5G結(jié)合VR在博物館中的應(yīng)用

張宇航

摘 要：5G技術(shù)背景下，網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞速度得到了極大的提升，其應(yīng)用也將大范圍地覆蓋未來人們生活的各個(gè)方面，從衣食住行到文化娛樂的需求，再到醫(yī)療、交通等各個(gè)方面，5G技術(shù)將在社會的舞臺上綻放自己的絢麗的光芒。現(xiàn)階段，我們提出了將5G技術(shù)與VR技術(shù)相結(jié)合，并將其應(yīng)用到博物院的展覽中，為人們帶來更加更好的參觀體驗(yàn)，增強(qiáng)參觀者的體驗(yàn)感，積累相關(guān)的知識。下面，本文將就5G通信技術(shù)于VR技術(shù)相結(jié)合在博物館中的應(yīng)用展開討論，提出應(yīng)用VR場景建設(shè)推進(jìn)智慧博物館建設(shè)的方案。

關(guān)鍵詞：5G網(wǎng)絡(luò)通信;VR技術(shù);智慧博物館

DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.27.308

1 引言

第五代移動通訊系統(tǒng)，也就是我們常說的5G技術(shù)是新時(shí)代的一項(xiàng)偉大創(chuàng)舉，相較現(xiàn)階段較為傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)而言具有網(wǎng)速極高的特點(diǎn)?，F(xiàn)階段，其發(fā)展的主要目標(biāo)為減少網(wǎng)絡(luò)信息傳輸過程中的延遲的時(shí)間，提高信息傳輸效率，從而為用戶帶來更好的體驗(yàn)感。但就5G技術(shù)的應(yīng)用而言，其潛力是無限的，將其與VR技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合并有效的應(yīng)用到博物館的運(yùn)營過程中，可以簡化為參觀者帶來豐富的體驗(yàn)，通過VR技術(shù)將虛擬模型展示給用戶，讓其身臨其境的感受博物館的文化氛圍，帶來更好的體驗(yàn)效果。

2 5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢及其對VR的技術(shù)使能分析

自VR技術(shù)邁進(jìn)社會市場以來，其發(fā)展經(jīng)歷十分坎坷，跌宕起伏，極大程度的受到了寬帶網(wǎng)絡(luò)通信速度的制約。現(xiàn)階段的4G網(wǎng)絡(luò)無法滿足VR技術(shù)對運(yùn)算處理速度的要求，很難進(jìn)行精確的模擬和還原，導(dǎo)致用戶的體驗(yàn)感較差，VR技術(shù)的口碑也因此大受打擊。隨著5G技術(shù)的問世和推進(jìn)，VR技術(shù)將會得到蓬勃的發(fā)展，積極對自身進(jìn)行提高和完善，滿足市場的需求。下面，我將對5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢及對VR技術(shù)的影響展開討論，分析5G時(shí)代為VR技術(shù)的發(fā)展帶來的契機(jī)。

2.1 5G與4G相比的優(yōu)勢

就現(xiàn)階段的調(diào)查測試而言，5G技術(shù)相較4G技術(shù)而言，其傳輸?shù)难舆t和縫制速度都有著極高的優(yōu)勢，5G將網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t縮短到1毫秒以下，相較4G10毫秒的延遲有著極強(qiáng)的優(yōu)勢，5G技術(shù)的峰值速度也達(dá)到了20Gbps，較4G調(diào)高了20倍。就移動連接數(shù)而言，5G技術(shù)較4G多出了30億個(gè)，通道寬帶頻段等也有了很大程度的改進(jìn)。

通過對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行有效的組合，5G技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在頻率高、寬帶打、網(wǎng)速及峰值高、延遲低、連接密度大、流量密度大等特點(diǎn)，此外，在其使用的過程中穩(wěn)定性也得到了極大的增強(qiáng)?？傊?G技術(shù)相對4G而言不僅僅是簡單的網(wǎng)速的提升，而是更加全面的優(yōu)化。

2.2 VR與其發(fā)展

2.2.1 VR技術(shù)的概述

作為虛擬方針技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，VR技術(shù)將在5G時(shí)代的背景下得到空前的發(fā)展，達(dá)到嶄新的階段。VR技術(shù)是一種結(jié)合多種技術(shù)手段進(jìn)行的場景模擬技術(shù)，并利用計(jì)算機(jī)或手機(jī)終端等設(shè)備輸出生成一種可以體驗(yàn)的場景模擬。虛擬現(xiàn)實(shí)模擬技術(shù)結(jié)合三維計(jì)算機(jī)模型、廣角立體顯示、身體動態(tài)追蹤、視覺觸覺的反饋、立體音頻效果和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)燃夹g(shù)為一體，打造多原信息化的交互三維仿真，讓體驗(yàn)者深入沉浸到模擬出的場景中。

