数字博物馆APP谢十与应用一以南通历史文化街区为例
郭熙
(南通科技职业学院，江苏南通226000)
〔摘要〕数字博物馆APP是目前比较流行的文化传播形式，它能结合文字、图片、视频、音频、三维虚拟等多种形式交互式地保护和传播文化。结合南通历史文化街区的实际，对数字博物馆APP的设 计规划与技术路线作了说明。
〔关键词〕数字博物馆;A P P；历史文化街区；寺街
〔文献标识码〕B〔文章编号〕1671-3389(2〇21)〇2_45-〇2
数字博物馆是当下流行的一种文化宣传方 式，它借助了数字技术利用互联网让世界各地的 人们能领略到各地、各类的文化瑰宝，特别在近 年新冠疫情未完全消失的情况下，数字博物馆更 体现出了其传播价值。而文中主要讨论的则是利 用手机APP为媒介，通过文字、图片、动画、语音 等多媒体交互形式，建立数字博物馆。为了能更 好地说明问题，以南通历史文化街区作例来说明 数字博物馆APP的设计与应用。
1数字博物馆APP概述
数字博物馆APP通过计算机网络来整合、统 一大范围内的文物资源，同时通过手机终端在大 范围内利用虚拟技术更加全面、生动、逼真地展 示文物，不仅能使文物脱离地域限制，实现资源 共享，还能更好地推动文博行业更快地进入信息 时代，实现文物展示和保护的现代化，特别是就 一些对空气、湿度等有严格规定的珍贵文物而
言，数字博物馆不仅更能保护文物，还能更大范 围地普及文物知识。南通网站制作公司
2南通历史文化街区APP设计介绍
2.1南通历史文化街区背景介绍
历史文化街区，是指经省、自治区、直辖市人 民政府核定公布的保存文物特别丰富、历史建筑 集中成片、能够较完整和真实地体现传统格局和 历史风貌，并具有一定规模的区域。江苏省2016 年公布了第一批历史文化街区，南通有寺街、西 南营等四个省级历史文化街区，其中如全国重点 文物保护单位、建于唐朝的天宁寺；建于宋代的 紫薇书院和清代办学时间最长的紫琅书院；清末 状元张謇和他的同道们创办的全国第一所设本科的通州女子师范学校；清朝状元胡长龄、清朝 大画家李方膺故居等等。这些文物形态各不相 同，有完好的建筑、需要修缮的建筑、生活器具、牌匾、碑刻、纸质文本等等，形式多样，大小不一，这就需要我们根据不同的对象，设计合理的表现 方式，从而达到良好的传播效果。
2.2翻准备工作
为了能更好地设计数字博物馆APP，我们团 队查阅、收集了大量资料，包括：南通电视台拍摄 的纪录片、当地居民的口述、南通政府牵头编写 的《寺街》等专著、在实地拍摄的大量照片、贵阳 数字博物馆APP调研、冬宫数字博物馆APP调 研、故宫数字文物库APP调研等，同时对各年龄 层次、文化层次的市民作了千份问卷调查，广泛 了解他们对南通历史文化街区数字博物馆的需 求，涉及到功能模块、形式、内容、风格等，为后期 的APP设计与制作做好准备。
'在学习与分析了已有大量数字博物馆APP 的基础上，结合南通历史文化街区各种文物、史 料的特点，安排了如下APP的板块：书院学校、世 家名居、革命遗迹、老巷名人等。在每个板块中结 合收集到的各种资料，利用文字、图片、视频拍 摄、音频解说、VR三维虚拟场景、漫游动画等多 种方式宣传历史文化。
APP打开后首先呈现的是一张寺街平面图，在平面图中标注出有文物价值的场所，比如天宁 寺、范氏故居、黄耀增院士故居、全国第一所师范 学校遗址等，在屏幕的下方1/3区域内滚动文字 介绍历史文化街区寺街的历史，同时配上相应的 语音讲解，讲解的音频在手机屏幕右下角，有个 喇叭造型的开关按钮，可以随时关闭和开启。功
能菜单位于屏幕上方，包含了书院学校、世家名 居、革命遗迹、老巷名人等菜单，人们可以通过在 地图中直接点击导航按钮进入场景，也可以通过 菜单模块逐一观看。
