摘要：介紹了山西博物院珍貴文物數(shù)字化信息采集平臺，重點闡述了三維激光掃描建模技術(shù)及文物信息采集流程，探討了面向移動端的智能導(dǎo)覽平臺建設(shè)工作，其核心是山西博物院智慧導(dǎo)覽App的開發(fā)與利用。

　　關(guān)鍵詞：山西博物院;數(shù)字化平臺;信息采集;智能導(dǎo)覽

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，科學(xué)技術(shù)在博物館中的實際應(yīng)用越來越多，二者之間的結(jié)合更加頻繁、密切，“數(shù)字博物館”應(yīng)運而生，成為博物館與科學(xué)技術(shù)高度融合的標(biāo)本案例。目前，“數(shù)字博物館”建設(shè)已經(jīng)勢在必行，其能夠以字符、圖像、聲音、視頻等多種形式對文物藏品甚至展館的各類信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并對文物藏品數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整理、分析，最終在信息資源管理系統(tǒng)中借助新的展陳技術(shù)手段，如虛擬現(xiàn)實、三維圖像、聲音、網(wǎng)頁等方式，讓公眾欣賞到一些因特殊原因而不能經(jīng)常展陳的珍貴文物藏品。

　　目前，國內(nèi)數(shù)字博物館和智慧博物館正在積極建設(shè)中，傳統(tǒng)博物館正在向文化和科技相融合的創(chuàng)新型博物館轉(zhuǎn)變。山西博物院數(shù)字化平臺的建設(shè)，不僅可以實現(xiàn)提升館藏文物藏品信息采集能力、數(shù)字化建模能力、研究保護(hù)能力的目的，還可以增強博物館的歷史文化教育功能、傳播宣傳功能等。

　　1山西博物院珍貴文物數(shù)字化信息采集平臺建設(shè)

　　博物館是社會歷史文化的重要載體，是理解過去、思考當(dāng)下、展示未來的重要公共文化場所。山西博物院作為山西省最大的文物收藏、保護(hù)、研究和展示中心，薈萃了全省文物精華，珍貴藏品約40萬件，其中新石器時代陶寺遺址文物、商代方國文物、兩周時期晉及三晉文物、北朝文物、石刻造像、山西地方陶瓷、金元戲曲文物、明清晉商文物等頗具特色。

　　在此背景下，借助信息技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是利用三維激光掃描、高清紋理拍攝、3D數(shù)字建模、虛擬交互開發(fā)等先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，對山西博物院精品文物進(jìn)行了全方位的數(shù)據(jù)采集、精細(xì)處理及可視化展示，實現(xiàn)了文物、數(shù)字與觀眾服務(wù)的深度融合，從而促進(jìn)了山西博物院的展示展覽功能，提高了教育展示傳播能力，為公眾提供了更好的服務(wù)。下面具體介紹文物數(shù)字化采集技術(shù)和山西博物院相關(guān)工作情況。

　　1.1三維激光掃描建模技術(shù)

　　三維激光掃描技術(shù)(LaserScanningTechnology)是一種逆向獲取目標(biāo)的空間結(jié)構(gòu)及紋理信息的技術(shù)。它通過高速激光掃描的方法，對文物藏品整體或局部進(jìn)行全空間、全維度的高精度掃描測量，以獲取文物藏品在空間中的點、線、面、體等三維信息數(shù)據(jù)并進(jìn)行高精度的三維逆向建模，從而實現(xiàn)對文物藏品的逆向還原。

　　它可以以非接觸式的方式獲取文物藏品的精確結(jié)構(gòu)信息，通過匹配高清紋理技術(shù)，以最真實、直觀的方式還原文物藏品。因為該技術(shù)采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高，操作容易，采集文物三維數(shù)據(jù)效果也比較理想，所以當(dāng)前該技術(shù)是博物館應(yīng)用最多的文物三維數(shù)據(jù)采集方式。

　　1.2三維激光掃描建模技術(shù)的特點

　　在文物數(shù)字化過程中，三維掃描技術(shù)是其中最重要的技術(shù)手段之一，其主要有以下特點：第一，無接觸、無損害、全方位。三維激光掃描技術(shù)采用非接觸式高速激光測量方式，直接對目標(biāo)物體進(jìn)行掃描，獲取其表面空間坐標(biāo)信息，能夠在危險、惡劣環(huán)境及人員無法到達(dá)的情況下完成采集作業(yè)。第二，高效率。

