论文部分内容阅读
【摘要】三维数字化技术的发展，使其能够在多领域得到广泛应用，当前我国博物馆的数字化建设借助三维数字化技术的有效利用取得良好成效。随着博物馆数字化、信息化建设的不断深入，如何将已有的数字化成果进行有效应用，成为博物馆需要重点思考的问题。本文拟通过对伪满皇宫博物院三维藏品展示系统的技术实现、场景应用进行分析，为博物馆数字化成果的展示应用提供一些建议和思考。
【关键词】三维数字化；在线展示；伪满皇宫博物院
【中图分类号】G264 【文献标识码】A
我国拥有悠久而又璀璨的文明，同时也拥有数量众多、价值珍贵的文物。随着数字化、信息化技术的深入发展和应用，不仅便捷了人们的生活，同时也为文物数字化带来了前所未有的发展契机。信息时代的发展，对肩负着传递历史发展信息使命的博物馆来说，提出了新的要求。
三维数字化技术是近年来广泛应用于文博领域的新技术手段，因其具有还原性高、复制性强等技术特点，三维数字化技术被应用到可移动文物数字化、文物保护单位数字化、博物馆场馆数字化等领域，为文博行业的业务管理、宣传展示等提供了全新的方式、方法。
伪满皇宫博物院作为全国重点文物保护单位、全国爱国主义教育基地，一直高度重视博物馆数字化、信息化发展，在有效利用三维数字化技术的基础上，深入挖掘藏品三维数字化后的应用场景，积极推动博物院藏品三维数据的展示和利用，为宣传爱国主义教育和传播中华文明不断进行新的尝试。
一、三维数字化技术概述
三维数字化技术又称“实景复制技术”，是从复杂实体或实景中重建目标的三维数据及模型，它通过高速激光扫描测量或其他扫描测量的方法，对确定目标的整体或局部进行的全自动高精度步进测量，获取目标的线、面、体、空间等三维实测数据并进行高精度的三维逆向建模。
三维数字化技术在文化遗产领域的应用，起初见于文物修复、文物保护等应用层面，并集合文物的数据成果标准衍生出了文物三维数字化的采集和加工标准，三维数字化技术在文化遗产领域逐步建立规范。随着我国社会经济水平的快速发展，社会公众对于文物的关注程度不断提高，博物馆中静贮的实体文物和文物高清二维图像已无法满足人们对于文物的好奇和对文物背后知识的渴求。馆藏文物的三维数字化技术需要进行升级，以满足更为新颖、更具吸引力的展示和传播需求。
三维数字化技术在文物的三维扫描和加工过程中能够为文物提供高精度的几何和纹理信息，但由于当前信息化发展的局限性，無法将这些完整且全面的数据进行大范围展示，仅能通过离线形式在单一的设备上进行查看和分析，这对于进一步扩大文物数据的传播范围形成阻碍。因此，结合三维数字化技术的更新换代和文物的传播展示层面要求，伪满皇宫博物院对于馆藏文物的三维数据展示做出了整体部署和分布实施的计划。
二、伪满皇宫博物院三维藏品展示系统开发分析
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统的开发，借助三维数字化技术作为底层支撑，从必要性和合理性两方面进行开发分析：
（一）系统开发必要性
伪满皇宫博物院典藏的近七万件珍贵文物，相当一部分都是国家一、二级文物，伪满皇宫博物院已对馆藏的273件精品文物进行了三维数字化建模。随着伪满皇宫博物院藏品三维数字化工作的深入推进，如何利用好已有的数字化成果，成为摆在博物院管理者面前的难题。因此，伪满皇宫博物院积极展开技术和业务调研，在全国范围内考察了国内数字博物馆和智慧博物馆建设经验丰富的文博机构，并结合当下实际需求，开发一套能够进行三维藏品在线展示及交流的平台。
（二）系统开发合理性
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统的开发，秉承合法性、兼容性、安全性、可扩展性等原则，从用户角度、业务角度进行深入分析：
1.用户使用范围广
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统的用户包括博物院领导、业务部门管理人员、专家学者、游客等群体，系统在设计的过程中采用咨询法、问卷调查法等方法对用户进行调研，使系统能够满足用户群体的需要，从而激发用户的使用意愿，进而形成良性循环，不断推动系统完善。
