基于虚拟现实技术建设数字展馆的路径分析

柳金辉

中华民族悠久的历史孕育了丰富多彩的文化资源,但随着时间的推移,纸张、胶卷、磁带等传统保存方式面临消失的风险,无疑加大了文化资源的保护压力[1]。虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)因具备高度仿真和交互优势,为文化资源数字化发展指明了方向。在政府的推动下,数字展馆建设初具规模,但文化资源数据化是一项长期而艰巨的工作,面临各种各样的问题。其中,建设前期的投入问题,决定展馆数字化发展能否顺利进行;文化资源的开发利用效率,影响数字展馆的长远发展;虚拟现实技术的壁垒,严重影响用户的实际体验;外部环境对文化的冲击,严重增加文化传播的风险。因此,需要加大投入力度,强化各组织间的合作,改善虚拟现实技术的缺陷,以高度的文化自信积极寻求数字展馆发展的策略,为文化资源数字化保护与开发作出努力。

1 虚拟现实技术对数字展馆建设的意义

虚拟现实技术是借助计算机生成的虚拟仿真系统,被广泛应用于航天、设计、医疗、教育、文物保护等各个领域[2]。其通过信息的交互作用生成逼真的体验环境,用户借助数字眼镜、手套等工具进入虚拟空间,获取人机交互的沉浸式体验。基于虚拟现实技术的数字展馆建设,能够让参观者在虚拟环境中全面了解展品,通过逼真的视觉效果增强参观者的直观感受,实现文化资源的传播和推广。

1.1 虚拟现实技术提供虚实相生的文化体验

实体展馆依托虚拟现实技术,实现了展馆的数字化,全方位提升了展馆的服务功能[3]。在虚拟现实技术创设的虚拟场景中,展品的各种优势得以展现,参观者能够在虚实相生的环境中对展品有深入的了解,增强参展体验。例如,白鹤梁水下博物馆的VR展示带参观者穿越回古代,与古人欣赏同一长江景色,参观者也可以透过玻璃真实感受封存在水下的白鹤梁全貌。多元化的参观形式让参观者在实物陈列与虚拟场景中不断切换,给参观者带来了层次丰富多样的参观体验[4]。虚拟现实技术不仅可以实现实体展馆虚拟化,而且可以展现一些老旧但具有展示价值的展品。由于部分文化资源的特殊性,实体展示容易产生损耗,且损耗一旦产生将难以修复,因而参观者对于此类展品难以实现近距离的观赏,而虚拟现实技术则能很好地解决此问题。例如,《清明上河图》原版材质为绢帛,长期暴露于空气中容易老化,且颜料由矿石粉末和胶合剂构成,在多次开合卷中容易脱落,为降低对文物的损坏,通常几年展出一次。而上海世博会上展示的动态版《清明上河图》,让原本难以长期展示的画卷以数字化的形式得到呈现,真实再现了大宋王朝的繁华景象,参观者如身临其境,看到车水马龙的虹桥上人们忙碌的身影,耳边不时回荡着小贩的吆喝声和船夫的号角声。虚拟现实技术不仅实现了实物的完整可视化展示,而且真实再现了实物难以展现的场景,让展品在虚实中更加生动,也为数字展馆增添了魅力。

1.2 虚拟现实技术增强用户交互沉浸式体验

虚拟现实技术增强了数字展馆的现实感,以沉浸式体验令观感更加真实,弥补了传统博物馆参观体验感差、缺乏互动性的弊端。数字展馆建设使展品与参观者零距离互动成为可能,加深了人们对文化资源的理解深度。一方面,在虚拟现实技术背景下,参与性设计增添了数字展馆的互动性。参观者通过虚拟现实设备实现人机互动,通过调动多种感官直接获得有效的观感体验。多样化的互动方式提高了大众的参观兴趣,在展品与参观者之间建立了有效的联系。例如,南昌滕王阁展馆打破了平面展示的弊端,以剧情化的方式加强了与参观者的情感交流,参观者可以在虚拟场景中获得沉浸体验,拓展对展品的认知深度[5]。另一方面,虚拟现实技术通过虚拟的场景唤醒了沉睡的展品,以沉浸式的方式增强了参观者的交互体验,让人们在潜移默化中感受到文化的魅力。例如,北京展览馆有专门的儿童教育体验区,儿童可以在屏幕指定位置做出肢体动作来实现翻书,也可以通过数字耳机实现图书阅读,参与感强的趣味性方式增强了参观者的信息接受能力[2]。虚拟现实技术强大的人机交互作用,全方位、多角度展现了展品信息,增强了展馆的互动性和沉浸感,加深了大众对展品的了解,增强了参观者的文化自豪感。

