博物馆触摸屏交互导览系统：技术知识介绍、相关研究述评与未来展望

1、将来展望吉林大学文学院博物馆学系史吉利教授一假设说1964 年美国人道格恩格勒巴DougEngelBart制造的鼠标把计算机操作带入了一个全的时代，那么1971年美国人山姆赫斯特Sam Hurst 制造的触摸屏，则使图形化的人机交互界面变得更为直观易用。从今，触摸屏技术开头广泛应用于公共效劳领域和个人消遣设备张子敬，2022。触摸屏touchscree又称触控触控面是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置当接触了屏幕上的图形按钮时屏幕上的触觉反响系统可依据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显 示画面制造诞生动的影音效果。现在触摸屏应用范围已变得越来越广

2、泛，从工业用途的工厂设备的把握/操作系统、公共信息查询的电子查询设施、商业用途的提款机，到消费性电子的移动 、PDA 、数码相机等都可看到触控屏幕的身影。博物馆展陈领域引入触摸屏技术是20世纪 80年月末 90年月初期，经过 30 多年的进展，触摸屏交互导览系统或者说博物馆讲解系统的子系统已经作为一项硬件指标消灭在大大小小的博物馆展厅中。作为一种电脑把握技术，用户只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术大大便利了那些不懂电脑操作的博物馆观众。触摸屏的工作根本原理是：触摸屏由触摸检测部件和触摸屏把握器组成；触摸检测部件安装在显示 器屏幕

3、前面，用于检测用户触摸位置，承受后送触摸屏把握器；而触摸屏把握器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU ，它同时能接收 CPU 发来的命令并加以执行。触摸屏外表可以是惊人的全都，外行根本区分不出来，但是内部技术却多种多样，从技术层面区分触摸屏，可以将触摸屏分为四个根本种类：电阻式触摸屏电容式触摸屏红外线触摸屏外表声波触摸屏电阻式触摸屏 ：这种触摸屏利用压力感应进展把握。电阻触摸屏的主要局部是一块与显示器外表格外协作的电阻薄膜屏，这是一种多层的复合薄膜，它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层，外表涂有一层 透亮氧化金属透亮的导电电阻导电层，上面再盖有一层外外表硬

4、化处理、光滑防擦的塑料层、它的内外表也涂有一层涂层、在他们之间有很多细小的小于1/1000 英寸的透亮隔离点把两层导电层隔 开绝缘。当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了接触，电阻发生变化，在X 和 Y 两个方向上产生信号，然后送触摸屏把握器。把握器侦测到这一接触并计算出X，Y的位置，再依据模拟 鼠标的方式运作。这就是电阻技术触摸屏的最根本的原理王富东，2022 。所以电阻触摸屏可用较硬 物体操作。电阻式触摸屏是一个相对封闭的系统，不怕尘埃、水及污垢影响，能在恶劣环境下工作，适合配戴手套和不能用手直接触摸的场合。电阻式触摸屏在四种主要触摸屏类型中占的比例到达29%，可见，其是主要的触摸

5、屏类型之一。 电阻式产品以日本及我国台湾为主， 价格低廉杨邦朝张治安，2022 。这种触摸屏的缺点是由于复合薄膜的外层承受塑胶材料，不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个触摸屏而导致报废。电容式触摸屏 ：电容式触摸屏由一个模拟感应器和一个双向智能把握器组成，利用人体的电流感应进展工作，模拟感应器是一块四层复合玻璃屏，用真空镀膜技术在玻璃层的内外表镀上氧化铟锡，玻璃 四边均镀上银质电极并在四角引出，其内部形成一个低电压沟通场，触摸屏上贴一层透亮的薄膜层，当用户触摸电容屏时， 用户手指和工作面形成一个耦合电容， 由于工作面上的电极上接有高频信号， 于是，手指会吸走一个很小的电流，把握器通过对四

