沉浸式虛擬技術(shù)在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀與熱點(diǎn)分析

文／吳 玨，俞佳楠，陳絮菲（浙江理工大學(xué) 藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院）

虛擬現(xiàn)實(shí)，是指在理想狀態(tài)下，讓用戶能夠完全沉浸于虛擬的數(shù)字合成世界，并能與虛擬環(huán)境進(jìn)行自然互動(dòng)的一種技術(shù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是指在一種實(shí)時(shí)運(yùn)行、交互的可視化技術(shù)，通過疊加計(jì)算機(jī)生成的信息來增強(qiáng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知?；旌犀F(xiàn)實(shí)則是在融合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上，創(chuàng)造真實(shí)與虛擬內(nèi)容共存并實(shí)時(shí)交互的環(huán)境。隨著現(xiàn)代技術(shù)的高速發(fā)展，VR、AR、XR等沉浸式虛擬技術(shù)可用性得到提升，這些技術(shù)的融入使得文化遺產(chǎn)能夠以數(shù)字化的形式進(jìn)行訪問，也使得用戶能夠以更加有創(chuàng)造性和吸引力的方式體驗(yàn)文化遺產(chǎn)，大大增加了文化受眾的數(shù)量，提高了內(nèi)容傳播的質(zhì)量，為文化遺產(chǎn)的保護(hù)與傳承提供一種新的解決方式。

沉浸式技術(shù)改變了人們感知和認(rèn)識(shí)文化遺產(chǎn)的方式，應(yīng)用前景好，受到了人們關(guān)注，許多學(xué)者、從業(yè)者加入到其中的研究與應(yīng)用中來，因此有必要在這發(fā)展階段對(duì)現(xiàn)有的研究進(jìn)行整體回顧，以快速了解本領(lǐng)域的發(fā)展概況。本文借助可視化軟件CiteSpace，對(duì)WOS核心數(shù)據(jù)庫中使用VR、AR、XR等相關(guān)技術(shù)在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的文獻(xiàn)研究進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以期采用可視化的方式對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)化和展示，從而揭示虛擬技術(shù)在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀、研究熱點(diǎn)和主題。

一、數(shù)據(jù)來源與統(tǒng)計(jì)

1.1 研究方法

1.2 數(shù)據(jù)來源/檢索策略

本研究基于AR、VR、XR技術(shù)，其共有特征在于呈現(xiàn)出了不同程度的沉浸感。由于目前沒有統(tǒng)一的概念，本文承用Roberto Pierdicca等[1]所使用的術(shù)語“沉浸式現(xiàn)實(shí)”進(jìn)行概括，并將搜索式設(shè)置為TS="(AR OR VR OR XR OR virtual reality OR augmented reality OR mixed reality OR virtual technology OR immersive virtual)"AND"TS=(cultural heritage)， 選 擇 文 獻(xiàn) 類 型"article""review"和"processing paper"，語種選擇"English"，時(shí)間跨度選擇“所有年份”，在WOS數(shù)據(jù)庫檢索獲得1258條數(shù)據(jù)（截止2021年7月1日）。將數(shù)據(jù)以"download"為抬頭進(jìn)行命名，導(dǎo)入CiteSpace后使用WOS區(qū)塊的數(shù)據(jù)除重功能剔除重復(fù)文獻(xiàn)，獲得轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。

