由于博物馆在综合性、业务性、协同性等方面的特殊性，在运营中普遍面临三种突出矛盾。一是场馆承载能力有限造成公众参观时空受限；二是室内策展条件的局限性使得展陈形式相对单一；三是多组织架构导致服务协同管理难度大。本文通过对多终端媒介技术、展示技术、多源异构数据集成技术的分析，总结出开发创新的数字应用、打造互动沉浸式的展览体验、建设数字孪生协同管理平台的应对策略，探讨数字化技术对解决博物馆运营困难的帮助，从而助力博物馆创造新的文化价值和社会效益。
博物馆发展数字化技术的必要性
博物馆在运营中，由于时间、空间、资源和人力等多重因素的限制，普遍面临着三种突出矛盾。首先，由于场馆的承载力有限，公众的参观在时间和空间上受限，难以满足观众日益增长的文化需求，导致供需严重不平衡；其次，博物馆内部展览，特别是在古建筑内举办的展览，往往受到场馆策展条件的限制，导致展览形式单一，限制了观众的参观体验，使他们无法完全沉浸于展览并产生共情；最后，根据博物馆的组织架构，博物馆运营往往需要多个部门协同管理工作，但由于“信息孤岛”现象严重，各部门之间无法主动或及时获取关键信息，增加了展区服务和业务管理的难度，进而影响了工作效率和服务质量。
当前，信息技术的迅猛发展给博物馆运营模式提供了新的思路和机遇。通过投入数字化技术搭建博物馆智能生态系统，构建互联互通的发展格局，依托多模态感知“数据”深化博物馆运营智能化模式，对外创新观众公共文化服务模式，对内创新观众管理和云边端协同管理模式，能使博物馆在数字资源展示、观众参观体验、智能化协同管理等方面得到极大提升。因此，为破解以上三方面的问题，本文以数字化技术为指导思路，通过对多终端媒介技术、展示技术、多源数据集成技术的分析，总结出开发创新的数字应用、打造互动沉浸式的展览体验、建设数字孪生协同管理平台等策略，旨在突破时空限制、丰富观感体验、解决“信息孤岛”问题，优化观众线上和线下融合公共服务，拓展展览展示方式，加强内部有效管理与沟通协作，从而提升博物馆运营水平。
分析数字化技术在博物馆运营中的应用策略
多终端融合提升博物馆“可及性”
数字化是提升博物馆“可及性”的重要方式之一，针对无法亲临现场的观众，它能在有限时空内扩展文化传播的边界。首先，博物馆可通过搭建完备的网站体系，建设以藏品为中心的博物馆用户社区，依托电脑端高清大屏且更易操作的优势，将采集的文物数字资源进行直接展示，共享高质量原始素材，初步打破时空的限制。随着技术的发展，屏幕中展示的文物细节甚至比在展厅中肉眼看到的更加清晰，相比展厅的布展环境，数字化展示还能更客观地还原文物的真实性。故宫博物院在2015年推出了“故宫名画记”网站，收录超1000件故宫博物院珍贵院藏绘画作品，采集的书画单张精度最高超90亿像素，线上用户能够放大画面细节以深入画中游览，甚至可以清晰数出《五牛图》中牛睫毛的数量。同时，网站配合文物标注作品信息、背景、学术资讯和学术讲座等内容。这些高质量的数据聚合是数字化技术在文化生产力上的体现，无论是在数量、精度还是效率上，都是博物馆实体展览难以企及的。
其次，在5G网络和媒介平台技术迅速发展的背景下，博物馆相继推出各类主题应用软件（App），利用App在视觉设计、系统能力和交互上的优势，优化内容构建，提升交互体验，让博物馆不仅“可及”还更加“有趣”。App能够实现多源类型的数据对接，搭建复杂的逻辑结构，带来多样的交互体验，进行良好的用户及数据管理。故宫博物院出品的“故宫展览”App，以“丹宸永固——紫禁城建成六百年”展览为例，此展览向公众共享全景虚拟展厅，包含332件展品的多角度高清图片、8部展览相关自制视频、导览地图、交互热点等，让观众实现从多维度深入了解展览、自由定制展览路线的体验。全景虚拟展厅以App为载体、利用全景图像、虚拟现实技术和色彩管理标准及技术进行采集制作，最大限度还原场景的空间结构、光影效果、色彩细节和画面层次。页面内提供适配多种VR眼镜的观看模式，最大限度地为无法前来实地观展的观众提供线上实景参观体验。通过App平台的开发，依靠其承载能力，展览中的多媒体高清素材得以供观众流畅使用。
