基于增強現(xiàn)實技術的科普類兒童繪本設計研究

隨著多元化文化的發(fā)展，兒童繪本已經(jīng)不再滿足于傳統(tǒng)靜態(tài)頁面的呈現(xiàn)，而是在考慮兒童視覺體驗的基礎上，將現(xiàn)有的靜態(tài)視覺元素全面升級為三維動態(tài)的表達形式。增強現(xiàn)實技術在其中得到全面應用，兒童繪本中的科普知識以三維動態(tài)的形式進行呈現(xiàn)，在最佳的空間定位中得到有效傳達，增強了科普圖畫知識的真實性和立體性。更好地激發(fā)了兒童認識世界的積極性和好奇心，實現(xiàn)其對科學探索的欲望。

本文在增強現(xiàn)實技術的角度，就科普類兒童繪本的設計進行研究，認為增強現(xiàn)實技術具有自身的特點，主要表現(xiàn)在跨界性與交互性。同時，指出科普類兒童繪本在內(nèi)容互動性、形象立體感以及情節(jié)推進等方面的不足，針對具體的不足之處，提出以科技增強互動、在虛實結合中實現(xiàn)內(nèi)容互補、提高趣味、增加印象等具體措施，以此更好地實現(xiàn)科普類兒童繪本的設計和研究。

一、增強現(xiàn)實技術的突出特點

（一）跨界性

增強現(xiàn)實技術具有跨界性的特點，主要是因為增強現(xiàn)實技術將現(xiàn)實世界和虛擬世界進行無縫隙對接。對于現(xiàn)實世界中無法體驗到的信息，通過信息技術，對信息進行模仿和疊加，創(chuàng)造出虛擬的世界。在虛擬世界中展現(xiàn)出能夠被人類感官所認知和理解的信息，實現(xiàn)虛擬世界與現(xiàn)實世界的跨越式發(fā)展。

傳統(tǒng)紙質(zhì)科普類兒童繪本在跨界視域下，不再是單一和靜態(tài)化的呈現(xiàn)，而是將圖書設計與信息AR技術進行融合，在虛擬世界中為兒童營造生動的現(xiàn)實場景。在各類設計中，靜態(tài)性的畫面得到動態(tài)化的展示，科普類兒童繪本的內(nèi)容更加豐富，人物形象也更加具有立體感。兒童的理解力以及多樣化的思維能力都得到增強，能夠從不同的角度去接受和認知科普類信息，更好地體驗到繪本中的知識。

（二）交互性

交互性具體指的是在應用增強現(xiàn)實技術中，用戶可以與整個環(huán)境進行相應的互動，在應用中融入視覺、聽覺以及觸覺等不同的感官體驗。用戶利用頭盔顯示器，將真實世界與虛擬世界的圖形合在一起。在展示真實世界信息的同時，也顯示出虛擬世界的信息。在兩種信息的相互補充、相互碰撞中，向用戶形象化地傳遞出要傳達的信息。

科普類兒童繪本的閱讀，也需要相應技術的支持，如使用手機、平板電腦等智能終端設備來進行更好的閱讀體驗。在父母陪伴以及教師的引導下，為孩子創(chuàng)造閱讀的條件，共同感悟繪本中的思想情感。例如，經(jīng)典的科普類兒童繪本《龍兄弟》，為兒童設計了互動閱讀的環(huán)節(jié)。兒童可以通過其中的互動將自己轉化為書中的主人公，書中的小動物都會給予相應的互動和回應，甚至還可以和小動物合影。強大的交互式體驗，極大地激發(fā)了兒童閱讀的積極性，促使兒童對繪本的內(nèi)容具有更加深刻的印象。兒童繪本的交互體驗式設計，讓兒童的實際參與感得到增強，在沉浸式的互動中，獲得了更好的閱讀體驗。