二、文獻(xiàn)計(jì)量分析

2.1 發(fā)文量

通過對(duì)WOS核心數(shù)據(jù)庫中所獲取的文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，獲得沉浸式虛擬技術(shù)在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)的年份發(fā)文量分布圖（見圖1）。對(duì)發(fā)文量統(tǒng)計(jì)圖進(jìn)行分析（由于檢索時(shí)間截止到2021年7月1日，該年只得到文章53篇），可以看出文獻(xiàn)數(shù)量整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。由圖1可知，該領(lǐng)域相關(guān)研究始于2007年，到2010年間年發(fā)文量在20篇左右，整體處于緩慢起步階段；2011年文獻(xiàn)數(shù)量出現(xiàn)明顯上升，說明人們逐漸提高對(duì)沉浸式虛擬技術(shù)與文化遺產(chǎn)的關(guān)注；從2012年起，相關(guān)研究成果不斷涌現(xiàn)，文獻(xiàn)數(shù)量大幅度上升，在2015年出現(xiàn)第一個(gè)小高峰；2019年，年度文獻(xiàn)數(shù)量已高達(dá)193篇。2020年全球性新冠肺炎爆發(fā)，全球各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展遭遇阻礙，人們正常的生活受到了不同程度影響，多重原因綜合導(dǎo)致該年發(fā)文量有所下降，但仍保持有141篇的發(fā)表量。同時(shí)，疫情隔離使得人們對(duì)遠(yuǎn)程辦公等現(xiàn)代技術(shù)的需求劇增，反向推動(dòng)了沉浸式虛擬技術(shù)的發(fā)展。統(tǒng)計(jì)2016—2020年的發(fā)文量可知，近5年的發(fā)文量共計(jì)779篇，占總發(fā)文量的64.6%（由于2021年數(shù)據(jù)量不足暫不做統(tǒng)計(jì)），且發(fā)文趨勢(shì)較為穩(wěn)定，表明近幾年以及未來幾年是該領(lǐng)域研究的“井噴期”。可以預(yù)見，2021年相關(guān)的研究成果有望恢復(fù)到疫情前的正常水平，甚至實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步增長(zhǎng)。

圖1 年份發(fā)文量分布

2.2 國家/地區(qū)分布

統(tǒng)計(jì)顯示，該領(lǐng)域有100個(gè)國家或地區(qū)進(jìn)行了研究，可得國家/地區(qū)間的合作關(guān)系（見圖2）。整合機(jī)構(gòu)及其所屬國家，篩選得到發(fā)文量排名前10的國家/地區(qū)與機(jī)構(gòu)排名（見表1）。意大利位于首位，發(fā)表了354篇文章，且中介中心性最高，達(dá)0.31，可見意大利在該領(lǐng)域占據(jù)十分重要的地位；中國位于第二，發(fā)表文章114篇，西班牙、希臘分別發(fā)表文章98篇和91篇。但中國和希臘的中心性分別只有0.08和0.06，遠(yuǎn)不及意大利的0.31和希臘的0.2，也低于位列第五、第六的英國(0.17)和法國(0.15），表明我國雖十分重視對(duì)文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的研究，但相關(guān)研究影響力并不大，研究人員應(yīng)該努力提高研究的深度與水平。

表1 排名前10的國家/地區(qū)

圖2 國家/地區(qū)間的合作關(guān)系

2.3 發(fā)文機(jī)構(gòu)

為了解研究虛擬技術(shù)在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用與發(fā)展相關(guān)機(jī)構(gòu)的合作情況，選擇“institution”為節(jié)點(diǎn)，年限跨度選擇2007—2021年，切片時(shí)間選擇“1年”，剪枝方式設(shè)置為“pathfinder”，獲得研究機(jī)構(gòu)合作圖譜（見圖3）。圖中節(jié)點(diǎn)越大代表發(fā)文量越多；同時(shí)收集發(fā)文機(jī)構(gòu)間的合作次數(shù)、中心度、首次合作時(shí)間、所在國家等信息，選取合作次數(shù)≥10次的機(jī)構(gòu)，繪制該領(lǐng)域合作頻次前12的機(jī)構(gòu)見表2。

表2 合作頻次排名前12的機(jī)構(gòu)

通過分析圖表，可見研究主要集中于大學(xué)、研究院。機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)中有3條明顯的連線，閱讀圖釋N=461，可知共有461個(gè)節(jié)點(diǎn)，且網(wǎng)格整體密度僅有0.002 3，說明世界各國在文化遺產(chǎn)的保護(hù)傳承領(lǐng)域廣泛應(yīng)用虛擬技術(shù)并開展了相關(guān)研究。但不同機(jī)構(gòu)間的作者合作較少，機(jī)構(gòu)的國際研究合作較為分散，目前還未形成凝聚力極強(qiáng)的科研團(tuán)體。同時(shí)，表中有4所機(jī)構(gòu)來自意大利，這與結(jié)果一致，再次印證了意大利在該領(lǐng)域的研究走在世界前列?！皔ear”是某一機(jī)構(gòu)與其他機(jī)構(gòu)首次達(dá)成合作的年份，由圖3可知，意大利的米蘭理工大學(xué)、巴勒莫大學(xué)對(duì)外合作始于2007年（研究起始年），為該領(lǐng)域打下了研究基礎(chǔ)。

