服装类藏品在数字博物馆中的三维展示研究

冯姣媚 刘咏梅

摘 要：以7款旗袍藏品为研究对象，探索获取其三维模型并用于建设的旗袍数字博物馆网站中。其中重点探讨了三维展示实现的核心过程及难点：藏品尺寸的测定、三维虚拟模型如何更真实、线上三维展示页面如何实现等。通过实践研究，利用虚拟试衣技术获取服装藏品的三维模型，并用于线上三维展示，是当前服装类藏品在数字博物馆中实现三维展示的有效方法，能有效提高用户与服装藏品的交互性。

关键词：服装类藏品;数字博物馆;三维展示;三维虚拟试衣

中图分类号： TS942.8            文献标识码：B             文章编号：1674-2346（2020）02-0026-08

数字博物馆一般是实体博物馆所建立的数字化展示平台，它将实体博物馆的藏品采用数字技术进行整合，供大众查看欣赏。[1]现在越来越多的实体博物馆建立了数字博物馆平台，使用户可以更方便浏览搜索藏品信息。

服装作为博物馆中的一大类藏品，记录着中华纺织服装的发展历程，承载着织造、刺绣、款式、色彩等诸多珍贵信息。在国内数字博物馆中，服装类藏品的主流展示方式以二维的图片及文字为主，而其他类藏品已经出现了三维交互展示方式，服装的展示也应朝着该方向发展，增加大众与藏品的交互性。其三维展示应基于现有的通用技术，结合服装专业技术工具。笔者在充分调研其他类似研究基础上，设计出有效可行的技术路線，并以7款近代旗袍为实验对象，实现其线上三维展示，旨在为服装类藏品的线上展示提供新思路。

1    服装类藏品线上展示现状

在实体博物馆中，由于文物的特殊性和珍贵性，大多数被保护在玻璃橱窗内供大众浏览，这在一定程度上会影响观感及体验。随着三维交互以及虚拟现实技术的兴起和发展，越来越多的数字博物馆开始将实体藏品进行数字媒体化呈现，建立全景式的漫游页面、三维式的浏览插件，旨在提高用户浏览时的真实感和沉浸感。服装作为博物馆藏品的一大类，有必要考察其线上展示现状，进一步提高这类藏品所呈现的真实性和互动性。

1.1    数字博物馆服装藏品调研

在国内外数字博物馆中，展示的藏品有综合类的，也有集中于某一大类的。比如故宫博物院的数字博物馆，是一个综合类的平台，服装仅是其藏品中的冰山一角;[2]上海东华大学纺织服饰博物馆则是以服装和纺织为特色的一个平台，服装是其主要展示对象。[3]为了充分调研服装类藏品的在线展示现状，拟分2个方向分别调研：1）综合类博物馆服装藏品;2）服装特色类博物馆藏品。

1.1.1    综合类博物馆藏品调研

选取26家国内外综合类博物馆平台为研究对象，包括世界著名博物馆、国家级博物馆，以及省级博物馆，对其中的服装藏品和其他藏品进行检索浏览，记录其展示方式及功能。最后对数字博物馆平台中的服装藏品和其他类藏品作横向及纵向比较，剔除同类展示方式，并进行记录。

首先对数字博物馆进行横向比较。综合类博物馆收藏的服装中，数量最多的是清朝服饰与近代服饰，这些服装相对保存较为完好。通过调查，服装藏品展示方式仅仅是图片和文字，部分博物馆平台所呈现的图片可放大查看细节，有的可提供多张细节图片，但大多数平台只是展示单张图片，分辨率不高，影响观感。

其次进行将服装和其他类别进行纵向比较。在调研其他类藏品时，发现其展示方式的丰富性和先进性明显优于服装类藏品。这些展示方式包括视频、全景漫游、三维交互。其中视频展示用的不多，只是少数博物馆提供的多媒体素材;全景漫游是现在很热门的一种展示方式，广泛用于数字博物馆展览、家装设计、工业设计等诸多领域，用户可以漫游于展馆中，通过鼠标操纵游览路线及放大展品，这种沉浸式的体验更加身临其境;[4]三维交互是目前藏品最新的展示方式，用户可以操纵鼠标实现展品的旋转、缩放，查看其立体形态，这样藏品会呈现出更多细节，相较于实体博物馆锁在橱窗内的藏品，这种线上的三维展示效果甚至更优。

笔者认为，其他类藏品的展示先进性优于服装，主要有以下原因：一是国内外综合博物馆中，服装藏品相对占比较小，在国内，瓷器、青铜器、书画等是大多数博物馆的主要藏品，因此也是展示重点;二是服装是柔性的、可变形的，完成其三维模型是需要专业推敲和考量的，这也是本研究需要解决的核心问题。

