基于VR技术的虚拟恐龙博物馆交互设计研究

罗建华

摘要：以虚拟恐龙博物馆为例，展开了对沉浸式虚拟恐龙博物馆的技术特点、交互方式进行了论述并提出了新的见解。通过对传统恐龙博物馆的应用现状分析，并以虚拟恐龙博物馆与传统恐龙博物馆的优劣势为依据，结合用户需求，提出了虚拟恐龙博物馆交互设计的必要性。认为虚拟交互设计改变了传统的理念，打破了时间与空间的束缚，提高了参观者的积极性，丰富了恐龙博物馆的展示形式。

关键词：虚拟现实;博物馆;展示;用户体验;交互设计

中图分类号：TP399 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）13-0257-03

1背景

现如今是信息爆炸和资源共享的时代，随着虚拟现实技术的快速发展，传统博物馆展示设计理念早已无法满足时代的要求，由此虚拟博物馆应运而生。虚拟博物馆作为博物馆建设进程中的重要环节，打破了传统博物馆展示设计中时间和空间上的局限性，从用户的角度出发，将展示信息以立体化、全方位的形式呈现出来，让用户参与其中，并与展品产生互动。

2传统恐龙博物馆的应用现状分析

传统恐龙博物馆虽然有很重要的社会价值与人文价值，但对于满足用户需求方面其还是存在很多的问题。对于传统恐龙博物馆的观众而言，主要存在以下问题：

1）观众对于博物馆展陈的任何一种物品，都是一种被动的接受，都是一种单向性的知识传输;

2）观众注意力的不够持久。观众对于一件展品的注意力时间是极短的，大部分人都无法做到专注于展品，只是象征性的走马观花式的审阅，并没有深入对文物背后的内涵进行更多的探知，从而无法达到博物馆应起的传播文化的作用;

3）观者渴求参与其中。传统恐龙博物馆更多的是以说明式的信息传递，无法与观众形成真实的互动，只能單方面的欣赏。传统恐龙博物馆应该要注重互动形式，在互动过程中来向观者传递信息，让用户更多地参与进来，能够自主自发性的去主动探知文物的文化内涵，激发用户观赏的兴趣，满足用户需求。

对于传统恐龙博物馆本身而言，由于局限于场馆的空间格局大小，并不能展示出所有文化藏品，也并不能过多的与观者进行互动，所以更多的是通过影片、文字介绍等形式进行单方面的信息输出，无法做到让用户过多地去自主探知。并且有些恐龙非物质文化藏品是具有极高的研究价值，是需要保护的，这就意味着观众只能敬而远之的观看，不能切身实际的去近距离观看与把玩，这也是传统恐龙博物馆的一个局限性，并且是无法跨越的一个鸿沟。

3虚拟博物馆的特征

虚拟博物馆是博物馆数字化建设的重要组成部分，它是利用虚拟现实技术，以实体博物馆为依托，以互联网为信息传输媒介，构建出虚拟的博物馆空间环境并呈现于用户的一种博物馆。虚拟博物馆作为博物馆建设过程中的重要节点，在不同方面都有其显著的特征，结构如图1所示。

1）虚拟博物馆在时间和空间上不受局限。在时间方面，虚拟博物馆都是借助互联网为传输媒介，用户可以在任意时间点开虚拟博物馆系统进行实时观赏。在空间上，实体博物馆介于空间的限制无法展示出全部的展品，在虚拟博物馆中可以对空间大小进行无限扩大，使之能容纳所有的展品。

2）虚拟博物馆渗透力强。虚拟博物馆由于自身独特的优势，被广泛地应用于各大领域，在教育领域方面，虚拟博物馆可以引导人们关注传统文化;在历史研究方面，虚拟博物馆可以为研究者提供历史资料;在文化传播方面，虚拟博物馆能够更快捷地传播文化信息。

3）虚拟博物馆信息量丰富。虚拟博物馆利用信息技术与建模技术，可以将大量的文物信息以数字化的形式储存于数据库中供用户查阅。用户不仅能够进行全景的观赏，而且还可以获取文物的细节信息。

4）虚拟博物馆交互性强。虚拟博物馆凭借虚拟现实技术的三大特性，能够设计出符合用户体验的多种交互方式，与用户进行实时反馈。

4沉浸式虚拟恐龙博物馆的交互方式研究

沉浸式虚拟恐龙博物馆交互原则关键的部分是以用户为中心进行设计，其原理就是设计者以用户为基本出发点，在交互设计的整个过程中，符合用户体验并让用户充分参与其中，整个设计是一个以用户为目标导向，统一用户体验策略与视觉感官，优化用户行为的设计过程。所以，沉浸式虚拟恐龙博物馆的交互设计应围绕用户进行展开，让用户能够真正地观于其中、参与其中、玩于其中，激发用户观赏的兴趣，提升用户的参与度，创造出良好的用户体验。

