虛擬現(xiàn)實技術在文物博物行業(yè)中的應用分析

崔英來

隨著科學技術的不斷更新和發(fā)展，文物博物行業(yè)的發(fā)展也有了更加堅實的技術支撐，從當前的現(xiàn)狀來看，虛擬現(xiàn)實技術在文物博物行業(yè)中得到了廣泛應用，不僅給文物的保護、展示等提供了良好的技術條件，同時也在一定程度上促進了文物資源保護與使用之間關系的協(xié)調。

據相關部門統(tǒng)計顯示，截至2016年10月31日，普查全國可移動文物共計108154907件/套。其中，按照普查統(tǒng)一標準登錄文物完整信息的為26610907件/套（實際數量64073178件），而且每年都有新的文物被發(fā)現(xiàn)。然而，由于受到保護技術、空間等因素的限制，有條件進行研究與展示的文物非常少。怎樣才能使博物館更好地發(fā)揮出其應有的功能，提高其服務人民大眾的質量，并促進博物館自身的可持續(xù)發(fā)展，已經成為當前我國絕大多數博物館面臨的主要問題之一。近些年，通過將虛擬現(xiàn)實技術應用于虛擬博物館的打造中，在很大程度上彌補了傳統(tǒng)博物館存在的弊端，進一步拓展了博物館的功能，從而使其更好地適應了當今社會人們的需求。由此可見，虛擬現(xiàn)實技術在文物博物行業(yè)中的應用具有十分重要的意義。

一、虛擬現(xiàn)實技術的概況

有關虛擬現(xiàn)實技術的研究最早是在1956年，到20世紀80年代，美國國防部以及宇航局在虛擬現(xiàn)實技術方面的研究取得了非常豐碩的成果，使得全世界提高了對虛擬現(xiàn)實技術的重視度。后來，計算機軟件系統(tǒng)與計算機硬件技術等不斷改進和完善，使得將大量數據集合在一起的圖像與聲音的實時動畫制作有了基本的技術支撐，再加上人機交互系統(tǒng)設計的進一步優(yōu)化和創(chuàng)新，各種新型的、實用性的輸入設備和輸出設備開始大量進入市場，這些都給虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展提供了有利條件。虛擬現(xiàn)實技術最典型的功能就是可以讓人產生身臨其境的感覺，當前，該技術的應用范圍正呈現(xiàn)出逐步擴大的趨勢，可以說已經達到了無所不在的境地，就比較成功的應用領域來講，主要涉及到飛機虛擬現(xiàn)實駕駛訓練、虛擬現(xiàn)實作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實游戲、虛擬現(xiàn)實建筑物參觀和展示、汽車與輪船的虛擬制造等諸多方面。由此可以看出，虛擬現(xiàn)實技術的市場需求空間是非常廣闊的。

從本質上講，虛擬現(xiàn)實技術指的就是通過計算機創(chuàng)設出一種模擬現(xiàn)實世界的場景，并利用多種多樣的傳感裝置使用戶完全融入到該場景之中，進而實現(xiàn)用戶和該場景直接進行自然交互的一種新興技術。具體來說，虛擬現(xiàn)實技術主要具有以下特點：一是自主性，也就是指虛擬場景中物體按照相關定律運動的程度。二是多感知性，簡單來說就是指多方面的感知功能，主要包括運動感知、觸覺感知、味覺感知、聽覺感知等。三是交互性，所謂交互性，指的就是用戶從環(huán)境中所得到反饋的實時性以及用戶對模擬環(huán)境內物體的可操作程度。四是存在感，也就是用戶感覺到某個主體在模擬場景中存在的真實程度，最為理想的模擬場景應當能使用戶產生真假難分的感覺。從構成上來看，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：第一，建模模塊，該模塊主要負責生成現(xiàn)實世界的三維信息，并以此作為參考，打造出相應的模擬場景。第二，控制模塊，該模塊的主要控制對象是傳感器，可使傳感器在虛擬環(huán)境與用戶之間充分發(fā)揮出其作用。第三，傳感器模塊，該模塊不僅可接收用戶發(fā)出的操作指令，并使這一指令對虛擬環(huán)境產生作用，同時還能將最終的操作結果反饋給用戶。第四，反饋模塊，該模塊的主要功能是接收傳感器模塊發(fā)出的相關信息，從而讓用戶獲得實時性的反饋信息。第五，檢測模塊，該模塊主要負責對用戶發(fā)出的操作指令進行檢測，并利用傳感器模塊使之在虛擬場景中發(fā)揮出應有的作用。

