虚拟现实技术在智慧博物馆中的运用研究*

姚孺婧

(安徽工业大学艺术与设计学院,安徽马鞍山 243002)

0 引言

虚拟现实技术又被称为VR 技术,主要是指利用科技制造虚拟世界,使玩家或体验者可在指定环境内享受自由观看。从虚拟现实技术发展现状来看,其在游戏、影视、医疗、教育、军事等领域的应用最为广泛。为了顺应时代发展所需,传统博物馆得以优化,智慧博物馆拔地而起,在智慧博物馆中也融入了虚拟现实技术,该技术的结合给智慧博物馆建设、发展提供了有力支持。虚拟现实技术已经成为智慧博物馆改造与发展不可缺失的核心技术,技术研究领域的研究也从未停止。

1 虚拟现实技术的研究现状分析

相比之下,国外的研究要比国内早一些。在20世纪60年代,美国就提出了虚拟现实概念。但是,因为当时的科技、经济发展并不发达,使该技术只停留在了理念层次,并没有过多的深入实践领域。一直到1990年之后,科技发展逐渐带动虚拟现实技术研发。我国国内是在20世纪90年代以后才开始关注虚拟现实技术概念的[1]。在相关研究中,比较具有代表性的单位主要有北京理工大学、浙江大学等,这些学校已经建造了对应的研究基地。在将虚拟现实技术开发后,最早是将其投入在航空事领域和军事领域中,在智慧博物馆中的应用时间较晚,当前还处于探索阶段,但虚拟现实技术带来的效果十分显著。

2 虚拟现实技术在智慧博物馆中的作用

2.1 可以加强展品保护有效性

由于博物馆中的展品价值不可估量,为了避免游客触碰、或故意损坏展品,都会将展品放在封闭空间内。正是因为空间上遭到限制,使得展品全貌不能展现在游客面前,游客只能看到静态。为了给游客带来全方位体验,智慧博物馆引入了虚拟现实技术,用户可以在不触碰展品的前提下,全方位浏览展品,还可根据自身意愿放大或缩小展品。和传统博物馆相比,虚拟现实技术的引入提高了游客体验感,获得一致好评。同时,当展品清晰的展现在游客面前时,会给游客带来与传统观赏完全不同的感受,展品更具形象化特征。例如,《紫禁城·天子的宫殿》就是使用虚拟现实技术所拍摄的,在该技术支持下,能够给观众带来一种身临其境的感受,观众并不需要前往真正的故宫,就可以近距离游览故宫。虚拟现实技术在博物馆中的应用,站在博物馆角度来看,能够帮助博物馆更好地保护展品、文物,而站在技术角度来看,可以通过智慧博物馆起到技术推广作用。

2.2 可以增加博物馆间的合作

在全球化发展时代,智慧博物馆的存在显得十分必要。中华民族文化得到有效推广与宣传,在此情况下,进入中国的外国友人越来越多,他们了解中国文化的主要途径就是博物馆。但是,一个独立的博物馆文化资源有限,为了营造良好的文化渗透环境,可以借助虚拟现实技术的帮助增加各博物馆间的联系、交流,实现文化共享。除此之外,在进行跨国交流时,如果采用实物运输方式,难免会造成文物展品破损。因此,进入新时期后,专业领域开始研究一种全新的信息共享方式,可以在保护文物的同时,也让对方成功接收到文物信息[2]。在此想法的铺垫下,虚拟现实技术成功应用于智慧博物馆中。虚拟现实技术不会局限于文物体积、重量、尺寸大小等,大部分文物展品都可以通过虚拟现实技术传输到另一端。如此一来,对方所接收到的文物展品更加逼真,也不会对文物展品的外观、质量等造成损坏,可以更有效地完成博物馆文化传播。

