探究“虚拟展示技术”在科技馆展示设计中的应用

吴风南 朱思与 魏忠 王祥 葛凌蓝

摘 要：新技术不断发展的今天，更多虚拟展示手段借着技术进步和设计创新进入了展示设计领域，并转化为一个个成熟的虚拟展项出现在各大科技馆中，且已具备相对完备的设计、生产、施工、推广流程。这样的变化足以引起“艺术与科技”这样一个以展示设计创新为人才培养目标的专业的重视，笔者于2018年初在本专业的人才培养方案中专门设置了虚拟展示技术这一课程，以适应日益向虚拟化发展的展示活动，使学生除了学习传统的展示设计知识以外，还能学习到真正与时代接轨的全新展示技术，课程中选择了多媒体互动展项最多、参与性最强的科技馆作为学生设计的对象，课程重点是通过掌握“虚拟展示技术”进行以科技馆为主的场馆内互动展项设计。本文将重点解读科技馆中使用到的虚拟展示技术，并分析其使用原因。

关键词：科技馆展示设计;虚拟展示技术;互动展项设计

1 虚拟展示技术

“虚拟”一词指不符合或不一定符合事实的虚拟情况;凭想象编造的事或由高科技实现的仿实物或伪实物。虚拟展示分为“纯粹的虚拟环境展示”和“真实空间中的虚拟展项”两种，前者更多用于推广和应对不同的使用场景，在手机、网页等端口完成信息的展示，不属于本文的讨论范围;后者是虚拟展示设计的重点与难点，要求在真实的展示空间中使用虚拟手段进行展项设计，主要表现为多媒体展示，设计师在进行此类展项设计时需具备内容转化能力、跨界技术运用能力、多方协同能力和对新技术的把控能力，以面对不同内容的展项设计任务。

1.1 定义

“虚拟展示技术”一词在展示设计中虽少有被提及，但科技馆中的展示设计却大都有它的身影。首先，使用虚拟展示技术的展项需使用虚拟的方式去展示某个科技馆展项的原理、结构、背景、故事等信息要素，这里需要明确的是，此展项的主要展陈手段是虚拟展示，传达信息的主体是虚拟的。其次，我们为什么要使用虚拟展示的手段？在科技馆中类似于“登月舱”“小球旅行记”等的展项是有实物展示的，而涉及“病毒研究”“人口变化”等展项时，多以虚拟方式呈现，这是因为设计者需要在设计之初考虑展项成本的控制和所展示信息的抽象性。我们日常生活中难以预见和具有危险性的事物也适合使用虚拟展示技术进行呈现，如地震、火灾、海啸、台风等自然灾害，还原这些灾害情景需要巨大的人力、物力成本和保护措施，出于成本控制，涉及这些内容的展项多使用虚拟展示技术。最后是不可实现性，人们对于未来的探索是永无止境的，科学家也许只是在某一领域提出了一些假说或对未来的期许，这些内容具有太强的实验性和前瞻性，也适合使用虚拟手段进行展示。

笔者结合理论和实地调研后发现，在科技馆中适合使用虚拟展示手段的展项往往包含以下特点：一是假说或仅停留在理论阶段的研究成果;二是实物展示成本巨大的内容;三是凭借肉眼难以直接观察其原理的内容;四是抽象内容;五是具有不可接触性的内容。

1.2 虚拟与仿真

展项与人的感官有着直接的互动关系，视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉如果遇到了科技馆中的火灾模拟展项，我们眼睛会看到火焰和爆炸，耳朵会听到一些警报声，鼻子会嗅到烧焦的气味，身体会感到灼热，这都给我们的感官带来了体验。仿真技术正是在通过模拟情景来欺骗我们的感官，让我们感觉自己身处这个情景中，热感、气味、声音等更多是为了辅助视觉感受而加入的，其最终目的是达到仿真的效果。笔者印象比较深刻的一个展项是模拟红酒和葡萄汁的气味，这个展项里面没有出现红酒和葡萄汁的实物，参观者通过对两个挤压开关的按压，使设备散发出红酒和葡萄汁的气味，参观者可以对比两者的不同，这里实际上也是使用了虚拟展示手段。

