西南联大数字化博物馆设计研究
田贤栋 云南师范大学
摘要： 西南联大博物馆作为弘扬和传承西南联大精神的物质载体和教育场所，具有特殊的身份和现实意义，但由于受展陈环境、展陈形式、地理位置、时间空间等诸多因素的影响，不能满足参观者的全部需求，博物馆的实用价值受到一定程度的制约。在社会经济和信息技术的迅猛发展的背景下，充分借用数字技术和互联网技术的数字化博物馆便成为了一种很好的补充，观众可不受时间地点约束，随时随地获取博物馆的资料信息。本文将围绕数字博物馆的基本概念、与传统博物馆的对比、实用价值、设计规划进行探讨。
关键词： 西南联大 博物馆展陈 数字化 设计构思
随着科技不断革新，信息化步伐加快，数字化信息资源作为一种特殊的资源，散布在全球各个角落，俨然成为当下信息传播交流不可或缺的一部分。将数字技术和网络技术应用于文化传播和创意产业领域，成为一种高效的传播手段。在此背景下，传统博物馆面临着新的挑战和历史机遇，借助数字技术和互联网的发展，推进博物馆数字化建设，不仅能满足群众对快速增长的数字文化需求，也为博物馆领域的建设和发展拓宽了思路。
一、数字博物馆的基本概念
数字博物馆（Digital Museum）是基于数字技术和互联网技术的发展，在传统博物馆的拓展应用而诞生的。世界上比较注重传统文化的国家如欧美、日本、我国台湾地区等，对数字化博物馆的建设和推广尤为重视，在该领域取得了令人瞩目的成就。数字化博物馆和博物馆的数字化是两个不同的概念，后者可通俗的理解成对博物馆进行信息化建设。利用当今主流的数字媒体技术，计算机网络技术、自动控制等技术手段对传统博物馆进行门户网站建设，对馆内藏品进行数字化保护、文物库数字化管理、破损文物和旧址数字复原、虚拟展陈等。
总之，无论采用何种技术手段，最终目的是利用计算机平台将传统馆藏文物资料数字化、信息化处理，以一种新的展陈方式传递给观众，真正实现博物馆资源社会共享。
二、数字博物馆与传统博物馆的对比
（一）传统博物馆缺点
传统博物馆通常使用透明的储物柜对文物进行展陈，但庞大的数量给馆藏文物保管工作带来诸多不便。这种传统的方式也容易受到展陈环境、时间、空间等因素的影响。尤其是特殊的珍贵文物，不便长时间展览，只能放在库房保管收藏，观众也就失去了参观的机会。这种传播的局限性阻碍了博物馆资源社会共享，最终影响了博物馆的公众服务和社会教育。传统博物馆参观路线基本都是固定的，无法自由选择。馆内陈列的多为实物藏品、展板、图文资料，比较单调乏味。如果展品比较微小或残缺破损，就无法向观众传递完整的信息。展陈历史环境背景资料时，观众只能根据图文资料去想象当时的环境，缺乏趣味性和互动性。
（二）数字博物馆优势
数字化博物馆通过建立展品信息化数据档案，进而实现藏品的数字化保护和展陈。不仅节约了文物的存储空间，也方便博物馆工作人员对藏品进行高效管理、深入研究文物和相关数据统计。数字化博物馆可摆脱展出时间、交通安全、活动经费等因素的限制，参观者可随时通过互联网远程访问数字博物馆。对于学校广大师生而言，数字博物馆拓宽了文化传播的范围，极大丰富了课堂教学和学生课外活动的需求，对传统博物馆自身价值的发掘和长远发展起到了积极的推动作用。在陈列展示方面，数字化博物馆可通过PC 端或移动设备在网上进行检索，观众通过PC 端选择自己感兴趣的展品超级链接，自主选择参观路线和浏览内容。此外，全息投影技术、VR 虚拟现实技术的应用在展陈方式上发挥了巨大的作用，该技术可以使观众获得身临其境般的感受。融合了多种学科的三维漫游动画技术，应用于数字化博物馆展示中，通过复原或重建一个仿真的虚拟场景，极大增强了展览的趣味性和知识性。比如，观众通过观看西南联大旧址复原的三维漫游动画，进一步了解这座战时大学所处的艰苦环境，感叹联大“刚毅坚卓”的精神。
三、西南联大博数字化博物馆的实用价值
相较数字博物馆而言，传统实体博物馆参观者多为该领域有深入研究的学者，来此了解自己感兴趣的内容或开展某项研究工作。虽然参观者大多以学习为目的，但该群体比例不是很高。有学者曾对我国博物馆参观的群体做过一次不完全的数据统计，学生群体大约只占到参观者的25%-40%。结果出人意料，这个数据远远未达到博物馆为受众提供第二课堂的标准。造成个现象的的原因显而易见：首先很多群体对博物馆认识不够，简单的认为博物馆是收藏文物、供历史学家研究活动场所；其次博物馆的访客也受地理位置的局限，受众无法亲临现场；最后受时间因素的影响，参观者只能被限定指定的时间段进参观。诸多非主观因素在很大程度限制了群众到博物馆参观学习，西南联大博数字化博物馆的出现就完美解决了受客观原因不能亲临实体博物馆的问题，实现了远程化传播，西南联大博物馆的教育功能得到了最大限度的发挥。
