數(shù)字化博物館交互技術及發(fā)展趨勢的研究

倪聰奇（武漢設計工程學院 成龍影視傳媒學院，湖北 武漢 430000）

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數(shù)字化博物館交互技術及發(fā)展趨勢的研究

倪聰奇
（武漢設計工程學院 成龍影視傳媒學院，湖北 武漢 430000）

摘 要：由于博物館館藏文物的藝術價值以及保存難度，很多精美的藏品難以時刻展現(xiàn)在世人面前，數(shù)字化博物館交互技術的誕生彌補了這一遺憾。該技術由早期的索引加圖片文字表述形式，逐步發(fā)展到觀眾可以足不出戶，依靠計算機和互聯(lián)網(wǎng)，通過移動的視點對整個虛擬博物館所有的藏品高倍率放大來進行觀賞。相較于傳統(tǒng)博物館，數(shù)字化博物館的出現(xiàn)與完善極大地提高了觀眾的積極性，也讓文物在虛擬世界中得以永久保存。本文首先對數(shù)字化博物館的應用范圍和優(yōu)勢進行了介紹，然后對數(shù)字化博物館交互技術的發(fā)展過程進行了闡述，最后對該技術所面臨的問題和發(fā)展趨勢進行了總結和展望。

關鍵詞：數(shù)字化；虛擬現(xiàn)實；三維技術；文物；文化價值

數(shù)字化博物館基于計算機交互技術，對文物信息或者博物館的環(huán)境進行數(shù)字化采集，然后將數(shù)據(jù)進行整理和永久保存，參觀者通過互動的方式對數(shù)字化博物館所展出的內容進行訪問和瀏覽。早期的交互技術運用只能達到對實體博物館的輔助作用，如對文物的語音介紹和圖片化索引瀏覽，而隨著交互技術的日趨成熟，數(shù)字化博物館的優(yōu)勢則完全體現(xiàn)出來了。

一、數(shù)字化博物館的功能及優(yōu)勢

傳統(tǒng)博物館的主要功能是傳承文化和歷史，讓世人領略到歷朝歷代的藝術結晶。但許多文物歷史悠長，有的甚至可以追溯到數(shù)千年之前，因此普遍存在文物保護的問題。特別是字畫、壁畫等文物，對空氣中水分的含量都有要求。博物館出于對文物本身的考慮，只能將部分文物進行展出，且對展出的時間進行了嚴格限制。例如，中國臺北故宮博物院收藏文物60萬件，但是日常展出的文物卻只有5000件，很多文物可能參觀者一輩子都無法看到。數(shù)字博物館的出現(xiàn)，能夠將所有的館藏文物全部轉成數(shù)字化形式，置入瀏覽數(shù)據(jù)中，并且分門別類。對文物數(shù)據(jù)進行采集并不會花費特別長的時間，而文物對觀眾展出的時間卻是無限的。這就很好地解決了文物保存與展出之間的矛盾，觀眾也能夠通過索引來搜尋自己感興趣的文物，進行觀賞和品鑒。

在傳統(tǒng)博物館中觀賞文物，因為隔著玻璃，觀眾有強烈的距離感。而且館內人流來來往往，阻撓觀眾的視線，有的展館甚至會提出禁止拍照等要求。這樣走馬觀花式的參觀并不能給觀眾留下多少印象。出于對文物的喜愛或者研究，觀眾只能用不菲的價格去購買館藏文物類書籍，平面的文物照片和只言片語的介紹成為觀眾以后對文物僅存的記憶。數(shù)字化博物館交互技術則使觀眾通過簡單地點擊鼠標，就能夠對文物進行旋轉以及放大處理。這樣，觀眾能夠對文物進行全方位360度高倍率的細致觀看，并實時語音以及文字介紹等內容會給觀賞者留下深刻的印象。同時，數(shù)字化博物館也能夠為觀眾節(jié)約大量的時間以及出行費用?；ヂ?lián)網(wǎng)使全球各大博物館的館藏文物盡收眼底，可謂是文化藝術愛好者的福音。

