器物展示新思維：3D魔幻水晶球簡介
文/中央研究院歷史語言研究所
數位知識總體經營計畫總支援分項專任助理 陳泰穎
當我們小時候參觀故宮博物院、歷史博物館等皇皇的知識殿堂時，晶瑩剔透的翠玉白菜、炫爛的唐三彩俑，總是能夠吸引我們的目光。不過，這些古代藝匠的心血結晶，卻總是被關在冷冰冰的玻璃櫥窗裡，始終以同一副容顏面對熙來攘往如流水來去的觀眾們。隔著透明玻璃的欣賞，似乎也將文物與人之間，築起了一道看不見的圍牆。而我們如何觀看、如何認識這些文物的方式，也同樣為博物館的空間所侷限。但是，拜現代科技之賜，這些千百年來人類智慧與美學的結晶，現在不僅能夠在網路上呈現，甚至連文物平素不為人所見的一面，也都能為人所觀，甚至任意轉動把玩。
中央研究院歷史語言研究所在數位典藏國家型科技計畫第一期，便和國立台灣大學資訊網路與多媒體研究所洪一平教授團隊共同合作，進行各類文物展示與數位內容的開發工作。在第一期計畫期程中又以3D環物攝影，為最有趣的一項合作成果。在以往的典藏與數位化工作中，我們針對一件文物，通常僅會拍攝一至二張正面與背面的影像，頂多只是表現特定器物的造型與外觀、紋飾資訊，再針對不同角度與局部進行特寫拍攝。而環物攝影，則是利用高性能的數位機背、相機與拍攝平台的結合，以每十度左右的視角間隔進行拍攝，取得文物上半球面的完整影像，之後再由技術人員針對個別影像進行處理，將其拼結成為360度連續性影像。
截至目前為止，在台大團隊技術協力之下，已經有三十三件精選的台灣及殷商考古出土文物完成3d環物攝影作業，大眾可於考古資料數位典藏資料庫上，自由瀏覽這些文物的3D影像。而在2005年，台大團隊與愛迪斯科技公司，也以史語所、歷史博物館等國內重要博物館機構典藏環物影像為基礎，開發多人公共展示平台。除了在電腦螢幕上瀏覽環物影像外，觀眾更可以在一個具有情境的虛擬動畫環境當中，認識各項文物，並且觀覽具有立體感的3D影像。
圖一：考古資料數位典藏資料庫中的3D環物影像資訊。
而在今年，史語所承辦中央研究院機構計畫數位典藏展示中心「穿越歷史長河—文明科技四千年」成果特展。在策展的過程當中，除了能夠向來賓介紹人類文明在資訊儲存與傳遞科技上的進步之外，我們也同樣思考，在典藏文物不便出所展覽的情況之下，要如何取得最好的展示效果。史語所很榮幸再度和洪一平教授及愛迪斯科技合作，共同思考器物展示的全新思維。
早前，台大團隊除了原本的公共展示機台之外，更積極地構思一套能夠同時供多人瀏覽的展示方式。在這種需求之下，「魔幻水晶球」展示平台也就逐步成形。在水晶球構思的初期，技術團隊是以3D環物影像作為展示核心，透過影像投射原理將3D環物影像投影至圓形的安全壓克力球中。當我們的手掌碰觸壓克力球體，所施加的壓力便能夠透過感應器，傳達到機台底下的工業用電腦，作為程式運算的依據，而影像也將會隨著觀眾手指滑動與觸碰的方向轉動。換言之，只要一指在手，我們就能輕輕鬆鬆地隔空轉動這些影像，徹底顛覆了傳統影像欣賞與物理學觀念。
因此，在策展過程中，史語所便和台大及愛迪斯科技進行接觸，在兩個月的作業時間內完成客製化的水晶球開發作業。而與水晶球原型機相較之下，中研院的魔幻水晶球除了擁有原本影像顯示功能外，並且依照史語所的需求，在水晶球的下方提供了觸碰式螢幕。新增的觸碰式螢幕不僅能夠提供文物背景資訊的說明與靜態照片，更能夠提供一套更人性化的操作界面，單純依憑直覺就能夠操縱這台高科技的結晶！
圖二：工作團隊成員在中央魔幻水晶球旁進行作業討論。