圖3 機(jī)構(gòu)合作圖譜

三、研究熱點(diǎn)分析

本文采取熱門學(xué)科分析、高頻關(guān)鍵詞分析、文獻(xiàn)高被引分析3種方法處理和分析所得數(shù)據(jù)，獲得虛擬技術(shù)在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的主流學(xué)科以及研究熱點(diǎn)信息。

遲恒請(qǐng)來兩位退了休的工程師，一位水利，一位園林，帶了簡(jiǎn)單的儀器、工具，遲恒扛來把鋤頭，調(diào)了臺(tái)噴繪著新聞采訪標(biāo)識(shí)的車，開赴陵礦進(jìn)一步勘查核實(shí)。行前，電話知會(huì)陵礦辦事處，不弄什么暗訪，堂堂煌煌，給對(duì)方的壓力更大。

3.1 熱門學(xué)科分析

相關(guān)學(xué)科的共線分析將學(xué)科之間的相互關(guān)聯(lián)性可視化，可以清晰快速地了解該領(lǐng)域不同學(xué)科各主題相互之間的關(guān)聯(lián)，展現(xiàn)學(xué)科定位、學(xué)科劃分等信息，進(jìn)而揭示熱門學(xué)科。選擇“category”節(jié)點(diǎn)類型，獲得173個(gè)節(jié)點(diǎn)、552條連線的學(xué)科共線圖譜（見圖4）。

圖4 學(xué)科共線圖譜

基于WOS數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)出排名前10的學(xué)科類別（見表3）。查詢WOS的學(xué)科類別統(tǒng)計(jì)庫，顯示在其包含的252個(gè)學(xué)科類別中，本領(lǐng)域研究累計(jì)涉及65個(gè)，可見虛擬技術(shù)在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的覆蓋面較廣，呈現(xiàn)出較好的跨學(xué)科研究屬性。提取學(xué)科類別統(tǒng)計(jì)中排名前10的學(xué)科，結(jié)合學(xué)科共線頻次圖譜分析，得知其共線頻次皆位于前列，且各學(xué)科的中介中心性都大于0.1，說明具備較強(qiáng)的影響力和重要性。因此，本文將前10大學(xué)科確定作為本領(lǐng)域的熱門學(xué)科。

對(duì)熱門學(xué)科相關(guān)圖表進(jìn)行綜合分析，可以看出虛擬技術(shù)在文化遺產(chǎn)涉及到的最主要學(xué)科是計(jì)算機(jī)科學(xué)（Computer Science），然后依次是工程學(xué)（Engineering）、影像科學(xué)攝影技術(shù)（Imaging Science Photographic Technology）、遙感（Remote Sensing）等，且該領(lǐng)域熱門學(xué)科出現(xiàn)的時(shí)間均較早，集中在2007—2009年間的起始階段?！坝?jì)算機(jī)科學(xué)”“工程學(xué)”是虛擬技術(shù)的基礎(chǔ)性學(xué)科，虛擬技術(shù)依托于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)通信等新型信息技術(shù)的不斷發(fā)展。“影像科學(xué)攝影”“遙感”是指在不與文化遺產(chǎn)或相關(guān)物體產(chǎn)生直接物體接觸的基礎(chǔ)上，通過攝影、遙感技術(shù)，收集圖像、光譜等信息，這是目前文化遺產(chǎn)主要的數(shù)據(jù)采集方法。從表3中可知，還有與文化遺產(chǎn)領(lǐng)域原生關(guān)系更加密切的“考古學(xué)”“建筑學(xué)”“其他人文藝術(shù)”方向，表明目前虛擬技術(shù)主要應(yīng)用于文化遺產(chǎn)的存檔、重建、恢復(fù)和傳播[1]?！安牧峡茖W(xué)”是指在文化遺產(chǎn)進(jìn)行數(shù)字化存檔和重建的過程中，為盡量恢復(fù)原始狀態(tài)，需要對(duì)原有材料進(jìn)行分析和數(shù)字化修復(fù)，尋找與原材料特征最契合的材料，從而促進(jìn)了對(duì)材料特性的研究。同時(shí)，許多學(xué)者積極探索虛擬技術(shù)在“教育”領(lǐng)域的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)沉浸式虛擬技術(shù)能夠顯著提高群眾在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣與效果。

