服裝類藏品在數(shù)字博物館中的三維展示研究

馮姣媚 劉詠梅

摘 要：以7款旗袍藏品為研究對象，探索獲取其三維模型并用于建設(shè)的旗袍數(shù)字博物館網(wǎng)站中。其中重點(diǎn)探討了三維展示實(shí)現(xiàn)的核心過程及難點(diǎn)：藏品尺寸的測定、三維虛擬模型如何更真實(shí)、線上三維展示頁面如何實(shí)現(xiàn)等。通過實(shí)踐研究，利用虛擬試衣技術(shù)獲取服裝藏品的三維模型，并用于線上三維展示，是當(dāng)前服裝類藏品在數(shù)字博物館中實(shí)現(xiàn)三維展示的有效方法，能有效提高用戶與服裝藏品的交互性。

關(guān)鍵詞：服裝類藏品;數(shù)字博物館;三維展示;三維虛擬試衣

中圖分類號： TS942.8? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-2346（2020）02-0026-08

數(shù)字博物館一般是實(shí)體博物館所建立的數(shù)字化展示平臺(tái)，它將實(shí)體博物館的藏品采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行整合，供大眾查看欣賞。[1]現(xiàn)在越來越多的實(shí)體博物館建立了數(shù)字博物館平臺(tái)，使用戶可以更方便瀏覽搜索藏品信息。

服裝作為博物館中的一大類藏品，記錄著中華紡織服裝的發(fā)展歷程，承載著織造、刺繡、款式、色彩等諸多珍貴信息。在國內(nèi)數(shù)字博物館中，服裝類藏品的主流展示方式以二維的圖片及文字為主，而其他類藏品已經(jīng)出現(xiàn)了三維交互展示方式，服裝的展示也應(yīng)朝著該方向發(fā)展，增加大眾與藏品的交互性。其三維展示應(yīng)基于現(xiàn)有的通用技術(shù)，結(jié)合服裝專業(yè)技術(shù)工具。筆者在充分調(diào)研其他類似研究基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出有效可行的技術(shù)路線，并以7款近代旗袍為實(shí)驗(yàn)對象，實(shí)現(xiàn)其線上三維展示，旨在為服裝類藏品的線上展示提供新思路。

1? ? 服裝類藏品線上展示現(xiàn)狀

在實(shí)體博物館中，由于文物的特殊性和珍貴性，大多數(shù)被保護(hù)在玻璃櫥窗內(nèi)供大眾瀏覽，這在一定程度上會(huì)影響觀感及體驗(yàn)。隨著三維交互以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的興起和發(fā)展，越來越多的數(shù)字博物館開始將實(shí)體藏品進(jìn)行數(shù)字媒體化呈現(xiàn)，建立全景式的漫游頁面、三維式的瀏覽插件，旨在提高用戶瀏覽時(shí)的真實(shí)感和沉浸感。服裝作為博物館藏品的一大類，有必要考察其線上展示現(xiàn)狀，進(jìn)一步提高這類藏品所呈現(xiàn)的真實(shí)性和互動(dòng)性。

1.1? ? 數(shù)字博物館服裝藏品調(diào)研

在國內(nèi)外數(shù)字博物館中，展示的藏品有綜合類的，也有集中于某一大類的。比如故宮博物院的數(shù)字博物館，是一個(gè)綜合類的平臺(tái)，服裝僅是其藏品中的冰山一角;[2]上海東華大學(xué)紡織服飾博物館則是以服裝和紡織為特色的一個(gè)平臺(tái)，服裝是其主要展示對象。[3]為了充分調(diào)研服裝類藏品的在線展示現(xiàn)狀，擬分2個(gè)方向分別調(diào)研：1）綜合類博物館服裝藏品;2）服裝特色類博物館藏品。

1.1.1? ? 綜合類博物館藏品調(diào)研

選取26家國內(nèi)外綜合類博物館平臺(tái)為研究對象，包括世界著名博物館、國家級博物館，以及省級博物館，對其中的服裝藏品和其他藏品進(jìn)行檢索瀏覽，記錄其展示方式及功能。最后對數(shù)字博物館平臺(tái)中的服裝藏品和其他類藏品作橫向及縱向比較，剔除同類展示方式，并進(jìn)行記錄。

