宁波博物院数字化展览案例解析:知识图谱与三维实景技术的应用

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摘要: 展览阐释不足是造成展览传播效果不如人意的主要原因。宁波博物院围绕展览阐释的要素——物、人和传播技术,运用数字化手段,设计开发了《鄞江送别图》知识图谱可视展示、基于三维实景数字化技术的数字展览和“‘丝绸之路’文化数字体验产品”等多个数字化展示项目,对提升博物馆传播效益进行了积极的探索和有益的尝试。

美国学者哈罗德·拉斯韦尔(Harold Dwight Lasswell,1902-1978)在其《社会传播的结构与功能》中,提出了被后人总结为“5W”的大众传播过程模式——谁(who),说了什么(say what),通过何种渠道(in which channel),说给谁(to whom),以及取得了什么效果(with what effect)。这一理论较为完善地描述了传播的基本过程,也明确了传播学的研究内容,其中效果研究是基本内容之一。当博物馆学界开始用传播学视角来研究博物馆时,人们认识到博物馆是向观众传播信息的公共文化服务机构。由于博物馆展览的观众数量多、社会影响力大,展览更多地具有了大众传播的媒介特征。因此,对展览传播效果的关注成为当前博物馆学研究的一个重要方向。

有学者认为,展览传播效果不佳的原因是阐释不到位。所谓“阐释”,是指采用某种沟通媒介,向观众传播藏品及其相关信息以促使观众参与的过程。由此可见,对藏品认识不够深入、对观众认知特征和行为习惯不够了解,以及没有运用合适的传播技术,成为了影响博物馆展览传播效果的三大负面因素。宁波博物院在近年来的展览实践中逐渐认识到阐释的重要性,也尝试运用数字化手段促进人与物的对话,力求提升博物馆传播收益。笔者以宁波博物院近年来的数字展览实践为案例,分析数字技术应用的初衷与得失,并以此文与同行探讨。

一、 《鄞江送别图》知识图谱的构建 可视化:深入揭示博物馆物的内涵  

图1 清陈韶《鄞江送别图》长卷(局部)

清陈韶《鄞江送别图》(图1)长卷所绘的是清康熙十八年(1679)万斯同、万言叔侄北上预修明史,一时诸黄门弟子与其旧交在甬上为之饯别的历史故事。该图对研究万斯同与《明史稿》、清初史学、浙东学派以及清初人物肖像画艺术提供了实物资料,具有极高的历史和艺术价值,是一件极具宁波地域特色的重要文物。然而,依靠目前较为传统的展陈手段,观众难以完整、有效地获得这件展品的所有知识信息。这严重影响了社会公众对《鄞江送别图》的价值认知。在此背景下,宁波博物院试图从文物信息数据的可视交互展示入手展开研究,探寻获得提高文物信息传播体量和效率的技术手段。

图2 《鄞江送别图》知识图谱

数据可视化是运用计算机图形学和图像处理技术,以图表、地图、标签云、动画或任何使内容更容易理解的图形方式来呈现数据,是一个以实际应用为主要面向的人机交互、图形学、图像学等多学科交叉的领域。博物馆天然地具有可视化的基因,展览作为一种视觉传达手段,一直是博物馆传播知识、履行社会公共服务职能的重要载体。但这种可视化只是物象或图景的展现,与数据可视化有着很大的不同。当前,博物馆领域已经开始数据可视化的尝试,但大多是将一些数据转换成图形或图像在屏幕直接或简单地显示,缺乏鼓励和引导观众发掘深层次信息、建立对展品的完整认知。宁波博物院希望在充分挖掘《鄞江送别图》文化内涵的基础上构建知识图谱(图2),并通过文物知识可视化与展示技术进行传播。

