档案展览虚拟仿真教学实践平台建设

文/北京联合大学应用文理学院 叶莎莎 曹莹（通讯作者） 吴静怡

档案展览主要以馆藏文字、照片、手稿或静态实物为展览对象，通常以纸质档案和实物档案展览为主。由于不少档案较为珍贵，一些年代久远的档案脆弱、易损，甚至难以复制，这些问题导致档案展览成本较高，且互动性较弱。在教学过程中，档案专业学生很难有机会体验到档案展陈的布置方法和步骤。虚拟仿真技术凭借其成本低、操作互动性强等优势，可适用于档案布展、档案修复等实验教学，能够为学生提供便捷的实践教学环境。

通过档案展览虚拟仿真实践平台，可以帮助学生加深对档案展览的理解，掌握档案展陈设计的方法和流程。本文在档案展览虚拟仿真平台建设基础上，以北京地区“三山”“五园”老照片为例，通过虚拟仿真档案展陈设计实操流程，探索虚拟仿真平台在档案展览实践教学的具体应用，为档案专业教学拓展新的实践途径。

一、档案展览虚拟仿真教学实践平台建设

（一）平台设计开发思路。平台设计开发围绕高仿真展开，主要涉及几个方面：首先是仿真实际的展览环境，为了使学生能够在虚拟的环境中感受到真实的展览场景，所有的建筑空间三维模型均由实地进行数据采集，同时展览过程中所用的展柜、展板以及辅助设备等，均参照专业实物进行等比例建模。其次是仿真实际的工作流程，经过系统翔实的前期调研，设计符合工作流程的功能模块，梳理逻辑关系，优化交互设计，力争无缝对接实际工作。最后是仿真的档案，为了激发学生的学习兴趣，在实际操作过程中产生身临其境的感觉，平台中所涉及的相关素材均来自真实的档案资料，以“三山”“五园”老照片为例，所有的照片实物经数字化处理，进行专业的归纳整理备用。与此同时，这些电子素材不仅可以在本平台内使用，还可以供其他跨专业文科综合实验教学使用，使这些宝贵的档案资料充分发挥作用，体现其历史价值。

（二）相关技术及虚拟仿真系统建立。1.模型搭建。本系统的三维模型主体基于3DMax进行搭建，少部分利用Z-Brush进行辅助。采用Edit Spline、Extrude、Bevel Profile、Lathe、Loft、Edit Poly等多种方法复合建模，选用VRayMtl类型材质球，通过调节反射、折射、高光等参数；使模型材质尽量接近实体，同时从前期采集的数字影像中，提取出清晰度高、真实感强的图片，对适用物体的材质利用UVW等修改器进行贴图处理，后期运用VRay、Target、Spot等各工具对模型中片面进行渲染，加入纹理细节，最终完成展览环境、展柜展板以及相关设备等三维虚拟仿真。2.交互设计。本系统的交互功能基于Unity 3D引擎进行设计。由于Unity 3D良好的跨平台性，不仅能够满足教学实践的交互需求，同时也为系统今后的扩展升级提供了更多的可能性。随着3R技术的发展，未来可以更加便捷地完成基于沉浸式虚拟现实、增强现实技术的平台迁移。同时，为了方便学生实际操作，系统设计提供专用接口允许用户上传符合标准的数字档案，并且通过这种方式，可以不断丰富和扩展档案资料库。3.素材采集。本系统所使用的素材均来自真实的档案资料，素材源具有一定的史料价值。为了高度还原其真实性，实物档案均使用高精度三维扫描仪进行数字模型采集；纸质档案则由专业人员搜集整理，进行数字化扫描，并使用Photoshop等软件工具统一格式后导入系统。

二、档案展览虚拟仿真平台使用设计流程

（一）选择展馆。首先，进入档案展览虚拟仿真平台（如图1所示），按内容提示和展览需要选择展馆。目前可以从“海淀通史”“异形A”“异形B”等几种不同展馆中进行选择。

图1 展馆选择

（二）操作功能。1.视角切换。进入场馆后首先展示的是该场馆的俯视图，可利用左下角工具栏的“45°/90°”切换不同角度，点击“入口”可进入场馆内部进行探索。2.视角控制。在场馆内可以使用W、A、S、D或方向键上下左右控制视角移动。按“E”键可以开启视角控制，开启后用户可以通过移动鼠标控制视角旋转，利用鼠标滚轮或者上下键控制屏幕缩放。视角控制状态下，菜单栏及工具栏将自动隐藏。再次按“E”键关闭视角控制，菜单栏和工具栏恢复显示。3.道具摆放。这是展览设计的关键一环。在场馆内点击左下角工具栏，可开启编辑功能，显示展柜和展品放置。选择展柜或展品后，拖动到合适的区域即可放置。除少部分展品外，大多数展品需要先摆放展柜或展板，然后拖动道具栏中的展品，向展柜或展板中添加展品。在展柜和展品列表菜单中，根据不同类别的道具和展品预设分类，可按需查找。例如：可根据展览墙的不同位置先摆放大小适合的展板，然后再在展板上放置照片等展品。4.道具调整。如果照片等展品摆放位置不合适，还可以灵活调整，直到满意为止。当鼠标位于展品上，展品边框变为黄色时，即可操作展品，长按鼠标右键不放可以触发调整界面（包括移动、缩放、旋转、删除等），在对应位置松开鼠标确认选择；右键点击空白位置可取消当前操作。通过道具调整，可以优化展览效果。5.快速截图。当展览布置完成时，可使用Q键截取当前视角看到的场景布局，并保存为图片。点击右上角按钮打开菜单栏，包括帮助、保存、退出等。6.进度保存。保存将覆盖当前选择存档，另存为将新建存档。进度保存后，在下次进入展馆时可选择该项记录，将还原摆放的场景；当不存在记录时，可选择进入新展馆，进行摆放设计。7.素材上传：该虚拟仿真平台支持导入自定义档案文件。可通过本地添加图片素材或视频素材。例如，添加图片素材需将图片文件放置在规定文件夹下，支持JPG、PNG格式。已添加的素材可在展品摆放功能的“自定义”分类下找到。通过自定义上传图片和视频功能，可以自主进行个性化展览设计。