2.满足实际业务要求
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统的设计，从藏品展示、藏品研究、推广宣传等业务角度进行分析。第一，在藏品展示方面，三维展示的信息更为丰富、立体、全面，展示效果远远超过二维平面的单一展示。第二、在藏品研究方面，三维藏品信息能够借助互联网的快速通道，将研究成果更便捷、高效地进行交流，推动不同层次的专家学者进行观点和意见的沟通。第三、在推广宣传方面，三维藏品在线展示能够为互联网、移动互联网等网络渠道进行推广，也能够为基于三维数据的VR、AR应用场景提供数据支持。
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统在经过必要性和合理性分析，并经过专家学者的论证后和多次实地调研后进行开发。相关建设思路将在下文中阐述。
三、伪满皇宫博物院三维藏品展示系统建设思路
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统在经过多次调研分析、论证后，明确了开发建设思路。
（一）藏品元数据构建
伪满皇宫博物院基于三维扫描技术进行了馆藏精品文物的三维数字化，这些新型数据的产生，与原有的藏品本体数据及业务数据产生极大关联，并随着技术支持手段日新月异，需要进行整体规划和长远考虑。藏品数据作为博物院数据的核心，在业务管理、宣传展示、研究保护等方面，有不可替代的作用，为能够应对博物院未来的业务扩展，适应大数据、云计算等新技术在文博领域的应用。藏品需要建立元数据，元数据的构建将系统设计时同步进行，将藏品的本体数据、管理数据、影像数据、三维数据等数据规格根据伪满皇宫博物院数据标准进行统一规划，保证未来藏品数据在进行深层次技术应用时能够提供基础支持。
（二）系统注重数据观察及数据关联关系构建 伪满皇宫博物院三维藏品展示系统作为一个对博物院内、外部打通，扩大博物院影响力的在线平台。需要在藏品元数据的基础上，根据博物院藏品特色构建关联关系库。例如，博物院的七宝烧，其制作工艺可与景泰蓝的制作工艺构建关联关系，并进行数据分析，比对和研究两者间的区别与联系。同时三维藏品展示系统的开发，也为社会公众，尤其是对伪满时期的历史、建筑、文物感兴趣的群体提供一个交流平台。社会公众因关注文物产生的数据同样需要与藏品数据进行关联，并进行数据积累，从而充实藏品数字资源，为未来的大数据分析与应用提供海量数据。
（三）注重系统运行轻量化
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统在规划设计时，充分考虑了未来应用端轻量化的趋势，系统开发将规避应用承载，直接为用户提供服务。经过系统开发和实施方案部署，伪满皇宫博物院三维藏品展示系统能够在数据层面，将博物院的三维藏品数据进行在线展示，在应用层面，能够适应不同终端的使用。在用户层面，兼顾不同层次社会群体关于三维文物展示的需求。并在未来期望借云服务的优势，不断优化访问方式方法，拉进用户与用户、用户与数据、数据与数据之间的距离。
四、伪满皇宫博物院三维藏品展示系统应用成效
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统自上线以来，受到了不同领域用户的欢迎，也在专家和学者的指导下不断进行升级和完善，以期朝着更完美的方向前进，系统主要具有以下特点：
（一）流畅性
三维藏品展示系统中的三维数据，是系统的核心数据。经过对数据加载速度和平台荷载量的评估，三维藏品展示系统突破了过去三维数据无法在网站进行跨平台、无插件访问的技术壁垒，使更多高清的文物三维模型流畅地呈现在网站上，使更多的藏品多维度信息能够流畅地传播到更多平台上，更大化发挥文物的艺术、文化价值。
（二）开放性
