基于Web 3D的成艺虚拟博物展览馆的研究与设计

杨启帆

解放军总医院 北京 100853

引言

博物展览馆作为公共机构，发挥着知识宣传与文化教育的社会功能，但当下社会的发展与信息技术的进步极大地改变了群众的生活习惯与信息获取渠道，传统的博物展览馆因此面临发展困境。虚拟博物展览馆是博物展览馆未来的发展方向之一，也是其突破困境的重要方法，能够让参观者在深入体验博物馆内容的同时避免受到传统博物展览馆的时空限制。而Web 3D技术对虚拟博物展览馆来说有着重要的价值，因此需要加强其在虚拟博物展览馆设计中的应用，切实提升虚拟博物展览馆的展览质量。

1 Web 3D技术概述

Web 3D技术是在互联网的基础上实现三维虚拟现实效果的技术，主要由建模技术、显示技术与交互技术三部分组成[1]。

建模技术是Web 3D技术的基础环节，依照基本原理与素材的不同可以分为集合模型建模与图像基础建模两大类。几何模型建模与Web 3D技术的契合度较高，能够通过渲染技术的应用提升受众的代入感，更好地发挥受众的联想与想象能力。图像基础建模是利用现场图像开发出来的建模技术，需要选择合适的拍摄角度，将拍摄图像进行合理分割与储存，但三维扫描技术的设备成本较高，性价比相对较差。显示技术是利用相关软件将3D模型转化为3D影像的技术，为实现Web 3D文件在移动设备浏览器中的流畅运行，还需要额外安装相关插件。Web 3D技术强大的交互功能已经成为其在技术层面与功能层面的核心，通过高效率的人机交互，Web 3D技术已经为参观者和虚拟博物展览馆的环境交互创造了良好的条件，进一步发挥其突破时空限制的优势，并利用动态网页等技术，实现不同用户在特定虚拟环境中的实时交互。

2 虚拟博物展览馆的概念与特点

2.1 虚拟博物展览馆的概念

虚拟博物展览馆是利用信息技术对实体博物馆以及馆藏藏品进行数字计划处理，基于智慧终端为群众提供藏品展览等服务的平台。实体博物展览馆与虚拟博物展览馆之间存在密切的联系，实体博物展览馆是虚拟博物展览馆存在的物质基础，而虚拟博物展览馆则是实体博物展览馆在数字层面的补充与延伸，其价值不仅在于对藏品的分类以及对检索功能的优化以及信息系统的构建，更重要的是利用信息技术构建虚拟的藏品展示空间，极大程度上降低了人们参观虚拟博物展览馆需要付出的时间成本与物质成本。

虚拟博物展览馆下包括诸多各具特点的分类，其中比较具有代表性的是复刻型虚拟博物展览馆与全新型虚拟博物展览馆。复刻型虚拟博物展览馆是利用VR、Web 3D等先进信息技术实现对实体博物展览馆的如实复现，也就是模拟实体博物馆的建筑外形与内部藏品，并构建虚拟化的数字空间。而全新型虚拟博物展览馆指的是利用Web 3D技术对藏品进行数字化处理，之后根据展览的主题对虚拟环境进行针对性设计。

2.2 虚拟博物展览馆的特点

虚拟博物展览馆有着交互性、沉浸性与突破时空限制的特点[2]。首先，虚拟博物展览馆通过利用Web 3D技术等先进信息技术，对实体博物展览馆的视觉展出方式进行优化与更新。实体博物展览馆的参观者虽然也能以相对较近的距离观赏藏品，但为保护藏品，其与参观者之间必然要保持一定距离，参观者对藏品中细节信息的获取也受到限制。而虚拟博物展览馆为参观者与展品之间的互动创造条件，切实提升参观者的参与感与代入感。不仅如此，虚拟博物展览馆还能为参观者提供全过程的个性化服务有利于提升参观者的满意程度。除此之外，虚拟博物馆还能将静态画面转变为动态画面，提升参观场景切换的流畅度，提升参观者游览行为的自由度，突破时空限制。

