檔案展覽虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)

文/北京聯(lián)合大學(xué)應(yīng)用文理學(xué)院 葉莎莎 曹瑩（通訊作者） 吳靜怡

檔案展覽主要以館藏文字、照片、手稿或靜態(tài)實(shí)物為展覽對(duì)象，通常以紙質(zhì)檔案和實(shí)物檔案展覽為主。由于不少檔案較為珍貴，一些年代久遠(yuǎn)的檔案脆弱、易損，甚至難以復(fù)制，這些問(wèn)題導(dǎo)致檔案展覽成本較高，且互動(dòng)性較弱。在教學(xué)過(guò)程中，檔案專業(yè)學(xué)生很難有機(jī)會(huì)體驗(yàn)到檔案展陳的布置方法和步驟。虛擬仿真技術(shù)憑借其成本低、操作互動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，可適用于檔案布展、檔案修復(fù)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠?yàn)閷W(xué)生提供便捷的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。

通過(guò)檔案展覽虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)，可以幫助學(xué)生加深對(duì)檔案展覽的理解，掌握檔案展陳設(shè)計(jì)的方法和流程。本文在檔案展覽虛擬仿真平臺(tái)建設(shè)基礎(chǔ)上，以北京地區(qū)“三山”“五園”老照片為例，通過(guò)虛擬仿真檔案展陳設(shè)計(jì)實(shí)操流程，探索虛擬仿真平臺(tái)在檔案展覽實(shí)踐教學(xué)的具體應(yīng)用，為檔案專業(yè)教學(xué)拓展新的實(shí)踐途徑。

一、檔案展覽虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)

（一）平臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā)思路。平臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā)圍繞高仿真展開，主要涉及幾個(gè)方面：首先是仿真實(shí)際的展覽環(huán)境，為了使學(xué)生能夠在虛擬的環(huán)境中感受到真實(shí)的展覽場(chǎng)景，所有的建筑空間三維模型均由實(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)展覽過(guò)程中所用的展柜、展板以及輔助設(shè)備等，均參照專業(yè)實(shí)物進(jìn)行等比例建模。其次是仿真實(shí)際的工作流程，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)翔實(shí)的前期調(diào)研，設(shè)計(jì)符合工作流程的功能模塊，梳理邏輯關(guān)系，優(yōu)化交互設(shè)計(jì)，力爭(zhēng)無(wú)縫對(duì)接實(shí)際工作。最后是仿真的檔案，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在實(shí)際操作過(guò)程中產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，平臺(tái)中所涉及的相關(guān)素材均來(lái)自真實(shí)的檔案資料，以“三山”“五園”老照片為例，所有的照片實(shí)物經(jīng)數(shù)字化處理，進(jìn)行專業(yè)的歸納整理備用。與此同時(shí)，這些電子素材不僅可以在本平臺(tái)內(nèi)使用，還可以供其他跨專業(yè)文科綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用，使這些寶貴的檔案資料充分發(fā)揮作用，體現(xiàn)其歷史價(jià)值。

（二）相關(guān)技術(shù)及虛擬仿真系統(tǒng)建立。1.模型搭建。本系統(tǒng)的三維模型主體基于3DMax進(jìn)行搭建，少部分利用Z-Brush進(jìn)行輔助。采用Edit Spline、Extrude、Bevel Profile、Lathe、Loft、Edit Poly等多種方法復(fù)合建模，選用VRayMtl類型材質(zhì)球，通過(guò)調(diào)節(jié)反射、折射、高光等參數(shù)；使模型材質(zhì)盡量接近實(shí)體，同時(shí)從前期采集的數(shù)字影像中，提取出清晰度高、真實(shí)感強(qiáng)的圖片，對(duì)適用物體的材質(zhì)利用UVW等修改器進(jìn)行貼圖處理，后期運(yùn)用VRay、Target、Spot等各工具對(duì)模型中片面進(jìn)行渲染，加入紋理細(xì)節(jié)，最終完成展覽環(huán)境、展柜展板以及相關(guān)設(shè)備等三維虛擬仿真。2.交互設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的交互功能基于Unity 3D引擎進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于Unity 3D良好的跨平臺(tái)性，不僅能夠滿足教學(xué)實(shí)踐的交互需求，同時(shí)也為系統(tǒng)今后的擴(kuò)展升級(jí)提供了更多的可能性。隨著3R技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)可以更加便捷地完成基于沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的平臺(tái)遷移。同時(shí)，為了方便學(xué)生實(shí)際操作，系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供專用接口允許用戶上傳符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字檔案，并且通過(guò)這種方式，可以不斷豐富和擴(kuò)展檔案資料庫(kù)。3.素材采集。本系統(tǒng)所使用的素材均來(lái)自真實(shí)的檔案資料，素材源具有一定的史料價(jià)值。為了高度還原其真實(shí)性，實(shí)物檔案均使用高精度三維掃描儀進(jìn)行數(shù)字模型采集；紙質(zhì)檔案則由專業(yè)人員搜集整理，進(jìn)行數(shù)字化掃描，并使用Photoshop等軟件工具統(tǒng)一格式后導(dǎo)入系統(tǒng)。

