基于Pano2VR的博物馆全景漫游微课系统研究

2024年4月10日发(作者：)

基于Pano2VR的博物馆全景漫游微课系统研究

薛瑞昌

【摘 要】随着现代信息技术的发展,博物馆的陈列展览已发展为网络虚拟展览与教

育.文章利用内容分析法,分析了现阶段我国网上虚拟博物馆的建设现状,发现在展品

展示形式上依然以简短的介绍性图文为主,教育模块与全景漫游模块相互独立.基于

此,文章运用Pano2VR,设计了博物馆全景漫游微课系统的架构,并以新型简约多媒

体化的微课为教育媒介,以全景漫游系统为交互平台,探索未来博物馆网上教育与展

览相结合的可操作、可推广、可持续的虚拟展览教育方式.

【期刊名称】《现代教育技术》

【年(卷),期】2017(000)005

【总页数】7页(P88-94)

【关键词】Pano2VR;虚拟博物馆;微课;全景漫游

【作 者】薛瑞昌

【作者单位】安徽师范大学教育科学学院,安徽芜湖241000

【正文语种】中 文

【中图分类】G40-057

全景漫游系统是对博物馆及相关景物进行仿真和数字化再现，用计算机制作的虚拟

或实景影像再现真实世界，“网上参观者利用鼠标和键盘在虚拟场景中进行自由游

览，进行一定的人机交互和浏览”[1]，其全景漫游制作工具软件是 Pano2VR。微

课是指“以阐释某一知识点为明确的教学目标，以短小精悍的在线视频为表现形式，

以学习或教学应用为目的的在线教学视频小课程”[2]。Pano2VR与微课的融合嵌

套在制作上非常便捷，其开发难度较小、多平台兼容性强、投资成本低、应用范围

广泛，更能在现阶段及未来有效推广博物馆虚拟全景漫游的教育应用。

现阶段我国各级各类博物馆都建有自己的网站平台，供游客网上游览、学习及享受

相关服务。本研究利用内容分析法分析我国现阶段网上数字博物馆的建设现状，选

取我国各省博物馆中其它博物馆的友情链接交叉重叠部分作为研究对象，分析环境

为Win7系统，通过360浏览器和IE 9浏览器分别测试（网速为正常校园网的网

速），总结出虚拟博物馆的建设现状分析表，如表1所示。在研究对象中，共有

12座省级博物馆列入其中，其中建有虚拟博物馆的有10所：①从博物馆展品的

表现形式来看，故宫博物院、上海博物馆、安徽省博物馆以纯图文的表现形式介绍

展品的详细信息；其余都是通过虚拟现实技术辅助表现展品，且大多采取全景漫游

并在交互热点或交互热区中嵌套介绍性图文这种现阶段较为普及的表现形式。②从

流畅度来看，大部分虚拟场馆的浏览都非常流畅，只有2所场馆的加载过程有些

缓慢，但加载完毕后都同样流畅。③从兼容性来看，需考虑跨浏览器的兼容性和是

否需要下载安装相应的虚拟现实插件——通过分析发现，所有虚拟场馆都支持主

流浏览器如IE浏览器、360浏览器、火狐浏览器、拥有Chrome内核的浏览器等，

但在插件支持方面，故宫博物馆需要用户下载安装“高清大图浏览器插件”；南京

博物馆需要下载安装“NJMuseumPlayerxp”虚拟现实浏览器插件；武汉博物馆

需要下载安装“CrystalWHMuseum3D”虚拟现实浏览器插件，但经过Chrome

内核浏览器测试下载并安装该插件后刷新，依然无法使用全景漫游虚拟系统；陕西

历史虚拟博物馆虽然不需要下载安装浏览器插件，但在Chrome内核浏览器测试

下无法打开、弹出展厅全景漫游系统，只能点击展品浏览相关信息。

在交互性方面，南京博物馆、河南博物馆、陕西历史博物馆、山西博物馆、湖南省

博物馆的设计相对较好——它们都设置了地图导航和操作帮助标识，但只有湖南

省博物馆设置了反馈模块并将其嵌套在全景漫游系统中，且大部分博物馆的留言模