3 基于Web 3D的成艺虚拟博物展览馆的设计策略

3.1 完善虚拟展览平台设计

成艺虚拟博物展览馆可以利用Web 3D技术将博物展览馆的环境与其中的藏品都以数字化的形式储存在计算机网络中，不仅能够让参观者更好地欣赏到藏品的细节与美感，为参观者带来更好的观赏体验，还能够突破传统实体展览的诸多限制，降低运营维护的成本。而上述成艺虚拟博物展览馆的所有功能与优势都需要建立在虚拟展览平台的基础上，因此在进行相关设计时，需要完善虚拟展览平台设计，为后续的功能设计与实践创造良好的基础。

首先，在虚拟展览平台时应当预留成艺虚拟博物展览馆的介绍分区，让参观者能够直观地了解成艺虚拟博物展览馆的规模、主要功能以及展出的藏品信息以及近期展览主题，形成参观者了解成艺虚拟博物展览馆的窗口，同时也为游客的线上观展提供指引与导航。

其次，在设计虚拟展览平台时应当完善其功能模块。为了提升成艺虚拟博物展览馆对参观者的吸引力，虚拟展览平台应当基于参观者在观展时的核心需求，完善虚拟展览、移动设备接入与知识资源导出三大模块。成艺虚拟博物展览馆的虚拟展览模块可以展出基于展品实物预先制作的三维数字模型，不仅能够以较高的精度还原展品的真实状态，而且能够让参观者从多个角度观察与体会藏品的细节[3]。移动设备接入模块能够提高虚拟展览平台与参观者的移动设备的适配度，以便参观者能够通过多样化的移动设备获得更好的参观体验。知识资源导出模块能够将文物的数字信息传输到交互系统中，使成艺虚拟博物展览馆对藏品的介绍与参观者的观展进程相结合。

3.2 延展虚拟空间设计

成艺虚拟博物展览馆虚拟空间的设计需要受到移动设备界面的空间局限，对展览的最终效果以及参观者的观展体验造成负面影响。因此在设计成艺虚拟博物展览馆时，需要延展虚拟空间设计，通过空间定位与路径规划为参观者带来多样化的参观体验。虚拟博物展览馆的空间设计需要综合运用多种因素，形成参观者与展览主题、环境与展品之间的联系与共鸣。

首先，在设计虚拟空间时，应当在参观者移动设备有限的屏幕空间中有序排布交互按钮。同时为节约空间，降低交互按钮的突兀感，避免其对参观者的代入感造成负面影响，成艺虚拟博物展览馆虚拟空间还可以设置隐性交互区，或采用手势交互的方法，提升参观者的参观体验。

其次，虚拟博物展览馆虚拟空间的设计应当与展品的排布形成逻辑层面的联系，并服务于展览的主题。游览路线的设计尤其重要，良好的路线设计能够在参观者有限的移动设备上营造空间感，并串联交互设计，辅助展览的主题表达。因此为保证参观者能够对展览的主题形成更加深刻的体会，成艺虚拟博物展览馆的虚拟空间设计应当与精神文化相融合，让参观者能够在路线设计与角色代入中满足自身的精神需求，更好地选择自身感兴趣的内容，把握主题叙事关系。

3.3 基于实景设计全视角融合场景

实体博物展览馆与虚拟博物展览馆之间存在密切的联系，实体博物展览馆是虚拟博物展览馆存在的物质基础，而虚拟博物展览馆则是实体博物展览馆在数字层面的衍生，所以不仅虚拟博物展览馆能够为实体博物展览馆提供新的发展方向与助力，实体博物展览馆同样也能为虚拟博物展览馆的设计提供素材[4]。

