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6第2章关键技术及框架研究 25第3章基于Unity3d交互式数字博物馆的设计 40第4章交互式数字博物馆展馆功能实现 65第5章总结与展望 68参考文献 70致谢 75英文摘要第1章绪论基于Untiy3D的交互式数字博物馆的设计与实现-76--1-、艺术欣赏价值或具有历史研究意义的代表自然和人类文化遗产的物品进行进行分类保藏、陈列、研究、分类的场所,它作为一种文化交互机构或社会公共机构,负责为公众提供知识、教育和欣赏等功能[1][2]。博物馆通过各种方式、手段向公众传播藏品内容,具有一定的社会教育意义,有助于提高全民科学文化水平,丰富人们的精神生活。博物馆已经成为社会活动的重要组成部分。随着社会的发展,传统的实体博物馆由于自身的地域性、时间性等限制,其运营形式已无法满足其公众的需求。例如,现行的实体博物馆展览形式多为封闭型,人参与是被动的,这种展览形式主要是利用展柜、展品等组合方式进行展出[3]。这种展出方式是在有限的空间内通过展出部分藏品,参观者只能隔着厚重的玻璃或者围栏对展品进行被动的、远距离的观赏、研究。基于不断完善的计算机网络技术、三维图形图像显示技术、虚拟现实技术等,使藏品展现更趋向于利用网络进行虚拟仿真的数字展示。Web3D技术是实现虚拟现实的一种新技术。实时渲染、无限交互以及优化和压缩是VR的重要特点,因此Web3D技术让基于网页的虚拟现实更易于实现。运用Web3D技术将传统实体博物馆资源虚拟数字化,可以极大地增强博物馆及展品的表现能力。虽然数字博物馆在我国已得到广泛的应用,开发者运用虚拟现实技术,把实体博物馆展品进行仿真显示和查看展品信息,解决了传统博物馆的时间、空间、地域限制。然则现行数字博物馆缺乏藏品与人之间的信息互动,参观者没有自主选择性,只能对预先设定好的简单的浏览。这种运营形式过于固定,人是被动性的接受展品,缺乏自主选择性,同时也使展品与其相关数据之间缺乏交互性,使后台维护性不高。交互式数字博物馆利用虚拟现实技术,将现实中的展品进行数字化,着重以“人”为核心,减少现以漫游为主的数字博物馆在展品展出中的固定性和局限性,英文摘要第1章绪论基于Untiy3D的交互式数字博物馆的设计与实现-2--75-提高人机交互性,充分发挥用户的想象力,对数字博物馆进行布展,使其获得最佳的人机互动体验。:“数字博物馆是实体博物馆向外打开的另一扇窗口。”通过数字博物馆,可以把实体博物馆的信息、馆藏数字化,运用互联网技术以一种方便快捷、灵活的方式展现下人们的面前,使人们在任何地点只需使用互联网便可以参观、查询所需要的博物馆相关信息。交互式数字博物馆,是在现行的虚拟博物馆的基础上着重加强人机交互性能。重点关注用户可以在任何时间、场合下根据自己意愿充分地发挥想象力,对博物馆进行布展设计、查询藏品相关信息及对藏品细节进行全方位浏览。它可以让没有时间或因为地域原因而无法参观博物馆的人充分了解藏品信息,提高藏品信息的利用价值,是广泛传播博物馆文化的重要渠道。这不仅增加用户与藏品间的沟通、参观的便捷性,同时也增添了博物馆给公众带来的乐趣,从而使人们对博物馆有充分的了解。交互式数字博物馆不仅具有交互性、便捷性,用户还可以把自己的布展效果图通过互联网与其他用户进行交流,增强爱好者的互动性。而对于博物馆的管理者,可以根据藏品爱好者的布展效果图进行博物馆实体布展,吸引更多的公众到实体博物馆进行参观。如许既精准的传播了藏品的信息,又为科学、教育研究和布展设计提供了有效的资料,使藏品意义、价值得以最大的体现。综上所述,交互式数字博物馆的研究意义体现如下:(1)交互式数字博物馆是对实体博物馆的虚拟现实化。把现实世界中的藏品的基础信息、外形数字化,基于Web3D技术展现在人们面前。它是实体藏品的仿真化。(2)交互式数字博物馆改变了现行数字博物馆的“给予”展出形式。以“人”为中心,积极调动用户的设计思维和空间想象力,使布展设计灵活多变。交互性使得用户可以凭据自己的喜好、想法对博物馆馆藏展览方式、展览地点进行设计。通过对展品信息、细节的查看,增加了人与物的互动,激发人的参与热情,使其从无尽的乐趣中获得知识。