虛擬博物館在現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)可行性探究

李景常 （鴉片戰(zhàn)爭博物館 廣東 東莞 523000）

虛擬博物館（Virtual museum）或數(shù)字博物館（Digital museum），是以博物館為主題，結(jié)合電腦多媒體技術(shù)應用的展示平臺。虛擬博物館具有自由瀏覽與簡易交互的優(yōu)點，可收藏任何可被數(shù)字化的事物，而信息可以在網(wǎng)絡(luò)上不斷地被更新與提供服務，通過信息技術(shù)設(shè)計類似于傳統(tǒng)的博物館型態(tài)，并提供全新展現(xiàn)方式與參觀體驗。依據(jù)“數(shù)字典藏與數(shù)字學習國家型科技計劃”《技術(shù)匯編》將此定義為：以“數(shù)字化”的方式，將各種器物、標本及文件等典藏數(shù)據(jù)，以高分辨率掃描、數(shù)字化拍攝、三度空間模型虛擬作等技術(shù)加以數(shù)字化與存儲，并通過網(wǎng)絡(luò)完整呈現(xiàn)實體博物館所應具有的展示、收藏、教育和研究等功能1。本文只搜羅虛擬博物館在網(wǎng)絡(luò)運行現(xiàn)行實現(xiàn)方式，至于虛擬博物館其它實現(xiàn)和應用方式，在此將不作討論，另鑒于國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，國內(nèi)大部分博物館采網(wǎng)頁二維方式來實現(xiàn)，隨著VRML技術(shù)出現(xiàn)，開始出現(xiàn)使用該技術(shù)制作的虛擬博物館，現(xiàn)從造模方式可將其分為三類：一類是三維激光掃描，可以從真實世界中真實的、直接的、高精度的、數(shù)字矢量話的采集到三維視景的三維實測數(shù)據(jù)，進而使虛擬現(xiàn)實跨越到三維精確數(shù)字化的仿真視景；一類是利用三維建模軟件進行手工建模，原理是對該建模物體前后左右上下拍6張照片，并利用照片在3D建模軟件里進行手工建模和貼圖，精度取決于拍照好壞和手工制作；還有一類是非三維仿真類，主要是使用全景圖，這里只討論360°全景圖，因為效果比較接近現(xiàn)實，原理由魚眼鏡頭相機拍照并使用全景拼接軟件合一張全景圖，然后使用專門的瀏覽器觀看。

一、虛擬博物館場景制作方法，與網(wǎng)絡(luò)帶寬匹配調(diào)查

據(jù)《中國互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)測速報告》顯示，中國網(wǎng)民的平均上網(wǎng)帶寬達到3.2Mbps2，下載速度理論上400KB/s，以下載200M的文件為例，將使用8分半鐘，因此制作博物館這類大型場景所產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)是現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)不匹配的?，F(xiàn)在討論制作場景時使用上述三種方法情況產(chǎn)生結(jié)果如下：1.三維激光掃描，雖然模型精度高，但點云G級數(shù)據(jù)量龐大，尤其是場景這樣的大型物體，場景越大數(shù)據(jù)越大，設(shè)備及軟件制作費用昂貴，解決的唯一方法是使用軟件對模型適當刪減點密度，并進行平滑等優(yōu)化處理，以減少數(shù)據(jù)量，但國內(nèi)這方面軟件少而不成熟，所以現(xiàn)階段使用三維激光掃描制作虛擬場景，并在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布的是不理想，而使用三維激光掃描技術(shù)主要在文物保護方面。2.基于WEB3D技術(shù)，有先使用三維軟件3DMAX進行建模，然后再使用相應插件轉(zhuǎn)換導出，或有直接使用WEB3D軟件進行建模的，精度由人手操作限制，模型數(shù)據(jù)可通過烘焙壓縮，以適應網(wǎng)絡(luò)帶寬，費用由建模數(shù)量和數(shù)據(jù)質(zhì)量來決定。3.全景圖制作，旅游區(qū)由多張全景圖組成，由魚眼鏡頭拍攝多張（一般8張，60°各一張，加上頂部和底部）圖片合成一全景圖，達到虛擬現(xiàn)實場景的效果，成本低，制作周期短，數(shù)據(jù)量看照片精度和加入場景的元素的數(shù)據(jù)量決定。

