陳 禹

（黑龍江省博物館，黑龍江 哈爾濱 150001）

近年來，文物數(shù)字化保護正在全國各地博物館中悄然興起，廣大受眾，尤其是青少年群體在體驗傳統(tǒng)實物欣賞、學習的同時，更加渴望通過全媒體的傳播渠道和方式獲取信息，而文物自身的珍貴性和不可再生性決定了必須盡量減少文物實體的使用率。黑龍江省博物館通過建立多形態(tài)的文物數(shù)字化的采集模式和推廣應用方式，為文物的展示、科研、數(shù)字化修復、文化交流、基礎培訓、數(shù)字產(chǎn)品與衍生品的開發(fā)等提供了數(shù)據(jù)基礎和平臺。我們結(jié)合黑龍江省博物館在建立多形態(tài)的文物數(shù)字化采集和推廣應用方面的做法，試圖與同行交流共建一種全國范圍內(nèi)的、具有廣泛普適性的珍貴文物多形態(tài)的數(shù)據(jù)采集方式與文物數(shù)字化保護應用技術系統(tǒng)的共享模式。相信通過這樣的討論能夠促進文物數(shù)字化保護的推廣、措施的完善、內(nèi)容的豐富以及技術的改良，真正實現(xiàn)文物保護與展示一體化，以及受眾的“將博物館帶回家”的根本訴求。

一、文物數(shù)字化保護的主要內(nèi)容

黑龍江省博物館的做法是，以館藏文物及其展示與內(nèi)容背景為核心，精選出數(shù)百件珍貴文物及其連帶的資料，通過多形態(tài)數(shù)據(jù)采集模式進行文物數(shù)字化處理，將三維掃描數(shù)據(jù)、立體影音數(shù)據(jù)、高清視頻數(shù)據(jù)、圖片數(shù)據(jù)進行一次性分類采集，并根據(jù)全媒體的應用需求，制作數(shù)字全媒體產(chǎn)品。具體包括：文物多形態(tài)數(shù)據(jù)制作的數(shù)字產(chǎn)品、出版珍貴文物數(shù)字化展示圖錄冊、遺址二維及三維專題片、數(shù)字化文物講解、二維碼鏈接文物三維展示、在線“龍博講堂”、3D電視片等。同時，依托該項目，在不添加任何設備和人員編制的前提下，組建了黑龍江省博物館文物數(shù)字化保護采集和應用中心。

此外，為了更好地記錄展覽，更方便、直觀地展示白山黑水文脈的產(chǎn)生和歷史變遷，描繪邊疆與中原的經(jīng)濟文化交流，展現(xiàn)中華民族多元共生、一體融合的大格局的歷史詩篇，我們還運用了高清攝影、360度環(huán)拍、3D掃描復原、全景拍攝等技術手段，整合館內(nèi)相關文物的多媒體信息，采集地方歷史各時期相關遺址（如：金上京遺址、金中都燕京八景、金陵遺址等）的全景信息，構建打破地域與時空藩籬和壁壘的全新數(shù)字化精品展覽；利用增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實等媒體技術講述文物背后的故事，再現(xiàn)已經(jīng)消失的建筑與場景，使觀眾不僅能欣賞到黑龍江省博物館文物藏品的精美，還能穿越時空，領略相關遺址景觀的壯美與宏闊；利用APP的開發(fā)實現(xiàn)手機導覽以及與觀眾的互動，并且搭建項目專題網(wǎng)站，實現(xiàn)信息的共享。

二、文物信息的數(shù)字采集

我館在文物數(shù)字保護中使用了目前國內(nèi)較為流行的方法和技術手段，如360度全景環(huán)拍、文物三維掃描、利用二維圖片和軟件建立的文物三維模型和場景等。360度全景攝影是用實拍照片，通過無縫銜接來實現(xiàn)360度甚至720度全景效果的一種技術。一般做成兩種版式：一種是flash版本的，主要用于展廳媒體播放器；另一種是基于超文本標記語言版本的，主要應用于網(wǎng)站等互聯(lián)網(wǎng)設備。360度全景照片主要是帶給網(wǎng)絡受眾更廣域的視角，甚至三維空間的感受，只需輕撫鼠標就可控制展景前后上下左右的瀏覽，還可通過點擊全景中的熱區(qū)實現(xiàn)文物說明展板和圖片的鏈接，帶給觀眾高層次的身心體驗。另外，360度的全景照片增加了虛擬的環(huán)境沉浸感，使廣大網(wǎng)民產(chǎn)生身臨其境的感覺。如我館曾經(jīng)與匯豐公司合作，對展廳的展示空間實現(xiàn)了全景拍照，根據(jù)展線規(guī)劃展廳拍攝線路，利用全畫幅相機采集設備在規(guī)劃好的線路上采集展廳圖像信息，經(jīng)過后期加工制作，生成線路明晰、展線分明的展場景觀。

