从博物馆语音导览系统发展谈成都金沙遗址博物馆智慧导览系统建设
博物馆是人类社会承载自然文化、历史知识的宝库，承担着社会教育的职能，博物馆应该将珍贵的藏品保护和研究成果与社会共享。为了更好地向公众传达文物和藏品蕴含的文化知识，博物馆通常会使用导览的方式满足观众的参观需求，通过阐释陈列展览内容以达到社会教育的目的。
一、博物馆语音导览系统的发展状况
博物馆的导览系统经历了长时间的发展，主要分为人工导览与语音导览，后者是指自助导览设备或基于智能终端的导览应用程序。人工讲解因其良好的沟通性和互动性更易于让公众接受，长期以来是导览服务的主力。近年来，由于科技与博物馆的融合，语音导览系统以其携带方便、内容灵活和可扩展，愈发受到观众的青睐，成为博物馆公众服务的一个重要方面。
从技术发展的角度来看，语音导览经历了四大发展阶段：①20世纪50—80年代，自助语音导览以磁带录音机为主；②20世纪90年代中期开始，以MP3数码技术为主导的专用导览设备被博物馆采用，但讲解内容单一、互动性不强，其不足之处也逐渐显露；③进入21世纪后，视频技术发展成熟，文物图片、视频、语音等多媒体信息开始融入专用导览设备，使导览内容更加直观和丰富，但设备损耗快、维护成本高、内容更新慢导致设备普及有限；④近十年来，智能手机逐渐普及，不少导览设备生产商将手机与语音导览结合开发出“智慧导览系统”，语音导览模式进入新时代。[1]
自助语音导览源于英文AudioTour，20世纪50年代为解决人力匮乏与参观人数众多的矛盾，美国罗斯福总统故居创造性地把录音技术运用到展览宣教活动，自助语音讲解就此诞生。1957年，美国爱可声公司制造了世界上第一代语音导览器，事实上它是一部循环播放讲解内容的录音机。1959年，美国凤凰城历史博物馆率先使用具有录音播放功能的导览设备，它的出现在一定程度上缓解了讲解人员精力有限的问题。[1]随后，博物馆导览系统经历了多次设备更新换代和内容不断丰富的过程。
2008年移动手机应用平台开放以来，国外博物馆就开始尝试将其运用到文博领域中，从最初的只有图、文、声等基本内容发展到集合互联网、云计算、大数据、室内定位导航、虚拟现实、增强现实等多种技术的综合服务平台，博物馆导览为观众提供更加规范、详尽的文物信息，同时为观众提供全方位的服务和共享资源。例如，世界文化遗产哈德良长城从英国纽卡斯尔城南部穿过，但由于城市发展与建设的冲击，有些遗迹点已不能很好地向公众展现，当地文博机构推出了名为“ExploreHadrian’sWall”的应用程序，运用虚拟现实（VR）等技术让观众了解长城以前的面貌，实现了现实与历史的对比展示；意大利那不勒斯考古博物馆发行了一款以父子亲情为主题的导览游戏，剧情设计为一个与父亲素未谋面的儿子穿越到过去，追寻已故父亲的考古旅程，在游戏中学习文物考古知识，其中一些特殊场景需要到博物馆实地参观才能解锁。这种线上游戏与线下参观相结合的方式很受观众的喜爱。再如，新加坡亚洲文明博物馆为“千秋帝业：兵马俑与秦文化”展览特别设计了一款综合导览程序，这款应用程序集增强现实（AR）、3D技术、定位技术和互动游戏于一体，向观众传递展览相关信息。[2]这些案例将新技术运用于参观导览，注重观众的参观感受，以各种易于理解、生动有趣的形式向观众传达展览信息，引导观众去关注和学习藏品。