　　高速度、高頻率的掃描可以快速、完整地獲取物體空間表面點云。第三，自動化程度高。三維激光掃描儀以可視化的方式進(jìn)行掃描，可以直觀地觀察到數(shù)據(jù)成果，掃描過程大部分由程序完成，其掃描的點云信息易于顯示與分析，避免人為疏漏。

　　第四，高分辨率。三維激光掃描以高密度、高質(zhì)量的方式進(jìn)行掃描，可以達(dá)到0.050mm的分辨率，體積精度可以達(dá)到0.020mm，工業(yè)級掃描儀的掃描精度可以達(dá)到0.005mm，從而實現(xiàn)對文物藏品高精度、高細(xì)節(jié)的還原。第五，成果多元化。三維激光掃描可以實現(xiàn)輸出二維數(shù)字圖紙、三維數(shù)字模型等大量的數(shù)字產(chǎn)品，使其具有廣泛的融合性和交互性，其數(shù)字成果可以應(yīng)用于數(shù)字還原、文物復(fù)原、文物保護(hù)等諸多方面。

　　1.3基于三維激光掃描建模技術(shù)的文物信息采集流程

　　(1)運用三維激光掃描技術(shù)，對文物進(jìn)行掃描，獲取文物精細(xì)點云數(shù)據(jù)，對點云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、封裝等處理，生成模型數(shù)據(jù)。(2)運用高清紋理拍攝技術(shù)，獲取文物紋理影像數(shù)據(jù)，經(jīng)過校色等處理后，生成紋理影像數(shù)據(jù)。(3)利用三維軟件，對模型進(jìn)行編輯、拆分UV等，再通過紋理擬合技術(shù)，對紋理及模型數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，獲取帶有紋理的三維模型成果。(4)獲取的高精三維模型成果存檔入庫，存儲為通用數(shù)據(jù)格式，以進(jìn)行不同領(lǐng)域應(yīng)用。

　　1.4文物信息數(shù)字化采集的效果

　　(1)在數(shù)據(jù)采集方面，運用先進(jìn)的激光掃描設(shè)備、數(shù)字拍攝技術(shù)，通過非接觸式的采集手段，在保證文物安全的基礎(chǔ)上，完成對文物三維信息、紋理信息的精確采集。

　　(2)在數(shù)字成果方面，通過精確高效的技術(shù)手段，完成文物的精細(xì)建模和紋理映射，完成展示效果好、紋理細(xì)膩的展示數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)的精細(xì)采集與處理，運用數(shù)字化增強手段，為山西博物院提供了一套精細(xì)化的數(shù)字化文物數(shù)據(jù)，從而研究人員可以通過數(shù)字化成果進(jìn)行更深入的研究，例如：依托數(shù)字化文物數(shù)據(jù)，實現(xiàn)虛擬復(fù)原、虛擬拼接，輔助進(jìn)行文物管理、病害發(fā)現(xiàn)、數(shù)字二維線圖轉(zhuǎn)化等;通過數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高研究效率，創(chuàng)新研究思維。

　　(3)在具體應(yīng)用方面，緊密結(jié)合山西博物院其他項目的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)文物數(shù)字資源的多重轉(zhuǎn)換，將所采集的三維數(shù)字資源與多個系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和對接，如將數(shù)據(jù)嵌入文物知識圖譜、山西博物院智能導(dǎo)覽系統(tǒng)、山西博物院展廳中心展示互動大屏、山西博物院官網(wǎng)等一系列數(shù)字展示平臺，觀眾可以通過手機、網(wǎng)絡(luò)終端等多種渠道瀏覽精美的數(shù)字文物，增強了山西博物院在文物知識傳播、博物館教育展示方面的能力。