二、科普類兒童繪本的不足

（一）內(nèi)容互動性不足

科普類兒童繪本主要是向兒童傳遞科學方面的知識和內(nèi)容，同時，培養(yǎng)兒童深層次的閱讀能力。但是，在當前科普類兒童繪本中，更多呈現(xiàn)的是枯燥的科學原理以及歷史人文知識，趣味性不足，兒童往往是被動地接受知識，互動性較差，影響兒童想象力的發(fā)揮。兒童正處于好奇心理旺盛的時期，對于科普知識的了解，如果不能進行有效的互動，勢必影響其探索未知世界的欲望和激情。

而基于增強現(xiàn)實技術下的科普類兒童繪本，也表現(xiàn)出互動性不足的情況。在兒童繪本的文字、色彩以及圖像等具有視覺元素的外在設計中，缺乏嚴謹?shù)囊?guī)范性，導致互動性的體驗感不強。當前，具有AR功能的科普類繪本表現(xiàn)出強大的市場需求，但是，現(xiàn)實增強技術在具體的變現(xiàn)中，尚具有復雜性，不僅需要技術設備的支撐，還需要相應技術的支持。智能手機的應用，將圖形圖像的采集與信息技術進行有效整合。但是，手機在儲存容量方面，也顯示出一定的不足，在互動過程中容易產(chǎn)生卡頓的現(xiàn)象。對于低性能的手機，往往會出現(xiàn)無法AR交互應用的現(xiàn)象，兒童與科普類繪本的互動不能很好實現(xiàn)。

（二）形象立體感缺失

科普類兒童繪本主要面對的是科學學科，上達天文，下通地理，包括的內(nèi)容較多，枯燥難懂。其形式以文字介紹搭配相應的圖片，圖文結合，或者變配圖為配文的編輯模式，根本上是以知識的灌輸為主，繪本創(chuàng)作形式不夠形象化、立體化。對于枯燥的科學知識，大多數(shù)的兒童缺乏主動閱讀科普讀物的積極性。重科學知識的傳遞、輕科學精神的培養(yǎng)，重圖片文字的搭配，輕形象立體的展示，成為當前創(chuàng)作科普類兒童繪本的主要問題。在信息技術發(fā)達的今天，文化知識的獲取更加多元化，科普類兒童繪本需要通過形象的創(chuàng)作，激發(fā)兒童探索科學的興趣和激情。

同時，對于兒童群體來講，感官體驗是兒童對事物產(chǎn)生認知的主要方式。而基于現(xiàn)實增強技術下的科普類兒童繪本設計，更多是要體現(xiàn)出兒童繪本的形象立體感，增強其閱讀體驗。但是，受當前技術方面的限制，在視覺效果上，科普類兒童繪本還遠遠不能夠具備良好的感官體驗效果。基于現(xiàn)實增強技術下的科普類兒童繪本三維模型設計，精致度以及真實性都不能夠有效滿足當前兒童繪本在立體感方面的需求，不能夠為兒童帶來立體的想象。

（三）情節(jié)推進不生動

科普類兒童繪本的創(chuàng)作不僅需要創(chuàng)作人員具備較高的科學素養(yǎng)以及知識，還需要具備將簡單知識進行形象化展現(xiàn)的能力。按照傳統(tǒng)的創(chuàng)作思維，科學知識較為枯燥，不容易理解，一般都是按照科學原理講解、舉例說明等方法進行創(chuàng)作，缺乏生動的故事情節(jié)。不能夠?qū)⒗L畫內(nèi)容與科學知識進行有效融合，科學知識也不能夠得到形象生動的講解，兒童理解起來具有一定的難度，情節(jié)推動較為生硬，影響兒童的實際閱讀興趣。