1.3 虚拟现实技术强化文化资源的创新传播

数字展馆除具备展示、教育、观赏意义外,还承担着文化传播的重要任务。在大数据时代,如何发挥文化优势,向世界宣扬中华文化,成为展馆不可推卸的责任和义务,而虚拟现实技术开启了文化传播的新局面[3]。一方面,受到场所、时间等因素的影响,多数人无法亲临展馆现场感受文化资源,限制了文化的广泛传播,而基于真实场景拍摄的VR影像实现了随时随地不受限制的线上观赏愿景。尤其是疫情防控阶段,线上出游方式极大地降低了安全隐患,人们通过屏幕的缩小放大、前进后退、转化角度等功能,在家即可感受祖国大好河山和灿烂文化,文化传播范围得以有效拓展[6]。另一方面,长久以来,文化资源的保护和利用存在矛盾,开发一定程度上意味着对历史的破坏。如敦煌莫高窟常年受到气候、风沙的影响,对壁画保护有致命的伤害,旅游部门虽每天严格限制参观人数,但文物损害情况一直存在。虚拟现实技术能够助力文物修复,保护濒临消失或已经消失的文化资源,展现文化资源不息的生命力。随着数字敦煌建设的持续推进,众多具有文化价值的资源被永久记录下来,缓解了石窟开放带来的保护压力。世界各国的游客都可通过“数字敦煌”,360°欣赏石窟内部的高清壁画。数字展馆打破了空间的界限,让文化资源在时空间融合再造,以科技手段助力文化创新、弘扬与传播。

2 虚拟现实技术建设数字展馆中存在的问题

虚拟现实技术有效促进了文化资源的保护与利用,以此建立的数字展馆则拓宽了文化资源的发展途径,使文化借助技术得以焕发新生。但新技术的应用必然面临技术不成熟、产业不完善等问题,数字展馆建设依然困难重重。

2.1 前期投入不足,数字化发展受限

科学的进步带动了技术的发展,也对数字展馆建设带来了挑战。众所周知,文化资源的数字化需要众多专业人员的反复打磨,但技术的更新要求重新转录数据,这对展馆的人力、物力、财力都是极大的考验[1]。一方面,部分展馆重藏轻用,缺乏文化资源数字化建设意识,将大部分经费用于馆藏资源的保护和修复,而虚拟现实技术较高的成本成为限制展馆数字化的重要因素之一。中国不同地区的财政经费投入差异较大,展馆高昂的资金需求难以得到有效满足,加之展馆的公益化属性,其难以吸引稳定的资金投入。数字展馆需要完善的虚拟现实硬件设备和互联网软件支撑,但部分展馆基础物力投入不足,数字展馆建设进程缓慢。另一方面,利用虚拟现实技术建设数字展馆,涉及计算机、大数据、仿真等多种技术,需要多方技术人员积极参与,发挥各学科优势,探索数字化建设的新渠道[7]。但目前部分展馆在人才选用上缺乏自主权,有能力的人才进不来,部分在职人才因待遇得不到保障,积极性差,流失问题较为严重,多学科尚未达到高效融合[8]。当前,虚拟现实技术产业链仍不成熟,亟需各方力量通力合作,加快数字化展馆建设[9]。

2.2 资源利用不足,长远发展不到位

展馆数字化过程比较复杂,需要完成对所有资源的数据采集和建档。通常情况下,线下数据采集由各个展馆自行完成,无疑会出现同质化资源重复建档,而大量有价值的文化在来不及建档中消失的情况,大大降低了文化资源的利用效率。一方面,为保障文化资源的完整性,线下建档达到一定数量后才上线,但由于线下建档的非公开性,各展馆之间缺乏联系,导致同类文化资源被重复采集,造成人力、物力资源的严重浪费。另一方面,当前积极推进展馆数字化建设虽取得了阶段性进展,但数字化转化依然任重道远,还有较长的路要走。以故宫博物院为例,截至2020年,其已完成文物拍摄62.8万余件,目前在库约136.3万份影像资料,48.5万分钟视频资料,为数字化建设积累了大量的资源[10]。但真正完成数字化的文物仅6.8万余件,仅为所有馆藏的3.65%,部分类别仅为2%,对于数字化能力较强的故宫博物院而言仍有大量的数字化工作要做,由此可见任务之艰巨[1]。此外,部分展馆没有深度应用虚拟现实技术,文化资源开发程度较浅,多数数字展品较为简单,同质化现象严重,容易造成参观者的视觉疲劳,优质原创的资源仍待开发[6]。数字化展馆建设非一朝一夕就能完成,需要结合时代发展要求,加强文化资源整合,让更多的文化遗产被永久保存,防止因疏忽造成的资源浪费。

