数字化博物馆交互技术及发展趋势的研究

倪聪奇（武汉设计工程学院 成龙影视传媒学院，湖北 武汉 430000）



数字化博物馆交互技术及发展趋势的研究

倪聪奇
（武汉设计工程学院 成龙影视传媒学院，湖北 武汉 430000）

摘 要：由于博物馆馆藏文物的艺术价值以及保存难度，很多精美的藏品难以时刻展现在世人面前，数字化博物馆交互技术的诞生弥补了这一遗憾。该技术由早期的索引加图片文字表述形式，逐步发展到观众可以足不出户，依靠计算机和互联网，通过移动的视点对整个虚拟博物馆所有的藏品高倍率放大来进行观赏。相较于传统博物馆，数字化博物馆的出现与完善极大地提高了观众的积极性，也让文物在虚拟世界中得以永久保存。本文首先对数字化博物馆的应用范围和优势进行了介绍，然后对数字化博物馆交互技术的发展过程进行了阐述，最后对该技术所面临的问题和发展趋势进行了总结和展望。

关键词：数字化；虚拟现实；三维技术；文物；文化价值

数字化博物馆基于计算机交互技术，对文物信息或者博物馆的环境进行数字化采集，然后将数据进行整理和永久保存，参观者通过互动的方式对数字化博物馆所展出的内容进行访问和浏览。早期的交互技术运用只能达到对实体博物馆的辅助作用，如对文物的语音介绍和图片化索引浏览，而随着交互技术的日趋成熟，数字化博物馆的优势则完全体现出来了。

一、数字化博物馆的功能及优势

传统博物馆的主要功能是传承文化和历史，让世人领略到历朝历代的艺术结晶。但许多文物历史悠长，有的甚至可以追溯到数千年之前，因此普遍存在文物保护的问题。特别是字画、壁画等文物，对空气中水分的含量都有要求。博物馆出于对文物本身的考虑，只能将部分文物进行展出，且对展出的时间进行了严格限制。例如，中国台北故宫博物院收藏文物60万件，但是日常展出的文物却只有5000件，很多文物可能参观者一辈子都无法看到。数字博物馆的出现，能够将所有的馆藏文物全部转成数字化形式，置入浏览数据中，并且分门别类。对文物数据进行采集并不会花费特别长的时间，而文物对观众展出的时间却是无限的。这就很好地解决了文物保存与展出之间的矛盾，观众也能够通过索引来搜寻自己感兴趣的文物，进行观赏和品鉴。

在传统博物馆中观赏文物，因为隔着玻璃，观众有强烈的距离感。而且馆内人流来来往往，阻挠观众的视线，有的展馆甚至会提出禁止拍照等要求。这样走马观花式的参观并不能给观众留下多少印象。出于对文物的喜爱或者研究，观众只能用不菲的价格去购买馆藏文物类书籍，平面的文物照片和只言片语的介绍成为观众以后对文物仅存的记忆。数字化博物馆交互技术则使观众通过简单地点击鼠标，就能够对文物进行旋转以及放大处理。这样，观众能够对文物进行全方位360度高倍率的细致观看，并实时语音以及文字介绍等内容会给观赏者留下深刻的印象。同时，数字化博物馆也能够为观众节约大量的时间以及出行费用。互联网使全球各大博物馆的馆藏文物尽收眼底，可谓是文化艺术爱好者的福音。

二、数字化博物馆技术的发展过程

数字化博物馆交互技术起源于1997年。当时，大英博物馆推出了首个多媒体馆藏查阅系统，参观者可以通过大英博物馆的官方网站观看到馆藏所有文物的图片、文字信息以及动画信息。这种技术的实现非常简单，博物馆工作人员只需要将文物进行分类，统计文物文字信息，然后通过数码相机进行拍摄，并将数据编辑到馆藏查阅系统中即可。此类表现形式的交互技术要求不高，运作起来也较为容易。但是，随着计算机与虚拟现实技术的不断发展，简单的图片加文字的展示方式已经完全无法满足观众对数字化博物馆的参观需求，新的三维交互技术表现形式逐渐出现在观众的面前。

三维交互技术是基于计算机数字化表现的一种三维图像技术形式。它通过对文物的多方位拍摄和三维扫描，获取文物的三维几何数据和表面纹理数据，然后将表面纹理数据全方位映射到三维模型上，精确还原文物上的每一个细节，并将所有完成的数据放置在如Unity3D软件的网络3D引擎中，通过网页的形式呈现给观众。观众通过网页的交互可以很轻松地观看到文物的每一个细节。这种三维交互技术的展示效果更好，当然技术要求也就更高一些。在实际的操作中，存在着对艺术品扫描时的部分遮挡问题以及纹理数据的阴影问题，这需要在采集到数据以后通过后期处理软件对出现问题的地方进行完善和加工。为了避免出现这一问题，文物数据采集者们对拍摄的方式进行了改良，使用了多幅图像视点统一的拍摄手法，即将视点集中在文物的某个中心点上，然后对文物进行多角度旋转拍摄，对照片中重叠的数据区域进行采集分析，然后运用传统三维软件制作出完整的文物模型以及纹理贴图。这种动态立体数字技术给观众提供了方便、灵活、精细、全面的展示形式，使数字化博物馆交互技术变得更加成熟。