6、个角的电流比例的周密计算，可得出触摸点的位置。虽然每个电容器只能给出是否发生触摸，但是将电容器制成阵列，就可实现多点定位。电容式触摸屏准确、 反响快、尺寸稍大也有较高区分率，更耐用，但是由于电容随温度、湿度或接地状况的不同而变化，其 稳定性较差，会产生飘移现象。两层式投射电容式触摸屏技术可区分一个以上的接触点，当触点在屏幕上移动时，也能进展独立触点跟踪。电容式触摸屏在四种主要触摸屏类型中占的比例最大，到达可见，其也是主要的触摸屏类型，苹果公司承受投射电容式触摸屏作为iPhone产品就是一个很好的例 子。投射电容式触摸屏多点触摸技术利用的是触摸屏电极放射出的静电场进展感应，用于投射电容传感器技术

7、的电容类型有两种，即自我电容和交互电容。苹果公司的iPhone 、iPod 触摸屏承受的是交互电容技术王少锋 陈丽娜，2022。红外线式触摸屏 ：工作原理是利用红外放射器与探测器构成红外探测栅格，当有任何物体进入这个栅格时，光线会被阻挡，红外线探测栅格会收到变化的信号，把握器就可以确定触摸的位置坐标。红外 触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适宜于某些恶劣的环境，任何触摸物体都可转变触点上的红外线而 实现触摸屏操作刘宾， 1995 。主要优点是价格低廉、安装便利，由于没有电容充放电过程，响应速度比电容式快，红外触摸屏从第一代已经进展到第五代产品，实现了1000*720 高区分率、多层次自调整和自恢

8、复的硬件适应力量和高度智能化的判别识别，在四种主要触摸屏类型中占的比例到达，可见，其也是主要的触摸屏类型之一。外表声波触摸屏 ：这种触摸屏可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波放射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45角由疏到密间隔格外周密的反射条纹。当放射换能器放射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号。 放射信号与接收信号波形在没有触摸的时

9、候，接收信号的波形与参照波形完全一样。除了一般触摸屏都能响应的 X、Y 坐标外，外表声波触摸屏还响应第三轴Z 轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值。其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。三轴一旦确定，把握器就把它们传给主机(吕明吕延，2022) 。外表声波触摸屏特点是抗刮伤性良好(相对于电阻、电容等有外表度膜)。反响灵敏。不受温度、湿度等环境因素影响，区分率高，寿命长维护良好状况下5000 万次；透光率高 92%，能保持清楚透亮的图像质量；没有漂移，只需安装时一次校正；有第三轴即压力轴响应，目前在公共场所使用较多，价格处于中等水平。外表声波屏需要经常维护，由于灰尘，油污甚至饮料的液体沾污

10、在屏的表 面，都会堵塞触摸屏外表的导波槽，使波不能正常放射，或使波形转变而把握器无法正常识别，从而影 响触摸屏的正常使用，用户需严格留意环境卫生。必需经常擦抹屏的外表以保持屏面的光滑，并定期作 一次全面彻底擦除。和电阻式触摸屏不同，电容式、光学式、外表声波式以美国为主要生产国家。以上，我综合有关自然科技文献就触摸屏技术的根底学问做一归纳介绍。在计算机技术方面，博物 馆是计算机技术应用领域而不是技术创领域，因此，博物馆人要保持对技术更的关注和了解即可， 力争做到与时俱进，不被某些唯利是图的公司的游说所惑而承受落后淘汰的技术。二检索有关人文社科文献我们得知， 最早探讨博物馆触摸屏的是 2022 摸

11、屏技术在秦俑博物馆宣教工作中的应用一文中认为：触摸屏系统在博物馆的应用对博物馆的宣传教育工作产生极大的推动作用。首先, 它开阔了观众的眼界, 激发了观众的学习兴趣。其次、使观众在有限的时间和空间内了解尽可能多的事物。第三、可以满足不同观众的需求。第四、可以使观众在消遣中得到教育。第五、将先进的计算机技术同博物馆的陈设展览相结合, 可以树立博物馆良好的形象。接着他介绍了秦始皇兵马俑博物馆触摸.内容和形式方面要 统一；二留意陈设背景学问的介绍；三. 向观众呈现参观博物馆时看不到或看不清的内容；四. 以形象的设计使观众一看即会操作。今日来看孟剑明的观点尽管不太全面，但还都是正确的。从世纪以来学术界开

