基于2.5維博物館可視化管理系統(tǒng)的研究

摘 要：隨著經(jīng)濟文化的發(fā)展，采用虛擬現(xiàn)實技術、網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術、多媒體技術等進行博物館的可視化管理，是適應時代的發(fā)展需要的，建立2.5維的博物館可視化管理系統(tǒng)可以不受時間、環(huán)境的限制，將博物館的文化進行有效傳播。

關鍵詞：2.5維；可視化管理；數(shù)字博物館

1概述

隨著社會的發(fā)展，人們越來越重視文化的傳播。博物館是文化傳播的重要媒介。如何使博物館的信息更好的傳承，更好的服務是我們要考慮的問題。實體博物館中大多數(shù)展品都是不可再生的，我們在傳播它的文化同時，也要對其進行保護和保存。隨著網(wǎng)絡技術、多媒體技術的發(fā)展，把博物館的文物進行數(shù)字化是當前發(fā)展趨勢，它可以使人們在不受時間、地點的限制，身臨其境地觀看和感受文化傳播，能將真實博物館搬上網(wǎng)絡，三維展館長年展示，使展館真正成為永不落幕的展館了，從而實現(xiàn)對博物館中文物的保存、再現(xiàn)和傳遞。

目前，對博物館進行數(shù)字化的方式主要有兩種方式，一種是通過二維圖片的方式展現(xiàn)館藏信息，并對博物館相關信息進行數(shù)字化管理，這種方式形成的數(shù)字化博物館占用存儲空間小，利于在網(wǎng)絡中傳輸，但是對于館藏文物，都是以二維的形式存在的，沒有身臨其境的感覺，不能激起瀏覽者的欲望。例外一種方式是純?nèi)S的形式，是建立三維虛擬博物館，比較有代表性的博物館有南京博物院、故宮博物院、敦煌博物院、上海博物館、中國歷史博物館等，這些博物館很好地實現(xiàn)了三維的效果，讓人很快的進入到其中，但是這些博物館所占用的空間大[1]，不利于在網(wǎng)絡中傳輸，大多數(shù)博物館都是在本地進行瀏覽，這樣不能使在異地瀏覽者進行瀏覽，在一定范圍內(nèi)失去了它的意義。

文章嘗試把2.5維技術應用到博物館的數(shù)字化中，以大慶博物館作為試點，把二維場景和三維場景結合起來，進行2.5維博物館可視化管理系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)場景的漫游設計，對各場景的相關信息進行綜合管理。點擊一場景空間可以看見它的范圍、樣貌等信息，把屏幕分為兩塊，一側是場景的數(shù)據(jù)，一側是場景的樣式，具有直觀性，使人一目了然。2.5維，不同于三維，使得一系列的圖片或者場景以一個偽三維的方式呈現(xiàn)出來，而實際上并非三維。在2.5維的虛擬博物館中，用戶只能以一個固定的角度觀察虛擬場景，不能旋轉或者變換角度。這種建模方式使得建模的數(shù)據(jù)量大幅度減少的同時，保留了三維場景中的真實感信息，為數(shù)據(jù)的傳輸和高效表達提供了便利。該項目致力于能夠很好的在網(wǎng)絡上運行，能夠滿足用戶的要求。

2 系統(tǒng)研究的意義

對博物館進行可視化管理包含兩個方面的含義，一個是可視化，一個是管理。是指利用虛擬現(xiàn)實技術、網(wǎng)絡技術、多媒體技術將博物館的場景進行虛擬數(shù)字化，生成一個仿真的系統(tǒng)，同時對館藏的信息進行管理。在保護館藏文物的同時，使人們足不出戶就可以瀏覽博物館中保存的珍貴文物，以及博物館的場景，并實現(xiàn)瀏覽者與虛擬場景間進行交互體驗。對博物館進行可視化是傳統(tǒng)展示方法與先進計算機虛擬技術的結合[2]。因此建設博物館的可視化系統(tǒng)具有重要意義：

（1）通過對博物館的數(shù)字化，建立其相應的館藏內(nèi)文物以及陳列品的相關信息數(shù)據(jù)庫，可以很好的保護、保存那些珍貴和瀕危的歷史文物，并可以對破損的文物進行修復和重建。

（2）博物館的可視化借助網(wǎng)絡手段提高文物的展出率和展出效果，提高展館的知名度，促進文化的傳播；利用多媒體技術，以文字、聲音、圖片、視頻及3D模型等形勢充分展現(xiàn)了藏品所承載的知識。