2.3 可以更好的展示文化内涵

博物馆中的文物展品通常可以体现一个国家、民族文化,智慧博物馆的构建是传统博物馆改造的结果。在智慧博物馆中投入虚拟现实技术,可在原基础上增加文化内涵展示。在以往的博物馆运行中,只是将文物放在一个固定位置,游客只能透过阻碍物观看文物,无法将文物的深层文化内涵加以体现。而虚拟现实技术的应用在一定程度上解决了该问题,游客通过放大、缩小、旋转、转换方位等操作,更直观的感受文物特点,在潜移默化中感受文化熏陶。并且,许多家长会带领孩子进入博物馆,其目的在于培养孩子兴趣,丰富孩子知识体系,当运用进虚拟现实技术以后,孩子会更感兴趣,能在玩耍中学到更多历史知识。

3 虚拟现实技术在智慧博物馆中的具体应用

3.1 在影像制作中的应用

虚拟现实技术有着交互性、多感知性、构想性等特征,这些特征在影像制作中皆有体现。使用虚拟现实技术能够给文物影像制作提供技术支持[3]。在当下的发展中,已经可以利用虚拟现实技术制作大量文物影像,且影像类型有多元化优势,除了可以制作平面影像以外,还可以制作立体影像和动画影像。最终所生成的影像不但可以完美体现文物展品原貌,还能将文物展品的展出效果加以提升,这是传统博物馆无法实现的。在上文分析可以看出,传统博物馆文物展品展示会遭到物理空间限制,整个观赏过程也会受到限制。而在使用虚拟现实技术制作各种影像后,大大提高了观赏性与研究性,满足不同游客的个性化需求。比如,卢浮宫就实现了虚拟线上观赏,这无疑吸引了国内外许多体验者前往,该线上虚拟展厅非常便捷,易操作。体验者只需要在打开博物馆官网的基础上,安装对应插件就可以直接线上浏览全景。并且,为了给众多体验者带来良好体验效果,在设计虚拟展厅时,卢浮宫博物馆还设置了多种语言,除了中文外,还有外国语言,体验者可根据自身实际情况任意选择,适用于国内外所有用户。在该展厅内,体验者能陆续浏览埃及文物、罗马文物、工艺品、素描等展品部门,在未接触实际的前提下就能令人叹为观止。

3.2 在自然场景模拟中的应用

在引入虚拟现实技术以后,智慧博物馆会利用该技术模拟自然场景,这是加强博物馆宣传的有效方法,许多智慧博物馆都会以此为推荐吸引体验者前往。而大部分体验者在体验完后都会感叹其真实性。比如,一些智慧博物馆会利用虚拟现实技术模拟恐龙时代,给体验者一种置身其中的感受。在虚拟世界中,恐龙品种各种各样,其在走路、奔跑时会伴随音效,直接抨击体验者内心,给其一种真实感。也有一些智慧博物馆会向体验者科普动物知识,尤其是一些国家级保护动物,或已经灭绝了的动物,都会在博物馆中得到科普。我国目前也有许多智慧博物馆打造了线上穿越项目。例如,早在2008年,故宫博物馆就已经推出了穿越时空体验项目,该项目的主要穿越对象为紫禁城,在研发该项目时,其核心技术就是虚拟现实技术[4]。在技术支持下,打造了数字化线上故宫参观模式,这吸引了不少对故宫或历史建筑感兴趣的体验者。在该项目中,设计人员把故宫原本的建筑与文物等进行了压缩化处理与数字化处理,再搭配上大屏幕和3D立体环绕声,给体验者身临其境之感,一些对故宫存在向往之情的游客只需动动手指就能进入故宫。不仅如此,在该项目中,为了营造真实感和认同感,设计人员还对各类建筑文物等加以说明,让体验者在浏览到该物体时能快速了解。甚至该项目还开发了各种宫廷游戏等人性化设计。

3.3 在文物展品修复验证与保护中的应用

对于任何一所传统博物馆来说,在文物展品工作中都会受到技术、空间、储存等因素影响,很多时候,也正是因为技术条件不过关、储存技术落后等导致文物破损,这种现象在我国传统博物馆中比较常见。然而,自从引入虚拟现实技术以后,该现状得到一定程度缓解。博物馆技术人员可通过虚拟现实技术看到文物修复以后的样子,这不仅对于博物馆来说是一大进步,甚至对于整个文物领域来说都是重大突破。并且,虚拟现实技术具有智能化特点,通过预测文物展品修复时可能面临的问题,并将相关注意事项传输给技术人员,提醒技术人员做好对应防范工作,给文物展品修复工作提供了绝大支持。与此同时,虚拟现实技术还可从多个角度展示文物展品,使文物展品在后期储存上更加完善,储存寿命得以增加。

