数字文化产业中虚拟现实技术的应用

谭莹 郑正真

摘要

数字技术的革新给数字文化产业提供了全新的产业路径，“数字云”博物馆积极引入AI、AR、VR、MR等新兴数字技术来提升博物馆的展览水准，重构数字媒体在新兴主题展览中的应用。数字技术也呈现出新的特点：虚拟交互性、沉浸体验性。本文结合实际案例探讨如何打造“数字云”主题情境展览、打造数字文化产业体验基地，研究增强虚拟现实技术给受众带来的沉浸式体验、提升受众与虚拟互动体验感。

关键词

数字文化产业 虚拟现实技术 数字主题展览

作者信息

谭莹，四川省成都市委宣传部；郑正真，四川省成都市委宣传部，博士。

智能媒体时代媒介载体的变化，改变了艺术创作的表现形式，艺术作品的多样性也为科技媒介属性的变化提供了无限延展空间。虚拟现实技术的不断演进为数字主题性展览提供有别于传统展览形式的新展览业态。传统主题性展览以被动式静态展览模式为主，通过视觉艺术设计等基础形式突出表现作品主题内容，缺少受众与艺术作品交流互动环节，较难与受众共鸣；虚拟现实技术的介入打破传统展览样式，全新的动态交互界面，让受众感官沉浸其中，增强现实感受，打造数字艺术作品，提升数字文化产业的核心竞争力。[1]

一、数字文化产业概念界定

（一）数字文化产业的概念

文化和科技融合，既催生了新的文化业态、延伸了文化产业链，又集聚了大量创新人才，是朝阳产业，大有前途。文化和科技融合是文化产业的内生动力，也是“十四五”时期高质量发展的动力来源。数字化是以数据为技术支撑，信息网络为传播途径，可视化终端为传播载体的新兴文化产业模式。数字文化产业包含数字化出版及音视频内容的数字推广、数字文博旅游、新媒体发展、电子竞技、动漫、文创衍生产业链、数字营销等板块。

（二）数字文化产业中虚拟现实技术的定义

虚拟现实技术指在现实世界的数据基础上通过计算机多媒体技术模拟三维空间，利用声音、光效等仿生技术使模拟现实的场景达到逼真的效果，用户可通过佩戴VR眼镜与多媒体虚拟场景进行实时交互。[2]虚拟现实技术具有两个特性：一是沉浸性，打破单一的特性，将视觉系统、听觉系统，味觉系统等多种感知系统进行融合，虚拟现实技术将虚拟世界模擬现实，强化体验者在虚拟空间中的真实体感，达到沉浸效果。二是交互性，在模拟创造的虚拟世界中，根据用户的主观能动性，甄别交互自我信息，通过VR眼镜进行情境互动，通过体感、肢体动作、手势等捕捉大脑中需要的内容，并将信息反馈过程传递给大脑。

（三）“数字云”主题展览的定义

“数字云”主题性展览是指在展览空间中，以具体的展览主题为核心，进行数字主题的设计，通过借助与被展览内容相适应的数字手段将展览形式多样化处理。数字主题展览不仅可以用实物展示的方式向人们介绍相关的展览物，结合整个展厅主题进行数字交互设计，通过AI智能讲解加深展览内容的观赏性。

二、数字技术在文化产业主题性展览中的特性研究

（一）虚拟交互性

在人工智能发展趋势下，数字技术在主题展览中的实际应用显著增多。策展方借助数字化技术进行主题性展览时，观者在观展中可佩戴VR眼镜进行传统的交互体验也可以进行裸眼3D的新型交互体验，不仅可以观看，还可以通过相应的肢体动作实现人机交互。依托数字化技术，设计者不仅可以立体全方位还原展览品的整体创作历程，还可以通过故事化、情景化的新兴展览形式，将多种元素在内容中交互展示，加深人们与展览品的多方位交流，不断加深虚拟场景与人的互动关系。

（二）沉浸体验性

传统的主题展览多是策展方指定主题进行展览，借助传统的传播渠道进行推送，吸引观众进行参观，展厅的策展陈列也居于传统，虚拟交互技术改变单一的展览模式，虚拟现实技术有较强的沉浸感，区别于传统的展览形式。上海莫奈数字美术交互展览中将油画进行虚拟现实展示，感受艺术家设计的创作过程，充分了解作品的创作历程，有较强的互动性，数字主题展览对虚拟现实技术的应用具有较强的创新性。[3]混合现实技术的应用突破博物馆二维形式展览的模式，在裸眼3D投影、AI交互动作捕捉等技术的支撑下，观众可以与虚拟的AI人物或物品进行动作内容的交互，能够得到虚拟人物或者相应场景的回应，比如虚拟人物会点头、招手、微笑等动作，而场景会按预先设定的指示动作进行场景的交互动作反馈，以此来获得全新动态的观展体验效果。

三、数字技术在文化产业主题性展览中的案例分析

（一）结合空间结构，构建数字展览

在普通主题展览中，由于传播载体的限制，展览品通过线下展陈的形式进行展览，结合相关的平面视觉元素的设计，文字排版及数字媒体的应用形成传统的展览模式；现阶段数字技术的广泛应用，将艺术展览的形式进行多元开发与探索，不断引入新兴技术达到感官及体感的多重体验。大型展览多结合实景场景进行三维设计与制作，充分结合现场的环境进行深度融合，将实景体验与虚拟场景高度融合推出高仿真，最大程度还原场景并进行数字媒体效果的深度创作。故宫博物院充分利用数字技术与企业跨界合作，推出“云游故宫”，通过全新的视角，将故宫博物院的内外部环境结构及主题性展览通过移动端进行传播。观者足不出户可以观赏到故宫的全景，借助AR技术实现文物的360度可视化交互体验，并创建AI讲解员与观众互动，打破原先的被动式看展体验，结合故宫中的各大场景形成AI拍照，可以将观者和故宫中的场景深度融合，打破传统的摄影模式，故宫博物院借助混合现实技术还原历史场景，给观者再现200年前的场景，通过AR机器人将场景活化形成深度融合的实景数字展览。故宫博物院在闭馆期间，通过线上的形式进行展览，同时将不同的数字作品进行全媒体传播，结合网络热点进行跨界合作，积极推动文物“活起来”，推出系列作品打造数字文创产业的全产业链发展。