表3 排名前10的學(xué)科類別

3.2 高頻關(guān)鍵詞

關(guān)鍵詞是文章的核心概括，其頻次與熱度呈正相關(guān)，因此可以通過對(duì)高頻關(guān)鍵詞的統(tǒng)計(jì)快速了解該領(lǐng)域的研究主題與熱點(diǎn)。在CiteSpace中選擇“關(guān)鍵詞”為節(jié)點(diǎn)，生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜(見圖5)，得到節(jié)點(diǎn)405個(gè)（N=405），連線1 081條 （E=1 081），網(wǎng)格密度為0.013 2。圖5中一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)關(guān)鍵詞，節(jié)點(diǎn)半徑越大代表相對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次越高。

圖5 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

如表4所示，“文化遺產(chǎn)”“虛擬現(xiàn)實(shí)”“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”3個(gè)高頻節(jié)點(diǎn)作為搜索詞串聯(lián)起各個(gè)關(guān)鍵詞，印證了檢索詞選擇的合理性，同時(shí)也說明使用虛擬技術(shù)對(duì)文化遺產(chǎn)進(jìn)行研究過程中，VR、AR仍是主流技術(shù)，與XR相關(guān)的成果相對(duì)較少。此外，高頻關(guān)鍵詞還有“博物館”“攝影測(cè)量”“虛擬博物館”“三維重建”“遺產(chǎn)”“存檔”“虛擬文檔”“混合現(xiàn)實(shí)”“教育”“3D建?！钡?。文中所列舉高頻關(guān)鍵詞的中心性皆在0.10以上（包括0.10），可以將所示高頻關(guān)鍵詞定義為本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由此進(jìn)一步分析表明，本領(lǐng)域以“文化遺產(chǎn)”為立足點(diǎn)，借助“虛擬現(xiàn)實(shí)”“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”為代表的沉浸式虛擬技術(shù)，采用三維測(cè)量或建模工具，探索與文化遺產(chǎn)相關(guān)的多個(gè)領(lǐng)域，開展研究以及具體案例的實(shí)施與應(yīng)用。

表4 關(guān)鍵詞的共線頻次/中心性統(tǒng)計(jì)

3.3 文獻(xiàn)高被引頻次

選取被引頻次排序前15的高被引文獻(xiàn)，進(jìn)一步分析研究熱點(diǎn)，繪制表5。由研究可知，文獻(xiàn)的時(shí)間跨度集中在2014—2018年，可見這段時(shí)期經(jīng)過前期的探索已經(jīng)產(chǎn)出了一定的成果，并為各領(lǐng)域?qū)W者后續(xù)深入研究提供理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)。

表5 排名前15的高被引文獻(xiàn)

共被引頻次最高的文獻(xiàn)是《文化遺產(chǎn)的增強(qiáng)、虛擬和混合現(xiàn)狀調(diào)查》。作者全面梳理文化遺產(chǎn)使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，對(duì)各類技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域、架構(gòu)技術(shù)要求和局限等方面進(jìn)行了總結(jié)。盡管應(yīng)用領(lǐng)域有所重疊，總體可分為教育、展覽效果增強(qiáng)、探索、重建和虛擬博物館5大目的。在此基礎(chǔ)上，作者依據(jù)每種技術(shù)的不同特點(diǎn)和不同的目的需求，對(duì)采取技術(shù)種類作出建議并預(yù)測(cè)了注重“交互”的發(fā)展趨勢(shì)[1]?！锻ㄟ^嚴(yán)肅游戲?qū)W習(xí)文化遺產(chǎn)》[2]共被引頻次為39，介紹嚴(yán)肅游戲（SGs)是一種為教育目的設(shè)計(jì)的電子游戲。該文分析了SGs的流派、使用環(huán)境、技術(shù)解決方案和學(xué)習(xí)效果之間的復(fù)雜關(guān)系。不同于一般在線學(xué)習(xí)應(yīng)用程序，SGs中的學(xué)習(xí)內(nèi)容在游戲中起著主導(dǎo)作用，要在學(xué)習(xí)和游戲之間尋找平衡。Belen等[3]詳細(xì)闡述虛擬現(xiàn)實(shí)方案在應(yīng)對(duì)復(fù)雜三維模型訪問問題時(shí)的優(yōu)勢(shì)，這能夠很大程度上便利學(xué)者對(duì)文化遺產(chǎn)地的虛擬考察、研究以及相互合作而不造成破壞。

