吳昊天

（浙江大學(xué)，浙江 杭州 310063）

0 引言

由于新冠疫情的肆虐，以及越來越強大的科學(xué)技術(shù)，人們開始熱衷于在線博物館。這種新興的游覽形式吸引著國內(nèi)外學(xué)者的注意，眾多學(xué)者紛紛投入研究，對其進(jìn)行定義與概述。國務(wù)院于2015年頒發(fā)的《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》中，具體介紹了大數(shù)據(jù)的定義。大數(shù)據(jù)屬繁密的各類數(shù)據(jù)的集成，富有相當(dāng)?shù)闹匾?，不僅包含多樣化的種類，而且儲量龐大能夠迅速讀取。其作用是收集、儲存來源不同的信息內(nèi)容，同時對其進(jìn)行相關(guān)性分析。大數(shù)據(jù)技術(shù)是新時代下的科技成果，人們通過大數(shù)據(jù)能夠掌握更多更新的知識，創(chuàng)造出更有價值的內(nèi)容[1]。

大數(shù)據(jù)的主要有四大特點，簡稱4V特點，分別為Volume（大量）、Variety（多樣）、Velocity（高速）、Value（價值）[2]。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)展示技術(shù)在科技時代下已經(jīng)無法匹配數(shù)據(jù)處理的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是藝術(shù)設(shè)計逐漸和信息技術(shù)的融合，通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)呈現(xiàn)的展示設(shè)計成為當(dāng)前的流行趨勢。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能化移動終端快速普及與發(fā)展的背景下，產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為人類最終的戰(zhàn)略資源之一。

1 數(shù)據(jù)可視化

隨著計算機的出現(xiàn)衍生出數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，其最初的發(fā)展形式為計算機圖形學(xué)，興起于20世紀(jì)80年代。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的原理是將多元化的數(shù)據(jù)集采用圖形元素進(jìn)行展示，其數(shù)據(jù)圖會顯示關(guān)聯(lián)多項數(shù)據(jù)集。其次，數(shù)據(jù)的屬性采用不同維度的數(shù)據(jù)形式展現(xiàn)出來，有助于人們通過各個維度更細(xì)致深入地對數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察與研究。簡而言之?dāng)?shù)據(jù)可視化幫助人們簡化復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型，并轉(zhuǎn)化成圖形的形式，使信息數(shù)據(jù)更為簡潔明快從而盡快發(fā)現(xiàn)與掌握數(shù)據(jù)規(guī)律。大數(shù)據(jù)技術(shù)在不斷發(fā)展進(jìn)步，數(shù)據(jù)可視化也隨之改變。不論是內(nèi)涵還是外延較之前發(fā)生質(zhì)的升級。數(shù)據(jù)可視化從呈現(xiàn)圖形階段升級為集圖表、交互與分析于一體的綜合系統(tǒng)。當(dāng)前現(xiàn)有的文獻(xiàn)研究中關(guān)于大數(shù)據(jù)數(shù)字博物館內(nèi)容不多，少數(shù)研究內(nèi)容僅僅是針對某一數(shù)字博物館項目的可視化技術(shù)進(jìn)行探索，而系統(tǒng)性地整體進(jìn)行可視化技術(shù)與大數(shù)據(jù)數(shù)字博物館研究仍處于空白狀態(tài)[3]。

2 數(shù)據(jù)可視化實現(xiàn)步驟

（1）收集并查詢數(shù)據(jù)?，F(xiàn)階段界面設(shè)計工作者通常采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計和查詢形式進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析工作，然后保存進(jìn)數(shù)據(jù)庫中。（2）區(qū)別數(shù)據(jù)類別并進(jìn)行篩選。將清理后的數(shù)據(jù)按照具體情況進(jìn)行相關(guān)分析和分類，刪除無用數(shù)據(jù)保存有效數(shù)據(jù)。（3）利用不同數(shù)據(jù)源展開整體分析。首先利用大數(shù)據(jù)技術(shù)方法查詢數(shù)據(jù)信息，然后采用關(guān)聯(lián)分析法與復(fù)雜綜合比對分析法，將查詢到的數(shù)據(jù)和有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究比對，通過最終的結(jié)果探求信息所含的其他有價值的內(nèi)容。（4）數(shù)據(jù)可視化技術(shù)實現(xiàn)。通過可視化技術(shù)手段展現(xiàn)數(shù)據(jù)集的內(nèi)容，并結(jié)合其他手段如圖譜等可視化展現(xiàn)關(guān)聯(lián)關(guān)系，讓人們可以更容易了解關(guān)聯(lián)結(jié)果從而獲得更多的價值和感悟。另外可以利用當(dāng)前已有的可視化工具完成可視化的設(shè)計界面，或者是利用代碼開發(fā)等。常用的工具為JS+Ecahrts，但需要多項技術(shù)的支持，如實時更新、數(shù)據(jù)量供應(yīng)、平臺維護和后臺響應(yīng)等。當(dāng)前可視化工具更新后更為簡便快捷，其中以阿里dataV和FineReport最具代表性[4]。

