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虚拟技术在科技博物馆展示教育中的应用与实例 许永顺+(上海世博局)梁兆正(上海科技馆) 摘要本文针对现代科技博物馆应用虚拟技术的需求和特点做了分析，并全面介绍了上 海科技馆开发和应用虚拟技术的情况，给出了一个研发虚拟仿真展品的实例，最后，给出了 建设性的建议。 1现代科技博物馆应用虚拟技术的发展趋势 随着信息知识经济时代的发展和不断的延伸，虚拟技术也伴随着计算机技术与信息技术 的发展得到广泛地应用，随着计算机软硬件技术的发展从初期的主要应用于国防、航空航天、 气象、工业领域，到现在被广泛地应用于医疗、教育、娱乐等行业，特别是在科技类博物馆 展示科普教育场所得到了更大的应用和推广，但是其发展和应用也经历了一个过程，并正在 带来一个发展趋势的演变。 1．1展示手段由传统方式向现代方式的转变 在90年代初期以前的传统科技博物馆中，展项展品的展示技术与手段大部分还仅限于传 统的一个展品表现一个科学原理，大量地应用实物和标本陈列、图片或者简单的多媒体知识 库等方式来展示科普内容，比较好的展示方式也就是应用某些声光电手段来表现一些科学内 容的展示效果。随着知识经济信息爆炸时代的来临，单纯地使用一种手段来表现展示内容已 经不符合时代的要求，科普知识的传播需要综合性的专业知识、需要科学技术与艺术的综合、 需要集成技术手段来设计与实现，因此，现代科技博物馆更多地运用声光电技术、计算机软 硬件技术、机电一体化技术和多媒体技术等进行有效地集成来构建展示技术手段，一方面与 现代技术更为贴切，另一方面综合的技术更能有效地展示综合的科学与技术。这种转变，已 经为大多数正在新建和改造的科技博物馆在展示手段创新设计中得以应用，其中虚拟现实技 术和虚拟仿真技术的应用也正在经历转变认识的过程中。 1．2虚拟现实技术应用产生的问题思考 真正的虚拟现实技术(VR技术)在工业、国防等领域近些年来已经获得了长足的发展和 获得了部分应用，在国内外某些科技类博物馆中也进行过一些应用的尝试，但是根据我们的 调研，真正应用VR技术的一些科普场馆并不理想。如新加坡科技馆应用CAVE系统开发了一 套体验在草地上摘取花的软件，但由于维护成本和效果并不理想现在已经拆除；上海城市规 划馆也应用CAVE系统的虚拟现实技术开发的漫游浦东的城市建设内容，由于同样的原因， ‘ 加之使用效果不佳、维护费用较高也已经被拆除。 分析其应用失败的原因，主要是缺乏对虚拟现实技术软硬件的应用场所的充分认识和了 解，就目前来讲，虚拟现实技术是一种高新技术密集、高成本投入与维护、非普及式大众可 ·113- 操作的技术；一般建造科技博物馆的资金有限，前台操作人员大部分是一般游客，而虚拟现 实软硬件系统比较娇嫩不适台一般不懈技术的人员经常操作，专业化的系统和设备投资较大、 需要专业的开发人员和管理人员维护，成本报高。因此，目前在国内外还很少有真J【=的虚拟 现实系统在科技博物馆展示手段中应片j。 1．3虚拟仿真技术的成功开发与应用 在法国巴黎的拉维莱特科学技术博物馆的艟新场馆展示内容更新改造中，部分展项中应 用了多擞体与虚拟仿真技术，其效果比以前要好的多；美国旧金山的TechMuseum高新技术科 博馆，也大量的应用了仿真技术来表现高新技术的产品与科普知识。 在国内，中国科技馆2000年二期新馆中．应用虚拟仿真技术在航天知识体验上构建了一 座A自由度b船舱体内E行感受的设施，效果还可毗(见图1)：相应的国内新建场馆如河北 科技馆、东莞科技馆(见图1)都开发和应用了虚拟仿真拄术，在汽车驾驶模拟体验、E机飞 行体验等展项展品实施中提高了技术含量和体验效果；在北京故宫博物院已经研究应用虚拟 技术于文物的保护和资料的存储上，该院所与日本凸版公司台作使用BARCO的投影系统赛四 达的虚拟平台设备建立了一套三维虚拟仿真授游演示系统；中科院计算技术研究所与敦煌博 物馆合作正利用虚拟技术开发一套建模技术，应用于文物建模，图像的虚拟生成米保护文物， 由于其算法根独特，已经可以仿真的惟妙惟自，上海科技馆在国内科技馆界也是较早开展虚 拟技术开发应用得单位．且已经成功地开发了40多项展项展品应用在互动的场所中，获得了 专家、领导、观众的一致好评，F面章节将详细舟蜊。 圈l中国科技馆航天飞行∞与东莞科技馆汽车模拟驾驶 1．4未来增强虚拟