AR、VR技術(shù)在科技館教育活動(dòng)中的運(yùn)用

殷捷

【摘 要】我國的經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展，科學(xué)文化事業(yè)也進(jìn)入了快速發(fā)展階段。近幾年來我國的科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，推動(dòng)了我國科學(xué)文化事業(yè)的繁榮?？萍拣^是我國科學(xué)文化事業(yè)中的重要組成部分，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在科技館的教育活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用。本文將具體探討AR、VR技術(shù)在科技館教育活動(dòng)中的運(yùn)用，希望能為相關(guān)人士提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；增強(qiáng)顯示技術(shù)；科技館教育活動(dòng)；運(yùn)用

0引言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國的市場經(jīng)濟(jì)持續(xù)繁榮，科學(xué)文化事業(yè)也迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇?，F(xiàn)代技術(shù)的突飛猛進(jìn)為科學(xué)文化事業(yè)提供了發(fā)展方向，就目前來看，我國的科學(xué)文化事業(yè)正朝著現(xiàn)代化、智能化、自動(dòng)化的方向邁進(jìn)。科技館是對國民進(jìn)行科學(xué)文化教育的重要場所，為了推動(dòng)科技館教育活動(dòng)的發(fā)展，必須發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)用價(jià)值。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

1.1內(nèi)涵

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是我國現(xiàn)代技術(shù)的代表。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，可以對真實(shí)環(huán)境進(jìn)行模擬，給受眾帶來如臨其境的感受。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用下，人們不自覺地進(jìn)入到了虛擬的現(xiàn)實(shí)世界之中，實(shí)現(xiàn)了虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的水乳交融。近幾年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國的應(yīng)用范圍越來越廣泛，國內(nèi)一些科技館將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到了教育活動(dòng)當(dāng)中，收獲了良好的應(yīng)用效果[1]。

1.2特征

首先，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有實(shí)物虛擬化的特征。在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程中，可以模擬現(xiàn)實(shí)世界的生成，帶給受眾真實(shí)的感受。但總的來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要利用3D模型建構(gòu)現(xiàn)實(shí)世界，所呈現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)世界只保留了基本的物理屬性。其次，虛擬現(xiàn)實(shí)世界具有虛擬環(huán)境真實(shí)化的特征。在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程中，人們的感官體驗(yàn)是真實(shí)的，仿佛處在現(xiàn)實(shí)環(huán)境當(dāng)中。再次，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有技術(shù)集成性的特征。在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)時(shí)，需要兼顧圖像生成技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等等。

2增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

2.1內(nèi)涵

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代科技發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對實(shí)體進(jìn)行三維立體建模，實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境和現(xiàn)實(shí)環(huán)境的交互。在應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程中，首先要使用傳感技術(shù)識(shí)別對象，然后要把對象放置在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中。用戶觀看圖像，可以發(fā)現(xiàn)對象成為了現(xiàn)實(shí)空間的一部分[2]。

2.2類型

以不同要素作為依據(jù)對增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行區(qū)分，具體包括以下幾種分類方法：第一種是按照移動(dòng)性進(jìn)行劃分，可以把增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)分為固定和非固定兩個(gè)類型。第二種是按照跟蹤方法進(jìn)行劃分，可以把增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)分為標(biāo)識(shí)物和非標(biāo)識(shí)物兩個(gè)類型。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在科技館中的應(yīng)用

近幾年來，依靠虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建而成的展品類型非常多，我國的科技館引進(jìn)了大量的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品，在一定程度上滿足了觀眾的獵奇心理。值得注意的是，當(dāng)前一些虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的娛樂性過分突出，實(shí)用價(jià)值并不高，致使現(xiàn)代技術(shù)和現(xiàn)實(shí)生活相互脫離，阻礙了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的健康發(fā)展。

在上述問題的指引下，我國科技館開始探索虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用路徑?？萍拣^是我國科學(xué)文化事業(yè)的重要組成部分，承擔(dān)著提升國民科學(xué)文化素質(zhì)的重要教育職能，如何把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的理念傳遞給受眾，如何讓受眾參與但現(xiàn)代技術(shù)的成果之中，成為各個(gè)科技館關(guān)注的重點(diǎn)問題[3]。就當(dāng)前來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在科技館中的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

第一，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以創(chuàng)造虛擬的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，使受眾獲得耳目一新的感受。在我國的科技館中，經(jīng)常有海底觀測動(dòng)畫、外太空探測圖示等等，事實(shí)上這些圖景都是由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建起來的。除了上述的自然環(huán)境外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還為受眾展示了古代環(huán)境，在虛擬的古代環(huán)境之中，受眾仿佛能看到古代歷史長河的漫漫畫卷。

