博物館科技系列：3D列印複製文物～Digital-First Strategy
此篇討論「3D Printing」與「Artefact Replica」在博物館場域的功能與應用。
先談數位3D檔案的積極用途：
目前在教學與研發部分，也觸及「科技介入博物館」部分，目前思考的是「複製文物（Artifact Replica）」的應用，倒不是對復原製作工藝的逆向工程研究，而。而是3D文物檔的加值應用，無論是數位應用：如AR、MR、VR、Chatbot；或者是3D列印應用：文創、隨行博物館組、近用（提供視障與觀眾觸摸立體紋理與造型）。這段時間陸續有成果，也與實際的展館有合作研究的關係，而非僅止於想像！像是本團隊於【走入圖書館博物館…AI能吃苦 找書導覽還策展】報導受訪中發表的聊天機器人Chatbot導覽研發專案中的「3D文物即視導覽」功能，讓手機成為智慧導覽裝置，也讓3D文物檔案瀏覽不再只是網站資訊功能，而是現場參觀可用的擴增資訊。
此外，在「博物館科技系列：3D列印複製文物～Printing the Past, Feeling the Museum」曾介紹史密森尼博物館的「 Simthsonian X 3D」平台這個提供豐富3D文物檔Open Source，可供做欣賞、教育、加值研發用途的網路平台開始的。且不僅介紹了特選3D文物～Abraham Lincoln Mills Life Mask （林肯總統面部翻模）的實務案例，還探討了3D文物檔的教育用途、作為鑑賞材料的用法、以及分析幾款線上博物館3D檔案資料庫與看圖軟體的使用。
美國史密森尼博物館數位部門主任Diane Zorich曾在Digital Heritage. Progress in Cultural Heritage Documentation, Preservation and Protection~ 7th International Conference, EuroMed 2018擔任Keynote Speaker，並發 “Superheroes, Spacesuits, and Sculpture: Digitizing Smithsonian Collections at Scale for Greater Impact and Engagement”。
其介紹重點是：
- 史密森尼博物館擁有其「Digital-First Strategy 數位優先策略」吸引每年10億人次的造訪（應該是含線上與道館），加以與Autodesk技術合作的豐富3D文物典藏成果。
- 試圖以Linked Open-Data（鏈結開放資料）技術以及3R(AR, MR, VR)加值應用，分別去擴大與串連數位化典藏資源的資訊量Impact（Linked Open-Data）與放大與沈浸數位文物的虛擬體積Impact（3R）。
- 肯定會以積極推廣作為，繼續延續「Digital-First Strategy」效益。
上述的訊息分享在於強化數位3D檔案加值應用於博物館科技的必要性。
談3D文物檔案的虛實
「博物館科技系列：3D列印複製文物～Printing the Past, Feeling the Museum」曾引前任史密森尼博物館數位部門主任Günter Waibel的觀點，也就是，從博物館數位科技應用的角度來說，3D數位典藏工程的目的：
- 「Education 教育」
- 「Research 研究」
- 「Conservation 保存」
3D數位典藏工程確實也該是上述的功能目的。
同意Waibel所提到的：雖然無法取代原件，但3D檔及其複製文物（Artifact Replica）能夠讓無法到館的愛好者仍能體驗文物欣賞之趣。（以上資料來源：「Smithsonian Brings Historic Artifacts to Life Through 3D Printing」訪談。
這確實博物館與文化資產相關單位與機構，甚至是能取得開源檔的廠商與學校應該努力推動數位典藏所期待的分享與應用方式。
所以就延續這樣的「Artifact Replica 虛實應用」觀念去做個實際說明。然後，再點出，個人如何覺得這樣仍然不足？
