混合现实技术在数字科技馆中的应用前景分析

王华艺

摘要：科技馆是具有综合性和技术先进性的专业场馆，对于科普工作的开展以及科普教育实践活动的开展都具有非常重要的意义。在科技馆的建设过程中，数字化技术及先进的混合现实技术的融入应用对于提升科技馆的建设质量、促使科技馆建设在技术性和实效性上实现同步的提升有非常关键的作用。混合现实技术作为一种具有先进性和独立性的创新型技术，其在数字科技馆中的应用应当更进一步的提升针对性与广泛性，并且在技术应用的方式方法上，也应当结合科技馆的实际需求进行不断的完善和优化。最终充分发挥出这一先进技术在数字科技馆中的应用优势，提升数字科技馆的整体运行质量。

关键词：混合现实技术;数字科技馆;应用分析

引言：

混合现实技术在数字科技馆建设和实践中的应用存在一定的现实困难。这不仅与科技馆功能的丰富性有一定的关系，混合现实技术的先进性与针对性也是影响这一技术应用效果的主要原因。在数字科技馆的建设中，混合现实技术的应用要结合科技馆的整体规划发展要求进行充分的分析和研究，以便确保这种技术在实际应用中能够充分发挥提升数字科技馆先进性和展示效果全面性的积极作用。

一、混合现实技术的总体概述

（一）基本概念阐述

混合现实技术是将现实环境与虚拟环境进行同步呈现的一种先进技术。另外，在混合现实技术的背景下，虚拟环境还可以被看作一个独立的极点，而真实环境也可以被确立为一个与之相对的极点。两个极点通过轴线的增强虚拟作用，形成一个完整的体系结构。从这个角度上来说，混合现实技术支持下构建出的体系具有典型的综合性特征。从基本功能的角度上来说，混合现实技术的功能侧重点在于能够实现现实环境与虚拟环境的同步呈现。这意味着此技术的应用克服了传统情况下虚拟环境与现实环境中存在的矛盾与冲突实，实现了两者之间的协调统一。在数字科技馆的应用背景下，这种技术能够促使数据科技管的部分技术实施和现象呈现具有更高的混合性与有效性。

（二）基本特征分析

混合现实技术的先进性与其在實际应用中的功能性特征有非常直接的关系。从具体特征的角度上分析，混合现实技术具有典型真实性特征。传统情况下，混合现实技术的前身是虚拟现实技术。这种技术的应用仍然具备一定的局限性，并未实现虚拟空间与真实空间的交互与统一。而混合现实技术能够达到提升虚拟环境的仿真性和现场感的效果。从受众的感官体验角度上来说，这种真实性更强的虚拟场景呈现效果能够给受众带来更加真实生动的感官体验，这也是现代化建设中数字科技馆引用这种技术的主要原因。在数字科技馆的现代化发展中，受众群体对科技馆的要求也更加注重体验性和真实性，只有混合现实技术在数字科技馆中得到充分有效的应用，提升虚拟呈现效果真实性的终极目标才能够顺利实现。除了真实性特征外，混合现实技术还具有典型的构想性特征。从性质上来讲，这种特征具有典型的创新性优势，构想性则主要是指通过思想上的引导构建形成一个模拟的真实环境。这从本质上来说实现了将人们脑中的理想环境在现实中进行还原的目标。从目前的应用实际来看，混合现实技术在现代社会环境下的应用广泛性正在不断提升，且结合不同的应用环境和实际需求这种技术的应用也在不断的改良和完善。基于此，可在一定程度上确定混合现实技术的实际应用具有非常广阔的推进发展空间。最后，混合现实技术还具有典型的互动性特征。这一点主要强调在混合现实技术发挥作用的过程中，除了依托先进的技术对呈现的具体对象进行更加完整的修饰和完善外，在混合现实技术的支持下，场馆内的呈现对象还能够与受众达成一定的互动。尽管这种互动仍然是借助于虚拟的空间和相关技术作为支持的，但这种互动性质的体现也是增强现代社会中数字科技馆功能效果的有效路径。

