虛擬現(xiàn)實VR全景技術(shù)在博物館中的應(yīng)用與發(fā)展

祝森生

摘要：虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)在博物館的應(yīng)用和發(fā)展，使得博物館由原來單一的展示方式，逐漸轉(zhuǎn)變多角度、全方位的審視和體驗。文章以潘天壽紀念館繪畫作品VR虛擬全景項目為依托，來探究虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)在博物館中的應(yīng)用與發(fā)展的多樣性交互設(shè)計，并對虛擬博物館的推廣提出改進方向與創(chuàng)新點。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR;博物館;交融性

中圖分類法：G2 文獻標識碼 A

隨著社會的經(jīng)濟快速發(fā)展和人們對文化需求的提高，虛擬現(xiàn)實VR全景技術(shù)廣泛的應(yīng)用于在各行各業(yè)。很多博物館也開始積極推廣和應(yīng)用該項技術(shù)，虛擬現(xiàn)實VR全景技術(shù)是以用戶體體驗為出發(fā)點，從感官、層次、立體等方式來展示博物館信息。觀眾置身虛擬現(xiàn)實VR全景博物館的場景里面，感同身受。博物館中VR虛擬全景現(xiàn)實技術(shù)是交互設(shè)計全新的應(yīng)用和體驗，讓人們能夠身處一種虛擬現(xiàn)實的空間場景中，并通過交互操作，多視角、多方位、多元化的審視和體驗博物館博物。

一、虛擬現(xiàn)實VR全景技術(shù)目前應(yīng)用

隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，全球的數(shù)字化信息建設(shè)日新月異，博物館的數(shù)字化信息化方面的建設(shè)日趨迫切。博物館、藝術(shù)館等館藏的珍貴文物藏品通過物聯(lián)網(wǎng)的大平臺向觀眾展示文物數(shù)字化成果。以信息化為手段，多方位的采集、存儲、輸出等，讓文物信息資源的有效整合利用和迅捷動態(tài)管理。

VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)由美國VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾在80年代初提出的，亦稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境，是計算機技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，以先進的傳感設(shè)備作為基礎(chǔ)，通過計算機編輯出一種視覺、聽覺、觸覺等感官體驗的沉浸交互式虛擬仿真環(huán)境空間。目前虛擬現(xiàn)實VR全景技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、軍工、航天、醫(yī)學(xué)、媒體娛樂等各個領(lǐng)域。基于VR的虛擬博物館、虛擬藝術(shù)館、虛擬校園等虛擬環(huán)境系統(tǒng)由此應(yīng)運而生。目前國內(nèi)博物館采用了虛擬現(xiàn)實的VR技術(shù)，如故宮博物院通過計算機的交互、仿真和建模等先進的虛擬現(xiàn)實VR全景技術(shù)，將紫禁城整體場景與每個角落的景觀完美的呈現(xiàn)在觀眾眼前，栩栩如生。

二、虛擬現(xiàn)實VR全景技術(shù)在博物館應(yīng)用的特征

目前，計算機信息技術(shù)發(fā)展迅速，博物館的虛擬設(shè)計越來越“智能化”，其中VR技術(shù)應(yīng)用給觀眾的視覺、聽覺和感官等感官全新變化，其中最重要的特征就是交融性、沉浸式和體驗感。

1.交融性，這個是虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)的最基本的特征。我們社會的人本身就是不斷的生活在不同的生活場景中，通過和周圍環(huán)境的相互交融才能產(chǎn)生認知。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，以計算機為基礎(chǔ)的虛擬技術(shù)如攝像頭捕捉手勢，語音捕捉，眼球追蹤等，通過這些行為和動作和虛擬的現(xiàn)實空間形成交融。