下面仍使用特選3D文物～Abraham Lincoln Mills Life Mask （林肯總統面部翻模）為例，除了介紹「 Simthsonian X 3D」平台功能與應用外，看看該平台所提供的3D檔案瀏覽、文字資料、圖片資料、影音資料，以及加上以Linked Open Data方式所取得的其他網路資訊，可以如合更深入地擴大此文物的數位「Artifact Replica」的Impact效應，特別是在個人所推論 Diane Zorich在研討會上提出的「資料Impact」部分。
這操作事實上也整合了該部門Günter Waibel與Diane Zorich兩位主任的觀點。
其實博物館的3D文物數位應用並不是新話題，史密森尼博物館在2013年底與3D System（3D列印機製造商）跟Autodesk（3D應用軟體製造商）合作推出「 Simthsonian X 3D」計畫，確實能提供特選文物的文字、圖像、影音等類的擴增知識資訊檔，且具有可以全方位並近距離查看文物的自由度，甚至可以直接列印出來，作為「近用Accessibility」體驗與教育用途。
然後，通過該平台以及Linked Open Data所獲的資料，進一步分享以下內容：
- 首先是在介紹「 Simthsonian X 3D」平台時舉例特選3D文物～Abraham Lincoln Mills Life Mask （林肯總統面部翻模）部分，共提供多項深度學習內容，包括：
「Introduction（介紹）」、「Process（處理過程）」、「A Window into Lincoln’s Thoughts （深入認識林肯）」、「Devotion to the Cause（對使命的無盡奉獻）」、「Photography, Sculpture, Painting（相關照片、雕像、肖像畫）」、「The Artist, Clark Mills（創作者 Clark Mills）」、「Provenance（文物出處）」、「End of the Civil War/Reconstruction（內戰結束與重建）」、「A Conflict Immortalized（不朽的衝突）」、「Abraham Lincoln’s Legacy （林肯的貢獻）」、「Learn More （更多）」 等12個主題，確實能提供深度學習的內容。 - 2007年ABC News網站科學版的一篇報導「Abe Lincoln diagnosed with facial defect」，以及該報導所引述的論文「Lincoln’s Craniofacial Microsomia：Three-dimensional Laser Scanning of 2 Lincoln Life Masks」，內容提到科學家透過雷射掃描兩具林肯總統的面部翻模，確診林肯左臉明顯小於右臉，罹患了稱為「顱面發育異常」（俗稱半邊小臉症，cranial facial microsomia）的畸變。
- 經以「 Simthsonian X 3D」瀏覽該3D文物檔，確實也能明顯看到林肯總統的面部翻模，也同樣呈現林肯左臉明顯小於右臉的狀況。如下兩圖。
- 數位典藏3D檔案不僅在網路瀏覽時可以提供不同大小的視訊內容，也能透過3D列印機印出實品，只要檔案細節夠，尺寸大小的限制只是3D列印機功能的差異。這也是此上下篇網誌標題「Printing the Past, Feeling the Musuem」要強調的觀念與應用。
以上的操作就是在推論史密森尼博物館「Digital-First Strategy 數位優先策略」的具體用意後，根據其「 Simthsonian X 3D」所提供的數位服務，而完成的具體操作。
而下面的重點，就是去談為何個人會認為這樣的「Artifact Replica 虛實應用」仍然不足？
予3D列印複製品以正/實名
一、文物知識高度與神秘/神聖距離的必要性？
分別在 【得月忘指，得魚忘筌～談「神聖性」再現】與【談展品那道神秘的光】等網誌中，都談了文物展品「不可逆」的「神聖性」與「神秘性」。「神聖性」與「神秘性」都會造成「理性認識」條件上的限制；因為其複雜、難懂，或因不得而見訊息過少，或因知識高牆訊息晦澀。這些都是製造「神聖性」與「神秘性」的必要條件，這必要有必要嗎？數位技術無法解決不可逆障礙？
