对博物馆数字化展示的思考——以北京市西四北三条11号院为例

◎张 隽

（北京市古代建筑研究所 北京 100050）

北京市西城区新街口街道的西四地区，相对完整地保留了元代街巷布局，是研究北京城市规划和历史地理的重要实物遗存。西四头条至八条建于元代，经明清两代保存下来，这一地区的胡同排列整齐，四合院布局规整，是老北京城典型的传统四合院地区。该区大部分为具有居住功能的四合院（程砚秋、傅增湘等名人故居也在其中），此外还包含宗教（弘慈广济寺、双关帝庙、宝禅寺、庆宁寺）、礼制建筑（历代帝王庙）；后世发展中出现了平民中学、中央医院、燕京造纸厂等一批历史建筑，种类涵盖传统建筑与近代建筑（图1）。1990年，西四北头条至八条街区被公布为北京市第一批历史文化保护区。其中保护较好的院落多达70余处，而西四北三条11号就是一处格局完整、保存完好、具有典型性的院落之一，1984年被公布为北京市文物保护单位，现为西四北幼儿园。本文以11号为例，对其在博物馆中的数字化展示进行探讨。

一、展陈内容为核心

对于直观传播知识的博物馆来说，其核心要素就是展陈内容。在本案中，全方位、深度挖掘信息，形成后台数据库，是一切展陈的基础。西四北三条11号院大致可从四个方面进行归纳：

图1 西四头条至八条文物保护单位及部分历史建筑分布示意图

（一）地理环境

西四北三条东西走向，东起西四北大街，西至赵登禹路，中与小绒线胡同相交，全长527米，宽5米。整条胡同以平房四合院为主，檐高不超过3米，整体色调以灰色为主，仅7号院有80年代建的五层红砖居民楼一座。胡同南北两侧皆有保存较好的四合院，街巷尺度空间舒适。胡同东口的3号“圣祚隆长寺”，中部的19号四合院和39号程砚秋故居，同属北京市文物保护单位。

（二）建筑格局

西四北三条11号院（下称“本院”）位于新街口街道，西四北三条中部，是一座坐北朝南的五进院落，平面呈刀把型。东北侧带一跨院，为花园，内有假山、游廊、花厅。院落南北长71.4米，南墙面阔30.7米，北墙面阔67.2米。建筑呈现清末民初的风格（图2）。

本院广亮大门位于院落东南隅，清水脊合瓦屋面，戗檐砖雕喜上眉梢图案，梅花形门簪4枚，红漆板门两扇，圆形抱鼓石一堆。大门东侧倒座房三间，西侧五间。一进院北侧一殿一卷式垂花门一座，两侧为抄手游廊，筒瓦屋面，绿色梅花方柱，步步锦倒挂楣子、花牙子。二进院正房三间，过垄脊合瓦屋面，前后出廊。正房东、西各有耳房二间。院内有东、西厢房各三间，前出廊，皆为过垄脊合瓦屋面。三进院与二进院格局及形制相同，四进院正房七间，正房两侧各带耳房二间。西厢房三间，皆为过垄脊合瓦屋面。五进院有后罩房十四间，过垄脊合瓦屋面。

东跨院一进院，院内东侧有假山，假山下有山洞，上有一座八角形攒尖顶小亭。院内北房五间，披水排山脊合瓦屋面，前出廊。西花厅五间，过垄脊合瓦屋面，前出廊。东配楼二层，三间，披水排山脊，合瓦屋面。北房出廊接转角爬山游廊楼达东配楼二层，亦可向南通向假山之小亭。

图2 西四北三条11号院平面图

（三）历史沿革

乾隆十五年（1750年）的京城全图上，本院即有现格局。民国时期格局定型，并保存至今。根据历史记载，本院先后有两位主人。

马福祥为第一位主人，他曾为民国蒙藏委员会第二任委员长。马福祥（1876-1932），字云亭，回族，甘肃省临夏县人。光绪二十三年（1897年）年，随清末著名将领、甘肃提督董福祥进京，驻防蓟州。辛亥革命后，马福祥驻防宁夏八年。民国时在蒋介石政府下担任多职，常年游走于京外，1932年病逝后葬于阜成门外三里河回民公墓。但他在此居住的时间和具体情况无详细记载。

第二位主人为张雪门，他在此创办了艺文幼稚园。张雪门（1891-1973），浙江鄞县人，致力于幼稚教育60年。他的幼儿教育思想和实践，为民国及后世幼稚园教育及人才培养，提供了理论支持和研究基础。新中国成立后，艺文幼稚园更名为西四北幼儿园，并使用至今。

