虚拟现实技术在工业博物馆展示设计中的应用探究

来源:用户上传      作者:张仕昊　张国峰

摘 工业博物馆很大程度上体现了我国工业的发展和工业文化精神传承。随着数字技术的不断发展，传统工业博物馆单一的展示模式已逐渐不再适应时代需求。虚拟现实技术作为一种前沿视觉技术，将其融入工业博物馆展示设计中，可以带给观众不一样的沉浸感和体验感，使观众更好地深入了解工业文化。该文首先对工业博物馆现状及其展示上的局限性进行分析，随后结合相关案例探讨分析虚拟现实技术在展示设计中的特点以及虚拟现实技术在工业博物馆展示中的优势，最终提出相应的设计原则和设计策略，以期对我国工业博物馆展示设计研究起到积极作用。
　　工业博物馆 虚拟现实技术 展示设计 应用
　　
　　
　　ZHANG Shihao ZHANG Guofeng
　　（College of Architecture and Art Design， Liaoning University of Science and Technology， Anshan， Liaoning Province，114051 China）
　　The industrial museum largely reflects the development of my country's industry and the spiritual inheritance of industrial culture. With the continuous development of digital technology， the single display mode of traditional industrial museums has gradually no longer adapted to the needs of the times. As a cutting-edge visual technology， virtual reality technology is integrated into the display design of industrial museums， which can bring the audience a different sense of immersion and experience， and enable the audience to better understand the industrial culture. This paper first analyzes the current situation of industrial museums and the limitations of their display， and then discusses and analyzes the characteristics of virtual reality technology in display design and the advantages of virtual reality technology in industrial museum display combined with relevant cases， and finally puts forward the corresponding design principles and design principles In order to play a positive role in the research on display design of industrial museums in my country.
　　Industrial museum;Virtual reality technology;Display design;Application
　　
