VR技術(shù)在展館空間的沉浸式設(shè)計應(yīng)用

姚廣燦

關(guān)鍵詞 技術(shù) 展館空間 沉浸感 設(shè)計應(yīng)用

藝術(shù)賦能商業(yè)，聚焦公共空間和商業(yè)空間雙重屬性，在展館空間設(shè)計中VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用[1] 。但是，并非所有VR 技術(shù)都能帶來超強的沉浸式體驗，設(shè)計師如何把控展館虛擬空間的呈現(xiàn)方式，成為沉浸體驗效果的成敗關(guān)鍵。文章深入探究了VR 技術(shù)在展館空間的沉浸式設(shè)計應(yīng)用。

1展館虛擬空間中的沉浸要素

1.1真實性

在展館的虛擬空間設(shè)計中，VR 技術(shù)需要模擬近似真實的三維環(huán)境，真實度越高，參觀者的沉浸效果越理想。展館中所呈現(xiàn)的3D 實景是利用VR 技術(shù)創(chuàng)作出來的假象世界[2] 。在這個虛擬空間中，部分素材有現(xiàn)實對照原型，但是也有部分素材完全憑借設(shè)計師的想象而創(chuàng)造。為了保證虛擬空間給參觀者帶來真實感受，在三維仿真圖像的處理上需要盡量貼合現(xiàn)實世界的物理空間，以此呈現(xiàn)出更加真實的虛擬場景。

1.2潮流性

如果虛擬空間中的事物與現(xiàn)實世界大同小異，那么并不會對參觀者產(chǎn)生較強的吸引力。所以，在設(shè)計展館的虛擬空間時，還要從設(shè)計視角融入各種潮流元素，讓參觀者看到那些情理之中卻在意料之外的事物，從而引發(fā)參觀者的獵奇心理并沉迷其中[3] 。一些展廳利用VR 技術(shù)設(shè)計了720°旋轉(zhuǎn)操控臺，為虛擬展廳設(shè)計相關(guān)模型，抑或是構(gòu)建了虛擬太空場景，這些設(shè)計都引進了潮流元素，讓虛擬展館更多元、更有趣、更新穎，進而吸引參觀者沉浸在虛擬世界。

1.3交互性

在展館的虛擬空間中，參觀者與周遭環(huán)境融為一體時才能身心放松地沉浸其中。參觀者與虛擬空間中的任何事物都需要交互，互動過程中產(chǎn)生的感知體驗來自視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等一系列感官體驗[4] 。當沉迷其中的參觀者體會到與虛擬事物交互的快感后，自然也就會更加容易沉浸其中。交互的時間越長，越難以分辨虛擬場景的真假，沉浸式體驗的效果也就更好。

2VR技術(shù)在展館空間中的沉浸式體

驗呈現(xiàn)方式

2.1全息投影

全息投影技術(shù)利用干涉和衍射的原理，再現(xiàn)展品的三維圖像。在VR 技術(shù)所構(gòu)建的虛擬空間中，展品以虛擬圖像方式呈現(xiàn)給參觀者，不僅可以讓參觀者全方位賞析展品，而且使文物免遭強光照射。全息投影技術(shù)主要有三種類型，分別為空氣投影的交互技術(shù)、激光束投射實體的3D 影像以及360°全息顯示屏。

空氣投影的交互技術(shù)可以控制光線的投影角度，展示出虛擬場景下部分具有交互功能的圖像[5] 。舊金山現(xiàn)代藝術(shù)博物館利用VR 技術(shù)投影油畫作品，讓參觀者可以感受到藝術(shù)家Lenny magritte 的超現(xiàn)實主義的想象力。當畫卷融入虛擬空間，參觀者可以沉浸在Lenny magritte 營造的藝術(shù)氛圍之下，奇幻的視角帶給參觀者無限遐想。

激光束投射實體的3D 影像利用了氧氣或氮氣在空氣中散開的瞬間，混合成氣體變成灼熱的漿狀物質(zhì)，從而形成一個短暫的3D 圖像。日本ScienceandTechnology 公司制作的3D 圖像需要在空氣中完成數(shù)次小型爆破，才能呈現(xiàn)出極度真實的虛擬場景。所以，該成像技術(shù)雖然可以用在全息展廳中，但是成本高且循環(huán)時間短，給參觀者帶來的視覺沖擊力弱，目前少有展館應(yīng)用。

360°全息顯示屏的原理是將圖像投影在高速旋轉(zhuǎn)的鏡面上呈現(xiàn)三維圖像。新加坡國家博物館推出的“森林的故事”主題互動展覽中，設(shè)計師搭建了170米的動態(tài)全景圖像通道，用360°全息顯示屏呈現(xiàn)了新加坡生態(tài)環(huán)境下的雨林植被和動物，三維成像效果較好。參觀者還可以通過智能終端下載VR 小程序，用于觀看各種動植物的詳細圖鑒和解說。

