民俗文化博物馆陈列展示空间中的虚拟现实技术应用研究
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作者:张梦媛 胡佳 张俊杰
摘要：本文通过国内外在博物馆陈列展示空间中对于虚拟现实技术应用研究案例的总结和自己对于这方面的理解，总结出虚拟现实技术的优缺点，以及在民俗文化博物馆中如何应用，才能发挥出虚拟现实技术最大的作用，才能让地域文化发扬光大，源远流长。
关键词：民俗文化博物馆；虚拟现实技术；陈列展示
中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.04.098
0引言
在传统的观念中，提到民俗文化博物馆人们立刻想到的就是某一个地方的地域文化的陈列展示，就是把这一个地方能表现当地地域文化的物品按照一定的顺序或分成几种类型陈列出来，那些地方特色的民俗文化例如皮影、剪纸等千篇一律的模型或图片展示，老旧的环境模拟展示对于参观者来说，不感兴趣，可能还会有反感心理。其次，为了起到保护文物的目的，博物馆的展品大都放置在展柜之中，长期沿用“展柜、展品加说明牌”的传统陈列手段，也看不到展品被展柜遮挡的部分。还因为各个博物馆的设施不完备，只能展出部分的展品。削弱了展品对生活在信息时代的参观者的吸引力。因此传统的民俗文化博物馆的陈列展示已经满足不了当今人民群众日益增长的精神文化需求，当今的民俗文化博物馆应该与时俱进，开拓创新，把虚拟现实技术应用于民俗文化博物馆的陈列展示中来，更加吸引参观者，让参观者更快地融入民俗文化博物馆中，更快更深刻的了解当地的民俗文化，把当地的民俗文化发扬光大。有关民俗文化博物馆空间设计中对于虚拟现实技术应用的研究，总结了前人的研究主要集中在下面几个方面。
1相关技术背景
1.1虚拟现实技术初露端倪
在进入21世纪之前，电脑、互联网和通信技术已经渗透到了我们日常的生活中，并改变了我们生活方式。虚拟现实技术是一种建立在可计算性基础上的沉浸式互动环境的技术。它利用现代高技术（如电脑技术），通过人的视觉、听觉、触觉等感官来构建一个虚拟的立体空间或虚拟环境，从而使人们在此环境中体验到与真实环境完全不同的感受。随着计算机技术的不断发展，虚拟仿真技术已经成为计算机科学技术领域中最活跃的研究方向之一，并在许多行业得到广泛的应用。目前，虚拟现实系统已经从最初的模拟仿真逐渐向实际应用迈进。从整体上看，实物虚化、虚物实化以及高性能计算处理技术构成了虚拟现实技术研究的三大内容。
虚拟现实系统按功能可分为两种类型：
（1）沉浸型虚拟现实系统。一套复杂的系统，使用者必须戴上头盔、戴上数据手套等感知追踪设备，才能与虚拟世界互动，并为参与者提供充分的身临其境的体验。沉浸式虚拟现实技术的显著特征是：通过头盔屏幕封闭使用者的视觉和听觉，创造出一种虚拟视觉；该系统利用声音识别器，由参与者向系统主机发出指令，同时头、手、眼都有对应的跟踪器，手跟踪器、眼跟踪器，以保证系统的实时性。该系统的优势在于可以让使用者充分地投入到虚拟世界中，但其缺点是系统的成本太高，不利于普及和推广。
（2）简易型虚拟现实系统。包括一般的电脑系统。用户可以通过鼠标和键盘来实现与虚拟世界的互动。通过鼠标和键盘，使用者可以通过正常的计算机来体验虚拟场景。该系统具有结构简单，价格低廉，易于推广和推广的优点。
VR技术是目前多媒体技术领域的一个热门话题，将VR技术引入到民间文化博物馆中，可以搭建一个真实的虚拟场景，让人能够身临其境，还可以搭建VR展厅，让游客戴上头盔，戴上数据手套，与虚拟世界互动，让游客能够真正地感受到民俗文化的魅力。
1.2虚拟现实技术的快速发展
虚拟现实技术的发展是非常迅猛的，自1983年虚拟现实一词首次以Artificicalreality出F在书<Laurel，Brenda>（MyronKrueger教授著/美国）中以来，到现在已经过去34年了，在这段时期里，虚拟现实技术不断地发展，并且出现了许多新的分支，如增强现实和混合现实。
增强现实即（AgumentedReatlity）简称AR。AR技术是VR技术中的一个重要分支，它通过实时地计算出摄像机的位置和与之对应的图像，从而使其与真实的世界产生交互作用。AR技术融合了计算机图形、光电成像、融合显示、多传感器、图像处理、计算机视角等多个领域。