“书院学校”板块包含了紫薇书院、紫琅书 院、通州贡院、全国第一所设有本科的女子师范 学校。进入“书院学校”页面，呈现的是以上四个 场所的门面照片，以“田”字的方式排列，照片下 附有简要文字说明，可以继续点击图片进入各书 院，了解详情。比如女子师范学校，点击进入后，呈现出相关史料照片以及配套说明文字，可以打开 语音讲解，图片含校舍图片、师生合影等，遗址因目 前有人居住，各种搭建已经不能呈现当年的格局与 面貌，为了更好地展现情景，我们结合图片和文字 史雛述，利用三维VR紙虚拟复原了巷道并列的西、中、东三排屋，排与排之间都有火巷或回廊相 隔，人们可以选择结合VR眼镜观看虚拟场景，也可 以直接用手机720全景的方式观看。
“世家名居”板块，包含了工部尚书、榜眼王 广荫宅、兵部尚书顾养谦宅、诗文传世十三代范 氏宅、“一门两进士”袁氏古宅、御医林氏中医世 家等。以上名居的宣传资料主要参考和选取了施 宁所著《寺街》中的文字与图片内容，并结合了实 地拍摄的照片，其中现状变化较大的名居，我们 用VR三维虚拟的方式进行了场景复原。在该板 块中，大量选用了南通电视台拍摄的专题片，以视频的方式讲解历史，宣传文化。
“老巷名人”主要包含了状元胡长岭、扬州八 怪之一“李方膺”、清代科技发明家蒋煜、翻译家 白作霖、著名古琴家徐立孙、中科院院士黄耀增、科学史家袁运开、书画大师范曾、壁画巨擎袁运 甫、著名儿童教育家李吉林等。以上名人有的已 经故去，有的还健在，因为大多为近当代名人，所 以资料相对丰富，包括他们的手稿、照片、视频资 料都比较容易收集。其中如范曾、李吉林，被广大 老百姓所熟知，各
类媒体对他们也进行过很多采 访，所以选用了有代表性和权威性的媒体视频作 为宣传的主要方式。
“天宁寺”作为寺街的发源与核心，我们对其 进行了重点规划。天宁寺建于唐咸通年间，其中 的大雄宝殿采取了包镶法制成12瓣瓜楞柱，这 样的古建筑在全国只有两处，全国罕见。实景中 有太多的现代元素，比如空调外机、电灯柱、晾晒 的物品等，为了更好地展示天宁寺的全貌，复原 原貌，我们对全寺进行了测绘、三维建模、实景拍 摄贴图，最终制成三维漫游动画的形式。其中的 光孝塔、大雄宝殿我们单独将它们的三维模型制作成可交互的720度全景观看的形式，便于人们了解其细节。
珪APP。中，我们还单独设计了游戏交互模块，目的是检验人们对南通历史文化街区寺街的了解 程度。这个模块类似于我们熟悉的“连线题'将名 人姓名、名人照片、遗址图片、事迹等以散点的方 式呈现于画面，让人们用连线的方式将相关联的 关键词进行连线，连对则计入总分，连错则不计 分，增加娱乐性和交互性，促进寓教于乐。
3南通历史文化街区APP的相关技术路线
3.1 VR场景制作与表现
(1) 前期测绘和拍摄照片
对需要制作的场景进行了测绘和照片拍摄，如：女子师范学校。测绘利用了卷尺、皮尺、红外 激光测距
仪等工具，记录建筑的外观尺寸，为建 模做好准备。大量拍摄实景图片，拍摄实景图片 是为了尽量还原客观场景，但是有的地方已经和 史料记载有较大出入，这就需要我们进行取舍，和史料尽量保持一致。
(2) 建立三维模型
根据前期测绘的数据，利用草图大师等软件 建立三维模型，有的遗址建筑比较多比较大，可 以分开建模，最后合成在一起。
(3) 模型贴图
有的墙面比较长，需要将现场拍摄的照片几 张拼起来以后再贴到模型中，这就需要在前期拍 摄时有预见性，几张需要拼合的照片一般需要有 30%左右的重合率，才能较完美地进行拼接。对于 实景中没有的贴图，我们根据文字记载，寻合理 的素材进行补充。以上工作在草图大师中完成。
(4) 制作全景图
将三维模型贴图后，导入到LUMION软件 中，加上树木、花草、阳光等自然景观，输出720全景图片。
(5) 导入至720云平台，生成VR作品
720云平台是全行业高效易用的VR全景线 上制作工具。在寺街VR作品中，主要使用了自动 陀螺仪、插入音效、插入视频、插入图片和文字、沙盘、热点导航、留言互动、导览等功能。
3.2文物、雜单体720钱