第二，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)增強(qiáng)了受眾的體驗(yàn)感。在很多科技館中，都建立了專門的虛擬物理實(shí)驗(yàn)室、虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、虛擬生物實(shí)驗(yàn)室等等。在上述的實(shí)驗(yàn)室中，受眾可以應(yīng)用虛擬手套，和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)形成關(guān)聯(lián)，通過控制手的力度和方向，人們可以自主完成物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等等。學(xué)生進(jìn)入到科技館的虛擬實(shí)驗(yàn)室中，能將理論知識(shí)和具體實(shí)踐相聯(lián)系，提升自身的科學(xué)文化素養(yǎng)。

第三，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)縮短了展品更新的時(shí)間。在未應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之前，科技館更新展品的速度相對較慢，僅限于為受眾介紹科學(xué)知識(shí)等。在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之后，各大虛擬產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，展示了現(xiàn)代技術(shù)的功能，滿足了受眾的知識(shí)更新需求。

4增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在科技館中的應(yīng)用

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為基礎(chǔ)，在科學(xué)館中的應(yīng)用非常普遍。科技館承擔(dān)著重要的文化科普職能，而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓古代文化重新展示在受眾的面前[4]。就當(dāng)前來看，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在科技館中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面。

第一，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以還原古代的歷史文化著作。歷史文化著述記錄著我國五千年的華夏文明，科技館想要對人們進(jìn)行科學(xué)文化教育，必須介紹我國的優(yōu)秀歷史文化，展示我國的科學(xué)文化體系。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以還原我國古代著作，以中國科學(xué)技術(shù)館的《天工開物》為例，《天工開物》是我國古代最著名的科普著作之一，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)再現(xiàn)了書中的內(nèi)容，受眾只需要翻閱桌面上的紙質(zhì)書篇，就能看到《天工開物》中記載的各種器具。

第二，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以再現(xiàn)自然景觀和人文景觀。我國地域遼闊，每個(gè)區(qū)域都有著不同的自然圖景和文化圖景，對自然人文知識(shí)進(jìn)行把握，可以提升國民的地理文化素質(zhì)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以重現(xiàn)某一區(qū)域的自然人文景觀，受眾想要獲取某一區(qū)域的自然人文信息，只需在大屏幕上輕輕一點(diǎn)，就能看到該區(qū)域的自然風(fēng)景圖片、民族文化講解等等。

5結(jié)論

綜上所述，我國的經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展，科學(xué)文化事業(yè)也進(jìn)入了快速發(fā)展階段?，F(xiàn)代技術(shù)的突飛猛進(jìn)為科學(xué)文化事業(yè)提供了發(fā)展方向，我國的科技館正朝著現(xiàn)代化的方向邁進(jìn)。為了推動(dòng)科技館教育活動(dòng)的發(fā)展，必須發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅洋.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國科技館中應(yīng)用的分析與預(yù)測[A].亞太科技中心協(xié)會(huì).

[2]第十六屆亞太科技中心協(xié)會(huì)年會(huì)論文集[C].亞太科技中心協(xié)會(huì)，2016：2.

[3]褚凱莉.固定型增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在科技館中的應(yīng)用分析[A].北京數(shù)字科普協(xié)會(huì)、首都博物館聯(lián)盟、北京博物館學(xué)會(huì)、中國博物館協(xié)會(huì)博物館數(shù)字化專業(yè)委員會(huì)、中國文物學(xué)會(huì)文物攝影專業(yè)委員會(huì)、北京聯(lián)合大學(xué)、中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心.

[4]博物館的數(shù)字化之路[C].北京數(shù)字科普協(xié)會(huì)、首都博物館聯(lián)盟、北京博物館學(xué)會(huì)、中國博物館協(xié)會(huì)博物館數(shù)字化專業(yè)委員會(huì)、中國文物學(xué)會(huì)文物攝影專業(yè)委員會(huì)、北京聯(lián)合大學(xué)、中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心，2015：5.

[5]賈佳，葉明，蔡承才.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的科技館導(dǎo)覽系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014，（08）：33.

[6]周志穎.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)內(nèi)容管理云平臺(tái)在數(shù)字科技館中的應(yīng)用[A].中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、云南省人民政府.

[7]王同聚.虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用與前景展望.

[8]張枝實(shí).虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的教育應(yīng)用及融合現(xiàn)實(shí)展望.

[9]楊曉光.談增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用.

[10]張志禎.虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用：追求身心一體的教育——從北京師范大學(xué)“智慧學(xué)習(xí)與VR教育應(yīng)用學(xué)術(shù)周”說起.

[11]劉強(qiáng)，馮倩.AR/VR與GIS在沿海城市災(zāi)害管理中的集成研究及應(yīng)用.