早在20世紀90年代,數字技術已經開始涉足文化領域并大范圍應用。1990年,美國國會圖書館成功開啟美國數字圖書館時代;1992年,聯合國教科文組織發起“世界記憶”工程,將數字技術帶入全球文化遺址的保護工作中;1995年,歐美區域的多家博物館已經開始著手開展數字化存儲項目,進一步將數字技術的應用擴大化。世界數字技術在文化領域的應用日益成熟,也為我國博物館數字化提供了良好的外部環境。在博物館的數字化應用方面,我國緊趨世界步伐,博物館數字化浪潮可以追溯至1998年8月,河南博物館成立了首家國內博物館互聯網網站,隨著互聯網技術的快速發展,國內博物館先后建立互聯網網站,標志著我國博物館“觸網”拉開了序幕。

　　伴隨社會與博物館理念的變化,新技術滲透到博物館展覽、演繹和研究等多方面。隨著技術的進步與革新,智慧博物館在業界也得以快速發展。智慧博物館是通過充分運用信息技術成果,處理收集關鍵信息,實現博物館傳播展示的全面提升。通過技術革新,博物館帶給參觀者的體驗感受更為直接,與社會公眾的互動加強,博物館從被動的技術推動轉變為主動引導技術應用。同時,國內學者結合智慧博物館的實踐運營,從不同維度進行現狀研究,將演繹博物館學與新技術時代背景相結合,提出新技術的發展提高了公眾的體驗感受度,并以虛擬復原為例,通過操作設備的輔助,參觀者與展覽物品的“交互性”得以進一步提高。

一 新技術在博物館中的應用

　　博物館歷來與新技術之間存在著不解之緣。新技術對博物館的功能定位進行了深化與拓展,博物館對新技術也始終保持著開放、接納的態度。從功能定位上而言,傳統博物館是進行展示、收藏歷史物品的實體場所,并兼具研究、教育功能,同時工作人員提供展覽引導服務、藏品研究及日常管理工作。隨著技術水平的不斷提升,傳統博物館積極利用新技術的變革,對自身功能進行進一步闡釋及深化。

1. 知識圖譜技術在展覽策劃方面的應用

　　知識圖譜技術作為人工智能的重要組成部分,擁有強大的語意處理和互聯組織能力,使博物館文物散落在各方面的信息點形成“串聯”。知識圖譜可以實現豐富的知識表達、開放互聯的服務,可以通過精確語義檢索、知識問答、關聯挖掘、可視化呈現等方式應用到文物的展覽過程中。基于歷史文物的知識圖譜資源,構建跨館界、國界的文物知識圖譜。在文物的虛擬陳列設計前期,可以利用文物的數字信息,突破博物館資源的場地限制,實現博物館歷史文物的時間、空間融合。基于展覽主題內涵,結合展覽受眾的需求特征,通過大數據分析,精準定位文物知識講解的受眾對象;同時,在系統中融合文物的研究資料、圖片、音頻視頻、展覽資料等,形成多元化視角下的文物內涵展示。

2. AR、VR、全息投影技術在文物展示方面的應用

　　AR增強現實技術,將原本在現實世界中受到時間、空間限制很難體驗的實體信息,通過電腦等科學技術,實現模擬仿真后的疊加,將虛擬信息應用到真實世界,被人類感官所感知。在國外,AR技術已經開始探索性地應用到虛擬講解、“復原”展品、“復活”展覽對象。博物館通過將藏品的展覽工作與AR技術緊密結合,實現展覽工作的生動性。在國內,AR、VR等技術也被更多地應用到博物館資源的藏品展覽過程中。例如,2017年5月,中國園林博物館舉辦的“看見‘圓明園’”數字體驗展覽活動,選取了圓明園西洋樓、正大光明、勤政親賢等26個景區,利用現代數字技術復現了“圓明園”的整體布局,給受眾帶來更為直觀、深刻的感受。同時,三維全景技術,作為一種桌面虛擬現實技術,是2012年百度百科推出的企業化數字博覽館項目,截至2016年,已經有包括200余家博物館在內的線上數字博物館,通過三維全景技術的應用、錄音解說、文字及圖片等多種形式極大豐富了用戶的感官體驗。

