手机的新应用—基于移动终端的博物馆数字化升级

提到博物馆，人们往往联想起“坚固雄伟的建筑”、“专业权威的策展”和“集中按时的参观”等。对比之下，提到“移动终端”（包括手机、平板电脑等），浮现在脑海里却是“小巧轻便的设备”、“个性多变的内容”和“随时随地的体验”。在不同的语境下，两者似乎并没有太多的交集，从表面上看也似乎不太可能相互兼容。然而， 传统博物馆在数字时代的发展面临诸多瓶颈，急需通过新技术平台在空间广度、时间长度和体验深度上获得拓展。同时，一场全球范围内基于移动终端的博物馆数字化升级正在迅速展开。“无墙博物馆”的概念从空间和时间上将博物馆的传统定义解构，同时构建着一种数字时代全新的“展”与“观”模式。

一、在移动平台上解决实体博物馆发展的矛盾
在数字时代，传统实体博物馆的发展从空间、内容和模式上都遭遇了瓶颈，从不同的层面上产生了深刻的矛盾。于是乎，人们开始向数字化的虚拟空间寻求解决方案。数字技术从多大程上可以缓解博物馆在现实世界中的压力，并在虚拟世界中找到恰当的拓展空间？
1. 巨大客流量以及丰富展品资源与相对有限的实体展馆空间的矛盾
以中国为例，各类大小博物馆已达到3000 多个，但是面对每年海量的游客以及中国丰富的文化展品资源，实体博物馆的空间容量还是捉襟见肘。虽然扩建和增建的博物馆使总体展览面积不断扩充，但是空间上的累积增长很难满足需求上的几何式爆发。因此，向虚拟的数字平台寻找空间成为必然。自从卢浮宫1995 年率先在网络上开设了虚拟博物馆展厅，形式各异的“虚拟博物馆”应运而生。以谷歌的艺术项目（The Google Art Project) 为例，谷歌街景漫游的技术被移植到虚拟在线博物馆游览体验中，观众足不出户就可以尽览40 个国家151 个博物馆的30000 件艺术品。在这种风潮下兴起的“虚拟博物馆”将有限的实体博物馆空间拓展到了无限的网络虚拟空间中，然而在这种“实”与“虚”的简单照搬中，过分强调了虚拟体验而淡化（甚至抹杀）了实体展品（或展项）真实存在的质感体验。
于是，作为一种中间媒介，移动终端的“移动性”可以使“数字化的多维体验”和“现实中的身临其境”两全其美。IBM公司为埃及政府于2009 年建成的“永恒的埃及”网络平台一方面以高分辨率的三维全景图像向全世界的人们展示埃及金字塔等古迹，另一方面同时开通了基于手机平台的服务，在埃及全境任何游览区都可以随时随地连线网站，对比真实的景物听取详细讲解，从某种程度上说埃及全境都成为一个无形的博物馆。
2. 灵活的数字观看模式同固定的布展模式的矛盾
在数字时代，人类的阅读和观看习惯已经发生了根本的变化，传统的单一媒体的连续线性观看经验已经逐渐被多媒体的非线性观看经验所取代，观众习惯于多变并且可以高度个性化定制的数字内容观看模式。但是，传统博物馆的布展模式实际上并没有适应这一“观”与“展”之间的供需变化，固定的空间布局以及观展路线越发显得僵化。
虽然现代的布展观念以及数字化的展览手段已经在致力于解决这一矛盾，很多展馆中的展品前安装了多媒体内容，给观众提供个性化的深度信息，然而，基于展馆的交互媒体面临着在同一时段多人多种需求的矛盾，于是排队等待成为常态。如果直接利用每个人口袋里都有的“计算机”——手机，每个观众对同一个展品可以从不同兴趣点出发与之互动，同时不同观众之间又并行不悖。
3. 展览前、展览中及展览后服务的不连续性的矛盾
博物馆需要找到一种技术和模式能够使文化传播和科学普及成为公民生活中的一部分，而不仅仅是只能在有限的时间段内和在博物馆内部才能实现。所以急需通过移动终端建立起一套够串联展览前、展览中以及展览后的连续服务体系，使博物馆的体验可以突破时间的限制，延伸并融入生活当中。

二、基于移动终端的博物馆数字化升级构想
