基于增强现实AR技术的洛阳古代艺术博物馆改良设计研究

摘  要：为提升当地博物馆的观展体验感，配合数字化建设趋势，达到促进博物馆现代职能发挥的目的，结合增强现实AR技术，选取洛阳古代艺术博物馆为研究对象，对其进行改良设计研究。首先对AR技术在博物馆中的应用现状进行概述;其次以博物馆现代化职能为着力点，以沉浸式体验为核心，提出改良策略;最后对AR应用方式与优势进行具体分析。通过研究，以期为AR技术在博物馆数字化转型中的应用研究提供参考。

关键词：增强现实;数字博物馆;虚拟现实

基金项目：本文系洛阳市社会科学规划项目“AR技术在洛阳古代艺术博物馆陈展中的应用研究”（2020B333）阶段性研究成果。

为深入贯彻习近平总书记“让文物活起来”的重要指示精神，贯彻落实《关于让文物活起来、扩大中华文化国际影响力的实施意见》，洛阳市政府部署打造“东方博物馆之都”的战略规划，旨在深化当地博物馆现代化、数字化建设，推动博物馆多项职能发挥，全面提升城市吸引力，彰显优秀传统文化魅力。增强现实技术作为前沿的数字化技术手段之一，随着通信技术的不断发展逐渐进入到大众应用阶段，在数字化博物馆的建设中发挥作用。

一、AR技术功能及其现阶段在博物馆中的应用

增强现实技术（Augmented Reality，简称AR）区别于沉浸式虚拟现实技术完全建立虚拟场景或图形的方式，通过信息技术将虚拟图形叠加于现实之上，体验者能同时感知虚拟与现实，并借由一些人机互动，获得沉浸式体验。随着5G时代的到来与科技的发展，博物馆全面迎来向智慧博物馆的转型，而AR技术作为打造智慧博物馆的重要手段之一，发挥了信息扩容与互动娱乐两大功能。

（一）信息扩容增强展示效果

在体验者使用AR应用时，主要通过识别现实载体的方式获得虚拟信息。现实载体指具有一定特征、可被技术识别的一切图形和事物;虚拟信息指识别后获得的文字、語音、视频等一切可显示于屏幕之上的信息内容。AR技术将虚拟信息与现实载体进行有机结合，使原本现实载体所包含的可见信息得到了虚拟扩展与补充。

现阶段，在博物馆的展示设计中，以展示的藏品为设计对象进行AR应用的设计，充分发挥了其信息扩容功能。这取代了原本单一的观看方式，增强了参观过程的趣味性。在此过程中，参观者通过扫描藏品后获取语音解说、文字说明、图形动画的方式，能全面了解到藏品的相关信息。底特律艺术博物馆作为美国第六大博物馆，是最早将AR技术融入展示设计的博物馆。该博物馆利用GuidiGO增强现实技术应用程序，让参观者可以使用手机镜头对准展品来探索更多信息。例如“扫描”木乃伊即可观看其内部构架;对准石灰石雕塑，通过互动即可在屏幕上还原其浮雕原本的颜色。此外，近些年国内部分的博物馆也开始尝试将AR技术融入其展示设计。例如2017年百度与秦始皇兵马俑博物馆合作推出了一系列AR应用，其中包含了与底特律艺术博物馆相似的应用功能：参观者通过手机扫描兵马俑与其进行互动，兵马俑原本的色彩将被“还原”，其最原始的样貌得以展现。

（二）互动娱乐提高沉浸式体验

AR技术互动娱乐的功能体现于两个方面。首先，AR应用本身具备互动性，在体验者进行应用操作的过程中得以体现。其次，开发者通过在“扫描”出的虚拟信息中增添可交互按钮的方式，增强了使用者的互动体验。

现阶段AR技术的互动娱乐功能在博物馆中以AR游戏的方式得以发挥。博物馆AR游戏的设计，可形成以任务为导向的学习体验环境，吸引青少年游客，达到寓教于乐的效果[1]。例如，大英博物馆推出的AR冒险游戏“献给雅典娜的礼物”，需要参观者利用AR功能识别特定的展品，以收集词语和数字道具来进行下一环节。在整个AR游戏中，参观者通过体验式学习，可以熟悉展品，了解展品背后的历史文化内容。

二、洛阳古代艺术博物馆简介及其功能

洛阳古代艺术博物馆于1987年建成开放，是我国第一座和目前规模最大的以陈列历代典型墓葬和古代壁画为主要内容的专题性博物馆。其展馆陈列反映了古代的丧葬文化发展，是集考古、历史、建筑、美术等多种学科为一体的古墓博物馆。洛阳古代艺术博物馆现为国家二级博物馆以及国家古代壁画保护和科研基地。作为一座现代博物馆，洛阳古代艺术博物馆具备文物收藏与展示、文化遗产研究、文化教育、服务大众与休闲娱乐的四大功能。

