基于虚拟现实技术的数字化博物馆展陈设计与用户体验研究

王梅 张皓瑜

摘 要：博物馆作为一个展示平台，向大众传播历史文化和艺术创造。随着虚拟现实技术的发展，博物馆展陈手段发生了颠覆性的变化。数字化博物馆展陈使展品与观众亲密接触，不受展出时间、空间的限制，最大程度地向觀众传递展品信息，加强观众与展品的互动。将虚拟现实技术作为博物馆展陈设计的主要手段，将为博物馆产业的发展带来新的变革。

关键词：虚拟现实技术;数字化博物馆;用户体验

中图分类号：TP37文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）17-0029-03

Research on Digital Museum Exhibition Design and User Experience Based on Virtual Reality Technology

WANG Mei1 ZHANG Haoyu2

（School of Information and Engineering， Sichuan Tourism University，Chengdu Sichuan 610100）

Abstract： The museum serves as a display platform to disseminate historical culture and artistic creation to the public. With the development of virtual reality technology， the exhibition methods of museums have undergone subversive changes. The digital museum exhibits make the exhibits intimate contact with the audience， without being limited by the time and space of the exhibition， maximizing the information of the exhibits to the audience， and strengthening the interaction between the audience and the exhibits. Using virtual reality technology as the main means of museum exhibition design will bring new changes to the development of the museum industry.

Keywords： virtual reality technology;digital museum;user experience

以实体化展品为主题的传统实体博物馆，展品都是具有一定年代、历史背景且以静态形式居多，会受到温度、湿度等各方面条件影响。为达到既保存展品又实现展出效果的目的，实体博物馆通常会以标签、时间线、照片、绘画、模型的方式，阐述展品源自何朝代、挖掘时间、挖掘团队等，并借助新媒体通过投影、视频、全息技术等技术手段来重现展品当时的历史氛围，向观众充分阐述展品的内涵和意义。

传统实体博物馆以展品为纽带连接观众，观众可以直观地对话展品，这种情景模式过于中规中矩，观众在观展时易走马观花，没有真正深究展品背后历史故事的欲望，并没有跟展品产生某种呼应。但在互联网快速发展的推动下，传统实体博物馆的工作者随即转换思想和观念，意识到传统展陈方式与手段急需更新，应在互联网的带动下促进展陈手段多元化。

1 数字化博物馆发展现状

数字化博物馆是运用计算机网络技术、虚拟现实技术（VR）、三维图形图像技术、互动娱乐技术、特种视效技术，将现实存在的实体博物馆用三维立体的方式完整呈现在互联网上的博物馆。

传统实体博物馆受开放时间、地域环境等因素的限制，观众观展的自主性大打折扣。在互联网的促进作用下，数字化成为推动实体博物馆发展的热门话题，基于虚拟现实技术的数字化博物馆的建设成为可能，利用虚拟现实技术，可以创建和体验仿真数字化博物馆，该项技术使得数字化博物馆内的展品实现信息融合、交互式的三维动态视景，能为观众创建仿真沉浸式的环境[1-2]。

随着互联网的普及，为突破传统实体博物馆的局限性，人们提出了“互联网+智慧旅游”的概念，数字化将会成为传统实体博物馆的未来发展趋势。其强烈的沉浸感与直观的交互效果使观众体会到实体展品不可言喻的文化内涵，加深观众的认知度，增强展品知识的传播功能，最大程度地保护展品，突破单一的展陈手段，有助于文化的保留与传承，发挥博物馆最大价值。

2 基于虚拟现实技术的数字化博物馆展陈设计

2.1 虚拟现实技术的基本特点

虚拟现实技术属于多种技术协同融合的高新计算机科学技术，包括计算机三维图形技术，立体显示技术，用户体验者肢体跟踪、视觉、听觉、触觉的数据反馈技术，文字、图形等多种形式的数据交互技术[3-4]。

简单来说，虚拟现实技术指借助计算机运算和传感技术创造的一种人机互动模式，具有以下几个显著特点。一是形态模拟性强。虚拟现实技术可对展品进行运动状态模拟，使观众在模拟环境中对展品具有更加真实的用户体验。二是沉浸感真实。虚拟现实技术利用计算机三维软件，搭建与实体博物馆一致的虚拟环境，让观众仿佛身处真实世界，可以根据主观需求配置与操控虚拟环境，用户体验良好。

2.2 虚拟现实技术对数字化博物馆展陈设计的作用与影响

虚拟现实技术已经在多个领域广泛应用，借助虚拟现实技术建设数字化博物馆已经有很多优秀的案例，如《紫禁城·天子的宫殿》。与传统实体博物馆相比，基于虚拟现实技术的数字化博物馆可以将文字、图片、数据、音频、视频等信息集中体现。观众主观地进行自定义，主观获取有用信息，获得意想不到的操控体验[5-6]。

虚拟现实技术的主要作用与影响如下：虚拟现实技术通过管理端收集观众的行为数据，进行大数据分析，为特定参观需求定制展览准备;虚拟现实技术利用计算机程序增强了用户体验;数字化博物馆展陈的新颖参观模式比较吸引年轻用户;数字化博物馆可借助各种网络平台进行展示（微信、微博、QQ、抖音等），观众可通过平板电脑、手机等移动设备访问终端，这样可以最大限度地满足用户需求。

