数字化 | 新技术视角下博物馆发展实践与趋势
作者简介：杨拓，中国国家博物馆馆长办公室副主任、副研究员
早在 20 世纪 90 年代，数字技术已经开始涉足文化领域并大范围应用。
1990 年，美国国会图书馆成功开启美国数字图书馆时代 ；1992 年，联合国教科文组织发起“世界记忆”工程，将数字技术带入全球文化遗址的保护工作中；1995 年，欧美区域的多家博物馆已经开始着手开展数字化存储项目，进一步将数字技术的应用扩大化 [1]。
世界数字技术在文化领域的应用日益成熟，也为我国博物馆数字化提供了良好的外部环境。
在博物馆的数字化应用方面，我国紧趋世界步伐，博物馆数字化浪潮可以追溯至 1998 年 8月，河南博物馆成立了首家国内博物馆互联网网站，随着互联网技术的快速发展，国内博物馆先后建立互联网网站，标志着我国博物馆“触网”拉开了序幕 [2]。
伴随社会与博物馆理念的变化，新技术渗透到博物馆展览、演绎和研究等多方面。随着技术的进步与革新，智慧博物馆在业界也得以快速发展。
智慧博物馆是通过充分运用信息技术成果，处理收集关键信息，实现博物馆传播展示的全面提升 [3]。通过技术革新，博物馆带给参观者的体验感受更为直接，与社会公众的互动加强，博物馆从被动的技术推动转变为主动引导技术应用 [4]。
同时，国内学者结合智慧博物馆的实践运营，从不同维度进行现状研究，将演绎博物馆学与新技术时代背景相结合，提出新技术的发展提高了公众的体验感受度，并以虚拟复原为例，通过操作设备的辅助，参观者与展览物品的“交互性”得以进一步提高 [5]。
新技术在博物馆中的应用
博物馆历来与新技术之间存在着不解之缘。
新技术对博物馆的功能定位进行了深化与拓展，博物馆对新技术也始终保持着开放、接纳的态度。从功能定位上而言，传统博物馆是进行展示、收藏历史物品的实体场所，并兼具研究、教育功能，同时工作人员提供展览引导服务、藏品研究及日常管理工作[6]。
随着技术水平的不断提升，传统博物馆积极利用新技术的变革，对自身功能进行进一步阐释及深化。
知识图谱技术在展览策划方面的应用
知识图谱技术作为人工智能的重要组成部分，拥有强大的语意处理和互联组织能力，使博物馆文物散落在各方面的信息点形成“串联”。知识图谱可以实现丰富的知识表达、开放互联的服务，可以通过精确语义检索、知识问答、关联挖掘、可视化呈现等方式应用到文物的展览过程中 [7]。
基于历史文物的知识图谱资源，构建跨馆界、国界的文物知识图谱。
在文物的虚拟陈列设计前期，可以利用文物的数字信息，突破博物馆资源的场地限制，实现博物馆历史文物的时间、空间融合。基于展览主题内涵，结合展览受众的需求特征，通过大数据分析，精准定位文物知识讲解的受众对象；同时，在系统中融合文物的研究资料、图片、音频视频、展览资料等，形成多元化视角下的文物内涵展示。
AR、VR、全息投影技术在文物展示方面的应用
AR 增强现实技术，将原本在现实世界中受到时间、空间限制很难体验的实体信息，通过电脑等科学技术，实现模拟仿真后的叠加，将虚拟信息应用到真实世界，被人类感官所感知。
在国外，AR 技术已经开始探索性地应用到虚拟讲解、“复原”展品、“复活”展览对象。
博物馆通过将藏品的展览工作与 AR 技术紧密结合，实现展览工作的生动性。在国内，AR、VR 等技术也被更多地应用到博物馆资源的藏品展览过程中。例如，2017 年 5月，中国园林博物馆举办的“看见‘圆明园’”数字体验展览活动，选取了圆明园西洋楼、正大光明、勤政亲贤等 26 个景区，利用现代数字技术复现了“圆明园”的整体布局，给受众带来更为直观、深刻的感受。同时，三维全景技术，作为一种桌面虚拟现实技术，是 2012 年百度百科推出的企业化数字博览馆项目，截至 2016 年，已经有包括 200 余家博物馆在内的线上数字博物馆，通过三维全景技术的应用、录音解说、文字及图片等多种形式极大丰富了用户的感官体验。
