广州美术学院视觉艺术设计学院2020级艺术与科技专业建立数据观-艺科复杂信息图谱设计课程
发布时间：2023年4月29日 分类：课程设计
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课程导师 / 余胜钊 / 刘鹏宇 / 崔丹心 / 林晶虹
Course Tutors / Yu Shengzhao / Liu Pengyu / Cui Danxin / Lin Jinghong
Course Students / Class of '20 Art and Science
习近平总书记在党的二十大报告中指出:“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。”为深入学习贯彻党的二十大精神和党中央关于推动公共文化数字化建设、实施文化产业数字化高质量发展,我们在文物知识图谱设计与应用的课程中探索让收藏在博物馆里的文物“活起来”的实现路径，从数据出发到创新应用。
系统思维搭建的基础是建立“数据观”意识，知识图谱以结构化的形式描述客观世界中概念、实体间的关系，是一种高效组织、管理海量信息的方式。重点在于通过知识与模型的融合实现认知推理，知识表示与计算。
作为文物知识传播与体验的载体，博物馆的数字化转向既是公众体验线上教育、欣赏和知识共享的理想方案，也承担着公众在参观前查询与兴趣唤起的功能。本课程以博物馆藏品的数据化与应用为专题，探索AI技术（知识图谱）、数据与文物艺术融合的创新性设计关系与效能。以藏品、展览大纲、文献等实体为核心构建知识图谱，探讨在检索、智能推荐、智能对话、可视化展示领域的应用，并以此开发博物馆的公众教育与交互体验产品。
以南汉二陵博物馆——“汉风唐韵五代南汉历史与文化”展厅的文物为基础对象进行知识图谱构建、知识扩展与应用设计。要求达到以下目标：
A、深度挖掘文物实体间的内在联系，根据国家文物局核发标准进行数据化;
B、优良的可扩展性，丰富原有文物连接关系，建立知识库;
D、知识图谱应用设计的创新性与可行性，必须提供技术与文献依据。
在课程中要求学生掌握将文物信息转化为数据的方法（数据获取、实体与概念识别、属性抽取、知识关系构建），并使用软件以结构化的形式呈现出来，形成知识图谱。然后将知识图谱数据进行数据的可视化，最后根据不同小组构建的知识图谱特点在智能推荐、问答、可视化等方面进行创新应用开发。
根据知识图谱的关联能，我们对南汉二陵博物馆中的《汉风唐韵》展厅中的所有文件，进行了双线的关系处理：
A，基于展厅内容，梳理一条贴合于原展厅文物陈列逻辑的“知识图谱结构大纲”；
B，基于展厅所有文物之间的关联特点，构建展厅中文物的“新层级和新关系”。
采用7种分类法：价值、区域、属性、时间、来源、质地和存在形态分类法，这几乎涵盖文物分类的所有层级。另外，基于知识图谱本身的动态可扩充性和纠错性，我们可以实时对文物层级进行拓展和改善。
最终《基于文物知识图谱的可视化交互空间》，共计录入9000多个关系量和数据量，运用了雷达互动投影来丰富展厅内部的体验，并将《汉风唐韵》的文物知识系统化地展示给观众。
知识图谱数据层级、属性和属性值
#第二组 彭诗蕙 罗家杰 郑富阳 黄智棋 吕雪慧 郭捷嘉
本系统以南汉二陵作为主线，其他地区展馆文物作为支线，构建多展馆联动的科学知识图谱和智能AI问答系统，旨在打造一个立体的文物数据库和知识服务平台，为观众提供更全面、精准的文化体验和观展服务。
专题设计——文物知识图谱构建与应用课程演示视频
#第三组 杜梓轩 韦国泰 何柏逊 曾嘉骁 翁晓煌 戴静一
首先我们以工艺技法，文物材质，文物类型，文物功用四种关系来构建文物之间的联系，然后我们为其中部分文物构建了社会属性之间的关系，比如文房四宝，海外珍品等关系，以此来构建我们整一个知识图谱。
最终我们为南汉二陵的知识图谱应用设计了一款APP，主要利用知识图谱构建了博物馆的预约系统，针对不同观展用户的兴趣生成用户自身专属的导览路线，不仅满足不同用户的需求，同时，APP还可以实时查看博物馆的知识图谱框架与关系、文物推荐等多种功能，让用户得以全方面了解博物馆文物，并得到最适合自己的观展路线。
知识图谱可视化
手机界面预约
文物预选
文物知识图谱框架
导览路线生成
视频展示
我们以南汉二陵博物馆中汉风唐韵展厅所藏展品文本作为基础数据。通过汉风唐韵展厅对第三部分——“考古现三陵”内展品的整理，以陵寝制度为切入点，构建第三部分的知识图谱。
并且在原有资料的基础上拓展了其他相关陵墓的墓主人、朝代、陪葬品等相关信息。
视频演示以青白瓷花口碗为切入点，根据各个节点之间的关系，依次联系到康陵、刘岩、五代十国、朝代、西汉、南越王墓、“长乐宫器”陶翁、莲花纹瓦当，最后联系回康陵，以示意该平台查询文物间关系的功能。
我们希望以知识图谱为底层数据，建立开放性交互式信息平台，在线上或者线下为相关人士提供帮助。
Protage关系搭建
