上海尚特文化傳播有限公司總經理 邱克
觸覺是人類認知世界的基本感知之一，是人類與世界直接交互的首要通道。目前，虛擬實境技術雖然已經能夠在博物館中建立惟妙惟肖的三維視覺環境，但是依然不能滿足觀眾日益高漲的互動體驗需求。觀眾對博物館藏品「可望而不可及」的現狀非常不滿，很渴望能在看到藏品的同時，還能夠觸摸到藏品，感知藏品的軟硬、紋理、粗糙度和柔韌性等其他非視覺信息，更深層次地理解藏品的內涵。
一、什麼是虛擬觸覺技術
在數位化快速發展的時代，虛擬觸覺技術應運而生，它可以讓觀眾觸摸博物館「藏品」，讓藏品變得觸手可及。
虛擬觸覺技術屬於計算機、機械、測控、力學、心理學和認知學等多學科交叉領域，能讓人們在通過觸摸、按壓或牽扯等動作操作虛擬物體時，不僅能看到虛擬物體的逼真變形，而且能感受到虛擬物體的逼真觸感，感知到虛擬物體的力學物理屬性。
在博物館互動體驗中，這種技術的革命性在於把指令式人機互動變成了觸覺式人機互動，使得觀眾可以「真實地」觸摸到平時不可能觸摸的藏品。在視覺、觸覺、人腦記憶和構想的綜合作用下，觀眾能觸摸和操控「藏品」，給人們提供前所未有的交互體驗。
虛擬觸覺技術添補了目前國內外博物館觸覺感知藏品的空白，可以讓觀眾通過觸覺認知和感受藏品，對藏品有更深層次的理解，可以極大地增強博物館展覽的互動性、沉浸性、構想性和樂趣性，滿足觀眾觸覺感知藏品的需求，增強博物館的綜合競爭力。
二、面向博物館互動體驗的虛擬觸覺技術研發和推廣
圖1 虛擬織物的實時形變和觸覺感知
在國家863計劃(2013AA013703)、國家自然科學重點基金(61332017)、浙江省自然科學基金(LY14F020048)資助下，浙江理工大學虛擬實境實驗室和上海尚特文化傳播有限公司致力於虛擬觸覺技術在國內外博物館互動體驗的研究和推廣應用，目前已創新研發出我國具有獨立自主智慧財產權的圖像觸覺感知系統，其核心技術包括基於質子彈簧模型的柔性紋理圖像力觸覺生成方法，基於質子彈簧模型的柔性紋理圖像力觸覺生成方法，雙交互觸點力觸覺生成方法，基於五要素的剛性紋理圖像力觸覺生成方法等。
圖像觸覺感知系統可以實現圖像的形狀、紋理和柔性等多模式感知，突破了以往圖像只能視覺感知的界限，使得圖像不僅能看得見，還能摸得到。此系統能夠廣泛應用於博物館的互動體驗、文化傳承與傳播、視力障礙患者(盲人)的學習、教育、影視、軍事、遊戲娛樂等領域，社會效益和經濟效益前景廣闊。
虛擬織物的觸覺感知，如圖1所示，展示了圖像觸覺感知系統的功能。用戶可以用兩個手指操作和感知虛擬織物，在觸摸、按壓或牽扯虛擬織物時，既能觀察到虛擬織物的逼真變形，又能感受到虛擬織物的手感，體驗逼真的虛擬織物觸摸過程。同理，應用於博物館的互動體驗，觀眾可以「隔空」感受古代織物的紋理和質地，甚至可以親手觸摸古代皇帝所穿龍袍的緙絲織繡紋樣。
圖2 圖像觸覺感知系統可以觸覺感知多種博物館藏品
當然，圖像觸覺感知系統也可以感知博物館各種各樣的藏品，如碑刻的雄健粗獷、雕塑的剛勁柔滑、銅鼎的神秘紋飾、油畫的氣韻筆觸、書法和國畫的藝術美等等，如圖2所示。圖像觸覺感知系統具有良好的實時性、通用性和穩定性。
在2014年博物館及相關產品與技術博覽會(博博會)上，上海尚特文化傳播有限公司展出了圖像觸覺感知系統，如圖3所示，系國內首次將虛擬觸覺技術應用於博物館的互動體驗。在2015年科普場館主題展覽高峰論壇上，參會者不僅能視覺感知大連金石灘生命奧秘博物館的鯊魚，也能通過圖像觸覺感知系統觸摸到「鯊魚」，如圖3所示，受到參會者的認可和好評。