二、混合现实技术支持下的体系结构阐述

（一）整体基本结构

上文已经提到，混合现实技术的作用发挥是基于虚拟和现实两个空间内的极点区域建立起的一个体系化的虚拟空间。这意味着技术支持下的具体功能发挥需要依托体系中的部分结构和具体环节来完成。 在具体发挥作用时，混合现实技术的体系中包括了两个基本层面，即虚拟层面和现实层面。两方面体系具有的共同特征是在硬件部分的结构和组成上基本保持了一致。从实践应用的角度上来说，混合现实技术支持下的整个体系通过计算机平台和系统作为基础支持，将虚拟状态下的实际物体以及部分图文信息进行基础构建。随后，再将上述信息通过模拟转换的方式直接附着到消费者可以进行直观观察的实体上。这本身就是一个将虚拟环境与现实实体实现融合的过程。另外，在虚拟与现实初步结合的基础上，混合现实系统还能够实现对一些综合的周边信息进行匹配呈现的目标。具体来说，混合显示系统的硬件设备包括了方位追踪器以及头戴显示仪。其中，方位追踪器主要发挥对虚拟环境中的信息和实体进行捕捉的作用，而头戴显示仪则主要是为了方便受众群体借助这一设备实现自身与虚拟环境的互动交流。也就是说，用户在享受虚拟混合技术带来的功能效果时，需要借助这两方面关键的硬件设备作为技术上的支持。另外，虚拟环境的生成器设备以及相关的定位设备也是这一混合现实系统发挥作用过程中所需要具备的重点设备类型。

（二）不同结构的作用过程阐述

从具体应用的角度上来说，虚拟环境的生成设备主要是发挥对虚拟环境的结构进行模型构建的作用，同时还可以实现对虚拟环境的灵活调整和有效管理，确保在实际应用中虚拟环境本身的稳定性和作用发挥的灵敏性得到一定保证。从用户的角度上来说，用户所佩戴的观察交互性设备需要在实际应用前进行合理的调整，且调整的过程中需要结合受众自身对于视线效果的适应程度和实际应用需求，在保证舒适度和调整观看适宜性的基础上完成调整工作。从专业的调整效果分析角度上来讲，只有保证受众视角上的观察坐标系与虚拟环境中的坐标系保持一致，达成两者的对应关系，才能通过交互指令的输出使得用户体验到更加真实有效的感官效果。

三、混合现实技术在数字科技馆中的应用探索

（一）混合现实技术在地图展示中的应用

在数字科技馆中，地图是最为常见的一种展示元素和指引途径。在现代化的社会背景下，地图的展示效果更加追求立体性和动态真实性，应用现实混合技术后可实现对地理信息体系的全方位模拟，相关信息的捕捉也能达到实时呈现的效果。另外，虚拟现实技术以及数据库的管理控制技术也是支持地图展示功能更加多元化的重要途径。在数字科技馆内三维的地图，从本质上可以带领受众直接进入到依托信息技术和现实混合技术模拟出的真实环境中，指引受众结合自身的需求选取自己想要到达的具体区域。这种具有身临其境感受的地图观看，实际上对受众群体来说能够获得更加真实有效的感官体验，除此之外，基于系统和技术的交互性特征，这种能够自主选择观看进度和项目的过程也更加真实的体现出了在这种先进技术支持下数字化科技馆的人性化特征。例如在地图指引的范围上，最远可到达外太空区域，将其作为初始起点，通过地球的转动将受众带到不同的真实场景中。受众可通過进一步选择自己想要观察的地图区域，进一步进入更加细致真实的城市位置场景中。这种交互式和实时性的互动交流状态能够使受众感受到一个整体地图的参观体验具有系统性和宏观性的特征。一个相对固定的单一参观过程就会演变为具有真实感受的现场体验过程。从受众自身的角度上来说，这也是在现代化背景下其参观科技馆的主要目标。

（二）混合现实技术在模拟飞行项目中的应用

科技馆中模拟飞行项目是具有实践性和内容丰富性的一个典型项目。在模拟飞行的过程中，不同类型的元素和技术都需要同时融入，为取得综合性的飞行展示效果提供帮助。例如，在模拟飞行时需要音响系统传传达出多种不同的声音模拟空中飞行时的真实状态，比较典型的代表是气流颠簸的声音。这种配合了听觉感官的展示方式能够使受众感受到自己处在一个真实的飞行环境中，另外，飞机中系统的发动机声音也需要经过混合现实技术进行模拟，模拟后飞行的整个过程就更加真实全面的呈现了出来，能够为受众带来更加全方位的感官体验。从科技馆的展示效果上来说，飞行模拟的展示项目能够非常典型的突出科技馆的基本特征，因此，在基于这一项目应用混合现实技术时，场馆内的管理人员和技术人员应当尽可能追求真实全面的呈现效果，体现出科技馆的呈现展示特色。

