檔案展覽虛擬仿真教學實踐平臺建設

文/北京聯合大學應用文理學院 葉莎莎 曹瑩（通訊作者） 吳靜怡

檔案展覽主要以館藏文字、照片、手稿或靜態實物為展覽對象，通常以紙質檔案和實物檔案展覽為主。由于不少檔案較為珍貴，一些年代久遠的檔案脆弱、易損，甚至難以復制，這些問題導致檔案展覽成本較高，且互動性較弱。在教學過程中，檔案專業學生很難有機會體驗到檔案展陳的布置方法和步驟。虛擬仿真技術憑借其成本低、操作互動性強等優勢，可適用于檔案布展、檔案修復等實驗教學，能夠為學生提供便捷的實踐教學環境。

通過檔案展覽虛擬仿真實踐平臺，可以幫助學生加深對檔案展覽的理解，掌握檔案展陳設計的方法和流程。本文在檔案展覽虛擬仿真平臺建設基礎上，以北京地區“三山”“五園”老照片為例，通過虛擬仿真檔案展陳設計實操流程，探索虛擬仿真平臺在檔案展覽實踐教學的具體應用，為檔案專業教學拓展新的實踐途徑。

一、檔案展覽虛擬仿真教學實踐平臺建設

（一）平臺設計開發思路。平臺設計開發圍繞高仿真展開，主要涉及幾個方面：首先是仿真實際的展覽環境，為了使學生能夠在虛擬的環境中感受到真實的展覽場景，所有的建筑空間三維模型均由實地進行數據采集，同時展覽過程中所用的展柜、展板以及輔助設備等，均參照專業實物進行等比例建模。其次是仿真實際的工作流程，經過系統翔實的前期調研，設計符合工作流程的功能模塊，梳理邏輯關系，優化交互設計，力爭無縫對接實際工作。最后是仿真的檔案，為了激發學生的學習興趣，在實際操作過程中產生身臨其境的感覺，平臺中所涉及的相關素材均來自真實的檔案資料，以“三山”“五園”老照片為例，所有的照片實物經數字化處理，進行專業的歸納整理備用。與此同時，這些電子素材不僅可以在本平臺內使用，還可以供其他跨專業文科綜合實驗教學使用，使這些寶貴的檔案資料充分發揮作用，體現其歷史價值。

（二）相關技術及虛擬仿真系統建立。1.模型搭建。本系統的三維模型主體基于3DMax進行搭建，少部分利用Z-Brush進行輔助。采用Edit Spline、Extrude、Bevel Profile、Lathe、Loft、Edit Poly等多種方法復合建模，選用VRayMtl類型材質球，通過調節反射、折射、高光等參數；使模型材質盡量接近實體，同時從前期采集的數字影像中，提取出清晰度高、真實感強的圖片，對適用物體的材質利用UVW等修改器進行貼圖處理，后期運用VRay、Target、Spot等各工具對模型中片面進行渲染，加入紋理細節，最終完成展覽環境、展柜展板以及相關設備等三維虛擬仿真。2.交互設計。本系統的交互功能基于Unity 3D引擎進行設計。由于Unity 3D良好的跨平臺性，不僅能夠滿足教學實踐的交互需求，同時也為系統今后的擴展升級提供了更多的可能性。隨著3R技術的發展，未來可以更加便捷地完成基于沉浸式虛擬現實、增強現實技術的平臺遷移。同時，為了方便學生實際操作，系統設計提供專用接口允許用戶上傳符合標準的數字檔案，并且通過這種方式，可以不斷豐富和擴展檔案資料庫。3.素材采集。本系統所使用的素材均來自真實的檔案資料，素材源具有一定的史料價值。為了高度還原其真實性，實物檔案均使用高精度三維掃描儀進行數字模型采集；紙質檔案則由專業人員搜集整理，進行數字化掃描，并使用Photoshop等軟件工具統一格式后導入系統。

二、檔案展覽虛擬仿真平臺使用設計流程

（一）選擇展館。首先，進入檔案展覽虛擬仿真平臺（如圖1所示），按內容提示和展覽需要選擇展館。目前可以從“海淀通史”“異形A”“異形B”等幾種不同展館中進行選擇。

圖1 展館選擇

（二）操作功能。1.視角切換。進入場館后首先展示的是該場館的俯視圖，可利用左下角工具欄的“45°/90°”切換不同角度，點擊“入口”可進入場館內部進行探索。2.視角控制。在場館內可以使用W、A、S、D或方向鍵上下左右控制視角移動。按“E”鍵可以開啟視角控制，開啟后用戶可以通過移動鼠標控制視角旋轉，利用鼠標滾輪或者上下鍵控制屏幕縮放。視角控制狀態下，菜單欄及工具欄將自動隱藏。再次按“E”鍵關閉視角控制，菜單欄和工具欄恢復顯示。3.道具擺放。這是展覽設計的關鍵一環。在場館內點擊左下角工具欄，可開啟編輯功能，顯示展柜和展品放置。選擇展柜或展品后，拖動到合適的區域即可放置。除少部分展品外，大多數展品需要先擺放展柜或展板，然后拖動道具欄中的展品，向展柜或展板中添加展品。在展柜和展品列表菜單中，根據不同類別的道具和展品預設分類，可按需查找。例如：可根據展覽墻的不同位置先擺放大小適合的展板，然后再在展板上放置照片等展品。4.道具調整。如果照片等展品擺放位置不合適，還可以靈活調整，直到滿意為止。當鼠標位于展品上，展品邊框變為黃色時，即可操作展品，長按鼠標右鍵不放可以觸發調整界面（包括移動、縮放、旋轉、刪除等），在對應位置松開鼠標確認選擇；右鍵點擊空白位置可取消當前操作。通過道具調整，可以優化展覽效果。5.快速截圖。當展覽布置完成時，可使用Q鍵截取當前視角看到的場景布局，并保存為圖片。點擊右上角按鈕打開菜單欄，包括幫助、保存、退出等。6.進度保存。保存將覆蓋當前選擇存檔，另存為將新建存檔。進度保存后，在下次進入展館時可選擇該項記錄，將還原擺放的場景；當不存在記錄時，可選擇進入新展館，進行擺放設計。7.素材上傳：該虛擬仿真平臺支持導入自定義檔案文件?？赏ㄟ^本地添加圖片素材或視頻素材。例如，添加圖片素材需將圖片文件放置在規定文件夾下，支持JPG、PNG格式。已添加的素材可在展品擺放功能的“自定義”分類下找到。通過自定義上傳圖片和視頻功能，可以自主進行個性化展覽設計。

