基于增強現(xiàn)實技術下的德州市互動展覽設計

基于增強現(xiàn)實技術下的德州市互動展覽設計1.增強現(xiàn)實（AR）的使用必要性

中國正在進行一場如火如荼的博物館和展會改革，其中一個主要的途徑就是加快技術進步，增加公眾對中國公共博物館和展會的關注度。增強現(xiàn)實技術的載體是智能手機、平板電腦等設備。增強現(xiàn)實技術與展會設計的融合，為以提高參觀者好奇心的交互式展覽設計提供了一個獨特的框架。Matos和Nisi認為，用戶驅(qū)動的創(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，使得博物館無法長期將其在外展覽，因此導致參觀者與文物的互動非常有限，能夠觀賞的文物數(shù)量大大下降，重復觀賞相同的文物最終導致普通參觀者的好奇心被消磨殆盡。而對于文物研究者，如考古工作人員、歷史研究人員等，他們無法從各個角度近距離觀看文物的真實面貌，并且進行研究比較，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出“疑是銀河落九天”的壯觀，或者“大漠孤煙直，長河落日圓”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。而這些借助增強現(xiàn)實技術，便可以輕松的實現(xiàn)身臨其境，且對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。增強現(xiàn)實技術帶來了社會和現(xiàn)實方面的挑戰(zhàn)。而這些挑戰(zhàn)或多或少地對用戶驅(qū)動的創(chuàng)新進行了實證觀察，從而在展覽場景中評估了增強現(xiàn)實技術的作用。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.增強現(xiàn)實（AR）在博物館中如何應用

增強現(xiàn)實旨在以交互形式展現(xiàn)歷史，藝術性地重現(xiàn)過時的展覽內(nèi)容。擴展的現(xiàn)實為所有在展會和博物館中參觀文化遺產(chǎn)的人提供了一個空間環(huán)境。擴展的現(xiàn)實通過參觀者的行為來促成深入細致的結(jié)果。擴展現(xiàn)實專業(yè)人士創(chuàng)造了一種用戶體驗環(huán)境，并提供了對特定文化和遺產(chǎn)的更深層次的認知（Noe，2022年）。XIAO等人(2022年)從中國文化中收集相關歷史，以提供增強版的數(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現(xiàn)實。Selvadurai和Jensen對丹麥水上公園的游戲化數(shù)字裝置展覽進行了研究。在這里，研究人員介紹了啟蒙和體驗二分法。體驗引發(fā)興趣，而啟蒙則是通過展覽起到教導作用。體驗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)的技術問題相關的問題。通過針對參觀者引入觸摸式交互技術，提高藝術性。增強文化遺產(chǎn)的功能的最佳方法是在研究中變得更加強大、更加持久。展會和博物館是藝術場所，參觀者參觀不僅是出于娛樂，同時也想了解文化。他們的重要性在于被認為是迄今為止歷史的被動消費者。其重點在于通過典型的媒體元素（包括聲音、圖像和視頻）的表現(xiàn)來增強參觀者的體驗。從評估角度來看，通過修復文化資源，保持有興趣的用戶的興奮和激動程度。研究人員在臺北兒童藝術博物館針對帶有幼兒的父母進行了一項案例研究。該研究的目的是區(qū)分兒童在博物館的學習體會。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。該研究強調(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，將用戶體驗和展覽體驗融合到人機交互中。因此，可以在測量交互水平的基礎上，根據(jù)用戶的需求、行為和屬性來利用展覽模塊。

3.使用計算機技術來進行博物館增強現(xiàn)實展覽

博物館試圖在其標準操作方式中廣泛采用增強現(xiàn)實技術時，遇到的兩個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模型打印機正在變得平民化和市場化，博物館能夠輕松購買到高質(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，為了這項技術的廣泛應用，博物館需要基于他們收集的3D模型創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實展覽的高效、經(jīng)濟和簡單的方法。設立展覽的工作應該由博物館工作人員來完成，而且他們并不是電腦專家，所以需要一個普通人能夠完成的系統(tǒng)或方法來支撐虛擬展覽的構建。同時，系統(tǒng)必須為博物館參觀者提供直觀的人機界面，用戶應該能夠輕松自然的與虛擬內(nèi)容進行交互，就像他們可以與現(xiàn)實世界中的物體進行交互一樣。