与国外相比，国内博物馆语音导览系统起步较晚，但发展较快。在导览设备方面，1987年美国的专业语音导览公司进入中国，与故宫合作，将故宫的介绍录制出来，提供给中外游客收听。[3]自此，语音导览技术逐步应用到各类博物馆中，与传统的人工讲解互为补充，相辅相成，共同发展。21世纪初期，这些专用设备与RFID、红外等技术相结合，可实现自动位置识别和展品信息推送，使语音导览的功能迈上了一个新台阶。
2011年，中国第一个面向观众的博物馆智能移动终端应用软件“文博任我行”正式推出，其中包含500余件文物的线上展示。同年11月，国家博物馆推出了“文博任我行”英文版。[4]2012年以后，社会公众文化服务体系不断健全，“科技＋文化”的创新服务意识在博物馆逐渐流行起来，于是移动手机应用在文博行业兴起并受到广泛重视，很多博物馆突破传统，利用科技的发展，改善博物馆公众服务，苏州博物馆、广东省博物馆、浙江省博物馆、湖南省博物馆等相继推出一系列手机应用程序，其中不乏集知识性、趣味性、互动性和设计美感的移动应用，如广东省博物馆推出的“雪域瑰宝”应用程序[5]，故宫博物院推出的“胤禛美人图”“皇帝的一天”“每日故宫”“故宫陶瓷馆”等系列应用程序[6]。
随着移动互联网技术的成熟，人工智能对个人消费习惯的影响越来越深入，移动应用与社交媒体成为博物馆导览的重要平台。微信的微网页导览平台和小程序出现后，观众无需单独下载应用程序，通过扫码或关注博物馆微信公众号即可获得导览内容。同时，观众成为博物馆的粉丝，博物馆不断通过优质内容的推广及更多线上线下服务将其培养成黏性用户，用户也会将自己喜爱的博物馆内容分享到朋友圈、空间、论坛等网络媒体。通过这种模式，博物馆提升了信息的传播速度，扩大了信息的传播范围，社会公众获得了更多博物馆资讯，博物馆与公众之间实现了双向良性互动。
目前，越来越多的互联网平台或社会组织也参与到博物馆导览系统的构建之中。互联网平台方面，百度AI博物馆计划、百度百科数字博物馆、谷歌艺术计划是除博物馆官方网站以外的线上展示窗口；一些企业通过信息技术集合了国内很多博物馆、旅游景点的自助导览软件，观众通过一个平台即可了解众多博物馆的信息。此外，支付宝、百度、微信也为文物展示与公众服务赋能，计划推出博物馆增强现实互动项目。未来博物馆的线上传播与服务渠道将更加广阔。
纵观国内外博物馆导览系统的发展历程，举凡技术应用、形式设计、内容创意等博物馆行业和相关行业都进行了积极探索。特别是2014年以后，智慧博物馆建设、“互联网＋中华文明”三年行动计划的发布在全国文博界引起了较大反响，越来越多博物馆加入智慧化建设行列，数字化导览方式更加灵活多样，形成了视听一体、自由选择、定向推送、内容丰富的智慧导览系统。其形式主要是以实体博物馆为依托，通过智能导览技术代替传统导览的信息服务，将互联网、移动终端、二维码、文物信息数据库以及定位技术结合起来，为参观者呈现音视频、AR、VR、三维场景等丰富的导览体验，还集成展馆定位引导及其他信息服务。
二、成都金沙遗址博物馆智慧导览系统的构建
成都金沙遗址博物馆（以下简称“金沙”）自2007年开馆以来，即形成了专业、稳定的人工讲解队伍，并引进了当时先进的团队讲解设备和自助导览机。团队讲解设备由讲解员带领观众参观时使用，包括讲解发射主机和观众使用的耳机；自助导览机供观众租赁使用，观众可通过输入编号收听语音讲解，导览机中有中、英、日、韩、法、德、西7种语言，供不同国家的观众选用，在一段时间内基本能满足观众的参观需求。
2014年，金沙开始建设智慧导览系统，建成后的导览系统包含微信导览、基于定位推送的导览应用程序和导览终端机、后台管理系统和团队讲解服务系统等，以期形成线上线下参观相结合，不同群体可自由选择的导览服务体系，从而提升公众的参观感受和知识可获得性，让公众与博物馆间的交流更加顺畅。