首先對數(shù)字博物館進(jìn)行橫向比較。綜合類博物館收藏的服裝中，數(shù)量最多的是清朝服飾與近代服飾，這些服裝相對保存較為完好。通過調(diào)查，服裝藏品展示方式僅僅是圖片和文字，部分博物館平臺(tái)所呈現(xiàn)的圖片可放大查看細(xì)節(jié)，有的可提供多張細(xì)節(jié)圖片，但大多數(shù)平臺(tái)只是展示單張圖片，分辨率不高，影響觀感。

其次進(jìn)行將服裝和其他類別進(jìn)行縱向比較。在調(diào)研其他類藏品時(shí)，發(fā)現(xiàn)其展示方式的豐富性和先進(jìn)性明顯優(yōu)于服裝類藏品。這些展示方式包括視頻、全景漫游、三維交互。其中視頻展示用的不多，只是少數(shù)博物館提供的多媒體素材;全景漫游是現(xiàn)在很熱門的一種展示方式，廣泛用于數(shù)字博物館展覽、家裝設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域，用戶可以漫游于展館中，通過鼠標(biāo)操縱游覽路線及放大展品，這種沉浸式的體驗(yàn)更加身臨其境;[4]三維交互是目前藏品最新的展示方式，用戶可以操縱鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)展品的旋轉(zhuǎn)、縮放，查看其立體形態(tài)，這樣藏品會(huì)呈現(xiàn)出更多細(xì)節(jié)，相較于實(shí)體博物館鎖在櫥窗內(nèi)的藏品，這種線上的三維展示效果甚至更優(yōu)。

筆者認(rèn)為，其他類藏品的展示先進(jìn)性優(yōu)于服裝，主要有以下原因：一是國內(nèi)外綜合博物館中，服裝藏品相對占比較小，在國內(nèi)，瓷器、青銅器、書畫等是大多數(shù)博物館的主要藏品，因此也是展示重點(diǎn);二是服裝是柔性的、可變形的，完成其三維模型是需要專業(yè)推敲和考量的，這也是本研究需要解決的核心問題。

1.1.2? ? 服裝特色類博物館調(diào)研

國內(nèi)外以服裝為特色的博物館主要依托于高校，這些院校也大多是紡織服裝類院校。通過瀏覽服裝特色類的博物館平臺(tái)，以及查閱文獻(xiàn)，對這些特色博物館中服裝的展示方式進(jìn)行對比調(diào)查，調(diào)研結(jié)果見表1。

表1可知，國內(nèi)博物館平臺(tái)服裝展示方式仍以傳統(tǒng)的圖片為主，其中北京服裝學(xué)院民族服飾博物館的圖片展示很豐富，不但提供正面、背面圖，還有紋理細(xì)節(jié)圖。德克雷塞爾大學(xué)數(shù)字博物館在展示服裝上花了很多心思，除了目前網(wǎng)站呈現(xiàn)的三維展示插件，還在研究全景漫游展示，以及利用虛擬試衣技術(shù)完成的三維交互。[5]

除了瀏覽相關(guān)網(wǎng)站平臺(tái)，筆者通過查閱文獻(xiàn)了解到：2006年，周志鵬設(shè)計(jì)了中國服飾博物館網(wǎng)站，建立可360゜全景漫游的虛擬展示場景，又利用攝影技術(shù)建立了服裝藏品的三維模型，并上傳到平臺(tái)上進(jìn)行交互展示;[6]另外，傅吉全等人認(rèn)為服裝藏品可以采用真人或人臺(tái)穿著，再以錄像的形式來進(jìn)行數(shù)字化呈現(xiàn)，該展示方式還要考慮服裝的完整性和易碎性;[7]2013年，首爾大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)探索用三維虛擬試衣的方式將服裝的三維模型呈現(xiàn)在數(shù)字博物館中。[8]

