运用数字技术展示澄江化石的探索与实践——澄江化石地世界自然遗产博物馆（云南省自然博物馆）基本陈列

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2022-05-10 15:33 来源:文博中国

澄江化石是寒武纪生命大爆发的实证，是探索地球早期生命起源和演化的重要证据。澄江化石地世界自然遗产博物馆以澄江化石为核心向观众讲述生命演化的故事，然而澄江化石个体小，不直观，一般观众不易辨别和理解。如何展示好澄江化石，将澄江化石重要价值和意义呈现给观众，展陈设计面临重大难题。为了破解这一难题，澄江化石地世界自然遗产博物馆运用数字技术展示澄江化石，进行了一次有益的探索与实践。

展览背景

在距今5亿多年前的寒武纪，地球在短暂的时间里爆发式地出现了各种动物门类，古生物学家将这个事件称为“寒武纪生命大爆发”。在云南澄江市帽天山发现的澄江化石是寒武纪生命大爆发的实证，被誉为“20世纪最惊人的科学发现之一”“现代动物演化树之根”。

澄江化石明星物种抚仙湖虫

澄江化石地提供了探索地球起源的独一无二的珍贵资料，迄今为止已经发现了20个门类，300多个物种，几乎所有现生动物的祖先都能找到，甚至还有人类的古老祖先——昆明鱼。澄江化石的研究成果多次荣获“国家自然科学奖一等奖、二等奖”，50多篇论文发表在国际权威期刊《Nature》《Science》上。丰硕的研究成果使中国在地球早期生命研究领域走在世界前列。2012年，澄江化石地被列入《世界遗产名录》，是我国乃至亚洲唯一一个古生物化石类世界遗产。

展览内容

在澄江化石遗址上建立澄江化石地世界自然遗产博物馆，以澄江化石的价值为主题讲述宏大的生命演化故事，分为生命大爆发、生命大演化、生物多样性三个篇章，即开端、过程、结果。

生命大爆发

围绕世界自然遗产——澄江化石地，展示澄江化石的发现、研究、保护利用的历程，突出展示人类远祖——昆明鱼、寒武纪霸主——奇虾、昆虫祖先——抚仙湖虫，最早的步行者——微网虫等二十多个澄江化石类群中的明星物种，讲述寒武纪大爆发的内涵，探索人类由来，凸显澄江化石地在地球生命演化中所起到的生物多样性源头的关键作用。

澄江化石库

生命大演化

主要展示地球诞生至今46亿年中前寒武纪、寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、白垩纪、古近纪、新近纪、第四纪各地质时期的代表性古生物化石及五次生物灭绝事件，通过回溯生物演化史的重大进程，揭示生命过去、现在和未来的奥秘。

生命大演化展区

生物多样性

呈现热带雨林、稀树草原、苔原、荒原、温带寒带森林、湿地、山地等典型生态系统的生物多样性之美。生命由简单到复杂，从单一到多样，不断地演化发展，形成现今地球多姿多彩的生命形态，生物的多样性使地球充满生机，生态系统中各部分也互相影响、互相作用。展览倡导人们尊重自然，保护生物多样性，共建地球生命共同体。

生物多样性展区

展览通过三个章节的介绍，完整地讲述了生命演化的神奇故事，更加突显了澄江化石的重要价值。

数字技术展示澄江化石

澄江化石最独特的地方是它保存了动物的软躯体组织部分，然而个体小，一般都不超过10厘米，不直观，而且澄江化石躯体的颜色与赋存化石的黄色泥岩极为相近，辨别度低。如何让观众清晰明了地认识澄江化石，将这小小澄江化石里蕴含着的独特价值呈现给观众？澄江化石地世界自然遗产博物馆花费数年时间，通过对国内外博物馆、科研院所、展览技术博览会等近百次的调研考察，探索出一条运用数字技术展示澄江化石的出路。