（一）多次预研试点，采用最优技术实现精准推送
针对博物馆导览定位技术多样化的情况，金沙开展了充分的需求调研和试点工作。在2015年成都金沙太阳节期间开发了一套基于BLE（低功耗蓝牙）定位的智能导览系统，向游客介绍春节期间的园区灯展。该系统针对博物馆园区21组花灯展位及金沙花市布设定位设备iBeacon，观众可通过应用程序和微信“摇一摇”获得灯组信息推送。不过，在使用过程中发现定位精度存在较大问题。[1]
2016年，金沙又先后采用BLE与WiFi相结合的定位技术以及WiFi、BLE和RFID相结合的多模定位技术开展多次极限测试，测试选定在陈列馆展柜和文物较为密集的第三展厅，布点最短距离在1.5米以内。测试时采用当时市面上主流的智能手机品牌与型号及专业导览终端设备，手机顶部与定位基站的距离为0.5~13.5米，共取13个点，每个点取50个值进行去极后平均化运算，最终形成曲线。
测试分几种情况进行：定位基站单开WiFi、单开BLE、三模全开等不同情况。测试结果表明，在两种单模定位情况下中近场（1~10米）rssi值（接收的信号强度指示）呈现较好的线性曲线。考虑到观众在参观时，与感兴趣的展品距离的合理性，判断属于可应用的范围；三模全开时，其波动曲线较单开情况稍大，原因是WiFi＋BLE同处于2.4G频段，在发射时会引起轻微的低压变化，但从曲线看基本呈现合理的线性表现，对实际应用影响不大，而在切换时间上全开的效果优于单开的效果。内嵌RFID定位技术的专业终端机器，测试曲线线性明显优于WiFi和BLE。总的来说，多模定位（WIFI、BLE和RFID）技术可提供基于位置的精确自动感知及信息服务等内容推送功能，平均定位时间为1.5~4.5秒，最短定位距离为1~1.5米，可以满足博物馆展厅内展柜密集摆放的情况（图一）。
基于以上测试结果，金沙遗址博物馆采用多模定位技术在博物馆展示区域内搭建了一套定位传感网络，定位传感器支持低功耗蓝牙BLE4.0、WiFi（IEEE802.11b/g/n）、ActiveRFID三种定位技术，智能手机主要应用前两种定位技术，因此实现了对市面上绝大多数手机、平板电脑的支持；专业导览设备则通过RFID实现更精确的定位。博物馆管理者可通过后台管理系统对馆内所有定位设备的状态实施监控和设置，如果某台设备的运转出现异常，系统自动弹出提示，管理人员可根据具体情况及时进行处理。
（二）以观众需求为导向，丰富导览内容和个性化服务
在定位技术成熟的情况下，上述多模定位技术基本能保障程序中的精确定位、信息推送和自动讲解等基本功能。在此基础上，观众体验和导览内容建设成为系统建设的重点。针对不同类型的观众，金沙推出了不同种类的导览，包括微信语音导览程序、基于定位推送的导览应用程序和导览终端机。前两者的目标服务群体是携带了智能手机或平板电脑的观众。微信导览平台由三位讲解员分别录制不同版本的讲解语音供观众选择，内容主要是图片和语音讲解。同时，观众可以通过互动留言及时与讲解员进行线上交流，参与这一形式的年活跃用户量在20万以上。如果观众不满足于语音讲解，还可下载“智慧金沙”导览应用程序或租赁导览终端机，了解更为丰富的金沙文化和文物内容。