二、虛擬現(xiàn)實技術在文物博物行業(yè)中的主要作用

（一）實現(xiàn)文物對比研究

對于文物博物行業(yè)的發(fā)展來說，文物對比研究是非常重要的一項工作內容。它是實現(xiàn)歷史考證與確認的一個主要渠道，同時也是研究文物的必不可少的方法。但是，由于受到各方面因素的影響，大部分文物都廣泛分布于不同的地區(qū)和不同的博物館，不同的地區(qū)，甚至是不同的國家，要將這些文物集中在一起開展對比研究工作具有很大的難度。但通過利用計算機虛擬現(xiàn)實技術就能很好地將這些文物集中在一個虛擬場景中，進而使文物對比研究成為可能。

（二）對文物進行數字化修復

文物修復對文物博物行業(yè)的長遠發(fā)展來說至關重要，但我們經常會遇到一些碎片較多的文物，若利用人工修復必定需要投入大量的人力和時間，而且也很難保證拼接的準確性。但通過運用虛擬現(xiàn)實技術，可利用計算機程序實現(xiàn)對文物碎片的自動化拼接，如此一來就能節(jié)省很多時間和人力，而且還能在很大程度上提升文物碎片拼接的準確性。當前許多博物館文物都具有易損性特征，經常會出現(xiàn)剝落、掉色等現(xiàn)象，即使可以實現(xiàn)人工修復，但在修復之后仍然無法實現(xiàn)長時間的展示和研究。通過運用虛擬現(xiàn)實技術，可將文物修復之后的畫面預先展示出來，并對修復方法的可行性進行確認。該技術還可與視圖計算機技術相配合，進而檢驗文物修復的每個環(huán)節(jié)以及修復之后的耐久性程度如何。

在文物保護方面，虛擬現(xiàn)實技術能全方位、多視角地展示文物，進而使文物在更為合理、嚴密的條件下得以存放，確保其保存壽命。我國博物館藏文物中有很大一部分都具有唯一性，一旦在修復過程中出現(xiàn)細節(jié)問題，就很可能帶來難以彌補的損失。利用計算機虛擬技術的數字化修復功能，可綜合分析和研究各種修復方法的可行性與有效性，進而通過對比找出最佳的修復方法，并利用該方法對文物加以修復，這樣就能有效避免在修復過程中出現(xiàn)問題。當前，我國已經發(fā)現(xiàn)了大量的文物遺址遺跡，但這些遺址遺跡大都屬于不可移動的，再加上多數位于交通落后的偏遠地區(qū)，導致文物價值難以得到彰顯。而運用虛擬現(xiàn)實技術就能將這些文物的觸覺、重量等在模擬環(huán)境中加以呈現(xiàn)，同時還能依據相關文獻記錄，還原已經消失的遺址遺跡或者展示還未發(fā)現(xiàn)的遺址遺跡，并且能有效避免對文物的安全造成威脅。

（三）構建虛擬博物館，分散參觀者

我國是一個人口較多的國家，當前大多數旅游景區(qū)與博物館都出現(xiàn)了游客數量嚴重超限的問題，對于博物館來說，由于大部分實行的是免費開放政策，導致參觀者數量進一步增加，過量的參觀者會使博物館面臨極大的壓力，甚至可能因為擁擠而造成文物的破壞。而通過運用虛擬現(xiàn)實技術來構建虛擬博物館，有意向參觀博物館的游客可以在虛擬博物館中先進行大致參觀，在參觀完虛擬展覽后，部分觀眾有可能會將參觀實體博物館的計劃暫時推后，由此可將參觀人數階段性分流，對于保證展覽的展陳效果具有積極意義。此外，虛擬博物館還具有一些實體博物館不具備的功能，如為游客展示部分無法在實體博物館展示的遺址、文物等，從而滿足有興趣的人們的需求。

