第三节?国外线上数字交互展示艺术概述
线上数字交互展示在欧美日等发达国家的应用已经比较成熟,在博物馆交互展示,文化遗产保护和推广,工业产品展示等方面均有广泛深入的应用,如今在欧美,无论是虚拟博物馆还是虚拟城市多是炙手可热的研究方向,许多风投资金看好这些研究方向相关的产业。相关产业也朝着该方向靠拢,从Google开发的 Google earth可以看出,其应用也在一步步向虚拟城市大方向发展。在原有的虚拟游览的基础上增加了很多实用性功能,努力让参与者成为软件的开发者和完善者。
三、美国汉普森网络虚拟博物馆
汉普森博物馆是一家以james kelly Hampson博士名字命名的专门展示密西西比河流域美国印第安人的村庄遗址中挖掘出的文物,该互联网展示不同于仅仅以展示推广为目的的虚拟展示,他还具有很高的学术研究价值,展示采用了网页嵌入三维展品的方式展示出土文物,点击展品图标,便可打开展示页面,查看展品相关息。
为了使体验者直观地感受到该广场当时的原貌,《key to Roma》展览中根据历史相关历史资料虚拟复原了奥古斯都广场,并通过kinect半沉浸式交互技术展示出来,体验者利用身体动作来控制摄像机并与虚拟展示场景进行交互,就如同真实地行走在虚拟环境之中,看到可交互的物体,用双手将其拉近并放大。体验者用双手夹住广场建筑顶部的塞拉匹斯石雕头像并将它拉至眼前进行观看。
二、实体交互技术(Tangible Interface)
《key to Roma》展览中展示了罗马奥古斯都和平祭坛上面的精美浮雕,为了让体验者能够直观地感受到这些浮雕在祭坛上所处的位置,制作团队采用了实体交互技术,将和平祭坛的三维模型打印出来,并将交互按钮安装在需要展示的浮雕相应位置,观众按动这些红色按钮,屏幕上的三维数字模型就会转到祭坛的相应位置展示该区域的浮雕。展览通过这种交互设计手段,将和平祭坛上的浮雕作品按照其在真实物体上的位置,通过一个实体模型组织起来。通过这种交互方式,体验者能够直观地感受到每一组浮雕在祭坛上的对应位置。
三、Leapmotion(厉动)手势识别技术(手电筒光照技术)
《Key to Roma》展览中利用Leapmotion手势设别技术还原彩绘浮雕的局部色彩,该展示应用了增强式虚拟展示中的空间增强展示技术。参观者只需用手指指向浮雕的某个部分,就会出现类似手电筒光照效果,在光照区域中的浮雕呈现出原本的色彩效果。这种基于空间增强现实的交互技术对于展示一些有着较多细节的文物来说是一种很好的人机交互手段。一些褪色或腐蚀严重的文物通过专家的数字化增强修复后,在展示时采用手电筒光照技术实时显示光照区域的还原或修复效果。
传统对于文物的研究方法一般是数字化研究和实物研究分开进行,但这样的研究阻碍了对研究对象的整体理解,因此采用基于空间增强现实(Spatial Augmented
Reality)交互手段将实物与数字化研究结果联系起来就显得尤为重要。如一些腐蚀较为严重的石碑、石刻上的浮雕和文字,采用手电筒光照技术将计算机增强渲染出的图像与真实物体结合起来,这样无论是出于研究目的还是虚拟展示都显著地增强了文物的自身内涵。另外,在一些易碎且珍贵的文物展示中参观体验者只需通过手指指点该展品的局部,无须接触它,即可完成对于该文物局部的交互式展示(文字图片说明、语音解说、增强的细节结构、填补残缺的部分等)。[7]该技术的基本原理是利用Leapmotion传感器识别参观者的手指方向,电脑中的特定软件自动在增强图像上加上受手指控制的动态遮罩,只显示圆形遮罩内的图像,再通过投影仪将的增强图像投射到实物上,对齐增强图像与实物上的图像,随着手指的移动,圆形遮罩内的增强图像也会随着实体的变化而变化,实现了类似手电筒光照果。
目前该技术还不能很好地配合环境光照明,展示时需要较弱的环境光,影响展品的光照效果,未来可以改进环境光的交互性,当参观者在与展品交互时降低光照强度,离开时恢复正常照明。
四、魔镜技术(See-through Augmented Reality)
《Key to Roma》展览中观众只要预先在手机、平板电脑里安装一个APP,或者访问指定的网站,通过手机或平板电脑的摄像头你就可以发现一个神奇的世界,比如当你将平板电脑的摄像头对准一段残缺的石质展品时,屏幕上展现的是修复后完整的数字模型,还可以从不同角度地查看,就如同将展品原地复原一样,这种技术很好地填补了的三维虚拟世界与实体之间的感官断层,将眼前的真实景象与虚拟物体完美地结合在一起。
魔镜技术在考古及博物馆虚拟展示中应用较早,已经有许多成熟的应用案例,早在2002年希腊的ARCHEOGUIDE (Augmented Reality-based Cultural Heritage On-
site GUIDE) 项目中就已经采用魔镜技术用于户外的增强现实模拟,该项目使用一台笔记本电脑和一个头戴式显示器,通过GPS和电子罗盘追踪参观者的位置和朝向,它能够使参观者在参观现实遗址的同时在显示器中无缝地合成还原的三维虚拟建筑,限于当时的条件,测试者需要背一个安放设备的背包,随着电脑技术的发展,如今的智能手机或平板电脑完全可以替代这些设备。[12]
在2013年制作的位于苏格兰东海岸的圣.安德鲁斯大教堂遗址的三维虚拟展示中,参观者只需要手持平板电脑在遗址中走动,将平板电脑摄像头对准遗址的某一区域,屏幕上就显示该区域的虚拟复原、结构,这种技术很好地填补了的三维虚拟世界与实体之间的感官断层。[13]
魔镜技术的基本原理是将虚拟摄像机与真实摄像机同步,由平板电脑中的GPS控制虚拟摄像机的位置,磁力计来同步控制虚拟摄像机的角度,加速计和陀螺仪控制摄像机的运动,并将虚拟三维物体同步合成到真实摄像机所拍摄的视频画面中。
五、四数字交互设计在博物馆虚拟展示中的发展趋势及相关思考
