虚拟现实VR全景技术在博物馆中的应用与发展

祝森生

摘要：虚拟现实VR技术在博物馆的应用和发展，使得博物馆由原来单一的展示方式，逐渐转变多角度、全方位的审视和体验。文章以潘天寿纪念馆绘画作品VR虚拟全景项目为依托，来探究虚拟现实VR技术在博物馆中的应用与发展的多样性交互设计，并对虚拟博物馆的推广提出改进方向与创新点。

关键词：虚拟现实技术VR;博物馆;交融性

中图分类法：G2 文献标识码 A

随着社会的经济快速发展和人们对文化需求的提高，虚拟现实VR全景技术广泛的应用于在各行各业。很多博物馆也开始积极推广和应用该项技术，虚拟现实VR全景技术是以用户体体验为出发点，从感官、层次、立体等方式来展示博物馆信息。观众置身虚拟现实VR全景博物馆的场景里面，感同身受。博物馆中VR虚拟全景现实技术是交互设计全新的应用和体验，让人们能够身处一种虚拟现实的空间场景中，并通过交互操作，多视角、多方位、多元化的审视和体验博物馆博物。

一、虚拟现实VR全景技术目前应用

随着计算机技术的迅速发展，全球的数字化信息建设日新月异，博物馆的数字化信息化方面的建设日趋迫切。博物馆、艺术馆等馆藏的珍贵文物藏品通过物联网的大平台向观众展示文物数字化成果。以信息化为手段，多方位的采集、存储、输出等，让文物信息资源的有效整合利用和迅捷动态管理。

VR虚拟现实技术由美国VPL公司创建人拉尼尔在80年代初提出的，亦称灵境技术或人工环境，是计算机技术发展的产物，以先进的传感设备作为基础，通过计算机编辑出一种视觉、听觉、触觉等感官体验的沉浸交互式虚拟仿真环境空间。目前虚拟现实VR全景技术已经广泛的应用于产品设计、军工、航天、医学、媒体娱乐等各个领域。基于VR的虚拟博物馆、虚拟艺术馆、虚拟校园等虚拟环境系统由此应运而生。目前国内博物馆采用了虚拟现实的VR技术，如故宫博物院通过计算机的交互、仿真和建模等先进的虚拟现实VR全景技术，将紫禁城整体场景与每个角落的景观完美的呈现在观众眼前，栩栩如生。

二、虚拟现实VR全景技术在博物馆应用的特征

目前，计算机信息技术发展迅速，博物馆的虚拟设计越来越“智能化”，其中VR技术应用给观众的视觉、听觉和感官等感官全新变化，其中最重要的特征就是交融性、沉浸式和体验感。

1.交融性，这个是虚拟现实VR技术的最基本的特征。我们社会的人本身就是不断的生活在不同的生活场景中，通过和周围环境的相互交融才能产生认知。物联网技术的普及，以计算机为基础的虚拟技术如摄像头捕捉手势，语音捕捉，眼球追踪等，通过这些行为和动作和虚拟的现实空间形成交融。

2.沉浸式，独特交融性和感官体验让用户沉浸于逼真的感官刺激和自然实时反馈，加

上虚拟现实设备的辅助。让观众完全沉浸于虚拟场景。通过视觉听觉和感官犹如身临其境的感觉，让观众完全沉浸其中的体验。

3.体验感，虚拟现实全景项目是以观众的参与为主，通过亲身去体验，在虚拟逼真场景里和相互交融。让观众有现实虚拟的体验感。

三、潘天寿绘画作品虚拟现实VR全景项目开发与实践

潘天寿先生是我国著名国画家、美术教育家、美术理论家。潘天寿纪念馆是藏有潘天寿先生绘画作品最多最集中的场所，也是学习和参观潘天寿先生绘画作品最好地方。潘天寿先生的绘画作品沉雄奇险、苍古高华，是20世纪中国画四大家之一。2018年潘天寿纪念馆为了让观众更多更好的学习和了解潘天寿绘画作品，我馆实施了潘天寿先生绘画作品虚拟现实VR全景项目，属于2018年中国美术学院数字化建设项目之一。此项目亦是中国传统绘画和现代VR技术相互结合的应用的初步尝试。通过虚拟现实VR技术来构建“泛在性的潘天寿纪念馆”。

1、绘画作品VR项目功能要求和开发环境

通过VR设备让玩家获得真实沉浸感、交互式、感知等多方面的體验，通过操作系统可以模拟参观虚拟的美术馆，进行虚拟场景的漫游，获得身临其境的沉浸式体验，可以通过手柄来快速移动，选择浏览名画，并且可以对提供的部分名画上色，然后上传到资源服务器。前端基于Windows平台的Unity Engine，资源 基于Linux平台下的Res Server，VR虚拟名画上色系统基于Unity Engine进行开发。

2、项目设计系统功能要求

通过VR虚拟现实设备提供了对虚拟现实场景便利的在线展示功能。VR具有更高的维度，相比传统的视频内容，它具备360度全景画面，通过声音、体感技术全面感受气氛和氛围，空间感、距离感都会更有层次。VR的体验会让体验者接收到更多的信息，可以更迅速直观地表现场景从而获得更好的模拟体验。