（三）混合现实技术，在数字化剧场中的实际应用

数字化剧场是将宏观的环境直接与受众进行交互，构成一个独立的现实场景。在数字剧场中，主要通过数字影片以及一些具有互动性的游戏作为素材向受众呈现一个真实的感官世界，影片的投射方式也更加具有真实性，通常会选择投射在墙面上。这时空间内部的墙面和顶面就会形成光影的折射效果，最终使得投射的影片效果更加具有立体感和生动性，对于部分具有互动性的游戏环节中，通过混合现实技术的融入，能够提高受众群体参与游戏过程中的感官真实性，这也使得数字科技馆的展示效果在实践性以及受众参与性上得到了显著的提升。在具体的技术应用中，管理人员和技术操作人员应当重视互动游戏类型的不断更新和完善，通过引进具有多元化和先进性的游戏项目为吸引更多的科技馆参观者提供帮助。

四、数字科技馆中混合显示技术的应用前景

（一）技术效果需不断进行完善

数字混合技术在实际应用中本身就应当本着不断完善和优化的原则开展相关工作。在技术应用的过程中，一方面相关技术人员应当针对混合现实技术的功能特点，结合科技场馆不同展示项目的实际功能需求对混合现实技术的应用切入点和普及应用力度进行合理的控制。只有首先控制好应用的力度和方法，才能确保混合现实技术在数字科技馆的各方面项目呈现中充分发挥出其积极作用。另外，从技术本身的角度上来讲，管理人员应当积极收集来源于受众群体的感官反馈，并且从专业技术的角度通过聘请专业的设计研究人员对混合现实技术的功能进行开发和定制。以便在科技馆的参观展览效果上通过混合现实技术本身的不断优化和完善，为最终的参观效果提升打下基础。

（二）混合现实技术的应用功能应当不断开发

除了满足数字化科技场馆的展示和建设要求外，混合现实技术本身也应当从技术类型的分枝角度出发进行不断的研制和开发。相关技术人员应当借鉴混合现实技术在数字科技馆中的实际应用效果，通过针对性的技术研发和分析以及多样化的实验操作，辅助为混合现实技术的功能开发欲穷定制提供依据。为了充分提升混合现实技术在实际应用中效果的精准性，相关技术人员还应当从基础参数设置以及相关信息数据的计算确认角度出发，通过引用更加先进的计算服务技术，为相关参数的计算与设计提供更加有针对性的保障。

（三）混合现实技术的应用应当不断提升人性化程度

所谓的人性化程度提升，是指这一技术在基于受众群体感受改善的应用要求背景下，应当更加注重通过先进的科学技术手段为人们带来更加具有个性化的感官体验。从专业的技术研究角度上来说，这就需要相关的技术人员结合数字科技馆的实际运行管理需求以及受众群体的个人个性化需求。从技术层面出发进行新技术和新方法的研究与分析，力求通过提升混合现实技术应用的灵活性，为这一技术发挥作用过程中的人性化效果提升提供帮助。从本质上来说，只有符合人性化特征的先进技术应用才是适应现代社会发展和人们需求的先进技术开发应用要求。

五、结束语

综合本文的分析可知，混合现实技术具有典型的先进性和技术性特征。其是基于计算机系统和相关信息技术的融合形成的一种具有综合性的虚拟模拟技术和网络技术。从实际应用的角度上来说，混合现实技术的应用优势主要体现在提升受众的感官体验方面，基于此，在未来的研究和发展中，技术人员应当本着不断优化技术应用效果、提升受众的感官感受有效性的原则开展相关的研究与开发，确保混合现实技术在数字化科技馆中的应用取得更加显著的效果。

参考文献：

[1]张屹，唐中河，朱玲敏，等.数字科技馆服务质量评价模型构建及应用——基于中国数字科技馆的实证研究[J].科普研究，2019，14（003）：26-35.

[2]姚陆吉，章立.基于混合现实技术的中国建筑史教学系统设计与实现[J].计算机应用，2019，v.39;No.349（09）：207-212.

[3]刘霞，陈昌凤.沉浸，在场与交互——混合现实技术下原创综艺节目创新研究[J].中国广播电视学刊，2020，No.356（11）： 71-74.

[4]岳亚，苏杭.混合现实视频的叙事空间刍议[J].中国广播电视学刊，2019，No.343（10）：81-83.