3. 物聯網技術在藏品管理方面的應用

　　物聯網指的是利用射頻識別、紅外感應器、定位系統、掃描器等設備設施,讓所有物品與互聯網相連接,從而實現人與物之間的智能識別與互動。這一技術已經被廣泛應用到城市基礎設施、交通管理、物流管理和安防監控等領域。在博物館領域,物聯網技術主要應用在文物信息采集、文物定位管理、展廳環境監測、安全保衛、觀眾服務等方面。這一技術對于藏品智能管理工作具有重要的價值。首先是藏品定位技術能夠實現對藏品位置的準確定位,對藏品存放位置和存放狀態進行實時監測;其次是對藏品存放環境進行實時監測,實現對文物保存環境的智能調節。物聯網技術還可以對藏品出入庫人員進行一對一的管理,記錄藏品出入庫人員的行為信息,提高藏品管理安全。例如敦煌研究院在莫高窟建立的環境監測預警系統,可以監測開放洞窟的溫濕度變化;秦始皇帝陵博物院使用視頻識別等技術手段實現文物管理工作的智能化;金沙國家考古遺址公園大量運用物聯網技術,建立電子門禁和觀眾流量控制系統、博物館智能導覽系統和其他智能服務系統等。

4.5G+AI在觀眾導覽方面的應用

　　隨著人工智能技術的進步以及在眾多行業中的應用,尤其是科技大公司的推動,5G+AI技術在博物館開始顯示出重要性。人工智能的基本思想在于利用計算機技術實現智能工作,通過訓練計算機提供系統思維的能力,讓計算機完成部分智力工作,模擬人類智能行為。人工智能技術在博物館的應用,集中在智能導覽、人臉識別、圖像識別等方面。在文化遺產復原方面,百度公司在2018年啟動了一項AI計劃,通過人工智能技術,讓更多豐富的文化遺產更為直觀、生動地呈現在觀眾面前;在秦始皇帝陵博物院中,用戶利用人工智能技術,對準文物拍照,兵馬俑可以自己“開口說話”,同時讓觀眾在100米之外就可以看到盔甲上的“文物”;2018年,Google公司利用人工智能技術為紐約現代藝術博物館的30000張圖片進行自動識別,并將圖片做成博物館展覽的互動檔案。VR的應用進一步拓寬了文化的傳播路徑,擴大了文化傳播廣度,提高了文化的傳播影響力。

5.3D打印在藏品巡展和文物保護方面的應用

　　藏品巡展是博物館的重要工作內容,同時珍貴藏品的展覽也對博物館的安全管理工作提出了更高的要求。日常的文物保護工作中,為了保存、恢復文物的藝術信息和歷史原貌,緩解或者終止文物病害,必須定期對文物進行修復工作。在藏品巡展過程中,由于外部環境的不確定性文物易受到外界環境的干擾,這也為文物的日常保護工作帶來較大的挑戰。3D打印,作為一種快速成型技術,已經在國外博物館的藏品巡展中占有一席之地。美國Peaboy Essex Museum(PEM)博物館在全國巡展過程中,采用該技術復制了Thomas Hart Benton的藝術品,該黏土模型可以讓觀者親手觸碰,以獲得更為直觀的體驗,也由于該技術的應用,解決了珍貴藏品在巡展中的易碎性、安全性等問題。先進信息技術同樣應用到文物保護科技領域,2017年由敦煌研究院聯合蘭州大學、西北大學、中國文化遺產研究院和敦煌研究院文物保護技術服務中心共同完成“干旱環境下土遺址保護關鍵技術研發與應用”。3D模型同樣可以應用到文物遺產的結構模型方面,例如由南非開普敦大學教授漢斯·盧瑟發起的“扎瑪尼計劃”,通過這些技術制成了遺產地的3D模型、剖面圖、平面圖、正視圖、全景圖、全景游覽、動畫,以及能夠精確反映遺產地物理結構、周邊地形環境和建筑結構的VR模型。

二 我國智慧博物館的發展

　　VR、3D打印、手機移動客戶端開發等新興技術的涌現已經讓數字博物館衍生出了更多的表現形式,并進入智慧博物館形態。其突出表現是,在信息技術快速發展的背景下,通過網絡將藏品內容信息化,利用信息化在博物館與信息化之間建立橋梁,為博物館宣傳、教育與研究的功能提供了堅實的技術基礎。

1. 讓數據開口說話:上海博物館可視化數字中心

　　信息化工作是博物館運營工作中的重要組成部分,有利于實現文物信息資源共享開放、提高文物博物館單位活用文物資源的積極性。2018年5月3日,上海博物館建設完成全面基于數據的博物館數字化管理平臺,實現了上海博物館的管理從“經驗驅動”轉變為“數據驅動”。上海博物館數據中心,是以數字化為技術手段,基于博物館學理論,研究開發的數據分析和管理信息系統。該系統以博物館管理為核心,在流程管理過程中,將人、館、物等數據實施分類管理。在數據采集方面,該系統主要涵蓋上海博物館的藏品、觀眾客流、新媒體傳播、展覽區觀眾的行為、文創產品的銷售數據等內容,并涵蓋博物院的收藏、研究、傳播三大功能的基本面;在數據應用分析方面,該系統主要對博物館的業務數據進行數據挖掘和精準分析,并且通過可視化的形式給予準確、形象的表達。