1.2? ? 服裝類藏品展示現(xiàn)狀總結(jié)

1）國內(nèi)展示方式較為單一，用戶體驗(yàn)度不高。二維圖片和文字這種傳統(tǒng)且主流的展示方式一直用在一般藏品上，服裝也不例外。國內(nèi)服裝藏品的三維展示研究較少。筆者認(rèn)為，首先，國內(nèi)服裝藏品的款式特征偏平面化，基本沒有立體造型（省道、碎褶、功能分割等），且博物館展示服裝時(shí)很少借助人臺(tái)或人模，大多直接懸掛或平鋪，直觀效果僅能看到前后兩面，立體性不強(qiáng)，則三維展示研究性也不強(qiáng);其次，服裝藏品在綜合類博物館中不是主流藏品，可研性不高，而在服裝特色類博物館中，其展示的細(xì)節(jié)更多。以北京服裝學(xué)院的民族服飾博物館網(wǎng)站為例，雖然還是以二維圖片為主的展示形式，但圖片的豐富性大大提高，有背視圖以及放大的細(xì)節(jié)圖等，一定程度上提高了用戶體驗(yàn)度。

2）國外服裝特色類博物館已經(jīng)出現(xiàn)三維展示服裝藏品的平臺(tái)。在德雷克塞爾歷史服裝收藏館中，一些歷史服裝用三維的方式展示在數(shù)字博物館平臺(tái)中。這些西方歷史服裝本身立體性比較強(qiáng)，三維的方式很好地展現(xiàn)了服裝藏品的細(xì)節(jié)特征。國內(nèi)服裝藏品雖然本身款式較平面化，但最終也是穿在人身上，即穿著狀態(tài)亦是立體化的，因此有必要研究國內(nèi)服裝類藏品的三維展示方式。

2? ? 服裝類藏品三維模型獲取探究

服裝類藏品的三維展示實(shí)現(xiàn)前首先是獲取其三維模型，再通過web 3D 技術(shù)將模型展示在數(shù)字平臺(tái)上。通過查閱相關(guān)資料以及結(jié)合服裝本身特性，服裝類藏品的三維模型獲取主要有2種途徑：高清照相、三維虛擬試衣。

2.1? ? 高清照相獲取三維模型

該方案的拍攝方法通常是將藏品放置在可旋轉(zhuǎn)的底座上，在藏品旋轉(zhuǎn)時(shí)均勻間隔角度拍照，拍攝完成后利用三維模型生成軟件將這些圖片整合為一個(gè)三維模型。[6]對于國內(nèi)的服裝類藏品，其款式特征較為平面化，在獲取其三維模型時(shí)，可將服裝穿于人臺(tái)上，用高清攝像機(jī)完成對服裝的拍攝工作。

該方法能夠獲得服裝藏品的高清三維模型，但前期拍攝工作比較費(fèi)時(shí)，且對服裝藏品的完整性和耐受性有一定要求。博物館內(nèi)收藏的大多是近代，甚至年代更久遠(yuǎn)的歷史服裝，特別是較為珍貴的服裝，應(yīng)慎用此方法，如果為此而對服裝本身造成二次傷害，則得不償失。

2.2? ? 虛擬試衣獲取三維模型

三維虛擬試衣技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到生產(chǎn)試衣、游戲動(dòng)畫、網(wǎng)絡(luò)購物等諸多領(lǐng)域中。虛擬試衣技術(shù)是在建立三維人體模型的基礎(chǔ)上，導(dǎo)入平面紙樣進(jìn)行虛擬縫合，進(jìn)而直觀查看服裝附著在人身上的不同效果，還可以設(shè)置面料的物理屬性以及表面肌理，使其頗為真實(shí)的呈現(xiàn)服裝的穿著狀態(tài)。

若將虛擬試衣技術(shù)與服裝藏品的三維展示結(jié)合，利用該技術(shù)獲得服裝的三維模型，則能在對藏品本身造成零損傷的前提下，實(shí)現(xiàn)服裝的線上三維展示，這是此方法的核心優(yōu)勢所在。