AR虚拟展示“正大光明和方壶胜境”
物联网技术在藏品管理方面的应用
物联网指的是利用射频识别、红外感应器、定位系统、扫描器等设备设施，让所有物品与互联网相连接，从而实现人与物之间的智能识别与互动。这一技术已经被广泛应用到城市基础设施、交通管理、物流管理和安防监控等领域。在博物馆领域，物联网技术主要应用在文物信息采集、文物定位管理、展厅环境监测、安全保卫、观众服务等方面。
这一技术对于藏品智能管理工作具有重要的价值。首先是藏品定位技术能够实现对藏品位置的准确定位，对藏品存放位置和存放状态进行实时监测；其次是对藏品存放环境进行实时监测，实现对文物保存环境的智能调节。
物联网技术还可以对藏品出入库人员进行一对一的管理，记录藏品出入库人员的行为信息，提高藏品管理安全。例如敦煌研究院在莫高窟建立的环境监测预警系统，可以监测开放洞窟的温湿度变化 ；秦始皇帝陵博物院使用视频识别等技术手段实现文物管理工作的智能化 ；金沙国家考古遗址公园大量运用物联网技术，建立电子门禁和观众流量控制系统、博物馆智能导览系统和其他智能服务系统等[8]。
5G+AI在观众导览方面的应用
随着人工智能技术的进步以及在众多行业中的应用，尤其是科技大公司的推动，5G+AI技术在博物馆开始显示出重要性。人工智能的基本思想在于利用计算机技术实现智能工作，通过训练计算机提供系统思维的能力，让计算机完成部分智力工作，模拟人类智能行为[9]。
人工智能技术在博物馆的应用，集中在智能导览、人脸识别、图像识别等方面。在文化遗产复原方面，百度公司在 2018 年启动了一项 AI 计划，通过人工智能技术，让更多丰富的文化遗产更为直观、生动地呈现在观众面前；在秦始皇帝陵博物院中，用户利用人工智能技术，对准文物拍照，兵马俑可以自己“开口说话”，同时让观众在 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术为纽约现代艺术博物馆的 30000 张图片进行自动识别，并将图片做成博物馆展览的互动档案。
VR 的应用进一步拓宽了文化的传播路径，扩大了文化传播广度，提高了文化的传播影响力。
3D打印在藏品巡展和文物保护方面的应用
藏品巡展是博物馆的重要工作内容，同时珍贵藏品的展览也对博物馆的安全管理工
作提出了更高的要求。
日常的文物保护工作中，为了保存、恢复文物的艺术信息和历史原貌，缓解或者终止文物病害，必须定期对文物进行修复工作。在藏品巡展过程中，由于外部环境的不确定性文物易受到外界环境的干扰，这也为文物的日常保护工作带来较大的挑战。
3D 打印，作为一种快速成型技术，已经在国外博物馆的藏品巡展中占有一席之地。美国 Peaboy Essex Museum (PEM) 博物馆在全国巡展过程中，采用该技术复制了 ThomasHart Benton 的艺术品，该黏土模型可以让观者亲手触碰，以获得更为直观的体验，也由于该技术的应用，解决了珍贵藏品在巡展中的易碎性、安全性等问题。先进信息技术同样应用到文物保护科技领域，2017 年由敦煌研究院联合兰州大学、西北大学、中国文化遗产研究院和敦煌研究院文物保护技术服务中心共同完成“干旱环境下土遗址保护关键技术研发与应用”。
3D 模型同样可以应用到文物遗产的结构模型方面，例如由南非开普敦大学教授
汉斯·卢瑟发起的“扎玛尼计划”，通过这些技术制成了遗产地的 3D模型、剖面图、平面图、正视图、全景图、全景游览、动画，以及能够精确反映遗产地物理结构、周边地形环境和建筑结构的 VR 模型[10]。
我国智慧博物馆的发展