2.3 存在技术壁垒,用户体验感不足

虚拟现实技术通过调动参观者视觉、听觉、触觉等多重感官,让参观者在虚拟的世界中沉浸式地体验灿烂文化。但由于虚拟现实技术存在一些缺陷,造成使用者的舒适性差,用户体验感降低。一方面,在数字展馆中,参观者在带上VR设备后,身体移动,传感器不断采集数据,并将数据进行传输处理,最终参观者在显示设备中看到不同的影像。但VR设备存在视场角和延迟的技术难题,会在视野边界存在黑框,导致参观者从虚拟环境中抽离,而动作与视觉信息的不同步,又会造成参观者出现眩晕,影响参观者观感体验[11]。另一方面,由于VR设备的价格相对较高,各展馆经费情况不同,有限的经费下配备的设备相对较少,难以满足多数参观者的使用需求。即使部分展馆增加了多人互动,其余参观者可通过大屏共享虚拟世界,但依旧难以满足参观者的互动需求。同时,VR设备的后期维护成本高,在高频使用状况下,经常出现乱码、黑屏现象,参观者视觉观感严重受限,数字展馆如同虚设。此外,由于人员调动、部门重组等因素的影响,数字展馆线上平台维护问题难落实,而缺乏专业的维护和定期的技术更新,造成数字展馆实效性差,影响数字展馆的口碑和用户喜好度。数字展馆建设中的技术阻碍,使得虚拟现实技术难以达到预期效果,大大降低了参观者的体验感。

2.4 外部风险增加,文化保护受冲击

对文化资源的保护不仅是对历史的保护,更是对民族精神财富的保护,是民族繁荣发展的关键。依托虚拟现实技术建设的数字展馆,通过利用现代技术加强对文化资源的开发利用,但不恰当的开发方式,势必会加大文化资源的保护难度。一方面,数字展馆建设需要国内外多方专业人才的参与,在此过程中可能存在文化资源外泄的风险。尤其在中外关系冲突下,中国文化盗用事件时有发生,需严防“文化交流”中的外泄问题[1]。另一方面,部分数字展馆陷入了发展误区,为了数字化而数字化,本末倒置,忽略了数字展馆的意义。部分展馆为了让展品活起来,采用拟人化、动漫化的形式,给参观者带来感官刺激,忽视内容的真实性和内涵性,甚至出现歪解、扭曲实施的情况,最终造成参观者对作品的误解,危害深远[7]。此外,数字展馆建设有利于文化的广泛传播,而商业化是文化传播的有效助力方式。商业化发展是一把双刃剑,正面的引导能够加强文化宣传,但过度的商业化容易被利益蒙蔽,出现粗制滥造、文化元素杂糅、随意拼凑等现象。快餐式的文化消费模式,是打着“文化保护”的名义,却做着损害文化内涵的事[12]。在众多的外在威胁下,数字展馆建设难度增加,文化资源保护问题较为棘手。

3 虚拟现实技术建设数字展馆的路径分析

为加快展馆数字化建设进程,切实提高虚拟现实技术的现实应用性,需要数字展馆不断完善保障机制,强化各组织间的交流合作,积极克服各项技术壁垒,增强民众的文化自豪感,为文化资源的保护和合理开发保驾护航。

3.1 完善技术投入,助力数字发展

数字展馆建设的首要任务是增加前期必要投入,加大资金保障力度,完善软硬件设施,重视培养相关技术人才。虚拟现实技术对软硬件的要求较高,展馆只有在配备基础设施的基础上,才能提升参观者的体验感[13]。一方面,面对较高的投入成本,展馆可以采用合作或赞助等方式,为虚拟现实技术企业提供展示或宣传,以换取技术或设备的使用权,这样既解决了数字展馆建设的基础搭建,又侧面考察了企业虚拟现实技术的产品属性[8]。例如,腾讯公司与故宫博物院合作,提供资金和技术支持,全面推进故宫数字化建设。腾讯公司的大数据、人工智能、虚拟现实等研发团队会对故宫繁荣数字资源及产品进行改造,打造线上博物馆平台,将文物资源储存在腾讯云端,实现珍贵资源的长久保存。另一方面,展馆要加强人才建设,既要积极引进计算机专业人才,也要加强现有人员的计算机能力。同时,展馆完善人才保障和激励机制,提升人员薪资待遇,让人才全身心投入数字化建设。长远来看,展馆可通过与高校联合,增设计算机与文博的交叉专业,或与企业合作培养技术过硬的复合型人才[7]。只有基础的人力、物力、财力保障到位,展馆数字化建设才有可能,参观者才能真正获得虚拟现实技术沉浸式观感。

