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深度:博物馆3D虚拟展览的探索和发展

摘要: 3D虚拟展览是一种超越时空限制,并且越来越受到大家关注的一种陈展方式。由于3D虚拟模型制作困难、模型高真实绘制速度慢、虚拟交互不够自然等原因导致3D虚拟展览在博物馆中的应用还处于探索和起步阶段。浙江省博物馆 ...

3D 虚拟展览是一种超越时空限制,并且越来越受到大家关注的一种陈展方式。由于3D 虚拟模型制作困难、模型高真实绘制速度慢、虚拟交互不够自然等原因导致3D 虚拟展览在博物馆中的应用还处于探索和起步阶段。浙江省博物馆(以下简称“浙博”)为了更好地提升实体展览的质量和效果,开发了基于WebGL 3D 虚拟布展应用平台,依托文物数字资源进行网上展览预布展,有效避免了实际布展中的重复劳动,尽可能地减少文物的损害,并缓解工作人员的压力。未来3D 虚拟展览将对博物馆的发展起积极的推动作用。

博物馆展览就是“在一定的时空内,以文物标本为基础,配合适当辅助展品,按一定的主题、序列和艺术形式组合成的,进行直观教育、传播文化科学信息和提供审美欣赏的展品群体”。展览是博物馆传统的重要文化产品,是博物馆面向观众进行宣传教育的主要窗口。参观展览一直以来都是观众在博物馆内的传统活动方式。近几年来为提高博物馆的社会效益,我国博物馆界在全力提高展览质量的同时也越来越重视新技术、新手段在展览中的应用。

浙博展览数字化历程

网络传播显现出越来越多的优势,浙博在陈列展览上进行了数字化尝试,以扩大陈列展览的传播面,提高展览的社会效益。

惠世天工——中国古代发明创造文物展展馆漫游

现在我们先厘清一些基本概念。什么是“展览数字化”?所谓“数字化”,“是指把信息用电磁介质,按二进制编码的方法加以储存和处理,把原先用纸张和化学感觉材料记录和存储的实物藏品信息转变为用计算机存储和处理的信息”。也就是说我们把展览的信息以数字化的技术进行处理成为用计算机存储和处理的信息,这就是展览数字化,从数字化的程度来看,可分为局部数字化和整体数字。那么什么是“数字展览”?“数字展览”是相对于实体展览而言的,它是展览数字化的结果,也可称之“网上展览”。“数字展览”就是将展览信息的全方位数字化,并结合网络技术、通信技术等开展展览的数字传播和数字服务。“数字展览”可以是一个实体展览全面数字化的结果,也可以是完全脱离实体展览,以各种新技术手段独立创建的数字展览。

越地长歌——浙江历史文化陈列数字展厅

以博物馆现实中的文物陈列展览为基础,利用虚拟现实技术把实物展览场景和文物虚拟化而形成数字化展览,我们称之为谓“实物虚化”,如“全景虚拟展览”;采用计算机虚拟现实技术构建出一个个现实中不存在的数字化展览,又称之谓“虚物实化”,如“3D 虚拟展览”。“3D 虚拟展览”是什么?3D 虚拟展览就是数字展览中的一种类型,从技术角度来看,它是以3D 虚拟技术为主,同时结合3D 渲染技术、数字交互技术、网络技术等创建的数字展览。而“全景虚拟展览”是大家较为熟悉的,“全景虚拟展览”是用全景拍摄技术采集实体展览场景的全景图片,经过图片处理技术进行剪接合成360度场景图像,利用人们的视觉错感,能给人带来一种3D 展示效果的数字展览。最后介绍一下“图文2D 虚拟展览”,这是早期大部分博物馆网站采用较多的以图片和文字为主的静态页面形式呈现的网上展览,现在已发展为后台由数据库作支撑的常见2D 虚拟展览。以上的3D 虚拟展览、全景虚拟展览和图文2D 展览都属于数字展览。

浙博早在2000 年首次创建本馆网站时,专门设有网上展览独立栏目,呈现了浙博最初的展览数字化成果,主要形式就是图文2D 虚拟展览。随着新技术的不断发展,展览数字化的成果也日新月异。在2012 年,浙博抓住国家文物局主办的“中国古代发明创造文物展”系列活动的第二届“惠世天工——中国古代发明创造文物展”在浙博举办之时,充分应用最先进的全景拍摄和图像处理等技术对该展览进行了全面数字化,制作了与实体展览相配合的全景虚拟展览,使展览得以永久在网络上展示。现在浙博把每年举办的大型临时展览都制作成相应数字展览发布在网上,至今已有全景式数字展览近30 个。2015 年起,因考虑浙博陈列面积不足,藏品利用率低下等实际情况,同时为解决专业部门实际布展中存在的一些问题,浙博信息中心开始尝试探索利用网络布展的“3D 虚拟展览”。