图3 《鄞江送别图》知识展示系统交互界面

这一项目包含两部分内容。一是采集文物知识信息并构建知识图谱。对物的认识不够充分,直接导致了展览阐释资源的短缺。因此拓宽研究视野、扩充展品知识“信息库”是向观众展现文物价值的前提,也是进行文物信息可视化工作的必要准备。过去对《鄞江送别图》的研究不够深入,仅从画中人物、创作背景、作者信息等维度进行考析。此次宁波博物院对《鄞江送别图》开展专题研究,以“画作考证”“画中人物”“题跋钤印”“画作题材”四个方面梳理出文物知识上千条。在此基础上,采用RDF模式进行信息提取,将文物知识中的实体及相互关系转变成具有良好二元关系并且最小数据冗余的数据。最终,这些经过结构化处理的三元组被赋予相应的标签并存储为CSV格式,使用Cypher语言导入到 Neo4j数据库中,完成知识图谱的构建。同时,构建面向图谱的知识检索与分析接口,为展示系统的构建提供支撑。二是设计构建基于语音和触觉感知的交互展示系统。知识图谱构建后,需要将其在展厅中进行可视交互展示(图3)。《鄞江送别图》知识展示系统以互动桌为载体,核心是智能语音和触觉感知交互系统。智能语音交互系统包含语音识别模块、自然语言理解模块、自然语言生成模块、语音合成模块和对话管理模块。《鄞江送别图》知识展示系统在技术上以Deep-FSMN声学模型为基础、开放式语音合成平台为辅,在形式上设计以万斯同为原型的语音自然交互人物,从而实现基于语音的基本服务对话及知识检索功能。触觉感知交互系统则包含后台服务器、无线(有线)传输系统,前端展示屏、交互触发器(触控笔等)以及语音播放与接收装置,构建一个高精度的触摸与定位系统,确保准确流畅地对观众的交互操作作出反馈。

对《鄞江送别图》文化内涵的深入挖掘、构建文物信息的知识图谱,并运用可视交互系统进行展示,优化了对这一展品的阐释方式。在以观众为中心的展览传播理念下,这一尝试一方面准备了海量知识并将其加工成易于理解的信息,满足了不同层次、不同年龄观众对信息获取的需求;另一方面通过可视交互技术避免了信息压迫的现象,观众可以自主选择看什么或不看什么,极大地改善观众的认知体验,提升观展收益。同时,基于展品研究的开发前提,也有效避免了以往展览运用新技术、新设备时容易出现的“两张皮”现象——即盲目追求高新技术和提供感官刺激,忽略内容阐释的效果。然而,《鄞江送别图》知识图谱及可视化的优势在于极大程度地展现物本身承载的信息,缺点在于容易忽略阐释的整体性。不难想象,在有明确主题和目标导向的展览中,任由观众自主选择并获取信息,很容易影响整个展览传播目的的实现。因此,如何合理运用技术,依据展览传播策略动态调整知识点层级的传播层级,展示和引导观众获取核心知识点,是这一项目未来关注的重点。

基于三维实景数字化技术的数字   览:消除观众认知过程中的不利影响  

博物馆展览是一种特殊的信息传播。观众在特定的三维空间中作站立与行走的交替运动,主要通过观察实物和阅读文字获取信息。这就决定了博物馆必须充分掌握观众的认识特征和行为习惯,并据此制定展览传播策略,从选题立意、展品组合、辅助手段、空间布局等多个方面进行科学规划。然而,由于观念陈旧、策展人员经验不足导致的设计缺陷、展览过程中评估环节的缺失等原因,一个展览并未实现预期的传播目的:观众在展厅中没能按照预设的动线行进,或是没有理解展览叙述的逻辑顺序,或是在疲劳感中错过了重点内容……许许多多的问题叠加在一起,导致了观众的观展收益低下。对于博物馆临特展而言,一般三到六个月的展期和有限的经费决定了开展期间不会对展览内容、展品陈列、空间结构进行大规模的调整,这也意味着一个在传播层面失败的展览会存在相当长一段时间,大量的观众都会因为展览阐释的瑕疵而深受影响。如何对临特展的阐释手段进行优化、调整甚至补救,更大程度提升传播效果,是笔者近年来思考的重点。过去,出于记录展览全貌、保存展览资料等目的,宁波博物院会对举办的临特展空间进行全景拍摄并制作数字展览。近年来,尤其是新冠感染发生以来,宁波博物院依托三维实景数字化技术,对展厅空间进行数据采集和建模;同时对数字资源进行整合、录入、存储,开发出全景漫游、知识链接、真人讲解、观众留言等功能。新的数字展览迎合观众的认知和行为特点,通过数字化手段优化了展览阐释,让数字展览不仅仅是实体展览的数字化镜像,更是实体展览的有力补充。