二、智能虛擬博物館導游開發(fā)探究，與參觀者交互

搭載虛擬博物館展覽場景底下，實現(xiàn)與參觀者交互的虛擬導游，首先是創(chuàng)建一個虛擬角色，就是創(chuàng)建一個虛擬講解員，1.三維人體掃描，費用昂貴，制作虛擬博物館參觀方面較少使用，主要是因為對虛擬講解員的精度要求不高，且數(shù)據(jù)量大，不易在網(wǎng)絡(luò)上運行而不被取用；2.真人錄像，雖然比較親切，但視頻數(shù)據(jù)量大，交互方式單向、單一（只能固定講解相關(guān)內(nèi)容，用戶不能參與），而且需要一名真人進行實時錄制；3.軟件三維造模，通過3DMAX等軟件進行造模，一旦完成虛擬角色模型，在任何建模的場景中重復使用，在建模的虛擬展覽使用中最理想；4.活動圖片配上聲音，類似帶聲音的GIF文件，可以使用幾張嘴部和眼部活動的圖片與聲音合成一個視頻文件，實現(xiàn)效果是人像面部表情較僵硬，另一種是使用Crazy Talk的軟件制作，只需一張圖片和聲音就能合成，輸出視頻文件，效果比較生動，以上兩種方法都是實現(xiàn)類似真人錄像的單向講解效果，與游客交互還需要其他方法和程序完成。其次是與參觀者交互方式，因為本篇討論的是網(wǎng)絡(luò)方式實現(xiàn)，所以交互方式主要是瀏覽者使用電腦的鼠標鍵盤進行交互，而交互的場所主要也是虛擬搭建的虛擬博物館展覽場景，在相應的場景位置上設(shè)置相應的介紹內(nèi)容，包括語音、文字、圖片、視頻及三維模型，通過瀏覽者用鼠標點擊相應位置，作為彈出窗口反饋，或使用虛擬講解員來從旁提示，此外在開始導覽前增加一個服務臺，除包括基礎(chǔ)導覽外，還支持人工在線解答。由于基礎(chǔ)導覽涵括整個展區(qū)內(nèi)容及支持快速查詢，因此制作導覽系統(tǒng)時，須制作包括支持動態(tài)后臺數(shù)據(jù)庫、模糊搜索引擎及與查找關(guān)鍵字匹配的快速場景定位等功能，以完善與瀏覽者快速交互的數(shù)據(jù)后臺功能。現(xiàn)行交互方式除電腦外，還有移動終端三維展示，需要網(wǎng)絡(luò)支持，或在電腦現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)底下快速鏈接，可實現(xiàn)支持控制場景并展示相應場景三維模型等功能，以達到將移動終端變成控制手柄的效果，給瀏覽者帶來新的體驗。

三、加入虛擬社區(qū)可行性及發(fā)展本社區(qū)

最早的關(guān)于虛擬社區(qū)(Virtual community)的定義由瑞格爾德(Rheingole)做出，他將其定義為“一群主要藉由計算機網(wǎng)絡(luò)彼此溝通的人們，他們彼此有某種程度的認識、分享某種程度的知識和信息、在很大程度上如同對待朋友般彼此關(guān)懷，從而所形成的團體?！蓖ヂ?lián)網(wǎng)相比，虛擬社區(qū)（Virtual Commnity）有著更為悠久的歷史，最早的虛擬社區(qū)是隨著BBS的出現(xiàn)形成的。在為客戶創(chuàng)造和傳遞價值的活動中，社區(qū)（Community）是其中一個重要的內(nèi)容，它和協(xié)調(diào)（Coordination）、商務（Commerce）、內(nèi)容（Content）和溝通（Communication）并稱為5C3。本篇討論的是如何利用虛擬社區(qū)，發(fā)展本虛擬博物館的影響力，首先在虛擬博物館系統(tǒng)里建立虛擬社區(qū)，即支持在場景內(nèi)多人在線交互模塊，當中開發(fā)包括物體抽象模塊、操作抽象模塊、沖突檢測和解決模塊、用戶管理及同步模塊。用戶管理及同步模塊，用于管理參與協(xié)同設(shè)計的用戶，并且根據(jù)用戶情況同步場景，控制用戶操作權(quán)限，例如權(quán)限足夠后，開放個人3D展廳，或未展示的3D展廳，這樣就需要根據(jù)用戶情況同步場景；物體抽象模塊，用于生成描述三維場景中的物體的標識，用于完整權(quán)限用戶進行上傳已制作好的三維模型的標識，如文物等；操作抽象模塊，用于將用戶的本地操作和遠程操作抽象為具體的數(shù)據(jù)對象進行管理和維護，即授予完整權(quán)限用戶遠程操作，對三維模型進行管理和維護；沖突檢測和解決模塊，用于對沖突操作進行檢測及解決，保證協(xié)同設(shè)計的正確性，即用于多個用戶共同創(chuàng)作的3D展廳對同一三維模型操作發(fā)生沖突的檢測和解決，主要根據(jù)用戶權(quán)限決定用戶操作的優(yōu)先性和取決性；如此下來，場景多人在線交互模塊將發(fā)展成為支持多個博物館共同搭建虛擬博物館的展示平臺，在開放其共同搭建的端口下，就能形成虛擬博物館文化體系的虛擬社區(qū)?，F(xiàn)行的虛擬社區(qū)應用較多，有根據(jù)用戶權(quán)限的角色扮演，讓用戶變成導游；有遠程教育，多人進入平臺后，分別扮演老師和學生不同角色，進行學習和訓練。除此之外可以加入現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬社區(qū)，例如騰訊，當中有即時通訊軟件、博客、微博、微信等，加入后可以在其中發(fā)布博物館活動信息，同步發(fā)布實時展覽信息等，如此吸引更多觀眾，發(fā)展自愿者等，來擴大博物館影響力。

四、虛擬博物館作用與意義

1.提高博物館的知名度，促進文化的傳播；

2.借助網(wǎng)絡(luò)手段加快了這些知識的傳播、交流和共享；

3.利用多媒體技術(shù)，以文字、聲音、圖片、視頻及3D模型等形勢充分展現(xiàn)了博物館內(nèi)藏品所承載的知識；

4.將無法展示的景點或藏品展示給觀眾，例如危險地帶或容易破壞的藏品，同時保護了景點或藏品；

5.用戶可以足不出戶，通過電腦網(wǎng)絡(luò)就能自主地參觀景區(qū)，讓潛在觀眾變?yōu)榈浆F(xiàn)場觀眾成為可能；

6.可以是用來進行遠程教學的課堂，是廣泛傳播旅游和展館文化的重要渠道；

7.發(fā)展成為虛擬博物館社區(qū)后，可作為學術(shù)研究平臺。

注釋：

1.Web3D技術(shù)是實現(xiàn)網(wǎng)頁中虛擬現(xiàn)實的一種新技術(shù).

2.3DMAX是著名的專業(yè)三維建模軟件.