基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)字化博物館展陳設(shè)計(jì)與用戶體驗(yàn)研究

王梅 張皓瑜

摘 要：博物館作為一個(gè)展示平臺(tái)，向大眾傳播歷史文化和藝術(shù)創(chuàng)造。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，博物館展陳手段發(fā)生了顛覆性的變化。數(shù)字化博物館展陳使展品與觀眾親密接觸，不受展出時(shí)間、空間的限制，最大程度地向觀眾傳遞展品信息，加強(qiáng)觀眾與展品的互動(dòng)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為博物館展陳設(shè)計(jì)的主要手段，將為博物館產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來新的變革。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);數(shù)字化博物館;用戶體驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TP37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）17-0029-03

Research on Digital Museum Exhibition Design and User Experience Based on Virtual Reality Technology

WANG Mei1 ZHANG Haoyu2

（School of Information and Engineering， Sichuan Tourism University，Chengdu Sichuan 610100）

Abstract： The museum serves as a display platform to disseminate historical culture and artistic creation to the public. With the development of virtual reality technology， the exhibition methods of museums have undergone subversive changes. The digital museum exhibits make the exhibits intimate contact with the audience， without being limited by the time and space of the exhibition， maximizing the information of the exhibits to the audience， and strengthening the interaction between the audience and the exhibits. Using virtual reality technology as the main means of museum exhibition design will bring new changes to the development of the museum industry.

Keywords： virtual reality technology;digital museum;user experience

以實(shí)體化展品為主題的傳統(tǒng)實(shí)體博物館，展品都是具有一定年代、歷史背景且以靜態(tài)形式居多，會(huì)受到溫度、濕度等各方面條件影響。為達(dá)到既保存展品又實(shí)現(xiàn)展出效果的目的，實(shí)體博物館通常會(huì)以標(biāo)簽、時(shí)間線、照片、繪畫、模型的方式，闡述展品源自何朝代、挖掘時(shí)間、挖掘團(tuán)隊(duì)等，并借助新媒體通過投影、視頻、全息技術(shù)等技術(shù)手段來重現(xiàn)展品當(dāng)時(shí)的歷史氛圍，向觀眾充分闡述展品的內(nèi)涵和意義。

傳統(tǒng)實(shí)體博物館以展品為紐帶連接觀眾，觀眾可以直觀地對(duì)話展品，這種情景模式過于中規(guī)中矩，觀眾在觀展時(shí)易走馬觀花，沒有真正深究展品背后歷史故事的欲望，并沒有跟展品產(chǎn)生某種呼應(yīng)。但在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的推動(dòng)下，傳統(tǒng)實(shí)體博物館的工作者隨即轉(zhuǎn)換思想和觀念，意識(shí)到傳統(tǒng)展陳方式與手段急需更新，應(yīng)在互聯(lián)網(wǎng)的帶動(dòng)下促進(jìn)展陳手段多元化。

1 數(shù)字化博物館發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)字化博物館是運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）、三維圖形圖像技術(shù)、互動(dòng)娛樂技術(shù)、特種視效技術(shù)，將現(xiàn)實(shí)存在的實(shí)體博物館用三維立體的方式完整呈現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上的博物館。

傳統(tǒng)實(shí)體博物館受開放時(shí)間、地域環(huán)境等因素的限制，觀眾觀展的自主性大打折扣。在互聯(lián)網(wǎng)的促進(jìn)作用下，數(shù)字化成為推動(dòng)實(shí)體博物館發(fā)展的熱門話題，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)字化博物館的建設(shè)成為可能，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以創(chuàng)建和體驗(yàn)仿真數(shù)字化博物館，該項(xiàng)技術(shù)使得數(shù)字化博物館內(nèi)的展品實(shí)現(xiàn)信息融合、交互式的三維動(dòng)態(tài)視景，能為觀眾創(chuàng)建仿真沉浸式的環(huán)境[1-2]。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，為突破傳統(tǒng)實(shí)體博物館的局限性，人們提出了“互聯(lián)網(wǎng)+智慧旅游”的概念，數(shù)字化將會(huì)成為傳統(tǒng)實(shí)體博物館的未來發(fā)展趨勢。其強(qiáng)烈的沉浸感與直觀的交互效果使觀眾體會(huì)到實(shí)體展品不可言喻的文化內(nèi)涵，加深觀眾的認(rèn)知度，增強(qiáng)展品知識(shí)的傳播功能，最大程度地保護(hù)展品，突破單一的展陳手段，有助于文化的保留與傳承，發(fā)揮博物館最大價(jià)值。