現(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)得到了一定能的發(fā)展， 并受到了越來越多的人的認(rèn)可。用戶可以通過相關(guān)設(shè)備的體驗(yàn)在虛擬世界中感受真實(shí)世界的真實(shí)體驗(yàn)，并與電腦進(jìn)行互動，從而獲取真實(shí)的體驗(yàn)感，是一項(xiàng)集沉浸性、交互性、多感知性、構(gòu)想性和自主性為一體的高新技術(shù)，被廣泛應(yīng)用在影視娛樂、教育教學(xué)、設(shè)計(jì)、醫(yī)學(xué)、軍事、航空航天等等領(lǐng)域。

2.2.2 限制VR技術(shù)發(fā)展的因素

作為一項(xiàng)高速發(fā)展的科技技術(shù)，VR技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用范圍，但在不斷的發(fā)展和改進(jìn)過程中，其自身的問題和不足也逐漸顯現(xiàn)出來。就目前而言，限制VR技術(shù)發(fā)展的主要因素是網(wǎng)絡(luò)因素和設(shè)備會對體驗(yàn)者帶來眩暈等不適感的問題。就設(shè)備的清晰度而言，國內(nèi)使用的設(shè)備不能滿足大腦的需求，會使得體驗(yàn)者產(chǎn)生眩暈、嘔吐等不適的感覺，這使得很大一部分人對VR設(shè)備敬而遠(yuǎn)之。此外，價(jià)格也是限制VR技術(shù)發(fā)展的一項(xiàng)重要因素，要想滿足客戶的需求，就需要配備較高端難度設(shè)備，而在VR是否可以為經(jīng)營者帶來可觀的收入的情況下，大多數(shù)經(jīng)營者不愿意將大量的資金投入電腦等設(shè)備的購買中。

此外，現(xiàn)行的4G網(wǎng)絡(luò)很難穩(wěn)定的支持VR技術(shù)的運(yùn)算也是制約其發(fā)展的一項(xiàng)重要因素?，F(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)不能為VR的輸出端提供穩(wěn)定的信號資源，從而導(dǎo)致模擬的效果不盡如人意，使得VR設(shè)備的口碑不高。

2.3 5G對VR技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

5G技術(shù)的發(fā)展為VR設(shè)備帶來了多種新型的網(wǎng)絡(luò)接入方式，可以有效的促進(jìn)VR技術(shù)的發(fā)展和繁榮，為VR虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展提供了新的資源。

相較于傳統(tǒng)的視頻播放而言，VR對畫面清晰度的需求有著超高的要求，一段幾秒鐘的視頻就可以達(dá)到上百兆的存儲量。據(jù)相關(guān)部門科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y算，當(dāng)畫面的分辨率達(dá)到24k以上才能為用戶帶來高清電視的體驗(yàn)效果。4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，由于信息傳遞的速度無法達(dá)到要求，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)問題打來的眩暈問題在5G背景下可以得到良好的解決，低于一毫秒的延遲使得人類的大腦無法察覺這一問題，有效的解決VR設(shè)備在體驗(yàn)過程中帶來的眩暈問題。

此外，5G技術(shù)可以更好的滿足VR設(shè)備在運(yùn)行過程中對語音、動作的識別，更好的跟蹤體驗(yàn)者的視線，提供更加真實(shí)的模擬效果。

3 博物館場景需求分析

現(xiàn)階段的博物館一般以藏品的陳列展示為主要形式，并設(shè)置有電子或人工的藏品講解。但這種傳統(tǒng)的展示方式無法將藏品的歷史文化背景充分的展示給參觀人員，使得人們在參觀過程中只能從最淺的方面觀察藏品的外表，不能更加充分的認(rèn)識其文化和全貌。針對這一問題，5G技術(shù)的發(fā)展為博物館的發(fā)展和建設(shè)提供了新的方向，充分引入VR設(shè)備對藏品進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的模擬展示，利用云平臺的建設(shè)將服務(wù)參觀者、保護(hù)文物的根本目的貫徹到底。