图4 展厅空间的正视仿真(上)、三维仿真(中)和立体仿真 (下)模型

基于三维实景数字化技术的数字展览,是以实景采集为基础制作展览空间的高精度三维模型,并嵌入智能导览、热点链接等功能,实现展览在互联网上呈现的形式。具体来说,首先利用球幕相机对展览三维数据进行采集(要求采集精度误差≦1厘米、噪音点控制<10%、色温4800-5400开尔文),并输出3DS、STL、DXF、WRL、OBJ等通用三维模型格式数据;同时对色彩与纹理进行采集,要求在标准色温5400开尔文的固定光环境下,单张纹理图片分辨率≥4096*4096、纹理拼接无明显接缝、拼合后的形态误差≤0.1毫米、纹理贴图尺寸误差≤0.05毫米,最终色彩还原要求达到自然光照条件下还原物体表面色彩。其次,利用上述数据,通过三维建模技术生成展厅空间的正视仿真(俯视结构展示)、三维仿真(三维立体结构展示)和立体仿真模型(内部细节展示)(图4)。最后,根据展览内容与形式设计要求,设置智能导览路线,并嵌入包含三维图像、平面图片、文字、视频、音频等多媒体信息的热点链接。

图5 数字展示中的热点标识(上)与点击后即可查看的展品文 字、三维图像等信息(下)

图6 数字展示中的展览结构与重点展品

数字展览有效解决了观众观展时遇到的四大问题。一是难以消除空间布局和展览动线缺陷带来的不利影响。宁波博物院的东、西临展厅各仅有一个出入口,除同时使用两个展厅的大型展览外,一般临展的出口和入口为同一个。同时,由于出入口位置设计的不合理,观众在进入展厅后就要面临向左转还是向右转的选择,这就导致了在引导标识不足的情况下,会同时存在顺时针和逆时针两种观看路线。此外,展厅空间中新建展墙、隔断、展柜的位置也常存在不合理。这些问题严重影响了展览的叙述,观众也经常看得一头雾水。通过展厅结构的多维度展示,观众可以对平面布局有比较明确的认识。在俯视结构和三维立体结构的展示中,观众可以点击任意一个点位进入展厅实景,实现自由飞入了解细节、飞出了解整体结构的效果。而通过自主漫游、自动漫游等导览功能,则可以清晰展示观展流线,观众可以在自动漫游中随时暂停和恢复,自主把握观展节奏。二是对展览结构和重点展品把握不清。由于空间设计的缺陷,加之标题、导语和图文版面的字体、字号、颜色等选择欠斟酌,观众难以准确把握展览的结构,也影响了展览阐释效果。此外,受到展柜、灯光、陈列方式等因素影响,策展人想要重点呈现的实物展品也容易被观众忽略。在宁波博物院的每个数字临展中,都会根据展览传播目的设置少则二三十个,多则百余个的热点链接(图5)。观众点击链接,就能获取与文物、辅助展品、图文版面相关的扩展信息,展示形式多样。此外,在页面中还会设置热点列表,将展览各级标题与所属热点名称以列表的形式呈现,直观展现展览层级结构与各部分重点(图6)。三是“博物馆疲劳”导致的观看注意力下降。由于需要在走走停停的过程中进行观察与阅读,观众不可避免地会出现精疲力竭、注意力下降、认知意愿减退的现象,还会出现越靠近展览结尾、观众越容易想加速离开的“斜坡效应”。而浏览数字展览则是一个相对平静、轻松的过程,很好地避免了疲劳感的产生。四是难以直接、快捷地反映观展时遇到的问题。观众在观看展览中难免会遇到难以理解的内容,也会对展览细节提出意见和建议。在实体展厅中,观众无法立即、快速地指出问题;即便走到博物馆服务台提供的留言本前,也难以准确、完整描述问题所在。这对了解观众意见、评估传播效果不利。数字展览中的留言功能则很好地解决了这一问题。

