АДИТ'99. Текст доклада.
Кольцов Борис Павлович
Музейные объекты в виртуальной реальности ВВЕДЕНИЕ "Виртуальной реальностью" будем далее называть имитацию на персональном компьютере реального мира с помощью трехмерных (т. е. пространственных) и интерактивных (т. е. позволяющих взаимодействие с пользователем в реальном времени) моделей. Виртуальное окружение создаётся с помощью обычного монитора, а в качестве устройств ввода используются привычная клавиатура и мышь. Развитие музейного Web-сайта в направлении создания в виртуальном пространстве трехмерных интерактивных моделей музейных объектов (архитектурных сооружений, предметов из музейного собрания) открывает новые возможности для популяризации музея, его коллекций, исторического прошлого и проектов развития.
Возможность компьютерных пространственных
реконструкций уже не существующих или
утративших свой первоначальный облик
архитектурных памятников представляет особый
интерес для подмосковного музея
"Архангельское". Этот музей расположен в
усадьбе, которая представляла собой лучший
русский дворцово-парковый ансамбль конца XVIII –
начала XIX века. В этот период образ
Архангельского был уподоблен островку
утонченной цивилизации, обустроенному и
эстетически осмысленному согласно "ученой
прихоти" в окружении девственной природы.
Ансамбль усадьбы с дворцом и парком, украшенным
произведениями парковой скульптуры, зданием
крепостного театра и парковыми павильонами,
оранжереями и хозяйственными постройками, стал
плодом творческих усилий зодчих Герна, Д.
Тромбара, Ф. Петтонди, П. Гонзаго, О. Бове и др. В
силу многих причин к
настоящему времени усадьба в значительной
степени утратила этот облик (см. сайт музея по
адресу www.museum.ru/archang). Исчезли с лица земли, например,
знаменитые оранжереи князя Юсупова, Римская
руинная арка, зверинец, ламник и другие объекты.
Утратили свой оригинальный облик такие
замечательные памятники архитектуры как театр,
возведенный в 1817-18 гг. по проекту прославленного
зодчего и живописца Пьетро Гонзаго, малый дворец
"Каприз" и библиотека (от которой осталась
только ротонда "Чайный домик"), Конторский
флигель и даже сам дворец. ВЫБОР 3D-ТЕХНОЛОГИИ Известно применение в музеях двух типов технологий 3D (трёхмерности), относящихся к виртуальной реальности:
Интерактивное панорамное видео, реализованное на сайтах Дарвиновского музея, Государственной Третьяковской галереи, Государственного музея изобразительных искусств им. А. С. Пушкина, создает образ мира на основе реальных изображений. Программные технологии типа Quick Time Virtual Reality или Surround Video преобразуют панорамное изображение так, что плоское отображаемое пространство воспринимается как трёхмерный мир. Но эта технология не обеспечивает трёхмерную реконструкцию несуществующих объектов, поэтому не подходит для "Архангельского". В мультимедийных CD-ROM наличие виртуальной реальности стало уже чуть ли не стандартом. Уровень современных CD-ROM-технологий позволяет организовать 360-градусный обзор в любой плоскости без ограничений. Причем инструментальные пакеты, применяемые при создании таких дисков, обеспечивают наиболее точное воссоздание объектов в 3D и высокое качество изображений. Однако по имеющимся сведениям затраты на разработку мультимедийного компакт-диска составляют 10 – 30 тысяч долларов США. Создание же собственными силами 3D-моделей авторскими средствами разработки CD-ROM на персональных компьютерах нереально для "Архангельского", так как требует также немалых затрат на приобретение готовых инструментальных пакетов и наличие коллектива квалифицированных разработчиков. К тому же модель по технологии CD-ROM нельзя опубликовать в Internet. В "Архангельском" было решено обратиться к третьему типу 3D-технологий - программной технологии Internet, так как она снимает проблемы воспроизведения несуществующих объектов, публикации в глобальной сети и высокой стоимости, хотя авторам и не известно о попытках применения этой технологии в других музеях.