通過分析服裝藏品的三維模型獲取方法，結(jié)合服裝藏品本身特性，筆者認(rèn)為：利用虛擬試衣技術(shù)獲取其三維模型較為方便，同時(shí)也是對服裝藏品保護(hù)性最好的一種方案。其核心優(yōu)勢如下：

1）不會(huì)對服裝藏品造成二次傷害。前期只需完成服裝的基礎(chǔ)尺寸測量即可，后期完全依托軟件進(jìn)行，服裝藏品的虛擬真實(shí)性取決于軟件的功能和工作人員的專業(yè)性;

2）能較方便地實(shí)現(xiàn)服裝藏品穿在人身上的虛擬效果。國內(nèi)博物館中的服裝類藏品大多是平面懸掛進(jìn)行展示的，這是由款式特性決定的。服裝最終是穿于人身上，作為藏品，能較完整展示其細(xì)節(jié)和狀態(tài)是目的所在，因此，獲取服裝藏品在人身上穿著狀態(tài)是很有意義的，而虛擬試衣技術(shù)便能呈現(xiàn)穿著效果;

3）能通過軟件獲得服裝的動(dòng)態(tài)走秀視頻。利用三維虛擬試衣軟件，可模擬服裝動(dòng)態(tài)走秀過程，該過程可導(dǎo)出為視頻資源。這樣便可擴(kuò)展獲取視頻類型的多媒體資源，該項(xiàng)資源也可作為藏品展示內(nèi)容之一。

3? ? 服裝類藏品的三維展示方案與實(shí)踐

基于以上線上調(diào)研、文獻(xiàn)研究，以及對比分析，確定服裝類藏品在數(shù)字博物館平臺(tái)中三維展示以三維虛擬試衣技術(shù)為基礎(chǔ)依托，進(jìn)而將獲取的三維模型利用web 3D技術(shù)上傳至線上平臺(tái)中。整個(gè)方案需要解決的難點(diǎn)主要有3個(gè)方面：服裝藏品尺寸測定、服裝藏品三維虛擬真實(shí)度、服裝藏品線上三維展示頁面實(shí)現(xiàn)。

筆者以上海東華大學(xué)紡織服飾博物館中的陳列旗袍為研究對象，選取從19世紀(jì)后期到20世紀(jì)40年代的7件旗袍作為三維展示研究對象，針對以上3個(gè)方面進(jìn)行實(shí)踐研究，探索其中的難點(diǎn)及重點(diǎn)內(nèi)容，旨在為其他服裝類藏品的三維展示提供借鑒方法。

3.1? ? 服裝藏品的尺寸測定

選定旗袍藏品樣本后，首先要進(jìn)行藏品的尺寸測定，一是為了記錄基礎(chǔ)信息，二是為后續(xù)的三維虛擬試衣做準(zhǔn)備工作。該環(huán)節(jié)的主要難點(diǎn)在于測量實(shí)物時(shí)，由于人工的不確定性，操作可能會(huì)對藏品造成二次傷害，尤其是年代較久遠(yuǎn)、本身有破損以及面料嬌貴脆弱的服裝。另外測定尺寸時(shí)要保證準(zhǔn)確性和一定豐富性，這就要求測量人員必須具備專業(yè)知識，以確保后面的紙樣設(shè)計(jì)和三維虛擬的樣品最大程度貼近實(shí)物。以選定的旗袍樣本為例，要測定的尺寸主要包括衣長、胸寬、腰寬、下擺寬、領(lǐng)高、衣袖展長、開衩長等，尺寸獲取方式結(jié)合了實(shí)物觀測和相關(guān)書籍的參考。[9]基于此，旗袍樣本測定的基本信息如表2所示。

