数字博物馆APP 设计与应用——以南通历史文化街区为例

郭 熙

（南通科技职业学院，江苏 南通226000）

数字博物馆是当下流行的一种文化宣传方式，它借助了数字技术利用互联网让世界各地的人们能领略到各地、各类的文化瑰宝，特别在近年新冠疫情未完全消失的情况下，数字博物馆更体现出了其传播价值。而文中主要讨论的则是利用手机APP 为媒介，通过文字、图片、动画、语音等多媒体交互形式，建立数字博物馆。为了能更好地说明问题，以南通历史文化街区作例来说明数字博物馆APP 的设计与应用。

1 数字博物馆APP 概述

数字博物馆APP 通过计算机网络来整合、统一大范围内的文物资源，同时通过手机终端在大范围内利用虚拟技术更加全面、生动、逼真地展示文物，不仅能使文物脱离地域限制，实现资源共享，还能更好地推动文博行业更快地进入信息时代，实现文物展示和保护的现代化，特别是就一些对空气、湿度等有严格规定的珍贵文物而言，数字博物馆不仅更能保护文物，还能更大范围地普及文物知识。

2 南通历史文化街区APP 设计介绍

2.1 南通历史文化街区背景介绍

历史文化街区，是指经省、自治区、直辖市人民政府核定公布的保存文物特别丰富、历史建筑集中成片、能够较完整和真实地体现传统格局和历史风貌，并具有一定规模的区域。江苏省2016年公布了第一批历史文化街区，南通有寺街、西南营等四个省级历史文化街区，其中如全国重点文物保护单位、建于唐朝的天宁寺；建于宋代的紫薇书院和清代办学时间最长的紫琅书院；清末状元张謇和他的同道们创办的全国第一所设本科的通州女子师范学校；清朝状元胡长龄、清朝大画家李方膺故居等等。这些文物形态各不相同，有完好的建筑、需要修缮的建筑、生活器具、牌匾、碑刻、纸质文本等等，形式多样，大小不一，这就需要我们根据不同的对象，设计合理的表现方式，从而达到良好的传播效果。

2.2 前期准备工作

为了能更好地设计数字博物馆APP，我们团队查阅、收集了大量资料，包括：南通电视台拍摄的纪录片、当地居民的口述、南通政府牵头编写的《寺街》等专著、在实地拍摄的大量照片、贵阳数字博物馆APP 调研、冬宫数字博物馆APP 调研、故宫数字文物库APP 调研等，同时对各年龄层次、文化层次的市民作了千份问卷调查，广泛了解他们对南通历史文化街区数字博物馆的需求，涉及到功能模块、形式、内容、风格等，为后期的APP 设计与制作做好准备。

2.3 APP 设计说明

在学习与分析了已有大量数字博物馆APP的基础上，结合南通历史文化街区各种文物、史料的特点，安排了如下APP 的板块：书院学校、世家名居、革命遗迹、老巷名人等。在每个板块中结合收集到的各种资料，利用文字、图片、视频拍摄、音频解说、VR 三维虚拟场景、漫游动画等多种方式宣传历史文化。

APP 打开后首先呈现的是一张寺街平面图，在平面图中标注出有文物价值的场所，比如天宁寺、范氏故居、黄耀增院士故居、全国第一所师范学校遗址等，在屏幕的下方1/3 区域内滚动文字介绍历史文化街区寺街的历史，同时配上相应的语音讲解，讲解的音频在手机屏幕右下角，有个喇叭造型的开关按钮，可以随时关闭和开启。功能菜单位于屏幕上方，包含了书院学校、世家名居、革命遗迹、老巷名人等菜单，人们可以通过在地图中直接点击导航按钮进入场景，也可以通过菜单模块逐一观看。

“书院学校”板块包含了紫薇书院、紫琅书院、通州贡院、全国第一所设有本科的女子师范学校。进入“书院学校”页面，呈现的是以上四个场所的门面照片，以“田”字的方式排列，照片下附有简要文字说明，可以继续点击图片进入各书院，了解详情。比如女子师范学校，点击进入后，呈现出相关史料照片以及配套说明文字，可以打开语音讲解，图片含校舍图片、师生合影等，遗址因目前有人居住，各种搭建已经不能呈现当年的格局与面貌，为了更好地展现情景，我们结合图片和文字史料描述，利用三维VR 技术，虚拟复原了巷道并列的西、中、东三排屋，排与排之间都有火巷或回廊相隔，人们可以选择结合VR 眼镜观看虚拟场景，也可以直接用手机720 全景的方式观看。