基于現(xiàn)實增強技術的科普類兒童繪本設計，在情節(jié)推動方面依然存在缺乏趣味性的問題。當前科普類兒童繪本的設計過程中，設計師均為成年人，通常會以成人視角揣測兒童喜好，往往會偏頗至按個人興趣和喜好作出情節(jié)設計，對于兒童心理和認知想法并不清楚，也沒有認識到當下兒童的興趣點在何處。站在成年人的立場上所設計出來的科普類兒童繪本，在情節(jié)內(nèi)容上很難讓兒童理解和接受。情節(jié)推進方面，在設計中為了凸顯現(xiàn)實增強技術的應用，忽略對科普知識的講解。兒童掃描之后所呈現(xiàn)的效果只有虛擬事物，而不能夠?qū)L本上的故事情節(jié)進行系統(tǒng)性學習。兒童與繪本情節(jié)的互動性受到影響，容易導致兒童對科普類繪本興趣下降。

三、增強現(xiàn)實技術下的科普類兒童繪本設計措施

傳統(tǒng)的科普類兒童繪本具有很多設計不足之處，應當積極應用增強現(xiàn)實技術，對科普類兒童繪本進行創(chuàng)新性的設計，增強兒童閱讀的積極性和有效性。

（一）融入科技，增強互動

增強現(xiàn)實技術是一種新技術的創(chuàng)新，在科普類兒童繪本設計中的應用，應當根據(jù)現(xiàn)實技術，為兒童提供動態(tài)化信息，應用該技術中動畫交互的優(yōu)勢，展示出科普知識中虛擬化的視頻、文字以及圖片等內(nèi)容，實現(xiàn)跨媒介之間的融合，引導兒童學習真正的科學知識。例如，在2009年農(nóng)村讀物出版社出版的自然科普圖書《探索太陽系》中，其設計過程便應用了增強現(xiàn)實技術，以多重立體結構來呈現(xiàn)。在打開書頁的時候，便具有層次地打開。在太陽系八大行星內(nèi)容中，以虛擬視頻進行演示，形象化地向兒童傳遞出有關太陽系的科普知識。通過三維立體圖像了解太陽系、銀河系以及日冕等知識，在動靜結合的信息交叉互動中完成知識的傳遞。

同時，為更好地應用增強現(xiàn)實技術，提升科普類兒童繪本設計感，還應當在技術方面給予相應保障。利用多媒體資源，或引進和應用增強現(xiàn)實技術，以此提高技術性，實現(xiàn)兒童與繪本之間的有效互動。一方面引進國外的先進技術，包括與之相符的硬件設備和技術展現(xiàn)平臺等，以保障科普類兒童繪本能夠在有效的環(huán)境中凸顯其現(xiàn)實的感覺。因此，不僅要引進先進的增強現(xiàn)實技術，還要引進包括信息采集、處理以及顯示等方面的設備。另一方面，在具體的設計中，應當保持科普類兒童繪本界面的簡潔，操作流程應簡單易懂，保證兒童能夠利用增強現(xiàn)實技術實現(xiàn)有效操作，從而保障繪本與兒童之間的有效互動。而對于圖像圖形的要求，在設計中也要有效區(qū)分靜態(tài)圖形和動態(tài)影像之間的展示效果，做到虛實結合，增強互動體驗。

（二）虛實相繼，內(nèi)容互補

增強現(xiàn)實技術是一種將真實信息與虛擬信息進行有效銜接的技術，可以實現(xiàn)科普類兒童讀物內(nèi)容與屏幕之間的互動，在虛實結合中，構建出形象化的場景，實現(xiàn)與兒童的實時交互。促使兒童發(fā)揮視聽以及觸感方面的作用，對科學知識進行積極探索。虛擬信息的存在可以將其作為一個異度空間，在科普類繪本的設計中，要進行相應的創(chuàng)新。通過視覺呈現(xiàn)效果，體現(xiàn)其多樣化的內(nèi)容。在內(nèi)容上，要體現(xiàn)虛實結合，根據(jù)繪本的內(nèi)容營造三維立體效果，應用交互手法，吸引兒童的關注。虛擬的內(nèi)容是具有美感的，但同時也應當是易于理解的。兒童與虛擬內(nèi)容之間進行有效互動，才能夠更加符合兒童閱讀的習慣和需求。例如，迪士尼公司的科普類兒童讀物《動物世界》，便使用了增強現(xiàn)實技術設計的立體交互的模型，將現(xiàn)實書籍與虛擬技術進行交互融合，做出符合圖書畫面要求的光影動畫。將動物們的動態(tài)圖片與生活的場景進行融合，在簡單通俗的語音講解中，讓兒童全面了解各種動物的生活習性以及成長特點等。虛擬圖像與實物內(nèi)容相結合，實現(xiàn)內(nèi)容上的互補。兒童還可以利用手指點擊圖片中的科學信息，通過手指的感應，圖片發(fā)出語音信息，實現(xiàn)兒童與屏幕書籍的互動。