在沉浸式技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用方面，KERSTEN T P等[4]以及BARSANTI S G等[5]分別闡述了應(yīng)用VR技術(shù)提供沉浸式交互體驗(yàn)的詳細(xì)流程，包括模型、場(chǎng)景等處理方法，為后人的探索提供了值得參考的范例；BARBIERI L等[6]創(chuàng)造性地為任何要求易用性、愉快性和教育性的虛擬系統(tǒng)評(píng)估提供了一套有效的方法。

沉浸式虛擬技術(shù)真正走入人們的生活，除了需要技術(shù)支持外，還需要被大眾所接受。許多學(xué)者從接受沉浸式虛擬技術(shù)的因素以及增強(qiáng)人們應(yīng)用意圖的維度進(jìn)行了相關(guān)研究。CHUNGN等[7]認(rèn)為用戶需要在心態(tài)上準(zhǔn)備好接受新技術(shù)，然后開發(fā)者可以從視覺和情景因素入手，增強(qiáng)對(duì)用戶的吸引力；DIECK M C T和JUNG T[8]則在技術(shù)接受模型TAM基礎(chǔ)上，提出了影響AR接受度的7個(gè)外部維度因素，為提高相應(yīng)人群滿意度提供了理論框架指導(dǎo)。此外，KOUROUTHANASSIS P等[9]提醒設(shè)計(jì)者應(yīng)選擇增強(qiáng)用戶正向情緒體驗(yàn)的AR功能來增強(qiáng)用戶使用AR的意圖。

從文化遺產(chǎn)地采用沉浸式虛擬技術(shù)的動(dòng)機(jī)來看，沉浸式虛擬技術(shù)設(shè)計(jì)能夠提高游客對(duì)文化遺產(chǎn)地的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。CHANG Y L等[10]的研究表明AR引導(dǎo)的游客表現(xiàn)出場(chǎng)所感效應(yīng)以及更為顯著的學(xué)習(xí)興趣。TSCHEU F和BUHALISD[11]從價(jià)值創(chuàng)造框架分析了AR體驗(yàn)中創(chuàng)造價(jià)值的關(guān)鍵因素，為文化遺產(chǎn)地提供了一份提升客戶價(jià)值指南;尤其對(duì)于小型博物館而言，使用新技術(shù)需要承擔(dān)更大風(fēng)險(xiǎn)，而DIECK M C T等[12]從利益相關(guān)方的不同需求出發(fā)，從6個(gè)感知維度強(qiáng)化積極應(yīng)用AR的原因。

由于游客的滿意度、傳播積極口碑的意圖關(guān)系到文化遺產(chǎn)地的整體成功[13]，JUNGT等[14，15]建議在VR和AR混合環(huán)境下，通過“社會(huì)在場(chǎng)”提升游客的體驗(yàn)感，以AR應(yīng)用的感知質(zhì)量來評(píng)估和預(yù)測(cè)游客的滿意度和推薦意圖，并考察了不同創(chuàng)新意識(shí)群體的用戶偏好。HAN D I等[13]則提出了一個(gè)適用于城市遺產(chǎn)旅游的AR游客體驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

四、研究前沿以及主題分析

4.1 突現(xiàn)率

依據(jù)陳超美教授的定義，研究前沿可以看作是一組突現(xiàn)的動(dòng)態(tài)概念以及潛在的研究問題。在關(guān)鍵詞共線網(wǎng)絡(luò)中，突變?cè)~是指，在較短的一段時(shí)期內(nèi)，出現(xiàn)頻次或使用頻率較高的一些關(guān)鍵詞，因此可以通過突現(xiàn)詞的詞頻變化對(duì)一個(gè)領(lǐng)域的研究前沿進(jìn)行判斷。通過突變?cè)~探測(cè)共發(fā)現(xiàn)了17個(gè)突變?cè)~，按照時(shí)間依次排列如圖6所示。圖中首個(gè)突現(xiàn)詞為交互(interaction)，是指探究VR、AR或XR技術(shù)在應(yīng)用過程中與人進(jìn)行交互接觸點(diǎn)的設(shè)置與研究，其突變率為3.261 5且熱度持續(xù)了8年，可見關(guān)于“交互”的研究是本領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)性問題。