参与问卷调查的全科住院医师规范化培训学员共计94人，其中2017级38人，2016级34人，2015级22人。男性24人（25.53%），女性70人（74.47%）。通过CET-4者47人，通过CET-6者43人，其他4人。本科学历85人，硕士8人，博士1人。
（一）数字化展示与陈列
再有就是要加强对教师自身的安全知识培训与学习，加强自身素质的提高也很有必要。如：经常性地开设各种法制、心理健康等安全知识专题讲座，不定期开展安全知识竞赛等活动，加强对各种常见安全事件发生的防范措施和应急处理方法等所进行的讲解和示范，切实把安全管理与安全教育有机地结合起来很有必要。
（二）数字化典藏与保护
3.全息投影展示。全息投影技术（Front-Projected Holographic Display）又名虚拟成像技术，利用光的干涉和衍射物理现象通过特殊装置记录和再现物体真实立体影像的一种成像技术。全息投影装置一般为倒置的金字塔状，将四个方向的三维画面映射在装置内呈现悬浮立体影像，营造一种出亦幻亦真的未来科技感，展示效果具有很强的纵深感。联大众多名人大师如梅贻琦、蒋梦麟、张伯苓、闻一多、梁思成等；联大历史建筑遗迹，比如西南联大大门、铁皮教室、纪念碑，石雕火炬柱等，均可采用全息投影展示，再配以解说文字和背景音乐，观赏的趣味极大增强，会吸引更多参观者驻足观看。
1.360 度全景虚拟展示。全景漫游系统的实现相对简单，可利用专业数码相机环绕360 度拍摄一组实景照片，后期使用Photoshop进行无缝处理拼接一张高质量的全景图像，通过网络技术在PC 端或智能移动终端上显示，并为其添加人机交互控制模块。游客在浏览场景时，拖动鼠标或手指控制观察的视角，可上下左右移动，可推进拉远视角，可放大缩小观察范围，使观众有一种身临其境的感觉。该系统技术起点高，但成本低廉，现场真实感强烈，导览性和交互操作性强。
（三）远程化传播与教育
西南联大数字化博物馆的建设，涵盖了新媒体艺术、设计艺术、动画艺术、传播学、遗产保护、计算机网络等多学科交叉的特点。引进现代先进的科学技术建设数字化博物馆是适应新时代发展的必然需要，其实用价值可概括如下：
四、西南联大数字博物馆的设计构思
（一）展陈内容
试验段施工前，对下路床顶高程、中线、宽度、平整度、压实度进行验收。检验合格后，根据设计导线点恢复该段的路线中桩及边桩，安排人员洒出路基中、边线。
（二）技术实现
西南联大数字化博物馆是基于计算机网络技术、实景虚拟技术、三维建模技术、数字动画技术、全息投影技术、虚拟现实技术（VR）、人机交互技术、特种视效技术等，将现实存在的西南联大历史名人、文物遗迹，藏品、实体博物馆等，通过数字化平台建设对观众提供相关虚拟展示，用于数字化保护、远程教育以及研究等服务。
（三）展陈形式
数字化档案的文种形式、载体形式、表达形式都具有多样性，因此数字化档案信息具有多源异构的特点，要建立统一的档案信息关联模型，需要分别采用不同的特征提取方法对多种类型的档案进行特征提取，其中特征信息可能包括时间、人物、地点、类型、保管期限、著录机构等。有的特征信息可以通过著录项获取，有的特征信息需要使用模式识别等人工智能技术从档案内容中提取，这些特征信息都是档案的属性数据，不同的属性数据分属不同的特征视图，将提取到的特征按照不同的视图分别构建特征关联图，再使用数据融合技术融合多个视图下的特征关联图，最终得到档案信息关联模型。为了描述方便，对档案关联模型中的基本元素进行如下定义：
由于拍摄的高质量图片能高度还原真实的现场光影环境和展品的质感，观众在浏览时仿佛身临其境，具有强烈的现场感。全景漫游系统另一个优点是数据量小，对电脑硬件要求不高，网络访问非常灵活。
2.三维虚拟交互展示。通过收集西南联大历史资料，利用3D 建模技术将已经消失的西南联大校舍及周边环境地形进行复原，搭建出原校舍三维模型、周边环境等场景，将模型导入虚拟现实编辑平台Unity 3D 进行虚拟漫游系统的编辑与开发。在该平台可完成第一人称摄影机视角的控制、刚体碰撞检测、旁白提示音、信息弹出提示框等控制，实现用户与三维虚拟场景的人机交互。虚拟仿真的复原场景，让观众在PC 端即可感受到同实体展厅一样的游览体验，如果借助VR穿戴设备，观众可完全沉浸于虚拟场景中，还能与参观者产生互动。
