基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的德州市互動(dòng)展覽設(shè)計(jì)

基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的德州市互動(dòng)展覽設(shè)計(jì)1.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）的使用必要性

中國(guó)正在進(jìn)行一場(chǎng)如火如荼的博物館和展會(huì)改革，其中一個(gè)主要的途徑就是加快技術(shù)進(jìn)步，增加公眾對(duì)中國(guó)公共博物館和展會(huì)的關(guān)注度。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的載體是智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與展會(huì)設(shè)計(jì)的融合，為以提高參觀者好奇心的交互式展覽設(shè)計(jì)提供了一個(gè)獨(dú)特的框架。Matos和Nisi認(rèn)為，用戶驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新能夠用現(xiàn)代化的令人耳目一新的內(nèi)容吸引訪問者。此外由于一些文物的特殊性質(zhì)與文物本身的脆弱性，使得博物館無法長(zhǎng)期將其在外展覽，因此導(dǎo)致參觀者與文物的互動(dòng)非常有限，能夠觀賞的文物數(shù)量大大下降，重復(fù)觀賞相同的文物最終導(dǎo)致普通參觀者的好奇心被消磨殆盡。而對(duì)于文物研究者，如考古工作人員、歷史研究人員等，他們無法從各個(gè)角度近距離觀看文物的真實(shí)面貌，并且進(jìn)行研究比較，或在不同的背景下研究它們，這也使得專業(yè)研究人員的工作效率下降，職業(yè)倦怠增加。

現(xiàn)如今，人們通過移動(dòng)終端感知和解讀文化遺跡。如果我們想要感受古代的傳統(tǒng)文化，只靠文字或圖片是很難表達(dá)出“疑是銀河落九天”的壯觀，或者“大漠孤煙直，長(zhǎng)河落日?qǐng)A”的壯美，亦或是“閑披秋水未終卷，心與天游誰得知”的閑適安逸。而這些借助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，便可以輕松的實(shí)現(xiàn)身臨其境，且對(duì)于青少年樹立文化自信，產(chǎn)生民族自豪感也有著不可忽視的作用。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶來了社會(huì)和現(xiàn)實(shí)方面的挑戰(zhàn)。而這些挑戰(zhàn)或多或少地對(duì)用戶驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新進(jìn)行了實(shí)證觀察，從而在展覽場(chǎng)景中評(píng)估了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用。最近在歐洲的一些調(diào)查顯示，大約45%的博物館已經(jīng)開始發(fā)展某種形式的3D內(nèi)容或虛擬內(nèi)容來展示物品（Tsapatori,2022）。