3 博物館與數(shù)據(jù)可視化

博物館通過陳列展覽的方式進(jìn)行知識傳播，展現(xiàn)自身的社會價值，這種可視化形式一直以來為博物館所使用。但是這種形式與本文介紹的數(shù)據(jù)可視化截然不同，傳統(tǒng)形式的可視化只是最簡單的表現(xiàn)，并不具備任何技術(shù)含量。數(shù)據(jù)可視化在博物館數(shù)據(jù)化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，博物館的數(shù)據(jù)復(fù)雜繁多，包括研究與管理數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)與藏品數(shù)據(jù)，還有觀眾數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)在進(jìn)行整合梳理最終收入數(shù)據(jù)庫中，而博物館管理者以及任職數(shù)字化工作人員首要解決的問題就是怎樣利用這些數(shù)據(jù)且最大程度地發(fā)揮他們價值[5]。

博物館的本質(zhì)是向大眾展現(xiàn)可視化的內(nèi)容，以藝術(shù)類的博物館為例，“藝術(shù)家將內(nèi)在的構(gòu)思、想法通過藝術(shù)創(chuàng)作展現(xiàn)在大眾面前即是一種可視化的過程，對于數(shù)據(jù)可視化中使用的各種圖形、線條和圖案等元素，在藝術(shù)類圖像中也普遍運用，而且還包括圖譜、圖標(biāo)等現(xiàn)代藝術(shù)最常見的表達(dá)形式。”當(dāng)然其他類型的博物館也大都如此，雖然外在的表現(xiàn)形式千差萬別，但其構(gòu)成與理念基本相同。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)水平的作用不僅用于簡單的展示，其重點在于通過呈現(xiàn)出來的內(nèi)容發(fā)現(xiàn)其中的關(guān)聯(lián)和啟發(fā)，發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律與價值。當(dāng)前博物館數(shù)據(jù)可視化的核心就是發(fā)現(xiàn)?！皩D像、數(shù)據(jù)和現(xiàn)實世界相結(jié)合，建立一種更為簡單易懂的聯(lián)系，以視覺為媒介，通過思維認(rèn)知和知識生產(chǎn)獲得價值與啟發(fā)，這就是現(xiàn)代數(shù)據(jù)可視化的核心理念?！辈┪镳^數(shù)據(jù)可視化的意義在于引導(dǎo)人通過視覺層面發(fā)現(xiàn)圖像背后的價值，在此基礎(chǔ)上逐漸滲透到核心業(yè)務(wù)之中，推動博物館業(yè)務(wù)的成功轉(zhuǎn)型。在人工智能技術(shù)不斷進(jìn)步的背景下，博物館研究與數(shù)字人文的結(jié)合將更加成熟從而助于知識內(nèi)涵的凸顯，同時為研究拓展其他的思路和視野。在數(shù)字人文體系中可視化技術(shù)是占據(jù)主導(dǎo)地位的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，影響直觀形象的好壞和發(fā)布功能的順利完成，在數(shù)字人文比較中起到?jīng)Q定性作用。由此可見一個高質(zhì)量高水準(zhǔn)的博物館，可以選擇數(shù)據(jù)可視化形式實現(xiàn)自我升級。站在宏觀立場上，以多維度視角進(jìn)行探尋和挖掘，建立數(shù)字產(chǎn)品知識體系[6]。

4 國內(nèi)博物館數(shù)據(jù)可視化—以上海博物館為例

我國對于可視化技術(shù)的研究首先開始于設(shè)計領(lǐng)域，當(dāng)前國內(nèi)的博物館在建設(shè)數(shù)字化模式時在主題內(nèi)容和設(shè)計思維上明顯欠缺。隨著近幾年從西方國家引入數(shù)字人文理念后，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)開始在國內(nèi)各大博物館扎根。以上海博物館為例，2017年，上海博物館舉辦“遺我雙鯉魚：館藏明代吳門書畫家書札精品展”；次年完成多項數(shù)字中心項目，其中包括著名的董其昌數(shù)字人文項目[6]。

上海博物館數(shù)據(jù)中心項目在2018年5月完成大致雛形，該項目通過數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的運用，在博物館學(xué)的基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)管理與分析體系，其業(yè)務(wù)功能分為三項：一博物館收藏；二數(shù)據(jù)研究；三知識傳播。這三項業(yè)務(wù)基本包括館內(nèi)的業(yè)務(wù)工作內(nèi)容。研究人員采用科學(xué)的方式深入探尋業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，并對其開展定量分析，以可視化形式向大眾清楚地展現(xiàn)出來。為博物館的成功轉(zhuǎn)型奠定良好的基礎(chǔ)，實現(xiàn)“數(shù)據(jù)驅(qū)動”[7]。