2.2互動投影

互動投影利用了紅外感應(yīng)器鎖定投射目標，而后再運用投影技術(shù)呈現(xiàn)出靜態(tài)或動態(tài)的三維圖形。參觀者可以在投影區(qū)域內(nèi)完成體驗，這遠比靜態(tài)虛擬空間中的沉浸效果好。互動方式分為三種，即投影互動、視頻互動、數(shù)字沙盤。

投影互動可以將參觀者在投影區(qū)域內(nèi)的行動軌跡和任意動作呈現(xiàn)在虛擬空間中，即虛擬場景下的人機互動。例如，中國園林博物館在《“看見”圓明園》數(shù)字體驗展中，運用互動投影技術(shù)呈現(xiàn)了圓明園勤政親賢、正大光明、方壺勝境、西洋樓等26 個景區(qū)以及“西風(fēng)東納”“暢襟仙境”“園居理政”三大主題，為參觀者再現(xiàn)了“萬園之園”的恢弘場景。

視頻互動利用液晶顯示屏提高了數(shù)字捕捉式的互動體驗。當參觀者觸摸液晶顯示屏?xí)r，系統(tǒng)會自動抓取并感應(yīng)動作幅度，從而在顯示屏上展示出截然不同的畫面變化。良渚博物院利用Rokid 眼鏡，在虛擬遺址中添加VR 導(dǎo)覽模塊，使參觀者可以用觸屏互動的方式來聽講解、看資料。在真實比例還原的“歷史建筑”下，參觀者如同穿越到歷史文化長河中，增強了展館的“故事性”敘事表達，從而形成了知識性和趣味性較強的沉浸式互動。《8000 年前的古湘湖生境》展覽應(yīng)用VR 視頻互動技術(shù)，呈現(xiàn)出考古發(fā)掘的動物骨骼局部標本，再通過數(shù)字技術(shù)活態(tài)化再現(xiàn)，也在很大程度上增強了觀眾的沉浸感。

數(shù)字沙盤運用了實體沙盤模型來投影，將三維動態(tài)的平面動畫精準對焦物理沙盤，從而呈現(xiàn)出虛擬展品。數(shù)字沙盤屬于結(jié)合光電聲的多媒體投影VR 技術(shù)，目前在大型展館中比較常見。國內(nèi)最大的龍泉青瓷專業(yè)博物館在呈現(xiàn)隆昌石牌坊的歷史發(fā)展進程時，便使用了數(shù)字沙盤與LED 電子屏相結(jié)合的呈現(xiàn)方式。

將VR 技術(shù)與動感捕捉相融合，完整展現(xiàn)了隆昌古道驛站的交通組織結(jié)構(gòu)，充分體現(xiàn)了歷史意義和文化感知。參觀者佩戴3D 眼鏡后可以觀察到立體畫面左右兩側(cè)的夏布，而印刷著石牌坊賦的夏布又將一個極度真實的歷史場景完整呈現(xiàn)。

在虛擬展館中，六塊觸摸屏生動形象地呈現(xiàn)了龍泉青瓷的制作工藝;拼接大屏呈現(xiàn)了珍貴文物龍泉青瓷自南朝到清代的歷史脈絡(luò);觸屏數(shù)字沙盤可以讓多人對虛擬展品進行放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等操作;鎮(zhèn)館之寶五代五管瓶的三維模型全方位展現(xiàn)在參觀者眼前;在數(shù)字沙盤上點擊“國寶檔案”，可以呈現(xiàn)出文物的歷史故事。gzslib202204021746

3VR 技術(shù)在展館空間的沉浸式設(shè)計應(yīng)用策略

3.1三維仿真展示文化元素

展館內(nèi)所展示的事物通常自帶“主角光環(huán)”，但是并不意味著這些展品具備強大的吸引力。參觀者之所以沉浸其中，并不一定是被展品所吸引，也可能是看中展品所帶來的文化氛圍。一個富有生命力的展品只有在虛擬空間中以動態(tài)方式呈現(xiàn)給參觀者，才能在演示其文化創(chuàng)意的過程中呈現(xiàn)出強烈的設(shè)計創(chuàng)意。

當展品不再是靜態(tài)擺設(shè)，而是以動態(tài)方式出現(xiàn)在參觀者面前時，他們的注意力會跟隨展品指引方向而全情投入。由于參觀者難以察覺物理空間發(fā)生改變，所以獲得了極度真實的沉浸體驗。利用VR 技術(shù)設(shè)計沉浸元素時，通常以三維仿真展示其中的文化題材，并以此打造各種互動場景，讓參觀者沉浸在虛擬空間并體會其文化生命力的感召。