从理论上，基于移动终端的博物馆数字化升级可以很大程度上解决实体博物馆在数字时代发展面临的各种矛盾，从而实现展览内容和形式的深度延展、展览空间和展品的广度延展及展览服务和体验的时间延展。但是，如何从操作层面具体进行系统化构建成为一个非常有意义的课题。不同方面的专家也在从不同的角度试图找到解决方案。下面，笔者将从交互体验设计的角度，参照国内外比较有借鉴价值的项目，包括笔者本人主持或参与过的基于移动设备的博物馆交互体验设计，谈一下如何利用和发挥移动终端的技术特性，对数字博物馆进行数字化升级。在本构想中，笔者将围绕“点、线、面”三个层次上的移动平台建设，较为深入地探讨如何将平台中的各个“节点”通过“线索”串联，最终形成有影响力的覆盖“面”。
1. 系统中的“节点”
平台构想中的最基本元素即为“节点”， 从“观”与“展”两个角度分为两类：一类节点是移动终端以及持有该移动终端的观众，另一类节点是展览单元。根据具体展示项目的不同，展览单元可以代表所要向观众介绍的一个地区、一个建筑，一个具体的展品，甚至是一个抽象的概念。这两类“节点”是构成整体平台的最基本元素。移动终端最核心的技术属性就是“移动”和“计算”，在位移中计算处理与生俱来地拥有其独特的属性，当“计算”同变化中的“位置”结合起来，将产生截然不同于固定位置的计算机所能带给观众的体验和意义。目前的移动终端在具有较为强大的计算能力的同时，有着自我定位以及相互定位的能力（或技术潜力）。因此对于平台上的“节点”应当展开“定位识别”以及“深度计算”两个方面的研究和开发。
（1）平台中节点定位与识别
关于“定位识别”，需要对平台中每一个节点的“绝对位置”进行精确定位，也需要对节点与节点之间的“相对位置”进行模糊定位。
一方面对“绝对位置”的精确定位可以满足特定的展览需要，特别是大尺度的以建筑空间作为展示主体的项目，如故宫、颐和园等。在不同景点为展品讲述故事时，观众手中的移动终端需要知道观众所处的绝对位置，并与景点或展品的绝对位置进行比对，从而实现移动终端上的阅读内容同相对应的展项的语义关联。然而，不同于传统意义上的随身语音导览，观众不需要通过输入展项编号来获得讲解内容，移动设备自行的位置判断使得导览变得更加自然，观众可以获得比简单的解说词更有意思的互动体验。
艺术家Teri Reub 的代表作corsample，正是基于GPS定位技术与mp3 动态声音生成系统为波士顿island 岛创作的游客互动声响导览系统。所有登上岛的观众都会配备一个由GPS 坐标位置激发声音文件的随身听（移动终端）。作为公园的岛曾经是一个有人居住，生机盎然的港湾小岛，20 世纪初被当作波士顿的垃圾填埋场，直到90 年代初才被改造为公园。
艺术家试图通过“声音记忆”的方式重现小岛一个世纪前的风貌。于是，在她编写的程序中，独立的声音片段被指定到相关的坐标中，在现实世界的小岛公园上，相应的位置有着与其相关的地标。比如走在碎石子的小路上，有时游客会听到旁边的草丛中仿佛有鼾声，拨开荒草会看到一个被遗弃的躺椅。然而，游客并不只是走到某个地标简单地聆听，而是可以跟地标以及声音互动。比如岛的南端有一棵标志性的枯树，游客离得很远就可以从耳机中听到鸟群栖息在树上的声音，走得离树越近鸟的声音就越大，当游客走到树下时，听到的是上百只鸟儿振翅飞翔的声音，仿佛是虚拟的鸟儿被惊到四散飞去。在这个项目中由移动终端带来的“绝对位置”的定位，使得地标、声音，以及游客三者之间的微妙互动关系重构了小岛的历史与现在。
另一方面，对“相对位置”的模糊定位可以满足相对中小型的展览中，具体的展品或者主题区域同持有移动终端的观众的相对位置定位以及相互间的识别，该类型定位往往不需要过多地知道观众的位置，而只需要计算观众与展品，或者展品与展品之间的相对位置和距离，并使展品和移动终端互相识别对方的ID，以触发互动内容。