2 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)字化博物館展陳設(shè)計(jì)

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)屬于多種技術(shù)協(xié)同融合的高新計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)三維圖形技術(shù)，立體顯示技術(shù)，用戶體驗(yàn)者肢體跟蹤、視覺、聽覺、觸覺的數(shù)據(jù)反饋技術(shù)，文字、圖形等多種形式的數(shù)據(jù)交互技術(shù)[3-4]。

簡單來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)指借助計(jì)算機(jī)運(yùn)算和傳感技術(shù)創(chuàng)造的一種人機(jī)互動(dòng)模式，具有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)。一是形態(tài)模擬性強(qiáng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可對(duì)展品進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)模擬，使觀眾在模擬環(huán)境中對(duì)展品具有更加真實(shí)的用戶體驗(yàn)。二是沉浸感真實(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用計(jì)算機(jī)三維軟件，搭建與實(shí)體博物館一致的虛擬環(huán)境，讓觀眾仿佛身處真實(shí)世界，可以根據(jù)主觀需求配置與操控虛擬環(huán)境，用戶體驗(yàn)良好。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)數(shù)字化博物館展陳設(shè)計(jì)的作用與影響

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建設(shè)數(shù)字化博物館已經(jīng)有很多優(yōu)秀的案例，如《紫禁城·天子的宮殿》。與傳統(tǒng)實(shí)體博物館相比，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)字化博物館可以將文字、圖片、數(shù)據(jù)、音頻、視頻等信息集中體現(xiàn)。觀眾主觀地進(jìn)行自定義，主觀獲取有用信息，獲得意想不到的操控體驗(yàn)[5-6]。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要作用與影響如下：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過管理端收集觀眾的行為數(shù)據(jù)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，為特定參觀需求定制展覽準(zhǔn)備;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用計(jì)算機(jī)程序增強(qiáng)了用戶體驗(yàn);數(shù)字化博物館展陳的新穎參觀模式比較吸引年輕用戶;數(shù)字化博物館可借助各種網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行展示（微信、微博、QQ、抖音等），觀眾可通過平板電腦、手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備訪問終端，這樣可以最大限度地滿足用戶需求。

綜上，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)字化博物館展陳設(shè)計(jì)，使流程化、標(biāo)準(zhǔn)化、格式化、樣板化的展品展陳通過數(shù)字化博物館展陳“跳動(dòng)起來”。

2.3 數(shù)字化博物館的構(gòu)建

數(shù)字化博物館依托實(shí)體博物館進(jìn)行創(chuàng)建，按照相應(yīng)比例還原虛擬場景，項(xiàng)目預(yù)算要分清主次關(guān)系，數(shù)字化博物館只作為實(shí)體博物館展陳手段的一部分，工程量浩大，但經(jīng)費(fèi)應(yīng)該合理得當(dāng)。數(shù)字化博物館主要分為兩個(gè)板塊，一是實(shí)體博物館數(shù)字化的數(shù)字內(nèi)容，二是展示虛擬內(nèi)容的先進(jìn)硬件設(shè)備，如HTC頭盔、VIVE虛擬眼鏡、VR眼鏡、觸摸屏、投影儀、音視頻設(shè)備、二維碼掃描軟件及配合數(shù)字化內(nèi)容的其他裝飾裝修項(xiàng)目等。

一方面，數(shù)字化博物館發(fā)布于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)或?qū)嶓w博物館的公眾號(hào)、官網(wǎng)，用戶可通過平板電腦、手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備參觀訪問。用戶觀展可不受空間、時(shí)間的限制。另一方面，數(shù)字化博物館內(nèi)置于實(shí)體博物館內(nèi)，只需要考慮VR眼鏡、HTC頭盔、投影儀等設(shè)備的最佳觀賞距離、安裝位置與觀展人流設(shè)計(jì)，適當(dāng)考慮該空間內(nèi)的聲學(xué)效果、音頻設(shè)備選型、裝飾結(jié)構(gòu)、裝飾材料等，就能達(dá)到良好的虛擬現(xiàn)實(shí)視覺與聽覺效果。

