一、虛擬現實的主要特征
(一) 先進的技術綜合性
虛擬現實 (VR) 技術是先進電子技術、計算機技術、圖像處理技術等多種技術綜合而成的產物, 其又被稱作虛擬實境或者靈境技術。虛擬現實技術含有的功能非常強大, 其能夠處理三維圖像、多媒體視頻、音頻, 進行傳感、測量, 實現人機交互、人工智能功能。因此, 它能夠使廣大的用戶, 通過模擬器進入計算機系統, 通過對系統內的事物的操作, 刺激用戶的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官, 給人以真實的體驗和感受。該技術的應用, 可以使人們在虛擬的環境中, 體驗虛擬的事物, 獲得真實世界中相同的體驗, 成為虛擬世界的直接參與者, 跳出了現實世界的種種限制。
(二) 更強的超文本特性
虛擬現實 (VR) 是傳播載體, 其與傳統媒體和其它新媒體相比較, 有更強的超文本特性。正如上面提到的虛擬現實 (VR) 其本身的多重復合感知特性 (尤其人工智能的融入) , 決定它會比其它任何媒體更加多維、復雜。它能夠同時將人的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、甚至于味覺集合在一起, 形成新的多重感知體系, 這是其它媒體所不能及的。再有, 虛擬現實 (VR) 載體超強的交互性也是其它媒體所不能超越的。其它媒體都只是或多或少的將一種感知或兩種感知疊加在一起, 很少有媒體涉及到三種感知復合的。因此就不可能達到虛擬現實 (VR) 載體帶給受眾的那種超越以往的感受。
(三) 保存信息的持久性強
虛擬現實 (VR) 載體保存信息的時間長度可以無限延長。因為期存儲介質是以計算機和網絡為基礎發展起來的, 正因為存儲介質的特性, 決定了其保存信息的持久性。隨著5G網絡的發展, 受眾獲取相關信息的便捷程度會大大提高, 人們可以便捷的從云存儲獲得大量信息。虛擬現實 (VR) 格式的信息可以比現在更快捷方便的獲得和保存。
二、虛擬現實技術在博物館教育和文物保護中的應用原理
中華文化博大精深, 中華文明源遠流長, 而文化遺產正是我國悠久歷史的現實體現, 對傳承中華文化發揮著不可替代的作用。保護文化遺產不僅僅是考古人員和博物館工作人員的責任, 也是我們每一個中國人的義務。我國擁有豐富的文化遺產, 到目前為止, 我國以實物的形式保存下來的文化遺產已經有31項被列入《世界遺產名錄》, 在世界文化寶庫中占有重要的地位。例如, 重慶大足石刻、甘肅敦煌莫高窟、大同云岡石窟等, 呈現出我國古代精湛的石刻、繪畫技術;福建土樓、故宮、頤和園明、云南麗江古城等, 彰顯出我國獨特的建筑風格和各具特色的中華文化。但是, 隨著時間的流逝、自然天氣的破壞以及歷史上的戰爭的摧殘, 一些歷史文化遺產遭到了種種破壞, 有的甚至在世界上消失。因此, 保護我國歷史上的文化遺產, 對傳承中華文明是一個艱巨的任務。幸運的是, 現代高新技術的發展, 為保護、修復和展示提供了實現的可能。虛擬現實技術就是一個很好的應用。虛擬現實 (VR) 技術實現方法如圖1。
虛擬現實 (VR) 技術在制作素材中通常有四個階段。首先就是對素材的考察、搜集和整理過程。該過程要把一些紙介質素材、人物采訪聲音介質等素材要數字化, 并形成素材庫。其次, 第二個階段是要把數字化的內容進行篩選, 修整, 成為制作的可用的精簡素材。再次, 第三個階段對精簡的素材合成處理, 成為可發布的數字化格式。最后一個階段是對可發布的素材及逆行推廣應用。
當今, 虛擬現實 (VR) 的產品和作品發展迅猛已經, 已被廣泛地應用到高科技公司。而各個應用該技術的公司, 都在軟件算法成熟和硬件設備健全的條件下, 大力發展虛擬現實技術, 更新換代自己的產品, 增強市場的競爭力。例如, Oculus Rift、Google Cardboard、Microsoft HoloLens、暴風魔鏡等頭戴式顯示設備以及OpenCV、ALPSVR、ARToolKit等。這些高科技技術在現實中的應用, 為推動博物館教育和文物保護起到了基礎作用。