笔者在德国工作期间主持设计的荷兰阿姆斯特丹Artis 动物园微生物馆（Micro Zoo) 项目中利用手机蓝牙识别技术，设计了一套完整的交互媒体体验流程。在观众购票入场时，观众可以开启手机蓝牙信号下载微生物馆应用程序（APP），同时在主机终端上注册。此时，观众的手机拥有了“显微镜”和“身份识别”两个功能：透过手机的摄像头，观众可以看到被放大后的指尖上虚拟合成了一个1 平方毫米左右大小的盒子，观众可以用这个手指尖上虚拟的盒子去“捕捉”各个展台所展示的形态、大小各异的微生物。由于每个观众都有了独特的身份ID 并且可以被在展馆中60 多个展台上蓝牙识别装置探测，所以，系统可以准确记录下不同观众所“捕捉”的不同微生物，在参观的过程中，观众可以不断通过手机的虚拟显微镜功能检查自己手指上的“战利品”，在参观结束时，观众可以将手指尖上虚拟的小盒子同步到展厅中央一个10 米高的被LED 屏包围的大盒子上，所有收集的微生物都被放大到这个巨大的显示介质上，使观众有一种置身于微观世界之中的感觉。基于这个交互观展设计，微生物馆的广告宣传也相应地设计成了“手指的动物园”（“The Zoo on your Finger”)。可以看出，手机在整个设计中起着至关重要的作用，特别是“相对位置”定位以及“身份识别”的功能使得一个原本相对说教的参观流程被包装成为一个体验式的“微生物世界的大狩猎”。
除了观众与展品的相对位置，展品与展品的相对位置判断也可以产生新的观展体验。Greenyle 的互动装置作品是在充分利用移动终端以及绑定在展品上的移动位置探测装置完成观众参与行为，将展品不断重组产生新的意义的装置。展项以中西方四个文明圈的食物为主题线索，描述各文明之间的差异以及往和融合，每个观众可以在移动设备上选择自己感兴趣的文明圈，通过移动和重新摆放安装有定位装置的各种餐具，激发不同的声音讲解内容。由于观众与餐具、餐具与餐具之间的“相对位置”都能够被定位，于是观众和餐具摆放位置不同自动生成不同的讲解内容。
（2）系统中节点的深度信息及体验设计
手机或平板电脑等移动终端上的应用软件开发，整合了交互式的文字、音频、视频、动画，特别是增强现实技术在博物馆展览中的应用。主要目的是让观众可以从个性化的角度，通过移动终端与展品互动，获得深度信息和独特体验，同时又不影响到其他观众与展品进行交互。
此部分的技术相对成熟，一般将研究重点放在用户体验和交互设计中，特别是增强现实技术的应用，使得移动终端上的多媒体节目同实体展品以及展览空间有机结合。从深度信息的角度，通过手机的摄像头将展品的细节内容实时合成在展品相对应的部位上，观众可以通过调整摄像头的角度来选择不同的局部，观看真实与虚拟合成的信息。
同时，不只是展品解说性深度信息，展品本身的特有属性也可以通过作为系统节点的手机与观众互动。比如，ARART就是近一段时间比较成功的增强现实应用，其基于手机终端，能够与世界名画互动。当下载了该应用的手机摄像头对准挂在博物馆墙壁上的世界名画时，手机会自动识别该画，同时调用已经编译好的程序，将做了动画处理的实时图景合成在原画的画框之中。又如“星夜”，该iPad 应用利用粒子系统，实时模拟凡·高名画《星夜》中流淌并有力的笔触，观众可以用手指在原画影像上任意发挥，改变原有笔触的走向从而生成新的具有强烈凡·高艺术特色的动态画面。
2. 系统中的“线索”
在节点研究基础上，平台上应有线索将节点串联起一条跨越不同地区、展馆、主题的展品之间，基于移动终端和互联网的超链接观展体验；在传统展览模式下，通常会由策展人和专家指定展览主题、展品内容、展览形式以及参观路线。但是，在这种展览模式下，具有多样属性以及多语义的展品往往局限于总的布展方式，只能在特定的展示主题下突出某一个方面的属性，同时压抑了其他的属性。比如在瓷器展览中，一件有着独特龙纹的瓷器珍品，要么是根据其烧制工艺同其他类似的瓷器在一起展出，要么就是根据其龙纹的图案特色放置在关于“龙纹”主题的展览中与其他印有龙纹的器皿并置，二者很难兼得。如果我们对每个展品节点在数据库中的信息进行分类及关键词处理，使得各个节点间能够产生不同主题的上下文关联。基于这种关联性，在本平台中的展览可以实现“一个展览多条线索”，虽然实体展品会放置在相对固定的位置上，但是观众却可以按照自己所喜好的不同主题线索，在移动终端的导览下，沿着各不相同的路线参观。比如在明代书画展中，观众可以选择按照创作年代、绘画风格、绘画主题或画家名录等不同顺序观看，并在移动终端增强现实功能的指引下关注各个绘画作品中自己的兴趣点。