　　(4)在打造特色功能方面，緊密結(jié)合山西博物院現(xiàn)有的設(shè)備和平臺，充分考慮其中長期發(fā)展規(guī)劃，配合其他項目組開發(fā)了一系列具有特色功能的子系統(tǒng)，如智能導(dǎo)覽系統(tǒng)、文物知識圖譜、展廳數(shù)字魔墻等，真正實現(xiàn)了寓教于樂，使公眾在山西博物院的互動體驗得到極大提升。

　　2面向移動端的智能導(dǎo)覽平臺建設(shè)

　　山西博物院作為三晉文化的傳承者、墾拓者、引導(dǎo)者，為促進(jìn)山西的社會經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)，同時，公眾也可以在此學(xué)習(xí)傳統(tǒng)經(jīng)典文化，陶冶愛國主義情操。隨著公眾對精神文化需求的不斷提高，單純地觀賞奇珍異寶已不是公眾的主要目的，公眾對文物藏品的歷史文化內(nèi)涵更感興趣，這就需要山西博物院為公眾提供更為翔實的文字、圖像、聲音、視頻等資料。同時，由于山西博物院展廳數(shù)量較多、面積較大，對于公眾而言，常常因為首次參觀而產(chǎn)生方位迷失的問題。

　　因此，山西博物院設(shè)計開發(fā)了面向移動端的智能導(dǎo)覽服務(wù)系統(tǒng)。山西博物院面向移動端的智能導(dǎo)覽服務(wù)系統(tǒng)，立足于博物館收藏、展示、研究和教育職能的發(fā)揮，滿足群眾日益增長的多樣化文化需求，作為山西博物院的移動互聯(lián)入口，創(chuàng)新了博物館對外服務(wù)和運營管理的模式，以基礎(chǔ)軟硬件設(shè)備和應(yīng)用支撐環(huán)境為基礎(chǔ)。

　　以觀眾服務(wù)、觀眾管理和信息跨平臺統(tǒng)一發(fā)布為核心，通過無線定位系統(tǒng)、智能移動導(dǎo)覽系統(tǒng)、跨平臺發(fā)布系統(tǒng)、會員管理與分析系統(tǒng)的開發(fā)，以全新的移動導(dǎo)覽及知識傳播和服務(wù)的模式，打造了觀眾共建、精準(zhǔn)服務(wù)、開放互聯(lián)的博物館數(shù)字化社會服務(wù)平臺。山西博物院面向移動端的智能導(dǎo)覽服務(wù)系統(tǒng)為各種類型的觀眾提供多樣化服務(wù)。

　　進(jìn)一步提升了博物館為觀眾服務(wù)的層次和水平，通過對館藏精品文物內(nèi)容資源進(jìn)行深入挖掘和數(shù)字化創(chuàng)作，結(jié)合博物館相關(guān)職能，進(jìn)一步完善和提升了場館服務(wù)內(nèi)容，提升了博物館精品文物和精品展覽的展示觀賞效果;圍繞觀眾在館內(nèi)參觀游覽的各項需求，建立了完善的智能移動導(dǎo)覽系統(tǒng)以及無線定位系統(tǒng);圍繞博物館管理工作日常內(nèi)容與新需求，建設(shè)了完整的會員管理與分析系統(tǒng)。

　　圍繞博物館多樣化信息資源一體化編輯、更新與跨平臺發(fā)布等工作的需求，建設(shè)了成熟的跨平臺發(fā)布系統(tǒng)。所有系統(tǒng)及應(yīng)用均具備“一云多屏”技術(shù)的后臺管理系統(tǒng)，并可進(jìn)行內(nèi)容管理和信息發(fā)布，可為館內(nèi)的觀眾提供專業(yè)、全面的場館綜合服務(wù)，并借助移動端的發(fā)布延伸至館外，在為觀眾提供精細(xì)化服務(wù)的同時，也大大提升了博物館的管理效率。當(dāng)前山西博物院移動端智能導(dǎo)覽服務(wù)系統(tǒng)主要包括以下兩項功能。