博物館的交互展覽設計應作為一個系統(tǒng)開展設計行動，以用戶為中心，融入全局思維。場館的環(huán)境與環(huán)境中的有形產(chǎn)品是用戶接受服務與展開探索過程中最直觀的接觸點，在搭建場館交互展覽系統(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)實世界的物體轉(zhuǎn)化為數(shù)字世界的物體是需要技術手段與物理硬件支持的，例如通過計算機三維技術完成創(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備輔助更快更好的完成，如掃描儀、捕捉設備、燈光設備、攝像設備等；中期需要解決的是數(shù)字資產(chǎn)高效率使用與用戶體驗提升等問題，目前優(yōu)秀的交互設計一定是能滿足用戶需求的，所以應基于有效的用戶調(diào)研數(shù)據(jù)進行設計，其次，保證交互行為科學嚴謹和交互界面美觀簡潔才是下一步需要考慮的；前中期的工作稱為準備工作，后臺工作，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備或觸控設備也可以實現(xiàn)良好的視覺效果，例如需要手機掃碼查看交互效果的方式是基于產(chǎn)品—技術—硬件設備—效果，可總結(jié)為有形的增強現(xiàn)實交互方式，產(chǎn)品—技術—效果的方式可總結(jié)為無形的增強現(xiàn)實交互方式。

圖1：交互展覽設計系統(tǒng)框架圖

4德州市博物館的交互展覽設計研究

德州市博物館的常設展廳為四個展廳，既有從古至今德州發(fā)展的事、人、物，也有對未來發(fā)展的展望。一個城市或地區(qū)的發(fā)展是受多維度因素促進的，博物館作為闡述此過程的核心力量，承擔的責任也更多，并在此過程中承擔“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現(xiàn)實技術如何提升交互效果，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、標簽、人物文字圖案類介紹展板、人物場景、展板場景、電子展板、沙盤模型。非人物文字圖案介紹類展板、雕刻壁畫、古建筑模擬場景、展板場景、人物場景、室內(nèi)場景、沙盤模型。

動態(tài)展覽形式電子視頻、動態(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，第二展廳意在營造具有豐富沉浸感的德州舊景，所以占比最多的場景類內(nèi)容，圖2以面積大小和參展流程受關注程度的多少為評判依據(jù)制作了第一和第三展廳內(nèi)容占比的示意圖，為各版塊、各展示接觸點以何種形式與增強現(xiàn)實技術結(jié)合產(chǎn)出有效的交互方式提供參考，同時可以作為權重依據(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游客的參觀流程，并記錄與各接觸點的交互反應得到基礎策略后，招募實驗游客進行分組式引導參觀并記錄實驗數(shù)據(jù)和恰當嚴謹?shù)难芯糠椒ɡ鐚哟畏治龇ǖ玫礁靼鍓K或各接觸點增強現(xiàn)實化的形式是何，投入資源大小等權重信息，可以獲得更精準的展覽升級策略。

增強現(xiàn)實技術在博物館展覽中的應用主要旨在提升參觀者的感官體驗，從而獲得沉浸感，合適的形式匹配可以最大化的實現(xiàn)技術優(yōu)點，達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的可穿戴增強現(xiàn)實設備進行參觀，感受數(shù)字化的文化資產(chǎn)在眼前栩栩如生，絢目的特效應接不暇，配套的音效與體感模擬進一步增加真實感固然是及其優(yōu)秀的方案之一，但是實現(xiàn)所要耗費的資源也是龐大的，如果用于構成豐富的大場景與用于基本科普的小標簽做對比的話，相對來說用于前者更加的合理，經(jīng)濟性最高。所以為展館中的內(nèi)容進行增強現(xiàn)實技術賦能時，要確定形式方向，再依據(jù)權重等級分配資源，聚焦細節(jié)。增強現(xiàn)實技術的細分形式有很多，可以先將其歸為以電子屏幕為載體的動態(tài)效果顯示類，包括能實現(xiàn)人機交互效果功能的也可劃分為此類，是實現(xiàn)難度較低，經(jīng)濟性較好的一類；其次是各類投影技術使數(shù)字化形象出現(xiàn)在現(xiàn)實世界的投影類技術，有全息投影、空氣成像、巨幕互動投影等等；最后是依靠可穿戴設備刺激用戶感官增強現(xiàn)實感的一類，有頭盔式AR設備、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)階段需要改造的權重等級，這里的權重等級并不該是一成不變的，應該隨著技術的發(fā)展，用戶的關注度與情緒，經(jīng)費預算的多少，用戶教育成本等因素而變化，即循序漸進的發(fā)生迭代改變。

表2三類增強現(xiàn)實技術與示例

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......

②投影類全息投影、空氣成像、大面積互動投影、數(shù)字沙盤......

③可穿戴設備類觸摸互動、頭盔式AR設備、AR/VR眼鏡、交互手套......

表3展廳內(nèi)容的改造權重等級與匹配形式

權重等級匹配形式

非人物展板高①、③

雕刻壁畫中低②

文物、人物展板、動態(tài)投影中高②、③

標簽中①

人物場景中②

展板場景低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)容的改造權重等級與匹配形式

權重等級匹配形式

非人物展板、電子視頻中低①

雕刻壁畫低②

古建筑模擬場景、人物場景高②、③

室內(nèi)場景中高②、③

展板場景低②、①

4.結(jié)論與展望

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

增強現(xiàn)實技術在博物館展覽中的應用形式多樣，并不斷發(fā)展出新的變種形式，依據(jù)用戶體驗、現(xiàn)有資源和預期效果如何匹配或