在三维藏品展示系统中，不同权限的用户浏览操作不同的三维藏品数据，这些用户根据身份被划分为超级管理员、普通管理员、普通用户、专业用户。系统通过功能和权限隔离的方式，保证了核心功能及数据向特定用户开放的目标。但与此同时，系统中的各类用户可以围绕三维藏品进行讨论和交流，让系统始终保持活跃度和开放度。
（三）安全性
三维藏品展示系统的安全设置，包括了用户安全、数据安全、网络安全三个方面的准备。在用户安全保障上，系统虽然提供了评论、交流、分享等功能，但是对于陌生用户之间的交流采用掩码方式进行保护，从而能够保证用户信息在展示端不受窃取。在数据安全保障上，数据进行了加密传输和特定通道传输，并根据数据活跃度设置合理的备份机制。在网络安全保障上，系统通过用户身份鉴别、数据访问控制等措置进行控制。
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统的上线使用，为伪满皇宫博物院的管理和宣传工作促成以下成效：
1.促进了跨部门资源共享与业务协同
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统建设从三维藏品数据共享的角度为整合各部门在相关领域的资源树立了标杆，有力地促进了各部门业务流程的优化整合，提高博物院的运行效率。三维藏品展示所带来的协同研究方式促使更多的民间力量加入中国东北那段特殊历史的考究中来，推动了历史文化的研究发展进程。
2.推动了博物院服务水平提升
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统通过有效整合藏品、专家等资源，可为博物院内部工作人员和社会公众提供全面的、个性化及多样化的服务，转变了伪满皇宫博物院服务模式，提升了伪满皇宫博物院的公共服务水平。
（3）提升了博物院科研成果转化效率
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统对于博物馆科研，尤其是三维在线展示博物館相关项目研究具有重要意义。
五、伪满皇宫博物院三维藏品展示系统前景展望
在政策层面，伪满皇宫博物院将加快对国家文博数字化、信息化建设的政策消化，围绕目前诸如三维藏品展示系统等较为成熟的服务平台进行扩展，将博物馆的数字化、信息化水平进行提升，以面对当前文博领域更为复杂的管理和利用问题。
在技术层面，三维藏品展示系统的发布，有效利用三维数字化技术解决了部分博物院藏品保护与利用问题，有赖于技术的更迭，未来三维藏品展示系统将借助5G技术等高速网络环境及设施升级，突破当前更高精度数据无法进行快速传播的技术瓶颈。
在应用层面，随着用户量的积累和数据量的快速增长，三维藏品展示系统的底层架构将嵌入智慧博物馆的大环境中，与博物馆、外部机构等进行更深层次的数据关联，促进万物互联互通的应用场景早日到来。
六、结语
伪满皇宫博物院利用目前较为成熟的三维数字化技术，结合文博领域在藏品管理、研究、利用的需求，对藏品的本体数据与围绕本体数据衍生的业务管理数据、对外服务数据等数据的管理和应用做了一次尝试，随着时代的发展和技术进步，这种尝试还将持续不断进行。应该注意到，文博领域的资源开放共享已经成为社会公众的迫切需求，文博单位应更多提供优质内容与信息，伪满皇宫博物院建设的三维藏品展示系统，仍需要不断优化，探索更多数据应用新模式。
参考文献：
[1]沈晓峰，汪清.苏州博物馆藏品三维展示方式研究[J].软件导刊，2014（11）.
[2]侯荣旭，杨庆林.网络环境下三维虚拟展示技术的应用研究[J].电脑知识与技术，2011（27）.
[3]刘军，耿国华.文化遗址的三维真实感建模与虚拟展示技术[J].计算机工程，2010（20）.
[4]马凤娟，李涛.基于Web3D的网上三维地球科学博物馆构建研究[J].软件导刊，2012（9）.
[5]王婷.文物真三维数字建模技术在秦始皇兵马俑博物馆中的应用——以一号坑陶俑为例[J].文物保护与考古科学，2012（4）.
