基于虚拟现实技术的博物馆展示设计

王希凝黄海燕（.西安理工大学艺术与设计学院 陕西西安 70054；.浙江大学计算机科学与技术学院 浙江杭州 3003）

基于虚拟现实技术的博物馆展示设计

王希凝1黄海燕2（1.西安理工大学艺术与设计学院 陕西西安 710054；2.浙江大学计算机科学与技术学院 浙江杭州 310013）

随着现代通信技术、虚拟现实技术和网络技术的发展，传统博物馆逐渐被数字化博物馆代替，并成为博物馆发展的必然趋势。本文从虚拟现实技术入手，阐述数字化博物馆的特点、意义、案例分析及对数字化博物馆发展的未来展望。

虚拟现实；数字化博物馆；展示设计；交互设计

近年来，随着经济、科技的发展，人们对文化的需求越来越高。博物馆作为文化保留与传播的主要场所,也备受社会关注。传统的放置、标签、说明、图片等方式已经不能达到要求，文化传递受到了很大的局限性。为了使中国传统文化能够得到更广泛的传播，将技术融入博物馆展示，建立一个完整系统的数字化博物馆展示体系。参观者不再拘泥于单方面的观看，而是通过人机交互和虚拟现实等方式获得多方面感官，从而更深一层了解中国传统文化的蕴意。人们参观时置身其中，拉近历史距离感、增加趣味性同时也达到了保护历史文物的初衷。

一、虚拟现实技术

虚拟现实是通过多媒体技术与仿真技术相结合生成逼真的视觉、听觉和触觉一体化的虚拟环境，用户以自然的方式与虚拟环境中的个体进行体验和交互作用，从而产生身临其境的感受和体验，利用计算机生成的能给人多种感官刺激的人机交互系统。

虚拟现实的基本特征有多感知性、沉浸感、交互性和构想性。通过和虚拟物体的互动，产生身临其境的真实感，同时具有广阔的可想像空间，可拓宽认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

虚拟现实是多种技术的综合，其中包括实时三维计算机图形技术、广角立体显示技术、跟踪技术、触觉反馈、立体声、网络传输、语言输入输出技术等。虚拟现实技术应用范围也很广泛，它涉及的领域包括军事、航天航空、医学、教育游戏艺术、工业、商业、建筑设计与规划等。

二、数字化成为博物馆未来的发展趋势

博物馆为了保护历史文化，通常把展品放置在透明展示台上，虽然人们隔着玻璃能看到几百年前，甚至是几千年之前的文物，但是很难体会到那个时代的文化背景与内涵，知识吸收效果不好。现代人喜欢上网查资料，有两个原因：一是大多数人参观博物馆时走马观花，不理解其中寓意；二是人们去博物馆参观受到时间、空间的限制。

随着人们的需求越来越高，获取知识的途经也越来越多，为了适应社会现状，数字化成为博物馆未来的发展趋势。数字化展示利用虚拟现实、计算机技术、网络技术对展品实体和信息知识进行二进制处理，建立一个虚拟环境，人们可以根据自己的喜好选择参观的内容与方式，身临其境可以更直观的体会到展品不可显示信息，增强知识的吸收效果。改变单一的展示方式，使文化载体发挥最大价值，从而使博物馆发挥文化保存、展示传播的功能。人们获得知识的同时，展品也得到了最大程度的保护，有助于文化的保留与传承。

三、国内外博物馆数字化展示设计案例

博物馆在文化界有着举足轻重的地位，功能不可小视。近年来，各国政府对博物馆展示方式的改变非常重视。利用虚拟现实技术，结合网络技术，可以将文物的展示和保护提高到一个崭新的阶段。通过网络在大范围内来利用虚拟现实技术更加全面、生动、逼真地展示文物，从而使文物脱离地域限制，实现资源共享，真正成为全人类可以“拥有”的文化遗产。数字化展示设计可以推动博物馆更快地进入信息时代，实现文物展示和保护的现代化。国内外也出现了一些成功案例。

案例一：上海世博会清明上河图。

巨幅电子动态版的北宋画家张择端名作《清明上河图》，被称为中国馆的“镇馆之宝”。此作品高6.3米，长130余米。在短短的4分钟的播放过程中，《清明上河图》淋漓尽致的向人们展现了北宋时期都市的繁华。

图1 上海世博会《清明上河图》

虚拟现实技术的融入，真实再现了历史上的北宋开封府，动态版的《清明上河图》实际上是一幅巨幕投影。这部作品分为日景和夜景两部分，日景部分有691个人物，夜景有377个人物。