　　2.1無線定位系統(tǒng)無線定位系統(tǒng)結(jié)合

　　BLE4.0無線定位和多模定位等技術(shù)，應(yīng)用在山西博物院無線區(qū)域網(wǎng)覆蓋的區(qū)域，實現(xiàn)了山西博物院觀眾的室內(nèi)定位、人機交互、精準(zhǔn)定位、線路導(dǎo)航、位置搜索、興趣點定位分析、軌跡回收、信息推送講解、導(dǎo)覽終端監(jiān)測和追蹤任務(wù)，能夠準(zhǔn)確搜尋到定位對象，并實現(xiàn)對人員和設(shè)備的實時定位和監(jiān)控管理。通過獲取觀眾的實時位置信息，可方便地對觀眾進(jìn)行集中管理，同時增強觀眾的參觀體驗，進(jìn)而增加觀眾參觀的“忠誠度”。

　　所有攜帶定位終端的目標(biāo)可實時在電子地圖上反映出來，通過控制，可對關(guān)心的定位目標(biāo)進(jìn)行實時跟蹤，可查詢攜帶定位終端的觀眾在山西博物院內(nèi)的運動軌跡并進(jìn)行軌跡回放，從而改善博物院的服務(wù)能力。

　　2.2山西博物院智慧導(dǎo)覽App

　　山西博物院智慧導(dǎo)覽App是對展覽展示信息資源進(jìn)行適當(dāng)加工和創(chuàng)新之后，通過智能移動終端提供給觀眾的一種博物館導(dǎo)覽服務(wù)。其目標(biāo)服務(wù)群體是山西博物院內(nèi)自行攜帶智能移動終端(智能手機或平板電腦等)的個人參觀觀眾群體。

　　觀眾在個人智能移動終端上安裝山西博物院智慧導(dǎo)覽App后，即可結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)、藍(lán)牙定位等先進(jìn)技術(shù)，體驗線上和現(xiàn)場服務(wù)，并可享受專業(yè)的導(dǎo)覽服務(wù);另外，智能移動終端下載的資源支持館外使用，使觀眾在離館后仍能繼續(xù)學(xué)習(xí)和回味，有利于博物館文化傳播功能的推廣延伸。

　　山西博物院智慧導(dǎo)覽App具備Android、iOS兩大平臺的版本，分為館內(nèi)及館外模式，可以滿足市面上大部分手機的應(yīng)用需求，同時App應(yīng)用專業(yè)的UI(觀眾界面)、UE(觀眾體)設(shè)計，符合移動端的操作體驗，并能夠很好地適配不同分辨率和不同屏幕尺寸的手機。山西博物院智慧導(dǎo)覽App可以為觀眾提供豐富的博物館服務(wù)應(yīng)用，包括向觀眾提供山西博物院最新資訊信息、線上互動交流體驗，并利用室內(nèi)定位網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)線下的定位信息接收和展覽輔助，為觀眾提供展品展示信息的自動推送和圖文聲像等多媒體形式的全方位展覽內(nèi)容。

　　3結(jié)語

　　山西博物院通過多種信息服務(wù)平臺，讓公眾可以更方便地獲得文物藏品多方面的文化知識，同時也提升了山西博物院自身展陳能力和業(yè)界聲譽。另外，山西博物院通過將數(shù)字化技術(shù)和文物藏品內(nèi)涵高效結(jié)合在一起，提升了山西博物院公共服務(wù)的能力，實現(xiàn)了博物館為公眾提供知識服務(wù)的升級，也開啟了博物館傳播文明、服務(wù)社會的新模式。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]黃俊，楊曉飛.博物館數(shù)字化科普平臺建設(shè)[J].文物保護(hù)與考古科學(xué)，2014(4)：116-125.

　　[2]王裕昌，廖元琨，趙天英.美國博物館及其數(shù)字化建設(shè)的啟示[J].中國博物館，2013(3)：82-88.

　　[3]王向陽，嚴(yán)允.數(shù)字化博物館建設(shè)初探：以江西省博物館為例[J].南方文物，2008(4)：170-171.

　　文物方向論文投稿刊物：南方文物立足南方，而向東南亞，主要刊登我國南方地區(qū)考古調(diào)查、發(fā)掘報告及文物博物事業(yè)研究論文，交流南方及東南亞地區(qū)文博工作信息。所設(shè)欄目：調(diào)查與發(fā)掘、研究與探索、文物與歷史、青銅藝術(shù)、陶瓷文化、古代建筑、文物鑒賞。