在笔者参与的沙特阿拉伯国王阿卜杜拉世界文化中心的设计中，移动终端的使用从本质上拓展了整个文化中心的展示内容与交互形式。该中心建造在沙特第一口油井的遗址上，所以整个中心的数字媒体设计中，一条由图形引擎实时生成的“知识流”如原油井喷一般流淌过各个展示空间，一部分通过馆内的显示设备呈现，一部分通过观众手机的屏幕呈现。“知识流”由无数个如粒子般的“知识点”构成，每个“知识点”都同文化中心中的某个展项对应，比如图书馆的一本书、书法馆的一个碑文、波斯文化馆的一幅挂毯……每个展项仍然是按照经典的博物馆馆藏模式分布在不同的展厅，但是虚拟的“知识流”将各种有着明显或潜在联系的展品串联到一起。比如观众在观看书法馆碑文时，通过手机可以看到描述该时期石碑著作的“知识点”，并且可以通过手机中“知识流”的指引在楼上的图书馆找到该书。于是乎，该中心的各件藏品都不是孤立的，不同观众的不同兴趣点可以将固定的馆藏内容串联出无数参观路径和体验。
建立这种展品与展品之间的动态联系的主要难点在于，由于展品巨大的数量，展品之间可能的关联性的数量更是天文数字，所以不可能由人力完成所有的超链接关系，只能实现数据库的分类并对每个展品不同的属性进行标签化登记，而其中可能的链接则由电脑自动生成。从某种程度上说，在世界文化中心的交互观展设计中，观众与策展人之间的角色关系发生了本质变化，不仅仅是体现在观众可以更自主地定义自己的参观主题和路线，而且另一方面，该系统借鉴了社交网络以及众包服务的特性，观众可以通过手机对每个“知识点”进行编辑和补充；观众在点与点之间的主动跳跃记录将用于中心系统更智能地匹配相关“知识点”；最突出的一点是，每一个观众的参观或研究路径都可以被另一个观众“跟随”（follow), 于是在这个设计中，每一个观众都可以成为策展人。
同时，在这个平台中不同展馆之间可以实现“互通有无”。由于文化展品往往具有唯一性，使得一件展品在一个时间内只能出现在一个展览中。但是，在本平台中，不同的展览之间可以“分享”展品，以世界中心的设计为例，“知识流”的在线平台面向其他博物馆开放，任何接入这个网络的博物馆都可以与其他博物馆共享资源，比如在世界中心的波斯文化展厅的挂毯展区参观时，可以通过手机接通远在美国大都会博物馆的波斯挂毯展厅，从而在某个课题下对比两个博物馆的藏品。
3. 系统在时间和空间上的覆盖“面”
在“面”的层次上，这一部分的研究目标是在实体展览之外践行“无墙博物馆”的概念，贯通展前和展后，通过移动终端在生活中建立无时无处不在的文化展览展示平台。
（1）无时不在的博物馆
传统意义上的博物馆往往是对某一个（或多个）主题（或课题）在发展历程中的阶段性总结和呈现，通常具有确定性、权威性和系统性，但是对于正在发展和变化的事物与主题，传统博物馆展陈方式就有了滞后性。在移动终端，特别是随身携带的手机作为博物馆补充和延伸的平台上，一些具有实效性和不确定性主题的展览（或体验）成为可能。
美国探索频道（Discovery Channel) 的经典节目《鲨鱼星期》（Shark Week ) 在庆祝20 年之际推出的基于互联网和移动平台的游戏《鲨鱼追逐者》（Shark Runner ) 从一个全新的视角提供了科普类展示项目的可能性。在游戏中，玩家扮演的角色是乘坐快艇寻找鲨鱼踪迹的探险家，该游戏最大的亮点是探险家们所追逐的是被安装了全球定位系统的巡弋在大洋中的真鲨鱼的行踪，由于真实的鲨鱼出现的位置和时间具有极大的不确定性，所以观众通常可以将自己的船“停泊在”几条鲨鱼游弋的路线上然后离线。当真鲨鱼与虚拟快艇的坐标接近或重合的时候，系统会推送提示信息到玩家的手机上，玩家可以通过手机“遭遇”骇人的巨鲨。作为一个科普类的游戏，《鲨鱼追逐者》实际上已经把博物馆的概念拓展到了整个海洋上，以一种“正在进行时”的体验感将玩家牢牢吸引在这个主题上，每时每刻都可能成为通过游戏的方式传播科普知识的时段。