仿真体验在科技馆中常常出现，要区分开仿真和虚拟这两点。虚拟展示可以是很仿真的，只是用虚拟的手段如动画播放、互动程序使用。例如一组模拟潜艇执行任务的程序，参观者使用互动屏幕进行任务体验，我们看不到潜艇的实物，但是却能明白其中原理。仿真不一定使用了虚拟展示技术，是可以使用真实情景和实物的。例如，日本的环球影城中有一个火灾情景重现的游乐项目，我们也可以称其为展项，这里使用了仿真的技术来搭建一个火灾的模拟空间，人可以在里面亲身体验工厂中发生火灾的过程。火焰的热浪、油桶的爆炸、燃油的泄露都是真实的，但这里并没有使用虚拟展示手段，而是实物展示。

2 应用场景

2.1 成本控制

除了上面提到的灾害模拟展项意外，需要大量资金来实现场景还原，并具有一定叙事性的展项都可使用类似手段来讲述。例如，伦敦科技馆“家园”展厅的城市建设展项就使用了白色的模型沙盘加互动投影手段来呈现城市在不同阶段的变化，参观者可使用展项前方的互动屏发出指令，针对城市建造提出自己的意见，互动沙盘上城市的造型、色彩、建筑功能就会随之变化。设计者在设计这类展项时可以通过虚拟内容的变化传达同一物体、情景在不同时间的变化，也可加入其他维度的互动，将所有相关信息集成在一个展项上，以此强化展项的视觉效果和参观者的代入感。

2.2 细节展示

科技馆中展示的内容大多是我们不常见的。日本未来馆中最知名的展项便是贯穿整个科技馆、位于建筑中庭顶部的巨大地球，地球表面时时刻刻显示着关于地球气候的信息，参观者可以在展馆的不同位置使用不同的互动屏与之互动，例如，站在面对澳大利亚位置的互动屏前时，可以调取澳大利亚不同地区近几十年的详细天气数据、人口数据等，这些信息可实时检索查看，散落在展馆的各个角落，象征着全球数据的分布情况。类似于这样的信息细节展示也可用于对物品的尺寸剖析、人物的背景分析等场合，其涵盖的信息量太大，需要虚拟展示手段进行合理的分析和呈现。

2.3 抽象内容

伦敦科技馆的二层空间中央被两组巨大的互动桌面占据，这里总有排队体验的参观者。这是一个关于“自我”的展项，参观者使用桌面上的互动屏幕回答展项问出的一系列问题，这些问题大都与人的基本信息有关，实际上这是一个输入参观者自身基本信息的步骤，每次回答完一个问题，我们的人物图谱就会越发清晰，也会生成一系列图标，当这些图标到达一定数量，也就是问题回答结束时，屏幕中会反馈一些描述，并且为参观者找到一同回答问题的同类型的其他参观者，最后由大量参观者的信息图标构成的人体图像，如艺术画一般生成在展项前方长达20米的巨型投影上，这些个体组成群体，完成展项的讲述。类似这样的抽象内容如果使用过于具象的表达方式，会给人一种相当不自在的心理感受。

2.4 不可接触性

（1）危险性。具有反射性的化学元素需要进行特殊的储存处理，电器开关需要有严格的电气保护措施，埃博拉病毒的样本也往往深藏在化学实验室中，这类危险的科普内容的讲述需要还原真实总是困难重重，设计者不得不在设计之初就打消让人尝试的念头，采用虚拟展示的方式，通过视频资料、互动程序等让人们知道其危险性。

（2）稀有性。全世界出土木乃伊最多的地方早已不是埃及了，大英博物馆中的木乃伊展台永远满满当当，木乃伊展厅展出了近千具木乃伊实物，在厚重的展柜玻璃保护下，我们只能看见他们精美的表面装饰，却无法发现内部构造的神秘。一个全方位展示木乃伊的互动屏幕解决了这一问题，我们可通过屏幕360度无死角地查看木乃伊模型，并可以通过对其剖切，看到每个断面的形状。对于这类具有稀有价值的展项，生成3D模型是一种优秀的虚拟展示办法。

3 结语

虚拟展示设计是一项复杂的设计工作，虚拟展示技术更是包含了实际开发流程中的多專业领域高效协作。一个虚拟展项从设计到最终落地是展示设计师、产品设计师、室内设计师、平面设计师、动画设计师、游戏设计师、UI设计师、产品结构工程师、硬件工程师、程序开发人员、施工人员等多个专业领域的人员复杂协作的结果，其目的只有一个：将信息清晰地传达出去。因此，未来我们应利用更好的技术手段将虚拟展示技术更好地运用起来。