“世家名居”板块，包含了工部尚书、榜眼王广荫宅、兵部尚书顾养谦宅、诗文传世十三代范氏宅、“一门两进士”袁氏古宅、御医林氏中医世家等。以上名居的宣传资料主要参考和选取了施宁所著《寺街》中的文字与图片内容，并结合了实地拍摄的照片，其中现状变化较大的名居，我们用VR 三维虚拟的方式进行了场景复原。在该板块中，大量选用了南通电视台拍摄的专题片，以视频的方式讲解历史，宣传文化。

“老巷名人”主要包含了状元胡长岭、扬州八怪之一“李方膺”、清代科技发明家蒋煜、翻译家白作霖、著名古琴家徐立孙、中科院院士黄耀增、科学史家袁运开、书画大师范曾、壁画巨擎袁运甫、著名儿童教育家李吉林等。以上名人有的已经故去，有的还健在，因为大多为近当代名人，所以资料相对丰富，包括他们的手稿、照片、视频资料都比较容易收集。其中如范曾、李吉林，被广大老百姓所熟知，各类媒体对他们也进行过很多采访，所以选用了有代表性和权威性的媒体视频作为宣传的主要方式。

“天宁寺”作为寺街的发源与核心，我们对其进行了重点规划。天宁寺建于唐咸通年间，其中的大雄宝殿采取了包镶法制成12 瓣瓜楞柱，这样的古建筑在全国只有两处，全国罕见。实景中有太多的现代元素，比如空调外机、电灯柱、晾晒的物品等，为了更好地展示天宁寺的全貌，复原原貌，我们对全寺进行了测绘、三维建模、实景拍摄贴图，最终制成三维漫游动画的形式。其中的光孝塔、大雄宝殿我们单独将它们的三维模型制作成可交互的720 度全景观看的形式，便于人们了解其细节。

在APP 中，我们还单独设计了游戏交互模块，目的是检验人们对南通历史文化街区寺街的了解程度。这个模块类似于我们熟悉的“连线题”，将名人姓名、名人照片、遗址图片、事迹等以散点的方式呈现于画面，让人们用连线的方式将相关联的关键词进行连线，连对则计入总分，连错则不计分，增加娱乐性和交互性，促进寓教于乐。

3 南通历史文化街区APP 的相关技术路线

3.1 VR 场景制作与表现

（1）前期测绘和拍摄照片

对需要制作的场景进行了测绘和照片拍摄，如：女子师范学校。测绘利用了卷尺、皮尺、红外激光测距仪等工具，记录建筑的外观尺寸，为建模做好准备。大量拍摄实景图片，拍摄实景图片是为了尽量还原客观场景，但是有的地方已经和史料记载有较大出入，这就需要我们进行取舍，和史料尽量保持一致。

（2）建立三维模型

根据前期测绘的数据，利用草图大师等软件建立三维模型，有的遗址建筑比较多比较大，可以分开建模，最后合成在一起。

（3）模型贴图

有的墙面比较长，需要将现场拍摄的照片几张拼起来以后再贴到模型中，这就需要在前期拍摄时有预见性，几张需要拼合的照片一般需要有30%左右的重合率，才能较完美地进行拼接。对于实景中没有的贴图，我们根据文字记载，寻找合理的素材进行补充。以上工作在草图大师中完成。

（4）制作全景图

将三维模型贴图后，导入到LUMION 软件中，加上树木、花草、阳光等自然景观，输出720全景图片。

（5）导入至720 云平台，生成VR 作品

720 云平台是全行业高效易用的VR 全景线上制作工具。在寺街VR 作品中，主要使用了自动陀螺仪、插入音效、插入视频、插入图片和文字、沙盘、热点导航、留言互动、导览等功能。

3.2 文物、建筑单体720 全景交互展示

文物720 全景展示，利用三维立体扫描仪，可以将30×30×30 厘米的物体进行全方位彩色扫描，形成FBX 的三维通用格式，精度高，色彩还原度高，然后导入至三维云在线平台，就可以全景交互观看实物了。

建筑单体展示，如天宁寺光孝塔、大雄宝殿，则利用三维建模和贴图后导出FBX 格式，借助三维云在线平台制作720 全景交互。

三维云平台不但可以在手机上用手指滑动旋转角度全方位观看，同时还可以设定用VR 眼镜，借助手机中的电子陀螺仪分屏观看。

4 结语

历史文化街区年代久远，建筑和其他各类文物都是有寿命的，我们要尽量利用现代数字技术和网络传播媒介，借助手机这个普及率极高的工具，结合多媒体，用APP 数字博物馆的形式保护和传播好文化。