12、头间续有人探讨博物馆触摸屏问题。大陆方面主要的文章如下：第一是我和林冠男合写的旅顺博物馆本馆触摸屏录像统计调查报告，该文在国内最先对观众触摸屏使用的行为 进展了录像采集数据，然后对触屏者性别、触屏者年龄、触屏者规模、触屏时间进展数理统计分析，得出了假设干结论，首先觉察“持续操作者全部为少年和青年人”，持续时间上“男性要明显长于女性” 。首次提出了触摸屏应当设置成不同高度供观众选择。复旦大学郑奕的多媒体技术在博物馆呈现中的应用及规划，该文认为博物馆“利用触摸屏技术有效传递呈现内容。触摸屏供给的机敏方式帮助观众更为 直观简便地扫瞄和学习。其强大优势还在于能对观众的选择做出快速响应。多媒体互开工程必

13、需具备有深度的内容 , 同时保证触摸屏反响灵敏快捷” “利用多媒体互动玩耍增加观众的学习体验。寓教于乐是促进学习行之有效的方法 , 互动玩耍在展览中正发挥着越来越重要的作用, 实现了观众与展项、观众与观众之间的对话沟通” 。其中“多媒体互开工程必需具备有深度的内容”格外中肯。上海中医药大学罗月琴的多媒体技术在中医药博物馆展览中的应用中认为由于有了多媒体触摸屏，“观众就不再仅仅被动承受展品 ,而是能通过细节比较 , 场景及局部的视觉感受 ,与展品进展互动沟通。多媒体技术将激发人们对作品内涵的无限想象 , 令人深刻体会艺术作品难以言明的永恒魅力。在文化的层面上, 这意味着展览将为观众供给更多的信息

14、、更丰富的内容。成功的多媒体是观众在无视其技术背景后得到的感观享受, 是赞美在数字世界中迸发出的情感源泉。它鲜活, 灵性, 富有表现力和感染力 , 并能够为每一个人带来灵感与启发” 。罗的表达中消灭了“ 艺术作品 ”云云，我们知道博物馆多媒体内容不能用一句“艺术作品”都给包括了，所以这番谈论未免以偏概全大而失当。天津自然博物馆赵晨在多媒体呈现 的信息,并依据自身的学问构造和对博物馆馆藏的了解程度进展跳动性的、不同层面的信息猎取。而且, 触摸屏的高度依据成人、儿童、残疾人而有所不同 , 以表达人性化的效劳。 每一台触摸屏能清楚、 明确地显示参观者当前的位置 , 了解各展厅的呈现内容、资料、信息,

15、 起到很好的导引作用 。这是在博物馆学术界继我和林冠男之后第二次提出了触摸屏装置要依据观众的状况而设定不同高度，格外难得。上海大学王晓强的交互式导览 系统在博物馆中的应用一文在确定了“触摸屏导览系统是一种交互性比较丰富的形式，给游客供给语 音图像信息，它供给应游客的是一个交互操作界面，设计了一些互动性的学问类玩耍，给游客传播一些 展品的历史信息，其与游客的交互性、趣味性都比语音导览系统有了大大的提高”之后，说“通过调研觉察，触摸屏导览系统游客利用率缺乏10% 。其缘由在于：首先，放置位置不抱负，大多在角落位置，游客难以准时查询需要的信息。其次，操作界面较小，内容简洁，内容构造设计不人性化，传播

16、的信息量较少的基于网络的博物馆触摸屏呈现系统的争辩一文首次就博物馆使用的触摸屏做了分类归纳：一类是导览型触摸屏 ：这类一般是对博物馆的总体进展简介及简要导览，放在博物馆或大型展厅的正门边 , 它的作用是帮助观众快速了解博物馆内展厅、展品分布及参观路线。博物馆的各项设施平面图、展区分布图、主要参观路线、重大活动等都可呈现于导览触摸屏上。另外一类是 学问性触摸屏 ，这类通常架设在,它的作用是传播关于该类展品的历史背景、文化学问。以玉器展厅的触摸屏为例 ,它着重介绍玉器的文化背景、鉴定方法、典型玉器的影像资料。为了符合博物馆展厅的文化气氛 , 对呈现媒质的美工设计的要求比较高。每个展厅触摸屏呈现媒质