Одним из основных и наиболее развитых инструментов разработчика трёхмерных миров в Internet является VRML – что расшифровывается как язык моделирования виртуальной реальности. Этот платформно-независимый объектно-ориентированный расширяемый язык программирования, который в самых общих принципах напоминает хорошо известный проектировщикам Web-страниц язык HTML, и был выбран отделом информатизации для моделирования музейных объектов.Документ VRML представляет собой просто текстовый файл, который содержит описания трёхмерных фигур и свойств их поверхностей (цвет, текстура материала, освещение и т. п.). VRML-документ запрашивается с Web-сервера и поступает пользователю в виде исходного текста, точно так же, как и уже давно ставший привычным HTML-документ. Просматривающий VRML-документ и преобразующий при этом его текст в трёхмерную графику браузер должен иметь т. н. VRML-plugin. Первая версия языка – VRML 1.0 – была представлена на второй конференции WWW в октябре 1994 года. Стандарт VRM L 2.0 принятый в августе 1996 года поддерживает анимацию и звуковые эффекты, для него существуют скриптовые языки Java и JavaScript. В декабре 1997 года ISO и IEC утвердили международный стандарт VRML 97 для доставки и проигрывания 3D-графики через Internet и intranet. Ведется работа по интеграции VRML 97 с другой трёхмерной технологией Internet - Java 3D.Одним из первых самостоятельных браузеров для VRML 2.0 стал Cosmo Player, разработанный Silicon Graphics. Из распространенных браузеров встроенную поддержку VRML 2.0 имеют Netscape Navigator Gold (в него встроен Live3D) и Microsoft Internet Explorer 4.0 (с VRML-клиентом WorldView фирмы Intervista). VRML имеет недостатки и ограничения, из которых особо следует отметить следующие:
СОЗДАНИЕ VRML-СЦЕНЫ Создание трехмерных интерактивных миров к тому времени, когда его признали актуальным для музея, было для сотрудников отдела информатизации совершенно неосвоенной областью. Наибольшие сомнения вызывал вопрос качества получаемых по VRML-технологии изображений, их восприятия посетителями музея в виртуальной реальности. Было решено разработать в отделе информатизации экспериментальную модель музейных объектов, т. е. такую, в которой каждый из интересующих музейных специалистов аспектов будет реализован хотя бы только для одного объекта. Модели в VRML принято называть сценами. Выбор темы для экспериментальной VRML-сцены должен был позволить задействовать и оценить такие привлекательные в музейной практике возможности виртуальной реальности как:
Тема "Памятник архитектуры XIX века "Конторский флигель в 20-х годах XIX века", утративший ныне свой оригинальный облик, и раздел экспозиции выставки "Миниатюры из истории усадьбы Архангельское", размещенный в настоящее время в одной из комнат этого флигеля" удовлетворяет всем перечисленным требованиям и выбрана для реализации. Так как документ VRML представляет собой обычный текстовый файл, то в общем случае для создания виртуального мира достаточно знать основы VRML и уметь работать с текстовым редактором. Но мир, который должен был быть разработан в нашем случае, достаточно сложный и разработать его в приемлемые сроки и приемлемыми усилиями невозможно без привлечения дополнительных программных инструментов, т. н. строителей миров или "билдеров". Инструменты, позволяющие создавать хорошие сцены на PC, или не существуют или практически недоступны в России. К счастью, известная компания Parallel Graphics продает в России свой продукт Internet Space Builder 3.0 (ISB) – оптимальное по соотношению цена/качество инструментальное средство создания трехмерных сцен. ISB работает на PC в среде Windows 95/98, NT, поддерживает форматы VRML 2.0, BMP, GIF, JPG, построение сцен методом drag and drop, операции редактирования, сложения и вычитания объектов, включает библиотеки текстур и изображений и возможности их редактирования. Он оказался находкой для музея, испытывающего финансовые затруднения. Для просмотра виртуальных миров с помощью браузера MS IE 4.0 используется VRML-plugin "Cortona" – также продукт Parallel Graphics, т. к. "родной" для IE VRML-plugin - от фирмы Intervista -отображает трёхмерную графику с ошибками (вследствие неправильного выполнения триангуляции).