1.1.2    服装特色类博物馆调研

国内外以服装为特色的博物馆主要依托于高校，这些院校也大多是纺织服装类院校。通过浏览服装特色类的博物馆平台，以及查阅文献，对这些特色博物馆中服装的展示方式进行对比调查，调研结果见表1。

表1可知，国内博物馆平台服装展示方式仍以传统的图片为主，其中北京服装学院民族服饰博物馆的图片展示很丰富，不但提供正面、背面图，还有纹理细节图。德克雷塞尔大学数字博物馆在展示服装上花了很多心思，除了目前网站呈现的三维展示插件，还在研究全景漫游展示，以及利用虚拟试衣技术完成的三维交互。[5]

除了浏览相关网站平台，笔者通过查阅文献了解到：2006年，周志鹏设计了中国服饰博物馆网站，建立可360゜全景漫游的虚拟展示场景，又利用摄影技术建立了服装藏品的三维模型，并上传到平台上进行交互展示;[6]另外，傅吉全等人认为服装藏品可以采用真人或人台穿着，再以录像的形式来进行数字化呈现，该展示方式还要考虑服装的完整性和易碎性;[7]2013年，首尔大学研究团队探索用三维虚拟试衣的方式将服装的三维模型呈现在数字博物馆中。[8]

1.2    服装类藏品展示现状总结

1）国内展示方式较为单一，用户体验度不高。二维图片和文字这种传统且主流的展示方式一直用在一般藏品上，服装也不例外。国内服装藏品的三维展示研究较少。笔者认为，首先，国内服装藏品的款式特征偏平面化，基本没有立体造型（省道、碎褶、功能分割等），且博物馆展示服装时很少借助人台或人模，大多直接悬挂或平铺，直观效果仅能看到前后两面，立体性不强，则三维展示研究性也不强;其次，服装藏品在综合类博物馆中不是主流藏品，可研性不高，而在服装特色类博物馆中，其展示的细节更多。以北京服装学院的民族服饰博物馆网站为例，虽然还是以二维图片为主的展示形式，但图片的丰富性大大提高，有背视图以及放大的细节图等，一定程度上提高了用户体验度。

2）国外服装特色类博物馆已经出现三维展示服装藏品的平台。在德雷克塞尔历史服装收藏馆中，一些历史服装用三维的方式展示在数字博物馆平台中。这些西方历史服装本身立体性比较强，三维的方式很好地展现了服装藏品的细节特征。国内服装藏品虽然本身款式较平面化，但最终也是穿在人身上，即穿着状态亦是立体化的，因此有必要研究国内服装类藏品的三维展示方式。

2    服装类藏品三维模型获取探究

服装类藏品的三维展示实现前首先是获取其三维模型，再通过web 3D 技术将模型展示在数字平台上。通过查阅相关资料以及结合服装本身特性，服装类藏品的三维模型获取主要有2种途径：高清照相、三维虚拟试衣。

2.1    高清照相获取三维模型

该方案的拍摄方法通常是将藏品放置在可旋转的底座上，在藏品旋转时均匀间隔角度拍照，拍摄完成后利用三维模型生成软件将这些图片整合为一个三维模型。[6]对于国内的服装类藏品，其款式特征较为平面化，在获取其三维模型时，可将服装穿于人台上，用高清摄像机完成对服装的拍摄工作。

该方法能够获得服装藏品的高清三维模型，但前期拍摄工作比较费时，且对服装藏品的完整性和耐受性有一定要求。博物馆内收藏的大多是近代，甚至年代更久远的历史服装，特别是较为珍贵的服装，应慎用此方法，如果为此而对服装本身造成二次傷害，则得不偿失。

2.2    虚拟试衣获取三维模型

三维虚拟试衣技术已经应用到生产试衣、游戏动画、网络购物等诸多领域中。虚拟试衣技术是在建立三维人体模型的基础上，导入平面纸样进行虚拟缝合，进而直观查看服装附着在人身上的不同效果，还可以设置面料的物理属性以及表面肌理，使其颇为真实的呈现服装的穿着状态。

若将虚拟试衣技术与服装藏品的三维展示结合，利用该技术获得服装的三维模型，则能在对藏品本身造成零损伤的前提下，实现服装的线上三维展示，这是此方法的核心优势所在。

通过分析服装藏品的三维模型获取方法，结合服装藏品本身特性，笔者认为：利用虚拟试衣技术获取其三维模型较为方便，同时也是对服装藏品保护性最好的一种方案。其核心优势如下：

1）不会对服装藏品造成二次伤害。前期只需完成服装的基础尺寸测量即可，后期完全依托软件进行，服装藏品的虚拟真实性取决于软件的功能和工作人员的专业性;