2.沉浸式，獨特交融性和感官體驗讓用戶沉浸于逼真的感官刺激和自然實時反饋，加

上虛擬現(xiàn)實設(shè)備的輔助。讓觀眾完全沉浸于虛擬場景。通過視覺聽覺和感官猶如身臨其境的感覺，讓觀眾完全沉浸其中的體驗。

3.體驗感，虛擬現(xiàn)實全景項目是以觀眾的參與為主，通過親身去體驗，在虛擬逼真場景里和相互交融。讓觀眾有現(xiàn)實虛擬的體驗感。

三、潘天壽繪畫作品虛擬現(xiàn)實VR全景項目開發(fā)與實踐

潘天壽先生是我國著名國畫家、美術(shù)教育家、美術(shù)理論家。潘天壽紀念館是藏有潘天壽先生繪畫作品最多最集中的場所，也是學(xué)習(xí)和參觀潘天壽先生繪畫作品最好地方。潘天壽先生的繪畫作品沉雄奇險、蒼古高華，是20世紀中國畫四大家之一。2018年潘天壽紀念館為了讓觀眾更多更好的學(xué)習(xí)和了解潘天壽繪畫作品，我館實施了潘天壽先生繪畫作品虛擬現(xiàn)實VR全景項目，屬于2018年中國美術(shù)學(xué)院數(shù)字化建設(shè)項目之一。此項目亦是中國傳統(tǒng)繪畫和現(xiàn)代VR技術(shù)相互結(jié)合的應(yīng)用的初步嘗試。通過虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)來構(gòu)建“泛在性的潘天壽紀念館”。

1、繪畫作品VR項目功能要求和開發(fā)環(huán)境

通過VR設(shè)備讓玩家獲得真實沉浸感、交互式、感知等多方面的體驗，通過操作系統(tǒng)可以模擬參觀虛擬的美術(shù)館，進行虛擬場景的漫游，獲得身臨其境的沉浸式體驗，可以通過手柄來快速移動，選擇瀏覽名畫，并且可以對提供的部分名畫上色，然后上傳到資源服務(wù)器。前端基于Windows平臺的Unity Engine，資源 基于Linux平臺下的Res Server，VR虛擬名畫上色系統(tǒng)基于Unity Engine進行開發(fā)。

2、項目設(shè)計系統(tǒng)功能要求

通過VR虛擬現(xiàn)實設(shè)備提供了對虛擬現(xiàn)實場景便利的在線展示功能。VR具有更高的維度，相比傳統(tǒng)的視頻內(nèi)容，它具備360度全景畫面，通過聲音、體感技術(shù)全面感受氣氛和氛圍，空間感、距離感都會更有層次。VR的體驗會讓體驗者接收到更多的信息，可以更迅速直觀地表現(xiàn)場景從而獲得更好的模擬體驗。

3、項目基本構(gòu)建圖

觀眾只需帶上 VR 眼鏡 ，就可以在空間內(nèi)任意作畫盡情揮灑想象力。進入沉浸場景后 ，四周的一切都將是30的虛擬空間可以隨意上面作畫 ，該技術(shù)既可以與繪畫教育結(jié)合 ，也可方便設(shè)計師進 行設(shè)計創(chuàng)作 ，寓教于樂于一體 ，讓使用者如同身 臨真境一般 ，及時、沒限制地進行繪畫創(chuàng)作。

4、潘天壽紀念館繪畫作品VR項目實施

此項目在實施過程中，經(jīng)過專家和技術(shù)人員的多次討論和篩選，選定潘天壽的5幅作品作為項目實施的內(nèi)容，包括潘天壽先生的《魚樂圖軸》（圖2）、《靈芝圖軸》（圖3）、《雁蕩山花》《青綠山水圖》和《今日長纓》。其中《魚樂圖軸》，創(chuàng)作于1962年夏初，指墨畫。此幅作品中，一條大魚從下端向左上方躍出，一條小魚從右面中段向左游去，而一行款字從左上方直下。