混合型现实（Mixreality）简称MR。混合现实是指在一定条件下，MR可以同时实现多种功能。其核心思想是让计算机产生和真实世界不同的场景信息，以增强用户对虚拟空间的真实感、沉浸感以及交互性。目前，MR已经成为虚拟现实研究领域的热点之一。MR作为AR的分支之一，其原理就是把真实和虚拟相结合来营造一种新的视觉环境，全新视觉环境下实体和数码物体共存且可实现即时交互。
2国内外博物馆中应用VR技术的案例
2.1国内
随着虚拟现实技术的发展与成熟，博物馆环境与收藏品的立体呈现成为可能。
故宫博物馆在此背景下，建立了中国首家数字博物馆网站，并投入运营。该网站的定位是为了全面展现故宫的深厚文化资源，满足广大读者、文博爱好者和专家学者的需要。网站分为三个部分：第一部分为“参观导览”；第二部分为“时空漫游”；第三部分为“资料搜寻”。游客可以在“参观导览”的入口游览故宫，观赏展览，了解开放服务和展览；“时空漫游”的入口，您可以欣赏故宫的历史，欣赏收藏，探索紫禁城的宫廷文化；“资料搜寻”的页面，可以找到相关的资料、学术资料、研究资料。实物图片清晰，文字详实，优美动听的古典音乐，让读者在浏览网页的同时，也能获得学习和娱乐的作用。
上海博物馆正在实施三期信息化工程――“虚拟博物馆”建设。该项目在场馆、器物、虚拟实境三大领域进行了实践，在使用虚拟现实技术的过程中，着重于文物的功能、背景知识以及传统方法无法解释的艺术技巧。充分利用了虚拟现实技术的特性，让人们在欣赏高科技的同时，也能加深对文物的认识。比如“三远”是一种一般人很难掌握的画法，上海博物馆的虚拟展厅，就是利用3D技术，将这两幅古老的油画进行了立体的模拟，然后利用镜头的视角和视线的移动，让观者能够亲身体验到“深远”“高远”与“平远”的意境。在显示祭品的功能时，通过虚拟的温酒过程，使其结构和功能一目了然，从而使其在空间、内容等方面得到扩展和突破。
2.2国外
伦敦科技博物馆“创造当代世界”展示了一款增强现实技术的应用，BBC电视的一位知名主播担任虚拟解说，向展厅和展品介绍。参观的时候，会在展厅的地板上看到一个特殊的标志，只要点开应用程序，把手机的镜头对准那个标志，就能看到主持人的解说，让每个游客都能更好地理解展馆和展品的故事。
底特律美术馆利用谷歌技术，游客可以通过Tango平台“穿透”里面的木乃伊，并“扫描”木乃伊的内部结构。巴比伦的伊什塔尔城门等已经消失的建筑物也可以再现，或者“恢复”了石灰石雕刻原有的色彩。
游客可以通过悉尼电力博物馆和伦敦博物馆的智能手机观看在同一个地方所拍的古城照片。将当前的真实与“增强”的历史影像融合，让使用者在瞬间回味过去、面对现在、思考改变的时刻。加拿大菲利普・柯里恐龙博物馆采用AR技术，使游客置身于被恐龙追逐的场景中，从而增强了与人之间的交互作用。西班牙巴塞罗那加泰罗尼亚美术馆不但能使参观者“复活”，还能与其进行互动。在三星数字探险中心，大英博物馆推出了一款名为“雅典娜的礼物”的好玩探险游戏。游客必须利用AR技术的移动装置，对特定的展品进行扫描，并搜集文字和数码工具，从而解开这些难题。参加者解开了一些小的秘密，开启了下一个故事。以这种方式，学员们在学习中逐渐了解到有关的展品。纽约MoMA博物馆AR的应用非常有趣。来自世界各地的参赛者可以在网上提前递交他们的作品。这些作品被嵌入到了博物馆的虚拟空间中，形成了一个“隐藏展览”，与传统的展览没有太大的关系。在现场，观众们需要使用特殊APP，才能将有趣的展品召唤出来。
通过国内外各个博物馆对虚拟现实技术的应用，对我国民俗文化博物馆中应用虚拟现实技术也有了启发。
3虚拟现实技术在民俗文化博物馆空间设计中应用的优缺点
3.1优点
（1）可以增多展品的展出的次数，提升展品展出的效果。各个博物馆中展品繁多，由于很多条件的限制（例如温度、湿度等），很多展品不能够能被参观者看到。通过虚拟现实技术可以将展品制作成三维模型、动画等虚拟影像展示在参观者的面前，更加真实的还原展品，被更多的参观者所看到。
（2）在大部分民俗文化博物馆中，展品最能体现出当地的民俗文化和展品背后的历史。可以通过虚拟现实技术把每一个展品的历史、文化以及各个地方地域精神等群完整的传达给参观者。
（3）由于技术条件、物理因素及保存技术等因素的制约，展品在展出过程中容易发生损坏。采用虚拟现实技术，可以对文物进行精确的数字化处理，使文物复原后的图像得到再现，从而提高文物修复的准确性，从而解决了以往文物修复中存在的重要问题。通过虚拟现实技术，可以对文物的损坏程度进行预测，让馆长能够选择最适合的方式来保护文物。