（三）增設趣味，加深印象

科普類兒童讀物的設計，首先需要滿足兒童的好奇心理，增強其閱讀興趣，才夠能實現(xiàn)更好的傳播效果。因此，在科普類兒童讀物中應用增強現(xiàn)實技術，也應當滿足兒童的興趣，在立體、生動的內(nèi)容下，吸引兒童主動去探索科學知識的奧秘。例如，上海某博物館便針對科普類兒童讀物，應用了增強現(xiàn)實技術，為兒童營造形象逼真的科普模擬情境。例如，在“金魚”科普內(nèi)容中，利用增強現(xiàn)實技術中的三維圖片以及模擬視頻等，讓兒童欣賞不同環(huán)境中的金魚，如湖里的金魚、大海中的金魚以及魚缸中的金魚。并且搭配語音講解，介紹金魚的來源以及品種、生活習性以及顏色特點等。真實生動地展示金魚的相關知識，兒童在鮮活的畫面中，對于金魚產(chǎn)生濃厚的興趣，潛移默化中便掌握了相關的金魚知識。印象更加深刻，而且還拓展了自己的眼界。

結合兒童感官系統(tǒng)，可以從其視覺、聽覺、嗅覺等方面增強兒童對科普類繪本的印象。首先，就視覺因素來講，根據(jù)增強現(xiàn)實技術，可以有效地改變傳統(tǒng)紙質(zhì)科普類兒童繪本的靜態(tài)視覺表現(xiàn)形式。在現(xiàn)今技術的推動下，繪本可以進行動態(tài)化的展示，將虛擬與現(xiàn)實進行有效融合，表達繪本的信息語言，增強兒童的興趣，給兒童帶來強烈的視覺沖擊。其次，就聽覺因素來講，依托于增強現(xiàn)實技術，可以在繪本中滲透現(xiàn)實世界中真實自然的聲音，以聲音吸引兒童的注意力，為繪本創(chuàng)造持久性的活力，增強兒童的聽覺享受。從嗅覺上講，不同材質(zhì)的兒童繪本，對于兒童的心理體驗是不同的。在設計中，應當將材質(zhì)與增強現(xiàn)實技術進行融合，引入嗅覺的設計，將其應用到科普類兒童繪本中，通過嗅覺增強兒童對科普知識的理解，增強兒童的印象和記憶力。

四、結語

增強現(xiàn)實技術在科普類兒童繪本中的應用，可以更好地激發(fā)兒童閱讀的興趣，應用交互動畫技術以及3D技術等為兒童制作更生動立體的科普類讀物，將從客觀上有效促進兒童對科學的深度認知，幫助他們形成濃厚的科學興趣。隨著增強現(xiàn)實技術在科普類兒童繪本中的廣泛應用，將會有更多對科學感興趣的兒童逐步走入科學，滿足自身的閱讀興趣。實現(xiàn)科普類兒童繪本與屏幕之間的互動，增強交互的效果。

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★基金項目：本文系2020年湖南省教育廳科學研究項目“基于增強現(xiàn)實技術的科普類兒童繪本設計研究”（項目編號：20C0125）的研究成果。

（作者簡介：聶輝，男，碩士研究生，長沙師范學院，講師，研究方向：繪本、插畫）

（責任編輯 劉冬楊）