（一）文物收藏与展示功能

文物的收藏与展示是博物馆最原始的存在意义与基本功能。其收藏功能是指对发掘出的具有文化价值与历史意义的文物器具和艺术作品，有目的地进行保护与收藏。其展示功能是指对藏品进行有序展示，使博物馆成为参观者感受历史与拓宽视野的窗口。

（二）文化遗产研究功能

博物馆的另一原始功能是文化遗产的研究功能。文物作为人类历史长河的遗留产物，蕴含着深刻的人文意义，是人类文明的记录者。博物馆作为研究基地，对文物背后所蕴含的文化价值进行发掘与研究，并进行系统整理，这对推动人类文化发展具有深远意义。

（三）文化教育功能

作为文化的重要传播窗口，博物馆一直以学校外的第二课堂的身份发挥其文化教育的功能。通过讲解员的讲解和展板文字的说明，对展览文物的历史背景和工艺进行展示，并对其所蕴含文化与文明进行解读，能够起到对参观者的教育作用。

（四）服务大众与休闲娱乐功能

随着现代社会的不断进步与发展，博物馆逐渐从强调其专业职能的功能性场馆转变为对社会大众开放的重要城市休闲场所。博物馆在服务城市居民进行参观与休闲的同时，也作为部分城市的标志性旅游场所来吸引外来游客，带动地方旅游文化发展。因此其“以人为本”的服务大众与休闲娱乐功能也变得重要[2]。

三、以沉浸式体验为中心的改良设计

为提高洛阳古代艺术博物馆的展览效果，充分发挥其不同功能，推进数字化转变，应以加强沉浸式体验为着力点，引入AR技术进行改良设计。沉浸式体验是指参观者在观展过程中进入先前预设的观展场景，专注于参观内容，并在整个过程中感受到满足与愉悦，从而忘记真实场景的其他因素的过程。以沉浸式体验为中心的展示设计，其改良的关键在于以人为中心，即实现从突出“展品展出效果”到突出“参观者观展体验”的转换。

以AR应用技术为切入点，以沉浸式体验设计法则为着力点，对古代艺术博物的展示设计进行改良。沉浸式体验的设计法则首先在于故事情景的营造，即挖掘展品的历史本质。利用AR技术对展品进行艺术再创作，营造观展中的历史氛围，增添观展过程的趣味性，使参观者沉浸于我国丧葬文化中所包含的历史、艺术、建筑等魅力中;也让展示不再局限于视觉，而是使参观者获得了视觉、听觉等层面的全方面多维感知[3]。其次是最省力法则，即参观者在观展过程中做到感知与行动间的无障碍，在认知层面上可快速便捷获得所需知识，即利用AR技术，让参观者快速获取所见展品的历史背景、制作工艺、艺术鉴赏等内容;在行动层面上感受到无障碍，即利用AR应用方便易操作的特点，使参观者能做到所见即所得以及感知与行动的统一。

四、AR技术在洛阳古代艺术博物馆

改良设计中的应用方式

通过对洛阳古代艺术博物馆不同展区、展品与展览状况的系统分析与整理，在参观者体验层面可引入AR应用进行改良，主要可以从AR讲解、AR游戏、AR展示三方面进行设计。

（一）AR讲解设计

AR讲解是利用AR技术对展品进行多维度说明的一种虚拟讲解方式。具体是指在AR应用中通过移动设备识别到目标展品后，生成虚拟导游、音频视频、文字说明等虚拟信息来对现实展品进行解说。AR讲解适用于一切具有明显特征的艺术展品。AR讲解在博物馆中的应用以展示不同展品的历史背景、人文内核、艺术美学为着力点，进行合适的内容讲解与形式设计，以实现对参观者的全面科普，发挥博物馆的教育功能。

AR讲解具备两点优势：首先，相较于传统导游讲解的方式，AR讲解更为自由与灵活，参观者可根据自己的节奏进行观展并随时获得讲解，而且这也符合当下防疫时期保持安全距离的政策导向。其次，AR讲解相较于传统语音讲解来说更为直观，能在展品之上直接叠加相关的标记或文字说明。例如对于纹样图腾类石刻来说，可利用AR技术将详细描图叠加在实物之上，使参观者可以充分对照实物来获得传统纹样基本知识;也可将壁画数字修复与还原成果在真实空间中进行展示，对展出内容進行扩容。

（二）AR游戏设计

AR游戏是以AR技术作为核心，通过内容创作来设计制作出将现实与虚拟结合的趣味性游戏。在实地展开的AR游戏可充分利用现实场景，将线上虚拟场景与线下真实世界进行合理结合，利用AR的图像识别功能在真实世界获取的线索，来转换为虚拟场景中的道具，以完成游戏。博物馆作为具备大量展品的场所，是创建“寻宝类”AR游戏的最佳场景。