VR、3D 打印、手机移动客户端开发等新兴技术的涌现已经让数字博物馆衍生出了更多的表现形式，并进入智慧博物馆形态。其突出表现是，在信息技术快速发展的背景下，通过网络将藏品内容信息化，利用信息化在博物馆与信息化之间建立桥梁，为博物馆宣传、教育与研究的功能提供了坚实的技术基础。
让数据开口说话：上海博物馆可视化数字中心
信息化工作是博物馆运营工作中的重要组成部分，有利于实现文物信息资源共享开放、提高文物博物馆单位活用文物资源的积极性。
2018 年 5月 3日，上海博物馆建设完成全面基于数据的博物馆数字化管理平台，实现了上海博物馆的管理从“经验驱动”转变为“数据驱动”。上海博物馆数据中心，是以数字化为技术手段，基于博物馆学理论，研究开发的数据分析和管理信息系统。该系统以博物馆管理为核心，在流程管理过程中，将人、馆、物等数据实施分类管理。在数据采集方面，该系统主要涵盖上海博物馆的藏品、观众客流、新媒体传播、展览区观众的行为、文创产品的销售数据等内容，并涵盖博物院的收藏、研究、传播三大功能的基本面；在数据应用分析方面，该系统主要对博物馆的业务数据进行数据挖掘和精准分析，并且通过可视化的形式给予准确、形象的表达。
AI智能服务导览：湖北省博物馆掌上智慧博物馆App
随着智能手机的普及，APP 的应用软件在短期内发展迅猛，移动手机的 APP 多元化的发展满足了当今社会发展和人们的日常生活、文化及娱乐的需求。其中，APP 端的最大优势在于便利性，利用受众群体的碎片化时间，为使用者即时、快捷提供所需要的信息 ；同时，APP 软件能够更为直接地传递信息，在使用过程中增加了客户粘性。
2019 年 5月，“5G 博物馆”在湖北省博物馆建成，基于实现 5G 网络的全场馆覆盖，掌上智慧博物馆 APP 通过改变传统的文字、图片传播方式，将博物馆内的曾侯乙编钟、越王勾践等一批珍贵文物实现“毫米级”的展现。其中，曾侯乙编钟已距今 2400 多年，气势恢弘、音色浑厚，但是自1978 年出土后，编钟只被敲响过三次，观众对编钟演奏产生的音乐尤为好奇。通过湖北省博物馆 APP，结合 VR 游戏技术，观众可以戴着 VR 设备，通过 5G 敲击编钟，身临其境体验编钟奏乐的过程。
MR新技术体验：重庆中国三峡博物馆智慧化管理平台
混合现实技术（MR）是基于虚拟现实技术 AR，将虚拟环境中的物体呈现在现实场景中，将虚拟世界、现实世界与用户联系在一起，搭建交互反馈的信息回路，增强了用户体验的真实感。
通过可视化环境里物理和数字对象的共存性，增强两者的实时互动性。
重庆中国三峡博物馆将 MR 技术应用到清末时期的《增广重庆地舆全图》中，观众通过 HoloLens全息设备，可以置身于清末时期的重庆街道，“游览”在街道、店铺、码头等场景中，通过虚实内容的相互结合与互动，理解文物内在的故事，从而提供了全新的交互式参观模式的范本。在 MR 技术带来的场景中，有效拉近了观众与博物馆之间的距离，让观众沉浸在文化科技的新奇中，实现与浩瀚文化历史的“对话”，为博物馆的文化传播带来了全新体验 [11]。
让布展轻松便捷：浙江省博物馆智慧自主策展应用系统
博物馆的展览一方面受制于馆藏文物不够丰富，另一反面也缺乏对已有馆藏文物的盘点、梳理与解读，大量文物仍处于“待开发”状态。随着策展团队专业性的提高，博物馆是否有策展能力对该馆的展览是否具有吸引力和影响力产生了重要影响。
策展理念也随着社会文化的发展，相较以往更注重展览的人文体验，更加紧密联系日常生活，学术的知识性、趣味性与传递性的融合程度得到进一步提升。
新技术的不断发展为博物馆展览提供了千载难逢的机遇，利用新技术可以提升展览运营质量，改善观众参与体验。浙江省博物馆基于大数据挖掘与分析，开发智慧策展应用系统，将“展览 +”与展览边际“展览 +”工作模式在展览的延展项目上也得到充分的体现。通过提高策展的科学性，该馆展览的影响力不断扩大，并形成一定的品牌效应。