在數(shù)字化博物館展陳場景的搭建中，首先，需要采用數(shù)碼相機(jī)對(duì)實(shí)體博物館及展品拍照，注意多角度拍攝多張照片，保證數(shù)字博物館的高仿真性。其次，還需要采用高清攝像機(jī)對(duì)實(shí)體博物館及展品進(jìn)行攝像，采集動(dòng)態(tài)影像對(duì)靜態(tài)圖片進(jìn)行補(bǔ)充，記錄實(shí)體博物館的展陳設(shè)計(jì)與光影效果。最后采用Maya或3DsMax軟件，參照靜態(tài)圖片和動(dòng)態(tài)影像，對(duì)實(shí)體博物館及展品進(jìn)行三維模型創(chuàng)建。主要流程如圖1所示。

3 數(shù)字化博物館用戶體驗(yàn)分析

用戶體驗(yàn)，即用戶在使用一個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)之前、使用期間和使用之后的全部感受，包括情感、信仰、喜好、認(rèn)知印象、生理和心理反應(yīng)、行為和成就等各個(gè)方面。影響用戶體驗(yàn)的因素主要有三點(diǎn)，即系統(tǒng)、用戶和使用環(huán)境。

現(xiàn)階段，實(shí)體博物館之間的競爭日趨激烈，觀眾的免費(fèi)需求愈演愈烈，各大實(shí)體博物館都通過創(chuàng)新展陳手段增加競爭優(yōu)勢，衡量數(shù)字化博物館的重要指標(biāo)在于觀眾的訪問量及訪問體驗(yàn)的質(zhì)量。一個(gè)滿意的觀眾可以向其他觀眾分享觀展體驗(yàn)，有效提高數(shù)字化博物館的知名度和社會(huì)評(píng)級(jí)，這對(duì)于實(shí)體博物館來說具有長遠(yuǎn)的營銷戰(zhàn)略意義。

一是感觀體驗(yàn)。要呈現(xiàn)給觀眾視覺、聽覺、觸覺上的體驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)舒適性，在色彩搭配、聲音調(diào)控、圖像清晰度、文字排版內(nèi)容、用戶界面（UI）等方面呈現(xiàn)出來。二是用戶交互體驗(yàn)。用戶界面引導(dǎo)簡潔明了，用戶交互體驗(yàn)過程能夠順利進(jìn)行瀏覽、點(diǎn)擊、輸入、輸出等操作。三是用戶情感體驗(yàn)。數(shù)字化博物館展陳設(shè)計(jì)給觀眾心理上的體驗(yàn)，增加對(duì)實(shí)體博物館的認(rèn)可度，情感體驗(yàn)的升華是口碑的傳播，形成一種高度的情感認(rèn)可效應(yīng)。

4 數(shù)字化博物館展陳設(shè)計(jì)中易存在的問題

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)字化博物館已經(jīng)有很多成功案例，但由于技術(shù)應(yīng)用有一定的要求，所以在實(shí)施過程中還須注意以下幾點(diǎn)問題。

4.1 眩暈問題

UNREAL ENGINE（虛幻引擎）技術(shù)人員的交互設(shè)置始終不能完全滿足人體運(yùn)動(dòng)科學(xué)要求。借助相關(guān)設(shè)備體驗(yàn)數(shù)字化博物館時(shí)，由于眼前景象與人體實(shí)際動(dòng)作的沖突或在立體場景中缺乏參照物，觀眾會(huì)有暈眩感。

4.2 沉浸感缺失問題

雖然數(shù)字化博物館是模仿真實(shí)環(huán)境創(chuàng)建的，但通過多種傳感設(shè)備，用戶獲得的直觀的視覺、聽覺、觸覺并不完全逼真。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)目前還處于發(fā)展階段，也只能從某種程度上加強(qiáng)沉浸感與真實(shí)感，并不能徹底達(dá)到沉浸感與真實(shí)感，在目前的技術(shù)水平上，沉浸感和真實(shí)感被作為衡量VR設(shè)備的重要指標(biāo)。

5 結(jié)語

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)字化博物館已經(jīng)有很多成功案例，對(duì)實(shí)體博物館的展品保護(hù)及文化傳承有重要的推動(dòng)意義。數(shù)字化博物館營造的“真實(shí)場景和空間”有助于實(shí)體博物館商業(yè)宣傳和文化價(jià)值傳播。

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