本院所在的西四北三条胡同，明代为箔子胡同，属鸣玉坊。清代称豹子胡同、雹子胡同、报子胡同等，属正红旗地界。1911年后沿用报子胡同，因是西四北大街西侧自南向北第三条胡同，1965年改称西四北三条。

（四）文化价值

本院位于人文环境密集的北三条胡同内，作为传统的中型四合院，浓缩了典型四合院的必要元素。从建筑文化角度来讲，本院从规划用地、基本方位、格局、空间关系、建筑及构造到装修装饰、园林绿化一应俱全，同时具有较高的历史、艺术价值，是研究传统四合院文化的良好切入点。

从传统文化角度来讲，建筑的尺度、建筑的装饰都蕴含着文化内涵，与当时社会的伦理道德、行为规范、人们的信仰追求、文化修养、民风民俗有着直接或间接的联系。可以说，建筑承载了文化，文化通过建筑体现。从文化传播角度讲，四合院作为北京城市“金名片”的组成部分，在城市空间中是数量最多、覆盖最广的类型。由于四合院文化的实用价值、文明声望及时代适应性等多种因素，四合院的建筑样式、文化内涵从封建社会延续到了现代社会，从北京这个文化源地扩散到全国乃至全世界。

因此，以本院为例的探究具有直观性、代表性和可操作性。

二、数字技术是载体

传统博物的展陈是利用传统媒介的信息传播。打造数字化博物馆，就要通过数字技术将博物馆与观众联结起来，通过多项技术融合呈现想要传递的内容信息。

（一）地理信息技术呈现时空中的空间迭代

地理信息技术的核心技术是地理信息技术（GIS）、遥感（RS）、全球定位系统（GPS）三大技术，同时这些技术又可与IT其他技术集成。在本项目中，这些技术在微观层面的使用即技术为实现内容服务。运用GIS系统中的数据采集子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统，可以准确通过空间数据，构成地理实体，用数字形式描述空间，模拟、分析、输出对于本院建筑及街区在特定时空不同的地表效果。

（二）虚拟仿真技术是建筑空间的表达

虚拟仿真技术，又称虚拟现实技术或模拟技术。在20世纪80年代新崛起的虚拟现实技术（Virtual Reality），简称VR，是由计算机硬件、软件及各种传感器构成的三维信息人工环境，可以逼真的模拟真实世界的（甚至是不存在的）事物和环境，它具有沉浸性、交互性、虚幻性和逼真性四大基本特性。在本项目中，虚拟现实技术可以将文物建筑通过虚拟复原并展示，突破地域限制，实现资源共享，同时以应用为目的，将其与旅游结合起来，通过情景化的界面模拟旅游体验，可以增强亲临效果；通过3D扫描仪、数字相机全景拍摄等设备对本院进行图像数据处理和复原建筑，为VR平台奠定影像基础；运用成熟的Unreal4、Unity3D等VR搭建软件呈现最终的虚拟效果，打造人机交互的沉浸式体验。

（三）知识图谱技术是汇通展陈内容的关键

知识图谱（Knowledge Graph）在图书情报界称为知识域可视化或知识领域映射地图，是用可视化技术描述知识资源及其载体，挖掘、分析、构建、绘制和显示知识及它们之间的相互联系。相较于传统的基础关键词（keyword-base）搜索模式，其可提供更加精准、更为全面、更有深度和广度的搜索。图谱技术主要基于构建与认知技术、架构与应用技术。

知识图谱通过知识抽取，使用大规模数据库的多维实体分区技术方法，将知识的结构化明晰，消除实体、实体语义标签、实体语义关系等知识范畴的边界，并结合深度神经网络技术，从不同的层次对文本、多媒体及多模态对象进行解析与理解，协助提供上层认知所需求的语义理解，并支撑基于知识的计算与推理，从而实现认知技术的框架。而知识图谱的逻辑架构与应用又可融合到其他对外输出接口，通过不同的终端体现。以上数字技术的后台编程技术、云技术就不在本文讨论了，但可以其为载体的构想在下节进行讨论及部分呈现。

三、交互体验是效果

人性化的交互体验基本要求是好学易用、准确高效、安全友好。本案将展陈内容和数字技术结合，对产生的交互体验有如下构想：

（一）恢弘的历史画卷

西四北头条至八条历史文化保护区，自元大都建成时便已定格局，又经过明、清、民国、新中国等不同时期。可利用复原研究将元代、清代的建筑空间数据，用三维技术虚拟地理实体，从平面格局叠加至现代立体格局，展现同一街区在大时代、大格局下地貌的变化，带给观众时光流动的感觉。同时也可以从人的视角对比古代和现代的街巷空间，将过去恬静的胡同生活与现在挤满小汽车的拥挤嘈杂进行直观对比。通过地理信息技术中遥感系统的航空摄影，可为本片区提供20世纪初至今不同时期的卫星图像，通过鸟瞰图对比建筑、街区的格局变化，最终以触摸屏、沙盘、激光悬浮成像等形式出现（图3）。