智慧博物馆的现状特征
随着时代的进步与科技的发展，博物馆已经成为一个信息数据集，通过网络将藏品内容信息化，通过物联网技术，利用信息化在博物馆与信息化之间建立桥梁，赋予博物馆新时期的发展意义，为博物馆的宣传、教育与研究功能提供技术基础。
当前，我国博物馆的数字化发展进程在不断加快，探索国内博物馆信息化管理已经取得成效，从而为智慧博物馆建设奠定了较为坚实的技术基础。智慧博物馆发展现状呈现以下三方面特征。
云计算应用于整体运营，实现博物馆的数字化建设
在传统博物馆的整体框架中，云计算在信息的采集、分析、处理与利用的全过程中，为博物馆提供了全面的技术支撑与服务。
随着信息技术的发展，云计算技术日益深入地应用到社会生产过程中，通过存储服务器，形成计算资源，可以被所有的云用户共享使用。
云计算服务，可以通过网络方法来计算、存储和服务，将博物馆的信息资源在事先定义的范围内实现共享。云计算为博物馆藏品信息等学术资源的共享带来便利，美国国家艺术博物馆通过数字化手段，实现了首个在线学术图录的编撰工作，这一学术图录的特点是用户可在一个地方就能找到藏品的所有信息。线上藏品图录不仅包含基本信息，而且增加了展览历史、学术记录、学术评价等信息，并为公众查看藏品、与藏品有关的文章等提供方便的搜索入口。
人工智能应用于展陈导视，实现博物馆的智能升级
AI 与博物馆融合推进了博物馆发展，让观众与文物可以更加轻松地“对话”，博物馆的管理更加智能化，尤其是随着机器人技术、深度学习、神经网络、超级 AI 的发展和应用，博物馆朝着人工智能大步迈进[12]。
人工智能的基本思想在于利用计算机技术实现智能工作，通过训练计算机提供系统思维的能力，让计算机完成部分智力工作，模拟人类智能行为。人工智能的发展，应用到博物馆的发展过程中，集中在策展陈列、智能导览、人脸识别、图像识别等方面。人工智能的到来为博物馆注入新的元素，博物馆也由以往的被动式适应发展转变为自主学习、智能控制、主动探索。
数字化信息采集应用于文物管理，实现文物多方位展示
数字化信息技术是对博物馆藏品信息进行数字化的手段，包含二维高清数字化图像采集和三维数字化采集两种技术。
二维数字化采集主要是针对图书古籍、画稿文献等文物；三维数字化采集主要有三维结构光扫描、三维激光扫描及近景摄影三维扫描等技术。许多博物馆都使用三维扫描技术对文物信息进行采集。内蒙古博物院建立了三维藏品数据管理系统，甘肃省博物馆对丝绸之路部分文物进行了三维数字化采集 ；秦始皇兵马俑博物馆一直在进行兵马俑三维模型的数字采集工作，对兵马俑一号坑的陶俑进行了三维数据的采集建模，录入数据库，并借助数据库系统实现兵马俑在线上的三维立体展示，实现文物测量等功能，为文物展示、保护和修复提供技术支持。
智慧博物馆的发展方向
智慧博物馆的发展，是随着信息技术的发展而发展的。
文物作为人类历史文化的遗产，每件文物背后都蕴含文化知识内涵，通过新技术，构建为社会、观众认知文物信息的平台，在新时代背景下将中华民族的精神及文化发扬光大，是智慧博物馆的发展目标。
以知识图谱技术为重点，实现博物馆数据的智慧融合
后期要将大数据、云计算、物联网、互联网、人工智能等先进信息技术手段应用到文物资源的数字化过程中，通过拓宽文物信息开放渠道，加大开放文物信息资源共享，公布博物馆的收藏文物信息数据，增加公众了解馆藏的途径，提高公众参与度，满足群众参与的多元化需求。
当下，随着数字技术的日益成熟，以数字技术为核心的知识图谱技术也成为了后期智慧博物馆的重要发展内容，知识图谱的应用突破了各博物馆之间时间、空间的限制，从数据端实现了多个博物馆之间的开放与融合。
以数据可视化为基础，重新定义博物馆的收藏和展陈理念