纵观当今全球博物馆虚拟展示发展现状,为了拓展博物馆展示内容的维度及时空深度,吸引更多的潜在的受众走进博物馆,在博物馆展示中采用数字交互技术已逐渐成为一种趋势,其展示技术也正朝着基于娱乐性、交互性的增强现实和沉浸式虚拟现实方向迈进。
增强式数字交互展示方面,基于魔镜技术和空间混合增强现实技术会越来越深入地与相关展示对象相结合,在挖掘其更深层面的文化意义和精神内涵的同时,让展示变得更具娱乐性。展示硬件方面除了近几年发展迅速的智能终端设备外(智能手机、平板电脑等),以Microsoft公司的Hololens全息眼镜,和Google公司的Google
Glasses为代表的新一代穿戴式设备正在开发研制中,将交互方式由手持式进一步转向穿戴式,使得基于魔镜技术的交互方式更自然,内容更真实。
全沉浸式数字交互展示方面,受展示分辨率、帧比等因素的限制,全沉浸式虚拟展示技术还存在这诸多不足,比如头戴式现实设备戴时间久了会有轻微的晕眩感,显示画面的分辨率还需要进一步提高,数字交互过程中靠近物体时会有像素感。Oculus rift公司最新出的Crescent Bay(星月湾)的原型机在某种程度上已经很好地解决了这些问题,更轻,几乎无延迟、无拖尾,活动更自由,画面更清晰,相信随着虚拟现实科技的发展,会涌现出更多更好的消费级交互设备,使得数字交互展示越来越具有吸引力,将博物馆变为传统文化与现代科技紧密地结合在一起的神奇之地。
科学技术往往是一把双刃剑,在应用数字交互技术的同时,应该理性地看待它,认清事物的本质,不应盲目地在博物馆虚拟展示中生搬硬套,应从展品的自身特点出发,有目的的应用数字交互技术。未来博物馆虚拟展示应重视以下两个方面的问题:一方面,由于虚拟现实软硬件技术发展迅速,其相应的理论研究有待进一步提升,在应用数字交互技术的同时应重视理论研究,如在强化交互式叙事、引导观众的交互行为等方面,认真分析虚拟展示中的物理逻辑和行为逻辑,以及交互设计在虚拟展示中对观众认知能力的影响。在交互设计五要素的指导下,设计好虚拟展示中的物理逻辑和行为逻辑,平衡两者之间的关系。[8]另一方面,随着高科技数字交互技术的快速发展,博物馆虚拟展示交互设计中应时刻注意不要破坏博物馆与生俱来的奇观化特性,所有的交互设计手段的应用应严格围绕着展示主体,保持展示形式和内容的平衡,不应本末倒置,使得观众对展品本体的关注度下降,从而破坏文物的本真奇观化特性,最终走向异化的深渊。[9]
本章主要以《Key to Rome》线下数字交互展示为例,较为全面地了解了交互设计在博物馆虚拟展示中应用的多样性,以及给展示对象带来的维度及时空深度上的拓展,并进一步探讨线下数字交互展示未来的发展趋势及应注意的相关问题。在当今社会全球化、数字化、网络化进程加快,及消费级数字交互硬件的高速发展的背景之下,线下数字交互展示必须顺应社会发展趋势,逐步渗透到社会各行各业应用中。博物馆数字交互展示改变了传统文物线性的展示方法,突出交互式、多线性叙事特征,充分利用现代虚拟现实技术拓展展示的时空结构,还原文物的原本面貌,加强人与人、人与物之间的沟通,在娱乐、体验中感知文物存在的方式与价值。其展示概念也由博物馆为中心逐渐转变为以受众群体为中心,并在新的数字技术的支持下进一步细分受众群体,让展示变得更具人性化。在设计3.0时代,线下数字交互展示在民族文化的传承、交流与发展方面有着极为重要的作用,对于实现实现中华民族伟大复兴的中国梦也有着积极的现实意义。
参考文献
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[10]Hyung-Sang Cho1, Binara Lee2, Sora Lee2, Youngjae Kim1, Yongjoo Cho2,Seung-Mook Kang3, Soyon Park3, Kyoung Shin Park1, and Minsoo Hahn1,
The Development of a Collaborative Virtual Heritage Edutainment System with Tangible Interfaces. 1Digital Media Laboratory, Information and
Communications University,517-10 Dogok-dong, Gangnam-gu, Seoul 135-854, Koreahaemosu@icu.ac.kr2 Division of Media Technology, Sangmyung
University,7 Hongji-dong, Jongno-gu, Seoul, 110-743, Korea 3 Department of Media Art, Jeonju University, 1200 Hyoja-dong, Wansan-gu, Jeonju,
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[11]Meehae Song,Thomas Elias,Wolfgang Mueller-Wittig ,Using the Chinese Calligraphy brush as a tangible user interface tool in virtual
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[13]Lisa Dow, Anne Campbell, Alan Miller, John McCaffery, Iain Oliver, C. J. Davies, Sarah Kennedy and C Allison,An Immersive Platform for Collaborative Projects. School of Computer Science University of St Andrews,2014 IEEE.