新时代自然博物馆数字化建设探讨
文化和旅游部印发《国内旅游提升计划（2023—2025年）》，在“提升旅游公共服务效能”部分提出，加强旅游惠民便民服务，大力推动博物馆等文博场馆数字化发展，加快线上线下服务融合。当下，随着5G、大数据、扩展现实技术等数字化科技要素的发展，文旅融合迎来了新的发展契机。
在数字技术的推动和加持下，以博物馆为核心载体的文博领域正在经历着深层次的变革。无论是博物馆为公众提供服务的方式和手段，还是公众的观展行为和需求偏好，都较以往发生了深刻的变化，近年来，360°全景导览、VR沉浸式体验、AI机器人讲解等数字化应用场景重塑着博物馆的形态。大力发展智慧博物馆，以业务需求为核心、以现代科学技术为支撑，逐步实现智慧服务、智慧保护、智慧管理，已成为博物馆实现高质量发展的新引擎。
▲ 国家自然博物馆“云端自然”线上虚拟展厅（来源：国家自然博物馆）
标本是自然遗产的永久记录之一，是过去和现在动植物信息的主要保存者，预估有30亿份或更多的标本保存在世界各地。
自然博物馆是标本收藏和展示的主要机构之一，承担着科普、教育、研究、服务等社会责任。但受制于各馆展厅面积有限、展示设计偏好等因素，多数标本长期放置于库房“养在深闺人未识”，如何让这些躺在库房的标本“活”起来、“火”起来、充分发挥其科研和教育价值，成为当今自然博物馆的一个重点工作。
▲ 国家自然博物馆“云端自然”线上虚拟展厅（来源：国家自然博物馆）
1、博物馆
2022年博物馆的新定义是：为社会服务的非营利性常设机构，它研究、收藏、保护、阐释和展示物质与非物质遗产。向公众开放，具有可及性和包容性，博物馆促进文化发展的多样性和可持续性。博物馆以符合道德且专业的方式进行运营和交流，并在社区的参与下，为教育、欣赏、深思和知识共享提供多种体验。
2、数字化博物馆
数字化博物馆是指利用数字技术对博物馆的藏品、展览、教育、管理等各个方面进行数字化转换，实现博物馆信息资源的共享和传播的一种新型博物馆形式。
自20世纪90年代以来，互联网、多媒体、虚拟现实等信息技术不断创新和普及，为博物馆提供了强大的技术支撑和平台，使得博物馆可以突破时间和空间的限制，实现信息资源的数字化存储、处理、展示和传播，博物馆事业的蓬勃发展。
数字博物馆主要体现在数据资源、信息技术以及文化服务三方面，从这三方面推动博物馆和数字技术的有机结合，有效促进博物馆事业在各个方面的创新、优化，最终实现高质量发展。加强数字化博物馆建设，有利于新时期背景社会文化高质量发展，也能推动博物馆事业的创新进步，还能满足观众体验需求，同时在信息化技术支持、示范项目建设成果支撑等方面具有高度可行性，能形成具有全局性、阶段性、数字性、互动性、跨界性的博物馆体系。
▲ 博物馆AR眼镜效果（来源：文博圈）
3、自然博物馆数字化的价值
自然博物馆数字化就是将其研究对象——标本，进行数字标准化收集，利用数字信息技术对标本实现研究、展示、宣传等。无论是博物馆工作人员，还是普通观众都可以通过数字化信息平台进行研究学习，不仅能够了解馆藏标本的地质历史时期、信息等数据，重要的是还可以借助现代先进的科学技术实现还原重现标本的虚拟展示，专家讲座交流互动，地质发掘现场远程直播虚拟体验等，利用多种方式拓宽传播途径，最大程度传播地质遗迹、标本中所蕴含的内涵。
3.1丰富了博物馆功能的实现