对展览三维空间的还原和展示,以及对展览结构与重点内容的呈现,有效地克服了对观众认知特点和行为习惯产生不利影响的因素,提升了线上观众的认知收益。但不可否认的是,经过大量观众调研可知,与实地参观展览的观众相比,线上观众的数量还是少数;同时也鲜有观众在实地参观后愿意访问数字展览。这就意味着,通过数字展览弥补实体展览的设计缺陷、改善阐释效果是可以实现的,但收效甚微。下一步,宁波博物院计划将三维实景数字化技术运用到展览评估、尤其是过程中评估环节中去,以期以较低的成本和更直观的呈现,优化展览设计。同时探索数字展览更多功能,更好地与实体展览相配合。

三、 “丝绸之路”文化数字体验产品:发挥数字化优势,打造原生数字展览  

上文提到,数字展览是对实体展览的有力补 充,能够弥补实体展览在阐释上的不足。但数字化  临展是在对实体展览的信息采集的基础上进行加工  完善,是实体展览在互联网世界的延伸,无法解决  实体展览策划和实施过程中存在的问题,如展品不  足、展陈手段落后等。面对问题,宁波博物院提出  要从“临展数字化”向“独立数字展”转变的思  路,充分发挥信息化展示的传播优势,策划推出原  创数字展览。“丝绸之路”文化数字体验产品就是  这一思路下的尝试。 

图7 “丝绸之路”文化数字体验产品主界面

图8 “丝路漫游”栏目界面

“丝绸之路”文化数字体验产品依托宁波博  物院历年来举办的“跨越海洋——中国海上丝绸之  路九城市文化遗产精品联展”“草原丝路——内蒙  古出土文物精华展”“茶马古道——八省区文物联  展”“CHINA与世界——海上丝绸之路沉船与贸易  瓷器展”等展览及展品的数字资源,多角度、全方  位展现陆上丝绸之路、海上丝绸之路、草原丝绸之  路和茶马古道的发展历史和文化遗存,弘扬丝路精  神。“丝绸之路”文化数字体验产品以“丝路地图”  为主界面和总入口(图7),旨在将空间维度信息与  历史文化信息相结合,同时统一产品内的设计风格。  “丝路地图”以手绘风格为主,用户通过点击原创  的“丝路使者”卡通形象(陆上丝绸之路-张骞、海  上丝绸之路-郑和、草原丝绸之路-马可·波罗、茶马古  道-文成公主),即可了解各条丝路的路线走向、沿  线城市、遗址风貌、出土文物等信息(图8)。产品  下设“丝路拾珍”“丝路寻宝”“知识宝库”等8个  各有特色的栏目,栏目的设计与内容编排,充分考虑  了不同年龄、不同层次观众的认知特点,兼顾知识性  和趣味性。设计开发上,为保证所有页面在桌面端  与手机端有一致的观感和操作,为此采用自适应框  架,在横向分辨率大于等于1920像素时,居中显示无  缩放的丝路地图整体,而在横向分辨率小于1920像  素时,用户可以在浏览器窗口中拖动地图以查看和  交互;产品完全以HTML5为基础,无需任何额外插  件;图片元素使用高清格式;所有触摸屏操作区域  均设置相应按钮和热点,以备鼠标操作;浏览器兼  容Chrome、Safari和腾讯X5内核(微信)。 