2. AI智能服務導覽:湖北省博物館掌上智慧博物館App

　　隨著智能手機的普及,APP的應用軟件在短期內發展迅猛,移動手機的APP多元化的發展滿足了當今社會發展和人們的日常生活、文化及娛樂的需求。其中,APP端的最大優勢在于便利性,利用受眾群體的碎片化時間,為使用者即時、快捷提供所需要的信息;同時,APP軟件能夠更為直接地傳遞信息,在使用過程中增加了客戶粘性。2019年5月,“5G博物館”在湖北省博物館建成,基于實現5G網絡的全場館覆蓋,掌上智慧博物館APP通過改變傳統的文字、圖片傳播方式,將博物館內的曾侯乙編鐘、越王勾踐等一批珍貴文物實現“毫米級”的展現。其中,曾侯乙編鐘已距今2400多年,氣勢恢弘、音色渾厚,但是自1978年出土后,編鐘只被敲響過三次,觀眾對編鐘演奏產生的音樂尤為好奇。通過湖北省博物館APP,結合VR游戲技術,觀眾可以戴著VR設備,通過5G敲擊編鐘,身臨其境體驗編鐘奏樂的過程。

3. MR新技術體驗:重慶中國三峽博物館智慧化管理平臺

　　混合現實技術(MR)是基于虛擬現實技術AR,將虛擬環境中的物體呈現在現實場景中,將虛擬世界、現實世界與用戶聯系在一起,搭建交互反饋的信息回路,增強了用戶體驗的真實感。通過可視化環境里物理和數字對象的共存性,增強兩者的實時互動性。重慶中國三峽博物館將MR技術應用到清末時期的《增廣重慶地輿全圖》中,觀眾通過Holo Lens全息設備,可以置身于清末時期的重慶街道,“游覽”在街道、店鋪、碼頭等場景中,通過虛實內容的相互結合與互動,理解文物內在的故事,從而提供了全新的交互式參觀模式的范本。在MR技術帶來的場景中,有效拉近了觀眾與博物館之間的距離,讓觀眾沉浸在文化科技的新奇中,實現與浩瀚文化歷史的“對話”,為博物館的文化傳播帶來了全新體驗。

4. 讓布展輕松便捷:浙江省博物館智慧自主策展應用系統

　　博物館的展覽一方面受制于館藏文物不夠豐富,另一反面也缺乏對已有館藏文物的盤點、梳理與解讀,大量文物仍處于“待開發”狀態。隨著策展團隊專業性的提高,博物館是否有策展能力對該館的展覽是否具有吸引力和影響力產生了重要影響。策展理念也隨著社會文化的發展,相較以往更注重展覽的人文體驗,更加緊密聯系日常生活,學術的知識性、趣味性與傳遞性的融合程度得到進一步提升。新技術的不斷發展為博物館展覽提供了千載難逢的機遇,利用新技術可以提升展覽運營質量,改善觀眾參與體驗。浙江省博物館基于大數據挖掘與分析,開發智慧策展應用系統,將“展覽+”與展覽邊際“展覽+”工作模式在展覽的延展項目上也得到充分的體現。通過提高策展的科學性,該館展覽的影響力不斷擴大,并形成一定的品牌效應。

三 智慧博物館的現狀特征

　　隨著時代的進步與科技的發展,博物館已經成為一個信息數據集,通過網絡將藏品內容信息化,通過物聯網技術,利用信息化在博物館與信息化之間建立橋梁,賦予博物館新時期的發展意義,為博物館的宣傳、教育與研究功能提供技術基礎。當前,我國博物館的數字化發展進程在不斷加快,探索國內博物館信息化管理已經取得成效,從而為智慧博物館建設奠定了較為堅實的技術基礎。智慧博物館發展現狀呈現以下三方面特征。

1. 云計算應用于整體運營,實現博物館的數字化建設

　　在傳統博物館的整體框架中,云計算在信息的采集、分析、處理與利用的全過程中,為博物館提供了全面的技術支撐與服務。隨著信息技術的發展,云計算技術日益深入地應用到社會生產過程中,通過存儲服務器,形成計算資源,可以被所有的云用戶共享使用。云計算服務,可以通過網絡方法來計算、存儲和服務,將博物館的信息資源在事先定義的范圍內實現共享。云計算為博物館藏品信息等學術資源的共享帶來便利,美國國家藝術博物館通過數字化手段,實現了首個在線學術圖錄的編撰工作,這一學術圖錄的特點是用戶可在一個地方就能找到藏品的所有信息。線上藏品圖錄不僅包含基本信息,而且增加了展覽歷史、學術記錄、學術評價等信息,并為公眾查看藏品、與藏品有關的文章等提供方便的搜索入口。