隨著5G技術(shù)的發(fā)展和國家相關(guān)政策的推進(jìn)，各地區(qū)的博物館要加強(qiáng)自身的建設(shè)，將VR技術(shù)充分應(yīng)用到藏品的展示中，為相關(guān)部門的管理、藏品的保護(hù)和參觀者的參觀過程提供極大的便利。

4 基于5G網(wǎng)絡(luò)VR技術(shù)在博物館中的應(yīng)用

對藏品最好的展示方式就是將其放回其獨(dú)特的歷史背景中，讓參觀者通過背景感受文物所蘊(yùn)含的文化和歷史意義，但這種溯回的方法在傳統(tǒng)的藏品展示中是很難實(shí)現(xiàn)的，需要借助VR的虛擬現(xiàn)實(shí)模擬技術(shù)構(gòu)建相關(guān)的模型，將文物的模型與歷史建筑等結(jié)合，從而體驗(yàn)文物素蘊(yùn)含的歷史文化。

通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的模擬，參觀者可以“穿越”回古代，體驗(yàn)敲擊編鐘帶來的震撼感;穿上古代的服飾馳騁疆場的自豪和成就感;不僅可以看到瓷器的文物成品和模具，更可以通過VR技術(shù)回到瓷窯生產(chǎn)的年代，參觀或參與瓷器的生產(chǎn)過程;親手把玩古代帝王的佩劍等，充分感受歷史文化的魅力，感受中華文化的博大精深。

對于其他類型的博物館，也可以采用類似的方式進(jìn)行場景的重建，如自然博物館可以模擬原始動物的生存環(huán)境，或現(xiàn)代的雨林、草原、海底、高原等場景，讓參觀者充分感受動植物的生存條件，同時(shí)融入環(huán)境保護(hù)教育，讓參觀者積極主動的參與到保護(hù)動植物的生存空間的活動中;軍事博物館可以對戰(zhàn)場進(jìn)行模擬，讓參觀者近距離感受軍事的魅力，體驗(yàn)軍事武器發(fā)展的歷史，感受現(xiàn)代化軍事裝備威力的震撼，充分了解我國軍事實(shí)力，寓以充分的愛國主義情懷教育，幫助參觀者建立民族自信，培養(yǎng)愛國主義情懷。

此外，博物館在建設(shè)過程中要利用激光掃描技術(shù)，對館內(nèi)的藏品進(jìn)行激光掃描并構(gòu)建三維模型，控制精確程度，建立精確的模型，將其應(yīng)用到VR場景建設(shè)中，并上傳到云端，建立各地博物館之間的共享網(wǎng)絡(luò)，減少藏品外出展出帶來的不便，讓各地的人民在當(dāng)?shù)氐牟┪镳^就可以見到世界各地的特色藏品，拓寬人們的視野。藏品模型共享網(wǎng)絡(luò)的建立不僅實(shí)現(xiàn)了藏品的遠(yuǎn)程共享，更減少了文物在運(yùn)輸過程中受到的損害，有利于藏品的保護(hù)。

5 結(jié)語

面向時(shí)代的發(fā)展，隨著5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，世界即將走上5G時(shí)代的發(fā)展道路，博物館的發(fā)展和建設(shè)也將在5G的背景下得到提升。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展和智能手機(jī)的不斷成熟，基于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和VR技術(shù)下的博物館建設(shè)必將蓬勃發(fā)展，為參觀者打造多元化的體驗(yàn)活動，將藏品的展示方法多元化，充分利用5G寬帶的優(yōu)勢和VR設(shè)備的特點(diǎn)，打造新時(shí)代背景下的精品博物館。

參考文獻(xiàn)

[1]徐小荷.5G時(shí)代有形數(shù)據(jù)紀(jì)念品博物館互動設(shè)計(jì)新形式[J].市場觀察，2020，（2）：40.

[2]路明.博物館5G室內(nèi)分布性能與建設(shè)策略[J].中國設(shè)備工程，2020，（4）：218-219.

[3]耿雷.5G技術(shù)及其在博物館的應(yīng)用前景[J].新媒體研究，2019，5（14）：25-26，31.

[4]楊拓.新技術(shù)視角下博物館發(fā)展實(shí)踐與趨勢[J].中國國家博物館館刊，2019，（11）：146-152.

[5]石薈琳.淺析數(shù)字博物館中的VR技術(shù)的應(yīng)用[J].山西青年，2020，（8）：278.

[6]陳瑜，陳琳琳.淺析VR技術(shù)對博物館發(fā)展的意義[J].人文之友，2020，（2）：5.