图9 “丝路拾珍”栏目界面

与传统实体展览相比,“丝绸之路”文化数  字体验产品在丝路文化内涵的阐释方面具备以下优  势:一是展品组织突破地域限制。历次丝路主题  展览共展出40余家文博单位的各类文物1000余件  (组),“丝路拾珍”栏目将这些展品的信息(展  品图片、名称、尺寸、时代、出土地点等)制成知  识卡片,以瀑布流的形式进行展示(图9)。相比  之下,实体展览难以在短时间内组织起如此之多的  展品,不仅时间、经费成本高企,还要承担文物包  装、运输过程中的风险。二是展品呈现打破传统限  制。前文提到,观众在博物馆中获取知识的主要方  式是对实物展品的观察。但由于安保、展柜、光线  等诸多原因,观众难以完整欣赏到整件展品,片面  的观察也会导致阐释效果不如人意。在“丝路寻  宝”中,观众可以欣赏到历次展览时采集的50件  重点文物360°图像,只需拖动鼠标操纵画面旋转  和缩放就能观看文物的各个细部;同时配合文字、  图片、视频等,深入解读文物所蕴含的反映中西方  交流的历史价值,有效提高了文物的展示效果。三  是为观众提供背景知识。一些展览对观众的知识储  备要求较高,如果没有在展览叙述前提供必要的背  景知识,观众很难真正理解展览内容。在“丝绸之  路”文化数字体验产品中,观众可以先通过“大家  讲坛”观看历次展览举办的讲座视频,或通过“专  题视频”栏目观看与展览有关的纪录片,再进入  “数字展厅”或其他栏目欣赏。另外,如果有观众  在看完展览后想更深入的了解相关研究成果,可以  通过“知识宝库”获取展览图录、研究著作和宁  波博物院历年出版的《中国海上丝绸之路研究年  鉴》,内容丰富、检索便捷。 

此外,“丝绸之路”文化数字体验产品还重视 观众的参与。“丝路竞技”是具有趣味性的知识问  答栏目,内含100道与“丝绸之路”相关的问答题,  观众可根据答对的数量获得游戏内的称号,也可至  博物馆商店领取奖品;在“丝路艺术”中观众可以  将丝路文物中具有典型性和艺术性的纹饰和造型设  计到T恤、马克杯、帆布袋等商品上,并运用热转  印、3D打印等技术获得实物。宁波博物院还基于超  大触摸屏、多点触摸互动桌、VR设备等设备,在公  共区域设置了“‘丝绸之路’文化数字展厅”,实  现了线上数字体验产品在线下落地,更大程度吸引  社会公众的参与体验。 

“丝绸之路”文化数字体验产品在内容策划、 栏目设计上并不依赖于某个实际存在的展览,其  展品也是经过采集、整理和制作的文物数字化资  源,可以说是运用数字化传播手段推出的原生数字  展览。但与浙江省博物馆推出的“丽人行——中国  古代女性图像云展览”相比,在选题立意、文物解  读、信息检索等方面存在着不小的差距。未来,宁  波博物院将继续深入研究数字化展示的传播特点、  展陈手段、观众习惯等要素,在原生数字展览的策  划实施方面进一步探索和实践。 

四、 结语

宁波博物院的《鄞江送别图》知识图谱可视化 展示、基于三维实景数字化技术的数字展览,和  “丝绸之路”文化数字体验产品,是在博物馆传播  视角下,以提升展览传播效果和观众认知收益为目  的,围绕展览阐释的要素——物、人和传播技术开  展的数字化尝试。值得肯定的是,这三个案例在实  施之初都明确发现了当前展览中存在的问题,也针  对问题运用技术加以解决,在一定程度上提升了展  览的传播效果,积极推动了传播目的的实现。但也  必须承认,即使有数字技术的加持,我们在推动人  与物的沟通对话方面仍有很大的提升空间。如何让  文物开口说话,如何让观众听懂文物所说的话,以  及如何依靠人与物的对话彰显展览主题、更好地实  现博物馆的社会价值,是我们应用数字技术的核心  诉求;而不断深入对物的研究、对观众的研究、对  传播技术的研究,则是实现上述诉求的必由之路。 


为阅读方便,注释从略,请以正式出版物为准。

本文作者及其工作单位:

何毓峰 / 宁波博物院

陈超 / 宁波博物院

本文刊载于《策展研究》2023年第2期