数字化的标本信息储存在大型计算机工作站中。在储存初期可以按照博物馆藏品管理分类标准进行归类，实现了标本信息的自动检索和管理，科学快捷，提高了效率。藏品的数据记录由传统的二维图片发展到三维立体模型，有利于藏品管理的发展。在虚拟展示中，一些自然博物馆在其网站提供数据检索和资料下载专区，为普通大众学习自然知识提供了新途径。实体参观和线上参观相结合，配合相关的远程讲座，建立数字化信息共享平台，对自然博物馆资源进行有效利用，这些都促进了博物馆功能的实现。
▲ AR海洋博物馆（来源：文博圈）
3.2提高了公众的参与度
自然博物馆作为自然知识的重要教育和传播基地，是非营利性公共机构，政府对其建设投入很大的力度。然而，很多人由于时间和空间的限制无法亲自到自然博物馆参观，有些人甚至没有参观博物馆的想法和计划。公众的参与度低，一方面不利于自然教育的传播，另一方面也是对公共资源的浪费。当今社会，很多人在休息时把大量的时间花费在电脑和手机等移动终端上，关注点是游戏、购物、电视剧、直播等。数字化建设将自然博物馆与当今人们热衷的休闲方式联系到一起，利用互联网提高了公众对博物馆的参与度。
3.3推进了相关产业的发展
数字化技术的便捷与普及体现在我们身边的方方面面，博物馆数字化不局限于博物馆中。基于自然博物馆丰富的标本藏品和自然资源，结合互联网的传播渠道，延伸出一系列数字化文创项目。与传统的文创产业使用实体产品不同，数字化文创产品以电子书、网络游戏、动画电影等方式展现，满足了当今社会主流传播模式，公众参与度更高，获得方式更便捷，范围也更广。自然博物馆数字化建设带动了相关产业的发展，将自然资源价值转化成经济、社会价值。
▲ 犹太人纪念馆（来源：沉浸城市）
4、数字化建设内容探索
4.1官方网站
自然博物馆数字化不仅是博物馆的延伸，也是博物馆的创新。它可以突破时空限制，为公众提供更多元、更丰富、更互动的文化体验。
在建设博物馆数字化网站时，其选择的内容应该反映博物馆的特色和价值，展示博物馆的藏品、展览、故事和知识。内容应该有层次、有逻辑、有趣味，能够吸引和留住用户的注意力。内容还应该与时俱进，定期更新和优化，以适应用户的需求和喜好。
数字化博物馆网站的服务应该满足用户的不同需求，如学习、娱乐、交流等。服务应该提供多种功能，如搜索、收藏、评论、分享等，以方便用户获取和传播信息。服务还应该建立用户反馈机制，及时收集和处理用户的意见和建议，以改进网站的质量和效果。
▲ 卡塔尔国家博物馆（来源：沉浸城市）
4.2藏品保护及管理
信息可视化技术是一种应用计算机图形学、图像处理、人机交互等方法，将数据转换为直观的图形或图像，以便于人们理解和分析的技术。
信息可视化技术可以帮助自然博物馆实现标本的数字化保护和管理。通过使用三维扫描、高清影像获取、数字三维重建等技术，可以对标本进行精细化的信息采集，生成高保真的三维模型和高清影像，实现标本的永久存档和共享。这样不仅可以减少标本的损耗和风险，还可以方便自然博物馆进行藏品的分类、检索、统计和分析，提高博物馆的管理水平。
信息可视化技术可以帮助自然博物馆提供丰富多样的展示形式和互动体验。通过使用虚拟现实、增强现实、全息投影、大屏互动等技术，可以将标本的三维模型和高清影像以及相关的文字、声音、视频等信息，以动态、立体、沉浸式的方式展示给观众 。这样不仅可以突破传统展示方式的局限，还可以调动观众的多种感官，增强观众的参与感和兴趣。
信息可视化技术可以帮助博物馆提供智能便捷的服务功能。通过使用智能导航、语音识别、人脸识别等技术，可以为观众提供个性化的导览服务，根据观众的喜好、位置、时间等因素，推荐合适的展览路线和内容。这样不仅可以节省观众的时间和精力，还可以提高观众的满意度和忠诚度。