作者简介：艾雪松（1977-），男，吉林农安人，汉族，研究方向：智慧博物馆建设、博物馆新媒体运营；王志强（1965-），男，汉族，吉林长春人，研究方向：博物馆发展、运营；魏薇（1978-），女，吉林长春人，汉族，研究方向：博物馆新媒体建设、运营；徐建民（1978-），男，山东东营人，汉族，研究方向：文物数字化及文物数字化应用、智慧博物馆建设。
【关键词】三维数字化；在线展示；伪满皇宫博物院
【中图分类号】G264 【文献标识码】A
我国拥有悠久而又璀璨的文明，同时也拥有数量众多、价值珍贵的文物。随着数字化、信息化技术的深入发展和应用，不仅便捷了人们的生活，同时也为文物数字化带来了前所未有的发展契机。信息时代的发展，对肩负着传递历史发展信息使命的博物馆来说，提出了新的要求。
三维数字化技术是近年来广泛应用于文博领域的新技术手段，因其具有还原性高、复制性强等技术特点，三维数字化技术被应用到可移动文物数字化、文物保护单位数字化、博物馆场馆数字化等领域，为文博行业的业务管理、宣传展示等提供了全新的方式、方法。
伪满皇宫博物院作为全国重点文物保护单位、全国爱国主义教育基地，一直高度重视博物馆数字化、信息化发展，在有效利用三维数字化技术的基础上，深入挖掘藏品三维数字化后的应用场景，积极推动博物院藏品三维数据的展示和利用，为宣传爱国主义教育和传播中华文明不断进行新的尝试。
一、三维数字化技术概述
三维数字化技术又称“实景复制技术”，是从复杂实体或实景中重建目标的三维数据及模型，它通过高速激光扫描测量或其他扫描测量的方法，对确定目标的整体或局部进行的全自动高精度步进测量，获取目标的线、面、体、空间等三维实测数据并进行高精度的三维逆向建模。
三维数字化技术在文化遗产领域的应用，起初见于文物修复、文物保护等应用层面，并集合文物的数据成果标准衍生出了文物三维数字化的采集和加工标准，三维数字化技术在文化遗产领域逐步建立规范。随着我国社会经济水平的快速发展，社会公众对于文物的关注程度不断提高，博物馆中静贮的实体文物和文物高清二维图像已无法满足人们对于文物的好奇和对文物背后知识的渴求。馆藏文物的三维数字化技术需要进行升级，以满足更为新颖、更具吸引力的展示和传播需求。
三维数字化技术在文物的三维扫描和加工过程中能够为文物提供高精度的几何和纹理信息，但由于当前信息化发展的局限性，無法将这些完整且全面的数据进行大范围展示，仅能通过离线形式在单一的设备上进行查看和分析，这对于进一步扩大文物数据的传播范围形成阻碍。因此，结合三维数字化技术的更新换代和文物的传播展示层面要求，伪满皇宫博物院对于馆藏文物的三维数据展示做出了整体部署和分布实施的计划。
二、伪满皇宫博物院三维藏品展示系统开发分析
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统的开发，借助三维数字化技术作为底层支撑，从必要性和合理性两方面进行开发分析：
（一）系统开发必要性
伪满皇宫博物院典藏的近七万件珍贵文物，相当一部分都是国家一、二级文物，伪满皇宫博物院已对馆藏的273件精品文物进行了三维数字化建模。随着伪满皇宫博物院藏品三维数字化工作的深入推进，如何利用好已有的数字化成果，成为摆在博物院管理者面前的难题。因此，伪满皇宫博物院积极展开技术和业务调研，在全国范围内考察了国内数字博物馆和智慧博物馆建设经验丰富的文博机构，并结合当下实际需求，开发一套能够进行三维藏品在线展示及交流的平台。
（二）系统开发合理性
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统的开发，秉承合法性、兼容性、安全性、可扩展性等原则，从用户角度、业务角度进行深入分析：
1.用户使用范围广
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统的用户包括博物院领导、业务部门管理人员、专家学者、游客等群体，系统在设计的过程中采用咨询法、问卷调查法等方法对用户进行调研，使系统能够满足用户群体的需要，从而激发用户的使用意愿，进而形成良性循环，不断推动系统完善。