英文摘要第1章绪论基于Untiy3D的交互式数字博物馆的设计与实现-4--3-(3)打破实体博物馆区域、时间、自然条件等因素的限制。交互式数字博物馆为由于各种原因而无法到实体博物馆参观的爱好者提供良好的获取知识的渠道。(4)增进了博物馆灵活多变性。博物馆通过来自各地用户的布展效果图对博物馆进行实体布展,从而吸引更多的人参观、体验真实博物馆。(5)观众参与度高、寓教于乐。现代博物馆已融入教育行业,它以教育、科学研究和娱乐为目的,是社会及其发展的有效动力资源。交互式数字博物馆使参观者在互动中接展品所传达的相关信,相比实体博物馆的展示方式,更能吸引观众参与学习。(6)展出藏品动态加载。交互式数字博物馆的数字藏品可以动态更新,并不是固定于程序之中,便于系统维护。(7)理论研究与实际应用相结合。数字博物馆的交互展示存在对现行的前沿技术的依赖性。它是前沿技术的表现形式,是人文精神的另一种展现方式,是博物馆展览形式趣味化、娱乐化、游戏化与公共教育发展趋势的有机融合。(8)交互式数字博物馆是智慧城市的有机组成部分。智慧城市的目标是为人类构建更便捷的生活,促进社会协调、绿色可持续发展,这成为当今时代的发展主题和趋势。交互式数字博物馆作为其组成部分,需跟上时代的步伐。,随着计算机技术的日渐发展与普及,国外的学者相继提出了把计算机技术运用在博物馆领域[4]。数字博物馆的研究最早源于美国,后在欧洲、亚洲得以兴起。伴随着相关技术的发展,数字博物馆的研究从理论转变为实践。数字博物馆通常被定义为:“把一般博物馆的收藏、研究、娱乐、展示、教育等功能用数字化方式表现出来的博物馆”[5]。具资料记载,数字博物馆最早的实践应用被认为是1990年美忆”计划,该计划预期将美国国会图书馆珍藏的有关美国历史、文化等相关资料进行数字化,如手稿、印刷文本、影像、书籍、录音等,基于数据库并通过网络手段,让所有公众用户都能便捷地阅读这些数字资源英文摘要第1章绪论基于Untiy3D的交互式数字博物馆的设计与实现-4--75-[6][7]。伴随技术发展的日新月异,很多发达国家使数字博物馆藏品的数字化逐渐从二维拍照转为三维扫描记录方式,并且其后出现了虚拟博物馆、移动博物馆等。Web3D技术被用于构建三维互动虚拟博物馆,并且通过这种方式向人们传播知识。例如基于Flashi3d技术所搭建的虚拟日本艺术博物馆(TheVirtualMuseumofJapaneseArts)、意大利的纺织品艺术虚拟博物馆(Italianvirtualmuseumoftextilearts)等。1998年,随着《数字地球——理解21实际我们所居住的星球》中数字地球概念的提出及其随后的发展,使人类明白,数字博物馆发的馆藏资源数字化只是其中的一部分,数字博物馆还应该对实体博物馆及其相关现象进行基于数字化的管理与认知[8]。自2009年以来,美国、日本、欧盟等相继提出物联网、大数据、云计算等发展战略,并对智慧的系统具有的特征进行概括:感知的透彻性,物联网的全面性,智能化的深入性。我国的数字博物馆建设从上世纪90年代初起步,进入21世纪,随着文博信息化项目的开展,我国建设了许多关于文物相关的数据库管理系统,数字博物馆的应用得到快速发展[9]。如今国内涌现出了一大批的虚拟展览馆,如中国数字科技馆等。目前国内数字博物馆的应用实践主要集中在三个方面:数字资源采集开发、数字资源展示利用和博物馆管理信息化[10]。然而国内关于数字博物的理论研究方面还有一定的欠缺,呈现出单一显示、交互性弱等特征。与国外的博物馆数字化、发展规模相比,中国的数字博物馆的建设还有一些不足的方面,所以国内关于数字博物馆的研究还有一定的发展空间[11]。随着计算机技术的日新月异,建立数字博物馆的开发工具也在不断更替。VRML虚拟现实模型语言是早期虚拟展览馆开发工具的常用语言,其发展形势盛况空前。如丹麦的Unity3D、美国的idTech、国际标注VRML和X3D、Macromedia公司的Shockwave和Flash3d、Valve公司的Source、Act-3D公司的Quest3d、Microsoft公司的Blend3d等[12]。而在国内自主开发构建数字博物馆的相关软件比较少并且起步较晚,虽发展进几年有所加快,但与国外相比还是有一定的距离[13]。英文摘要