金沙智慧导览系统涵盖了观众参观前、中、后各个阶段的博物馆服务。为观众提供全流程、全方位、便捷自如的导览服务，让观众获得比讲解员讲解更丰富的体验，是该系统的主要设计理念。参观前，观众通过导览应用程序可查询博物馆简介、展览信息、馆内服务设施、导览预约、交通路线指引、活动资讯等内容；参观中，观众可体验各种技术与文化相结合带来的趣味性、立体式展示，了解文物背后的故事，享受地图导览、互动体验等服务，特别是通过定位技术观众可以根据自己的参观时间选择推荐的参观路线，还可以定制路线并根据地图进行导航；参观后，观众可浏览参观历史、收藏喜好，反馈意见和留言等，让观众时刻感受到博物馆的贴心服务（图二）。
内容方面，手机应用程序和终端设备均包含中、英、日、韩、法、德、西7种语言和92个点位文物导览服务，部分精品文物加入了专家版、四川话版和青少年版语音讲解，通过“解密镇馆之宝”栏目深入挖掘太阳神鸟、青铜立人、十节玉琮等重要文物信息。同时，重点文物还推出三维模型展示、增强现实技术、360°全景展示、动画视频等多媒体资源，观众可以通过交互式导览获得多感官、多角度、全方位、立体式的博物馆参观体验。通过增强现实技术，观众可以对展厅的实际展示场景和文物进行扫描，生成三维动画，了解陶器烧造、玉器制作工艺、古蜀时期生态环境、石磬祭祀及古蜀文明起源与发展等信息，生动形象地了解金沙文化及古蜀文明。三维动画《细说铜立人》在精确的文物三维数据基础上，利用先进的三维建模技术，让馆藏珍品“铜立人”栩栩如生地“站”在观众面前，自己开口说话。在展柜中“醒来”的铜立人，以第一人称视角，带领观众认知其头冠、五官、服饰、手势等造型，讲述其背后的故事。手绘动画《漫说考古》通过小朋友喜爱的动画形式展示什么是考古学、如何考古、考古学小知识、考古学种类和如何断代等内容，将考古学知识传递给小观众们。
（三）构建线上线下一体化导览平台
在博物馆与技术结合得越来越紧密的大趋势下，智慧博物馆的思维始终贯穿于金沙导览系统。首先，该智慧导览系统具有完善的后台管理平台，包括观众信息管理（观众定位、互动管理、统计管理）、文物资讯信息管理（信息管理、数据管理）、讲解员调度与团队管理（调度管理、团队定位、监听管理）、设备管理等四大板块。通过后台首次将人工讲解、设备和智能终端进行统筹管理，真正实现博物馆导览的智慧化（图三）。
观众信息管理可实现实时定位观众，以及对观众的参观轨迹进行追溯，掌握应用程序和终端机的实时使用情况；互动管理支持问卷调查、观众留言与回复等功能；统计管理采集分析应用程序和终端机应用过程中的数据信息并生成相应报表。通过这些数据，博物馆可以掌握到馆观众的年龄、性别、来源地、参观动态、路径、停留时间及兴趣热点等。大量数据的积累可以用于分析研究观众行为，进而为观众提供更有针对性的服务。
文物资讯信息管理可实现数据管理，支持对应用程序和终端机展示内容的远程更新、多路写入、列表生成、一站式综合管理；信息管理支持即时通知、公告信息、各类资源内容的编辑制作和审核并在应用程序和终端机上统一适屏发布。
讲解员调度与团队管理应用于团队预约、讲解员排班、路线调度、团队定位等工作，管理人员能以最快速度、最有效的方式对团队预约人及讲解员发布通知和指令。
设备管理包含对导览设备和多模定位设备的查看、添加、修改、删除等操作，并可以查看设备的运行状态，随时掌握设备分配情况；同时还包括对终端机的租赁管理，方便观众借还设备。