2.满足实际业务要求
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统的设计，从藏品展示、藏品研究、推广宣传等业务角度进行分析。第一，在藏品展示方面，三维展示的信息更为丰富、立体、全面，展示效果远远超过二维平面的单一展示。第二、在藏品研究方面，三维藏品信息能够借助互联网的快速通道，将研究成果更便捷、高效地进行交流，推动不同层次的专家学者进行观点和意见的沟通。第三、在推广宣传方面，三维藏品在线展示能够为互联网、移动互联网等网络渠道进行推广，也能够为基于三维数据的VR、AR应用场景提供数据支持。
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统在经过必要性和合理性分析，并经过专家学者的论证后和多次实地调研后进行开发。相关建设思路将在下文中阐述。
三、伪满皇宫博物院三维藏品展示系统建设思路
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统在经过多次调研分析、论证后，明确了开发建设思路。
（一）藏品元数据构建
伪满皇宫博物院基于三维扫描技术进行了馆藏精品文物的三维数字化，这些新型数据的产生，与原有的藏品本体数据及业务数据产生极大关联，并随着技术支持手段日新月异，需要进行整体规划和长远考虑。藏品数据作为博物院数据的核心，在业务管理、宣传展示、研究保护等方面，有不可替代的作用，为能够应对博物院未来的业务扩展，适应大数据、云计算等新技术在文博领域的应用。藏品需要建立元数据，元数据的构建将系统设计时同步进行，将藏品的本体数据、管理数据、影像数据、三维数据等数据规格根据伪满皇宫博物院数据标准进行统一规划，保证未来藏品数据在进行深层次技术应用时能够提供基础支持。
（二）系统注重数据观察及数据关联关系构建 伪满皇宫博物院三维藏品展示系统作为一个对博物院内、外部打通，扩大博物院影响力的在线平台。需要在藏品元数据的基础上，根据博物院藏品特色构建关联关系库。例如，博物院的七宝烧，其制作工艺可与景泰蓝的制作工艺构建关联关系，并进行数据分析，比对和研究两者间的区别与联系。同时三维藏品展示系统的开发，也为社会公众，尤其是对伪满时期的历史、建筑、文物感兴趣的群体提供一个交流平台。社会公众因关注文物产生的数据同样需要与藏品数据进行关联，并进行数据积累，从而充实藏品数字资源，为未来的大数据分析与应用提供海量数据。
（三）注重系统运行轻量化
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统在规划设计时，充分考虑了未来应用端轻量化的趋势，系统开发将规避应用承载，直接为用户提供服务。经过系统开发和实施方案部署，伪满皇宫博物院三维藏品展示系统能够在数据层面，将博物院的三维藏品数据进行在线展示，在应用层面，能够适应不同终端的使用。在用户层面，兼顾不同层次社会群体关于三维文物展示的需求。并在未来期望借云服务的优势，不断优化访问方式方法，拉进用户与用户、用户与数据、数据与数据之间的距离。
四、伪满皇宫博物院三维藏品展示系统应用成效
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统自上线以来，受到了不同领域用户的欢迎，也在专家和学者的指导下不断进行升级和完善，以期朝着更完美的方向前进，系统主要具有以下特点：
（一）流畅性
三维藏品展示系统中的三维数据，是系统的核心数据。经过对数据加载速度和平台荷载量的评估，三维藏品展示系统突破了过去三维数据无法在网站进行跨平台、无插件访问的技术壁垒，使更多高清的文物三维模型流畅地呈现在网站上，使更多的藏品多维度信息能够流畅地传播到更多平台上，更大化发挥文物的艺术、文化价值。
（二）开放性
在三维藏品展示系统中，不同权限的用户浏览操作不同的三维藏品数据，这些用户根据身份被划分为超级管理员、普通管理员、普通用户、专业用户。系统通过功能和权限隔离的方式，保证了核心功能及数据向特定用户开放的目标。但与此同时，系统中的各类用户可以围绕三维藏品进行讨论和交流，让系统始终保持活跃度和开放度。