2017年，小程序作为移动端轻应用媒介平台，凭借其轻便、快捷和丰富的交互性，迅速渗透到人们生活的方方面面，使博物馆资源从“可及”到“有趣”再到“便捷”，助力博物馆开启数字内容整合以及服务渠道优化阶段。作为成熟且开发成本较低的数字化建设工具，小程序媒介平台成为构建线上线下场景连接生态圈的常见应用，展现出降本、提质、增效的特性。故宫博物院较早开始搭建微信小程序，其推出的“故宫博物院”小程序现已成为多元化场景平台，让更多观众最大化地欣赏故宫之美。例如，基于微信小程序开发的直播组件，故宫于2021年1月开展雪日慢直播活动，此次活动实现了360°VR全景直播，以先进的技术手段和轻量化的承载平台带领观众前往未开放的高点自由观赏，本次直播同时在线观看人数超30万。在媒介技术发展的趋势下，传输、保存与共享的技术难点被一一攻克，“慢直播”的出现能够以最直接的方式满足观众的精神文化需求，实现时间与空间多维度信息的记录保存与实时共享。
博物馆通过搭建网站共享博物馆多维度数据信息、开发App为用户提供多维度体验、设计小程序构建博物馆多维度场景生态圈提升其“可及性”“趣味性”“便捷性”，不再受限于开放时间、地理位置、承载能力等，依托5G网络服务、虚拟现实、人工智能、实时音视频等数字技术容纳更多的线上观众，提供更智能化的交互体验。
技术赋能展览加强展厅“沉浸感”
常规的博物馆展厅，尤其是以古建筑作为展厅场所的博物馆，在保护文物安全上存在消防、安保、结构空间等方面的问题。狭小低矮的空间使得展厅设计缺乏灵活性，而木结构的防火、防潮和防虫害问题也带来了安全隐患。此外，古建筑的特殊性导致其难以与现代化材料融合。这些问题都会导致博物馆展陈形式相对单一。为了解决这一运营难题，越来越多的博物馆开始着手数字化转型，利用数字化技术突破现有展厅条件限制，丰富展陈形式，拓展展览的展示方式，为观众带来更加沉浸、逼真、多元的感官体验。为了打造具有多重感官维度的沉浸式展览，博物馆正积极引入并发展沉浸式业态，通过数字技术构建情景化、脱域化和戏剧化的展示环境，为观众创造超越时空界限的情景参与、文化互动、历史探索的体验，加强观众对文化遗产的认可度和归属感。
观众获取信息最直接的方式是感官，而人类对技术的不断探索，其核心目的在于为受众带来丰富的多感官体验，并增强这种体验效果，进而突破观众与展示内容之间无形的“第四堵墙”。合理的技术介质、生动的仿生造景、悠扬的背景音乐以及适配的灯光氛围等场景元素，共同构成了一个多感官的沉浸式体验情景，有效助推了展览的场景营造。以2021年故宫博物院和腾讯在深圳联合主办的“纹以载道——故宫腾讯沉浸式数字体验展”为例，展览利用VR、AR数字技术，不仅还原了故宫倦勤斋内景与通景画场景，还将其搬出故宫落地深圳，观众戴上AR眼镜后便可沉浸式体验故宫中的“江南梦”。清代画家利用透视技法绘制通景画，展现古代的“3D”视觉效果。而如今，博物馆运用现代科技让观众走入画中，更加逼真地复原通景画中构建的“虚拟世界”。古今不同的创作和呈现方式，展现了古今“文化生产力”所带来的不同的沉浸式体验。在此场景中，音乐全景声技术为展览音乐赋予空间感，结合展览倦勤斋的流水、飞鸟等视觉内容，建立与文化场景紧密融合的多感官并行展示方式。
观众的参与感和归属感是展览与观众建立情感联结的重要一环，其核心要素是观众的沉浸程度。博物馆展览的交互性沉浸体验主要体现在技术介质、互动游戏、社交化社群三方面，兼顾历史的真实性和情节的虚拟性是实现上述要素的有力手段。故宫博物院的“端门数字馆”是国内首次尝试将一座木结构古建筑整体用作数字展厅的创新实践，该数字馆将馆内的高分辨率可承重地面屏幕、虚拟成像系统等数字设备与古建筑和文物特征进行了融合。其中的“数字书法——兰亭序” 数字交互展示项目，通过数字高清影像、虚拟书写技术，以及基于Opengl技术实现的水墨画仿真效果，让观众不仅可以欣赏《兰亭序》书法原作，还可以在屏幕上“摹写”，亲身感受王羲之创作时的文雅环境，体验该帖运笔的妙处和结字的精致。为进一步增强用户体验，该项目提供二维码分享功能，观众可以扫描二维码将自己的作品转发到网络平台。这种数字化互动展示策略在提升观众参与感的同时，扩大了文化的影响力和欣赏群体。在技术介质、互动游戏、社交化社群的加持下，这种策略增强了观众在观展过程中的感官沉浸和心理沉浸。