2.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）在博物館中如何應(yīng)用

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)旨在以交互形式展現(xiàn)歷史，藝術(shù)性地重現(xiàn)過時(shí)的展覽內(nèi)容。擴(kuò)展的現(xiàn)實(shí)為所有在展會(huì)和博物館中參觀文化遺產(chǎn)的人提供了一個(gè)空間環(huán)境。擴(kuò)展的現(xiàn)實(shí)通過參觀者的行為來促成深入細(xì)致的結(jié)果。擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)專業(yè)人士創(chuàng)造了一種用戶體驗(yàn)環(huán)境，并提供了對(duì)特定文化和遺產(chǎn)的更深層次的認(rèn)知（Noe，2022年）。XIAO等人(2022年)從中國(guó)文化中收集相關(guān)歷史，以提供增強(qiáng)版的數(shù)字媒體展覽。它展示了物理世界與數(shù)字空間相重疊的多樣化增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。Selvadurai和Jensen對(duì)丹麥水上公園的游戲化數(shù)字裝置展覽進(jìn)行了研究。在這里，研究人員介紹了啟蒙和體驗(yàn)二分法。體驗(yàn)引發(fā)興趣，而啟蒙則是通過展覽起到教導(dǎo)作用。體驗(yàn)問題已通過問卷和訪談得到解決。展覽的內(nèi)部人士提供了大量的解決方案和補(bǔ)救措施，以消除與通過博物館和展覽推廣文化遺產(chǎn)的技術(shù)問題相關(guān)的問題。通過針對(duì)參觀者引入觸摸式交互技術(shù)，提高藝術(shù)性。增強(qiáng)文化遺產(chǎn)的功能的最佳方法是在研究中變得更加強(qiáng)大、更加持久。展會(huì)和博物館是藝術(shù)場(chǎng)所，參觀者參觀不僅是出于娛樂，同時(shí)也想了解文化。他們的重要性在于被認(rèn)為是迄今為止歷史的被動(dòng)消費(fèi)者。其重點(diǎn)在于通過典型的媒體元素（包括聲音、圖像和視頻）的表現(xiàn)來增強(qiáng)參觀者的體驗(yàn)。從評(píng)估角度來看，通過修復(fù)文化資源，保持有興趣的用戶的興奮和激動(dòng)程度。研究人員在臺(tái)北兒童藝術(shù)博物館針對(duì)帶有幼兒的父母進(jìn)行了一項(xiàng)案例研究。該研究的目的是區(qū)分兒童在博物館的學(xué)習(xí)體會(huì)。最值得注意而又最困難的事情是將人工制品的概念轉(zhuǎn)化為交互體驗(yàn)。該研究強(qiáng)調(diào)了博物館在讓兒童參與更新內(nèi)容方面的顯著發(fā)展。通過對(duì)發(fā)生用戶、環(huán)境和展覽交互的系統(tǒng)的抽象，將用戶體驗(yàn)和展覽體驗(yàn)融合到人機(jī)交互中。因此，可以在測(cè)量交互水平的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶的需求、行為和屬性來利用展覽模塊。

3.使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來進(jìn)行博物館增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)展覽

博物館試圖在其標(biāo)準(zhǔn)操作方式中廣泛采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)時(shí)，遇到的兩個(gè)主要困難是高效的創(chuàng)建文物的3D模型和基于這些模型建立虛擬展覽。近年來，3D模型掃描儀和3D模型打印機(jī)正在變得平民化和市場(chǎng)化，博物館能夠輕松購(gòu)買到高質(zhì)量的3D掃描儀。3D模型的可用性是先決條件，但這只是第一步，為了這項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，博物館需要基于他們收集的3D模型創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)展覽的高效、經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)單的方法。設(shè)立展覽的工作應(yīng)該由博物館工作人員來完成，而且他們并不是電腦專家，所以需要一個(gè)普通人能夠完成的系統(tǒng)或方法來支撐虛擬展覽的構(gòu)建。同時(shí)，系統(tǒng)必須為博物館參觀者提供直觀的人機(jī)界面，用戶應(yīng)該能夠輕松自然的與虛擬內(nèi)容進(jìn)行交互，就像他們可以與現(xiàn)實(shí)世界中的物體進(jìn)行交互一樣。

博物館的交互展覽設(shè)計(jì)應(yīng)作為一個(gè)系統(tǒng)開展設(shè)計(jì)行動(dòng)，以用戶為中心，融入全局思維。場(chǎng)館的環(huán)境與環(huán)境中的有形產(chǎn)品是用戶接受服務(wù)與展開探索過程中最直觀的接觸點(diǎn)，在搭建場(chǎng)館交互展覽系統(tǒng)的前期，是解決怎么數(shù)字化和哪些數(shù)字化的問題，通常將現(xiàn)實(shí)世界的物體轉(zhuǎn)化為數(shù)字世界的物體是需要技術(shù)手段與物理硬件支持的，例如通過計(jì)算機(jī)三維技術(shù)完成創(chuàng)造—編輯—利用—再編輯—再利用的流程，在此流程中可選擇性的通過物理設(shè)備輔助更快更好的完成，如掃描儀、捕捉設(shè)備、燈光設(shè)備、攝像設(shè)備等；中期需要解決的是數(shù)字資產(chǎn)高效率使用與用戶體驗(yàn)提升等問題，目前優(yōu)秀的交互設(shè)計(jì)一定是能滿足用戶需求的，所以應(yīng)基于有效的用戶調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其次，保證交互行為科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和交互界面美觀簡(jiǎn)潔才是下一步需要考慮的；前中期的工作稱為準(zhǔn)備工作，后臺(tái)工作，是用戶看不見的工作，用戶直接接觸到的環(huán)節(jié)是最后的交互視效環(huán)節(jié)，呈現(xiàn)手段的多樣使得形式多樣，即不依靠額外的硬件顯示設(shè)備或觸控設(shè)備也可以實(shí)現(xiàn)良好的視覺效果，例如需要手機(jī)掃碼查看交互效果的方式是基于產(chǎn)品—技術(shù)—硬件設(shè)備—效果，可總結(jié)為有形的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互方式，產(chǎn)品—技術(shù)—效果的方式可總結(jié)為無形的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互方式。