2. 人工智能應用于展陳導視,實現博物館的智能升級

　　AI與博物館融合推進了博物館發展,讓觀眾與文物可以更加輕松地“對話”,博物館的管理更加智能化,尤其是隨著機器人技術、深度學習、神經網絡、超級AI的發展和應用,博物館朝著人工智能大步邁進[12]。人工智能的基本思想在于利用計算機技術實現智能工作,通過訓練計算機提供系統思維的能力,讓計算機完成部分智力工作,模擬人類智能行為。人工智能的發展,應用到博物館的發展過程中,集中在策展陳列、智能導覽、人臉識別、圖像識別等方面。人工智能的到來為博物館注入新的元素,博物館也由以往的被動式適應發展轉變為自主學習、智能控制、主動探索。

3. 數字化信息采集應用于文物管理,實現文物多方位展示

　　數字化信息技術是對博物館藏品信息進行數字化的手段,包含二維高清數字化圖像采集和三維數字化采集兩種技術。二維數字化采集主要是針對圖書古籍、畫稿文獻等文物;三維數字化采集主要有三維結構光掃描、三維激光掃描及近景攝影三維掃描等技術。許多博物館都使用三維掃描技術對文物信息進行采集。內蒙古博物院建立了三維藏品數據管理系統,甘肅省博物館對絲綢之路部分文物進行了三維數字化采集;秦始皇兵馬俑博物館一直在進行兵馬俑三維模型的數字采集工作,對兵馬俑一號坑的陶俑進行了三維數據的采集建模,錄入數據庫,并借助數據庫系統實現兵馬俑在線上的三維立體展示,實現文物測量等功能,為文物展示、保護和修復提供技術支持。

四 智慧博物館的發展方向

　　智慧博物館的發展,是隨著信息技術的發展而發展的。文物作為人類歷史文化的遺產,每件文物背后都蘊含文化知識內涵,通過新技術,構建為社會、觀眾認知文物信息的平臺,在新時代背景下將中華民族的精神及文化發揚光大,是智慧博物館的發展目標。

1. 以知識圖譜技術為重點,實現博物館數據的智慧融合

　　后期要將大數據、云計算、物聯網、互聯網、人工智能等先進信息技術手段應用到文物資源的數字化過程中,通過拓寬文物信息開放渠道,加大開放文物信息資源共享,公布博物館的收藏文物信息數據,增加公眾了解館藏的途徑,提高公眾參與度,滿足群眾參與的多元化需求。當下,隨著數字技術的日益成熟,以數字技術為核心的知識圖譜技術也成為了后期智慧博物館的重要發展內容,知識圖譜的應用突破了各博物館之間時間、空間的限制,從數據端實現了多個博物館之間的開放與融合。

2. 以數據可視化為基礎,重新定義博物館的收藏和展陳理念

　　隨著觀眾對知識深度的渴求和了解,博物館將成為文化知識需求的重要供給載體,這也對博物館建設與展示過程中所應用先進科技手段的進一步提高提出要求。數據可視化技術對博物館的收藏和展陳理念產生重要影響,隨著數據可視化技術的完善,博物館藏品的展覽形式將會更為多元化,將展品的實物與電子信息相融合,將會進一步豐富向公眾傳達的藏品信息內容。隨著可視化技術的日益完善,博物館藏品的趣味性、可視性將會進一步提高,有利于公眾直觀了解藏品傳遞的信息內容。

3. 以用戶畫像和互動式交流為依托,全面提升觀眾參觀體驗

　　除了博物館自身,推動博物館向大眾化方向轉型的另一個重要力量是科技大公司。科技給博物館和公眾的連接帶來一場革命,移動互聯網、AR、VR甚至是人工智能,都被用于提升公眾的參觀體驗。在收集展覽對象的基礎數據信息以后,形成用戶畫像,分析展覽對象的基本特征與個性化需求,提高展覽推送信息的精準性。通過預先對展品信息的收集和學習,它可以回答參觀者提出的許多問題,從歷史到創作技法,甚至還包括和當代事件的聯系,這么做的好處是,仿佛真的可以讓展品“開口說話”,并且通過互動體驗吸引更多人參觀博物館。

4. 以個性化的文化傳播為契機,讓博物館煥發新的活力

　　近年來,博物館成為熱門的旅游目的地,這種現象反映了整個社會對文化遺產需求的增加。博物館的可逛性、展品的可讀性增加了公眾對歷史文化的興趣,并且也成為城市文化的重要傳輸方式與渠道。隨著信息技術的發展,博物館傳播推廣突破了時空限制,博物館文化內容也更為豐富。后期,博物館將通過及時更迭傳播手段,增強互聯網多媒體的內容建設,積極引導輿論預期。觀眾需求也將隨著信息技術的發展,各種個性化、差異化的需求得到及時響應與反饋。在未來,博物館將不只是傳統的歷史文物展示場所,借助信息技術的發展,博物館的文物呈現將更為靈活、生動、多樣化。