2）能较方便地实现服装藏品穿在人身上的虚拟效果。国内博物馆中的服装类藏品大多是平面悬挂进行展示的，这是由款式特性决定的。服装最终是穿于人身上，作为藏品，能较完整展示其细节和状态是目的所在，因此，获取服装藏品在人身上穿着状态是很有意义的，而虚拟试衣技术便能呈现穿着效果;

3）能通过软件获得服装的动态走秀视频。利用三维虚拟试衣软件，可模拟服装动态走秀过程，该过程可导出为视频资源。这样便可扩展获取视频类型的多媒体资源，该项资源也可作为藏品展示内容之一。

3    服装类藏品的三维展示方案与实践

基于以上线上调研、文献研究，以及对比分析，确定服装类藏品在数字博物馆平台中三维展示以三维虚拟试衣技术为基础依托，进而将获取的三维模型利用web 3D技术上传至线上平台中。整个方案需要解决的难点主要有3个方面：服装藏品尺寸测定、服装藏品三维虚拟真实度、服装藏品线上三维展示页面实现。

笔者以上海东华大学纺织服饰博物馆中的陈列旗袍为研究对象，选取从19世纪后期到20世纪40年代的7件旗袍作为三维展示研究对象，针对以上3个方面进行实践研究，探索其中的难点及重点内容，旨在为其他服装类藏品的三维展示提供借鉴方法。

3.1    服装藏品的尺寸测定

选定旗袍藏品样本后，首先要进行藏品的尺寸测定，一是为了记录基础信息，二是为后续的三维虚拟试衣做准备工作。该环节的主要难点在于测量实物时，由于人工的不确定性，操作可能会对藏品造成二次伤害，尤其是年代较久远、本身有破损以及面料娇贵脆弱的服装。另外测定尺寸时要保证准确性和一定丰富性，这就要求测量人员必须具备专业知识，以确保后面的纸样设计和三维虚拟的样品最大程度贴近实物。以选定的旗袍样本为例，要测定的尺寸主要包括衣长、胸宽、腰宽、下摆宽、领高、衣袖展长、开衩长等，尺寸获取方式结合了实物观测和相关书籍的参考。[9]基于此，旗袍样本测定的基本信息如表2所示。

3.2    服装藏品的三维虚拟真实度

三维虚拟是实现服装藏品线上三维展示的重要环节。该过程主要利用了服装CAD技术以及三维虚拟试衣技术，其中服装CAD部分选择了智尊宝纺打版系列软件，三维虚拟试衣部分选择了韩国首尔大学的DC Suite软件，完成藏品的纸样绘制、三维虚拟缝合、调节渲染效果等内容。以选定旗袍样本中的蓝地彩印花罗夹旗袍为例，其主要完成过程如图1所示：

在三维虚拟过程中，难点及核心是虚拟模型效果要贴近实物，包括尺寸的吻合度、面料图案的贴合度、细节装饰的贴合度等，这是该过程要解决的主要问题。

3.2.1    虚拟缝合处理

古代汉服的纸样大多是前后连裁的十字形结构，选定的旗袍样本中也有前后连裁的款式。进行三维虚拟时要做一定调整，否则会增大额外的难度，影响虚拟效率。以旗袍为例，修改纸样与原始纸样有以下差异：

1）按肩线将前后片分开。三维虚拟试衣软件识别不出前后连裁的纸样，因此虚拟缝合时会增加难度。而将纸样按肩线分开后，会更加方便虚拟;

2）滚边改为弯曲成型的纸样。实际制作时的旗袍滚边采用斜裁的直条，而在三维虚拟滚边时，若不做处理，则滚边缝合时不够弯曲变形，造型失真。基于以上考虑，将纸样改为成型后的样子，则会大大提高虚拟的真实度，效果较好。

3.2.2    面料效果渲染

旗袍藏品的面料若带有图案，则需要通过拍照扫描，再利用PS、AI等图形处理软件，实现面料图案的数字化，进而添加到虚拟的三维模型上。为了保证虚拟的真实性，面料的物理属性和表面肌理渲染是需要考虑的两个因素，我们需要针对两个方面对面料进行参数调整，使三维模型更加接近真实面料效果。

1）面料的物理属性调节

通常一般的三维建模软件都可设置模型的物理属性，在DC Suite软件中，也可对虚拟面料进行物理属性调节，属性指标主要包括密度、拉伸刚度、剪切刚度、拉伸阻尼等，决定着面料最终的延展性等，通过调节可使其更贴合真实面料。以旗袍立领为例，在实际制作工艺上一般会加硬衬，使领型更加直挺。三维虚拟时面料的初始物理属性会使领型不直挺，因此要修改面料部分物理参数，提高面料的硬挺度，符合实际粘衬的效果。通过实验研究，改变拉伸刚度和弯曲刚度的属性值，可得到较好的效果。表3给出了参数调整前后的效果对比：