浙博自主式策展虚拟平台的创建

1. 创建自主式策展虚拟平台的目的

创建目的是为解决馆内的几个实际问题:(1)馆内陈列展厅不足,馆藏文物展出利用率低;(2)一些国家规定不宜展出的珍贵文物以及易破易损文物难得与大众见面;(3)陈列人员对展厅空间内布置不同文物时的空间分布难以把握;(4)珍贵文物因在布展中的不断调整接触易带来损坏,也带给工作人员高度压力。

浙博的数字展览

2. 数字化创新项目

自主式策展虚拟平台为浙博2016 年的数字化创新项目,开发期原定为个月,但由于一些技术研发难点等问题,最终用了一年的时间。平台内容分展览档案管理和网上布展两大块,其中展览档案管理涵盖了实体展览和数字展览的管理,即对一个展览从展览设想的提出、人员的组成、方案的策划到实际的运作,以及展览布展、开幕到结束整个过程中所有资料,包括文字、图片、视频等都进行及时记录或最终的归档电脑化管理。网上布展,则以浙博现有个实体临时展厅为基准,创建了个与实体展厅一样大小的网上展厅,馆内工作人员可在虚拟展厅进行布展。

平台首先建有丰富的虚拟布展资源库。该资源库包括了展览展品库、虚拟展厅库、展厅素材库。其中展览展品库与馆内原有藏品数据库关联,部分数据可从现有藏品库中直接导入,同时根据虚拟展览的需要另设展品3D 模型库等;虚拟展厅库则是以浙博馆内现有临时展厅为对象,利用3D 激光扫描仪等测绘和摄影测量技术手段,制作1:1 比例的虚拟展厅场景3D 模型,为后期的虚拟布展提供“真实”的虚拟展览空间;展厅素材库,提供了一些常用的展柜、灯光、屏风、画框、纹理等定制化的素材模型,并且根据布展人员的实际需要,可不断在数据库内添加更多个性化的模型,为虚拟展览营造多样化的展示效果提供素材。

浙博的自助式策展平台

其次,建有较为完善的虚拟布展功能。以虚拟展厅为基础,按照传统的布展工作要求和规范,设计了一套网上布展流程,从数字展品的导入和上传,到虚拟展览布展,所有操作简单易行,便于文博工作人员使用。主要通过操作鼠标完成展品和素材的选择、移动、旋转等,可快速更换展厅墙面、固定展柜内外的纹理,以达到不同的展厅风格。还可以以菜单式操作来完成灯光调试、画框选配、查看展品详情等,并对展品在展柜内相对位置提供了自动测量和人工测量的两种办法。根据立体器物3D 模型数据采集不足的情况,平台专门提供针对立体器物数字展品的三种类型:3D 文物、手动建模、器物图片。其中3D 文物就是已采集了文物真3D 模型,处理后即可直接用来布展的;对于没有真3D 模型,平台一方面通过手动建模,即通过提供文物真实尺寸数据和一张图片,即快速生成简易的3D 模型;同时平台还以器物图片的形式来临时代替真3D模型,器物图片不同于书画类图片。手动建模和器物图片方便快速,效果不是太好,适用于当前文物真3D模型数据不足的情况。根据虚拟展览的最终效果,布展人员就可以轻松方便地向展览辅助品制作单位提供展览中所需要的展板、积木等的数量和尺寸。最后平台制定了一些标准规范,结合软件开发的建设标准和行业相关标准,融合形成了多个标准、规范,为项目成果运行和推广应用提供支撑。平台运用了很多数据,如果数据存在标准不一,那么很有可能会发生数据无法交换,从而造成资源闭塞甚至系统无法运行的情况,因此为平台上的每类数据制定了统一标准和规范,如展厅和3D 文物模型的格式、尺寸,图片的分辨率等,还制定了数据的存储、传输、交换的标准。

3. 自主式策展虚拟平台的主要技术和创新点

平台是基于WebGL 的一种全新的在线3D 虚拟布展应用系统,首先运用3D 激光点云测量技术,实现实体展厅的数据采集和快速3D 建模,同时用HTML5+WebGL 构架和Canvas 布局,结合HTML5 网页新标准和WebGL 网页3D 绘图标准的图形引擎在无需安装任何浏览器插件和软件的前提下直接运行。平台具备HTML5 跨平台的特性不论在WindowsMacAndroidios 下,都能使用网页浏览器浏览策展成果。平台利用WebGL 3D 技术,使图形渲染快速实时,同时结合精细化的3D 模型数据和策展业务数据,给布展人员提供了逼真的布展场景,并可对展品和辅助品等3D 模型进行交互操作。

基于WebGL3D虚拟布展应用平台


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2019-4-24 13:47
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