在中國大運河博物館的虛擬空間設(shè)計中，VR 設(shè)計師為展館設(shè)計了“知識展示+密室逃脫”的文化體驗之旅。參觀者首先會進入古代場景，進而在歷史長河中感受當時的文化氛圍。展館內(nèi)的360°多媒體劇場上演著各種歷史故事，對參觀者而言雖然陌生但無比真實。歷史文化知識在虛擬空間中進行全方位展示，讓展館與科普架構(gòu)了一條通往未知世界的橋梁，參觀者沉浸其中自然能夠感受到文化創(chuàng)意。不過，如果展館直接將一些不易理解的古代文化元素設(shè)置其中，多數(shù)參觀者肯定會產(chǎn)生理解障礙。為此，VR 設(shè)計師對部分虛擬事物進行了類比方式的可視化處理，從而減少了參觀者的認知理解負擔(dān)，讓參觀者輕松愉悅地體驗到古代文化的魅力。

3.2五感疊加虛擬互動場景

VR 技術(shù)在展館空間設(shè)計中的應(yīng)用途徑很多，但是真正能夠引發(fā)強烈沉浸感的主要是對參觀者的五感進行激發(fā)。美國亞特蘭大建造的IllluminariumExperiences 虛擬現(xiàn)實線下永久空間展館采用了全感官沉浸式體驗技術(shù)。該館建面約26000 平方英尺，約合2415.48 平方米，共分為三個區(qū)域，即Daytime SafariAttraction（主題體驗館）、Illuminarium After Dark（多功能廳&Bar）以及Illuminarium Café（餐飲區(qū)）。其中，Daytime Safari Attraction 便運用了多感官、沉浸式的裸眼VR 技術(shù)。通過Radical Media 實景拍攝南非、肯尼亞、坦桑尼亞等地區(qū)的野生動物棲息地，將其融入VR虛擬空間中，向參觀者展示了一個高度還原的真實非洲野生世界。在將近一個小時的參觀時間里，除了極度真實的聽覺和視覺感受之外，參觀者同時會在的嗅覺、味覺、觸覺等方面獲得沉浸式體驗。

首先，從視覺層面上的沉浸效果來看，46 臺投影儀激光投射在巨大屏幕上，定時播放8K 視頻高清晰定制視頻。其次，從聽覺層面上的沉浸效果來看，運用空間音頻系統(tǒng)可以呈現(xiàn)出定位和隔離聲音，讓戶外環(huán)境音跟隨參觀者的移動位置變化而變化。再次，從觸覺層面上的沉浸效果來看，展廳地板下方增設(shè)了觸覺感知傳感器系統(tǒng)。參觀者雖然是在展廳內(nèi)自由行動，但是其行動軌跡直接由傳感器反饋給觸感系統(tǒng)，因此參觀者就可以看到地面上被自己踩出來的水坑以及走過之后留下來的漣漪和腳印。當視頻場景中一群斑馬跑過，在同一片土地上的參觀者也會感覺腳下正在發(fā)生劇烈顫動。同時，展廳配備了超寬視野激光雷達傳感器，參觀者可以與眼前的植物、動物進行一系列的虛擬互動。當參觀者靠近樹時，樹上的鳥群將四散飛開，而揮動手臂時也能看到空氣中的灰塵洋洋灑灑。最后，從嗅覺層面上的沉浸效果來看，VR 設(shè)計師在展館空氣中注入大量不同氣味的氣體，從而讓參觀者仿佛聞到非洲草原中干涸的塵土、焦躁的空氣、枯黃的草地味道。

3.3延展時空共享場景內(nèi)容

利用VR 技術(shù)設(shè)計的展館空間在很大程度上依賴于實體場館的場景布置。但是，從技術(shù)層面上進行優(yōu)化，設(shè)計師也可以為虛擬空間布置一個具有“共享”功能的場景內(nèi)容。利如，Illuminarium 實際上就是一種充滿社交屬性的共享化體驗館，其VR 設(shè)計理念打破了傳統(tǒng)VR 技術(shù)的獨立運營模式，可以讓同一虛擬展館中的參觀者相互感知。從市場需求和商業(yè)發(fā)展的角度來看，每人配備一套VR 終端設(shè)備的成本較高，且維護成本不菲。而裸眼VR 體驗館則革除了這一弊端，多人參與同一虛擬展館的實時互動必然存在社交分享，也可以在很大程度上增強參觀者之間的沉浸感知傳遞。

通過匯聚VR 技術(shù)的前沿科技，Illuminarium 展館的沉浸式場景很大程度上突破了游客之間現(xiàn)實互動的瓶頸。利用高清電影技術(shù)和尖端的VR 技術(shù)，通過更強的參與感和容客能力，使觀眾能夠看到、聽到、感覺到、聞到，甚至親自與之產(chǎn)生互動，增強了場景內(nèi)容的“敘述性”，沉浸感隨之而來。除了真實的畫面感之外，參觀者沉浸在真實的聲音、氣味以及大型動物路過時地板產(chǎn)生的輕柔震動中，相互產(chǎn)生同感時體驗度必然更高。

4結(jié)語