近年来，国际上著名的搜索引擎谷歌推出了一套“谷歌艺术计划”。该计划使用的是一种街景展示的方式，以观众为主体，以小推车的视角在虚拟空间中行走，这样即可观察到数字化博物馆中的任何角落，对馆中展示的文物进行超近距离的观看。谷歌很自豪地称该艺术计划中的世界名画具有70亿像素，并称在逐步增加其中的数字化博物馆的数量。现在登入该项目的网站，观众会欣喜地发现中国的台北故宫博物院和香港艺术博物馆也囊括其中。通过列表或者现场空间的浏览，观众便能一睹北宋画家范宽的著名作品《溪山行旅图》、明代书法家文徵明的书法作品等的芳容。这种融入式的观展体验，正是数字化博物馆交互技术越来越人性化的体现，也代表着该领域今后的发展方向。

三、数字化博物馆技术的发展趋势

从计算机以及虚拟现实技术日新月异的发展来看，数字化博物馆交互技术的表现形式将会更强调以人为本，将理论知识、互动交流以及娱乐表现融合在一起。观众在虚拟博物馆中参观浏览，就像在经历一款游戏一样，甚至可以和虚拟导游交流，与其他参观者聊天，分享观展心得，随时查阅并浏览全球各大博物馆的海量艺术藏品。

不过，随着数字化博物馆交互技术的普及与完善，其对传统文化的碰撞以及受限于法律法规等问题也逐渐显露出来了。将博物馆以及文物数据化必然要与传统博物馆进行合作，但文物作为一种受到版权保护的特殊物品，不同的国家有不同的法律文件进行约束，正如谷歌文化学院总监阿密特·苏德所说，全世界的博物馆对于新的线上展览方式都需要一个新的接受过程。“谷歌艺术计划”在制作数字化博物馆的过程中，最困难的不是技术层面，反而是复杂的法律文件和反复推敲的合作方案。另外，超高分辨率的文物展示确实给观众带来了无与伦比的视觉感受，但也给文物数据的安全性敲响了警钟。近几年，三维数字打印技术日趋成熟，过于细致的文物数据反而给翻制文物、牟取暴利的不法分子提供了方便。

对于文物保护人士来说，还有一个不容忽视的问题一直困扰着他们，那就是数字化博物馆是否会取代传统的博物馆。其实，对于文物本身来说，展示也是文物自身价值的一部分。据纪录片《聚焦国宝》描述，台北故宫博物院在展示晚清翡翠作品“翠玉白菜”时，就经过了反复的研究和考量。因为对文物数据的保护，许多立体的文物在数字化博物馆中所展示出来的只是一幅超高分辨率的图片，因而对于这类文物而言，浏览数字化信息远没有去实体博物馆现场观赏有意义。不过正因为如此，数字化博物馆反而给实体博物馆起到了很好的宣传和辅助作用。观众因为数字化博物馆中的文物而产生了兴趣，被文物的背景和艺术价值的介绍所吸引，从而走进实体博物馆，更近距离地去接触文物。从海南省博物馆数字展示后的数据可以得知，该项目上线以后，海南省博物馆的参观人数增加了百分之三十，数字化博物馆的发展让更多人了解到了文物的魅力。可以说，数字化博物馆并不会取代传统博物馆，而是给传统博物馆带来了新的活力和魅力。

数字化博物馆交互技术对于承载着文化价值的文物来说，是一笔巨大的财富。许多文物可能因时代的变迁，逐渐消失在岁月的长河之中，而数字化的文物则能够在数据中永久保存。数字化博物馆可以给我们带来令人惊叹的莫高窟壁画与雕塑全景，而这些在现实中早已不复存在。诚如前文所说，数字化博物馆的推广还存在着很多困难，特别是在国内的发展，尚处于起步阶段，但国外许多成熟的数字化博物馆制作模式给我们提供了很好的借鉴和参考方向，诸如百度百科数字博物馆项目也开始效仿“谷歌艺术计划”，联合国内几大著名的博物馆给观众开启了虚拟艺术品鉴之旅。今后，数字化博物馆交互技术在我国的发展势必更加迅猛，通过对技术的革新为人们带来历史的印记和艺术的震撼。

参考文献：

［1］ 王宁，李罡.关于数字博物馆展品数字化展示技术的研究［J］.科技通讯，2013，29（2）：178-180.

［2］ 杨兴.谷歌艺术计划：互联网能否取代真实的博物馆［N］.中国艺术报，2013-09-11.

［3］ Downey .虚拟化博物馆拷贝的另一个世界［EB/OL］ . http：// www.souvr.com/ event/201211/59344.html . 2012-11-9.

作者简介：倪聪奇（1982—），男，湖北武汉人，硕士，武汉设计工程学院成龙影视传媒学院讲师，主要研究方向：三维动画及影视动画。

中图分类号：G265

文献标志码：A

文章编号：1674-8883（2016）03-0231-02