3.2? ? 服裝藏品的三維虛擬真實(shí)度

三維虛擬是實(shí)現(xiàn)服裝藏品線上三維展示的重要環(huán)節(jié)。該過程主要利用了服裝CAD技術(shù)以及三維虛擬試衣技術(shù)，其中服裝CAD部分選擇了智尊寶紡打版系列軟件，三維虛擬試衣部分選擇了韓國首爾大學(xué)的DC Suite軟件，完成藏品的紙樣繪制、三維虛擬縫合、調(diào)節(jié)渲染效果等內(nèi)容。以選定旗袍樣本中的藍(lán)地彩印花羅夾旗袍為例，其主要完成過程如圖1所示：

在三維虛擬過程中，難點(diǎn)及核心是虛擬模型效果要貼近實(shí)物，包括尺寸的吻合度、面料圖案的貼合度、細(xì)節(jié)裝飾的貼合度等，這是該過程要解決的主要問題。

3.2.1? ? 虛擬縫合處理

古代漢服的紙樣大多是前后連裁的十字形結(jié)構(gòu)，選定的旗袍樣本中也有前后連裁的款式。進(jìn)行三維虛擬時(shí)要做一定調(diào)整，否則會(huì)增大額外的難度，影響虛擬效率。以旗袍為例，修改紙樣與原始紙樣有以下差異：

1）按肩線將前后片分開。三維虛擬試衣軟件識別不出前后連裁的紙樣，因此虛擬縫合時(shí)會(huì)增加難度。而將紙樣按肩線分開后，會(huì)更加方便虛擬;

2）滾邊改為彎曲成型的紙樣。實(shí)際制作時(shí)的旗袍滾邊采用斜裁的直條，而在三維虛擬滾邊時(shí)，若不做處理，則滾邊縫合時(shí)不夠彎曲變形，造型失真?；谝陨峡紤]，將紙樣改為成型后的樣子，則會(huì)大大提高虛擬的真實(shí)度，效果較好。

3.2.2? ? 面料效果渲染

旗袍藏品的面料若帶有圖案，則需要通過拍照掃描，再利用PS、AI等圖形處理軟件，實(shí)現(xiàn)面料圖案的數(shù)字化，進(jìn)而添加到虛擬的三維模型上。為了保證虛擬的真實(shí)性，面料的物理屬性和表面肌理渲染是需要考慮的兩個(gè)因素，我們需要針對兩個(gè)方面對面料進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，使三維模型更加接近真實(shí)面料效果。

1）面料的物理屬性調(diào)節(jié)

通常一般的三維建模軟件都可設(shè)置模型的物理屬性，在DC Suite軟件中，也可對虛擬面料進(jìn)行物理屬性調(diào)節(jié)，屬性指標(biāo)主要包括密度、拉伸剛度、剪切剛度、拉伸阻尼等，決定著面料最終的延展性等，通過調(diào)節(jié)可使其更貼合真實(shí)面料。以旗袍立領(lǐng)為例，在實(shí)際制作工藝上一般會(huì)加硬襯，使領(lǐng)型更加直挺。三維虛擬時(shí)面料的初始物理屬性會(huì)使領(lǐng)型不直挺，因此要修改面料部分物理參數(shù)，提高面料的硬挺度，符合實(shí)際粘襯的效果。通過實(shí)驗(yàn)研究，改變拉伸剛度和彎曲剛度的屬性值，可得到較好的效果。表3給出了參數(shù)調(diào)整前后的效果對比：

2）面料的表面肌理渲染

面料的表面肌理效果也是體現(xiàn)三維虛擬真實(shí)性的一個(gè)重要因素，它能體現(xiàn)出面料的真實(shí)質(zhì)感，比如真絲緞?lì)惖谋砻婀鉂筛?、絲絨的華麗感等。軟件中預(yù)設(shè)了常規(guī)面料的渲染效果與具體參數(shù)，以“綠閃紅纏枝花石榴閃緞夾旗袍”為例，虛擬后將面料的渲染屬性進(jìn)行調(diào)整，包括反射率、光澤度等，使調(diào)節(jié)后的旗袍肌理更符合真實(shí)緞?lì)惷媪系谋砻尜|(zhì)感，立體度更強(qiáng)、光澤感更優(yōu)，最后效果如表4所示：