其次，智慧导览系统建立了数据互通机制，实现了资源共享。在智慧博物馆建设中，最重要的是统一标准规范，避免各自为政、互不兼容的情况发生，保证业务流可以跨系统按要求执行。因此金沙在项目实施过程中统筹规划，以统一的数据交互标准规范为指导，将智慧导览系统纳入综合信息管理平台，通过文物数字化保护应用总线实现智慧导览系统与藏品信息管理系统、会员管理系统、可视化数据中心的互联互通（图四）。智慧导览系统可以实时调用和展示藏品图片、三维模型等信息，不断丰富展示内容；会员系统可一键将会员活动信息发布到网站、微信和应用程序供观众报名。同时，智慧导览系统的所有使用数据可以汇总到可视化数据中心实时展示，使资源使用更加高效，使博物馆管理更加科学和智能。
三、总结与思考
金沙智慧导览系统自2018年上线以来，以其良好的参观感知形式、丰富的知识和浓厚的趣味性获得了数十万观众的关注，改变了博物馆单调、沉闷的传统导览方式，实现了博物馆与观众的有效沟通，也促进了博物馆导览体系由传统的导览模式到多元智能导览系统的发展与转变。然而，通过金沙智慧导览系统的实践，也暴露了一些值得我们思考并需要重点解决的问题。
导览系统的内容丰富度与使用率不匹配。通常一个标准的博物馆导览系统内容大而全，涵盖了博物馆交通、服务、展览、文物、资讯、互动等多个方面。而对于一般公众来说，语音讲解只需满足其参观需求即可，内容庞杂反而不易突出重点。所以小而精、主题鲜明的应用程序或许更能吸引公众的关注。
导览系统中的二维码、图片、文字、音视频等往往形式大于内容，但大众需要的是更有参与感的数字化产品，通过梳理各种技术应用和现有研究成果，将知识转化为极具设计美感和良好操作体验的线上应用，才能让观众在潜移默化中建立对博物馆藏品的认知，形成参与型、思考型的学习习惯，培养更多的优质用户群体。
藏品数字化、观众数据分析还有待深入。一方面，信息化手段可以有效地组织藏品，以通俗易懂和关联的方式向观众呈现相关信息。但目前博物馆数字化水平参差不齐，有些尚没有健全的藏品数据库，有藏品数据库的博物馆由于文物专业性较强，信息转化程度不高，也不为观众所接受。以金沙遗址博物馆的藏品管理系统为例，大部分文物信息仅简单地通过系统数据调用到网站或导览系统中进行呈现，并未运用人工智能技术对现有资源进行重新组合和内容深挖。另一方面，从目前各博物馆对数据的采集、处理、整合、分析等情况看，观众基础信息、参观停留时间、关注点等数据的采集仅仅依靠导览系统是不够的，应建设基于庞大观众数据的大数据分析系统以完善观众服务系统。
另外，技术更新快，建成后的系统滞后于观众的新需求。金沙智慧导览系统于2014年开始建设，当时应用程序是比较流行的形式，而随着移动应用轻量化的发展，应用程序下载速度慢、占用内存高，观众越来越倾向于通过微信小程序、H5网页等方式获取信息，导致应用程序推广有难度；同时导览应用程序需要长期的技术支持，应用软件也需随硬件设备的更新而不断优化和升级，若无法及时解决上述这些问题，一定程度上影响了观众的体验感。
综上，随着科技的不断发展，博物馆导览应用系统的重要性越来越高。它以多种形式讲述着展览和展品蕴含的信息，同时让观众从信息接收者转变为信息的生产者与传播者，也让博物馆与公众的沟通由单向转变为双向多元。博物馆应顺应信息化发展趋势，加强内容建设，以独具特色的知识表达和人性化的服务增强博物馆与观众之间的联系。同时，运用互联网和大数据思维推动人、物、信息的高度融合，促进智慧导览系统的构建和公众服务水平的提升，实现博物馆移动终端应用的一站式服务及整合发展，为博物馆事业的发展注入新的生命力。
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