拓展现实技术

在航天科普产品中的创新应用

 图2-1《驰月飞车》产品模拟驾驶器和实景环境效果图

（《丝路纵横》编辑部 ）文/吴赛  航天科普是通过教育和传播活动，将航天科学领域的知识和最新进展以通俗易懂的方式介绍给公众。它不仅能提高公众对航天科学的理解和兴趣，还能有效推动社会科技发展和文化进步，是一个国家长远发展的重要内容。科普产品是科普活动开展的主要载体，当前，市场上关于航天科普的形式主要以图文、模型展示及简单互动为主，整体参与性较弱。随着数字化技术发展的日新月异，对各行各业产生了深远影响。如何通过数字化技术的创新应用来提升航天科普领域的服务质量对于科普教育工作者来说也提出了新的要求和挑战。拓展现实技术作为数字化技术中的典型代表，其沉浸式和交互性的特点对于航天科学内容的传播具有明显优势，为航天科普工作的开展提供了极大的便利，也符合公众对科普内容品质日益增长的需要。

拓展现实技术的概念及优势

拓展现实技术是以虚拟现实技术、增强现实技术、混合现实技术为代表的沉浸式技术的总称。它强调通过不同沉浸式技术的综合应用，让观众在虚实融合的环境中完成体验。该技术的主要特征包括：沉浸式用户体验，让观众能身临其境体验不同的数字化内容；可视化信息呈现，将抽象的概念采用直观的方式展现在观众面前；创新式交互手段，通过对交互方式的创新，激发观众主动探索和学习兴趣。

随着技术的不断发展，拓展现实技术的的边界也在不断延展，该技术与各行业的深度融合也创造了更多的沉浸式体验和多样化的应用场景，也为航天科普产品研发提供了更多的可能性，焕发着新的生机与活力，扮演着越来越重要的角色。

拓展现实技术在航天科普产品设计中的探索

航天科普产品的设计开发是一项系统工程，它要将复杂的、大众陌生的航天知识以生动有趣、通俗易懂的方式呈现给公众，特别是青少年人群，激发他们对航天知识探索的兴趣以更好的实现科学普及的目的。因此不管是从内容选题、故事策划、视觉表现还是用户体验等方面都需要系统规划和设计。

紧扣时代热点，传播时代声音。

对未知世界的探索，是社会发展的永恒动力，也是人类的不懈追求。随着航天技术与空间科学的飞速发展，人类认识宇宙的手段越来越丰富，开展更远的深空探测活动，已成为人类航天活动的重要方向。科普是全社会的共同事业，作为科普教育从业者，如何让科学普及与科技创新“两翼齐飞”，是我们不断探索的课题。在展品设计过程中，紧抓时代脉搏，结合空间站建设、探月计划、火星探测等具有重大意义的科技成果，利用以拓展现实技术为代表的数字化手段进行普及，让大众深入了解国家在航天科技领域的重大成就，以此来增强公众对国家航天事业的自豪感和认同感。

提供优质内容，讲好航天故事。

作为大众科普教育内容，首先需要确保内容的科学性和严谨性，内容真实性是科普工作开展的前提，这就要求我们在内容策划过程中反复论证，确保内容准确无误后再加以应用。当然，内容的趣味性与科普性同等重要，在保证科普价值的基础之上，也要考虑航天科技复杂的原理性内容如何更好的被观众理解。因此，通过引人入胜的故事叙述，结合趣味性表现形式和具有吸引力的视觉元素设计，来激发观众的好奇心，调动观众参与学习的积极性就显的尤为重要。

例如探月类科普产品《驰月飞车》，观众通过佩戴虚拟现实眼镜驾驶模拟探月器驰骋在月球表面学习相关科普知识。产品采用虚实结合的展示方式，在实景空间中搭建了月表环境，当观众进入体验区后能快速被环境效果吸引，进入体验状态。虚拟现实眼镜中沉浸式数字化月表内容让观众置身其中，操作驾驶模拟探月器体验宇航员在月球作业时的场景，感受微重力下的驾驶乐趣。产品在内容策划中以“我是宇航员”角色扮演的方式引导观众快速进入状态，身临其境的体验宇航员登陆月球的过程，多感官的模拟驾驶操作，仿佛在月球表面探索前进。科普性与体验性为一体的产品策划思路，不仅调动了观众对航天知识学习的积极性，更有效了创新内容传播形式，让科普活动的开展更具趣味性和落地性。

虚实空间融合，高效信息传播。

拓展现实技术强沉浸式的特点为内容的表现提供了有利条件，通过实景环境与数字化内容综合呈现，增加了内容的层次感和丰富度。实景环境营造直观生动的氛围提升了产品的代入感，数字化内容集文本、图像、音频、视频和动画等多样化的多媒体内容，两者互为补充，提升了观众的参与感，增强了知识学习的沉浸感。再结合简洁明了的操作界面、清晰易懂的信息层级和可视化的动效提醒，引导观众顺利完成内容体验，降低操作成本，让观众沉浸在虚实结合的环境中感受航天科普的无限魅力。