Построенные в ISB объекты и сцены сохранялись в формате VRML 2.0 и при необходимости дорабатывались "вручную". ПРАКТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ Наличие специально созданной VRML-сцены позволило на практике опробовать и оценить те возможности виртуальной реальности, которые теоретически предполагались полезными в музейном деле. 1. Трёхмерная реконструкция утраченного оригинального облика памятника архитектурыПамятник архитектуры начала XIX века, нашедший своё визуальное отображение в созданном нами виртуальном мире, представляет собой двухэтажный флигель в стиле русского классицизма, построенный в 1822-1823 гг. по проекту архитектора Е. Д. Тюрина. В настоящее время полностью перепланированы комнаты на первом этаже и частично на втором, изменено число и расположение окон, утрачено убранство интерьеров. Специалисты считают, что первоначально флигель имел башню высотой 18 метров. Об этом свидетельствует сохранившийся архитектурный чертёж, который и послужил источником информации для создания модели в виртуальной реальности. Здание воссоздано в полном соответствии с этим чертежом: восстановлена планировка этажей и башня с окнами и флагштоком. Модель включает 18 комнат, 26 окон 4 типов, тосканские колонны, оформляющие главный фасад и двухколонные портики на торцевых сторонах флигеля. Это вылилось в более, чем 7000 граней и 900 Кб дискового пространства несжатого VRML-файла. Кстати, ISB обеспечивает почти пятикратное сжатие выходного файла VRML. Вывод. По оценкам музейных специалистов качество визуализации архитектурного объекта вполне приемлемо для получения требуемого представления.![]() ![]() В
виртуальную реальность перенесена и комната
флигеля размером приблизительно 5,5 х 4,0 м с
размещенной в ней частью экспозиции выставки
"Миниатюры из истории усадьбы Архангельское",
которая включает в основном вещи из кабинета
князя Юсупова: стол-пюпитр, четыре кресла,
ламповый торшер, книжный шкаф, настольные часы,
два подсвечника, столик и зрительную трубу на
нём, стол-витрину со слепками, картины, гравюры,
медальоны. Вывод . Модель позволяет искать пространственное и цветовое решение экспозиции, композиционное выделение ведущего экспоната, оценивать степень заполненности интерьера выставки. Например, в 3D легко обнаруживаются "пустые углы", не замеченные при создании плоских эскизов. 3. Дополнение экспонатов в виртуальном пространстве утраченными элементами
Масляные лампы торшера,
стоящего в реальной экспозиции кабинета князя,
не имеют стеклянных элементов – лампового
стекла и маслосборника. В стандарте VRML 2.0 предусмотрена возможность создания элементарных анимаций объектов. Для более сложных анимаций применимы скрипты на Java или JavaScript. В нашем случае при анимировании объектов привлекался также и инструментарий Parallel Graphics, поддерживающий эти возможности VRML. Анимации, реализованные в описываемой модели, предназначены для нетрадиционного общения посетителя с виртуальными музейными предметами. Нетрадиционным здесь называется взаимодействие, обычно невозможное, нежелательное или запрещенное при реальном экспонировании, но позволяющее продемонстрировать функциональность экспонатов, показать недоступные или всегда скрытые элементы. При просмотре сцены, представляющей экспозицию выставки, в стандартном Internet-браузере можно, например, зажечь свечи на подсвечниках. Можно отодвинуть стоящее перед столом-пюпитром кресло и выдвинуть ящик этого стола или его вспомогательные боковые поверхности и увидеть таким образом внутреннее устройство ящика, никогда не демонстрируемое из соображений сохранности . Это способствует созданию у посетителя виртуальной экспозиции эмоционального эффекта присутствия в кабинете князя в качестве его хозяина, на принципиально новом уровне погружает его в культурно-исторический контекст, даёт наглядное представление о функциональных возможностях экспонируемого образца мебели.Возможность самостоятельно зажечь огонь в масляных лампах светильника и изменить их положение на вертикальном уровне расширяет представление о функциональности этого музейного предмета.