（3）通过虚拟现实技术更加全面、逼真、生动地在网上展示展品，可以突破地域的限制让各个地方的人参观到各个地方的展品，了解各个地方的民俗文化和风土人情。
3.2缺点
（1）数字博物馆的建设和展示内容的真实性是数字博物馆建设的关键。如果对虚拟现实技术肆意使用，不但会扰乱现有的道德认知，也会对社会的和谐稳定产生不利的影响。数字化博物馆的存储资料的生命周期是有限度的，如果不能在规定的时间内进行备份，那么所保存的资料将会完全消失。
（2）虚拟现实技术的运用在实现的过程中，因为数字化的技术和共享问题需要合理考虑带来的知识产权问题，应该注意保护知识产权。数字化储存信息的方式容易受病毒、黑客侵入等破坏。博物馆在采用虚拟现实技术的过程中，需要考虑设计的适宜性的问题，不能因为虚拟现实技术的先进性和潮流行在博物馆中随意滥用虚拟现实技术。过度使用虚拟现实技术会导致形式大于内容、喧宾夺主等问题。因此一定要合理运用虚拟现实技术真正地发挥它的作用。
（3）博物馆面向各个年龄段的公共人群，虚拟现实技术的出现，面临这不同年龄段的人接受差异的挑战。很多游客都没有接触过虚拟现实技术，在设置虚拟现实项目的同时，还需要工作人员的指导，这又为虚拟现实技术在博物馆的应用中增加了阻碍。
（4）由于个体身体素质的差异，在体验沉浸式虚拟现实技术时，有部分参观者存在着眩晕和不适的问题，而这个问题到现在仍然没有在技术上找到解决方案，所以会导致一部分参观者体验感较差。
（5）由于虚拟现实技术要求精确的定位系统，以及复杂的3D图像技术，很可能会在使用过程中出现故障，而且由于虚拟现实技术的成本很高，维护成本也很高，一般情况下，非盈利的博物馆是无法承担的。
4民俗文化博物馆运用虚拟现实技术应遵循的基本原理
4.1在展示的内容上应遵循真实的原则
与以往单一实物展品展示、图片展示相比较，虚拟现实技术具有沉浸式体验感、交互性强等特点，能够使游客更加真实地游览展品、更加逼真地感受展示环境、更加真实地感受地方民俗文化、更加深刻地记忆地方民俗文化。但是，如果不注意展示内容的真实性，也可能会出现一些问题。由于受到多种因素的影响，导致展示内容不符合展览要求，甚至有的地方没有达到预期效果，这都是不可取的。因此，在开展陈列设计时必须要考虑到这个问题。在设计所要展示的内容前，必须要特别审查设计这一内容，一层一层地把好质量关，不能够离开理论依据，仅凭设计者凭空臆造，从而误导游客，给游客知识认知体系带来扰动，会使得民俗文化博物馆丧失展示意义，也无法使得地方民俗文化得到弘扬。
4.2在展示的形式上要遵循适用的原则
博物馆展览形式是非常重要的，博物馆所要陈列的东西决定着其陈列形式。因此，选择合适的展览形式非常关键，这就要求我们根据具体的展览目的和观众的需求来进行设计。只有把两者结合起来才能够达到预期效果。但是二者又有区别。且形式为内容服务。虚拟现实展示项目应该以“物尽其用、因地制宜”为原则。展示内容的选择和突出显示是虚拟现实技术应用中最重要的问题之一。我们不应该忽略需要展示的东西，只重视形式，这不可能让虚拟现实技术起到更大的效果，相反，过分夸大科技却忽略展品，也不可能让民俗文化展馆起到其教育功能，而是让游客见识到虚拟现实科技的强大。
4.3在展示的数量上要遵循可控的原则
民俗文化博物馆运用虚拟现实技术，首要考虑因素应是经费，毕竟当地民俗文化博物馆经费有限。另外还有一个重要因素就是时间上的限制，这一点对于大型民俗博物馆来说更加明显。如果没有足够多的财力去完成这项工作，那么就会影响到整个项目的进度。博物馆建设资金主要来源于国家和社会的投入。运用虚拟现实技术，除了控制资金外，还必须控制展览动线，合理布局虚拟现实技术展项，让虚拟现实技术充分发挥其功能。
5总结
民俗文化博物馆应该改变以往陈列展示的旧面貌，改变单一的以物品展示为主的展览方式。要结合时代发展和社会需求进行创新设计，将新科技与传统艺术相结合，让现代生活融入古老的民俗之中，从而满足人们日益增长的精神追求。利用高科技手段增强博物馆的互动性，加强教育功能。与时俱进把拟现实技术应用到民俗文化博物馆中来，充分运用虚拟现实技术的优点，合理的运用虚拟现实技术，明确以人为本，以观众为中心的理念。民俗文化博物馆中要充分考虑虚拟现实技术应用的费用，不能超出预估的预算，在民俗博物馆所能承受的价值范围内给参观者在虚拟场景中得到更真实的体验，加深对展品的历史背景及文化内涵的理解，使游客能更迅速、深入地认识本地的民间文化。
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