VR技术在自然科技博物馆中的应用

徐徐

摘要：近年来，将VR（虚拟现实）互动技术应用于自然科技博物馆的展陈和教育，是自然科技博物馆建设发展的热点方向。VR技术在自然科技博物馆的互动、展示等环节应用广泛，并有着巨大的优势和发展空间。本文旨在探讨VR技术在自然科技博物馆中的功能性应用及其存在的问题。

关键词：VR技术；自然科技；博物馆

一、背景介绍

（一）VR技术的概况

VR技术的全称是虚拟现实（Virtual Reality），主要依靠电脑，结合全息投影、3D互动等技术模拟出一个三维的虚拟世界，给体验者带来视觉、听觉、触觉等多种感官体验，令其沉浸在这个虚拟的世界中，模拟出接近于真实的体验效果，即体验者所看到的场景和人物、听到的聲音、触碰到的东西都是模拟出来的。在博物馆展览中，VR技术可以将博物馆展品更加立体地呈现出来，使展品的表达方式更加多元化，能够多维度、多层次地发挥展陈的效果。博物馆因网络信息的汇聚成为富有活力、充满个性的空间，它不仅是静态知识的仓库，更是一个开放的、流动的、高度社会化的地方，是更容易让浏览者感同身受的体验场所，是连接客观知识与主观认知的教育场所。

（二）自然科技博物馆功能

教育、研究、收藏（含展陈）是自然科技类博物馆的主要功能。科技类博物馆以科学为主题，是一个根据公众需求，将普及性科学传播与科学教育融为一体的重要场所。以展品为依托的展览和以互联网技术为平台的科普教育活动（线上虚拟展览、线下互动体验活动），是自然科技博物馆最主要的科学传播方式。互动化是近年来博物馆发展的重要趋势，如何将虚拟现实互动技术应用在博物馆的展陈中是一个重要的课题，科技类博物馆利用虚拟现实互动技术更全面和真实地展示博物馆及展品，是大势所趋，是迈向博物馆现代化和提升科技含量的重要标志，拥有广阔的发展前景。

二、VR技术运用于自然科技博物馆的特点

（一）沉浸感

沉浸感就是通过精美的全景式展示，让观众沉浸、投入到虚拟场景中，难以抽离。观众带上设备，就能接收到足够精致的故事线和场景剧情，仿佛进入了真实场景之中，有空间可以自由跑动。以自然博物馆为例，其展品以植物、矿石、化石等静态陈列的自然标本为主，展示人与自然和谐共生的进化史和关系史。这类博物馆正在不断尝试通过自然标本及其探究过程，获得关于自然进化、生物分类、生态系统、人与自然这一部“人与自然生态关系史”和“科学研究史”的“直接经验”。VR技术可以通过技术手段、浸入式的表达方式和全新的视角，激发观众的热情和求知欲，使其像专业研究者一样对展品进行考察、对比、分析、思考和发现，提升认知水平，这正是VR技术对提升博物馆观众体验的重要意义。

（二）互动性

互动性即与文物进行互动，利用电子设备对动物标本、矿石、科学检测仪器等进行360°查看，甚至可以拓展到声音互动。VR互动技术可以搭配博物馆网展，推出在线3D智能展览展示服务平台，运用移动互联技术让用户更为便捷地获取知识，让参观者切身感受藏品的时代背景和历史情境，增强参观者与藏品之间的互动性。当博物馆观众戴上展览定制的VR设备并做出动作时，体感互动系统可以在第一时间捕捉到用户的操作信息，同时还有语音识别功能，能对用户的语音作出相应的反馈，让使用者有身临其境的互动感。VR技术被人们认为是虚拟和现实的融合，是观众与展品的桥梁，使得无数求知者在使用时获得更多的知识与灵感，以此来实现人们更高层次、更高品质的精神追求。

（三）想象力

VR技术可以虚拟演绎一些场景，如人可以变小站到植物、动物上，或者近距离接触博物馆进行展览的展品，仿佛置身博物馆中。观众戴上VR设备后，通过脑电波可以评估其情绪反应，同时，通过视觉追踪技术，也可以检测其关注点在哪里以及关注多长时间等，依此数据形成评估报告来印证展览的设计是否合理、能否达到预期效果等。VR多媒体互动技术在博物馆互动展示中的应用，能够带给博物馆观众更加真实的体验和感受，打破时间和空间的束缚，给观众提供一个更开放的资源共享平台，揭示博物馆与观众、展品和观众之间存在的各种形态的互动和关联。