随着观众对知识深度的渴求和了解，博物馆将成为文化知识需求的重要供给载体，这也对博物馆建设与展示过程中所应用先进科技手段的进一步提高提出要求。数据可视化技术对博物馆的收藏和展陈理念产生重要影响，随着数据可视化技术的完善，博物馆藏品的展览形式将会更为多元化，将展品的实物与电子信息相融合，将会进一步丰富向公众传达的藏品信息内容。
随着可视化技术的日益完善，博物馆藏品的趣味性、可视性将会进一步提高，有利于公众直观了解藏品传递的信息内容。
以用户画像和互动式交流为依托，全面提升观众参观体验
除了博物馆自身，推动博物馆向大众化方向转型的另一个重要力量是科技大公司。科技给博物馆和公众的连接带来一场革命，移动互联网、AR、VR 甚至是人工智能，都被用于提升公众的参观体验。在收集展览对象的基础数据信息以后，形成用户画像，分析展览对象的基本特征与个性化需求，提高展览推送信息的精准性。
通过预先对展品信息的收集和学习，它可以回答参观者提出的许多问题，从历史到创作技法，甚至还包括和当代事件的联系 , 这么做的好处是，仿佛真的可以让展品“开口说话”，并且通过互动体验吸引更多人参观博物馆 [13]。
以个性化的文化传播为契机，让博物馆焕发新的活力
近年来，博物馆成为热门的旅游目的地，这种现象反映了整个社会对文化遗产需求的增加。博物馆的可逛性、展品的可读性增加了公众对历史文化的兴趣，并且也成为城市文化的重要传输方式与渠道。
随着信息技术的发展，博物馆传播推广突破了时空限制，博物馆文化内容也更为丰富。后期，博物馆将通过及时更迭传播手段，增强互联网多媒体的内容建设，积极引导舆论预期。
观众需求也将随着信息技术的发展，各种个性化、差异化的需求得到及时响应与反馈。在未来，博物馆将不只是传统的历史文物展示场所，借助信息技术的发展，博物馆的文物呈现将更为灵活、生动、多样化。
附记：本文得到中国国家博物馆科研项目经费资助，项目编号：GBKX2019Y55。
文章来源：中国国家博物馆馆刊—博物馆研究
责任编辑：崔名芳
编辑：闻博苑
注释 ：
[1]毕叶 ：《游戏艺术在数字博物馆中的应用及创意方案》，中国美术学院，2018 年硕士学位论文。
[2]李文昌 ：《发展中的中国数字化博物馆》，《国际博物馆》（中文版）2008Z1 期，第 61-69 页。
[3]骆晓红 ：《智慧博物馆的发展路径探析》，《东南文化》2016 第 6 期。
[4]王勇强 ：《新技术应用对博物馆的改变与影响》，《中国博物馆》2018 年第 2 期。
[5]郑运帷 ：《浅论新技术时代下的演绎博物馆学》，《大众文艺》2017 年第 16 期。
[6]叶萌 ：《物联网、云计算与智慧博物馆的实现》，《首都博物馆论丛》。北京燕山出版社，2015 年，第 379-386 页。
[7]万静、严欢春、邢立栋 ：《浅析知识图谱在智慧博物馆中的应用前景》，《互联网时代的数字博物馆》，电子工业出版社，2017 年，第 2-6 页。
[8]杨晓飞 ：《信息技术在文物保护与博物馆中的实践》，科学出版社，2017 年，第 37、89 页。
[9]石纯一 ：《人工智能原理》，北京理工大学出版社，1993 年，第 28 页。
[10] 宋佳烜 ：《全面精细记录非洲大陆遗产地》，《中国文化报》2018 年 1 月 23 日，第 6 版。
[11] 刘华成 ：《智慧博物馆的新实践》，《中国文物报》2018 年 11 月 16 日。
[12] 李姣 ：《智慧博物馆与 AI 博物馆——人工智能时代博物馆发展新机遇》，《博物院》2019年第 4 期。
[13]《为什么年轻人开始对博物馆着迷了？》，《江苏商报》
http://blog.sina.com.cn/s/blog_437d9c110102xfbp.html，2018-1-18。
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