“沉浸式”全息数字博物馆应用展望

高薇华 刘 姣 韩 潇

(中国传媒大学动画与数字艺术学院，北京 100024)

一、“全息”简介及其发展

“全息”的本意是指在真实世界中呈现出三维的虚拟影像，这个概念从20世纪中期开始被不同程度地探索实现。全息投影技术(front-projected holographic display)也称虚拟成像技术，是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。第一步，利用干涉原理记录物体光波信息，即拍摄过程。第二步，利用衍射原理再现物体光波信息，即成像过程。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的，而且互不干扰，分别显示。全息投影技术具有立体感强、拍摄数据不易损坏等优势，因此特别适合应用于珍贵文物资料的展示与保存。利用全息投影技术这一特点，建立来自全国，甚至全世界范围的文物资料数据库，实现利用数据库的全息化展示随时随地观看文物、艺术品的可能。通过全息投影技术的应用，打造“沉浸式”的数字化博物馆将为博物馆的建设带来新的生机。

博物馆的数字化早有发展。1992年，联合国教科文组织开始启动“世界记忆”计划，直至1995年，美国建成博物馆互联网系统，实现了馆藏品的跨时空展示。随着数字技术普及，越来越多的国家开始打造自己的数字化博物馆。法国卢浮宫建设网络博物馆，并提供了网络3D虚拟参观。日本，英国等国家也纷纷建立相应数字博物馆。此外，新加坡国家遗产文物局为亚洲文明博物馆等6家文博机构提供了在线3D博物馆的虚拟展厅。博物馆的发展从网络数据库发展到3D虚拟展厅。

我国博物馆数量虽然庞大，但在博物馆的管理和运营方面仍然存在诸多问题。据统计，截至2014年，我国已备案的博物馆已多达4165家。［1］尽管博物馆在地理层面上遍地开花，但涉及到实际的运营、文化的展览和保存等方面时，还存在一些问题。传统博物馆的文物展示方式趋于静态和平面化，隔着厚重的防盗展柜，想要近距离欣赏文物的全貌十分困难;倘若展出的是古书籍这种无法暴露在空气中、异常脆弱的藏品类型，无论是运输还是保养都需要耗费大量资金和人力;对观者来说，想要通过触摸或翻阅书页来全面了解书籍的风貌，在现今的情况下是完全不可能的。而全息技术恰恰能弥补这个缺憾，使文物和非物质文化遗产“活”起来，以便更好地展示给人们。提升交互性、建设多元化的立体展厅正在成为未来数字化博物馆的发展趋势。

在全息投影技术，交互技术及全息摄影的数据库建立完善的基础上，打造立体化，可互动，沉浸式的博物馆，为传统博物馆带来全新的经营理念和结构框架。具体体现在以下五个方面。

二、全息技术的具体构建、应用

(一)交互式、立体化宣传导览装置构建

利用全息投影技术可以改良博物馆的硬件设施，增加博物馆展示方式的互动性和立体化，打造全息化的展示橱窗，宣传海报等，丰富宣传手段;利用可互动的全息地图和全息电子书的结合，实现新的互动式的全息讲解展示，取代传统的电子讲解器;利用全息舞台剧的技术制作全息讲解展示视频，取代传统的纪录片，丰富感官体验;利用全息技术打造全息文物立体影像，取代传统文物展示，同时实现多馆异地展示的可能。文物数据库一旦建立，将会便于相关应用的开发和建设。可参见图1。

图1 全息数码地图与传统平面图对比

(二)交互式、全角度的全息文物展示装置

利用全息摄影技术展示文物，可有效解决部分文物不便运输和展示的问题，通过数字手段实现文物的保存、修复和还原，让文物真的“活”起来。全国很多地方，仍然有大量文物面临出土后损坏严重或难以保存的问题，利用全息摄影技术，结合馆藏数据库，实现细节化，全方位的文物展示，由静态转变为互动式，由单一面展示转变为立体化全角度展示，将为问题的解决提供一种新的思路。可参见图2。

图2 全息投影技术文物展示示范

(三)基于移动设备的便携式“掌上博物馆”

除了博物馆内部建立展示，还可以将全息摄影技术应用于移动终端，与基于android或apple系统的APP结合，或与GPRS定位系统结合，丰富文物的展示模式，改变传统展示方式中展品摆放单一死板的问题，使参观者可以随时随地利用移动设备观赏文物细节。同时，移动终端上全息技术的应用可以吸引年轻人了解和学习博物馆文化。

(四)全息摄影技术实现文物历史背景再现

全息投影技术不仅可以产生三维立体的空中幻像，还可以使幻像与表演者互动，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。

传统博物馆，文物展示存在展示方式单一问题，仅有文物摆放和文字介绍不能充分展现古文明的魅力，单一平面化的展示方式难以吸引大部分人观看。很多文物，尤其是商周时期的文物背后往往包含富有神话色彩的故事，这些故事虚实相交，很难仅通过实拍的视频实现。如果能以全息技术拍摄并结合影像与人互动的成分，以此展示文物的历史背景、用途、传说、象征意义等，文物的魅力可以充分体现。如三星堆博物馆中祭台的展示，若结合三维动画与全息技术将祭台火焰、仪式等展示出来，效果将会更加强烈，更富感染力。

(五)全息投影技术与新技术结合、应用打造多元化创新性博物馆

由全息技术建立的数据库还可以与多种技术结合，达到不同的目的。如与AR(增强现实)技术、VR(虚拟现实)技术结合，只需搬运仪器设备，便能在世界各地展示难以移动的洞窟等自然景观的全貌，将诸如庞贝古城这样已无法修复的遗址、遗迹当年的风貌进行情景再现，而观众只需佩戴3D眼镜，或借助移动设备，便可观赏到逼真的立体影像。

另外，建设博物馆的文创商店也是现代博物馆运营中重要的一环。将全息技术与现今流行的3D打印技术结合，借助已有的全息资料数据库，可以“打印”出精美的文物纪念品，把类似于敦煌石窟造像这样逼真的文物模型带回家。这些文物模型或许将成为文创商店中最畅销的商品之一，可在一定程度上缓解如今广泛存在的博物馆建设资金不足的问题。

三、结语

全息技术的利用可帮助传统博物馆向沉浸式、互动性的数字化全息博物馆转型，也将成为未来博物馆展示文物和文化遗产传播的有效手段。

［1］李韵.我国博物馆数量达4165家［N］.光明日报，2014-05-19(1).