（二）突破传统载体，创新非遗展陈

人工智能技术的不断演进，不断推出全新的交互形式。XR、MR是基于ＡR、VR单一的交互体验基础上，在2020年由麻省理工學院数字虚拟实验室首次提出，通过将虚拟现实技术与裸眼3D 技术进行研究开发，在虚拟现实与用户之间搭建信息回路实现深度交互。中国有着丰富的非物质文化遗产资源，在非物质文化遗产数字化创新展陈形式等方面有较强的创作优势。

（三）数字技术助力文物保护研究

数字文物保护技术运用领域的不断拓展，对不可移动与可移动文物的保护形式也产生变化，从常见的三维激光扫描、数字点云数据重建、到现在的VR虚拟现实技术、AR增强现实技术，以及AI智能动作捕捉等技术的迭代，为文物保护遗产数字化更新了技术呈现方式，针对性的数字技术研发与跨媒介技术融合也是当前文物遗产数字化保护的重要发展趋势。智能媒体时代，以人工智能为基础的信息化以及高度数字化结合对文物遗产进行传统维护与数字修复、传统机械式还原与三维模型还原，在文物遗产数字化保护研究领域应用广泛。三维激光扫描仪及点云数据的高精度数字模型重构，数字三维技术通过精细化的三维数据点云采集工作，包含：数字文物考古三维重建、高精度数字化复原以及高速度与高密度三维打印等要求，并在数字考古和古建筑航测等领域得到了广泛运用。由全球地理信息（GlS）、建筑信息模型（BIM）演化的“历史地理信息”（HGlS）和“历史建筑信息模型”（HBlM）技术，广泛应用于文物保护数字化领域。[4]数据采集设备的进步，无人机摄影广泛的应用与大范围的场景数据采集工作中，三维运动图像三维场景数字修复技术整体质量提升，通过无人机摄影技术可以实现大面积的数据采集，由初期的单体数据采集，延展至群体聚落数据的采集和复原、整体村落与城镇全覆盖的数据采集及三维高精度模型复原工作。三维高精度数字建模、高精度无人机倾斜摄影、360VR全景图像采集、VR虚拟现实、AR模拟与AI仿真讲解等技术的应用，在传统村落文化的展陈方面效果新颖。通过数字技术介入文物遗产数字化保护，传统村落数字博物馆主题性展览的信息资源整合，有助于文物遗产数字化的传播。

四、虚拟现实技术在数字文化产业中的现实意义

情感理论学者Carroll Izard提出“情感是注意力和感知力的驱动”。人们对事物认知赋予的情感符号越接近的条件下，可以激发人类的某种情感，也可以获得更好的情感体验。虚拟现实技术在数字文化产业中可以促进数字主题博物馆与用户的机制建构。当前中国数字经济进入新常态、新业态，融合发展和跨界合作形式逐步深化。文化产业中的虚拟现实技术具有较强渗透和关联性。在数字文化产业融合背景下，主题性展览产业融合不仅是数字技术，智能管理和智慧市场的融合，更重要的是以数字文化资源为核心的全方面融合，是数字文化产业融合的新发展趋势。[5]

数字文化产业新业态作为文化创意与新兴科技创新融合的载体，正逐渐成为数字经济增长的新亮点。数字文化产业发展以计算机技术为支撑，以人工智能新思维为发展导向，不断深化跨界合作，推动产业业态创新。[6]在新冠疫情重大公共卫生事件中，数字化防疫和智能化防治为我国预先排查健康源、有效智能追踪、有序促进复工复产发挥积极作用。虚拟现实技术借助人工智能技术打破传统行业壁垒，新兴数字文化创意产业，打破了传统文化消费模式，随着数字消费的崛起，大众文化接收形式将不断向数字文化消费和数字文化市场延展。虚拟现实技术、增强现实、全息成像技术、新型AI交互娱乐引擎、智能互动影视等新智能沉浸式穿戴设备的发展，在带动消费者进行文化体验的同时，也在催生新一轮的数字消费革命。数字化建设进程提升中国数字文化产业质量，根据不同区域的特色进行深度融合创新、建设高水平特色文化产业集群，用国际视角的方式做好国际文化传播，提升中华优秀文化的影响力和感召力。

参考文献：

[1]陈金龙.文化产业语境下文化艺术与科技的融合创新分析[J].艺术科技， 2017（10）.

[2]凌颖杰.浅析新技术在展示设计中的应用——以交互式虚拟展示设计为例[J].艺术科技， 2016（10）.

[3]龚丽婷.浅谈高新科技在现代展示设计中的应用——以虚拟现实技术为例[J].科教导刊，2015（3）.

[4]方东亚.BIM技术在现代建筑遗产领域中的运用研究[D].天津：天津大学，2018.

[5]陈少峰，陈晓燕.基于数字文化产业发展趋势的商业模式构建[J].北京联合大学学报（人文社会科学版）， 2013（02）.

[6]范周，蔡晓璐，齐冀，理性调整深度融合——2016中国文化产业年度盘点[J].艺术评论， 2017（4）.