除了機台本身操作與展示的便利性外，安全性也同樣在本次中研院魔幻水晶球的考量當中。魔幻水晶球展示球體的壓克力，由於採用較為安全的材質，因此不會有破裂的危險。但是包覆在外、保護感應器與工業用電腦主機的金屬框架，就有可能因為觀眾操作上的碰撞，而造成危險。因此我們在展示機台製作與現場施工時，特別注意安全性考量，在金屬框架外圍施作時儘量削減其稜角，同時將整個機台嵌入建築結構當中，以確實避免碰撞的發生。我們認為，不管是怎麼樣了不起的新科技、如何絢麗的展示方式，在實踐與運用時，仍然要考量到人性，才是真正體貼的設計。
圖三：中研院魔幻水晶球展示空間外觀。
圖四：魔幻水晶球展示空間內部，水晶球嵌入整個建築構造中，減少觀眾與機台本身稜角接觸的機率。
而在機台的展示內容上，我們特別選擇了三件台灣十三行與三件中國殷墟考古的出土遺物。大家都聽過十三行博物館，也有不少朋友曾經造訪過十三行、站在博物館高高的鯨背上，緬懷著古早台灣人生活的點點滴滴。但是在十三行搶救考古將屆滿二十週年之時，卻鮮少有人知道十三行考古發掘工作是由中央研究院歷史語言研究所主導。台灣十三行考古方面，我們選出的是帶有靜謐微笑、名聞遐邇的十三行人面陶罐、高舉著手用力打著招呼的陶人偶，以及令人發出會心一笑的陶偶「豬頭」。而若是台灣考古學史在大家的記憶中已經臨近中古史，那麼史語所1928年至1937年間在中國河南安陽所進行的殷墟考古，恐怕就是神話般的存在了。我們也選擇了三件帶有神祕氣息的殷商器物：輈頭飾、青銅人面與大理石梟形小立雕，讓觀眾有機會能夠欣賞千百年前殷商時代人類文明的結晶。而透過這些匯入魔幻水晶球的文物影像展示，我們也有機會能夠和觀眾介紹史語所在過往的研究成果。
圖五：魔幻水晶球啟動時的狀態，上方為水晶球，下方為觸碰式螢幕。
圖六：觸碰式螢幕選單，可看到所有六件考古文物圖像。
圖七：點選台灣十三行人面陶罐。
圖八：觸碰式螢幕即出現詳細之文物背景說明，點選右下角icon。
圖九：影像就會出現在魔幻水晶球中。
圖十：透過手掌，即可輕鬆操控水晶球。
在所有團隊成員不分日夜的努力下，中研院版的魔幻水晶球成功地趕在今年九月七日前，順利完成作業，成為本次「穿越歷史長河—文明科技四千年」成果特展數位互動區展件的一員。自2007年9月7日開始，至11月23日為止，一共有四百二十三位來賓在百忙中撥冗為本次特展填寫意見調查問卷，其中有三百六十四份來賓在問卷中回答了「印象最深刻的展件」的問題。在全體將近二十件的展件與活動中，魔幻水晶球得到八十二位來賓的青睞，得票率約為百分之二十二。表面上，百分之二十二並不是一個多了不起的數字，但是如果我們考量到魔幻水晶球有其他十七位競爭者的話，那麼百分之二十二已經遠遠超過平均應有得票率的百分之六了。當然，魔幻水晶球只是一種展示的技術手段，不必喧賓奪主、搶去其他文物與學者研究的光彩，但是人文與科技結合之後的成果產出，能夠得到來賓們的認同、聽到來賓們把玩文物、擁有新奇體驗時的驚喜笑聲，仍然是一件令工作團隊深感欣慰的事情。
而未來，魔幻水晶球除了持續在博物館器物展示方面發揮正面效益之外，是否也能夠為產業界提供更多的經濟效益呢？3D環物攝影已經證明了對大型器物展示可以達到相當成功的效果，但是對於十公分、甚至二公分以下的小型物件，環物攝影是否也同樣能夠達到相同的解析度與效果呢？物件的下半球面，又該如何進行3D環物拍攝、與物件的上半球面影像進行整合？又或者，未來魔幻水晶球內的影像投射技術，是否能夠突破遮光遮罩的環境限制，在一般室內燈光下的環境也能夠清晰地看到影像呢？這種新的器物展示思維是否能夠應用在珠寶、金飾等精品業中呢？魔幻水晶球的未來，有著寬廣的發展空間在等待著她吧！
參考網路資源
史語所考古資料數位典藏資料庫
穿越歷史長河—文明科技四千年
台大影像與視覺實驗室
愛迪斯科技
2007-12-13