虚拟现实技术在文物博物行业中的应用分析

2018-08-21崔英来

决策探索 2018年14期

崔英来

随着科学技术的不断更新和发展，文物博物行业的发展也有了更加坚实的技术支撑，从当前的现状来看，虚拟现实技术在文物博物行业中得到了广泛应用，不仅给文物的保护、展示等提供了良好的技术条件，同时也在一定程度上促進了文物资源保护与使用之间关系的协调。

据相关部门统计显示，截至2016年10月31日，普查全国可移动文物共计108154907件/套。其中，按照普查统一标准登录文物完整信息的为26610907件/套（实际数量64073178件），而且每年都有新的文物被发现。然而，由于受到保护技术、空间等因素的限制，有条件进行研究与展示的文物非常少。怎样才能使博物馆更好地发挥出其应有的功能，提高其服务人民大众的质量，并促进博物馆自身的可持续发展，已经成为当前我国绝大多数博物馆面临的主要问题之一。近些年，通过将虚拟现实技术应用于虚拟博物馆的打造中，在很大程度上弥补了传统博物馆存在的弊端，进一步拓展了博物馆的功能，从而使其更好地适应了当今社会人们的需求。由此可见，虚拟现实技术在文物博物行业中的应用具有十分重要的意义。

一、虚拟现实技术的概况

有关虚拟现实技术的研究最早是在1956年，到20世纪80年代，美国国防部以及宇航局在虚拟现实技术方面的研究取得了非常丰硕的成果，使得全世界提高了对虚拟现实技术的重视度。后来，计算机软件系统与计算机硬件技术等不断改进和完善，使得将大量数据集合在一起的图像与声音的实时动画制作有了基本的技术支撑，再加上人机交互系统设计的进一步优化和创新，各种新型的、实用性的输入设备和输出设备开始大量进入市场，这些都给虚拟现实技术的发展提供了有利条件。虚拟现实技术最典型的功能就是可以让人产生身临其境的感觉，当前，该技术的应用范围正呈现出逐步扩大的趋势，可以说已经达到了无所不在的境地，就比较成功的应用领域来讲，主要涉及到飞机虚拟现实驾驶训练、虚拟现实作战指挥系统、虚拟现实游戏、虚拟现实建筑物参观和展示、汽车与轮船的虚拟制造等诸多方面。由此可以看出，虚拟现实技术的市场需求空间是非常广阔的。

从本质上讲，虚拟现实技术指的就是通过计算机创设出一种模拟现实世界的场景，并利用多种多样的传感装置使用户完全融入到该场景之中，进而实现用户和该场景直接进行自然交互的一种新兴技术。具体来说，虚拟现实技术主要具有以下特点：一是自主性，也就是指虚拟场景中物体按照相关定律运动的程度。二是多感知性，简单来说就是指多方面的感知功能，主要包括运动感知、触觉感知、味觉感知、听觉感知等。三是交互性，所谓交互性，指的就是用户从环境中所得到反馈的实时性以及用户对模拟环境内物体的可操作程度。四是存在感，也就是用户感觉到某个主体在模拟场景中存在的真实程度，最为理想的模拟场景应当能使用户产生真假难分的感觉。从构成上来看，虚拟现实系统主要包括以下几个部分：第一，建模模块，该模块主要负责生成现实世界的三维信息，并以此作为参考，打造出相应的模拟场景。第二，控制模块，该模块的主要控制对象是传感器，可使传感器在虚拟环境与用户之间充分发挥出其作用。第三，传感器模块，该模块不仅可接收用户发出的操作指令，并使这一指令对虚拟环境产生作用，同时还能将最终的操作结果反馈给用户。第四，反馈模块，该模块的主要功能是接收传感器模块发出的相关信息，从而让用户获得实时性的反馈信息。第五，检测模块，该模块主要负责对用户发出的操作指令进行检测，并利用传感器模块使之在虚拟场景中发挥出应有的作用。

二、虚拟现实技术在文物博物行业中的主要作用

（一）实现文物对比研究

对于文物博物行业的发展来说，文物对比研究是非常重要的一项工作内容。它是实现历史考证与确认的一个主要渠道，同时也是研究文物的必不可少的方法。但是，由于受到各方面因素的影响，大部分文物都广泛分布于不同的地区和不同的博物馆，不同的地区，甚至是不同的国家，要将这些文物集中在一起开展对比研究工作具有很大的难度。但通过利用计算机虚拟现实技术就能很好地将这些文物集中在一个虚拟场景中，进而使文物对比研究成为可能。

（二）对文物进行数字化修复

文物修复对文物博物行业的长远发展来说至关重要，但我们经常会遇到一些碎片较多的文物，若利用人工修复必定需要投入大量的人力和时间，而且也很难保证拼接的准确性。但通过运用虚拟现实技术，可利用计算机程序实现对文物碎片的自动化拼接，如此一来就能节省很多时间和人力，而且还能在很大程度上提升文物碎片拼接的准确性。当前许多博物馆文物都具有易损性特征，经常会出现剥落、掉色等现象，即使可以实现人工修复，但在修复之后仍然无法实现长时间的展示和研究。通过运用虚拟现实技术，可将文物修复之后的画面预先展示出来，并对修复方法的可行性进行确认。该技术还可与视图计算机技术相配合，进而检验文物修复的每个环节以及修复之后的耐久性程度如何。