关系可视化纯文字版本
网页操作讲解1
网页操作讲解2
最终可视化效果
考古现三陵知识图谱
组的设计范围是，南汉二陵博物馆，汉风唐韵展区第三部分“考古现三陵”。包含对康陵德陵昭陵的知识图谱搭建，以及相关拓展。以三陵为基本分类，附加拓展的同时期其他陵墓。
进一步展开墓中物品、南汉历史背景，从而搭建关系网。实物分为七个大类，总共66件。标签分为三类，共11个标签。以介绍文物、出土地点、出土时间、制作方法四个标签为线索，对文物进行讲解。观众可以从材质或陵墓两个方向出发对文物进行查询。
本组的设计方案主要面向少儿观众，以生动有趣的方式介绍陵园的考古成果，让观众在探索中了解相关知识。以电子绘本的形式，讲解陵园知识，通过触控屏实现互动。
Onto Graf
json可视化预览
交互设计
知识图绘本视频
为顺应博物馆讲解的必要性，同时解决现有博物馆部分人工讲解“生 冷 硬”的问题，我们运用知识图谱的整合性，模块性，关联性创建“汉风唐韵云讲解”系统。
图谱的架构以商业、农业、手工业、意识形态四大类作为主线，再以材质和技法对文物进行“总——分——总”的建构，同时探究文物之间的从属关系和四大模块之间的相互作用。
旨在创建以青少年为受众方向进行引导，故事性为主要内容，添加更具交互性的体验装置。从传统意义的文字导读转化为听觉，视觉，触觉的多感官交互讲解。
云讲解视图
数据可视化基础图
云讲解视频
登记了唐朝到北宋初年与佛道教相关的文物，从实体、属性值、在位皇帝、时间、关系值、编号、关系值、所属宗教、补充资料和文物图片等方面进行整理。寻找独特的切入点，在表格基础上构建按类别搭建知识图谱。以朝代与皇帝为分类的主体延伸出当朝当代对宗教的态度以及携带宗教符号或象征的文物。按类别构建成可点击互动的知识图谱。可用于科普app或博物馆导览大屏指引观众。
在上面生成的点击类知识图谱上创建聚类分组可视化互动。可用于科普app或博物馆导览大屏中的检索目录。在聚类分组可视化里的每个分类实例，可点击拖动互动。graphxr里所有实例关系生成3d 可动的图。设计博物馆科普互动大屏的一种形式。通过点击滑动的文物中的一件，获取相关消息。
知识图谱建构
视频展示
根据知识图谱可视化的课程学习，我们将南汉二陵博物馆中《汉风唐韵》中的部分文物，以功能分类法是以文物功能为标准，对文物进行分类的方法 。我们学习了解到文物是为了一定的目的用途被制作出来的。文物功能与其形制密不可分，文物功能通过形制来实现，但同一形制可能具有多种功能。
以此为基础，我们使用了protage和echarts为主去进行分类和可视化。实现了一个较为灵动的动画效果。
详情图1
视频展示
南汉二陵博物馆汉风唐韵展厅中第二部分的主题是都城兴王府，主要包括文物都城的一些建设和宫殿苑囿中的一些日常器具和精美建筑构建。因此我们的知识图谱构建主要把文物存在形态分类的方法分为可移动文物和不可移动文物这两个方面去延展。然后往下又分为日常用具、兵器、建筑、墓葬等.把文物依次划分在这几个部分，对文物属性进行归类整理。
我们将知识图谱嵌入到APP中去，以知识图谱作为数据来源,所构建的检索App。通过这个搜索App可以查看文物的基本信息和与其相关联的关系。观众也可以在手机上拍摄实体文物，就可以查看该文物具体的文物信息以及与它有联系的其他文物。将知识图谱关系网作为APP的核心,把博物馆中的文物，通过系统性的梳理与关联，可以让用户更深入、更方便了解博物馆的内容。
同一材质下的文物
视频演示
根据南汉二陵博物馆“汉风唐韵”展厅的文物进行知识图谱的建构。运用“区域分类法”对文物进行初 步分类和构建。大致分为地址、材质、类型三大类，每大类又进行进一步的细分。在建构好知识图谱之后，进行互动页面的设计。
根据文物所属位置，制作了可视化demo，用户进行点屏幕的互动，可了解到文物对应的相关信息，并且还有智能机器人进行智能问答和小游戏的互动体验。用户可对页面的智能机器人，使用语音或文字进行提问， 机器人会给出相应的文物信息。除对应的文物信息之外， 机器人还会给出同类型或相似的文物名称，以便有兴趣的用户进行更深的了解。
知识图谱细节内容，点击一个文物，会关联该文物所对应的基础信息
根据文物所属位置，制作 了可视化demo，用户进行互动 可了解到文物对应的相关信息
机器人进行智能问答
智能机器人除问答外还会与游客进行小游戏的互动
视频演示
在四周的课程中53名学生，分为10个小组，基于知识图谱技术在智能策展、云讲解系统、智能导览、交互展示等方面进行了不同专题的尝试，过程中也遇到不少技术问题。
但他们探索与解决问题的能力让人惊喜，以切实的可行性与系统整合能力在有限时间里很好地完成了各自的专题，尽管仍存在很多不足与瑕疵，但在探索艺术与科技创新融合的路上他们的精神十分可嘉。
最后特别鸣谢南汉二陵博物馆展陈宣教部多位专家对本课程的支持与指导！
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