2）面料的表面肌理渲染

面料的表面肌理效果也是体现三维虚拟真实性的一个重要因素，它能体现出面料的真实质感，比如真丝缎类的表面光泽感、丝绒的华丽感等。软件中预设了常规面料的渲染效果与具体参数，以“绿闪红缠枝花石榴闪缎夹旗袍”为例，虚拟后将面料的渲染属性进行调整，包括反射率、光泽度等，使调节后的旗袍肌理更符合真实缎类面料的表面质感，立体度更强、光泽感更优，最后效果如表4所示：

服装藏品的三维虚拟是一个细致复杂的工作，除了以上两个两素，一些细节问题同样需要注意，比如古代汉服的系带，近代旗袍的滚边、盘扣等，都需要细致模拟出来，以达到最贴近实物的效果。本课题所选取的旗袍样本在虚拟时，尽力刻画面料的物理属性与表面肌理的真实度，突出立体感，展现出缎类、棉类、绸类、绒类的真实质地，同时完善旗袍的滚边、盘扣等的细节虚拟，最终虚拟完成效果如表5所示。

3.3    服装藏品的线上三维展示页面实现

藏品的线上三维展示是web 3D技术的体现，该功能实现主要有两种途径：一种是直接在自身平台建立三维展示插件，主要工作量在于网站后台的数据库维护。美国德克雷塞尔数字博物馆便利用了ObjectVR 3D技术，实现了服装的三维线上展示;另一种是嫁接给第三方平台浏览三维效果。陕西数字博物馆便用了此类模式进行文物的三维展示。近几年，这类第三方平台发展迅速，迎合了虚拟现实技术、三维交互的发展趋势，通常具有模型上传与下载、编辑渲染模型、分享模型等功能，模型可以通过插件的形式嵌入到其他网站中以供浏览。这样博物馆平台自身工作量会较小，但是要承担外接的安全性、稳定性等风险。

本次实践中，笔者在建立旗袍数字博物馆平台后，尝试利用第三方平台实现线上三维展示。经过调查筛选，选择国外的sketchfab网站作为第三方展示工具，将三维模型通过sketchfab平台再嵌入至旗袍数字博物馆平台中，实现旗袍藏品的线上三维展示，展示效果如图2所示：

4    结语

在实体博物馆中，服装是极具特色的一类藏品，目前实体博物馆纷纷建设了数字博物馆平台。对服装类藏品来说，实现其线上的三维展示可大大提高用户浏览藏品时的互动趣味性。利用虚拟试衣技术获取服装藏品的三维模型，能避免对藏品造成二次損伤，同时方便实现服装穿在人身上的虚拟效果。以7款旗袍藏品为对象，探讨了三维展示实现时的核心过程及难点：藏品尺寸的测定、三维虚拟如何更真实、线上三维展示页面如何实现。其中三维虚拟的真实性是需要着重考虑的细节，比如虚拟缝合时如何处理细节，以及面料需要改善哪些渲染效果。在完成旗袍藏品的三维模型后，利用web 3D技术将模型上传至所建设的旗袍数字博物馆平台中。

在以上探索研究中，笔者仅以近代旗袍为研究对象，打通了服装类藏品实现三维展示的技术路线，但并没有扩展到其他品类的服装藏品。服装藏品款式丰富，在实现其他类服装的三维模型时，同样需要考虑纸样、面料、细节配件等因素，这些问题有待后续研究及解决。

参考文献

[1]张卫，宁刚.数字博物馆概述[J].古今农业，2000（4）：73-81，69.

[2]故宫博物院数字文物库[EB/OL]. https：//digicol.dpm.org.cn/

[3]上海纺织服饰博物馆[EB/OL]. http：//web.dhu.edu.cn/mtc/main.psp.

[4]吴跃升.浅谈360叭吧阌凹际踉谑只槟獠┪锕葜械挠τ肹J].厦门科技，2014（6）：24-27.

[5]Kathi Martin，Dave Mauriellu. Motion and Embodiment-3D simulations for historic fashion[J].IEEE，2013（5）：329-332.

[6]周志鹏.基于网络的虚拟服饰博物馆设计研究[D].上海：东华大学，2006.

[7]傅吉全，张聚华.织物类馆藏的数字化展示形式[J].文物世界，2008（6）：72-75.

[8]Yeonkyung Kang，Young-A Ko，Sehee Wu，Kathi Martin， Hyeong-Seok Ko.Digital Production of Traditional Costumes[J].IEEE，2013（5）：239-242.

[9]包铭新.近代中国女装实录[M].上海：东华大学出版社，2004.