（三）應用效果。本次虛擬仿真檔案展覽主要選用“三山”“五園”老照片作為效果示例。這批老照片包括香山、玉泉山、萬壽山、頤和園、圓明園、靜宜園、靜明園和暢春園的珍貴資料。通過前期設計和展板照片布置，將“三山”“五園”照片以虛擬仿真展覽形式進行展示，促進了學生檔案布展的動手實操能力，也能讓學生直觀地感受到檔案展覽的實際效果，具有較強的沉浸感。圖2是學生設計的北京頤和園一些經典老照片的展陳效果。

圖2 頤和園老照片展陳效果

三、檔案展覽虛擬仿真實踐教學分析

（一）檔案展覽虛擬仿真平臺特色分析。1.展館、布展道具類型多樣。虛擬仿真展覽平臺內置多種類型的展館，在一定程度上拓寬了展覽的多樣性，也有利于突出展覽主題。在展館內進行展陳設計時，可同時使用多種類型的布展道具，包括展板、展柜和其他道具等，大大增加了選擇空間，在布展手段上也較為多樣化，便于學生們自行選擇組合。2.沉浸感強，清晰直觀。虛擬仿真展覽平臺在進入場館后，采用第一人稱視角探索展館，給予用戶沉浸式體驗和強烈的代入感，同時能清晰直觀地展現出當前布展情況和展示效果。加上場館內逼真的模型設計，令用戶置身其中，沉浸感強烈。3.靈活易用，便于共享。虛擬仿真展覽平臺操作簡單，在布展操作時幾乎沒有限制，靈活度比較高。而且展品支持自定義，在形式和內容方面都給予了很高的自由度。由于該平臺為本地軟件，因此與人共享時，只需要拷貝文件夾就能實現全部文件資料的轉移，包括存檔文件，不受網絡等條件的限制，較為穩定。

（二）檔案展覽虛擬仿真實踐教學優勢。1.有利于檔案資源開發利用。在以往的檔案展覽中，檔案布展需要利用現有檔案館或其他場館，耗費大量時間精心設計展陳布局、挑選和準備陳列品、確定主題風格等，成本較高。通過虛擬仿真平臺建立檔案展覽，可以節省大量的人力、物力和財力。同時，在虛擬仿真檔案展覽教學平臺中參觀不會受到時間和空間的限制?？梢酝ㄟ^PC端隨時隨地進行展示，有效地促進了檔案宣傳，推動了檔案資源開發利用。通過自定義導入圖片和視頻，在一定程度上避免了檔案原件復制、轉移過程中可能出現的損毀情況，有利于檔案保護。與實體檔案展覽相比，虛擬仿真檔案展覽更能滿足用戶個性化需求，從而達到吸引用戶、擴大檔案展覽受眾范圍的目的，能進一步促進檔案資源開發利用。2.有利于促進檔案實踐教學。檔案展覽虛擬仿真平臺提供檔案展陳設計，內置素材豐富，交互性強。學生能夠對模擬展廳自行設計展陳布局，可以鍛煉學生的創造力和獨創性。通過實際操作能夠培養學生的動手能力，在實踐過程中不斷深化所學知識，加深對檔案布展過程的理解，同時也能在一定程度上激發學生的興趣，培養學習主動性。

通過虛擬仿真展覽平臺，還可以集中展示一些重要的檔案資料、匯編作品或展示一些學生的優秀布展成果。該平臺還可以作為教師在授課過程中展示資料、評估學生作業的輔助工具，供學生進行參考和學習。由于虛擬仿真展覽平臺能夠清楚地展示檔案布展情況，因此便于實驗教學中對布展效果進行評估，能夠直觀地再現檔案展館原貌，加深學生對布展方法及流程等知識的理解。利用虛擬仿真教學平臺進行檔案實踐教學，有利于促進檔案專業領域教學方式的革新和轉變，豐富學生對于檔案知識學習的渠道和方法，加快培養應用型檔案學人才。

四、結語

檔案展覽虛擬仿真平臺為檔案學專業解決教學實踐問題提供了有利的工具，拓寬了檔案實踐教學的渠道和方法，有利于促進檔案專業人才的培養。盡管檔案展覽虛擬仿真平臺還不夠完善，存在一些技術問題需要解決，但目前虛擬展覽平臺具備的功能特點以及應用效果，都對檔案實踐教學產生了積極影響。未來該平臺也將持續改進，學習其他虛擬仿真系統在專業領域教學的成功案例，不斷升級和完善，更好地促進檔案專業實踐教學的發展。