例如混合现实科普产品《指尖苍穹》，通过佩戴混合现实设备与实景星空环境组合展示，让观众了解星座连线、星座概述及主要恒星等内容。展项搭建了实景星空穹顶作为体验场景，营造沉浸式深空环境。混合现实眼镜与实景中预设的图形识别后叠加出对应数字化知识点介绍，虚实融合的表现方式让星座的科普内容更加立体。以产品中“狮子座”介绍为例，观众佩戴眼镜与场景中代表“狮子座”的图标完成识别后，在眼镜中会叠加出现“狮子座”的数字化科普内容，实景环境与数字内容融为一体，共同形成了虚实融合的新环境，让观众仿佛置身于浩瀚宇宙之中，促进星座科普知识的传播。通过多层级的内容布局，丰富了星座内容知识体系，观众可随意切换选择感兴趣的星座完成学习。可视化的视觉界面设计，让不同星座内容之间的信息层级和内容关系更加清晰明确。动态化的操作指引，引导观众快速了解操作位置和交互方式，大大了降低了体验的试错成本，让观众更好的专注内容学习。

（图3-1《指尖苍穹》体验空间实景效果图）

丰富交互场景，提升用户体验。

营造自然的交互形式。利用虚拟现实设备的动作捕捉功能，实现观众通过手部动作、身体姿势来操作虚拟对象，增加体验的真实感和互动性。例如虚拟现实产品《攀爬天梯》，通过佩戴虚拟现实头盔模拟宇航员出舱体验太空站维修任务。采用动态捕捉技术将观众的手势与虚拟场景中的动作进行同步，当观众伸手抓取太空站外部结构体验攀爬动作时，虚拟内容也同步显示，实时响应的交互反馈，让体验感受变得更加真实生动，丰富了观众交互的形式，提升了体验的趣味性。

图4-1《攀爬天梯》观众作出攀爬手势后虚拟画面手势同步效果

设定任务与挑战模块。设计中注重怎么让观众更好的融合产品所构建的虚拟世界，增加对内容角色和情节的情感投入，当顺利完成任务后会获得强烈的成就感和满足感。通过设定修复航天器故障、体验太空实验等模块，观众按照正确的步骤和方法完成任务，深入了解航天知识和操作流程，增加内容学习的系统性。在体验中提供实时的指导，引导观众顺利完成体验。例如上述提到的产品《驰月飞车》中“月表感知”模块，此关卡在月球表面不同位置设定了多个科普任务点，观众需要驾驶月球车前往完成科考任务。界面设置科技感动态图形指引前进方向，到达对应坐标任务点后，随之弹出对话框，配合语音详细讲解此处坐标的名称、所在月球的位置、表面特殊形态面貌等知识点，学习完成后对应的任务编号点亮，表示科考任务成功。观众可以自由选择任务点，全部任务点解锁完成后本模块探索完成。

策划多人协同的体验模式。观众可以沟通、协调策略，共同克服产品体验中的挑战。促进观众之间的交流与合作，增强学习的趣味性和产品的社交性。例如虚拟现实科普产品《失重日记》，产品通过虚拟现实技术营造了一个高精度模拟空间站内部环境，观众佩戴虚拟现实头盔沉浸在空间站中体验宇航员的工作生活。产品设定了双人体验模式，观众可以组队进入太空舱完成体验并协同完成一系列航天任务，相互之间可以传递工具、共同检修故障点等，在协同合作中完成科普知识学习。

通过以上方式，可以充分发挥拓展现实技术的优势，不断创新产品功能和体验，设计出具有深度参与感和较强趣味性的航天科普产品，激发观众对航天领域的兴趣和探索的欲望。

建立反馈机制，实时优化升级。

观众是科普工作服务的主体，观众的有效评价直接影响到产品的改进、创新以及未来的延伸方向，因此建立一套与观众互动的机制必不可少。让观众从自身体验的角度出发提出需求，通过收集观众的评价与反馈数据并进行分析，作为产品迭代的重要依据，让观众成为产品研发的重要参与者。

同时，紧跟航天领域的新发现和新成果，定期更新内容，保持产品的新鲜感和吸引力。结合最新发展动态适当补充展示内容和优化互动方式，确保展品持续符合市场需要和观众需求。

整合优势资源，促进科普创新。

科普内容是支撑科普工作开展的的重要基础，但内容研发是一项繁重的工作，需要投入大量的人力物力，开发周期也较长。对于拓展现实类航天科普产品更是如此，数字化场景搭建需要投入大量的资源。为了满足观众对于科普内容多元化的需求。通过促成多领域专业团队紧密合作来有效降低研发成本，整合权威机构的科普内容和数据，科技企业技术研发和创新能力，科普一线平台的观众需求和教育策略，共同创作出高质量的内容，来推动科普产业的发展。

结论

拓展现实技术在航天科普产品设计中的应用具有巨大的潜力，两者的深度融合是提升航天科普产品服务品质的重要途径，也是新质生产力在科普产品中应用的重要体现。尽管目前还面临一些挑战，但随着技术的不断发展和创新，拓展现实技术将会在航天科普领域发挥越来越重要的作用，带动更多人对航天事业的热爱和探索精神，为航天科普事业的发展注入新的活力。

作为科普工作者需要持续关注拓展现实技术发展带来的影响，不断完善和优化产品体验，促进拓展现实技术在航天科普产品中的创新应用，以更好地满足公众对航天科普的新需求，让航天知识进一步融入大众生活。

（作者简介：吴赛，盛世光影（北京）科技有限公司副总经理，莹尾狐（北京）互联网科技有限公司总经理，北京数字科普协会副理事长，北京市大兴区优秀青年人才，北京市“千人进千企”专项行动产业特派员。）