（三）应用效果。本次虚拟仿真档案展览主要选用“三山”“五园”老照片作为效果示例。这批老照片包括香山、玉泉山、万寿山、颐和园、圆明园、静宜园、静明园和畅春园的珍贵资料。通过前期设计和展板照片布置，将“三山”“五园”照片以虚拟仿真展览形式进行展示，促进了学生档案布展的动手实操能力，也能让学生直观地感受到档案展览的实际效果，具有较强的沉浸感。图2是学生设计的北京颐和园一些经典老照片的展陈效果。

图2 颐和园老照片展陈效果

三、档案展览虚拟仿真实践教学分析

（一）档案展览虚拟仿真平台特色分析。1.展馆、布展道具类型多样。虚拟仿真展览平台内置多种类型的展馆，在一定程度上拓宽了展览的多样性，也有利于突出展览主题。在展馆内进行展陈设计时，可同时使用多种类型的布展道具，包括展板、展柜和其他道具等，大大增加了选择空间，在布展手段上也较为多样化，便于学生们自行选择组合。2.沉浸感强，清晰直观。虚拟仿真展览平台在进入场馆后，采用第一人称视角探索展馆，给予用户沉浸式体验和强烈的代入感，同时能清晰直观地展现出当前布展情况和展示效果。加上场馆内逼真的模型设计，令用户置身其中，沉浸感强烈。3.灵活易用，便于共享。虚拟仿真展览平台操作简单，在布展操作时几乎没有限制，灵活度比较高。而且展品支持自定义，在形式和内容方面都给予了很高的自由度。由于该平台为本地软件，因此与人共享时，只需要拷贝文件夹就能实现全部文件资料的转移，包括存档文件，不受网络等条件的限制，较为稳定。

（二）档案展览虚拟仿真实践教学优势。1.有利于档案资源开发利用。在以往的档案展览中，档案布展需要利用现有档案馆或其他场馆，耗费大量时间精心设计展陈布局、挑选和准备陈列品、确定主题风格等，成本较高。通过虚拟仿真平台建立档案展览，可以节省大量的人力、物力和财力。同时，在虚拟仿真档案展览教学平台中参观不会受到时间和空间的限制。可以通过PC端随时随地进行展示，有效地促进了档案宣传，推动了档案资源开发利用。通过自定义导入图片和视频，在一定程度上避免了档案原件复制、转移过程中可能出现的损毁情况，有利于档案保护。与实体档案展览相比，虚拟仿真档案展览更能满足用户个性化需求，从而达到吸引用户、扩大档案展览受众范围的目的，能进一步促进档案资源开发利用。2.有利于促进档案实践教学。档案展览虚拟仿真平台提供档案展陈设计，内置素材丰富，交互性强。学生能够对模拟展厅自行设计展陈布局，可以锻炼学生的创造力和独创性。通过实际操作能够培养学生的动手能力，在实践过程中不断深化所学知识，加深对档案布展过程的理解，同时也能在一定程度上激发学生的兴趣，培养学习主动性。

通过虚拟仿真展览平台，还可以集中展示一些重要的档案资料、汇编作品或展示一些学生的优秀布展成果。该平台还可以作为教师在授课过程中展示资料、评估学生作业的辅助工具，供学生进行参考和学习。由于虚拟仿真展览平台能够清楚地展示档案布展情况，因此便于实验教学中对布展效果进行评估，能够直观地再现档案展馆原貌，加深学生对布展方法及流程等知识的理解。利用虚拟仿真教学平台进行档案实践教学，有利于促进档案专业领域教学方式的革新和转变，丰富学生对于档案知识学习的渠道和方法，加快培养应用型档案学人才。

四、结语

档案展览虚拟仿真平台为档案学专业解决教学实践问题提供了有利的工具，拓宽了档案实践教学的渠道和方法，有利于促进档案专业人才的培养。尽管档案展览虚拟仿真平台还不够完善，存在一些技术问题需要解决，但目前虚拟展览平台具备的功能特点以及应用效果，都对档案实践教学产生了积极影响。未来该平台也将持续改进，学习其他虚拟仿真系统在专业领域教学的成功案例，不断升级和完善，更好地促进档案专业实践教学的发展。