寻宝类AR游戏的设计关键在于选取“宝物目标”与创建情景。结合AR技术特点与古代艺术博物馆自身的特点，可将壁画画面作为目标，通过AR识别点亮游戏内图标来完成游戏。例如展出于河南壁画馆展区中的壁画，其分别出土于不同朝代的15座壁画墓，题材丰富，颜色艳丽，大多经历了不同程度的修复，并进行了残缺部位可识别性的补全与补绘，已达到了很高的观赏效果。创建场景是指创建合理的游戏背景，使元素之间产生联系来建立游戏主题。同时期出土的壁画往往具备一定相同或相似的元素，如在汉墓壁画中经常可见到的蟾蜍形象，在洛阳浅井头西汉壁画墓、西汉卜千秋壁画墓等六七座壁画墓中均有体现，这是缘于西汉时期人们的宗教信仰[4]。建立游戏内容、添加科普性信息、制作交互界面、设定游戏规则以构建AR寻宝类游戏，使参观者在参观的同时可通过游戏了解壁画间的联系，从而挖掘其背后的故事与含义。这增添了观展过程中的互动性与娱乐性，充分发挥了博物馆的休闲娱乐功能。

（三）AR展示设计

利用AR技术的虚拟展示可分为AR艺术展示与3D展示两种。

AR艺术展示是通过对原本展品进行二次创作，制作例如数字绘画、数字动画等数字艺术作品的方式，用AR技术将二次创作的数字艺术作品与原本展品相结合，最终达到增添展览的趣味性、丰富展示效果的目的。AR艺术展示适用于原本具有故事性或动态氛围的壁画作品，如新莽墓中的男主人宴饮图，它表现了宴席上三组人物的不同状态与情景，其中两位男宾玩六博棋的姿态极具动态感。再如卜千秋墓中的凤鸟，其作展翅状，整体气宇轩昂，仿若要从壁画中飞出。AR艺术展品的引入大幅度增强了洛阳古代艺术博物馆的娱乐功能，对提高展示设计艺术性、推进博物馆数字化建设起到了正面作用。同时，也一定程度上消减了部分参观者因“墓”产生的畏惧心态，给参观者带来更好的心灵体验。

3D展示是通过3D建模对原本展品进行虚拟复制，在形成虚拟展品后借助一定的入口媒介，通过图像识别技术与AR技术，对虚拟展品在真实环境中进行展示，以供参观者多角度细致观察。3D-AR展示不仅可以应用在观展过程中，同时也可以将其应用于AR文创产品中，以供消费者在参观后随时进行后续虚拟观赏。文创产品是通过提取与重构历史文化元素而形成的艺术性作品，如明信片、文化衫、书签等具有一定文化元素符号的日常用品，或者是通过仿制与加工所形成的与原本文物相似的复制品。文创产品的主要意义是使消费者在无法拥有真实藏品的情况下，通过相似性线索来形成历史真实性感知[5]。在文创产品中引入AR技术，将两种类型的文创产品进行有机结合，使消费者在获得艺术性感知的同时也得到了历史真实性感知。AR文创产品制作成本低，实物体积小，对于购买者来说，可一次购买一套卡片来获得大量的虚拟展品，随时随地通过AR应用对其进行多角度观摩，延续其在洛阳古代艺术博物馆参观过程中获得的感知。

五、结语

随着信息技术的不断发展，古老的历史文化与先进的科学技术碰撞出新的火花，洛阳古代艺术博物馆的数字化转型是时代发展与群众需要的必然结果。通过增强现实AR技术的介入，重新打造“以人为本”的沉浸式观展体验，改变博物馆单向展示的模式，增强展示设计艺术性。AR技术的博物馆数字化转型，不仅能推动文旅发展、彰显历史文化魅力、推进历史文化传承，还可以让博物馆在新时代的发展中创造出新的社会文化价值。

参考文献：

[1]姚孺婧，张煜鑫，景剑雄.基于虚实融合环境的博物馆体验学习方式研究——以大英博物馆为例[J].中国民族博览，2021（13）：196-198.

[2]史吉祥.博物馆在现代社会中的功能[J].中国文化遗产，2005（4）：77-80.

[3]张梦迪.基于体验式学习设计的文化博物馆研究[J].设计，2018（7）：146-147.

[4]洛阳古代艺术博物馆，河南古代壁画馆.河南古代壁画馆壁画品鉴[M].郑州：中州古籍出版社，2014：33-34.

[5]崔楠，陈全，徐岚，贺靖婷，徐华谨.当历史文创产品遇上AR：增强现实技术产品展示对消费者历史文创产品评价的影响[J].南开管理评论，2021（6）：50-61.

作者简介：李倩雯，硕士，洛阳理工学院助教。