【业务交流】虚拟现实技术在档案展陈中的应用探讨
2019-05-31 来源: 中国档案杂志 【字体:   打印

  随着科学技术的发展,尤其是计算机技术的迅猛发展,出现了许多以计算机技术为础的高新技术。虚拟现实技术(Virtual Reality,以下简称“VR技术”) 作为一种集计算机图形学、多媒体技术、人工智能、传感及实时计算机技术于一体的新技术,已经给人们的生活、工作、学习等方面带来了改变。本文探讨了VR技术在档案展陈中的应用前景、应用原则及存在问题,以期为今后档案工作者科学地运用VR技术提供一种新的思路。

  VR技术概述及原理

  1.VR技术概述

  VR技术是现代仿真技术的一个重要发展方向,是一种多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真。VR技术实现了虚拟世界与观察者之间的信息交互,给人以更逼真的体验,为人们探索宏观和微观世界中事物运动的变化规律提供了极大的便利,因而VR技术被誉为人机接口技术的一场深刻革命。作为一项划时代的技术,VR技术的沉浸性、交互性、多感知性等特点让这项技术应用在展陈方面具有很大优势。与传统展示方式相比,VR技术的展示形式更加多维、复杂。传统的展陈方式注重人的一种或两种感知体验(即听觉和视觉),而VR技术则是将人的视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉结合在一起,形成多重感知体系,这是其他技术所不能及的。不仅如此,利用交互设备,人们可成为虚拟世界的直接参与者,体验虚拟的事物,获得与真实世界相同的体验与感受。此外,虚拟场景的保存具有持久性的特点。这是因为虚拟场景的保存通常以计算机或网络云为存储介质,不随存储时间和地点的变化而发生改变。

  2.VR技术的应用原理

  当人们观察现实世界时,由于双眼的位置不同,使得看到的图像略有不同,这种差别能让人感知到深度,让事物看起来立体。VR技术正是利用这种视觉差异,替人的双眼安排不同的画面,从而让人们感觉到画面的立体性。VR系统通常由软件和硬件两部分组成,软件主要用于构造虚拟场景、图形显示、输入输出接口,而硬件主要用于建立人机之间的知觉反馈。VR系统中涉及的软件技术包括眼球追踪技术、大空间定位技术、三维图形实时成像技术等。眼球追踪技术是通过传感器实时捕捉人眼所看到的图像,再根据图像的特征反算出人眼的注视点,从而实现对眼球追踪的功能。大空间定位技术是通过捕捉使用者的运动轨迹,计算出人们所在空间中任意时刻的坐标值。三维图形实时成像技术是指将特定对象的三维模型经过几何变换、透视处理、扫描转换、渲染着色等处理后,在设备上实时显示具有“真实感”图像的技术。该技术的关键是图像的实时生成,关系到显示效果的真实性和可信性。VR系统中的硬件主要包括头部定位传感器、立体显示仪、连接传感器以及操纵装置等设备。传感器用于测量使用者身体的移动信息,操纵装置用于控制和反馈虚拟系统与使用者之间的交互信息,连接装置则起到数据传输的作用。在软硬件技术的支持下,使用者可利用交互设备改变他在虚拟世界所看到的景象。当使用者移动时,他在虚拟场景中也会以同样的方式移动;当使用者向左(右)观察时,系统就会识别这一动作,并立刻渲染出左(右)边的场景,使虚拟景象能够随着使用者目光的移动而不断变化。

  VR技术在档案展陈中的应用

  作为爱国主义教育基地,档案馆的职能在于将具有重要教育意义的档案文献展示给观众,让人们对档案文献的历史背景和文化内涵有一定深度的了解。因此,增加档案的宣传形式和手段,激发观众对档案展品的兴趣与求知欲,是档案展陈工作的一项重要任务。VR技术的出现给新时期的档案宣传工作带来了新的契机,它可以还原档案文献的原始状态,打破传统二维、静态展示的局限,解决档案展陈呈现效果形式单一的问题。

  1.VR技术在档案展陈中的应用

  VR技术给档案展陈工作带来了新的途径。与传统展陈方式相比,虚拟展陈不受展厅面积的影响,可根据需要制作任意规模的展陈,有效地解决了展陈空间不足的问题。同时,虚拟展陈受时间因素的影响也很小,档案部门只需从虚拟系统数据库中调取相应的主题展陈,就能让观众浏览到不同的展陈内容,这样可使档案宣传工作变得更为主动。在传统方式的展陈中,观众只能在展柜中看到一些静态的实物或图片,缺乏参与感,观展体验不佳。虚拟现实技术可充分发挥档案展陈与观众之间的互动性,观众可根据个人喜好任意浏览展品内容,同时根据系统内置的语音讲解系统收听相关的介绍,加深观众对档案文献的认知和理解。在此基础上,VR技术还可摆脱传统档案展陈“隔岸观火”的浏览方式,通过交互设备,观众可以用手“触碰”或“拿起”档案展品,实现与展品的“零距离”接触。不仅如此,运用VR技术可将档案记录的历史场景高度还原,让观众在历史时空中自由“穿越”,身临其境地体验档案记载的历史事件和背景。在实物档案保护方面,VR技术可有效解决展览中实物调取摆放和展品安全的问题,规避实物档案在展陈过程中的潜在风险。因此,VR技术应用在档案展陈中不仅能够充分发挥档案的宣传教育作用,提高社会对档案部门的认知度和满意度,还可起到保护档案的作用,可谓是一石多鸟。