通过AR、VR、全息投影、激光投影等数字展示技术在场景营造、观众参与等方面的应用，科技极大拓展了博物馆展览展陈形式，博物馆展览更具沉浸感和吸引力。
多源数据集成促进管理“协同性”
在博物馆运营中，除了文物本身产生的数据，还有实时和定期产生的多模态数据，如文物列展和维护相关的环境数据、传感器收集的数据、观众动态参观数据等，这些数据种类多样、来源不一、高度异构、规模庞大，缺乏系统性的数据关联及组织模式，导致信息渠道各自脱节，信息获取产生壁垒，难以形成有效的协同管理。因此，包含文物、环境及全生命周期管理信息在内的数据体系的构建和联通，成为博物馆运营亟须解决的问题。近年来，借助多源异构数据集成技术构建孪生数据底层架构，从而建立统一的数字孪生协同管理平台，已被各机构广泛认可为一项高效且低成本的解决方案。这一数字化技术有效应对了因数据资源分散以及跨系统功能整合而产生的互联协作方面的运营难题。在数据融合上，通过多源异构数据集成技术，结合地理信息系统和人工智能技术，达到博物馆虚实镜像时空信息融合的效果；并能够清晰梳理数据之间的“血缘”关系，解决博物馆本体、周边环境、动态监测等多维度多来源多格式数据融合的问题。同时，基于云原生的平台架构，采用分布式微服务架构，提升平台对第三方的接入及持续更新升级能力，实现在特定目标需求下实体到数字孪生虚拟实体的映射，助力博物馆构建灵活并开放的运营模式，这是博物馆实现高效协同管理的关键。多源异构数据集成技术创新了智慧博物馆运营思路和途径，实现了大数据对博物馆的决策、管理、运营的支持，通过更科学的方式提升工作效率、服务水平和决策精准度。
在博物馆中，多源数据集成技术可以应用于策展陈列、宣教活动、运营维护等多个数字孪生协同管理场景。博物馆依托虚拟策展功能，引入真实展厅空间映射，可自定义展柜和藏品的尺寸、数量，实现带参数和贴图的展品预布展，以及展厅温湿度环境监测和参观承载量及开放堵点预测。在宣教活动应用中，线上的虚拟游览为观众提供虚拟导游，线下的实地游览可将实时客流量反馈给讲解服务人员，辅助其及时调整参观导引路线，并且实现游览轨迹数据的动态反馈，以优化讲解路线。与数字孪生基底结合，还可实现与真实内外景相一致的时空季候映射，对博物馆的排水系统、消防演练及天气变化进行线上预演与模拟，同时通过线上观众的沉浸式体验，为线下真实古建环境中每个空间的客流进行线上预测。数字孪生协同管理平台，可以增强观众、旅游资源、主管部门之间的互动，高效整合资源，实现传统向现代的管理方式转变。该平台结合游览信息数据，形成预测预警机制，提高应急管理能力，维护正常游览秩序，保障文物古建安全。同时，它推动监管由传统的被动处理、事后管理向过程管理和实时管理转变，让博物馆各部门之间形成信息共享和协作联动，实现博物馆运营模式的科学决策和科学管理。
博物馆作为公共文化服务机构，应当始终以人的需求为核心。为此，博物馆需要不断优化运营模式，提升服务水平。通过媒介技术将数字资源部署在电脑端及移动端的媒介平台中，形成跨媒介融合的平台型数字服务传播格局，提供多元化服务场景，平衡因场馆时空受限带来的供需压力；应用展示技术，以场景营造、观众参与为主的构建思路，打造沉浸式展览空间，创新多维度参观体验，改变单一的展陈形式；利用多源异构数据集成技术建设数字孪生协同管理平台，加强组织部门间的信息互通与合作，主动掌握管理情况。博物馆在运营过程中应充分发挥我国旅游业超大市场、庞大用户、多样场景的规模优势，在更大范围、更广层次、更多环节、更深领域推动科技和文旅产业融合发展、互动发展，利用数字化技术提供高质量数字服务、创造高科技沉浸体验、提升高效能管理水平。从信息设施、平台服务、产品供给、应用服务四个方面，以网络体验、信息计算、物联感知的技术和信息设施为基础，利用互联网、云计算、大数据、人工智能等“上云”的技术支撑，向观众和博物馆提供个性化、差异化的数字应用，多措并举提升博物馆运营水平。
（作者单位：故宫博物院）