至少，從根本談起。被視為博物館重要民主化的關鍵技術～數位典藏，目的也在於致力促成「知識近用」、「展品近用」，使非專業人士、視障/聽障/肢障不便者、遠距觀眾仍能在實體空間的無障礙優化之外，也能透過數位技術體驗領略博物館藏品之美，獲得博物館文物知識。所以數位典藏就不該設下障礙，應審視博物館制度與功能逐步完備數位開放資料的服務。而若將「數位轉譯」視為是「展品內容」與「數位技術」間專業整合之重要手段的話，要如何透過此手段去引導/輔助「數位技術」移植與傳達「展品內容」，就不會希望「內容」在過程中有過度的偏廢或不必要的取捨，如果不是因為「數位技術」的具體限制！
也就是說，「數位虛擬技術」也在為完整轉譯「實體展品內容」為目標。此網誌介紹的史密森尼博物館如此努力著，應該各位看得到。之前介紹過的Local Project與克里夫蘭美術館（CMA）團隊也在為導入博物館科技衝刺著。在博物館科技系列：如果博物館能說話？！一文曾分享過IBM Watson語音技術團隊與The Museum Pinacoteca de São Paulo所完成的「The Voice of Art」互動對話導覽服務應用。這是個人在實際開發與資料整理後，認為是博物館資訊數位互動導覽應用的最佳範例，至少是理想典型。當然，個人也看許多台灣團隊的努力！
請點擊欣賞「The Voice of Art」影片，會是看是數位技術縮短了「知識距離」（什麼都能問，從不認為展品詮釋該獨尊一見）也泯除了「空間距離」（不曾造訪博物館的觀眾到館了）。
二、數位轉譯展品內容/價值/精神的完整性？
李英弘、梁文嘉於（2000）就針對景觀環境分析，就提到因為環境結構讓視覺無法穿透，所造成幽深、迂迴的意象，令人有一窺究竟的意圖。知識無法被理解的難度（無論是較艱澀或不易得），在適當操作下，亦能有值得進階探究的吸引力。汪碧芬與何明泉（2012）的「建構空間中神聖場域設計之基礎模式」一文分享鋤禾透過空間設計實務直探「神聖場域」作為人與神或內在神性溝通的「媒介」空間，在宗教理路中，透過空間去進行「再神聖化」，而使展示敘事更能貼近宗教文物的「場域精神」。兩組學者透過論文所分享的，都是「虛擬/非物質」空間與內容之展示需求，仍可以透過空間、數位、設計手段所作的專業技術研發之努力。「數位轉譯」亦如是，除了內容條理分析、解構組織、敘事展演、虛實整合、技術媒合等多方面專業任務外，適當運用「數位技術」更是其中關鍵，不論是使用方式，或是使用地點。
此外，「Technological Intrusion 科技干擾」也是「使用地點」上應該注意的事情，其對展品內容/價值/精神的轉譯必有減損，個人特別在【未竟之形～談數位博物館的虛實分身（後篇）】一篇中提出的結論，也就是以手機等行動載具作為「科技與文化同場競演」的平台，所以開啟鏡頭拍攝、端詳螢幕上深度資訊、聆聽語音對話或服務等，都會是不同程度的「Technological Intrusion 科技干擾」。但就像博物館拍照記錄是否有學習或記憶功能的爭議，有反對者，也有Linda Henkel在心理學頂級期刊《Psychology Science》所發表的「拍照減值效應photo-taking impairment effect」研究。目的在於說明：即使不仔細欣賞的拍照記錄其實無助於記憶，且會減損觀賞體驗；但有意識的局部近攝已被證明有助於對展品的記憶。
其實，重點在於，如果不排斥使用「博物館數位展示科技」以擴增資訊協助展品的深度賞欣，只要是適當的設計，還是能發揮其功效的。
所以在此「數位轉譯」議題討論的最後，還是透過Liz Neely & Miriam Langer（2013）發表的論文：Please Feel the Museum: The Emergence of 3D Printing and Scanning中所引述Robin Sloan的「Flip-Flop正反器」概念如下：
- Carve a statue out of stone. （石頭雕塑）PHYSICAL（物理）
- Digitize your statue with a 3D scanner. （3D掃描石像）DIGITAL（數位）
- Make some edits. Shrink it down. Add wings.（數位塑像再創作） STILL DIGITAL（數位）
