本傳播效率低下的信息能夠得到更高效地傳播和發展。這些信息不僅能夠更迅速地被傳遞到觀眾手中，還能夠以更豐富和生動的方式展現出來。

一些個性化的參觀環境與實體博物館的展示空間彼此依存，借助數字展陳設備體驗虛擬空間的魅力。在參觀過程中，觀眾能夠使用這些設備，并與其他觀眾進行互動。例如，在德基美術館的金陵圖數字藝術展中，觀眾通過虛擬角色進入動態長卷，能夠與畫中人物進行直接交流，感受歷史與人文的細節。同時，觀眾在畫卷中各自欣賞、互動，從而形成個性化與共性化的參觀體驗[7]。這個活動讓參與者通過身體的互動來實現信息的交流與傳播，極大地提升了參與者的交互體驗感。這種交互體驗的方式不僅增強了空間趣味性和娛樂性，同時也保證了信息傳播的有效性。

博物館數字展示的交互體驗整合了視覺、聽覺等多層次感官系統，是一種借助技術手段創建可交互的虛擬藏品，以空間和人機交互的方式傳遞展品文化信息的藝術體驗方式。觀眾只有在與設備實際互動的過程中，才能真正體驗到展覽的深層畫面。例如，在故宮數字展廳，參觀者可以通過觸摸、縮放和點擊清乾隆時期琺瑯彩鳥瓶數字文物，欣賞鳥瓶文物的細節，甚至了解鳥瓶的制作過程。只有當參觀者借助多媒體互動設備觸摸和把玩數字文物時，美學形象才會體現出來，而并非圖像本身。只有當人們借助多媒體互動設備觸摸和把玩花瓶的數字工藝品時，審美形象才得以實現。在歷史類展覽中，交互體驗將文物作為一個媒介去探索文物背后人們生活的世界，實現更為理想的傳播效益，將過去的生活在理論層面上抽象和升華，以重構的方式再現。藏品因此有了脈絡，超越了孤立的物件而成為現象。

（二）保護文物：延伸文物壽命、拓寬文物保存和傳播渠道

在中小型博物館中，館舍陳舊、庫房狹窄的問題普遍存在，這對文物保護和展示的條件構成了挑戰。同時，由于保存條件和展示空間的限制，許多珍貴的藏品無法充分展出，無法被觀眾所觀賞到。數字化技術能夠減少文化遺產保護的開支。傳統的文化遺產保護方式，比如，文物的實體修復、復原和重建，會消耗大量自然資源如木材、石材等，這不僅破壞了自然生態，也浪費了環境資源。雖然文物的數字化保護也需要投入大量的人力和財力，但是通過使用數字化技術，可以在不消耗自然資源的情況下對文物進行修復和重建。這種可持續的資源利用方式預示著未來人類社會在資源利用上的發展方向。

MR技術克服了傳統保存和展示方式的局限性，使難以保存的文物得以長久留存，難以展出的文物可以通過數字化的形式展出。它通過讓觀眾佩戴博物館提供的MR專屬設備，觀看到以三維數字化形式呈現的文物，讓文物信息不受時間和空間的限制進行傳播。同時，MR技術可以為文物藏品、文化遺產和歷史遺跡等建立準確、完整、原始的信息數據庫檔案。這種技術使參觀者能夠獲取更加豐富和深入的歷史知識，為研究人員提供了重要的研究資料，拓寬了博物館文物的保存和傳播渠道，并引入了全新的文物保護理念。

長遠來看，文物的數字化形式能夠在一定程度上延伸文物的壽命。文物數字化的保存方式，不僅可以避免文物受到物理損害，而且可以通過網絡進行傳播，讓更多的人了解和接觸到這些珍貴的文化遺產。在一定程度上可以使這段歷史更好地留存于世，為我們提供寶貴的文化遺產資源。

結語

綜上所述，混合現實技術能夠為博物館的實體展覽和虛擬展覽帶來新的突破和發展。通過對MR技術的應用與進一步探索，不僅可以豐富展覽內容，提升觀眾體驗，還可以促進文物保護和傳播。然而，MR技術發展至今仍然還面臨著一些挑戰，如設備成本、技術限制等。未來，仍需進一步探索、研究并克服這些問題，推動博物館數字化轉型取得更快的發展，為參觀者提供更加豐富的文化內容和更加深入的文化體驗。

本文系山西省教育廳2023年大學生創新創業項目《基于Hololens 2的混合現實數字化博物館系統建設研究》（項目編號：202314434001）的階段性研究成果。

參考文獻：

[1]王旖旎.關于博物館體驗學習若干問題的探討[J].東南文化，2020，（05）：134-140.

[2]吳伊娜.基于混合現實體驗的科學博物館交互展示設計研究[D].東南大學，2022.

[3]李廣松，張佳林，官澤良.基于MR技術的計算機組裝系統設計與實現[J].現代信息科技，2024，8（02）：108-113.

[4]尹夢雅，周希霖，李雯慧，等.基于MR技術的建筑策展交互設計與實現——以麗澤SOHO為例[J].華中建筑，2023，41（09）：62-65.

[5]王鈺瑩.基于用戶能力屬性的包容性交互設計研究[D].南京藝術學院，2022.

[6]祁聞硯，李煜.博物館空間設計與陳列藝術的融合[J].建筑科學，2024，40（01）：176.

[7]任子穎.淺談交互性設計在博物館藝術展覽中的應用——以“喬治·莫蘭迪”展覽為例[J].美與時代（上），2024，（08）：22-25.

（作者單位：1.山西傳媒學院 2.香港都會大學 3.山西傳媒學院）

（責任編輯：袁麗娜）