块缺少虚拟博物馆的提问及反馈机制。本研究采用内容分析法，分析了12家网站

的博物馆独立留言板块；同时使用网页内容分析软件——ROST Content Mining

内容挖掘系统，进行网站留言板数据的抓取。根据网站数据抓取和语义高频词聚类

分析，本研究发现：留言板的留言内容集中在展览预约与场馆开放时间相关咨询、

个人藏品鉴定及相关咨询、场馆服务咨询、个人捐献相关咨询等四个方面。但现阶

段博物馆的虚拟展览与教育模块相互割裂，留言板块与教育模块并无关联，虚拟博

物馆教育仅仅停留在现场活动剪影和相关主题讲座视频播放，无交互、无反馈、无

教学设计可言，那些无法亲临现场的异地学习者通过PC网站虚拟博物馆只能浏览、

了解展品的大概信息，无法接受正规的远程博物馆教育。基于场馆的远程行动学习

最为有效，即学习者随着全景漫游参观虚拟博物馆，在行动游览中学习相关知识，

而不是面对电脑看几十分钟枯燥而乏味的主题讲座视频，这就要求虚拟博物馆急需

进行顶层设计与改造，搭载教育模块，设置相关的教学反馈与教学互动。

1 系统的顶层架构

随着技术的进步与发展，博物馆在技术应用上越来越成熟，但其教育应用发展缓慢。

未来虚拟博物馆的发展方向是教育技术与信息技术的深度融合，故基于博物馆全景

漫游系统嵌套微课，需进行前期的架构设计和教学设计。为此，本研究设计了博物

馆全景漫游微课系统的架构，如图1所示。该系统分为由“教学设计”、“微课

制作”组成的“教育技术”模块和由“全景漫游制作”、“交互设计”、“微课嵌

套”组成的“信息技术”模块等两大部分，其流程按照“教学设计→微课制作→全

景漫游制作→交互设计→微课嵌套→应用反馈”的技术路线进行。其中，教学设计

包含教学目标、教学内容、教学重点、教学活动、教学评价；制作微课时，需注意

教学主题的确定、逻辑主线的把控、多媒体的运用、知识与信息的可视化、微课时

长的控制；制作全景漫游时，应按照“制作全景图→开展Pano2VR工程→创建交

互热点→生成Web漫游”的流程进行；进行交互设计时，要充分考虑微课嵌套的

逻辑与主线，在导航图上设置清晰的教学主线，帮助提示学习者按照相关教学活动

进行操作与游览，针对微课视频进行热点交互，并根据微课评价进行教学反馈。整

个系统集虚拟浏览与在线学习于一体，而基于数字媒体的、以学习者为中心的博物

馆虚拟在线教学将大大激发学习者的学习动机，使“数字土著”的学习和娱乐开始

有了交集[3]。

2 系统的教学设计——以“丝绸之路”为例

（1）学情分析

虚拟博物馆面向对象的年龄层次不一，而需要博物馆远程主题教育的对象主要为为

中小学生。以“丝绸之路”为例，该主题主要面向的学习对象是七年级学生，年龄

在13～15岁左右。随着我国教育信息化的发展，学生从三年级甚至更早就开设了

信息技术课程。基于此，分析七年级学生的学习特征，可以得出：

①学习特点——此阶段学生拥有计算机基础应用与信息技术的基本操作能力；但

是，他们的熟练程度不一、网络信息处理与分析的能力较差，需要在线引导与帮助。

②学习习惯——此阶段学生好动，对色彩和动画会产生积极的反应，对历史故事

和游玩比较感兴趣；但是，他们的自主学习能力较差，对长时间枯燥乏味的学习材

料会产生厌学情绪，甚至学习动机下降、注意力分散，需任务驱动型教学。

（2）教学目标

①通过虚拟游览与学习，了解“丝绸之路”的相关概况（包括“丝绸之路”的起止

点、所经省份、主要名胜古迹、相关文物、民俗民风、历史文化等）。

②正确理解“丝绸之路”在我国经济文化交流中所起的桥梁作用，并从“丝绸之路”