17、均有其独特的外观风格。依据各个触摸屏内容更要找公司维护进而提高后期维护本钱的状况，作者提出“ 用局域网将馆内的各个触摸屏联系在一起，将维护更工作集中于效劳器上，从而降低整体维护本钱 ”。作者提出的这个思路较为可行。首都博物馆龙萧飞的多媒体呈现对博物馆形象宣传与展览深化的提高与其说是一篇论文，不如说是一篇介绍首都博物馆承受多媒体的宣传文字，好在这样的文字也供给了一些事实，例如这里就介绍了首都博物馆的“导 览触摸屏”状况： “在博物馆的礼仪大厅和主要展厅的门口放置了适合成人、儿童和残疾人使用的不同高度的触摸屏。呈现的内容包括博物馆的效劳工程及设施、博物馆固定展览的根本状况介绍、推举参观 路线、博物

18、馆分布图、本馆概览、北京概览; 目的是为公众供给博物馆全方位的导览效劳以及北京相关状况的介绍。这套系统不仅供给了丰富的内容资料,同时做到了人性化效劳 , 最大程度地为公众效劳。 如：每一台触摸屏能清楚、 明确地显示参观者当前所在的位置; 在博物馆分布图上 , 对于诸如餐厅、洗手间、出人口、电梯等效劳性设施 , 当点击某一图例时 , 分布图(立体图和平面图 ) 上全部的这类设施就会闪耀 或点亮”等等。我和赵晨提到的触摸屏高度要有变化的设想在首都这里已经实现，尽管在全国来看这仍属于吉光片羽。四川大学甘露、卢天玲的博物馆讲解系统的游客期望、使用和评价争辩一文是在 成都金沙遗址博物馆的问卷调查根底上用

19、统计分析方式写成，作者首先对博物馆讲解系统赐予概念解 析： 所谓博物馆讲解系统，就是包括讲解员、语音导览器、说明牌、电脑触摸屏、宣传折页、视频放映和4D 影院等各种媒介 (这样的解释和台湾争辩博物馆学的一些观点如出一辙，估量是受后者启发)。接着对金沙遗址博物馆的讲解系统具体构成做了介绍，其中电脑触摸屏主要内容是与金沙有关的一些趣味玩耍和问答。作者有关触摸屏的调查分析结论如下：“触摸屏的使用与否与学问丰富性、过程生动性以及讲解效劳和设施的优良性均呈负相关” ，对金沙这种高度专业化的博物馆，说明牌、触摸屏这些相对静态的讲解工具要如何述说学问，学问的趣味性和专业性如何进展有机结合，以及学问的丰度和深

20、度之间应当如何取得一种平衡 ? “当前金沙博物馆的讲解牌和触摸屏，不具备一些专业化学问是很难完全理解的( 尽管触摸屏中包含的是一些趣味玩耍) ，在这样一种背景下，游客所收获的学问相对有限，而学习过程又相对吃力，从而影响了游客的学习收获和对它们的评价。 ”这项争辩是客观的。用辞委婉：“金沙遗址博物馆的触摸屏不具备一些专业化学问是很难完全理解的里就是考古学问，在中国，人口万分之一的人也没有一个是学过考古学问的，据 2022 年第六次人口普查结果，截至 2022 年11月1日零时，成都常住人口 1404.76 万人，在成都 1400 多万人中也没有到达万分之一的人是学考古的，也就是说金沙遗址博物馆的

