基于Web 3D的成藝虛擬博物展覽館的研究與設(shè)計(jì)

楊啟帆

解放軍總醫(yī)院 北京 100853

引言

博物展覽館作為公共機(jī)構(gòu)，發(fā)揮著知識宣傳與文化教育的社會功能，但當(dāng)下社會的發(fā)展與信息技術(shù)的進(jìn)步極大地改變了群眾的生活習(xí)慣與信息獲取渠道，傳統(tǒng)的博物展覽館因此面臨發(fā)展困境。虛擬博物展覽館是博物展覽館未來的發(fā)展方向之一，也是其突破困境的重要方法，能夠讓參觀者在深入體驗(yàn)博物館內(nèi)容的同時(shí)避免受到傳統(tǒng)博物展覽館的時(shí)空限制。而Web 3D技術(shù)對虛擬博物展覽館來說有著重要的價(jià)值，因此需要加強(qiáng)其在虛擬博物展覽館設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，切實(shí)提升虛擬博物展覽館的展覽質(zhì)量。

1 Web 3D技術(shù)概述

Web 3D技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)三維虛擬現(xiàn)實(shí)效果的技術(shù)，主要由建模技術(shù)、顯示技術(shù)與交互技術(shù)三部分組成[1]。

建模技術(shù)是Web 3D技術(shù)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，依照基本原理與素材的不同可以分為集合模型建模與圖像基礎(chǔ)建模兩大類。幾何模型建模與Web 3D技術(shù)的契合度較高，能夠通過渲染技術(shù)的應(yīng)用提升受眾的代入感，更好地發(fā)揮受眾的聯(lián)想與想象能力。圖像基礎(chǔ)建模是利用現(xiàn)場圖像開發(fā)出來的建模技術(shù)，需要選擇合適的拍攝角度，將拍攝圖像進(jìn)行合理分割與儲存，但三維掃描技術(shù)的設(shè)備成本較高，性價(jià)比相對較差。顯示技術(shù)是利用相關(guān)軟件將3D模型轉(zhuǎn)化為3D影像的技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)Web 3D文件在移動設(shè)備瀏覽器中的流暢運(yùn)行，還需要額外安裝相關(guān)插件。Web 3D技術(shù)強(qiáng)大的交互功能已經(jīng)成為其在技術(shù)層面與功能層面的核心，通過高效率的人機(jī)交互，Web 3D技術(shù)已經(jīng)為參觀者和虛擬博物展覽館的環(huán)境交互創(chuàng)造了良好的條件，進(jìn)一步發(fā)揮其突破時(shí)空限制的優(yōu)勢，并利用動態(tài)網(wǎng)頁等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同用戶在特定虛擬環(huán)境中的實(shí)時(shí)交互。

2 虛擬博物展覽館的概念與特點(diǎn)

2.1 虛擬博物展覽館的概念

虛擬博物展覽館是利用信息技術(shù)對實(shí)體博物館以及館藏藏品進(jìn)行數(shù)字計(jì)劃處理，基于智慧終端為群眾提供藏品展覽等服務(wù)的平臺。實(shí)體博物展覽館與虛擬博物展覽館之間存在密切的聯(lián)系，實(shí)體博物展覽館是虛擬博物展覽館存在的物質(zhì)基礎(chǔ)，而虛擬博物展覽館則是實(shí)體博物展覽館在數(shù)字層面的補(bǔ)充與延伸，其價(jià)值不僅在于對藏品的分類以及對檢索功能的優(yōu)化以及信息系統(tǒng)的構(gòu)建，更重要的是利用信息技術(shù)構(gòu)建虛擬的藏品展示空間，極大程度上降低了人們參觀虛擬博物展覽館需要付出的時(shí)間成本與物質(zhì)成本。

虛擬博物展覽館下包括諸多各具特點(diǎn)的分類，其中比較具有代表性的是復(fù)刻型虛擬博物展覽館與全新型虛擬博物展覽館。復(fù)刻型虛擬博物展覽館是利用VR、Web 3D等先進(jìn)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對實(shí)體博物展覽館的如實(shí)復(fù)現(xiàn)，也就是模擬實(shí)體博物館的建筑外形與內(nèi)部藏品，并構(gòu)建虛擬化的數(shù)字空間。而全新型虛擬博物展覽館指的是利用Web 3D技術(shù)對藏品進(jìn)行數(shù)字化處理，之后根據(jù)展覽的主題對虛擬環(huán)境進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)。