在文物保护方面，虚拟现实技术能全方位、多视角地展示文物，进而使文物在更为合理、严密的条件下得以存放，确保其保存寿命。我国博物馆藏文物中有很大一部分都具有唯一性，一旦在修复过程中出现细节问题，就很可能带来难以弥补的损失。利用计算机虚拟技术的数字化修复功能，可综合分析和研究各种修复方法的可行性与有效性，进而通过对比找出最佳的修复方法，并利用该方法对文物加以修复，这样就能有效避免在修复过程中出现问题。当前，我国已经发现了大量的文物遗址遗迹，但这些遗址遗迹大都属于不可移动的，再加上多数位于交通落后的偏远地区，导致文物价值难以得到彰显。而运用虚拟现实技术就能将这些文物的触觉、重量等在模拟环境中加以呈现，同时还能依据相关文献记录，还原已经消失的遗址遗迹或者展示还未发现的遗址遗迹，并且能有效避免对文物的安全造成威胁。

（三）构建虚拟博物馆，分散参观者

我国是一个人口较多的国家，当前大多数旅游景区与博物馆都出现了游客数量严重超限的问题，对于博物馆来说，由于大部分实行的是免费开放政策，导致参观者数量进一步增加，过量的参观者会使博物馆面临极大的压力，甚至可能因为拥挤而造成文物的破坏。而通过运用虚拟现实技术来构建虚拟博物馆，有意向参观博物馆的游客可以在虚拟博物馆中先进行大致参观，在参观完虚拟展览后，部分观众有可能会将参观实体博物馆的计划暂时推后，由此可将参观人数阶段性分流，对于保证展览的展陈效果具有积极意义。此外，虚拟博物馆还具有一些实体博物馆不具备的功能，如为游客展示部分无法在实体博物馆展示的遗址、文物等，从而满足有兴趣的人们的需求。

（四）通过展示文物宣传历史文化

现代博物馆的主要功能之一就是实现对历史文化的宣传，重现历史上的重大事件，增强人们的民族自信心与自豪感，同时，加强对人们的爱国主义宣传与教育。利用虚拟现实技术所构建的虚拟博物馆也具备上述功能，它不但能加大对文物的展示与历史文化的宣传力度，同时也让人们利用网络获取有关博物馆中文物的具体信息，有兴趣者还可以随时利用电脑等设备参观虚拟博物馆，虚拟博物馆上精致的画面以及详细的文物信息介绍往往可以激发参观者的兴趣，如此一来，就能进一步提高博物馆的吸引力，使其影响范围得到大幅增加，进而更好地发挥宣传历史文化的功能。

（五）提高文物展出的数量与比例

将虚拟现实技术合理地应用于文物博物行业之中，可在很大程度上改善我国一直以来存在的文物展品数量少、比例低的问题。通过运用虚拟现实技术，可将文物的三维立体影像呈现在参观者面前，便于参观者全面了解文物的原始面貌，不但可以使参观者对文物展品进行近距离观赏，同时还能使各种由于受到摆放空间限制而无法展出的文物全部呈现在大众眼前，进而促进博物馆文物展示数量与比例的大幅提升。

三、虚拟现实技术在文物博物行业的应用分析

与国外发达国家相比，我国博物馆对虚拟现实技术的应用尚处于较为落后的阶段，具体表现在文物保护技术落后与陈列手段落后等方面。历史文物长时间受到恶劣自然环境的影响，极易出现剥落、风化等问题，由于文物保护技术不够先进，难以准确把握文物的基本物理特性与收藏环境，最终使大量珍贵文物遭到严重破坏。与此同时，一些珍贵文物虽然可以修复，但由于修复手段落后，往往需要投入大量的时间与精力，付出的成本代价非常高。在陈列手段方面，我国大多数博物馆采用的都是通柜摆放形式，这种陈列方式极其枯燥呆板，根本无法彰显出文物的历史文化内涵，最终致使文物的宣传教化作用大幅下降。究其原因，主要在于人才、资金等的缺乏以及传统观念的束缚等，因此，为了实现虚拟现实技术在文物博物行业中的普遍推广与应用，必须进一步加强对该项技术的重视度，更新观念，加大在人才、資金等方面的投入。我们可将虚拟现实技术与网络技术等有机结合，使其在文物保护与展示过程中发挥出更大的作用。首先，可利用计算机网络对全国范围内或地区内的文物资源加以整合，再通过虚拟现实技术使文物得以逼真、生动地展现在人们面前，这样就能使文物突破空间束缚，达到资源共享的目的。其次，可利用影像采集技术方法，构建起完整的文物实体三维模型以及数据信息库，使文物的原始空间信息等得到长期保存。此外，还可利用虚拟现实技术来提升文物修复的精确程度，并对所要采用的保护方法的可行性进行评估和确认，确保各种文物保护方法的有效性，避免在保护过程中出现意外，进而提高文物保护的水平。