3.4 虚拟现实技术在智慧博物馆中的应用流程

在智慧博物馆实际应用过程中,可采用分步走模式[5]。首先,技术人员根据博物馆文物展品的实际情况建立软硬件设施,如通信网络、服务器、储存器等,虚拟现实技术对于软硬件要求较高,必须确保软硬件满足基本条件才能展开具体应用;其次,在具备软硬件设施后,博物馆技术人员需采集数据,该采集对象主要为3D数据,这是实现博物馆环境、文物展品等虚拟化设计的重要前提。博物馆中的虚拟场景都是以数据为核心的,通过采集3D 数据可为虚拟环境设计提供依据。但值得注意的是,因为数据是模型的重要组成,一旦数据采集失败,就会影响最终影像效果,因此,技术人员需在该环节十分谨慎;随后,技术人员需选择展览虚拟现实,由于传统方法和虚拟现实技术并不适用,所以,技术人员可使用三维动态、模拟复原、局部放大缩小等方法实现虚拟展示。同时,技术人员也可充分发挥交互式、沉浸式优势,吸引体验者。在虚拟现实技术投入使用以后,并不意味着博物馆可对其不管不顾,在使用的过程中,智慧博物馆需定期检测、修补系统,即使发现系统漏洞,找到漏洞导致原因,采取有效措施予以修复。另外,等到消费平民化后,博物馆可以设计一些体验式游戏和沉浸式游戏,给体验者带来最佳体验感。

4 虚拟现实技术在智慧博物馆中的运用案例

故宫博物院在2017年推出了《故宫VR体验馆》的活动项目,利用先进的虚拟现实技术让游客突破时间的限制,梦回中国古代,在虚拟的历史场景中活动、体验。《朱棣肇建紫禁城》是故宫博物院首批推出的VR 体验项目,体验者只需要佩戴VR 设备就可以亲身感受到宏伟壮观的故宫建筑全景图。突然一下跃上了疾驰的马背,与明朝皇帝朱棣一同前行。体验者还能够观察到朱棣正在勾勒故宫建筑蓝本,此时耳边会响起故宫建筑修葺的故事。在这一VR 体验项目中,体验者还可以通过三维动感座椅与灯光氛围控制,同时获得体感、视觉与听觉的立体享受。

卢浮宫推出了在线虚拟参观服务,能够满足全世界游客对卢浮宫的向往。只需要登录卢浮宫的官方网站就可以浏览卢浮宫全景。2019年10月18日,卢浮宫还与HTC一同打造了卢浮宫首个虚拟现实体验项目——《蒙娜丽莎·越界视野》。观众可以利用虚拟现实技术实现沉浸式的体验,以零距离的形式来欣赏收藏在卢浮宫的这一旷世绝作。在长达7分钟的沉浸式体验中,体验者可以通过VIVE的头显进入卢浮宫大厅,开始体验式体验者会置身于一群正在欣赏画作的人群之后,随着人群不断消失,保护画作的保护罩也消失了,体验者可以走近画作进行零距离观赏,仔细感受这幅画作的细节,甚至可以透过油彩看到木质画板的纹路。

5 结语

本文主要研究了虚拟现实技术在智慧博物馆中的应用。在研究中发现,虚拟现实技术的引入有着许多积极影响。其不仅可以加强展品保护有效性,还可以增加博物馆间的合作,能更好的展示文物展品背后的文化内涵。虽然虚拟现实技术在智慧博物馆中的应用当下还处于探索阶段,然而,作为智慧博物馆改造与发展不可缺失的核心技术,虚拟现实带来的效果已经十分显著,获得大量好评。在智慧博物馆中,虚拟现实技术的应用可以在影像制作、自然场景模拟,以及文物展品修复验证与保护中得以体现,为推动智慧博物馆发展做出突出贡献。