2.2 虛擬博物展覽館的特點(diǎn)

虛擬博物展覽館有著交互性、沉浸性與突破時(shí)空限制的特點(diǎn)[2]。首先，虛擬博物展覽館通過利用Web 3D技術(shù)等先進(jìn)信息技術(shù)，對實(shí)體博物展覽館的視覺展出方式進(jìn)行優(yōu)化與更新。實(shí)體博物展覽館的參觀者雖然也能以相對較近的距離觀賞藏品，但為保護(hù)藏品，其與參觀者之間必然要保持一定距離，參觀者對藏品中細(xì)節(jié)信息的獲取也受到限制。而虛擬博物展覽館為參觀者與展品之間的互動創(chuàng)造條件，切實(shí)提升參觀者的參與感與代入感。不僅如此，虛擬博物展覽館還能為參觀者提供全過程的個(gè)性化服務(wù)有利于提升參觀者的滿意程度。除此之外，虛擬博物館還能將靜態(tài)畫面轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)畫面，提升參觀場景切換的流暢度，提升參觀者游覽行為的自由度，突破時(shí)空限制。

3 基于Web 3D的成藝虛擬博物展覽館的設(shè)計(jì)策略

3.1 完善虛擬展覽平臺設(shè)計(jì)

成藝虛擬博物展覽館可以利用Web 3D技術(shù)將博物展覽館的環(huán)境與其中的藏品都以數(shù)字化的形式儲存在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，不僅能夠讓參觀者更好地欣賞到藏品的細(xì)節(jié)與美感，為參觀者帶來更好的觀賞體驗(yàn)，還能夠突破傳統(tǒng)實(shí)體展覽的諸多限制，降低運(yùn)營維護(hù)的成本。而上述成藝虛擬博物展覽館的所有功能與優(yōu)勢都需要建立在虛擬展覽平臺的基礎(chǔ)上，因此在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，需要完善虛擬展覽平臺設(shè)計(jì)，為后續(xù)的功能設(shè)計(jì)與實(shí)踐創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)。

首先，在虛擬展覽平臺時(shí)應(yīng)當(dāng)預(yù)留成藝虛擬博物展覽館的介紹分區(qū)，讓參觀者能夠直觀地了解成藝虛擬博物展覽館的規(guī)模、主要功能以及展出的藏品信息以及近期展覽主題，形成參觀者了解成藝虛擬博物展覽館的窗口，同時(shí)也為游客的線上觀展提供指引與導(dǎo)航。

其次，在設(shè)計(jì)虛擬展覽平臺時(shí)應(yīng)當(dāng)完善其功能模塊。為了提升成藝虛擬博物展覽館對參觀者的吸引力，虛擬展覽平臺應(yīng)當(dāng)基于參觀者在觀展時(shí)的核心需求，完善虛擬展覽、移動設(shè)備接入與知識資源導(dǎo)出三大模塊。成藝虛擬博物展覽館的虛擬展覽模塊可以展出基于展品實(shí)物預(yù)先制作的三維數(shù)字模型，不僅能夠以較高的精度還原展品的真實(shí)狀態(tài)，而且能夠讓參觀者從多個(gè)角度觀察與體會藏品的細(xì)節(jié)[3]。移動設(shè)備接入模塊能夠提高虛擬展覽平臺與參觀者的移動設(shè)備的適配度，以便參觀者能夠通過多樣化的移動設(shè)備獲得更好的參觀體驗(yàn)。知識資源導(dǎo)出模塊能夠?qū)⑽奈锏臄?shù)字信息傳輸?shù)浇换ハ到y(tǒng)中，使成藝虛擬博物展覽館對藏品的介紹與參觀者的觀展進(jìn)程相結(jié)合。

3.2 延展虛擬空間設(shè)計(jì)