二、數(shù)字化博物館技術的發(fā)展過程

數(shù)字化博物館交互技術起源于1997年。當時，大英博物館推出了首個多媒體館藏查閱系統(tǒng)，參觀者可以通過大英博物館的官方網(wǎng)站觀看到館藏所有文物的圖片、文字信息以及動畫信息。這種技術的實現(xiàn)非常簡單，博物館工作人員只需要將文物進行分類，統(tǒng)計文物文字信息，然后通過數(shù)碼相機進行拍攝，并將數(shù)據(jù)編輯到館藏查閱系統(tǒng)中即可。此類表現(xiàn)形式的交互技術要求不高，運作起來也較為容易。但是，隨著計算機與虛擬現(xiàn)實技術的不斷發(fā)展，簡單的圖片加文字的展示方式已經完全無法滿足觀眾對數(shù)字化博物館的參觀需求，新的三維交互技術表現(xiàn)形式逐漸出現(xiàn)在觀眾的面前。

三維交互技術是基于計算機數(shù)字化表現(xiàn)的一種三維圖像技術形式。它通過對文物的多方位拍攝和三維掃描，獲取文物的三維幾何數(shù)據(jù)和表面紋理數(shù)據(jù)，然后將表面紋理數(shù)據(jù)全方位映射到三維模型上，精確還原文物上的每一個細節(jié)，并將所有完成的數(shù)據(jù)放置在如Unity3D軟件的網(wǎng)絡3D引擎中，通過網(wǎng)頁的形式呈現(xiàn)給觀眾。觀眾通過網(wǎng)頁的交互可以很輕松地觀看到文物的每一個細節(jié)。這種三維交互技術的展示效果更好，當然技術要求也就更高一些。在實際的操作中，存在著對藝術品掃描時的部分遮擋問題以及紋理數(shù)據(jù)的陰影問題，這需要在采集到數(shù)據(jù)以后通過后期處理軟件對出現(xiàn)問題的地方進行完善和加工。為了避免出現(xiàn)這一問題，文物數(shù)據(jù)采集者們對拍攝的方式進行了改良，使用了多幅圖像視點統(tǒng)一的拍攝手法，即將視點集中在文物的某個中心點上，然后對文物進行多角度旋轉拍攝，對照片中重疊的數(shù)據(jù)區(qū)域進行采集分析，然后運用傳統(tǒng)三維軟件制作出完整的文物模型以及紋理貼圖。這種動態(tài)立體數(shù)字技術給觀眾提供了方便、靈活、精細、全面的展示形式，使數(shù)字化博物館交互技術變得更加成熟。

近年來，國際上著名的搜索引擎谷歌推出了一套“谷歌藝術計劃”。該計劃使用的是一種街景展示的方式，以觀眾為主體，以小推車的視角在虛擬空間中行走，這樣即可觀察到數(shù)字化博物館中的任何角落，對館中展示的文物進行超近距離的觀看。谷歌很自豪地稱該藝術計劃中的世界名畫具有70億像素，并稱在逐步增加其中的數(shù)字化博物館的數(shù)量?，F(xiàn)在登入該項目的網(wǎng)站，觀眾會欣喜地發(fā)現(xiàn)中國的臺北故宮博物院和香港藝術博物館也囊括其中。通過列表或者現(xiàn)場空間的瀏覽，觀眾便能一睹北宋畫家范寬的著名作品《溪山行旅圖》、明代書法家文徵明的書法作品等的芳容。這種融入式的觀展體驗，正是數(shù)字化博物館交互技術越來越人性化的體現(xiàn)，也代表著該領域今后的發(fā)展方向。

三、數(shù)字化博物館技術的發(fā)展趨勢

從計算機以及虛擬現(xiàn)實技術日新月異的發(fā)展來看，數(shù)字化博物館交互技術的表現(xiàn)形式將會更強調以人為本，將理論知識、互動交流以及娛樂表現(xiàn)融合在一起。觀眾在虛擬博物館中參觀瀏覽，就像在經歷一款游戲一樣，甚至可以和虛擬導游交流，與其他參觀者聊天，分享觀展心得，隨時查閱并瀏覽全球各大博物館的海量藝術藏品。