在展前，通过移动终端实现展览信息预告点对点的传播，观众可以提前进行便捷的预约和网络购票，甚至对展览内容进行预览。观众可以根据自己的喜好定制参观各个展览的时间表和行程表。在展后，如果还有展览内容没有时间进行深度阅读的话，观众可以通过手机将这部分内容纪录，日后有时间时可以再仔细阅读。本平台会建立同流行社交网络的接口，在网络平台上实现对展览的评论、推荐、讨论等功能。观众甚至可以建立属于自己的虚拟博物馆，自己做策展人发起展览邀请朋友在线参观。
（2）无处不在的博物馆
藏品是传统博物馆的核心内容。顾名思义，藏品往往是博物馆从各地收集用来基于某个主题做集中展出，于是藏品与其原本环境或语境的割裂几乎是必然的。很多博物馆的展陈设计非常趋向于模拟和还原藏品原来所置身的环境，使得观众沉浸在一个语境中去研读藏品。然而，与其先将“物”与“境”的关联打断，再试图还原出一个“伪关联”，不如让观众直接置身于真实的环境中去直接体验。这种需求就必然要突破传统博物馆围墙的限制，尝试通过移动终端去建立“无处不在的博物馆”。
当博物馆所要展示的“物”大到一个地理的范畴，比如在中国如火如荼建设的城市规划馆，就特别需要一个与集中展馆平行展示的移动设备展示平台，让观众能够置身于真实的城市当中体验城市规划。英国的新媒体艺术家团队Blast Theory的作品Can You See Me Now 尝试通过带有GPS 定位系统的移动终端将真实的城市与三维重建的该城市虚拟模型重合，观众可以通过在线的游戏引擎漫游虚拟的城市，也可以携带移动设备在真实的城市中行走。两组观众在虚拟与真实的城市的重叠中相遇并互动。在真实城市中游历的观众可以最直观地体验到城市物理空间，同时虚拟的城市和在线的角色为解读这个城市提供了一条平行的虚拟体验。

三、基于移动平台的“无墙博物馆”对传统展示的拓展
针对实体博物馆在以上三个方面的不协调，发展基于移动终端和互联（及物联）网络的数字博物馆拓展势在必行。数字移动技术可以从三个方面对实体博物馆进行拓展从而构建“无墙博物馆”，实现以下三个维度上的延伸：
1. 展览空间和展品的广度延展
横向上基于地理位置，打造超越博物馆空间局限的“无墙博物馆”，实现跨地域、跨博物馆的展品信息共享及实体博物馆的无限延伸；纵向上基于时间，通过移动设备为载体，打破展览时间的限制，游客可随时观展。
2. 展览内容和形式的深度延展
一方面，在展览内容上，只有在个人持有的移动设备上才能够实现针对展品进行不同深度不同角度的个性化介绍，而又不相互干扰。另一方面，在展览形式上，可以使同一实体展品在移动终端中实现静态媒体（如文字及图片）、动态媒体（如影像及声音）特别是交互媒体（如增强现实）等不同形式的介绍和体验，全方位立体展示展品相关的历史、地理、艺术、文化背景。
3. 展览服务和体验的时间延展
面向游客实现参观前的信息预告与旅游行程预定，参观后的展品追踪报道，个性化服务定制，用户评论在社交网络上的共享等；同时着力于该移动公共服务平台中艺术创意同技术手段的无缝对接，实现高水准的信息艺术设计、个性化的用户体验设计、创新的新媒体交互设计，形成面向世界的博物馆资源共享平台。

总结
在基于移动终端的博物馆数字化系统升级中，通过点、线、面三个层次的整合，可以从很大程度上缓解或解决实体博物馆发展的瓶颈与矛盾，实现博物馆在广度、深度和时间上的延伸。这种延伸在构建信息时代全新的“观”与“展”的模式的同时也会带来新的课题。但无论如何，随着科技发展，特别是移动技术的发展，“凝聚和传播文化”作为博物馆最核心的宗旨不但没有变，反而是在新的形式下巩固和强化了。