Удовлетворяет потребности посетителей виртуальной экспозиции, особо интересующихся старинными научными приборами, возможность манипуляции зрительной трубой телескопа конца XVIII века - как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях. Вывод. Эксперимент подтвердил то, что VRML-технология не обеспечивает кинематографическую степень соответствия реальности, и сложные музейные предметы представляются сегодняшними техническими средствами упрощенными и огрубленными. Но так как в будущем технология, несомненно, будет совершенствоваться, то, возможно, более важным является другой вывод. При достаточной изобретательности и квалификации конструкторов виртуальных экспозиций на первый план в общении посетителя с музейными объектами выходит не степень внешнего подобия, а возможность их исследования, та особая увлекательность и даже забавность, которая возникает при нетрадиционных действиях, погружение в историко-культурный контекст ("машина времени"), приобретение специфического опыта и ощущений, невозможное при реальном экспонировании. 5. Организация гипертекстовых и гипермедийных связейНа участках VRML-сцены можно разместить ссылки на HTML-документы (гипертекст) и ссылки на аудио- и видео-документы (гипермедиа). Таким образом, используя простое щелканье мышью можно вызвать загрузку соответствующих документов. В описываемой VRML-сцене эти возможности реализованы следующим образом. Щелчок мышью по виртуальному телескопу вызывает появление на экране окна с описывающим его текстом и фотоизображением, дающим точное визуальное представление о реальном телескопе. "Пустив" механизм настольных часов, можно услышать мерное тиканье. "Удар" по колокольчику часового механизма запускает бой часов. А открывание дверцы виртуального книжного шкафа сопровождается скрипом "древних" петель. Вывод. Размещение в VRML-сцене ссылок на тексты, фотоизображения, видео, музыку, речь и другие звуки предоставляет возможность формировать компьютерные экспозиции, в которых обеспечивается
Гипермедиа, по утверждению специалистов, погружает пользователя в сферу синестических ощущений (когда одни ощущения порождают другие), обостряя восприятие виртуального мира и оказывая, таким образом, эмоциональное воздействие, сравнимое с тем, которое можно получить в компьютерных играх. Музейный сайт, обладающий подобными возможностями, несомненно, повысит свою привлекательность как для широкой Internet-аудитории, так и для музейных специалистов. НОВОЕ ИЗМЕРЕНИЕ В ПРЕДСТАВЛЕНИИ МУЗЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ Далеко не для всех музейных объектов оправдано их полноценное воссоздание в виртуальной реальности. Очень сложные и к тому же статичные художественные предметы (скульптуры, люстры и т. п.) вряд ли стоит воссоздавать программным способом – при необходимости их можно включать в VRML-сцену, имитируя с помощью текстур или видео (как, кстати, и произведения живописи). Но существует класс объектов, моделирование которых в виртуальной реальности позволяет ввести для них новые фиксируемые свойства, например, различные конфигурации, направления и диапазоны перемещения механических частей, сопровождающие их световые и звуковые эффекты, способы доступа к отдельным элементам, дополнения реконструкциями утраченных элементов или даже алгоритмы использования. В виртуальной реальности можно также по-новому представить известные свойства: визуализировать внутреннее устройство, пространственно объединить изображения-ракурсы (для скульптур, например), анимировать их, погрузить в определённый контекст. Можно сказать, что с возможностью погружения музейных объектов в VRML-миры представление определённого класса музейных объектов приобретает новое измерение. Использовать ли это новое измерение – вопрос для музейных специалистов. Можно предложить следующие способы его применения .
Сцена выставки может создаваться в
музее на этапе художественного проектирования
экспозиции. Такая сцена облегчит формирование
экспозиционного образа, разработку
пространственного, планировочного и цветового
решения экспозиции, предварительное размещение
отобранных материалов на участках
экспозиционной поверхности, определение
расположения ведущих экспонатов и формирование
экспозиционных маршрутов. АВАТАРЫ, ЧАТЫ, БОТЫ И МУЗЕЙ Популярной в VRML-мирах является идея аватара – виртуального персонажа, исполняющего заданные вами движения. Появление в VRML-сцене на музейном сайте анимированных аватаров в виде исторических персонажей, контекстно связанных с отображаемой сценой, придаст особую эмоциональную окраску процессу обозрения, повысит информативность сцены, глубину исторического контекста. Но самостоятельное создание подобных персонажей под силу только программистам, обладающим одновременно недюжинными "художественными способностями" и хорошими навыками работы с программными пакетами для создания качественных трёхмерных изображений, допускающими конвертирование выходного файла в формат VRML. Например, Kinetix 3-D Studio Max фирмы AutoDesk.Еще одна "модная" идея – трёхмерный чат (от английского chat – "болтовня"). Обычный чат – это средство обмена в сети Internet текстовыми сообщениями почти в реальном времени. В трёхмерном чате общение происходит в некоторой общей для собеседников VRML-сцене, имеющей ещё и окно для текстовых сообщений, причём каждого из собеседников представляет в сцене его аватар. Можно использовать такую возможность в Internet для организации виртуальных кружков или виртуального клуба друзей музея, разбросанных в реальности по всей стране или миру, но собирающихся на встречи в виде аватаров "у князя Юсупова". Например, для обозрения и обсуждения каких-то новинок виртуальной экспозиции. Но сейчас непонятно, действительно ли это будет интересно, чем объединить текстовое и 3D окна, как организовать необходимое в чате круглосуточное присутствие. Есть также ряд нерешённых проблем и в самой многопользовательской технологии, например, как обеспечить передачу информации о действиях каждого аватара каждому участнику чата. Видимо, всё самое интересное в виртуальной реальности для музеев еще только впереди. ![]() Начальная страница | АДИТ'99 ![]() © 1997-1999, АДИТ, Все права защищены. |