圖1：交互展覽設(shè)計(jì)系統(tǒng)框架圖

4德州市博物館的交互展覽設(shè)計(jì)研究

德州市博物館的常設(shè)展廳為四個(gè)展廳，既有從古至今德州發(fā)展的事、人、物，也有對(duì)未來發(fā)展的展望。一個(gè)城市或地區(qū)的發(fā)展是受多維度因素促進(jìn)的，博物館作為闡述此過程的核心力量，承擔(dān)的責(zé)任也更多，并在此過程中承擔(dān)“翻譯者”的角色。以德州博物館的第一展廳與第三展廳為例，分析展廳的內(nèi)容與展覽形式與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)如何提升交互效果，激發(fā)觀眾好奇心。

表1德州博物館第一、三展廳分析

第一展廳第三展廳

主題歷史沿革舊景復(fù)現(xiàn)

展廳板塊數(shù)量2417

靜態(tài)展覽形式非人物文字圖案介紹類展板、雕刻壁畫、文物、標(biāo)簽、人物文字圖案類介紹展板、人物場(chǎng)景、展板場(chǎng)景、電子展板、沙盤模型。非人物文字圖案介紹類展板、雕刻壁畫、古建筑模擬場(chǎng)景、展板場(chǎng)景、人物場(chǎng)景、室內(nèi)場(chǎng)景、沙盤模型。