三、虛擬現實技術在博物館教育和文物保護中的應用舉例
(一) 敦煌數字化保護
浙江大學CAD&CG國家重點實驗室就敦煌藝術的保護始于1997年, 至今已開發并實現了敦煌莫高窟虛擬參觀旅游系統、壁畫臨摹技術和壁畫色彩演變技術以及計算機輔助石窟保護修復系統等。
(二) 龍門石窟數字化保護
北京大學的“龍門石窟”數字化保護項目, 用虛擬現實技術完美再現龍門石窟的場景。
(三) 江西《探秘?；韬畲竽埂稸R互動體驗
用VR將歷史與現代相結合, 制作了首部?；韬頥R大片, 將兩千年前的漢代?；韬钭尙F代人盡收眼底, 蕩氣回腸的音樂背景下, 置身其中, 每個人頓生一種君臨城下的霸氣。
(四) 數字吳哥項目
致力于使用先進的數字掃描與重建技術逼真展示吳哥窟的美麗景色和文化內涵, 利用虛擬現實的體驗形式, 讓受眾感受到身臨其境的體驗感。該項目的采集得到柬方管理機構授權, 采集工作組帶回來近十萬張照片、10個T三維數據信息, 歷時半年, 精心打造了虛擬現實版的穿越吳哥, 逼真還原吳哥窟經典建筑, 并自由穿行其中。
四、虛擬現實技術在博物館教育和文物保護中的優勢
(一) 虛擬現實技術打破了傳統保護方法的局限性
傳統的保護方法多采用文字或二維圖像記錄的方法, 不僅不易于保存, 而且沒有直觀性。虛擬現實技術采用720度全景實拍技術, 后期采用After Effects和Premiere Pro等軟件進行畫面合成和剪輯。從而能夠得到穩定的、4K高清的、視覺效果逼真的立體畫面。此外, 利用數字化技術可以更好地保存資料、宣傳文化。
(二) 虛擬現實技術可以實現很多傳統保護方法無法實現的效果
借助三維建模技術可以完成攝像機不能拍攝的內容, 可以虛擬現今已經遺失的內容。常用到的軟件主要有三維建模軟件Maya、3dsMax和雕刻軟件Zbrush等。一些更為復雜的模型還可以通過三維掃描技術將現實物體轉化為數字模型。實拍無法完成的動作可以通過穿戴設備, 用動作捕捉技術將現實中人的動作轉化成數據進行保存或傳遞到動畫角色模型上。
該技術可以對傳統非遺藝人的詳細動作進行永久存儲或動畫再現。這樣學習者通過虛擬現實設備就可以全方位地觀察學習非遺技。
(三) 虛擬現實技術融合了更多感官參與體驗
傳統的保護方法只靠單一的視覺體驗, 而虛擬現實技術融合了視覺、聽覺、觸覺等多種感官體驗。通過虛擬現實頭盔、手柄、數字手套、力反饋和觸覺感受器等穿戴設備, 體驗者不僅有很好的沉浸感, 還可以通過聽覺和觸覺與周圍環境進行互動。
通過聲音的數字化處理, 播放設備的智能化, 使聲音產生空間感;通過二維特效和三維特效技術, 模擬真實環境中的風、雷、雨、電、火焰, 使內容更加真實;通過游戲引擎技術, 增強體驗者與內容的互動。這些技術的不斷發展, 使非物質文化遺產的內容能被更好的保護與傳承?？傊? 雖然我國虛擬現實 (VR) 技術在文物教育和保護的工作起步較晚, 但是在數字化保護領域卻能夠迎頭趕上。
尤其是將虛擬現實技術應用因技術研發難度較大, 各國對此的研究也都在起步階段, 還要進一步逐漸完善, 因此我國現在的發展勁頭能走在世界前列。
摘要：虛擬現實技術在博物館中的應用越來越重要, 其在文物保護、修復和展示起到了推動作用。虛擬現實技術的不斷發展和廣泛應用, 將會更加便利群眾對我國文化遺產的了解, 對于中國文化的傳承具有重大意義。本文以國內外虛擬現實 (VR) 技術的應用案例, 闡明了虛擬現實技術在博物館文物保護中的作用。
關鍵詞：VR,博物館教育,文物保護,修復
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