文物3D掃描建模。當今的三維掃描技術已經(jīng)變得越來越成熟了，隨著快速、準確的三維掃描技術的發(fā)展與進步，文物三維信息大有取代二維信息的趨勢，因為三維模型所蘊含的信息量要遠遠大于二維圖片，就算擁有同一件文物不同角度、不同側(cè)面的照片，仍不能與三維模型相比擬。三維模型不但可以在文物展示和文化教育中發(fā)揮重大作用，同時，也是文物修復工作輔助的參照手段。另外，鑒于當今智慧博物館的建設，三維數(shù)據(jù)的采集無疑更是未來發(fā)展必備的基礎數(shù)據(jù)和資源。我館采用多種型號的非接觸式激光和光學三維掃描儀采集高精度全方位的文物三維模型信息，同時，使用高分辨率數(shù)碼相機采集文物的高精度紋理，最終將二者有機地整合在一起。

在編輯處理階段，將所有的掃描對象對齊在一起后可以得到完整的模型，并將模型建立在一個坐標系中。可以充分利用第三方軟件，將所有的掃描圖像融合在一起，將會得到一個單一三角網(wǎng)格，融合計算法將會很快地完成這個過程，再對掃描物體表面進行光順和優(yōu)化處理，填補孔洞并進行表面光滑處理，最后進行紋理貼圖，完成文物本體模型的三維重建工作。

3D建模的技術手段還包括了基于攝影技術的3D建模，這是一種性價比最高的建模方式。其主要原理是對真實場景、物體的照片序列進行計算，匹配每張照片在空間中的位置，利用專門的建模工具創(chuàng)建具有紋理的多邊形三維模型。與3D掃描方式比較，盡管在精度上不如激光或光學掃描，但成本低且不損害文物，所以在項目實施中基于攝影技術的3D建模也會成為項目建設的重要技術手段。

針對博物館內(nèi)書畫、壁畫等二維文物，一般采用移軸拍攝模式拍攝文物的細節(jié)，每平米拍攝約100張照片，拼合成的文物高清圖片像素約在億級以上，網(wǎng)民在線瀏覽時可通過多級放大觀看文物的高清細節(jié)。此外，也可采用億級像素的超高清掃描設備，亦可達到同等的效果，如我館利用匯豐公司的掃描設備，成功復制了書畫及北大荒版畫作品。

針對立體文物藏品，除了三維掃描方式采集信息之外，還可采用360度環(huán)視圖片拍攝的方法。360度環(huán)拍同樣具備成本低、成像快捷、對文物損害小等特點，能充分滿足公眾參觀欣賞的需求。在進行文物360度環(huán)拍時，可根據(jù)文物尺寸，采用柔光箱或柔光棚，將文物置于旋轉(zhuǎn)托盤上，勻速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺，進行360度環(huán)形拍攝，捕捉文物的精美形態(tài)和細節(jié)。

三、數(shù)字化展示技術

（一）升級的網(wǎng)站

早在2010年，黑龍江省博物館就建立了門戶網(wǎng)站，旨在宣傳展示館藏特色，公布與報道館內(nèi)相關的業(yè)務工作和日?；顒樱尠咨胶谒幕罡喙娝私?。通過數(shù)字保護項目而得到升級后的網(wǎng)站，不僅提供了360全景虛擬參觀服務，還鏈接了更多的精品文物三維影像等信息，包括文物藏品高清圖片和3D模型在線欣賞，使網(wǎng)民足不出戶就能觀賞深藏文物庫房中的精美藏品。此外，對文物的內(nèi)涵與價值進行了深層解讀，在網(wǎng)站中通過更多鏈接讓受眾看到文物所在的遺址現(xiàn)場、三維動畫剖析、動態(tài)視頻影像，聆聽到關于該文物相關知識的語音介紹，讓受眾了解文物背后的故事，娓娓道來，如同講解員時時陪在網(wǎng)民的身邊。

黑龍江省博物館網(wǎng)站建立面向Web的全景漫游、館藏文物的圖像、動態(tài)影像和三維動畫等展示項目，標準化的數(shù)據(jù)格式與接口，實現(xiàn)了跨平臺、免插件的虛擬參觀、展品在線查詢?yōu)g覽功能，使用超高清圖片多級碎片化在線展示技術，即使用分片技術對圖片按照指定規(guī)格進行分片切割處理，瀏覽中只加載顯示區(qū)間內(nèi)的圖片，所以網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫中的巨幅圖片能在普通電腦和手機中實時在線瀏覽欣賞，既全面又快捷。