動(dòng)態(tài)展覽形式電子視頻、動(dòng)態(tài)投影。電子視頻

圖2展廳內(nèi)容占比示意圖

第一展廳中重在介紹歷史，故介紹科普類描述較多，展廳中占比最多的為文字與圖片展板也屬于合理情況，第二展廳意在營(yíng)造具有豐富沉浸感的德州舊景，所以占比最多的場(chǎng)景類內(nèi)容，圖2以面積大小和參展流程受關(guān)注程度的多少為評(píng)判依據(jù)制作了第一和第三展廳內(nèi)容占比的示意圖，為各版塊、各展示接觸點(diǎn)以何種形式與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合產(chǎn)出有效的交互方式提供參考，同時(shí)可以作為權(quán)重依據(jù)，但是，此示意圖可以基于更加全面的用戶調(diào)研，例如通過監(jiān)控錄像等無接觸觀察方式分析真實(shí)游客的參觀流程，并記錄與各接觸點(diǎn)的交互反應(yīng)得到基礎(chǔ)策略后，招募實(shí)驗(yàn)游客進(jìn)行分組式引導(dǎo)參觀并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和恰當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯糠椒ɡ鐚哟畏治龇ǖ玫礁靼鍓K或各接觸點(diǎn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)化的形式是何，投入資源大小等權(quán)重信息，可以獲得更精準(zhǔn)的展覽升級(jí)策略。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館展覽中的應(yīng)用主要旨在提升參觀者的感官體驗(yàn)，從而獲得沉浸感，合適的形式匹配可以最大化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到一加一大于二的效果。例如，參觀者如果都可以使用最先進(jìn)的可穿戴增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備進(jìn)行參觀，感受數(shù)字化的文化資產(chǎn)在眼前栩栩如生，絢目的特效應(yīng)接不暇，配套的音效與體感模擬進(jìn)一步增加真實(shí)感固然是及其優(yōu)秀的方案之一，但是實(shí)現(xiàn)所要耗費(fèi)的資源也是龐大的，如果用于構(gòu)成豐富的大場(chǎng)景與用于基本科普的小標(biāo)簽做對(duì)比的話，相對(duì)來說用于前者更加的合理，經(jīng)濟(jì)性最高。所以為展館中的內(nèi)容進(jìn)行增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能時(shí)，要確定形式方向，再依據(jù)權(quán)重等級(jí)分配資源，聚焦細(xì)節(jié)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的細(xì)分形式有很多，可以先將其歸為以電子屏幕為載體的動(dòng)態(tài)效果顯示類，包括能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互效果功能的也可劃分為此類，是實(shí)現(xiàn)難度較低，經(jīng)濟(jì)性較好的一類；其次是各類投影技術(shù)使數(shù)字化形象出現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)世界的投影類技術(shù)，有全息投影、空氣成像、巨幕互動(dòng)投影等等；最后是依靠可穿戴設(shè)備刺激用戶感官增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感的一類，有頭盔式AR設(shè)備、AR/VR眼鏡、交互手套等。表3分析了博物館現(xiàn)有的展示內(nèi)容改造的匹配形式與現(xiàn)階段需要改造的權(quán)重等級(jí)，這里的權(quán)重等級(jí)并不該是一成不變的，應(yīng)該隨著技術(shù)的發(fā)展，用戶的關(guān)注度與情緒，經(jīng)費(fèi)預(yù)算的多少，用戶教育成本等因素而變化，即循序漸進(jìn)的發(fā)生迭代改變。

表2三類增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與示例

類別示例

①電子屏幕顯示類透明顯示屏、巨幕環(huán)繞、多媒體互動(dòng)......

②投影類全息投影、空氣成像、大面積互動(dòng)投影、數(shù)字沙盤......

③可穿戴設(shè)備類觸摸互動(dòng)、頭盔式AR設(shè)備、AR/VR眼鏡、交互手套......

表3展廳內(nèi)容的改造權(quán)重等級(jí)與匹配形式

權(quán)重等級(jí)匹配形式

非人物展板高①、③

雕刻壁畫中低②

文物、人物展板、動(dòng)態(tài)投影中高②、③

標(biāo)簽中①

人物場(chǎng)景中②

展板場(chǎng)景低②、①

電子展板、電子視頻低①

沙盤模型低②

表4第三展廳內(nèi)容的改造權(quán)重等級(jí)與匹配形式

權(quán)重等級(jí)匹配形式

非人物展板、電子視頻中低①

雕刻壁畫低②

古建筑模擬場(chǎng)景、人物場(chǎng)景高②、③

室內(nèi)場(chǎng)景中高②、③

展板場(chǎng)景低②、①

4.結(jié)論與展望

現(xiàn)如今的發(fā)展趨勢(shì)，使得博物館已經(jīng)成為一個(gè)多體驗(yàn)的語境，結(jié)合傳統(tǒng)文化體驗(yàn)（如學(xué)習(xí)和教育），與其他情感和不尋常的體驗(yàn)（娛樂、享受、社交等）。博物館中增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與展覽的整合具有創(chuàng)造附加價(jià)值和吸引游客、提高參觀者好奇心的潛力。該研究有助于利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)和技術(shù)對(duì)組織的互動(dòng)來提高游客體驗(yàn)和滿意度，進(jìn)而重塑博物館的展覽模式與服務(wù)模式。這意味著在沉浸式設(shè)備的支持下，博物館展覽內(nèi)容的重新配置和創(chuàng)新，以及技術(shù)和組織方面的整合。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館展覽中的應(yīng)用形式多樣，并不斷發(fā)展出新的變種形式，依據(jù)用戶體驗(yàn)、現(xiàn)有資源和預(yù)期效果如何匹配或