服裝藏品的三維虛擬是一個(gè)細(xì)致復(fù)雜的工作，除了以上兩個(gè)兩素，一些細(xì)節(jié)問題同樣需要注意，比如古代漢服的系帶，近代旗袍的滾邊、盤扣等，都需要細(xì)致模擬出來，以達(dá)到最貼近實(shí)物的效果。本課題所選取的旗袍樣本在虛擬時(shí)，盡力刻畫面料的物理屬性與表面肌理的真實(shí)度，突出立體感，展現(xiàn)出緞?lì)?、棉類、綢類、絨類的真實(shí)質(zhì)地，同時(shí)完善旗袍的滾邊、盤扣等的細(xì)節(jié)虛擬，最終虛擬完成效果如表5所示。

3.3? ? 服裝藏品的線上三維展示頁面實(shí)現(xiàn)

藏品的線上三維展示是web 3D技術(shù)的體現(xiàn)，該功能實(shí)現(xiàn)主要有兩種途徑：一種是直接在自身平臺(tái)建立三維展示插件，主要工作量在于網(wǎng)站后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫維護(hù)。美國德克雷塞爾數(shù)字博物館便利用了ObjectVR 3D技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了服裝的三維線上展示;另一種是嫁接給第三方平臺(tái)瀏覽三維效果。陜西數(shù)字博物館便用了此類模式進(jìn)行文物的三維展示。近幾年，這類第三方平臺(tái)發(fā)展迅速，迎合了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、三維交互的發(fā)展趨勢，通常具有模型上傳與下載、編輯渲染模型、分享模型等功能，模型可以通過插件的形式嵌入到其他網(wǎng)站中以供瀏覽。這樣博物館平臺(tái)自身工作量會(huì)較小，但是要承擔(dān)外接的安全性、穩(wěn)定性等風(fēng)險(xiǎn)。

本次實(shí)踐中，筆者在建立旗袍數(shù)字博物館平臺(tái)后，嘗試?yán)玫谌狡脚_(tái)實(shí)現(xiàn)線上三維展示。經(jīng)過調(diào)查篩選，選擇國外的sketchfab網(wǎng)站作為第三方展示工具，將三維模型通過sketchfab平臺(tái)再嵌入至旗袍數(shù)字博物館平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)旗袍藏品的線上三維展示，展示效果如圖2所示：

4? ? 結(jié)語

在實(shí)體博物館中，服裝是極具特色的一類藏品，目前實(shí)體博物館紛紛建設(shè)了數(shù)字博物館平臺(tái)。對服裝類藏品來說，實(shí)現(xiàn)其線上的三維展示可大大提高用戶瀏覽藏品時(shí)的互動(dòng)趣味性。利用虛擬試衣技術(shù)獲取服裝藏品的三維模型，能避免對藏品造成二次損傷，同時(shí)方便實(shí)現(xiàn)服裝穿在人身上的虛擬效果。以7款旗袍藏品為對象，探討了三維展示實(shí)現(xiàn)時(shí)的核心過程及難點(diǎn)：藏品尺寸的測定、三維虛擬如何更真實(shí)、線上三維展示頁面如何實(shí)現(xiàn)。其中三維虛擬的真實(shí)性是需要著重考慮的細(xì)節(jié)，比如虛擬縫合時(shí)如何處理細(xì)節(jié)，以及面料需要改善哪些渲染效果。在完成旗袍藏品的三維模型后，利用web 3D技術(shù)將模型上傳至所建設(shè)的旗袍數(shù)字博物館平臺(tái)中。

在以上探索研究中，筆者僅以近代旗袍為研究對象，打通了服裝類藏品實(shí)現(xiàn)三維展示的技術(shù)路線，但并沒有擴(kuò)展到其他品類的服裝藏品。服裝藏品款式豐富，在實(shí)現(xiàn)其他類服裝的三維模型時(shí)，同樣需要考慮紙樣、面料、細(xì)節(jié)配件等因素，這些問題有待后續(xù)研究及解決。

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