　　近年来，随着我国工业遗产保护工作的不断发展，国内各层级越来越重视保护和利用本土的工业文化遗产。据2018年国家工信部开展的全国工业博物馆摸底调查统计，我国现有工业博物馆共488家。经过近几年的发展，我国的工业博物馆在展示形式上已逐渐成熟多样化，成为了集展览、保护和研究工业遗产以及传播工业文化于一体的实体浓缩。但由于我国的工业博物馆大多由于相关研究开展时间较短，导致开放时间较短，讲解也不够详细。大多数工业博物馆仍然使用传统展示方式来表达文化和知识，其展示陈列的工业遗产、设备以及叙事藏品都以固定形式存放，根据展品的历史、时间、类别等有规律地进行展陈设计。虽然这种方式具有最大的真实性和叙事性，但同时也存在很大的局限性。

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　　工业博物馆的主要展示方式就是实物展示，随着我国工业遗产保护与利用研究工作的有序推进，工业博物馆展览的工业遗产遗存数量也在相应增加。但是，由于工业博物馆展厅展示面积是固定的，工业博物馆内的很多展品受空间限制是无法展出的，一旦涉及如建筑、大型遗址、大型设备这类体量较大的工业遗产时，只能采用简单的图文展示进行替代，这就极大程度地造成了展示效果不理想，同时降低了观众的参观兴趣。并且，常规的设展一经完成，再次对其进行改动的时间成本和费用成本是巨大的，这就使得固定展品轮换率低，极大程度地造成了工业博物馆资源的浪费。
　　
　　被选为展品的工业遗产遗存也会受到传统展览形式限制的影响。在一般的工业博物馆中，展品大多是具有代表性、独特性的工业遗产，因此，对这些工业遗产的保存和展览有一些严格的要求和限制。这些要求和限制，在对工业遗产展品起到保护作用的同时，也影响了参观者的参观体验。例如：如果将展品放在展柜中，参观者通常只能从特定的角度透过玻璃展柜看到展品的某个角度，这与观看图文展板没有什么本质上的不同。同样，对于一些结构复杂和信息多样的展品，因为物理限制，只能在某一时间中展示其中一个角度，可能无法体现其真实性和叙事性。
　　
　　工业博物馆现有的展示形式较为死板，缺乏生动的展品信息传达，陈列方式比较单一固化，基本上都是物搭配文字说明或图片搭配文字说明的方式。这个“静态”展示形式往往是单向的，信息传播的方式往往是单一的，工业博物馆单方面主导展览的形式内容，参观者只能被动接受。而且“只看不动”的参观方式不够有趣、不够生动，进而影响了观众的参观体验。上述限制，导致工业博物馆与参观者之间的信息传播存在严重不足，进而导致工业博物馆的展示表象化，无法有效地与参观者进行交流互动。
　　
　　
　　虚拟现实技术总体来说包括两个主要内容；一个是虚拟现实技术（VR），另一个是增强现实技术（AR）。虚拟现实技术（VR）是仿真技术的一个重要方向，虚拟现实技术（VR）就是通过技术设备让人沉浸在一个完全虚拟的空间，其最主要特点是用户所感知观察到的空间事物全部为虚拟的，其中并不包括现实空间；增强现实（AR）就是通过技术设备让用户感受到在虚拟环境和真实环境相结合的空间的技术手段，其最主要特点就是将虚拟图像与现实环境相结合，用户所感知观察到的空间事物是由虚拟图像和现实空间结合形成的。
　　
　　
　　主动参与可以激发观众探索学习的欲望，带给观众参与的乐趣。如没有观众的积极参与，工业博物馆内的虚拟现实技术应用将无法发挥作用。无论是通过传感设备进行的参观体验项目，还是传统的通过触摸或按压电子屏幕的虚拟现实项目，抑或动作捕捉、语音识别等各类新型互动技术，如果观众缺少主动参与性，所有项目都将变得毫无意义。我们应充分发挥引导作用，鼓励观众积极主动地参与到虚拟现实技术打造的工业博物馆展示中，慢慢改变传统工业博物馆展示方式，虚拟现实技术的介入成为目前展示设计的主要发展方向之一。
　　
　　虚拟现实技术的应用主要是以体验式的形式吸引观众，动作行为与主动思考相结合的体验可以增强记忆、提高认知能力。新技术的运用往往会给观众带来深刻的印象和丰富的体验感。理论上的虚拟现实技术可以充分模拟人的全部感官刺激，让人在虚拟现实中难以分辨真假，做到吸引观众的注意力，使观众全身心参与其中。
　　
　　虚拟现实技术的发展与应用，使交互的形式越来越丰富多样，互动设备甚至都不是“可见的”。虚拟现实系统通过动作捕捉、语音识别、眼球追踪等识别用户的动作行为，并通过传感设备提供实时的反馈。多样化的传播手段为博物馆增添了趣味性和互动性，扩大了观众主观上观看展品的空间，促进了展品信息从碎片化收集到连续性故事的转移。