3、项目基本构建图

观众只需带上 VR 眼镜 ，就可以在空间内任意作画尽情挥洒想象力。进入沉浸场景后 ，四周的一切都将是30的虚拟空间可以随意上面作画 ，该技术既可以与绘画教育结合 ，也可方便设计师进 行设计创作 ，寓教于乐于一体 ，让使用者如同身 临真境一般 ，及时、没限制地进行绘画创作。

4、潘天寿纪念馆绘画作品VR项目实施

此项目在实施过程中，经过专家和技术人员的多次讨论和筛选，选定潘天寿的5幅作品作为项目实施的内容，包括潘天寿先生的《鱼乐图轴》（图2）、《灵芝图轴》（图3）、《雁荡山花》《青绿山水图》和《今日长缨》。其中《鱼乐图轴》，创作于1962年夏初，指墨画。此幅作品中，一条大鱼从下端向左上方跃出，一条小鱼从右面中段向左游去，而一行款字从左上方直下。

程序技术开发人员通过3D建模美术技术，对作品中的“鳜鱼”进行整体的美学构思与风格设计，按照作品中的绘画比例、图样做该条鱼的完美建模;其次通过三维技术创作画面中的书法、印章等基础的美术资源;最后通过VR虚拟技术，将建模好的“鳜鱼”（图4）和基本场景进行融合，并且融入鱼本身吐泡泡和水的声音。鱼可以在虚拟的环境下自由游动，伴随着优雅的鱼在水中游动的声音。

5、VR项目效果

通过建模交互技术，让绘画作品里面的鱼，真正的“游”动起来，观众通过VR 虚拟手柄遥控和佩戴VR虚拟头盔设备，眼前展示的是鱼在虚拟绘画世界里交互畅游，潘天寿先生绘画作品里的鱼的形、声和神态的展示效果与用户地体验达到最大化。

潘天寿绘画作品虚拟现实VR全景项目改变了传统的陈列理念，打破时间和空间的束缚，提高观众的参与积极性，丰富了藏品的展示形式。将中国的传统国画的艺术感觉体验引入到数字时代，通过潘天寿纪念馆的官方微信公众号，把虚拟绘画作品VR与移动终端链接，观众可以随时随地的体验潘天寿绘画作品的VR虚拟场景（图8），引导构建泛在博物馆。

四、结语

虚拟现实技术应用应用在博物馆行业，使得博物馆由原来单一的展示方式，逐渐转变为多元化，多形式的展览方式。潘天寿纪念馆的绘画作品VR虚拟项目的探究，反映了虚拟VR技术的在未来数字博物馆有着重要的意义。

1.基于VR虚拟现实全景技术打破时间、空间等现实限制，实时在线，不受时间地域流量的访问限制;空间无限，不受博物馆面积及展出环境的影响;多维度内容检索模式等，虚拟场景，观众交互体验等。从保护到展示，不同层面技术应用如VR、AR、3D展示等更多技术将广泛应用于博物馆现场及展品进行展示。提高用户的切身体验感，能够在虚拟环境中进行交互操作，全面地体验虚拟博物馆。

2.虚拟现实技术对博物馆的藏品进行全方面地采集、存储和输出，可以避免了现实文物的耗损，更加快捷的管理文物和资料。博物馆作为社会文化的重要教育基地，VR虚拟现实技术结合当前先进的数字化、网络化、移动化技术，开拓了科普知识宣传途径，多渠道的开展博物馆多方位的社会教育功能。

3.虚拟现实技术也可运用在雕塑、工业设计、服装设计等产品类设计学科的教学模拟与作品制作实物展示等。可多人链接互动，进行制作前的头脑风暴，更直观更高效地将教学与实践相结合。虚拟现实技术还可以应用到艺术历史及其他艺术环境教学中，营造氛围，使学生有身临其境地感受。对未来的教学模式的拓展有着实际应用的价值。

笔者直接参与了潘天寿纪念馆绘画作品虚拟VR全景项目实施，是对中国传统国画艺术的一次数字化的初步尝试，也是对未来数字博物馆的发展构建初步框架。本文所及仅为初步思考，尚在不断探究修正中。

参考文献：

[1]张浩.博物馆展示的生态设计研究.武汉：武汉理工大学，2003.

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[4]王圣浩.虚拟现实技术在博物馆展示设計中的应用研究.无锡：江南大学，2018

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[6]李怀冀.虚拟现实技术在数字博物馆中的应用及创意方案.北京：今日美术馆，2019

[7]张晴.中国博物馆在展览中运用虚拟技术的互动表达与语言转化——以VR皮影游戏“田忌赛马”的开发与应用为例。

本文系2020年中国美术学院校级课题项目《虚拟现实VR全景技术在博物馆中的应用与发展——以潘天寿纪念馆绘画作品VR全景项目为例》（项目编号：YB2020007）