▲ 卡塔尔国家博物馆（来源：沉浸城市）
4.3数字动画还原标本真相
应用于自然博物馆的数字动画视频可以增强观众的参与感和体验感。它可以让观众通过互动式或沉浸式的方式，感受标本的魅力，激发观众的兴趣和好奇心，提高观众的满意度和沉浸度。数字动画视频带来的丰富的标本的表现形式和内容，可以使博物馆突破传统展示的局限，利用虚拟现实、增强现实、混合现实等技术，还原标本的原貌，展示标本的细节，重现标本的生活环境，揭示自然的奥秘。
▲ 国家自然博物馆2D科普动画（来源：国家自然博物馆）
4.4数字导览
数字导览有多种形式，如语音导览、二维码导览、智能导览和智慧导览等。
语音导览是最早出现的一种数字导览方式，它通过手持设备或智能手机，为游客提供展品的语音讲解。语音导览可以通过输入数字ID、扫描二维码或自动感应等方式触发。语音导览的优点是简单易用，缺点是内容单一，缺乏互动性。
二维码导览是一种利用二维码技术为游客提供展品信息的方式，它通过在展品旁设置二维码，让游客用智能手机扫描后，跳转到相关的网页或应用，查看展品的文字、图片、视频等信息。二维码导览的优点是方便快捷，缺点是需要网络支持，且容易受到光线和距离的影响。
智能导览是一种利用电子传感、无线感应、物联网等技术实现的基于某种规则自动执行的导览系统或设备。智能导览可以根据游客的位置、时间、身份等因素，自动为游客推送展品信息和导览服务。智能导览的优点是高效灵活，缺点是需要安装专门的设备或软件，且可能存在误差或干扰。
对于自然博物馆数字化来说，数字导览可以利用三维扫描技术对标本进行高精度的数据采集和处理，建立三维数字化模型，实现标本的可视化展示和互动体验；利用 AR（增强现实）技术，通过手机摄像头对准展柜的展品，就能显示标本的图文、视频等多媒体介绍，增加观众的参与感和兴趣；利用全息投影技术，打破传统实物展示方式，让标本焕发生机，创造出色彩和清晰度上的逼真感、立体感，让观影视觉震撼感更强；利用智能导航系统，虚拟还原馆内实景，可实现小地图、指南针、文字和语音解释等功能，帮助游客快速了解博物馆和展品信息。利用微信小程序等平台，打通参观全过程，实现从预约、购票、导览、互动、分享等一站式服务，提升游客的便捷性和满意度。
▲ 中国国家博物馆数智人“艾雯雯”（来源：沉浸城市）
4.5展品虚拟展示
博物馆标本虚拟展示最大的特点是展览不受时间和地点限制。一些珍贵的标本可以全方位立体展示，降低了长时间展出对标本的损害。虚拟展示包括全景展示、视听介绍、VR虚拟现实、数字文字库等，弥补了人们无法亲自到现场参观的遗憾，参观者可以足不出户，利用先进的数字设备全方位地参观浏览，在一定程度上满足了人们的文化需求。
在博物馆虚拟展示中运用到的数字媒体技术，包括虚拟地球技术、3D建模和编辑技术、VRML语言和Web3D技术、360虚拟全景漫游技术、VR虚拟现实技术等，这些新兴的数字媒体技术是进行自然博物馆虚拟数字信息展示的条件。
▲ 上海自然博物馆“走进非洲”展区（来源：科技日报，摄影：张驰）
总之，在信息化时代的大背景下，通过逐步推进标本的信息化、数字化，构建基础数据库，创建一个面向各类受众、多维立体的展示教育和研究窗口，对于深人挖掘馆藏标本的潜在价值，提升自然博物馆的自身价值和社会形象具有重要意义。
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