  2.VR技术在档案展陈中的应用原则

  VR技术作为一种辅助的展陈方式,可成为传统档案展陈的补充手段。应用VR技术时,布展人员需根据档案馆的场地条件、经费情况以及展陈内容进行综合评估,不可盲目求新,一味地追求科技效果,避免因展陈形式繁多而造成空洞的结果。目前,VR技术仍处于起步阶段,为了使档案馆能够科学合理地运用好VR技术,笔者认为需要遵循以下两个原则:

  (1)真实性原则

  技术变革在不断地改变着档案展陈方式的同时,新颖的表现手段也不断地增强着档案展陈的趣味性与互动性。VR技术生动直接的表现方式,能给观众留下深刻的印象,让展示内容快速地被观众所牢记。但同样地,一旦虚拟展品内容不准确,就会误导观众,使之得到错误的认知。因此,在对虚拟展品进行建模时,要遵从真实性原则,始终坚持科学严谨的态度,严把虚拟展品内容的审核关。

  (2)合理性原则

  目前,虚拟观展仍是一个相对复杂的体验,需要佩戴虚拟交互设备,并在专人的指导下进行。为了保证人们的观展体验,避免因人数过多导致交互设备和专业指导人员不足的问题,应合理制定虚拟展陈体验方案,控制观展人数。此外,在配置虚拟设备时,要充分考虑到经费预算和空间利用的问题。设计时, 应根据档案展厅场地条件,科学地规划每个虚拟展区所需面积,同时优化虚拟设备配置的数量,避免因设备闲置而造成浪费。

  3.VR技术应用中存在的问题

  作为一种新兴的技术,VR技术在档案部门中要做到大量推广仍有很多技术瓶颈有待突破。

  (1)无法解决的不适感

  三维的虚拟场景对于观众而言是陌生的,当观众进入一个全新的虚拟感官场景时,由于眼前的景象与人体实际动作存在差异,或者在立体场景中缺乏必要的指引和参照物时,往往会出现类似晕车的不适感。不仅如此,长时间佩戴VR头盔还会使人眼产生疲劳感和酸痛感。另外,目前大多数虚拟交互设备仍过于冗余复杂,佩戴设备时,人的头部处于半封闭或全封闭状态,对于初次体验者而言,往往很难在短时间内适应,故而设计更加简单、轻便的VR设备应成为未来VR硬件厂家要重点解决的问题。

  (2)无法超高精度还原“真实感”

  目前,由于屏显技术和带宽水平的限制,观众通过交互设备看到的虚拟场景仍有很强的像素感和颗粒感,无法达到人眼难以识别的地步。这是因为,要做到“欺骗肉眼”的条件,交互设备的屏幕像素分辨率需达到4096×2160。要满足4K的分辨率,对显示设备的制作工艺和数据的传输速度都有很高的要求。因此,只有随着5G网络的进一步普及和显示技术的不断升级,VR显像技术才能真正做到“欺骗肉眼”的逼真感。

  (3)高昂的应用成本

  VR技术高昂的应用成本主要体现在虚拟展品的制作上,这是因为要建立起和实际档案展品信息相匹配的虚拟模型是一个复杂的过程,需要投入大量的人力成本、时间成本及技术成本。例如,在构建虚拟档案展品模型时,首先需要数据团队对展品的各项参数指标进行全方位采集,再由图形处理团队将采集的数据传输、录入、处理,最后美工团队进行图形拼接和渲染等,才能完成一件虚拟展品的初步制作。此外,运用VR技术时还需要硬件设备的支持,但就目前来看,单价高达上千元甚至上万元的交互设备,让一些预算相对紧张的档案部门望尘莫及。综上所述,高昂的应用成本是制约当前VR技术在档案展陈中应用的一个重要因素。

  虚拟现实技术的出现为档案展陈工作带来新的契机,丰富了档案宣传教育的手段,提高了档案工作的服务质量。但是,展陈的成功与否,不是取决于其运用了多少“高大上”的技术,而是在于人们在观展后所获得知识的多少。如果仅仅是为了更多地吸引人们的关注而盲目地强调新技术的运用,却忽视了档案展陈内容本身,这无疑是本末倒置。因此,档案部门应结合自身的业务需求和实际情况,科学地探索出VR技术在档案领域中的创新应用之路。

  

  作者单位:中国银保监会消保局、国家档案局科研所

  文章来源:《中国档案》2019年第3期