综上，基于虚拟现实技术的数字化博物馆展陈设计，使流程化、标准化、格式化、样板化的展品展陈通过数字化博物馆展陈“跳动起来”。

2.3 数字化博物馆的构建

数字化博物馆依托实体博物馆进行创建，按照相应比例还原虚拟场景，项目预算要分清主次关系，数字化博物馆只作为实体博物馆展陈手段的一部分，工程量浩大，但经费应该合理得当。数字化博物馆主要分为两个板块，一是实体博物馆数字化的数字内容，二是展示虚拟内容的先进硬件设备，如HTC头盔、VIVE虚拟眼镜、VR眼镜、触摸屏、投影仪、音视频设备、二维码扫描软件及配合数字化内容的其他装饰装修项目等。

一方面，数字化博物馆发布于网络平台或实体博物馆的公众号、官网，用户可通过平板电脑、手机等移动设备参观访问。用户观展可不受空间、时间的限制。另一方面，数字化博物馆内置于实体博物馆内，只需要考虑VR眼镜、HTC头盔、投影仪等设备的最佳观赏距离、安装位置与观展人流设计，适当考虑该空间内的声学效果、音频设备选型、装饰结构、装饰材料等，就能达到良好的虚拟现实视觉与听觉效果。

在数字化博物馆展陈场景的搭建中，首先，需要采用数码相机对实体博物馆及展品拍照，注意多角度拍摄多张照片，保证数字博物馆的高仿真性。其次，还需要采用高清摄像机对实体博物馆及展品进行摄像，采集动态影像对静态图片进行补充，记录实体博物馆的展陈设计与光影效果。最后采用Maya或3DsMax软件，参照静态图片和动态影像，对实体博物馆及展品进行三维模型创建。主要流程如图1所示。

3 数字化博物馆用户体验分析

用戶体验，即用户在使用一个产品或系统之前、使用期间和使用之后的全部感受，包括情感、信仰、喜好、认知印象、生理和心理反应、行为和成就等各个方面。影响用户体验的因素主要有三点，即系统、用户和使用环境。

现阶段，实体博物馆之间的竞争日趋激烈，观众的免费需求愈演愈烈，各大实体博物馆都通过创新展陈手段增加竞争优势，衡量数字化博物馆的重要指标在于观众的访问量及访问体验的质量。一个满意的观众可以向其他观众分享观展体验，有效提高数字化博物馆的知名度和社会评级，这对于实体博物馆来说具有长远的营销战略意义。

一是感观体验。要呈现给观众视觉、听觉、触觉上的体验，强调舒适性，在色彩搭配、声音调控、图像清晰度、文字排版内容、用户界面（UI）等方面呈现出来。二是用户交互体验。用户界面引导简洁明了，用户交互体验过程能够顺利进行浏览、点击、输入、输出等操作。三是用户情感体验。数字化博物馆展陈设计给观众心理上的体验，增加对实体博物馆的认可度，情感体验的升华是口碑的传播，形成一种高度的情感认可效应。

4 数字化博物馆展陈设计中易存在的问题

基于虚拟现实技术的数字化博物馆已经有很多成功案例，但由于技术应用有一定的要求，所以在实施过程中还须注意以下几点问题。

4.1 眩晕问题

UNREAL ENGINE（虚幻引擎）技术人员的交互设置始终不能完全满足人体运动科学要求。借助相关设备体验数字化博物馆时，由于眼前景象与人体实际动作的冲突或在立体场景中缺乏参照物，观众会有晕眩感。

4.2 沉浸感缺失问题

虽然数字化博物馆是模仿真实环境创建的，但通过多种传感设备，用户获得的直观的视觉、听觉、触觉并不完全逼真。虚拟现实技术目前还处于发展阶段，也只能从某种程度上加强沉浸感与真实感，并不能彻底达到沉浸感与真实感，在目前的技术水平上，沉浸感和真实感被作为衡量VR设备的重要指标。

5 结语

基于虚拟现实技术的数字化博物馆已经有很多成功案例，对实体博物馆的展品保护及文化传承有重要的推动意义。数字化博物馆营造的“真实场景和空间”有助于实体博物馆商业宣传和文化价值传播。

参考文献：

[1]黄亚鹰.运用虚拟现实技术构建岳州窑陶瓷艺术博物馆[J].艺术中国（理论研究），2018（5）：134-135.

[2]崔文莉.虚拟现实在博物馆中的应用[J].艺术科技（人文科技），2019（7）：68-69.

[3]马丹.虚拟现实技术在虚拟博物馆展示设计中的运用[J].传媒技术，2019（2）：125.

[4]李文华，李旭，李晓磊.虚拟现实技术在数字博物馆中的应用[J].计算机光盘软件与应用，2013（8）：34.

[5]卢凯风.虚拟现实技术在博物馆展示中的应用研究[J].大众文艺（文博论坛），2019（16）：54.

[6]马萌.虚拟现实技术在博物馆展陈设计中的应用[J].文物鉴定与鉴赏，2018（3）：123-125.