程序技術(shù)開發(fā)人員通過3D建模美術(shù)技術(shù)，對作品中的“鱖魚”進行整體的美學(xué)構(gòu)思與風(fēng)格設(shè)計，按照作品中的繪畫比例、圖樣做該條魚的完美建模;其次通過三維技術(shù)創(chuàng)作畫面中的書法、印章等基礎(chǔ)的美術(shù)資源;最后通過VR虛擬技術(shù)，將建模好的“鱖魚”（圖4）和基本場景進行融合，并且融入魚本身吐泡泡和水的聲音。魚可以在虛擬的環(huán)境下自由游動，伴隨著優(yōu)雅的魚在水中游動的聲音。

5、VR項目效果

通過建模交互技術(shù)，讓繪畫作品里面的魚，真正的“游”動起來，觀眾通過VR 虛擬手柄遙控和佩戴VR虛擬頭盔設(shè)備，眼前展示的是魚在虛擬繪畫世界里交互暢游，潘天壽先生繪畫作品里的魚的形、聲和神態(tài)的展示效果與用戶地體驗達到最大化。

潘天壽繪畫作品虛擬現(xiàn)實VR全景項目改變了傳統(tǒng)的陳列理念，打破時間和空間的束縛，提高觀眾的參與積極性，豐富了藏品的展示形式。將中國的傳統(tǒng)國畫的藝術(shù)感覺體驗引入到數(shù)字時代，通過潘天壽紀念館的官方微信公眾號，把虛擬繪畫作品VR與移動終端鏈接，觀眾可以隨時隨地的體驗潘天壽繪畫作品的VR虛擬場景（圖8），引導(dǎo)構(gòu)建泛在博物館。

四、結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用應(yīng)用在博物館行業(yè)，使得博物館由原來單一的展示方式，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣?，多形式的展覽方式。潘天壽紀念館的繪畫作品VR虛擬項目的探究，反映了虛擬VR技術(shù)的在未來數(shù)字博物館有著重要的意義。

1.基于VR虛擬現(xiàn)實全景技術(shù)打破時間、空間等現(xiàn)實限制，實時在線，不受時間地域流量的訪問限制;空間無限，不受博物館面積及展出環(huán)境的影響;多維度內(nèi)容檢索模式等，虛擬場景，觀眾交互體驗等。從保護到展示，不同層面技術(shù)應(yīng)用如VR、AR、3D展示等更多技術(shù)將廣泛應(yīng)用于博物館現(xiàn)場及展品進行展示。提高用戶的切身體驗感，能夠在虛擬環(huán)境中進行交互操作，全面地體驗虛擬博物館。

2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)對博物館的藏品進行全方面地采集、存儲和輸出，可以避免了現(xiàn)實文物的耗損，更加快捷的管理文物和資料。博物館作為社會文化的重要教育基地，VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合當(dāng)前先進的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、移動化技術(shù)，開拓了科普知識宣傳途徑，多渠道的開展博物館多方位的社會教育功能。

3.虛擬現(xiàn)實技術(shù)也可運用在雕塑、工業(yè)設(shè)計、服裝設(shè)計等產(chǎn)品類設(shè)計學(xué)科的教學(xué)模擬與作品制作實物展示等?？啥嗳随溄踊?，進行制作前的頭腦風(fēng)暴，更直觀更高效地將教學(xué)與實踐相結(jié)合。虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以應(yīng)用到藝術(shù)歷史及其他藝術(shù)環(huán)境教學(xué)中，營造氛圍，使學(xué)生有身臨其境地感受。對未來的教學(xué)模式的拓展有著實際應(yīng)用的價值。

筆者直接參與了潘天壽紀念館繪畫作品虛擬VR全景項目實施，是對中國傳統(tǒng)國畫藝術(shù)的一次數(shù)字化的初步嘗試，也是對未來數(shù)字博物館的發(fā)展構(gòu)建初步框架。本文所及僅為初步思考，尚在不斷探究修正中。

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本文系2020年中國美術(shù)學(xué)院校級課題項目《虛擬現(xiàn)實VR全景技術(shù)在博物館中的應(yīng)用與發(fā)展——以潘天壽紀念館繪畫作品VR全景項目為例》（項目編號：YB2020007）