（二）移動終端的應用軟件

目前，APP的開發(fā)在各個領域得到了廣泛的應用，尤其是觀光旅游業(yè)，近年來在各省博物館尤其是大館的參觀中得到了普及，我館也推出了基于移動終端的應用軟件APP。該導覽的技術實現(xiàn)、代碼輸入語音導覽應用軟件與無線射頻感應導覽相比較具有很大不同，它是基于GIS技術、Wi-Fi室內(nèi)定位技術，結(jié)合手機、平板電腦中所包含的多種傳感器，來實現(xiàn)博物館實景漫游、文物藏品鑒賞、多媒體講解、增強現(xiàn)實等服務的。

在博物館展廳中，觀眾可通過掃二維碼獲得文物的介紹。APP還提供增強現(xiàn)實AR功能，觀眾可看到文物的發(fā)掘現(xiàn)場、相關視頻、圖片等。借助AR應用，觀眾看到了與文物相關的遺址場景疊加出的增強現(xiàn)實場景的效果。這一切對于參觀者而言，只需簡單地下載、安裝APP，就能領略到文物背后的文化和歷史。

（三）可穿戴式設備的應用

基于可穿戴式終端設備的智能導覽應用比基于手機終端的應用能更進一步提升用戶的體驗，通過簡單的語音、眨眼或手勢操作，進行信息檢索，隨時記錄并分享所見所聞。比如基于數(shù)字頭盔開發(fā)的導覽裝備，當觀眾面對文物時，通過簡單的語音發(fā)聲令系統(tǒng)得到指令，便可在受眾眼前呈現(xiàn)出文物的文化歷史圖文背景、發(fā)掘現(xiàn)場錄像甚至三維虛擬墓葬，通過肢體動作，例如眨眼等便可向系統(tǒng)下達指令，拍攝眼前文物發(fā)掘現(xiàn)場的場景，實現(xiàn)共享。此外，可穿戴式設備還可以利用增強現(xiàn)實技術帶給觀眾時空穿越，仿佛進入真實現(xiàn)場的美妙體驗。

（四）全息互動應用系統(tǒng)

全息互動應用目前被廣泛地用于文博領域。博物館早期一般運用的是幻影成像技術，觀眾只能在一個方向上欣賞文物或動態(tài)影像，目前這種技術已經(jīng)越來越少見，多被嶄新的虛空成像、霧幕成像所取代，使觀眾能從不同方向和視角看到懸在半空的帶旋轉(zhuǎn)的文物。此外，這種技術還能與觀眾互動，即借助3D全息互動應用，可以修復文物，讓觀眾見到文物復原后的形態(tài)，從而充分激發(fā)觀眾的興趣。如在銅坐龍的展覽現(xiàn)場，三維模型會懸在半空之中，而通過互動激光筆，觀眾可將模型任意旋轉(zhuǎn)，從各個角度去鑒賞文物。

（五）基于體感的現(xiàn)場互動屏

文物自身所蘊含的信息，除了文字、圖像、聲音、動態(tài)影像等外，還應該包括人類的本體感覺，比如手感、嗅覺、體位的感覺，等等。對于觀眾來說，他們更希望能夠?qū)崿F(xiàn)與文物的互動，所以需要有更多沉浸式互動設備來滿足到場觀眾的要求。例如通過數(shù)字手套、數(shù)字頭盔等增強現(xiàn)實技術，在博物館內(nèi)開展互動體驗。此外，觀眾還能與虛擬文物進行影像整合，并在博物館現(xiàn)場將“合影”照片打印出來。

我國是具有悠久歷史的文明古國，有著豐富多彩、彌足珍貴的歷史文化遺產(chǎn)，它蘊含著中華民族精神價值、思維方式、想象力、創(chuàng)造力和生命力，是各民族智慧的結(jié)晶，也是全人類文明的瑰寶。所以，文物保護工作歷來都是關注的重心，尤其在新時代、新形勢下，更需要新技術、新方法的支持。今天我們挖掘利用各種新興的信息技術來保護文物，正是秉持這樣一種思想。文物終有消亡的一天，但是它的“精魂”、它所蘊含的信息要永遠被記錄與傳承下去。所以，實現(xiàn)文物數(shù)字化的保護是非常必要及時的，它既是文物自身不可再生屬性的需要，也是信息社會大眾共享文物信息的需求使然。