不過，隨著數(shù)字化博物館交互技術的普及與完善，其對傳統(tǒng)文化的碰撞以及受限于法律法規(guī)等問題也逐漸顯露出來了。將博物館以及文物數(shù)據(jù)化必然要與傳統(tǒng)博物館進行合作，但文物作為一種受到版權保護的特殊物品，不同的國家有不同的法律文件進行約束，正如谷歌文化學院總監(jiān)阿密特·蘇德所說，全世界的博物館對于新的線上展覽方式都需要一個新的接受過程?！肮雀杷囆g計劃”在制作數(shù)字化博物館的過程中，最困難的不是技術層面，反而是復雜的法律文件和反復推敲的合作方案。另外，超高分辨率的文物展示確實給觀眾帶來了無與倫比的視覺感受，但也給文物數(shù)據(jù)的安全性敲響了警鐘。近幾年，三維數(shù)字打印技術日趨成熟，過于細致的文物數(shù)據(jù)反而給翻制文物、牟取暴利的不法分子提供了方便。

對于文物保護人士來說，還有一個不容忽視的問題一直困擾著他們，那就是數(shù)字化博物館是否會取代傳統(tǒng)的博物館。其實，對于文物本身來說，展示也是文物自身價值的一部分。據(jù)紀錄片《聚焦國寶》描述，臺北故宮博物院在展示晚清翡翠作品“翠玉白菜”時，就經過了反復的研究和考量。因為對文物數(shù)據(jù)的保護，許多立體的文物在數(shù)字化博物館中所展示出來的只是一幅超高分辨率的圖片，因而對于這類文物而言，瀏覽數(shù)字化信息遠沒有去實體博物館現(xiàn)場觀賞有意義。不過正因為如此，數(shù)字化博物館反而給實體博物館起到了很好的宣傳和輔助作用。觀眾因為數(shù)字化博物館中的文物而產生了興趣，被文物的背景和藝術價值的介紹所吸引，從而走進實體博物館，更近距離地去接觸文物。從海南省博物館數(shù)字展示后的數(shù)據(jù)可以得知，該項目上線以后，海南省博物館的參觀人數(shù)增加了百分之三十，數(shù)字化博物館的發(fā)展讓更多人了解到了文物的魅力?？梢哉f，數(shù)字化博物館并不會取代傳統(tǒng)博物館，而是給傳統(tǒng)博物館帶來了新的活力和魅力。

數(shù)字化博物館交互技術對于承載著文化價值的文物來說，是一筆巨大的財富。許多文物可能因時代的變遷，逐漸消失在歲月的長河之中，而數(shù)字化的文物則能夠在數(shù)據(jù)中永久保存。數(shù)字化博物館可以給我們帶來令人驚嘆的莫高窟壁畫與雕塑全景，而這些在現(xiàn)實中早已不復存在。誠如前文所說，數(shù)字化博物館的推廣還存在著很多困難，特別是在國內的發(fā)展，尚處于起步階段，但國外許多成熟的數(shù)字化博物館制作模式給我們提供了很好的借鑒和參考方向，諸如百度百科數(shù)字博物館項目也開始效仿“谷歌藝術計劃”，聯(lián)合國內幾大著名的博物館給觀眾開啟了虛擬藝術品鑒之旅。今后，數(shù)字化博物館交互技術在我國的發(fā)展勢必更加迅猛，通過對技術的革新為人們帶來歷史的印記和藝術的震撼。

參考文獻：

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［3］ Downey .虛擬化博物館拷貝的另一個世界［EB/OL］ . http：// www.souvr.com/ event/201211/59344.html . 2012-11-9.

作者簡介：倪聰奇（1982—），男，湖北武漢人，碩士，武漢設計工程學院成龍影視傳媒學院講師，主要研究方向：三維動畫及影視動畫。

中圖分類號：G265

文獻標志碼：A

文章編號：1674-8883（2016）03-0231-02