展览精心钻研打磨设计制作了200多个古生物三维复原动画视频，突破常规打造了寒武纪海底隧道、昆明鱼全息投影、化石MicroCT扫描、化石感应互动、寒武纪海洋VR虚拟互动体验游戏、《探秘寒武纪》4D影院、寒武纪数字水族箱AR增强现实互动游戏等100多个种类各异的多媒体数字展项。以下列举部分多媒体数字展项。

寒武纪海底隧道

为了全面呈现寒武纪海洋生态系统的面貌，特别设计制作了寒武纪海底隧道，3D复原了60多种寒武纪生物，这在全世界范围内尚属首次！海底隧道以打破世界纪录的跨度、拼缝、刷新率三项工艺，超高清画质在广阔空间里营造出十足的沉浸感。是馆内投资最大、最核心、最受观众喜爱的网红打卡多媒体数字展项。观众走入寒武纪海底隧道，光怪陆离的寒武纪海洋古生物水母、瓦普塔虾、耳形等刺虫……栩栩如生源源不断扑面而来，不时寒武纪霸主“奇虾”巨大的身影从头顶掠过，来自寒武纪远古顶级掠食者的威压，不仅吓得寒武纪海洋里的小虫子们四散奔逃，更令隧道中恍若身处寒武纪海底的参观者们噤若寒蝉！寒武纪海底隧道，仿佛开启了一个通往5亿多年前寒武纪世界的时空隧道，参观者穿越隧道步入展厅，回到寒武纪的时空，从“人类远祖”昆明鱼开始，探索寒武纪生命大爆发的奥秘。

寒武纪海底隧道

昆明鱼全息投影

澄江化石中典型动物天下第一鱼——昆明鱼的发现将脊椎动物起源的时间向前推进了约5000万年，因为有了最早的脊椎动物——昆明鱼，才演化到今天最高等的脊椎动物——人类，昆明鱼因此被誉为“人类远祖”，是澄江化石地世界自然遗产博物馆的镇馆之宝。澄江化石地世界自然遗产博物馆制作昆明鱼化石标本的三维数字模型，以全息投影数字展示技术放大50倍后，将昆明鱼化石标本的高清三维模型影像，投射到陈列昆明鱼化石标本的金字塔型展柜上方，观众通过全息投影影像可以清晰直观地看到昆明鱼化石标本的每一个细节。同时为了让观众能够更全面立体地了解昆明鱼，该展项还复原了昆明鱼的三维动画，让昆明鱼活起来、动起来。展区抽象化的白色水波纹墙壁及金色脊椎艺术造型展台与蓝光点点的水幕营造出寒武纪远古的神秘气息，现场效果呈现出满满的未来感、科技感、神圣感，让观者在参观的同时领略昆明鱼作为“人类远祖”的不凡。

昆明鱼全息投影展区

寒武纪海洋VR虚拟互动体验游戏

展项复原了寒武纪海洋世界及其中20多种澄江生物群明星生物的三维模型，观众可以带上VR眼镜、数据手竿进入到虚拟的寒武纪海洋中漫游，通过自身动作控制虚拟投影与寒武纪神秘的生物游戏互动，360°旋转的球体空间不仅增强了展览的沉浸感，而且可以使观众沉浸在360°的寒武纪海洋中参与捕猎游戏，同时游戏互动画面全景式地呈现在大型LED五折屏上，未参与游戏的观众也能感受参与者的游戏体验，前来澄江化石地世界自然遗产博物馆参观的体验者成了展览的一部分。

化石MicroCT扫描

首次将研究澄江化石的前沿科技手段MicroCT扫描技术展示给观众，通过MicroCT扫描可以解析出澄江化石的细微结构，观察到动物身体的附肢、消化道、神经系统等微小器官组织。展项呈现出了特异埋藏保存古生物软躯体的澄江化石，代表化石保存最高质量，得以成为研究寒武纪早期生物结构和发育，探究寒武纪生命大爆发奥秘之钥，极具科学研究价值的独特属性。