二、檔案展覽虛擬仿真平臺(tái)使用設(shè)計(jì)流程

（一）選擇展館。首先，進(jìn)入檔案展覽虛擬仿真平臺(tái)（如圖1所示），按內(nèi)容提示和展覽需要選擇展館。目前可以從“海淀通史”“異形A”“異形B”等幾種不同展館中進(jìn)行選擇。

圖1 展館選擇

（二）操作功能。1.視角切換。進(jìn)入場(chǎng)館后首先展示的是該場(chǎng)館的俯視圖，可利用左下角工具欄的“45°/90°”切換不同角度，點(diǎn)擊“入口”可進(jìn)入場(chǎng)館內(nèi)部進(jìn)行探索。2.視角控制。在場(chǎng)館內(nèi)可以使用W、A、S、D或方向鍵上下左右控制視角移動(dòng)。按“E”鍵可以開啟視角控制，開啟后用戶可以通過(guò)移動(dòng)鼠標(biāo)控制視角旋轉(zhuǎn)，利用鼠標(biāo)滾輪或者上下鍵控制屏幕縮放。視角控制狀態(tài)下，菜單欄及工具欄將自動(dòng)隱藏。再次按“E”鍵關(guān)閉視角控制，菜單欄和工具欄恢復(fù)顯示。3.道具擺放。這是展覽設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一環(huán)。在場(chǎng)館內(nèi)點(diǎn)擊左下角工具欄，可開啟編輯功能，顯示展柜和展品放置。選擇展柜或展品后，拖動(dòng)到合適的區(qū)域即可放置。除少部分展品外，大多數(shù)展品需要先擺放展柜或展板，然后拖動(dòng)道具欄中的展品，向展柜或展板中添加展品。在展柜和展品列表菜單中，根據(jù)不同類別的道具和展品預(yù)設(shè)分類，可按需查找。例如：可根據(jù)展覽墻的不同位置先擺放大小適合的展板，然后再在展板上放置照片等展品。4.道具調(diào)整。如果照片等展品擺放位置不合適，還可以靈活調(diào)整，直到滿意為止。當(dāng)鼠標(biāo)位于展品上，展品邊框變?yōu)辄S色時(shí)，即可操作展品，長(zhǎng)按鼠標(biāo)右鍵不放可以觸發(fā)調(diào)整界面（包括移動(dòng)、縮放、旋轉(zhuǎn)、刪除等），在對(duì)應(yīng)位置松開鼠標(biāo)確認(rèn)選擇；右鍵點(diǎn)擊空白位置可取消當(dāng)前操作。通過(guò)道具調(diào)整，可以優(yōu)化展覽效果。5.快速截圖。當(dāng)展覽布置完成時(shí)，可使用Q鍵截取當(dāng)前視角看到的場(chǎng)景布局，并保存為圖片。點(diǎn)擊右上角按鈕打開菜單欄，包括幫助、保存、退出等。6.進(jìn)度保存。保存將覆蓋當(dāng)前選擇存檔，另存為將新建存檔。進(jìn)度保存后，在下次進(jìn)入展館時(shí)可選擇該項(xiàng)記錄，將還原擺放的場(chǎng)景；當(dāng)不存在記錄時(shí)，可選擇進(jìn)入新展館，進(jìn)行擺放設(shè)計(jì)。7.素材上傳：該虛擬仿真平臺(tái)支持導(dǎo)入自定義檔案文件?？赏ㄟ^(guò)本地添加圖片素材或視頻素材。例如，添加圖片素材需將圖片文件放置在規(guī)定文件夾下，支持JPG、PNG格式。已添加的素材可在展品擺放功能的“自定義”分類下找到。通過(guò)自定義上傳圖片和視頻功能，可以自主進(jìn)行個(gè)性化展覽設(shè)計(jì)。

（三）應(yīng)用效果。本次虛擬仿真檔案展覽主要選用“三山”“五園”老照片作為效果示例。這批老照片包括香山、玉泉山、萬(wàn)壽山、頤和園、圓明園、靜宜園、靜明園和暢春園的珍貴資料。通過(guò)前期設(shè)計(jì)和展板照片布置，將“三山”“五園”照片以虛擬仿真展覽形式進(jìn)行展示，促進(jìn)了學(xué)生檔案布展的動(dòng)手實(shí)操能力，也能讓學(xué)生直觀地感受到檔案展覽的實(shí)際效果，具有較強(qiáng)的沉浸感。圖2是學(xué)生設(shè)計(jì)的北京頤和園一些經(jīng)典老照片的展陳效果。