（四）通過展示文物宣傳歷史文化

現(xiàn)代博物館的主要功能之一就是實現(xiàn)對歷史文化的宣傳，重現(xiàn)歷史上的重大事件，增強人們的民族自信心與自豪感，同時，加強對人們的愛國主義宣傳與教育。利用虛擬現(xiàn)實技術所構建的虛擬博物館也具備上述功能，它不但能加大對文物的展示與歷史文化的宣傳力度，同時也讓人們利用網絡獲取有關博物館中文物的具體信息，有興趣者還可以隨時利用電腦等設備參觀虛擬博物館，虛擬博物館上精致的畫面以及詳細的文物信息介紹往往可以激發(fā)參觀者的興趣，如此一來，就能進一步提高博物館的吸引力，使其影響范圍得到大幅增加，進而更好地發(fā)揮宣傳歷史文化的功能。

（五）提高文物展出的數量與比例

將虛擬現(xiàn)實技術合理地應用于文物博物行業(yè)之中，可在很大程度上改善我國一直以來存在的文物展品數量少、比例低的問題。通過運用虛擬現(xiàn)實技術，可將文物的三維立體影像呈現(xiàn)在參觀者面前，便于參觀者全面了解文物的原始面貌，不但可以使參觀者對文物展品進行近距離觀賞，同時還能使各種由于受到擺放空間限制而無法展出的文物全部呈現(xiàn)在大眾眼前，進而促進博物館文物展示數量與比例的大幅提升。

三、虛擬現(xiàn)實技術在文物博物行業(yè)的應用分析

與國外發(fā)達國家相比，我國博物館對虛擬現(xiàn)實技術的應用尚處于較為落后的階段，具體表現(xiàn)在文物保護技術落后與陳列手段落后等方面。歷史文物長時間受到惡劣自然環(huán)境的影響，極易出現(xiàn)剝落、風化等問題，由于文物保護技術不夠先進，難以準確把握文物的基本物理特性與收藏環(huán)境，最終使大量珍貴文物遭到嚴重破壞。與此同時，一些珍貴文物雖然可以修復，但由于修復手段落后，往往需要投入大量的時間與精力，付出的成本代價非常高。在陳列手段方面，我國大多數博物館采用的都是通柜擺放形式，這種陳列方式極其枯燥呆板，根本無法彰顯出文物的歷史文化內涵，最終致使文物的宣傳教化作用大幅下降。究其原因，主要在于人才、資金等的缺乏以及傳統(tǒng)觀念的束縛等，因此，為了實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術在文物博物行業(yè)中的普遍推廣與應用，必須進一步加強對該項技術的重視度，更新觀念，加大在人才、資金等方面的投入。我們可將虛擬現(xiàn)實技術與網絡技術等有機結合，使其在文物保護與展示過程中發(fā)揮出更大的作用。首先，可利用計算機網絡對全國范圍內或地區(qū)內的文物資源加以整合，再通過虛擬現(xiàn)實技術使文物得以逼真、生動地展現(xiàn)在人們面前，這樣就能使文物突破空間束縛，達到資源共享的目的。其次，可利用影像采集技術方法，構建起完整的文物實體三維模型以及數據信息庫，使文物的原始空間信息等得到長期保存。此外，還可利用虛擬現(xiàn)實技術來提升文物修復的精確程度，并對所要采用的保護方法的可行性進行評估和確認，確保各種文物保護方法的有效性，避免在保護過程中出現(xiàn)意外，進而提高文物保護的水平。

四、結語

綜上所述，虛擬現(xiàn)實技術對文物博物行業(yè)的發(fā)展來說具有無可替代的重要意義。要充分發(fā)揮出虛擬現(xiàn)實技術在文物博物行業(yè)中的作用，就必須進一步提高對該技術在文物展示、保護與修復等方面應用的重視度，加大研究力度，并為其提供堅實的人才與資金保障。