　　
　　虚拟现实技术的无限可能性，可以让参观者获得深度沉浸式体验。现代公共展览空间设计和展示设计均旨在从个人参观中营造出一种主动参与的沉浸式体验，通过情感共鸣的方式改变观众的固有思维方式，给观众提供多方位的参观视角。沉浸式的目标是营造一种让观众真假难辨，并沉浸在场景中的体验效果。虚拟现实技术可以创造逼真环境刺激和系统实时感知反馈的视觉空间，为观众营造一种亲近感和自由感，并通过提供互动体验、角色代入体验等手段，在虚拟空间中提供适当的心理引导，可以让观众沉浸在虚拟空间中，让他们对所呈现的内容有更深入的认知和理解。
　　
　　虚拟与现实相结合的虚拟化空间可以实现在现实世界中无法完全实现的展示效果，通过虚实结合的设计，实现现实中无法实现的大维度想象空间，进而使环境空间表达更加丰富多样和极具想象力。而另一方面可以让参观者产生处于在现实环境中的心理感觉。使用者在虚拟现实交织的空间中，能够充分地发挥主观能动性，与虚拟空间产生交互动作，从而让参观者完全“沉浸”在虚拟空间中主动地获取知识，有效提高文化传播效率。

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　　虚拟现实技术的应用发展带来了主动性、互动性、趣味性以及沉浸性的展示空间，在工业博物馆展示空间中观众与展品可以随时进行互动交流。丰富的交互形式，让观众在信息交流的过程中，可以更高效地理解和整合信息。同时，虚拟现实技术的数字影像形式可以提供更完整、更全面的数字影像体验，将展品信息整合转化为数字信息呈现给参观者，结合对参观者的感官刺激，实现虚拟环境与现实世界的交流。例如：观众可以在不触碰实物的前提下，做到不仅可以全方位、直观地观看展品，还可以动手操作，这就极大程度地提高了观众参观的体验感。
　　
　　受限于工业博物馆场地空间，大型展品无法通过实体对参观者进行展览。虚拟现实技术应用于工业博物馆中，解决了这一局限性。虚拟现实技术不会局限于体量、大小、空间等问题，大部分展品或大型遗址都可以通过虚拟现实技术进行建模设计，并可通过体感设备，营造真实性。这就解决了馆内受面积所限，大型遗址、设备无法有效展示的问题。参观者在这一完全自主的虚拟环境中下可以中获得更多的知识，完全不受地点、空间影响，可以自主在这一空间选择看什么、去哪个地点等。
　　
　　工业博物馆中的工业遗产展品通常可以体现国家、地区的独特工业文化，虚拟现实技术应用于工业博物馆的展陈设计中是贴合时代发展的。在工业博物馆中应用虚拟现实技术，可以在原有的设计基础上丰富工业文化展示传播的形式，在一定程度上解决了工业博物馆死板静态的、缺乏互动灵活的灌输式展陈方式。使参观者通过虚拟现实技术与传统展示方式相结合的形式，更直观地感受展品特点，在潜移默化中接收展品所传达的知识信息，进而更加有效地传播工业文化。
　　
　　工业遗产遗存文物展出工作中会受到空间、技术、储存等因素影响。很多时候，正是因为技术条件差、保存技术滞后、保护意识薄弱等原因使得文物遭到破坏，这种现象在我国工业博物馆中比较普遍。通过对工业遗存文物保护中可能出现的问题进行预判分析，通过虚拟现实技术对工业遗产遗存文物进行数字化建模存档，为文物保护和备份工作提供了有力的支持。同时，虚拟现实技术还可以多角度展示工业遗产展品，让工业遗产展品的后m保存更加完善，寿命更长。
　　
　　
　　
　　首先，应该确立以观众为中心的应用原则，现在大多数工业博物馆仍是“以物为中心”的传统展示设计理念，仍是以工业遗产遗存研究为主体。我国在很早之前就提出了“以观众为中心”的博物馆展示设计理念，目前工业博物馆与观众之间的关系也在逐渐地由物转向人，以观众为中心进行工业博物馆展示设计是未来发展的趋势。并且，由于虚拟现实技术的交互性、沉浸性以及虚拟性的特征，使其本身就具有参与性、体验性的特点，因此，虚拟现实技术一般都是围绕“以人为中心”的理念进行创作。
　　