圖2 頤和園老照片展陳效果

三、檔案展覽虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)分析

（一）檔案展覽虛擬仿真平臺(tái)特色分析。1.展館、布展道具類型多樣。虛擬仿真展覽平臺(tái)內(nèi)置多種類型的展館，在一定程度上拓寬了展覽的多樣性，也有利于突出展覽主題。在展館內(nèi)進(jìn)行展陳設(shè)計(jì)時(shí)，可同時(shí)使用多種類型的布展道具，包括展板、展柜和其他道具等，大大增加了選擇空間，在布展手段上也較為多樣化，便于學(xué)生們自行選擇組合。2.沉浸感強(qiáng)，清晰直觀。虛擬仿真展覽平臺(tái)在進(jìn)入場(chǎng)館后，采用第一人稱視角探索展館，給予用戶沉浸式體驗(yàn)和強(qiáng)烈的代入感，同時(shí)能清晰直觀地展現(xiàn)出當(dāng)前布展情況和展示效果。加上場(chǎng)館內(nèi)逼真的模型設(shè)計(jì)，令用戶置身其中，沉浸感強(qiáng)烈。3.靈活易用，便于共享。虛擬仿真展覽平臺(tái)操作簡(jiǎn)單，在布展操作時(shí)幾乎沒(méi)有限制，靈活度比較高。而且展品支持自定義，在形式和內(nèi)容方面都給予了很高的自由度。由于該平臺(tái)為本地軟件，因此與人共享時(shí)，只需要拷貝文件夾就能實(shí)現(xiàn)全部文件資料的轉(zhuǎn)移，包括存檔文件，不受網(wǎng)絡(luò)等條件的限制，較為穩(wěn)定。

（二）檔案展覽虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)優(yōu)勢(shì)。1.有利于檔案資源開發(fā)利用。在以往的檔案展覽中，檔案布展需要利用現(xiàn)有檔案館或其他場(chǎng)館，耗費(fèi)大量時(shí)間精心設(shè)計(jì)展陳布局、挑選和準(zhǔn)備陳列品、確定主題風(fēng)格等，成本較高。通過(guò)虛擬仿真平臺(tái)建立檔案展覽，可以節(jié)省大量的人力、物力和財(cái)力。同時(shí)，在虛擬仿真檔案展覽教學(xué)平臺(tái)中參觀不會(huì)受到時(shí)間和空間的限制?？梢酝ㄟ^(guò)PC端隨時(shí)隨地進(jìn)行展示，有效地促進(jìn)了檔案宣傳，推動(dòng)了檔案資源開發(fā)利用。通過(guò)自定義導(dǎo)入圖片和視頻，在一定程度上避免了檔案原件復(fù)制、轉(zhuǎn)移過(guò)程中可能出現(xiàn)的損毀情況，有利于檔案保護(hù)。與實(shí)體檔案展覽相比，虛擬仿真檔案展覽更能滿足用戶個(gè)性化需求，從而達(dá)到吸引用戶、擴(kuò)大檔案展覽受眾范圍的目的，能進(jìn)一步促進(jìn)檔案資源開發(fā)利用。2.有利于促進(jìn)檔案實(shí)踐教學(xué)。檔案展覽虛擬仿真平臺(tái)提供檔案展陳設(shè)計(jì)，內(nèi)置素材豐富，交互性強(qiáng)。學(xué)生能夠?qū)δM展廳自行設(shè)計(jì)展陳布局，可以鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造力和獨(dú)創(chuàng)性。通過(guò)實(shí)際操作能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，在實(shí)踐過(guò)程中不斷深化所學(xué)知識(shí)，加深對(duì)檔案布展過(guò)程的理解，同時(shí)也能在一定程度上激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

通過(guò)虛擬仿真展覽平臺(tái)，還可以集中展示一些重要的檔案資料、匯編作品或展示一些學(xué)生的優(yōu)秀布展成果。該平臺(tái)還可以作為教師在授課過(guò)程中展示資料、評(píng)估學(xué)生作業(yè)的輔助工具，供學(xué)生進(jìn)行參考和學(xué)習(xí)。由于虛擬仿真展覽平臺(tái)能夠清楚地展示檔案布展情況，因此便于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)布展效果進(jìn)行評(píng)估，能夠直觀地再現(xiàn)檔案展館原貌，加深學(xué)生對(duì)布展方法及流程等知識(shí)的理解。利用虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行檔案實(shí)踐教學(xué)，有利于促進(jìn)檔案專業(yè)領(lǐng)域教學(xué)方式的革新和轉(zhuǎn)變，豐富學(xué)生對(duì)于檔案知識(shí)學(xué)習(xí)的渠道和方法，加快培養(yǎng)應(yīng)用型檔案學(xué)人才。

四、結(jié)語(yǔ)

檔案展覽虛擬仿真平臺(tái)為檔案學(xué)專業(yè)解決教學(xué)實(shí)踐問(wèn)題提供了有利的工具，拓寬了檔案實(shí)踐教學(xué)的渠道和方法，有利于促進(jìn)檔案專業(yè)人才的培養(yǎng)。盡管檔案展覽虛擬仿真平臺(tái)還不夠完善，存在一些技術(shù)問(wèn)題需要解決，但目前虛擬展覽平臺(tái)具備的功能特點(diǎn)以及應(yīng)用效果，都對(duì)檔案實(shí)踐教學(xué)產(chǎn)生了積極影響。未來(lái)該平臺(tái)也將持續(xù)改進(jìn)，學(xué)習(xí)其他虛擬仿真系統(tǒng)在專業(yè)領(lǐng)域教學(xué)的成功案例，不斷升級(jí)和完善，更好地促進(jìn)檔案專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展。