虚拟现实技术在青岛黄海学院博物馆文物展示中的应用研究

安颖 姜颖道

【摘要】 为了进一步提高教育质量，青岛黄海学院博物馆和青岛黄海学院动漫制作技术教研室联合研究出一系列将虚拟现实技术应用在青岛黄海学院博物馆文物展示中的方案。首先，是将手机增强现实（AR）app技术应用到青岛黄海学院博物馆文物的展示与传播中。其次，是借助线上平台建立线上青岛黄海学院虚拟现实博物馆。最后，可以采用专业的头盔式虚拟现实设备如HTCVive，让参观者体验一个完全沉浸式的虚拟现实（VR）博物馆。此外，可以借助全息投影技术展示一些较为貴重的平时不能受光线照射的文物的虚拟仿真模型。

【关键词】 虚拟现实;增强现实;青岛黄海学院博物馆;文物虚拟现实展示

【中图分类号】G260          【文献标识码】A          【文章编号】2096-8264（2021）13-0127-02

基金项目：1.青岛黄海学院 2019 年度校级科研项目“青岛黄海学院博物馆文物虚拟现实展示”（项目编号：2019KJ11）。2.青岛黄海学院博士科研启动经费项目（项目编号：2017boshi03）。

一、引言

青岛黄海学院博物馆作为一座高校博物馆，以“善小成博，大爱珍物，厚德立馆”为宗旨，多年来充分发挥社会教育功能，为青岛地区的大中小学校提供参观和教育的机会。2020年6月17日，市教育局、市文化局公布青岛黄海学院博物馆成为青岛市首批中小学生研学旅行基地。为了进一步提高教育质量，青岛黄海学院博物馆和青岛黄海学院动漫制作技术教研室联合研究出一系列将虚拟现实技术应用在青岛黄海学院博物馆文物展示中的方案。

二、在博物馆展示中应用虚拟现实技术的原因

之所以将虚拟现实技术应用到博物馆文物展示中，主要是由于以下几点长期存在于传统博物馆文物展示中的弊端。

（一）传统博物馆展示方式的弊端

传统的博物馆文物展示的方式过于单一。全国各地的博物馆基本都是将文物陈列在写有简单说明的玻璃展柜中，导致参观者对文物的参观多是走马观花，一知半解。如果能将虚拟现实技术应用到博物馆文物展示中，可以让参观者通过沉浸式的虚拟现实体验，和文物进行互动交流。例如2016年首都博物馆推出“王后、母亲、女将——纪念殷墟妇好墓考古发掘四十周年特展”之墓室复原，运用虚拟现实技术实现了让参观者通过佩戴虚拟现实VR眼镜身临其境体验墓室空间细节和下葬过程，感受妇好墓的震撼场景。这种更加具有科技感和互动感的体验方式也会吸引更多年轻人走进博物馆，学习传统文化和文物相关历史。

（二）传统博物馆展示场地的弊端

由于传统的博物馆展览文物的场地有限，导致每一个时间段展出的文物其实只有馆藏文物的一小部分，大多数的文物都放在仓库中。这样参观者每次都只能参观其中很少一部分文物，并且在更换展览文物的过程中难免会对文物造成磨损。应用虚拟现实技术，就可以将文物进行三维扫描并且制作仿真的数字模型，这些模型可以借助屏幕或全息投影技术在博物馆展厅中循环播放。有了这些文物的三维扫描数字仿真模型，一旦文物有所损坏也可以借助数字模型进行修复。例如2019年在大火中焚毁的巴黎圣母院的重建工作就借助了之前育碧游戏公司在游戏《刺客信条：大革命》中制作的巴黎圣母院的虚拟仿真数字模型，曾参与过游戏设计的Caroline Miousse表示游戏制作过程当中，她花费了两年时间来还原巴黎圣母院的原貌，而且其细节程度已经精确到了每一块石头。

（三）传统博物馆展示地域和时空的限制

传统的博物馆由于地域和时空的限制，导致参观者想要参观各地的博物馆需要花费大量精力和时间。可以将文物扫描得到的数字仿真模型上传到网上三维虚拟现实平台让参观者通过网页链接打开并观看数字仿真文物模型的各个角度和细节。2016年11月10日，刘延东副总理在联合国教科文组织国际博物馆高级别论坛的主旨发言中明确指出：“要发挥互联网、大数据、数字化的优势，建设智慧博物馆，让藏品跨越时空，飞入寻常百姓家。”国外有很多博物馆已经做出了很好的示范，例如卢浮宫推出了在线虚拟参观，不管身处世界何处，只要打开卢浮宫的官方网站，就可以全景浏览卢浮宫。虚拟展厅现已开放八个部门四十多个虚拟展厅，涵盖希腊、罗马、埃及及东方的文物，并且参观者可以在线沉浸式欣赏蒙娜丽莎、胜利女神、维纳斯等镇馆之宝。