21、触摸屏的内容设计是失败的。我在9月中旬以国家一级馆评估专家身份到该馆考察，该馆的自我申报材料中对多媒体触摸屏这项评分赐予的是总分值，可是参考这个调查分析，有理由认为金沙遗址博物馆这项自评分数虚高了。这种利用调查数据进展实证评估触摸屏 使用效益方式值得提倡，也具有很强的说服力。中南民族大学的李海娥、吴海伦合作写的基于顾客感知的博物馆旅游讲解系统实证争辩以湖北省博物馆为例也用这种调查方式对湖北省博物馆的触摸屏使用状况做了评估： “电子触摸屏它是省博物馆实现效劳数字化和人性化的重点工程工程，初衷是提升游客的感知度，然而游客的评价却与博物馆方面的良好意愿相去甚远。52.8的游客评价其形同虚设，没有价值

22、；占 12.4 的游客的评价是偶有故障，信息粗糙；评价其很好、很有价值的占20.2 ；只有146的游客认为其操作简洁，信息完备。”由此我们对多媒体触摸屏在中国博物馆教育中的实际效果不容乐观。中国财税博物馆邱凡的关于多媒体对博物馆陈设布展影响的思考以中国财税博虽然多媒体技术在博物馆布展中越来越普及，但到底文物藏品才是博物馆的核心，多媒体只是一种关心手段，不能喧宾夺主。 作为一种颖的展览方法，多媒体确实可以在呈现效果上不断创和探究，大大提高展览的宣传效率，但假设只是盲目追求最的技术和最炫的视觉效果，无视与文物藏品的结合，甚至不考虑博物 馆的定位和实际，那么其后果是格外严峻的，不但达不到布展陈设的最

23、终目标，而且其后续高额的运营 维护本钱也是一个沉重的负担。因此，在布展的最初设计阶段，就应当量体裁衣，依据文物特点和经费11海峡对岸的台湾有关人士也对触摸屏在博物馆中的应用感兴趣。陈惠美在20世纪80年月出版的视听教育双月刊上发表了电脑关心教学在博物馆之应用，这里她从博物馆教育角度总结了电脑设备在博物馆的功能，认为可以做到： 1供给多元媒体教学功能； 2供给个别化教学功能； 3观众学4供给参与式学习时机； 5供给不受人性干扰的教学功能； 6激发学习动机，加强学习效果；78有助于亲子教育推展； 9有助于学校教育与社会教育之推。这种生疏要比孟剑明早不说，还更为全面和周到，此外她总结出来的交互设计的

24、几种模式：玩耍式、模拟式、家教式、反复练习式、问题解决式对于生疏触摸屏的内容设计理论构建也很有启发。周一彤2022 年在科技博物 10卷2期上发表了应用互动多媒体设计于博物馆呈现之案例分析 ，该篇文章首次阐述了“ 互动设计 ”概念的起源，认为这个概念最早是来自于说故事 story 的创作与表达过程：“由于对话与互动所产生的趣味感与引导性，而有了设计的概念，为了使互动性可以依循既定的故事线进展，而又有了设计方向，之后应用了资讯产品作为媒介而有了设计成果，使得原先单纯的平面故事产 生了变化。多媒体媒介的特性让原本线性的展品资讯内容与对话设计产生了互动，也给了更多元化的发展空间，打破原先单一互动。而

25、引出更多的对话内容与趣味。”1这段话语尽管略微拗口，但细加玩味是很有见地的。三从科技上展望将来，触控显示类产品有如下进展趋势：第一会日益朝轻薄化方向进展。目前触摸屏根本都是承受外挂式的构造，这种构造的显示模块和触 控模块是两个相对独立的器件，然后通过后端贴合工艺将两个器件整合，但是这种相对独立的外挂式构造会影响产品的厚度， 不符合触控显示类产品日益轻薄化的进展趋势。由此产生了内嵌式触摸屏的概念，内嵌式构造将触控模块嵌入显示模块内，使两个模块合为一体，而不再是两个相对独立的器件。相比于传统的外挂式构造，内嵌式构造的优点在于: 仅需 2 层ITO 玻璃、材料本钱降低、透光度提高、更加轻薄; 不需要