文物720全景展示，利用三维立体扫描仪，可以将30x30x30厘米的物体进行全方位彩扫 描，形成FBX的三维通用格式，精度高，彩还原 度高，然后导入至三维云在线平台，就可以全景 交互观看实物了。
建筑单体展示，如天宁寺光(下转第75页）
每个质点对轴的转动惯量，再求和•/=£A/r^;
质量越大、离轴越远转动惯量大。
2.质量连续分布的刚体转动惯量
把刚体划分成质量元然后用积分求和―，介绍两种形状刚体转动惯量的计算过程。
练习一，求长Z、质量m的匀质细杆关于不 同轴的转动惯量，经过计算推导可得：绕中心转轴的转动惯量k+m z2，绕一端的转动惯量上=
通过计算结果很明显得出结论：同一刚
体，绕不同轴转动，其转动惯量是不同的，绕中心 轴的转动惯量小，绕端点的转动惯量大；
练习二，求两个质量相同、形状相同、半径相 同的薄圆环与圆盘关于几何中心轴的转动惯量？
可设计一个互动问答活动，提供三个结论，如A：薄圆环=_/圆盘B：薄圆环</圆盘C：薄圆环>_/ h盘，请学生根据前面所学的概念做出合理猜测，其好处在于 课堂教学到此一直是教师讲授学生听，学生的注 意力开始不集中了，需要改变活动方式，来缓解学 生听课疲劳，增加继续学习的兴趣和动力，然后通 过详细推导来得出正确的答案，通过分析计算结 果，可得出质量分布是如何影响转动惯量的：质 量、形状相同的刚体，质量分布不同，转动惯量是 不同的，质量分布离轴越远，转动惯量越大。
四、转动惯量的测量
通过计算得到了圆盘转动惯量的公式•/=+
(上接第46页)孝塔、大雄宝殿，则利用三维建模 和贴图后导出FBX格式，借助三维云在线平台制 作720全景交互。
三维云平台°不但可以在手机上用手指滑动 旋转角度全方位观看，同时还可以设定用VR眼 镜，借助手机中的电子陀螺仪分屏观看。
4结语
历史文化街区年代久远，建筑和其他各类文 物都是有寿命的，我们要尽量利用现代数字技术 和网络传播媒介，借助手机这个普及率极高的工 具，结合多媒体，用APP数字博物馆的形式保护 和传播好文化。m/?2，这一计算结果是否正确，需要实验来验证。上课前将三线摆测量装置摆放在教室里，学生用 手机的秒表功能测量出圆盘扭摆的周期大小，代 入转动惯量与周期的函数关系式中，可得出圆盘 转动惯量的测量值；将圆盘的质量和半径数值代入理论公式中可得到圆盘转动惯量的
理论计算值，将测量者与计算值两者比较，两者 结果一致，说明圆盘绕中心轴的转动惯量的计算 公式正确，今后在实践中只要知道质量分布均匀 的圆盘的质量半径，通过公式计算就可知道绕中 心轴的转动惯量。通过实践环节，培养学生对理 论结果要有存疑求证的科学精神，此外了解一种 测量转动惯量的方法。
五、小结
强调刚体定轴转动惯量的意义，计算方法_/= ^强调影响转动惯量的因素：与
刚体总质量有关，形状大小和转轴都相同勻质刚 体，质量越大，转动惯量越大；与质量分布有关，形状大小和转轴都相同的刚体，质量分布离轴越 远，转动惯量越大；与转轴位置有关：同一刚体，对不同位置的转轴，其转动惯量不同。
参考文献
m夏兆阳.大学物理教程(上册)[m].北京：高 等教育出版社，2014:54-55
本文所涉及到的内容是江苏省高校哲社基金项 0“基于三维数字化技术的南通历史文化街区保护与 传承酿”(项目编^:2019SJA1537)的麵嫩>。
基金资助：江苏省高校哲社基金项目“基于 三维数字化技术的南通历史文化街区保护与传 承研究”(项目编号:2019SJA1537)。
参考文献
m黄悦，周凯.基于行为逻辑的博物馆网站 交互设计—
—以荷兰国家博物馆为例[j].装饰. 2018(09)
[2]吴跃生.浅谈360°全景摄影技术在数字化 虚拟博物馆中的应用[J]•厦门科技.2014(06)

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