圖6 關(guān)鍵詞突現(xiàn)

此外，突變率最高的是管理（management），是指既要在保護(hù)、存檔的過程中對(duì)文化遺產(chǎn)的內(nèi)容進(jìn)行梳理，對(duì)資產(chǎn)庫進(jìn)行系統(tǒng)分類，也要在開發(fā)應(yīng)用的過程中注意整體的規(guī)劃，施行正確的開發(fā)和管理方法，避免對(duì)當(dāng)?shù)匚幕?、文化遺產(chǎn)造成破壞，實(shí)現(xiàn)整體的可持續(xù)發(fā)展。

4.2 關(guān)鍵詞聚類分析

在CiteSpace關(guān)鍵詞共線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行聚類計(jì)算，以宏觀、整體的角度對(duì)沉浸式虛擬技術(shù)在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的研究進(jìn)行梳理。從施引文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞（“K”）中提取聚類名稱，算法選擇LLR，可得如圖7所示的關(guān)鍵詞聚類圖譜，共獲得24個(gè)聚類。所得網(wǎng)絡(luò)的模塊化值Q為0.629 3，大于0.3，表示所得網(wǎng)絡(luò)聚類較好，有明顯的社團(tuán)結(jié)構(gòu)；所得網(wǎng)絡(luò)的聚類平均輪廓值S為0.516 3，大于0.5，表示該聚類具備合理性。使用CiteSpace的聚類查詢功能獲得相關(guān)節(jié)點(diǎn)的文獻(xiàn)信息，結(jié)合關(guān)鍵詞頻次表分析，可以將沉浸式虛擬在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的研究進(jìn)一步歸納為沉浸式重建、文化遺產(chǎn)的管理與學(xué)習(xí)、虛擬博物館和沉浸式交互體驗(yàn)與虛擬技術(shù)的4大主題。

圖7 關(guān)鍵詞聚類圖譜

4.2.1 重建是指利用計(jì)算機(jī)建模技術(shù)以及虛擬技術(shù)對(duì)歷史遺產(chǎn)進(jìn)行3D建模，重現(xiàn)或者修復(fù)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，考古學(xué)家可以更輕松的方式完成對(duì)考古遺址的識(shí)別、重現(xiàn)以及理解，為公眾呈現(xiàn)虛擬文化景觀，并實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的體驗(yàn)。該主題包括#0攝影測(cè)量技術(shù)、#5識(shí)別、#9近景攝影測(cè)量等，還直接聚集了存檔、16s核糖體RNA、熒光原位雜交、數(shù)字重建與三維建模等關(guān)鍵詞。HAYDARM認(rèn)為重建考古遺址后，借助AR、VR技術(shù)一方面便利考古學(xué)家對(duì)虛擬遺址進(jìn)行研究，一方面可以為公眾提供查看、探索、參與和了解遺跡的沉浸式體驗(yàn)，并針對(duì)不同的開發(fā)模式提出了解決方法。FERNANDEZ-LOZANO J在對(duì)遺址的識(shí)別、描述和解釋中應(yīng)用了基于激光雷達(dá)數(shù)據(jù)和無人機(jī)輔助攝影測(cè)量的綜合地理信息系統(tǒng)，為文化遺產(chǎn)的保護(hù)與展示提供了一個(gè)有用的工具。除此之外，許多學(xué)者對(duì)文化遺產(chǎn)考察過程產(chǎn)生的具體問題展開了詳細(xì)研究，如CAPPITELLIF在對(duì)米蘭大教堂改建項(xiàng)目中，對(duì)教堂的4個(gè)大理石樣本進(jìn)行化學(xué)分析，采用熒光原位雜交法快速培養(yǎng)、檢測(cè)和鑒定單個(gè)微生物細(xì)胞，通過研究微生物群落評(píng)估其對(duì)石頭材料產(chǎn)生的潛在危害。