西南联大博物馆于1985年建馆，作为联大旧址，这里是全国有关西南联大馆藏资料最多最集中的博物馆。馆内展陈内容包含了西南联大历史变迁、“一二.一”运动历史展、李公朴和闻一多先生生平事迹等内容。此外，可供参观瞻仰的历史遗迹有国立西南联合大学纪念碑、国立西南联合大学原教室、“一二.一”运动四烈士墓、梅园、三校纪念亭、民主草坪、李公朴和闻一多先生衣冠冢、国立昆明师范学院纪念柱、镌刻有闻一多撰写的《一二.一运动始末记》的石雕火炬纪念柱等14处。西南联大在昆办学期间众多名人大师，如梅贻琦、蒋梦麟、张伯苓、闻一多、梁思成等历史资料。
西南联大博物馆是联大历史保护和传承的主要载体，也是联大文物收藏、历史研究、文化传播和办学背景展示的平台。作为联大遗产收藏地，对藏品管理主要有两个方面的目的：一是保护展品的安全，防止文物丢失及损坏；二是研究文物内涵，为社会上的研究和学习之需提供方便，充分发挥历史文物的价值。推动西南联大数字化博物馆的建设，完成文物遗迹的数字化存档，可以有效减少展品实物流动，方便博物馆的日常管理，有助于提高工作效率，并从根本上解决联大文物遗产的收藏、保护和利用等问题。
4.移动终端扫码展示。将前期制作好的多媒体图文信息、数字动画作品或虚拟交互系统通过互联网技术手段生成一个二维码链接。游客在参观时，通过智能手机扫描二维码就能轻松获取博物馆展品的各类多媒体介绍资料，还可以自主选择虚拟游览路线，查阅自己感兴趣的内容。这种展陈方式让观众摆脱受参观时间和空间的限制，相较于传统博物馆单一的陈列、缺乏趣味性而言，起到一个很好的补充。
五、总结
西南联大博物馆作为联大精神的物质载体和教育场所，见证了中国教育史上的伟大奇迹，见证了师生爱国壮举，见证了“一二 一”民主运动的历程。对广大群众特别是青少年学生群体进行爱国主义教育、革命传统教育、培育民族精神、践行社会主义核心价值观具有特殊的意义。
西南联大时期遗留下来的珍贵历史文物、名人遗迹，纪念碑等是博物馆与观众沟通的重要方式。数字化博物馆将这些珍贵的历史资料（比如照片、纪念品等）进行信息化处理，通过多媒体技术手段制作出生动形象的虚拟展示效果，参观者通过浏览馆内数字化平台展陈的内容，就能轻松获取丰富多彩的信息资源。访问数字化博物馆网站时，观众可在不同的展示模块之间自由切换，无论是查看展品、浏览资讯还是参与学习讨论，都非常方便，仿佛身临其境。随着科技不断革新，博物馆对数字技术应用的步伐也明显加快，博物馆展陈方式也由传统封闭式展馆向灵活开放的虚拟展馆过度，参观者足不出户就能获得身临其境的参观体验。
步入新的历史时期，西南联大数字化博物馆通过虚拟现实技术、360 全景展示技术、三维图形图像技术、计算机网络技术、全息投影技术、多媒体视效技术等，将西南联大实体博物馆中的历史文物、藏品、复原旧址通过声光电手段，以虚拟三维立体的方式呈现于广大参观者面前。进入数字化博物馆，观众可根据自己的需要在馆内任意浏览，观看各种文物藏品的三维模型、人机交互动画、VR 虚拟现实，还可通过扫二维码查阅多媒体图文信息资料介绍等。
那天，由于老房子要拆迁，我回去整理旧物，发现西屋墙上挂着一件茅草做的衣服，上面蒙了厚厚一层灰，父亲走过来，轻轻拍去上面的灰尘，有些伤感地告诉我这是爷爷留下的蓑衣，在父亲的诉说声中，我的思绪也仿佛回到那个久远的年代。
在新媒体技术的助力下，西南联大精神和爱国主义教育通过数字化博物馆，用现代数字化、信息化途径加以快速便捷、形象生动的展示和传播，联大精神必将成为经典的历史文化遗产而不断地得到传承和弘扬！
参考文献
[1]刘茂利.数字化博物馆建设探索[J].产业与科技论坛,2018,17（15）
[2]王玉龙.哈尔滨工业大学博物馆虚拟漫游系统设计及艺术特征研究[D].哈尔滨工业大学,2013.
基金项目
本文为2018年云南师范大学研究生科研创新基金项目“西南联大数字化博物馆设计研究”研究成果之一，项目编号：yjs2018141）
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作者简介
田贤栋（1989.11-）男，汉族，河南商城人，硕士研究生，单位：云南师范大学,研究方向：三维动画、虚拟现实、数字媒体艺术。