的历史角度，辩证地认识当今中国的对外经济贸易政策和发展情况。

（3）教学重点

利用虚拟博物馆全景漫游微课系统中的地图、图文、微课视频、影像等，以第一人

称的身份游览博物馆，从而加深对“丝绸之路”相关历史知识与文化（如张骞出使

西域、三段不同类别的丝绸之路的线路、丝绸之路的经济桥梁作用与意义等）的理

解。

（4）教学活动

学生跟随教学主线游览虚拟博物馆，按照导航进行场馆的跳跃，完成微课的学习后

在线回答“丝绸之路”中涉及的知识点与细节问题（如沿途历经几所省市？经济交

流贸易涉及几个国家？）此外，学生还需在线提交自主设计的“现代丝绸之路”旅

游线路规划或路线方案。

（5）教学反馈

博物馆全景漫游微课系统需开发教学评价与教学监控脚本，实时监控和查询学生的

在线时长、学习进度与互动答题情况，并在学生退出系统时自动分析并评价学生此

次学习的进度与效果，弹出留言反馈对话框强制要求学生进行学习反馈、写下留言

建议——学生可以写下此次漫游虚拟博物馆的学习体验心得，或者写下在体验与

学习中遇到的问题等。

1 虚拟博物馆全景图的拍摄与制作

一般虚拟博物馆的全景图是组合高像素数码单反、三脚架、云台、鱼眼镜头或者超

广角镜头等拍摄而成：①在拍摄的准备阶段，可先把单反相机的鱼眼镜头焦距调成

最远模式，以适应由中心360度或720度采集拍摄所带来的焦距变化，让不同焦

距的被摄景物展品表现得更为清晰[4]。②在拍摄阶段，需注意将三脚架放置在展

厅的正中心位置，为保证每一处的展品都能清晰地完全展现，拍摄取点时可在整个

展厅不同区域的正中心均拍摄360度或720度全景图；确定好全景拍摄中心后，

将拍摄的云台的节点调整成固定度数，以每90度为拍摄节点，单反相机会每90

度提示拍摄一张，一周拍4次，每张图之间都有重叠部分。③在制作阶段，当每

个全景中心点都被拍成图片后，需利用PTGuiPro软件制作全景图——在软件中

导入在每个全景中心点拍摄的4张全景图，选择“对准图像”，软件会自动找寻

相邻照片的重叠部分进行优化与全景合成；若相邻照片间的重叠部分不明显，就需

要在制作时手动添加相应的控制点来合成与拼接，之后即可创建全景图；命名时最

好使用英文扩展名，以便于下一步微课的制作，并与Pano2VR兼容。

2 微课的制作

根据教学主题需要创建微课的脚本，然后据此脚本拍摄真人讲座或进行绿屏抠像及

动漫等制作：①微课制作一般运用3D Max、Flash创作动漫原型，利用Prezi和

Focusky来搭载动画、实现转场效果；②可插入“丝绸之路”相关历史文物的多

媒体、图片、语音、视频及各类素材，背景配乐和配音可使用Adobe Audition

CS6这款音频处理软件来采集、处理声音与音乐素材，整体配音讲解的语速可适

当偏快，因为微课的特点就是短小精悍，以可视化的表达手法来全面展现相关历史

文物的特征及其背后的历史故事；③每一节点的微课时长宜保持在6～9分钟[5]，

因为edX平台通过大量的MOOC用户大数据分析得出：微课时长过长，会使学

习者的注意力急速下降甚至失去学习兴趣——如今博物馆的网上主题讲座大多是

时长超过 80分钟的大篇幅视频，因此后期制作时可运用Camtasia Studio 8或

Adobe Premiere Pro CS6来制作、合成、导出成品微课视频，并另存为.swf的

格式。

3 Pano2VR工程文件的建立

本研究采用Pano2VR 4.5.3建立工程文件：①将PTGuiPro中合成的全景图素材

拖入Pano2VR中。②打补丁补“黑洞”——由于360度拍摄视角的问题，会在

拍摄中心脚下产生一定的拍摄死角即“全景黑洞”，此时需要利用软件的打补丁功

能，针对“黑洞”自动选择相近地板或地砖像素素材打上补丁；如果打的补丁不够

美观，可以选择博物馆的LOGO贴图导入并贴附在“黑洞”的死角处。③调整参

数——在显示参数中点击修改，可以修改全景漫游系统的用户视场和角度，摄像

机平遥、俯仰均设置为0，而视场FOV调为拍摄时默认的70度即可；为了体现

制作信息和版权，可以在用户数据处点击修改，也可以添加全景漫游的标题、作者、

描述、日期、版权和标签等。全景图工程文件相关参数调整工作的完成，可为后面

的交互热点设计、皮肤编辑器操作做好基础性的铺垫。

4 导航地图及微课交互的创建

本研究仍以“丝绸之路”为例，来呈现导航地图及微课交互的创建过程：