- Print the edited sculpture in plastic with a 3D printer. （以3D 列印機印出再創作塑像檔）PHYSICAL AGAIN（物理）
此「Flip-Flop正反器」的形質轉化概念概念可以釋義為「將藝術品或工藝品從物質世界推向數位世界，並再次，甚至多次回推往返的過程 」。透過適當的操作/轉譯，內容與技術間都會共同朝向完整移植而努力。且這種針對「數位化加值應用」所提出的關鍵步驟與觀念，足以作為本文3D列印在形質轉化概念上的教學、研發、創作之重要原則～Printing the Past, Feeling the Musuem。其實對於數位化手段都很適合，也可以說是Digitalizing the Past, Feeling the Musuem。
其實，「數位轉譯展品內容/價值/精神的完整性？」雖然是對於數位博物館科技的檢視條件之一，但審度目前的發展需求，「數位轉譯展品內容/價值/精神的可能性？」會更切合實際。
從「數位科技」在文資數位記錄、保保存、保護方面的應用觀點去審度目前的數位典藏瀏覽平台，確實在實際使用下，給予Simthsonian X 3D很高的評價。因為其不僅有高度的使用自由度，其流暢度也令人驚豔不已。像是史密森尼博物館館藏的下面這款【商代青銅方彞】重器，更能透過拖曳、旋轉、放大、縮小在瀏覽器上仔細觀察紋飾細節與器形，其體腔內的燒製工藝痕跡，甚至器蓋下187字的銘文，更是清晰可見。
截圖自：https://3d.si.edu/model/fullscreen/p2b-1520372359666-1520446603707-0
試想，如果是在現場觀賞這件【商代青銅方彞】重器，會不會很希望在現場也能有此數位典藏資料可以作為深度賞析的資料呢？
試想，如果是史密森尼博物館數位部門主任Diane Zorich所提出的「AR, MR, VR應用」，那透過 VR裝置在虛擬世界中欣賞這件精美中國商代青銅工藝精品會是何種光景與尺寸呢？那AR與MR技術又可以讓此精品與實境場域合鳴呢？
也因此，我們團隊也針對3D虛擬典藏品進行了幾項簡單的測試與應用。
像是下圖。使世界宗教博物館花經費建置的3D掃描資源，不該只在網站上，應該在現場提供輔助全視角視覺資料功能，讓看不到的背面、上面、底面、細節也能在實物欣賞時看到。所以我們做了聊天機器人幫忙提供即時互動圖像資料。
又如下圖。我們把湖口老街的房子，透過Google ARCore技術給搬到學校校園來了，讓建物成為隨時隨地欣賞的展示品。
參考資料：
李英弘, & 梁文嘉. (2000). 景觀評估中之心理學模式之研究. 造園景觀學報, 7(1), 67–87.
汪碧芬, & 何明泉. (2012). 建構空間中神聖場域設計之基礎模式. 設計學報 (Journal of Design), 17(4).
Maloy, R., Kommers, S., Malinowski, A., & LaRoche, I. (2017). 3D modeling and printing in history/social studies classrooms: Initial lessons and insights. Contemporary Issues in Technology and Teacher Education, 17(2), 229–249.
Neumüller, M., Reichinger, A., Rist, F., & Kern, C. (2014). 3D printing for cultural heritage: Preservation, accessibility, research and education. In 3D Research Challenges in Cultural Heritage (pp. 119–134). Springer, Berlin, Heidelberg.
Stogner, M. B. (2011). “ The Immersive Cultural Museum Experience — Creating Context and Story with New Media Technology”. International Journal of the Inclusive Museum, 3(3).