26、触摸屏模组与 TFT 模组的后端贴合，提高良品率 ; 触摸屏组与 TFT 模组同时生产，削减了模组的运输费用。其次是多点触控技术越来越成熟有用。 2022年苹果公司通过投射式电容技术实现的多点触控功能， 该功能供给了前所未有的用户体验，表达了与当时其他触控技术的不同，使多点触控技术成为市场的潮流。目前多点触控技术已经从开头的仅可以实现两指缩放、三指滚动以及四指拨移，进展到能够支持5点以上的触控识别和多重输入方式等， 今后多点触控技术将向实现更细致的屏幕物件操控用和更具自由度的方向进展。第三是混合式触控技术概念的提出。目前虽然触控技术类型众多，但每种技术都各有利弊，没有 一种技术是完善的。近年来

27、有人开头提出混合式触控技术的概念，即在一块触控面上承受两种或者两种 以上的触控识别技术，到达多种触控技术之间实现优劣互补的目的。目前已经研发出基于电容式和电阻 式的混合式触摸屏，该触摸屏可以通过手写笔和手指操作、支持多点触控等，显著提高触摸屏的识别效 率。随着用户对触控技术要求的不断提高，单一的触控技术确定不能满足人们的需要，所以混合式触控 技术必定会成为将来触控技术的进展方向之一。第四是触觉反响技术开头显露萌芽。 触控显示技术的不断进展给人们带来便捷的操作方式和良好的视觉效果同时，却无视触摸操作时给用户一个触觉反响。目前触觉反响技术争辩不多， 美国的 Immersion公司推知名叫“ For

28、ce feedback ”的触觉反响技术，该技术是利用机械马达产生振动或者运动，它可以模拟跳动、物体掉落和阻尼运动等触觉效果，也是目前使用较多的触觉反响技术。Senseg公司的“E sense ”技术承受的是生物电场的原理产生一个触觉反响。开发出更加逼真的触觉反响技术，可以给用户带来的触控体验， 因此触觉反响技术也是今后触控技术进展的一个方向。触摸屏技术起源于美国，日本实现产业化，随后韩国和台湾将其进展壮大，目前触摸屏制造中心开头从日本和台湾渐渐转移到中国大陆，这为我国触摸屏产品进入世界市场供给了途径和机遇吕明、吕延2022，也为中国博物馆界使用先进的触摸屏技术制造了历史机遇。从博物馆和触摸屏

29、技术对接来看，触摸屏技术应用到中国博物馆展陈领域是20 世纪 90 年月以来的事情。正如很多博物馆人士确定的那样，这项技术丰富了博物馆教育手段，是一个值得推广的设施。但中国的博物馆界对待这个技术，无论从实践操作上还是从思想观念上都存在假设干问题。首先，相当多的把握博物馆话语权的领导人形式化地对待多媒体触摸屏，仅仅将此作为评估的一个 硬件指标来对待，很少认真审查本馆的多媒体触摸屏内容。我向很多博物馆馆长询问道你本人触摸过几 次本馆展厅中的触摸屏，多数领导狡猾答复说就是刚一开展的时候试过，后来就再也没有试了。由于这 项硬件故障率较高，很多博物馆干脆弃而不用，或者就不开机了。其次，绝大多数的博物馆多

30、媒体触摸屏内容设计是由社会上的公司担当的，制作公司根本很少有太 多的想法和创意，依据套路来做，信息容量很少。我在去各个博物馆参观时特意点触展厅内的触摸屏， 觉察也就是短短几分钟就可以扫瞄完内容。如上海航海博物馆的介绍中国沿海几个航运中心的触摸屏， 共计五个版块，每个版块内容就是八页左右！第三，玩耍中设置的有奖答题过于高难，别说一般观众，就是专业人员根本也没有人能答对的。这个问题在不少博物馆触摸屏玩耍环节都存在。我曾经就此私下问过某省馆国家一级博物馆，名列8+3之内主要领导何故如此，馆长莞尔一笑，答复说要是观众都能答上这些题，那博物馆每天不得送出去 好多礼品吗？一语泄露了戏弄观众的天机！实在有违博物馆伦理。第四，触摸屏的理论争辩多数停留在浅薄的介绍层次上。例如不少论文，大量重复前人观点，了无 意；还有很多论文不能称其为论文，顶多属于宣传性的