上海博物館雙線推進(jìn)保證數(shù)據(jù)中心建設(shè)的情況下，加緊對數(shù)字人文項目的研究試驗。為更好地運用數(shù)字化技術(shù)研究傳統(tǒng)器物，基于館內(nèi)堅實的研究基礎(chǔ)和海量的珍藏品，將分析數(shù)據(jù)與藏品的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行有效融合。該項目的研究對象為明代書畫大家董其昌先生，參考比較國外藝術(shù)發(fā)展，以文人活動為探究方向，通過人工智能技術(shù)與歷史地理信息，還有研究對象的社會網(wǎng)絡(luò)關(guān)系這三者的有效結(jié)合，多維度進(jìn)行量化分析法和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)法，全面展現(xiàn)董其昌一生的活動軌跡。

該項目在表達(dá)董其昌于書畫技藝上的心路變化過程時，另辟蹊徑以過去常被忽略的人文脈絡(luò)的角度進(jìn)行研究，同時探討文人趣味。在研究董其昌本人的著述文獻(xiàn)以及年譜等資料后，研究人員開展其脈絡(luò)梳理，人文脈絡(luò)包括與其相關(guān)的傳承、游記、鑒藏和友人等等。利用可視化技術(shù)為觀眾呈現(xiàn)出一個具有綜合性的主題展示，通過“主體—表達(dá)—時代”的結(jié)構(gòu)展現(xiàn)其人生軌跡、重大事件以及不同的身份等，并且將這些復(fù)雜且邊界模糊的問題的影響與相互作用展現(xiàn)出來，為下一階段的數(shù)字形態(tài)奠定基礎(chǔ)。

該項目的另一個重要任務(wù)是向觀眾呈現(xiàn)出通俗唯美的數(shù)據(jù)表達(dá)形式。研究人員在繪制董其昌一生重大事件以及主要作品的年表時，采用多種可視化工具，例如Gephi、Python等。在年表中穿插開放式的歷史地圖，并留有歷史人物小傳資料庫（CBDB）。利用可視化技術(shù)有效組合董其昌一生的數(shù)據(jù)資料，觀眾能夠從全新角度探索歷史人物信息。

在項目版塊中概述研究董其昌書畫作品的部分集中在作品可視化版塊中，研究人員在這部分內(nèi)容的分析時采用新型的機器學(xué)習(xí)技術(shù)，將古代繪畫的各種元素與特點通過人工智能的形式進(jìn)行解析，機器自動抓取素材數(shù)據(jù)并進(jìn)行聚類。在機器算法的自動調(diào)整模式下，現(xiàn)階段已經(jīng)能夠自動提取出近千個素材特征元素，例如房屋、亭子、小舟、高山等等。建立精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)資料，便于后續(xù)的圖像聚類研究與匹配近似度等操作。

5 國外博物館數(shù)據(jù)可視化—以大英博物館為例

西方國家對于數(shù)字化建設(shè)運用較早，不僅創(chuàng)新性強且技術(shù)相對成熟。以大英博物館為例，在2019年該博物館通過谷歌藝術(shù)與文化實驗室進(jìn)行跨界合作，共同建立微型網(wǎng)站“ 世界博物館”。用戶可以在網(wǎng)站中看到不同文物的時間線，從而更好地與世界文化進(jìn)行聯(lián)系，了解各國歷史事件的同時查看博物館館長自己對于文物的評價。大英博物館建館以來所有的藏品都通過該項目進(jìn)行一次大展現(xiàn)，并且采用的是當(dāng)時最高水準(zhǔn)的WebGL 技術(shù)。設(shè)計者在網(wǎng)站的懸浮面板上將這些文物歸為五種類型，分別為“生與死”“宗教和信仰”“藝術(shù)與設(shè)計”“權(quán)利與身份”“貿(mào)易與沖突”。

設(shè)計者將時間軸安排在主界面的左側(cè)，公元前與公元后分別以AD、BC來表示。將文物來源的地域分為五個大洲：非洲、美洲、亞洲、歐洲、大洋洲，這五個色塊安排在主界面的底部，隨意點擊某一文物可自動彈出與其相關(guān)的資料介紹，并且別系統(tǒng)自動識別藏品的發(fā)源地。用戶可以自主進(jìn)行任一主題的查看，當(dāng)鼠標(biāo)轉(zhuǎn)動時，界面的時間軸與隨之變動，每件藏品與其年代背景在系統(tǒng)的操作下向用戶娓娓道來。

6 結(jié)語

綜上所述可知數(shù)據(jù)可視化于博物館實現(xiàn)數(shù)字化建設(shè)而言至關(guān)重要。人們利用數(shù)據(jù)挖掘出更多更有價值的內(nèi)容，不斷發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和運用數(shù)據(jù)成果，為人類的文明與進(jìn)步奠定基石。博物館數(shù)據(jù)可視化需要數(shù)代人長久不懈地努力和鉆研，只有融合時代發(fā)展才能真正為人類造福。