清晨，脚夫赶着驮碳的毛驴，悠闲地走向城门；夜晚，河岸边的灯一盏一盏亮起来，雕花游船上歌舞宴饮。整个画面栩栩如生，由于影像是原画的30倍，给人震撼的感觉。数字化展示设计改变传统的展示方式，人们获得视觉、听觉等多维度的体验，对画面内容有一个直观感受与理解。通过技术实现画面的真实感，使外国参观者充分感受中国传统文化的博大精深，并传播到世界各国，增进国内外的文化交流。

案例二：《超越时空的紫禁城》数字化展示“虚拟故宫”。

图2 《超越时空的紫禁城》

这是首座以中国文化遗产建成的虚拟宫殿，游客只需轻点鼠标，就可以把故宫占地72万平方米的庞大木结构建筑群以及近千件殿内珍藏尽收眼底。游客在虚拟紫禁城中拥有自己的虚拟形象，可从格格、太监、卫兵等9种身着不同清朝服装的角色中挑选。游客可以选择自己感兴趣的区域并设定游览路线，也可与其他虚拟游客结伴加入由导游带领的众多游览路线中的一个。地图可以显示游客现在所处的位置，及在虚拟世界中的路线图，并可提示有哪些有趣的场所。

虚拟故宫可谓是一个大胆的尝试，既要考虑游客的心理感受，又要考虑对历史文化遗迹的尊重与保护。游客选择一个古代身份在故宫游览、和其他人物对话，亲身体验宫廷的真实生活。趣味性的体验方式为博物馆展示增添了新鲜感。

案例三：虚拟现实空间的古罗马之旅。

虚拟现实空间的古罗马之旅主要借助互动计算机游戏技术，四位参观者可以同时坐在计算机控制台前，化身为四个虚拟人物形象，使用游戏操作杆控制自己的“化身”在虚拟三维空间里的活动。与此同时，博物馆还提供大屏幕，可以让另外12位参观者利用馆方提供的特殊3D眼镜观看4人的旅程。

图3 古代地貌仿真复原

这趟虚拟考古之旅的最大亮点则是现位于罗马北郊的利维娅别墅——罗马帝国开国之君奥古斯都大帝的妻子利维亚的夏日乡间别墅。尽管如今这里已是一片破败废墟，但经过考古人员根据资料复原后展现在虚拟世界里的却是一座被绿色丘陵环抱的大型皇家度假之所。在计算机三维世界里，参观者可以随心所欲地在美不胜收的皇家园林中徜徉，领略精美的壁画，并和与他们擦肩而过的古罗马人物进行互动。

四、数字化博物馆发展的未来展望

数字化展示设计开启了博物馆展示的新篇章，彻底改变了单方面传授方式，通过人机互动，形成一个多感官的虚拟体验环境。经济的快速发展，博物馆也应该赶上时代的潮流。为了使博物馆快速进入信息时代，通过数字化信息处理技术对资料采集、整理、标签、展示、信息传播进行设计，建立一个庞大的虚拟体验空间，找出一个既能完好保存文物，使其不受破坏，又能使中国传统文化发扬光大的平衡方法。参观过程提高参观者的兴趣，使得博物馆具有强大的感染力和感官表现力。数字化虚拟展示设计带给人们沉浸式的体验，开启数字化博物馆展示的新思维方式。

虽然国内外现在非常注重博物馆展示的改变，努力研究博物馆展示设计方法，但还是存在一些困难。文物保存方面应该探索更好的方法，完善博物馆数字化展示系统。数字化是博物馆未来的发展趋势，是传播中国传统文化的最好表达途径，使中国传统文化一代一代的传承下去。

[1]张菁.张天驰.陈怀友.《虚拟现实技术与应用》.清华大学出版社.2011年.

[2]胡小强.《虚拟现实技术》.北京邮电大学出版社.2005年.

[3]《虚拟现实技术》GrigoreC.Burdea,Philippe Coiffet电子工业出版社 2005年

[4]http://hi.baidu.com/suyuwen1/item/e14ecce1beceb7b42f140bfc.

[5]http://www.cgtiger.com/news/688.html

[6]宗旸.《虚拟现实技术在数字化博物馆中的应用》.江苏省南京市博物馆.2010年.

[7]李静华.《数字化博物馆与博物馆的信息化建设》林口县博物馆.2009年.