成藝虛擬博物展覽館虛擬空間的設(shè)計(jì)需要受到移動設(shè)備界面的空間局限，對展覽的最終效果以及參觀者的觀展體驗(yàn)造成負(fù)面影響。因此在設(shè)計(jì)成藝虛擬博物展覽館時(shí)，需要延展虛擬空間設(shè)計(jì)，通過空間定位與路徑規(guī)劃為參觀者帶來多樣化的參觀體驗(yàn)。虛擬博物展覽館的空間設(shè)計(jì)需要綜合運(yùn)用多種因素，形成參觀者與展覽主題、環(huán)境與展品之間的聯(lián)系與共鳴。

首先，在設(shè)計(jì)虛擬空間時(shí)，應(yīng)當(dāng)在參觀者移動設(shè)備有限的屏幕空間中有序排布交互按鈕。同時(shí)為節(jié)約空間，降低交互按鈕的突兀感，避免其對參觀者的代入感造成負(fù)面影響，成藝虛擬博物展覽館虛擬空間還可以設(shè)置隱性交互區(qū)，或采用手勢交互的方法，提升參觀者的參觀體驗(yàn)。

其次，虛擬博物展覽館虛擬空間的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)與展品的排布形成邏輯層面的聯(lián)系，并服務(wù)于展覽的主題。游覽路線的設(shè)計(jì)尤其重要，良好的路線設(shè)計(jì)能夠在參觀者有限的移動設(shè)備上營造空間感，并串聯(lián)交互設(shè)計(jì)，輔助展覽的主題表達(dá)。因此為保證參觀者能夠?qū)φ褂[的主題形成更加深刻的體會，成藝虛擬博物展覽館的虛擬空間設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)與精神文化相融合，讓參觀者能夠在路線設(shè)計(jì)與角色代入中滿足自身的精神需求，更好地選擇自身感興趣的內(nèi)容，把握主題敘事關(guān)系。

3.3 基于實(shí)景設(shè)計(jì)全視角融合場景

實(shí)體博物展覽館與虛擬博物展覽館之間存在密切的聯(lián)系，實(shí)體博物展覽館是虛擬博物展覽館存在的物質(zhì)基礎(chǔ)，而虛擬博物展覽館則是實(shí)體博物展覽館在數(shù)字層面的衍生，所以不僅虛擬博物展覽館能夠?yàn)閷?shí)體博物展覽館提供新的發(fā)展方向與助力，實(shí)體博物展覽館同樣也能為虛擬博物展覽館的設(shè)計(jì)提供素材[4]。

成藝虛擬博物展覽館可以基于實(shí)景設(shè)計(jì)全視角融合場景，Web 3D技術(shù)不可避免的局限性就在于3D建模無法完全取代實(shí)物，而基于實(shí)景的場景設(shè)計(jì)能夠有效提升展示內(nèi)容的真實(shí)性和趣味性，同時(shí)降低成藝虛擬博物展覽館的開發(fā)成本。不僅如此，全視角融合場景的構(gòu)建還能起到擴(kuò)展參觀者視域的作用，能夠?yàn)閰⒂^者帶來包圍式沉浸參觀體驗(yàn)。具體的設(shè)計(jì)步驟為，在前期準(zhǔn)備階段利用全景相機(jī)拍攝成藝博物展覽館的實(shí)體場景，然后在相應(yīng)的素材處理平臺對影像素材進(jìn)行細(xì)節(jié)處理，并對相關(guān)數(shù)據(jù)信息做好安全保護(hù)工作。

3.4 突出交互設(shè)計(jì)的參與感

所謂交互設(shè)計(jì)就是以受眾的需求為目標(biāo)導(dǎo)向進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而虛擬交互設(shè)計(jì)更加注重情感交流，關(guān)注操作性與體驗(yàn)性兩大要點(diǎn)。成藝虛擬博物展覽館中的交互設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)營造出交互共情的氛圍，突出交互設(shè)計(jì)的參與感，實(shí)現(xiàn)參觀者向參與者的角色轉(zhuǎn)換。比如，在設(shè)計(jì)參與者與藏品的交互時(shí)，可以彈出相應(yīng)提示，引導(dǎo)參觀者進(jìn)入對藏品的創(chuàng)作主題闡述，或以視頻、圖像等形式呈現(xiàn)藏品的創(chuàng)作過程，并在過程中設(shè)置一定的互動環(huán)節(jié)，讓參觀者能夠“參與”到藏品的創(chuàng)作中，提升參觀者的參與度，并為其提供深入了解藏品的趣味性途徑。另外，成藝虛擬博物展覽館還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)交互邏輯關(guān)系的設(shè)計(jì)，應(yīng)用多樣化的交互特效與交互模式，避免交互設(shè)計(jì)趨于俗套與單調(diào)，同時(shí)吸引參觀者投入時(shí)間反復(fù)觀展，提升參觀者的沉浸度，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)交互關(guān)系。