①制作全景漫游微课系统导航地图。导航地图需制作两个：一个是普通游客全景导

览地图（如图2所示），另一个是全景漫游微课系统导航地图（如图3所示）—

—本研究重点呈现后一个地图的制作。制作全景漫游微课系统导航地图，首先需

在Pano2VR中打开皮肤编辑器，选择一款系统自带的皮肤控制按钮；为了体现博

物馆的需求与个性，也可以自行设计、插入按钮素材。其次，在皮肤编辑器中插入

通过PS绘制的全景漫游微课系统导航地图，并在地图上按照圆圈和数字标示顺序，

点击添加相应的节点标记。最后，将节点标记链接到设置有相应教学环节的微课全

景界面。图3中的黑线与数字顺序便是该主题微课系统的教学逻辑主线，学习者

只要根据背景音提示，按照数字顺序进行导览学习即可。需强调的是，丝绸之路一

共有3条贸易路线：A—绿洲路线、B—草原路线、C—海上路线；每一条路线都

必须按照教学设计的脚本要求，设置导航链接和相应的微课。

②微课交互的实现。导航地图制作完成后，需嵌套每一个教学环节的微课及反馈模

块——首先，按照“丝绸之路”的行径路线，找寻博物馆相关的文物及历史资料，

制作成微课并设置相应的教学活动和问答环节。其次，在Pano2VR中创建交互热

点，即按照微课的教学要求，分别在场馆相应文物的位置创建不同类型的交互热点

——主要有按钮点型交互热点和多边形交互热区两种，其中，多边形交互热区的

创建示意图如图4所示——双击图中的热点区域开始打点，画多边矩形；完成矩

形后右击鼠标，便可完成该多边形交互热区的创建。需注意的是，交互热点的交互

实现需在皮肤控制器中嵌套多媒体动作完成，且每设置完一个交互热区，就需要填

写相应的皮肤ID号。最后，打开皮肤编辑器，进行交互热点设置，如图5所示—

—双击交互热点，在皮肤编辑器的右侧弹出动作设定界面，来源选择“鼠标点

击”，动作选择“播放媒体”（这里媒体只支持.swf格式的微课视频），或者动

作为跳转到URL并填写媒体素材的URL。这里同样适合插入音频素材、图文素材，

完成交互响应。此外，导航图的显示与隐藏也可以通过设置隐藏导航按钮来实现隐

藏交互动作，包括背景音乐的开关、前进后退动作、全景漫游的全屏与缩小、自动

播放与停止、场景的跳转、留言板的弹出与隐藏等。

5 HTML 5全景漫游微课系统的生成

调整参数、制作导航地图、实现微课交互并完成微课嵌套之后，还需要进行系统

Web的生成工作——本研究在Pano2VR中选择输出格式为HTML 5，其原因在

于这种格式具有普适性和兼容性，已经成为全景漫游行业的标准格式[6]，且无需

插件。具体生成过程如下：点击输出中的“增加以HTML 5为基准设置”选项，

设定中立方体面片PX尺寸选择自动优化的最佳，POV模式选择垂直，窗口尺寸

选择普适笔记本电脑的分辨率，皮肤编辑器选择已经编辑制作好的成套皮肤（如

controller_）；由于HTML 5输入支持移动设备输出，故设置相应移动

设备的屏幕分辨率与尺寸即可；而最后一步，是在HTML设置中的Full Screen

和Include gyroscope control选项后面打钩，可应用手机陀螺仪即重力感应来控

制全景漫游系统的前进与转向。参数调整好后，点击确定输出，即可得到虚拟博物

馆全景漫游微课系统的HTML文件，将该文件嵌套至博物馆的数字虚拟场馆链接

中投入使用，以供大众游览与在线主题学习。

随着数字信息媒体与互联网技术的不断进步，技术与博物馆教育逐渐深度融合，推

动着自然科学类博物馆的可持续发展。互联网为信息传播提供了全新的方式，成为

博物馆知识传播的新媒介，使博物馆的陈列展览发展为网络虚拟展览与教育；而博

物馆教育的虚拟化、数字化，使公众能够根据个人需要智能化地掌握博物馆普及的

各类知识，并打破了地域与时间的限制。本研究主要介绍了在Pano2VR中制作交

互式虚拟博物馆全景漫游微课系统的方法和详细步骤，并以新型简约多媒体化形式

的微课为教育媒介、以全景漫游系统为交互平台，探索创新型未来博物馆教育可操

作、可推广、可持续的虚拟展览教育模式。本研究发现，Pano2VR与微课的嵌套

在制作上更加便捷，其多平台兼容性强，使教育与虚拟浏览不再割裂开来，且投资

成本低，应用范围广泛，因此更能在现阶段及未来有效地推广博物馆虚拟全景漫游

的教育应用。

【相关文献】

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