4.1用户与空间环境的交互

用户与空间环境的交互是沉浸式虚拟恐龙博物馆最基本的交互方式，其理念是通过对空间环境与主题材质的相融合，为用户传递虚拟博物馆所要展示的内容。空间环境的构建是对展示空间的结构设计，设计出的每一部分都可以作为信息内容的有效传输媒介。在虚拟恐龙博物馆中，馆内展品的摆放形式、建筑的纹理信息、灯光的强弱都可作为信息内容的传递方式，用户在多元空间中领略虚拟恐龙博物馆所展现的恐龙文化的魅力与内涵，体验不一样的感觉，场景效果如图2所示。

为了让场馆更具有立体感和空间感，对于场馆中的展台及恐龙模型等展品的大小、高度都与现实中的成对应比例，用户戴上虚拟头盔设备，可以360度立体式地观赏，同时展品的摆放、展台设计的高度等空间意识形态与用户认知的完美融合，提升了用户体验，增强了视觉感染力，让用户体验和展示效果都达到了极致标准。

4.2用户行为交互

用户行为交互是指用户基于沉浸式体验的特点在虚拟博物馆中所进行的一系列动作行为，并在互动的过程中认知博物馆所传递的主题理念。虚拟恐龙博物馆用户行为交互主要包括用户的沉浸式漫游、展品信息的获取、用户操作三方面。首先是沉浸式漫游，在虚拟恐龙博物馆中，用户可以通过HTCVIVE手柄来控制自己移动，让用户在场馆中任意区域进行自由的游览观赏。其次是恐龙文物信息的获取，虚拟恐龙博物馆对于信息的获取不仅仅局限于说明式的交互方式，而是更多的让用户自己去寻找、去探知。当用户需要查阅部分展品的历史信息、文化背景时，只要控制智能手柄，按下扳机键即可（操作场景如图3所示），信息便会呈现眼前，让用户更快捷方便地了解恐龙文化的相关信息。

在虚拟恐龙博物馆系统中用户不再局限于远远观看展品，走马观花式的欣赏，而是让借助于虚拟智能设备，可以任意地拿起恐龙相关文物展品任意观看，并且还可以通过对展品的旋转、缩放等交互功能，多角度、全方位的体会展品所蕴含的文化理念以及历史信息，再加上对展品的拆解与组装等实际操作，让用户切实的感受展品的内部构架和外部轮廓。

4.3游戏互动

为了增强用户的参与性，在虚拟恐龙博物馆中呈现了恐龙换环境、给恐龙喂食等多种游戏互动设计。恐龙换环境游戏是让用户通过控制智能手柄来选取恐龙的生活环境，为恐龙换上不同的环境，体会恐龙在不同环境中的生活姿态。当用户想要了解恐龙进食的情况，便可通过控制智能手柄去选取不同的食物放置到恐龙的面前，体验恐龙的进食过程。互动游戏的加入，为虚拟恐龙博物馆交互設计带来了新的活力与创造性，在增强用户参与性的同时，也提升了观赏者的兴趣，场景效果如图4所示。

4.4语音实时对话

语音实时对话是指不同的用户可以在虚拟空间中进行语音沟通交流，也是虚拟恐龙博物馆系统需要进一步深人研究的交互方式。在虚拟恐龙博物馆系统中，利用人工智能和语音识别技术，让用户不仅可以通过视觉来获取信息，也可以利用听觉获取信息。首先，用户需佩戴vR设备，然后向系统提出自己需要了解的恐龙文化知识和背后的故事，系统便会根据用户需求自动解答问题，用户不用再通过单纯的文字或者视频来了解恐龙信息，而是通过与虚拟恐龙博物馆系统进行实时交流，系统语音模块就好比一位经验丰富的导游，为用户规划线路，介绍恐龙文化内涵，实时为用户解惑答疑，场景效果如图5所示。

5结束语

虚拟恐龙博物馆相比于实体恐龙博物馆有其独特的优势，是实体恐龙博物馆所无法比拟的，尤其是在交互设计方面，但是其自身需要更多的依赖计算机技术和硬件的支持，同时在立足于博物馆传播信息和满足用户精神需求方面，虚拟恐龙博物馆是无法与实体恐龙博物馆相比，更不可能取缔传统实体恐龙博物馆，它只是恐龙博物馆建设过程中的一个重要节点。未来恐龙博物馆建设方向应以服务观众、传播知识为基本立足点，将虚拟恐龙博物馆和传统恐龙博物馆两者结合，优势互补，共同进步，从而推动恐龙博物馆和谐健康发展。在保持恐龙博物馆建设和谐发展的过程中，以不影响恐龙博物馆的功能定位为基础，应充分发挥虚拟恐龙博物馆的优势，设计出多层次、多感官、立体式地虚拟恐龙博物馆交互功能，建立用户与展品的有机联系，提高用户体验。

总之，虚拟恐龙博物馆不仅不能脱离实体恐龙博物馆而独自存在，而且应该充分发挥自己独特优势，设计符合用户体验的多种交互方式，使之成为实体恐龙博物馆的重要组成部分，让其优势延伸到实体恐龙博物馆中，做到虚中有实、实中有虚的完美融合，从而保证恐龙博物馆建设的和谐快速发展。