（三）安全性
三维藏品展示系统的安全设置，包括了用户安全、数据安全、网络安全三个方面的准备。在用户安全保障上，系统虽然提供了评论、交流、分享等功能，但是对于陌生用户之间的交流采用掩码方式进行保护，从而能够保证用户信息在展示端不受窃取。在数据安全保障上，数据进行了加密传输和特定通道传输，并根据数据活跃度设置合理的备份机制。在网络安全保障上，系统通过用户身份鉴别、数据访问控制等措置进行控制。
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统的上线使用，为伪满皇宫博物院的管理和宣传工作促成以下成效：
1.促进了跨部门资源共享与业务协同
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统建设从三维藏品数据共享的角度为整合各部门在相关领域的资源树立了标杆，有力地促进了各部门业务流程的优化整合，提高博物院的运行效率。三维藏品展示所带来的协同研究方式促使更多的民间力量加入中国东北那段特殊历史的考究中来，推动了历史文化的研究发展进程。
2.推动了博物院服务水平提升
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统通过有效整合藏品、专家等资源，可为博物院内部工作人员和社会公众提供全面的、个性化及多样化的服务，转变了伪满皇宫博物院服务模式，提升了伪满皇宫博物院的公共服务水平。
（3）提升了博物院科研成果转化效率
伪满皇宫博物院三维藏品展示系统对于博物馆科研，尤其是三维在线展示博物館相关项目研究具有重要意义。
五、伪满皇宫博物院三维藏品展示系统前景展望
在政策层面，伪满皇宫博物院将加快对国家文博数字化、信息化建设的政策消化，围绕目前诸如三维藏品展示系统等较为成熟的服务平台进行扩展，将博物馆的数字化、信息化水平进行提升，以面对当前文博领域更为复杂的管理和利用问题。
在技术层面，三维藏品展示系统的发布，有效利用三维数字化技术解决了部分博物院藏品保护与利用问题，有赖于技术的更迭，未来三维藏品展示系统将借助5G技术等高速网络环境及设施升级，突破当前更高精度数据无法进行快速传播的技术瓶颈。
在应用层面，随着用户量的积累和数据量的快速增长，三维藏品展示系统的底层架构将嵌入智慧博物馆的大环境中，与博物馆、外部机构等进行更深层次的数据关联，促进万物互联互通的应用场景早日到来。
六、结语
伪满皇宫博物院利用目前较为成熟的三维数字化技术，结合文博领域在藏品管理、研究、利用的需求，对藏品的本体数据与围绕本体数据衍生的业务管理数据、对外服务数据等数据的管理和应用做了一次尝试，随着时代的发展和技术进步，这种尝试还将持续不断进行。应该注意到，文博领域的资源开放共享已经成为社会公众的迫切需求，文博单位应更多提供优质内容与信息，伪满皇宫博物院建设的三维藏品展示系统，仍需要不断优化，探索更多数据应用新模式。
参考文献：
[1]沈晓峰，汪清.苏州博物馆藏品三维展示方式研究[J].软件导刊，2014（11）.
[2]侯荣旭，杨庆林.网络环境下三维虚拟展示技术的应用研究[J].电脑知识与技术，2011（27）.
[3]刘军，耿国华.文化遗址的三维真实感建模与虚拟展示技术[J].计算机工程，2010（20）.
[4]马凤娟，李涛.基于Web3D的网上三维地球科学博物馆构建研究[J].软件导刊，2012（9）.
[5]王婷.文物真三维数字建模技术在秦始皇兵马俑博物馆中的应用——以一号坑陶俑为例[J].文物保护与考古科学，2012（4）.
作者简介：艾雪松（1977-），男，吉林农安人，汉族，研究方向：智慧博物馆建设、博物馆新媒体运营；王志强（1965-），男，汉族，吉林长春人，研究方向：博物馆发展、运营；魏薇（1978-），女，吉林长春人，汉族，研究方向：博物馆新媒体建设、运营；徐建民（1978-），男，山东东营人，汉族，研究方向：文物数字化及文物数字化应用、智慧博物馆建设。