图3 基于GIS复原的西四北头条至北八条街区、建筑轴测图

（二）细腻的建筑文化

利用VR技术复原本院，观众可以带上VR头盔，在设计好的平台内，通过操纵手柄，虚拟穿梭在院落的各个空间。在复原建模时，去掉了幼儿园内的设施，对建筑内外部空间进行复原（图4）。同时为方便不同体验，设计两种游览模式，一是按既定的游览顺序走，二是观众随性而走。通过虚拟游览，观众可以参观这些不对外开放的空间，去探知自己感兴趣的内容。游览真实四合院时或许看不到复杂的梁架结构、精美的砖雕，但利用复原点云建模，就可以将四合院和木结构拆解，多角度观察梁、架结构，近距离看砖雕纹样图案、工艺技术。当然也不局限于此技术，但通过多年游戏平台上的打造，VR效果的沉浸感、代入感最真实。

图4 利用虚拟现实技术复原的建筑场景

（三）丰富的人物故事

静态的房子因为有了人的活动才更加温暖和饱满。院主人居住留下的印记，开展的活动，都可以通过多媒体技术展示出来。在复原的房间内，陈设的器物设计为可触摸式，在真实的书桌上配上可触摸屏，放上文件，由观众自主翻阅；或将挂在墙上的主人照片做成投影或画轴，通过传感器，当有观众走近时会自动播放主人生平等；也可将陈设在书架上的书作为载体，通过互动操作，让观众主动搜索其想了解的内容。

（四）泛在的文化传播

图5 知识图谱构架下的交互操作——垂花门

基于知识图谱的逻辑框架，前文所提及的展陈内容，就是一个庞大的知识数据库，院落格局、建筑构造、历史沿革、文化价值等，这些看似分类不同的知识结构通过图谱技术，将会形成一部图像的百科全书。举个简单的例子：比如垂花门，用传统的展示表现手段，一般是实物模型展陈或图片展陈，附一标签，介绍垂花门。但如果运用知识图谱的技术，观众可以了解标签之外更多的“垂花门”知识，比如木结构、分类、作用、木雕技术、纹样花卉、彩画技术等，也可以顺着其中某一分类，继续进行更多的延伸、延展搜索。这些知识会打破原有专业的壁垒，通过强大的数据库与计算技术，将看似不同分类的知识结构进行再加工、再编辑、再推送，以时效性、可预测性、可溯源性、可个性化等服务满足观众的需求，调动观众学习的主动性与积极性（图5）。

搭载一切可使用的网络，可无限拓展和延伸一个小小的四合院所蕴含的信息。可以开拓智能电子讲解器的智能交互模式。观众在进入博物馆时，内心总是抱有一定的学习欲望。在博物馆过去传统的展示手段中，人工讲解一般是最受观众欢迎的，因为讲解员的介绍中蕴含了很多展品背后的故事，这些是标签上的文字远无法呈现的。而互问互答的形式，使得知识的输入输出双方有一种对等的关系，让观众感觉更友好。然而随着受众的扩大，人工讲解的比例在缩小，电子讲解器在近10年来快速普及，但依旧摆脱不了单向输出的模式。设想本案的交互电子讲解器，后台依托云端、知识图谱技术，前端以移动的电子媒介形式出现，那么观众在听电子讲解游览时，便可向电子讲解提问，讲解器执行用户的语音命令，实现智能问答。

（五）应注意的问题

以上这些交互信息体验的呈现方式，多会采用新媒体、图、文、声、像、影等复合语言，通过视觉、听觉、触觉、力觉、动觉等接收信息。那么在视觉上，一方面要让界面的整体保持一致，有统一的视觉识别系统；另一方面，内容呈现不要太过绚丽，在稳重的格调下适当采用效果，以免喧宾夺主。在听觉上，要避免嘈杂，控制音量，用轻音乐背景，避免刺耳的音效。在触觉、力觉上，提高硬件的灵敏度，避免因复杂的操作而造成疲劳。在动觉上，在互动投影的运用上，避免动作过大的交互操作，应以较为舒缓不激烈的形式呈现。

四、结语

目前，实体博物馆实现数字化，需要在创意构思及最核心的内容上下功夫。在这种环境下，我们要运用现代技术为内容服务，以“无所不在”“无所不包”“无所不能”的目标，将传统建筑、传统文化的魅力通过泛在传播，打破知识壁垒，在发挥首都“金名片”的作用上更进一步。