林乔利虫MicroCT扫描

化石感应互动

化石感应互动展项圆柱形的展台面上设有“感应区”，观众可移动展台上摆放的内置芯片的奇虾、抚仙湖虫、昆明鱼、纳罗虫、微网虫、三叶虫化石模型至“感应区”，屏幕上即刻显示与之对应化石的三维数字模型画面，继而一道光闪过，化石突然有了变化，经历5亿多年沧桑岁月，生命早已消失殆尽，被封印在化石中冰冷僵硬的古生物遗骸，竟一跃而起活了过来，在观众眼前数字虚拟的寒武纪海洋里游弋！展项巧妙地使参与互动的观众给以一个外作用力，令参与者产生一种错觉：是自己复活了远古生物化石里的生命，打破了时空的界限，跨越寒武纪的海洋，来到我们面前。

感应互动

《寒武秘境》4D影院

《寒武秘境》10分钟的沉浸式4D影片，由机器人带领观众在澄江化石地世界自然遗产博物馆乘坐一个潜艇状的时空穿梭机，穿越时空去到寒武纪的海洋，为了让回到寒武纪海洋的观众能够身临其境更好地体会古生物生活的世界，影片中机器人使用科技将观众及潜艇缩小到和寒武纪的古生物一般大小，观众以操纵潜水艇的视角，跟随一条昆明鱼的“脚步”，在神秘的寒武纪海洋里经历了一场惊心动魄的探险，最终因穿越机器故障被迫紧急撤离，回到澄江化石地世界自然遗产博物馆的奇幻寒武纪之旅。《寒武秘境》4D影院带给了观众馆内其他多媒体数字展项所不具备的多重感官体验，更具沉浸感、带入感、体验感。

《寒武秘境》4D影院海报

寒武纪数字水族箱AR增强现实互动游戏

寒武纪数字水族箱是针对青少年儿童设计的卡通画风格互动游戏展项，可在印有寒武纪明星动物奇虾、昆明鱼、楔形古虫、微网虫线描轮廓的图卡上，根据自己的喜好用彩笔填涂创造任意肤色的寒武纪明星动物，然后将图卡放置在AR增强现实扫描仪上扫描，随着寒武纪数字水族箱投影画面中一个七彩泡泡的砰然炸裂，这个观众自己创造的色彩斑斓独一无二的寒武纪明星动物在寒武纪数字水族箱中闪亮登场。寒武纪数字水族箱运用三个投影画面将观众包围其中，观众靠近投影画面仿佛置身在寒武纪数字水族箱中。展项配备红外热感应系统，投影画面支持多点触碰感应互动。观众可以进入水族箱中投喂自己创造并复活的寒武纪明星动物，并与之互动嬉戏玩耍，是澄江化石地世界自然遗产博物馆最受青少年儿童观众喜爱的互动游戏，纷纷前来澄江化石地世界自然遗产博物馆孵化认养一只专属于自己的寒武纪明星萌宠。

澄江化石地世界自然遗产博物馆创新展陈形式，运用数字技术展示澄江化石，打造了一个个精彩纷呈的多媒体数字展项。观众在欣赏精美化石展品的同时，还能与远古生物近距离互动，让冰冷的古生物化石“活起来”“动起来”。5亿多年前的化石栩栩如生地展示在观众眼前，营造出沉浸感、互动性、趣味性十足的展览，打破了时空界限，拉近观众与博物馆之间的距离。博物馆运用智慧集成控制系统，实现博物馆数字展项、灯光照明、展柜开关、声音播报、监控预警、导览系统等集成智能控制，是化石类自然博物馆展陈一次成功的数字智慧技术运用的探索与实践。

澄江化石地世界自然遗产博物馆自建成开放以来不到一年的时间，参观人数突破110万人次，赢得了社会各界的赞赏，吸引了各级媒体的持续宣传报道，引起了公众的广泛关注。游客络绎不绝前来参观游览，一个深藏在象牙塔里门可罗雀的自然遗产地，一跃成为新晋的“网红打卡地”，“数字技术陈展”居功至伟！