2014年博物館及相關產品與技術博覽會（圖左）2015年科普場館主題展覽高峰論壇（圖右）
圖3 圖像觸覺感知系統在博物館的推廣和應用
三、虛擬觸覺技術在博物館的需求和應用
首先，虛擬觸覺可以保護藏品和緩解博物館與觀眾之間近乎不可調和的矛盾。
目前，博物館大都將藏品鎖在玻璃展櫃裡，或展覽在護欄後面，或展覽在昏暗的燈光下。太多的「請勿觸摸」警示性標識和隔離線，讓觀眾無法近距離觀看和感受藏品，感受不到藏品應有的知識和文化內涵，損害了觀眾與藏品的交流，降低了參觀的樂趣。然而，觸覺作為人類最基本的感知和心靈體驗，是觀眾與藏品之間必不可少的認知、交流和互動的途徑。觀眾出於本能或者好奇心，仍然想方設法地去觸摸自己喜歡的藏品，時常發生藏品被毀損的現象，讓博物館心疼不已。
虛擬觸覺技術可以極大緩解目前這種近乎不可調和的矛盾，有效地保護藏品。對博物館而言，虛擬觸覺既能夠拉近觀眾與藏品之間的距離，又能夠保護藏品不受毀損，給觀眾創造親手觸摸「藏品」的機會和條件，讓觀眾親身觸摸「藏品」，體驗和感受藏品內在的文化底蘊，享受與藏品互動的愉悅。
其次，虛擬觸覺可以給博物館與視力障礙觀眾之間這條近乎不可逾越的鴻溝架起橋梁。
據世界衛生組織統計，全球約有3.14億視力障礙者，其中4500萬為盲人。第六次全國人口普查，至2010年末，我國有1263萬視力殘疾人。2014年我國盲人數量為661萬人，是世界上盲人最多的國家，而且幾乎每分鐘就會出現一例新的盲人。雖然，目前國內外很多博物館是免費開放的，但是一條無形的鴻溝卻將視力障礙觀眾拒之於博物館之外。這條鴻溝就是絕大多數博物館的藏品是不讓觸摸的，然而，觸覺近乎是盲人感知藏品的唯一選擇。
對於盲人而言，虛擬觸摸是一種行之有效的方法，可以幫助他們深刻認知博物館藏品，拓寬與世界的接觸範圍，提升審美情趣和愉悅身心，起到增強自信心和心理治療等作用。因此，虛擬觸覺技術也使得為盲人建立實體或虛擬的博物館成為可能。
第三，虛擬觸覺給觀眾提供一個全新的互動體驗，可以提高博物館展覽的互動性、沉浸性和趣味性。
博物館在為廣大觀眾提供豐富藏品的同時，要重視觀眾的觸覺體驗。虛擬觸覺能夠彌補觀眾在博物館參觀過程中的觸覺缺失，整合觀眾對真實世界的觸覺記憶，充分調動觀眾的各種感知通道，把觸覺、視覺、記憶和構想有效地結合起來，激發出觀眾對博物館藏品更為濃厚的興趣。
虛擬觸覺可以呈現出藏品的軟硬、柔性、剛性、光滑或粗糙等多種物理屬性。觀眾通過虛擬觸覺與藏品互動，使得原本冷冰冰的藏品有了豐滿的觸覺、想像力和生命力。豐富的觸覺感知互動創造出了一種全新的藏品展示方式、一種全新的藏品互動世界。
第四，虛擬觸覺可以超越時間和空間，有助於博物館藏品的推廣和文化的傳承與傳播。
虛擬觸覺是信息科學的最新成果之一，是數位化時代的最新產物之一。把博物館藏品進行數位化，通過網絡進行跨時空的傳播，人們以擬在的方式與遠程藏品進行觸覺交互，實現了跨時空的心理感受，形成了獨特和不可替代的體驗。進而，虛擬觸摸傳遞藏品的文化內涵，傳揚歷史文明，促進文化的有效傳播。
此外，虛擬觸覺在考古、藏品鑑定收藏的教學和訓練中，也能發揮出獨特的技術優勢，使得訓練更加真實，操作更加逼真，教學更加高效，同時沒有任何風險。
四、結束語
未來博物館的發展肯定離不開互動體驗，大家都會日益重視互動體驗營銷在吸引觀眾方面的作用。虛擬觸覺是一種增強觀眾互動體驗的有效方法，必將給博物館帶來新的展示方式和競爭優勢，必將對博物館行業產生革命性的影響。
作者：邱 克 楊文珍（上海尚特文化傳播有限公司）
「文博圈」獨家首發，轉載請註明出處，謝謝！