4.2.2 文化遺產(chǎn)的管理與學(xué)習(xí)#4文化遺產(chǎn)地，#6管理分別包含關(guān)鍵詞概念模型、愉悅的非正式學(xué)習(xí)和技術(shù)及文化旅游。BECA將文化遺產(chǎn)以歷史事實(shí)、有爭(zhēng)議的遺產(chǎn)、整合歷史事實(shí)和有爭(zhēng)議的遺產(chǎn)、替代方案4種方式呈現(xiàn)，提出4階段概念模型來指導(dǎo)解決遺產(chǎn)的虛擬體驗(yàn)和旅游體驗(yàn)管理過程中遇到的問題。數(shù)字技術(shù)為文化遺產(chǎn)的保存、獲取和管理作出了巨大貢獻(xiàn)，并促生了新的學(xué)習(xí)方式。在文化遺產(chǎn)學(xué)習(xí)和歷史遺址參觀過程中常常會(huì)采用如嚴(yán)肅游戲等非正式學(xué)習(xí)的方式，來提高人們學(xué)習(xí)的積極性、學(xué)習(xí)效果以及對(duì)文化遺產(chǎn)的興趣。KIM H設(shè)計(jì)了一個(gè)基于位置服務(wù)和對(duì)象傳感器的嚴(yán)肅游戲應(yīng)用對(duì)此進(jìn)行了驗(yàn)證。KIM H,Fontanella F介紹了社交媒體形式的數(shù)字文化遺產(chǎn)平臺(tái)，用戶可以通過拍照獲得某一部件精確的3D模型，以此獲得良好的文化遺產(chǎn)學(xué)習(xí)體驗(yàn)以及三維重建效果。MA探索以“現(xiàn)實(shí)化”“高度體驗(yàn)化”的游戲互動(dòng)環(huán)境，對(duì)文化資產(chǎn)數(shù)字化整合的流程進(jìn)行優(yōu)化。

4.2.3 虛擬博物館SCHWEIBENZ W將虛擬博物館定義為由各種媒體組成的有邏輯的具備連接性和訪問能力的數(shù)字對(duì)象集合，能夠靈活地滿足訪問者交流、互動(dòng)等需求和興趣，并可以傳播到世界各地。STYLIANIS在上述定義的基礎(chǔ)上，完成了對(duì)多種虛擬博物館以及所用到的技術(shù)進(jìn)行了討論，認(rèn)為虛擬博物館不僅可以作為一種文化遺產(chǎn)的低成本保存和傳播的創(chuàng)新方法，更能作為一種有效吸引和轉(zhuǎn)化游客的媒介、物理博物館的延伸。當(dāng)代博物館積極吸收了技術(shù)發(fā)展的成果，加入數(shù)字內(nèi)容展示，并采用AR、VR等技術(shù)，為游客提供富有沉浸感、互動(dòng)感的體驗(yàn)。MARGETISG對(duì)目前的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了解讀，認(rèn)為博物館里應(yīng)該努力提高自然多式聯(lián)動(dòng)的交互水平，來增加游客對(duì)其及文化的共情以及認(rèn)知。同時(shí)，虛擬博物館對(duì)展示的方式等進(jìn)行了探索，如O'DWYER N展示了一種利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)及實(shí)景捕捉等技術(shù)創(chuàng)建的幽默有趣的博物館導(dǎo)覽模式，提供了一種有吸引力的、趣味、易用的故事講述策略，提高游客游覽體驗(yàn)。