三、VR技术应用中存在的问题

VR技术是一种伴随互联网大潮兴起的新技术，将VR与博物馆研究、收藏、展示、教育等相结合是促进博物馆发展、提升服务水平的重要途径，也是一项重要课题。但现阶段我国VR技术的实际应用，特别是在科技博物馆中的运用，与一些发达国家相比还存在较大的差距。技术发展时间较短、商业化和市场化比较落后、项目自身规划和定位不清晰、项目实施过程（包括场景复原、功能展现、云平台资源体验特色）不完善、投资力度不够等问题限制着VR技术发展。因此，VR技术的未来发展还需与各个领域、专业学科相互合作、协调，整合资源和科技力量，形成优势互补。此外，VR技术的应用应注重创新，应更加契合博物馆收藏、研究、展陈、教育功能，突出项目特色，从而达到更好的传播效果。

（一）VR技术入门条件低，质量良莠不齐

VR设备的生产企业中，除大家熟悉的索尼、HTC、三星等有传统软硬件或内容支持，能驾轻就熟地向虚拟现实技术进行渗透外，我国大多数新兴的VR相关企业极度依赖互联网，力图打造平台，整合资源，但重点却在品牌宣传和推广，在硬件产品研发、内容开发上布局不够，少有高端的VR技术创新成果和专利，制造出来的VR产品较低端，标价低则几十元，高则几千元，技术水平也参差不齐。这种“百花齐放”的局面只是昙花一现，在很大程度上只是一些厂商为了跟上行业发展趋势，炒作VR概念，抢占科技地盘。此外，新兴企业受投资经费限制，投入CPU、GPU设备的力度不足，使储存空间、传输速率、信息筛选等技术无法满足VR技术的要求。在制作成本、数据瓶颈等因素限制下，还出现了VR内容呈现方式同质化的现象。

（二）VR技术与博物馆内容结合度不高

目前，VR多运用于博物馆内视域的构建，如果加强互动功能，例如像大英博物馆一样用虚拟现实设备查看馆藏标本，使浏览者能“拿起”文物观察，或者用三维空间制作以自然科技博物馆为内景设计的虚拟游戏等，将博物馆“搬出”室外，最大限度发挥知识传播作用，表现科学博物馆内展陈的核心概念。VR技术需要通过观众与展品的互动，设计和营造出有强烈沉浸感和震撼力的情境，刺击感官，激起观众的强烈好奇和关注。

（三）博物馆虚拟展览版权归属问题日益明显

博物馆藏品在数字化采集中常附以文字介绍和说明（法律声明），涉及知识产权保护问题以及在数字资源建设时可能遇到的侵犯他人版权以及被侵权的情况。VR虚拟展览的录制或制作的数字虚拟产品，版权归该博物馆所有。针对涉及知识产权的信息，应及早详细地辅以文字说明或版权归属介绍。

四、后记

博物馆的根本任务是传承民族文化、历史和文明，通过丰富教育内容，创新传播形式、手段来丰富公众精神文明生活，提升知识文化水平。自然科技博物馆是宣传教育、普及科学文化知识的重要场所，是吸引公众参与学习的重要媒介，利用VR产品亦是通过高科技来增加互动、传播教育的一种方式。要想取得较好的传播和教育效果，不仅要使用VR技术提高服务水平，更需要将技术研发与展示内容融合来提升服务质量，还需要与传播学、教育学的规律结合，增强科学性、合理性。自然科技博物馆中的标本、化石、文物等都是自然界发展与演变的见证。VR技术与自然博物馆的融合，主要在于以技术为依托，用虚拟的方式进行展示，能够激发观众的好奇心，吸引公众走进博物馆，提升其认知水平和科学文化素质。目前，VR中常用的虚拟物体、虚拟场景、多传感器融合、多感官体验、实时跟踪等技术如何深度匹配展品和体验模式、情景模式等，仍然是值得学界探讨与研究的重要课题。

参考文献

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