3.5 加強(qiáng)對Web 3D技術(shù)的開發(fā)與創(chuàng)新

Web 3D技術(shù)在虛擬博物館展覽設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要的地位，但設(shè)計(jì)的最終效果與Web 3D技術(shù)的應(yīng)用深度之間存在著密切的關(guān)系，其價(jià)值發(fā)揮需要加強(qiáng)對Web 3D技術(shù)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對其的創(chuàng)造性應(yīng)用。

首先，成藝虛擬博物展覽館可以利用Web 3D技術(shù)優(yōu)化多媒體互動，并在這一過程中突出展現(xiàn)虛擬博物館展覽的特色。在Web 3D技術(shù)的基礎(chǔ)上，成藝虛擬博物展覽館可以搭載多樣化的演示與漫游系統(tǒng)，提升多媒體互動效果的同時(shí)強(qiáng)化成藝虛擬博物展覽館對參觀者的吸引力。其次，成藝虛擬博物展覽館可以利用Web 3D技術(shù)打造衍生文創(chuàng)產(chǎn)品，提升成藝虛擬博物展覽館的影響力，不僅如此，Web 3D技術(shù)后還能讓文創(chuàng)衍生產(chǎn)品突破實(shí)物的限制，豐富文創(chuàng)產(chǎn)品穩(wěn)定呈現(xiàn)形式與內(nèi)涵。比如，成藝虛擬博物展覽館可以設(shè)計(jì)勛章這一虛擬文創(chuàng)產(chǎn)品，在參觀者參觀相應(yīng)主題展覽后發(fā)放紀(jì)念徽章，以代表展品與展覽主題為設(shè)計(jì)靈感。最后，成藝虛擬博物展覽館還應(yīng)當(dāng)構(gòu)建Web 3D技術(shù)的應(yīng)用體系，創(chuàng)新展覽模式?，F(xiàn)階段大多數(shù)虛擬博物展覽館在應(yīng)用Web 3D技術(shù)都存在局部性與碎片化的問題，缺少科學(xué)、完善而穩(wěn)定的應(yīng)用體系。因此成藝虛擬博物展覽館需要為Web 3D技術(shù)的應(yīng)用與相關(guān)設(shè)計(jì)工作制定相關(guān)制度，規(guī)范技術(shù)應(yīng)用與設(shè)計(jì)行為，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤與功能缺陷。此外，成藝虛擬博物展覽館還需要設(shè)置專門的評價(jià)反饋渠道，邀請參觀者在完成游覽后表達(dá)感想與建議，為后續(xù)的虛擬博物展覽館提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)與方向指引。

4 結(jié)束語

綜上所述，Web 3D技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)三維虛擬現(xiàn)實(shí)效果的技術(shù)，主要由建模技術(shù)、顯示技術(shù)與交互技術(shù)三部分組成。虛擬博物展覽館是利用信息技術(shù)對實(shí)體博物館以及館藏藏品進(jìn)行數(shù)字計(jì)劃處理，基于智慧終端為群眾提供藏品展覽等服務(wù)的平臺，有著交互性、沉浸性與突破時(shí)空限制的特點(diǎn)?；赪eb 3D技術(shù)進(jìn)行成藝虛擬博物展覽館的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)完善虛擬展覽平臺設(shè)計(jì)，延展虛擬空間設(shè)計(jì)，基于實(shí)景設(shè)計(jì)全視角融合場景，突出交互設(shè)計(jì)的參與感，加強(qiáng)對Web 3D技術(shù)的開發(fā)與創(chuàng)新。