成艺虚拟博物展览馆可以基于实景设计全视角融合场景，Web 3D技术不可避免的局限性就在于3D建模无法完全取代实物，而基于实景的场景设计能够有效提升展示内容的真实性和趣味性，同时降低成艺虚拟博物展览馆的开发成本。不仅如此，全视角融合场景的构建还能起到扩展参观者视域的作用，能够为参观者带来包围式沉浸参观体验。具体的设计步骤为，在前期准备阶段利用全景相机拍摄成艺博物展览馆的实体场景，然后在相应的素材处理平台对影像素材进行细节处理，并对相关数据信息做好安全保护工作。

3.4 突出交互设计的参与感

所谓交互设计就是以受众的需求为目标导向进行产品设计，而虚拟交互设计更加注重情感交流，关注操作性与体验性两大要点。成艺虚拟博物展览馆中的交互设计应当营造出交互共情的氛围，突出交互设计的参与感，实现参观者向参与者的角色转换。比如，在设计参与者与藏品的交互时，可以弹出相应提示，引导参观者进入对藏品的创作主题阐述，或以视频、图像等形式呈现藏品的创作过程，并在过程中设置一定的互动环节，让参观者能够“参与”到藏品的创作中，提升参观者的参与度，并为其提供深入了解藏品的趣味性途径。另外，成艺虚拟博物展览馆还应当加强交互逻辑关系的设计，应用多样化的交互特效与交互模式，避免交互设计趋于俗套与单调，同时吸引参观者投入时间反复观展，提升参观者的沉浸度，实现多模态交互关系。

3.5 加强对Web 3D技术的开发与创新

Web 3D技术在虚拟博物馆展览设计中占据着重要的地位，但设计的最终效果与Web 3D技术的应用深度之间存在着密切的关系，其价值发挥需要加强对Web 3D技术的开发，实现对其的创造性应用。

首先，成艺虚拟博物展览馆可以利用Web 3D技术优化多媒体互动，并在这一过程中突出展现虚拟博物馆展览的特色。在Web 3D技术的基础上，成艺虚拟博物展览馆可以搭载多样化的演示与漫游系统，提升多媒体互动效果的同时强化成艺虚拟博物展览馆对参观者的吸引力。其次，成艺虚拟博物展览馆可以利用Web 3D技术打造衍生文创产品，提升成艺虚拟博物展览馆的影响力，不仅如此，Web 3D技术后还能让文创衍生产品突破实物的限制，丰富文创产品稳定呈现形式与内涵。比如，成艺虚拟博物展览馆可以设计勋章这一虚拟文创产品，在参观者参观相应主题展览后发放纪念徽章，以代表展品与展览主题为设计灵感。最后，成艺虚拟博物展览馆还应当构建Web 3D技术的应用体系，创新展览模式。现阶段大多数虚拟博物展览馆在应用Web 3D技术都存在局部性与碎片化的问题，缺少科学、完善而稳定的应用体系。因此成艺虚拟博物展览馆需要为Web 3D技术的应用与相关设计工作制定相关制度，规范技术应用与设计行为，避免出现设计失误与功能缺陷。此外，成艺虚拟博物展览馆还需要设置专门的评价反馈渠道，邀请参观者在完成游览后表达感想与建议，为后续的虚拟博物展览馆提供现实依据与方向指引。

4 结束语

综上所述，Web 3D技术是在互联网的基础上实现三维虚拟现实效果的技术，主要由建模技术、显示技术与交互技术三部分组成。虚拟博物展览馆是利用信息技术对实体博物馆以及馆藏藏品进行数字计划处理，基于智慧终端为群众提供藏品展览等服务的平台，有着交互性、沉浸性与突破时空限制的特点。基于Web 3D技术进行成艺虚拟博物展览馆的设计，应当完善虚拟展览平台设计，延展虚拟空间设计，基于实景设计全视角融合场景，突出交互设计的参与感，加强对Web 3D技术的开发与创新。