　　在运用虚拟现实技术时的首要原则就是遵从真实性原则，始终坚持科学严谨的感度，对展示的全部内容进行把关。在展示设计中要确保内容的真实性，使用虚拟现实技术进行工业博物馆展陈的设计不能偏离实际、罔顾事实。在展品内容场景设计中如果缺乏真实性故事情节或相关工业理论的支持，随意捏造杜撰场景内容或展品形式，首先是对历史的不尊重，其次会对参观者造成误导，从而影响工业博物馆的传播工业文化的基础功能。为了使参观者有更加真实的体验感以及真实有效地接收工业博物馆传递的信息，那么对于虚拟现实模拟重建的故事场景，绝不能忽略真实性这一原则。
　　
　　虚拟现实技术在沉浸式、互动性等方面虽具有突出优势，但也具有一些局限性。如当前技术管理水平不足、运作资金需求较大、参观者接受程度不同等，因此在展陈设计时就要注意适用性这一原则，做到科技与传统结合，动态与静态结合。一个工业博物馆设计得是否合理，并不是看重其利用了多少先进技术，而是取决于参观者在参观中收获了多少以及工业博物馆是否完成了其应发挥的社会职能。虚拟现实技术的应用的确为工业博物馆带来了新的创新体验，但如果过度地追求技术的极致，为了吸引更多的观众或政府资金而盲目地使用新式的展示手段，这也就违背了工业博物馆的设计初衷。
　　
　　
　　由于工业博物馆自身的特殊属性，这就表示着工业博物馆会迎来具有不同参观需求的群体，参观者年龄跨度大、文化层次多、参观需求多样化，难以寻找同时满足参观群体需求的方式。针对于不同参观需求来说，工业博物馆对不同需求的参观群体进行区分及相应的设计是十分有必要的。面对多元化的需求，工业博物馆展示设计应充分利用虚拟现实技术的分众化设计优势，尽力地为观众提供多样化、趣味性的展陈方式，所以设计时要充分考虑到所使用的参观者需求，结合工业博物馆参观者的年龄、性别、参观需求等特点，制订出迎合不同参观群体喜好的设计方案。

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　　互动式体验是在计算机技术发展精进中使用视觉技术、影像技术、采集技术构建一种虚幻的动态交互体验，创造更真实的感知信息效果。依托虚拟现实技术将展品历史以及相关人物形象融入场景中，打造具有⑹滦浴⑾肪缧浴⑿Ч逼真的虚实展示空间，使参观者在工业博物馆展示中参与到特定历史场景中，有主动性地沉浸式体验真实历史发展。使置身于该场景中的游客随着故事情节的发展主动地参与到设计场景中，进而实现主动地自主地接受信息，更加全面地了解工业遗产展品的历史和其核心内涵；参观者通过虚拟角色或真实角色代入的形式参与到所设计的工业生产生活场景中，为参观者营造出更加亲近展品的视角和感官的沉浸体验，也为参观者带来心理上的沉浸感。互动体验式展示最主要的优点就是参观者通过“行为介入”，参与到虚拟现实场景的故事发展变化过程，使参观者近距离感知到展品的历史背景、工业文化、工艺技术等方面内在价值。
　　
　　结合虚拟现实技术的展示设计不应随波逐流，应紧扣自身特点，从自身场景及内容出发，设计相应的展示内容与形式。应避免片面追求视觉效果，生搬硬套时下流行的高精尖展示方式，而忽视了工业博物馆的主题精髓和实际事实，首先应思考内容是否适合采用虚拟现实的形式来实现，是否符合观众的心理预期，是否适用于自身环境。
　　
　　虚拟现实技术虽然在提升工业博物馆活力方面具有突出优势，但是，在应用该技术时，需要具体问题具体分析。在展陈设计的过程中，虚拟现实技术不能取代工业展品的主要地位，虚拟现实技术的应用虽然很重要，但其本质上还是围绕展品进行拓展的技术手段，可以将虚拟现实技术放在幕后，以折页或超链接的形式插入。在进行展示设计的过程中，应根据实际需求和现有条件进行适当调整修改，做到以实为主、虚实结合。
　　
　　在新技术新时代的社会背景下工业博物馆急需新的发展。将虚拟现实技术应用于工业博物馆展示设计中改变了场馆单一死板的展览模式，解决了工业博物馆展示设计中的不足，极大程度地丰富了场馆的体验感和趣味性，激发了工业博物馆新活力。人们在虚拟现实场景中可以得到更真实的体验，最大限度地满足了参观者的心理需求。通过虚拟现实技术打造全新的文化认知和学习方式，进一步提高了工业文化传播和教育的工作效率，因此这也是工业文化传播与工业遗产保护研究的重要的有效途径之一。
　　
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