三、在博物馆展示中应用虚拟现实技术的方案

结合青岛黄海学院博物馆自身的现有条件，现提出以下几个将虚拟现实技术应用于青岛黄海学院博物馆文物展示的方案。

（一）手机增强现实（AR）app技术

手机增强现实（AR）app技术是制作一款手机app，打开该app之后，用手机摄像头拍摄文物的图片卡片，可以通过手机屏幕看到图片卡片上出现了一个与图片对应的该文物的虚拟仿真三维模型。并且在用手移动或转动卡片时，卡片上叠加的虚拟仿真三维模型会随着卡片产生同步的移动或旋转，这样用户就能够观察到模型的各个角度的细节。把卡片握在手中还能体验虚拟把玩文物模型的乐趣。这种app对于珍贵文物的保护具有深远意义，在让用户细致观察把玩文物的同时又不会对文物造成损伤。制作出来的实际效果如图1所示，图中打开app，用手机摄像头拍摄石狮子的平面图片，可以看到一个虚拟的石狮子的仿真模型。

（二）在线虚拟现实博物馆

借助线上平台建立线上青岛黄海学院虚拟现实博物馆，学生可以随时随地通过手机、平板电脑等移动设备点击链接打开线上虚拟现实博物馆进行参观学习。在线上博物馆中，一些平时只能透过橱窗玻璃观看的文物都采用三维扫描技术转化成了虚拟仿真的数字模型，学生可以近距离多角度地进行观摩学习。还可以通过虚拟博物馆中提供的音频或视频链接，让学生了解文物背后的故事，这比现实展馆中冷冰冰的文物展示更加生动活泼，让学生参观学习时更有代入感和学习热情。

（三）完全沉浸式虚拟现（VR）实博物馆

可以采用专业的头盔式虚拟现实设备如HTCVive，让参观者体验一个完全虚拟的博物馆空间，获得在现实博物馆环境中无法获体验的完全沉浸式体验。例如青岛黄海学院博物馆中有专门的皇家用具展馆，可以借助虚拟现实设备，为馆中陈列的文物添加虚拟的故宫环境，让体验者更能身临其境地体验到文物的历史环境。如图2，是笔者制作的借助HTCVive设备体验的山东省济宁市博物馆虚拟现实（VR）展馆项目。

（四）博物馆全息投影展示

可以借助全息投影技术展示一些较为贵重的平时不能受光线照射的文物的虚拟仿真模型。这种全息投影平台可以循环播放要展示的文物的虚拟现实模型，并且能够让参观者从各个角度进行观看，还可以将原本比较小的文物进行放大展示，让参观者看到更多文物的细节。

四、结语

目前，国内外已经有很多将虚拟现实技术应用于博物馆文物展示的成功范例，法国卢浮宫推出了在线虚拟现实参观，英国伦敦科学博物馆开启了让参观者戴上虚拟现实头盔设备身临其境体验宇航员的太空生活的项目，中国故宫博物院也推出了“穿越时空的紫禁城”网上虚拟体验项目。相信在这些成功案例的引导下，会有越来越多的博物馆引进虚拟现实技术。本次研究也探讨了几种将虚拟现实技术应用于青岛黄海学院博物馆的方案，虽然本次研究仍然存在一些有待解决的问题，但不会停下探索的脚步，希望能为艺术和科技的结合贡献出微薄力量。

参考文献：

[1]周琳琳.博物馆中数字化展览及展示技术分析[J].中国民族博览，2016（11）：212-213.

[2]侯晓琳，姚健鹏，王剑男.基于点数据集三维空间曲面三角化算法实现[J].科学技术与工程，2017，17（22）： 155-161.

[3]陈潇潇.浅谈混合现实技术的发展趋势[J].大众文艺，2016（15）：264-264.

作者简介：

安颖，女，青岛黄海学院艺术学院，助教，硕士，主要研究方向：虚拟现实，动画。

姜颖道，男，青岛黄海学院艺术学院，副教授，博士，主要研究方向：虚拟现实，数字媒体艺术。