3.2 强化合作互通,促进资源整合

数字展馆在完成基础设施建设后,需要开展文化资源的数字化转化工作,此过程需要多方合作共建,实现文化资源利用效率最大化。无论是同行、专家还是参观者,都是展馆建设的参与者,需共同努力推进展馆数字化进程。一方面,各展馆分属于不同的机构和组织,其管理办法各不相同,想实现合作交流,关键在于整合资源,统一建设标准,设立专业的协调部门,制定共同的建设指南,协调各方工作计划。各展馆按照统一的标准,对相关资源进行筛选,将重复或同类型资源剔除出来,减少重复性工作内容。另一方面,数字展馆除了需要整合文化资源外,还需要增设互动空间,调动公众参与度,了解民众的参展需求,并与专家共同商讨,制定出满足用户需求的虚拟展馆。此过程中,展馆需要不断加强信息搜集,并将新的信息导入平台,促进数字展馆内容日趋完善[1]。此外,展馆需要加强文化资源与虚拟现实技术的融合,发挥两者的优势,满足当代人们对文化消费的需求。以文化内涵为基础,通过创意化的表现形式,增加展馆的艺术性,以平衡功能性和艺术性的关系,给参观者带来全新的数字体验[5]。文化资源的共享,搭建了参观者与展馆沟通的桥梁,不但可以帮助参观者获得更多的文化信息,而且可以通过大众反馈数据的收集与分析,提升展馆的服务水平[4]。

3.3 改善技术缺陷,增强互动体验

虚拟现实技术是实现展馆数字化建设的必要手段,无论在文字资源数字转化效率上,还是在资源保护利用方面,虚拟现实技术都有着绝对的优势。展馆要用好虚拟现实技术,首先要解决技术自身的缺陷,将参观者的不良体验降至最低。一方面,随着5G技术的发展和应用,两个终端间的传输速度加快,有效解决了数据延迟的问题。使用更加轻便的无线VR设备,能够为参观者提供更大的视场角及更精准的定位,提升用户的观感体验。另一方面,改善数字化展馆体验资源有限的问题,通过合理的规划设置,力求用有限的资源满足更多人的观感体验。例如,唐懿德太子墓虚拟现实交互系统创新选用“五面屏”投影,中心为4 m×4 m的主屏幕,上下左右各设置4个副屏幕,给参观者带来“裸眼3D”的视觉体验。在此交互系统中,无论是VR体验者还是旁观者都能获得真实的互动体验,弱化了VR设备缺乏的劣势,实现了资源使用效率的最大化[11]。此外,针对VR设备的后期维护问题,可以成立专门的运维部门或外聘运维团队,定期对各项虚拟现实设备进行检修,或通过宣传推广引导大众进行规范操作,让参观者反向支持展馆运营维护,减少人为损坏设备情况的发生,保障展馆内设备的高效运行。随着技术的不断更新完善,大众自觉维护设备的积极性被调动,高素质的参观者必能带来较好的沉浸式互动体验。

3.4 加强文化自信,规范文化保护

数字展馆的长远发展,既要精准把握时代发展的脉络,借助新科技对话世界,又要保持开放的心态,让文化资源“走出去”。面对文化资源的重重风险,大众要有坚定的文化信仰,认识到民族文化的精髓,自觉参与文化资源保护。一方面,强化大众对文化资源的认可,为数字展馆建设营造良好的环境。只有在高度的文化自信之下,才会有更多的民众自觉参与文化资源保护,让民族优秀文化得以延续。在对外文化交流中,专业人员需要保持高度的警惕,严防文化资源的外泄。同时,展馆要不断提升自身技能,摆脱国外的技术垄断,向数字文化领域领先地位迈进。另一方面,以大众喜闻乐见的方式加强文化宣传和推广,提升数字展馆的影响力。其中,数字展馆与综艺节目的有效结合,既缓解了当下娱乐至上的社会风气,增强了文化气息,又促进了数字展品的有效传播[1]。例如,由中央广播电视综合及多个博物馆联合推出的文博探索节目《国家宝藏》,将虚拟现实技术与数字展馆完美融合,以故事讲述和表演的形式,引导观众共同探索文化资源的前世今生。此种幽默又不失文雅的呈现方式让沉睡的文化生动起来,观众在感叹文化魅力的同时,自身民族文化自豪感得到不断增强。数字展馆的建设和推广要以文化内涵为根基,以高度的文化自信直面各种风险,保障数字展馆的创新发展。

数字展馆建设是对文化资源的创新保护,是扩大中华文化影响力的必然选择。但目前虚拟现实技术仍存在一些技术缺陷,展馆要正视问题,积极寻求解决办法和突破口,让虚拟现实技术承载起文化的魅力,带给参观者更加丰富的文化体验。相信依托虚拟现实技术建设的数字展馆,能全方位地展现文化资源的精髓,必将成为未来展馆发展的主流。