新技术环境下博物馆的互动体验

徐耀琦

摘要：虚拟现实和增强现实是一种新兴的文化科技产业，是指通过计算机、电子、光学等现代技术生成虚拟环境，诉诸人们的多种感觉，它同时具备了文化属性和科技属性，是一种文化与科技的融合。本文通过介绍和分析上海博物馆增强现实项目，新技术在博物馆互动体验中的重要意义。

关键词：新媒体；增强现实；虚拟现实；博物馆；观众体验

中图分类号：G265 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）05-0255-02

增强现实和虚拟现实在很多领域的应用潜力都已浮现，包括了产业、教育、与社会效益等层面。就博物馆而言，2016年《新媒体联盟地平线报告》指出虚拟现实技术将在未来两年或三年内在博物馆普及应用，随着绘图硬件、CAD软件和3D展示等技术的进步，虚拟现实逐渐成为观众的主流选择，特别是在视频游戏和VR领域。博物馆正越来越多地利用如虚拟现实头戴设备和谷歌纸板眼镜等虚拟现实产品，让观众从展览和藏品中获得更多浸入式的学习和体验机会。

1 VR/AR在博物馆互动体验应用

1.1 VR技術在博物馆中应用

（1）技术概述。虚拟现实技术（简称VR）的出现实际是计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人工智能技术等交叉与综合的结果。虚拟现实通过电脑计算产生一个三维虚拟空间，实现新型人机交互技术旨在探索自然和谐的人机关系，使人机界面从以视觉感知为主发展到包括视觉、听觉、触觉、力觉、嗅觉和动觉等多种感觉通道感知，从以手动输入为主发展到包括语音、手势、姿势和视线等多种效应通道输入。提供给使用者，可以及时、没有限制地观察虚拟空间内的事物。“虚拟现实”就是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，所生成的各种环境，作用于用户的视觉、听觉、触觉，使用户产生身临其境的感觉。 虚拟现实系统架构，如图1所示。

（2）应用案例。将VR用于博物馆展览中，用户将不只是在看艺术品，虚拟现实技术会给观众带来梦幻般的三维世界，从此艺术欣赏会变成一个令人难忘、身临其境的奇妙体验。大英博物馆于近日通过虚拟现实技术让观众回到了青铜器时代。博物馆为观众提供的虚拟现实头盔，以虚拟现实方式，探索青铜器时代特色网站，查看博物馆藏品的3D扫描图像，大英博物馆使用3D扫描，创建开放数据源，并让游客探索藏品过去的用途，用虚拟现实方式探索的藏品，如在格洛斯特郡发现的远古金手镯。虚拟现实技术也将让游客通过灯光和气氛体验青铜器时代，参与古人的各种仪式。

1.2 AR技术在博物馆中应用

（1）技术概述。增强现实技术（简称AR）系统包括视觉技术、跟踪定位技术、界面和可视化技术以及标定技术，是各种数字化技术的发展和延伸。跟踪定位技术与标定技术共同完成对位置与方位的检测，并将数据报告给AR系统，实现被跟踪对象在真实世界里的坐标与虚拟世界中的坐标统一，达到让虚拟物体与用户环境无缝结合的目标。为了生成准确定位，系统需要进行大量的标定，测量值包括像机参数、视域范围、传感器偏移、对象定位以及变形等。增强现实技术原理图，如图2所示。

（2）应用案例。丹麦西南日德兰博物馆2016年退出了一款App，利用了Beacon、AR，以及3D视觉技术让游客体验及了解文艺复兴时期的里柏的贸易及商人生活。透过Beacon确定游客的所在点，当游客到达特别的地点，手机就会触发位在周遭的Beacon，屏幕上就会立即呈现出与周边相关的历史信息。观众在移动设备上见到这些难以真实展览出的历史对象出现在真实环境中，并能在真实建筑前与历史建筑做比对。博物馆员通过管理系统对App能自行进行系统维护，让文本、图像、影片、AR场景与互动性的3D视觉元素间能进行切换。这个应用让博物馆在历史知识及馆内收藏与城市的作了整合，连结了博物馆内外，突破了空间的限制。

2 上海博物馆应增强现实应用

上海博物馆（简称上博）馆藏珍贵文物14万件，藏品之丰富、质量之精湛，在国内外享有盛誉。为了面向移动互联和公众参与的新时代，上博明清家具馆、青铜器馆和金石器馆藏品，利用AR技术进行数字媒体的展现，系统通过图像、文字、音频及三维动画等多种形式对现场实物进行补充，全方位展示介绍藏品的知识与内涵。

上博在移动智能导览方面已开发数字化移动展示系统，增强现实技术与数字化移动展示系统无缝连接，利用无线定位功能快速定位至可识别的藏品，从不同维度对精品文物进行深入的介绍，使静态的展品在手机和平板电脑里动起来，提高展品互动体验性。上博APP首页和增强现实页面，如图3所示。

上博增强现实系开发分为三个步骤：

（1）文物三维数字化采集。文物器物近景摄影三维扫描，能在较短时间内扫描获取高精度表面点云，同时通过自带的后处理软件，可以提供从“拼接—融合—构网—简化—纹理映射”的完整点云处理流程，高效地获取被扫描物体完整的高精度表面模型和纹理模型。

（2）增强现实软件开发。1）现场识别，将镜头对准文物，观众可微调移动终端的位置，直至屏幕中的展品轮廓与现场实物相吻合，通过实物识别之后，屏幕画面中将在现场背景下浮现出三维展品达到虚实融合的效果。2）三维展示，移动终端中浮现出文物的三维立体模型，观众可对三维展品进行放大和缩小欣赏文物的细节，也可旋转欣赏。3）虚拟拍摄，增强现实软件提供虚拟拍摄的服务功能，在展品识别后，用户可以与屏幕中虚拟文物影像进行合影。 4）藏品介绍，包括展品的品名、器类、时代、出土信息、及尺寸重量、展品细节等信息，并利用数据可视化技术在移动终端上标出。5）纹饰展示，通过动画的形式对展品进行细节展示其纹饰和图案。

（3）内容策划。内容策划提供了文物新的讲述方式，创造一个完美的数字演出，更好的引导观众们的想象力。通过互动，将故事、信息、文化遗产和经验进行传播。

3 结语

作为新媒体技术发展的重要领域，AR和VR技术的应用，扩大及完善了人类已有的认知领域和知识结构，变革了传统的时空观念，也为探究周围世界的科学知识提供了重要的交互平台。新媒体技术将博物馆内丰富的展示资源课程化、可视化、实例化，通过情景式沉浸体验与认知，将现有的学习方式进行转型，大大提高了展品的可看性与教育的可达性，为博物馆非正式教育的开展提供了坚实的基石。

参考文献

[1]殷学波，王宁，李竹.虚拟现实_博物馆展示手段的最高境界[G].北京博物馆学会第三届学术会议文集，2000.

[2]张云勇，白中建，敬万钧.虚拟现实系统的建立[J].计算机应用，2000（s1）：233-235.

[3]庄春华，王普.虚拟现实技术及其应用[M].电子工业出版社，2010.

[4]秦文虎.虚拟现实基础及可视化设计[M].化学工业出版社，2009.endprint