4.2.4 沉浸式交互體驗(yàn)與虛擬技術(shù)相關(guān)聚類有：#2虛擬現(xiàn)實(shí)（包括關(guān)鍵詞交互設(shè)計(jì)、用戶體驗(yàn)）、#3增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（包括關(guān)鍵詞無形遺產(chǎn)、共存）、#10混合現(xiàn)實(shí)和聚類、#12沉浸（包括關(guān)鍵詞存在感、相互作用）。在文化3.0的背景下，人們希望憑借自己的理解對(duì)文化遺產(chǎn)進(jìn)行吸收、利用的愿望越來越強(qiáng)烈，沉浸式虛擬的項(xiàng)目為人們提供了一個(gè)虛擬空間自由得以訪問、移動(dòng)；在一些信息的指引下，人們不再是被動(dòng)觀看者，而在不知不覺地將自己代入為一位主動(dòng)參與者，獲取更多知識(shí)及高質(zhì)量的沉浸式文化體驗(yàn)。虛擬技術(shù)的快速迭代與發(fā)展讓人們渴望能夠獲取更加有趣、真實(shí)、自然的交互體驗(yàn)。 “在場(chǎng)感”是人們覺得自己“在那里”，可以看作是訪問者完全融入虛擬體驗(yàn)時(shí)的感受。一些學(xué)者認(rèn)為需要著力于加強(qiáng)設(shè)計(jì)用戶之間、用戶與界面之間的交互，來提高用戶在體驗(yàn)虛擬空間過程中感受到的存在感。全球各地的研究者正投身相關(guān)的創(chuàng)新研究，通過對(duì)反饋回路、地理定位、高級(jí)客戶服務(wù)和實(shí)時(shí)多層信息的分析，智能預(yù)測(cè)游客的行為意向，滿足用戶潛在的需求，持續(xù)為用戶提供高度個(gè)性化、能定制和多功能的產(chǎn)品（PIETROD等）。

五、結(jié) 語

基于CiteSpace對(duì)沉浸式虛擬技術(shù)應(yīng)用在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的研究進(jìn)行了可視化分析，分析其目前發(fā)展的時(shí)空特征、合作情況，探索了研究的熱點(diǎn)學(xué)科、熱點(diǎn)內(nèi)容和研究主題。

（1）從發(fā)文量的統(tǒng)計(jì)來看，得益于現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展，目前該領(lǐng)域的研究正處于“井噴期”。從研究國家與地區(qū)來看，意大利發(fā)文量最多，其次是中國、西班牙和希臘，但是中國和希臘的中心度遠(yuǎn)不及意大利和西班牙，需要進(jìn)一步提升研究水平。

（2）從熱點(diǎn)學(xué)科、高頻關(guān)鍵詞、高被引文獻(xiàn)分析3個(gè)角度對(duì)研究熱點(diǎn)進(jìn)行了解讀。研究的學(xué)科涉及的領(lǐng)域比較廣泛，包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程學(xué)、影像科學(xué)攝影技術(shù)和遙感學(xué)科等。計(jì)算機(jī)科學(xué)是本領(lǐng)域發(fā)展的學(xué)科基石，工程學(xué)、影像科學(xué)攝影技術(shù)、遙感則作為虛擬資產(chǎn)轉(zhuǎn)化所需技術(shù)支持。高頻關(guān)鍵詞除“AR”“VR”“文化遺產(chǎn)”外，有“博物館”“攝影測(cè)量”“虛擬博物館”“三維重建”，可以概括為本領(lǐng)域以“文化遺產(chǎn)”為立足點(diǎn)，借助“虛擬現(xiàn)實(shí)”“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”為代表的虛擬技術(shù)，采用三維測(cè)量或建模工具，向文化遺產(chǎn)的多個(gè)領(lǐng)域輻射開展理論研究和實(shí)踐應(yīng)用。

（3）從突現(xiàn)詞分析來看研究前沿，發(fā)現(xiàn)如何 “交互” 以及 “交互”（interaction）的內(nèi)容是本領(lǐng)域開展研究首先遇到的問題，并作為基礎(chǔ)性問題受到了學(xué)者長(zhǎng)期關(guān)注。近年來“管理”（management）是突變率最高的關(guān)鍵詞。作為未來幾年研究熱點(diǎn)，管理與文化遺產(chǎn)的保存、整理以及可持續(xù)的開發(fā)息息相關(guān)。關(guān)于研究主題，依據(jù)聚類分析的結(jié)果將研究?jī)?nèi)容分為沉浸式重建、文化遺產(chǎn)的管理與學(xué)習(xí)、虛擬博物館和沉浸式交互體驗(yàn)與虛擬技術(shù)的4大主題，與前文分析所獲結(jié)論得到了相互印證。

經(jīng)過上述整理分析，本文對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展作了階段性回顧，希望能夠?yàn)閷?duì)沉浸式虛擬在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的研究人員提供一定參考。文章僅選取WOS核心數(shù)據(jù)庫的相關(guān)文章進(jìn)行分析，因此在數(shù)據(jù)上存在一定的局限性。