（3）博物館的可視化是潛在觀眾變?yōu)閷嶓w展館觀眾的橋梁，彌補了地域性的限制，可以是用來進行遠程教學的課堂，是促進實體展館管理水平提高的有效手段[3]。

本項目是以大慶博物館作為試點，大慶博物館可視化管理系統(tǒng)的實現(xiàn)，可以宣傳大慶的歷史文化知識，吸引更多游客來大慶旅游，對提高大慶市旅游收入，提高城市知名度具有較強的實際意義。

3 系統(tǒng)的功能

博物館進行可視化管理是將傳統(tǒng)博物館的業(yè)務工作與計算機網(wǎng)絡上的活動緊密結合起來，構筑博物館大環(huán)境所需要的信息傳播交換的橋梁，把枯燥的數(shù)據(jù)變成鮮活的模型，使實體博物館的職能得以充分實現(xiàn)。引領博物館進入公眾可參與交互式的新時代，引發(fā)觀眾濃厚的興趣，從而達到科普的目的。

博物館主要實現(xiàn)以下功能：

（1）實現(xiàn)的館藏文物的360度動畫效果，讓瀏覽者可以全方位無死角地觀看館藏精品。

（2）實現(xiàn)藏品信息管理，對進入藏品數(shù)據(jù)庫的信息進行統(tǒng)計、查詢和知識整合。

（3）實現(xiàn)博物館的各個場景的瀏覽，自動從一個場景進入到另外的場景。

（4）實現(xiàn)場景預加載功能，加快系統(tǒng)的加載速度，解決用戶等待的問題。

（5）實現(xiàn)人物漫游的交互體驗功能，使瀏覽者可以在場館內(nèi)沿著任意的路線進行瀏覽。

（6）實現(xiàn)快速導航功能，用戶在左側列出二維的相關場景，當點擊左側的某個位置時，右側直接跳轉到相對應的2.5維的場景上或者展品的位置。

4 系統(tǒng)采用的技術路線

（1）研究相關的關鍵技術，為設計打下堅實的基礎。

（2）通過調研，確定把博物館當中的哪些部分作為研究的對象。

（3）通過照相、手工測繪等方法得到對象的精確數(shù)據(jù)，利用AutoCAD等工具在電腦進行繪制成形。

（4）利用CAD模型導出的二維圖紙在3Dmax中進行三維建模，生成主要場景的三維模型，然后根據(jù)相關場景建立2.5維的場景投影。

（5）建立xml，加入虛擬人物的行走路線、模型的介紹等。利用FLex編程實現(xiàn)界面控制。

（6）建立2.5維博物館可視化管理系統(tǒng)，開通調試。

5 系統(tǒng)的應用前景

由于基于2.5維的虛擬產(chǎn)品同時具有二維和三維的優(yōu)點，具有存儲空間小，易于傳輸、真實感強的特點，所以本項目的研究成果可以應用于虛擬農(nóng)機的可視化管理上，由于農(nóng)機具體積龐大，結構復雜；可以應用于中小企業(yè)的機械產(chǎn)品的展示中；應用于文化遺址的虛擬構建中；以及把實驗過程和現(xiàn)象生動直觀地呈現(xiàn)在學生面前，為學生提供他們體驗和觀測的環(huán)境，致使教學的課堂不再是單調枯燥的、教學效果不顯著的課堂，應用于虛擬實驗平臺的建設等。

6 結束語

博物館的可視化不只是現(xiàn)實世界中實體展館的簡單復制，而是實體展館社會價值的補充和擴展，是實體展館在互聯(lián)網(wǎng)上的一扇窗口。建立2.5維的博物館可視化系統(tǒng)可以滿足對于博物館館藏信息的數(shù)字化管理，實現(xiàn)館藏展品的2.5維的虛擬展示，使沒有到過實體展館的人可以借助此系統(tǒng)了解展館，了解展品信息，增加去實體展館的興趣，是實體博物館傳播文化的有益補充。

參考文獻

[1]梁芳.基于虛擬現(xiàn)實的虛擬博物館交互性展示研究[D].上海：上海大學，2010（4）.

[2]張靜，許潔.古文物藝術造型的數(shù)字化與虛擬展示[J].西安工程大學學報，2011，25（6）：835-837.

[3]朱旦晨，宋桂嶺.基于Unreal3的虛擬博物館系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].計算機與現(xiàn)代化，2010（12）：48-52.

作者簡介：王娜（1980-），女，碩士，講師，現(xiàn)主要從事網(wǎng)絡多媒體的教學與科研工作。

劉桂陽（1972-），男，碩士，教授，主要從事虛擬現(xiàn)實技術的研究。

高云麗（1974-），女，碩士，講師，現(xiàn)主要從事多媒體技術的研究。

劉金明（1980-），男，碩士，講師，現(xiàn)主要從事網(wǎng)絡多媒體技術的研究。

李龍威（1988-），女，碩士，助教，現(xiàn)主要從事多媒體技術的研究。