增强现实技术在科普类儿童绘本设计中的创意应用研究

科普类儿童绘本是以蕴藏科学知识的自然现象为主要内容的教育类绘本。[1]这类绘本的内容来自大自然，风趣幽默又与生活息息相关，能够引起儿童读者对绘本内容的积极思考。增强现实技术是利用实时计算的影像位置及成像角度将虚拟图像在现实设备中进行展示的多场景融合图像展示技术。[2]将增强现实技术创造性地应用在科普类儿童绘本的设计中，不仅可以有效实现科普类儿童绘本的“扩容”，更能够有效降低科普类儿童绘本的知识理解难度，增强绘本阅读过程的趣味性和科技感，极具推广价值。本文从概括增强现实技术应用大众化的主流发展趋势出发，结合增强现实技术在科普类儿童绘本作品中的创意应用案例，对增强现实技术在科普类儿童绘本作品中的应用价值进行概括总结，并提出丰富增强现实技术在科普类儿童绘本作品中创意应用的对策建议。

一、增强现实技术应用大众化的发展趋势

增强现实技术诞生后，经历了短暂的概念推广期，利用和知名杂志以及知名影视演员合作的方式，跃入全球影迷眼中，成为最受追捧的新兴技术。[3]  2012年后，增强现实技术在一系列创意应用产品的带动下，走上大众化推广的发展道路。[4]现如今，增强现实技术已经走入普通百姓的文娱生活中。结合增强现实技术应用大众化的现状，未来这一技术的应用大众化发展可能会顺应以下方向继续前进。

（一）应用技巧越来越丰富

增强现实技术是建立在电子设备运算能力基础上的高新技术产物。增强现实技术的应用效果，与客户使用的随身电子设备的运算能力紧密相关。[5]近年来，随着智能移动通信终端技术研发水平的不断提升，人们随身携带的智能移动通信终端的运算能力得到显著提升。尤其是多款智能终端操作系统的出现，为增强现实技术的应用创造了更多可能，增强现实技术的实际应用技巧也变得越来越丰富。例如，最初应用这一技术时，人们需要用摄像头扫描杂志的整个封面，但是現在人们只需要扫描方块大小的二维码就能够启动这一技术。

（二）使用方法越来越简洁

增强现实技术是一种单纯的技术成果。随着承载这一技术成果运行的技术平台的日臻完善，使用这一技术的方法越来越多元化，具体的使用方法也越来越简捷。具体而言，最初人们使用这一技术时，必须下载专门的软件，软件对操作系统的运行能力还有一定的要求。现如今，人们使用任何一款社交媒体软件都能够快速下载增强现实技术的应用系统，只要在网络覆盖的条件下打开相关软件，就能够简单地实现对相关系统的操作。

（三）应用效果越来越理想

增强现实技术为使用者呈现的，是虚拟环境与现实环境融合在一起的视觉效果。随着技术的进步和发展，现今的应用已经可以实现更加深层次的人机交互，虚拟成像的图像仿真度和辨识度都得到有效提升，较之以往已经可以做到极具视觉冲击力的“活灵活现”。例如，在《探索太阳系》这本科普读物中，读者可以利用移动书页右下角的五角星的方式，控制虚拟火箭的点火、发射等程序，真正实现了阅读过程中的“人机交互”。[6]

二、增强现实技术在科普类儿童绘本设计中创意应用的案例

近几年，增强现实技术的创意应用已经引起部分科普类儿童绘本作者的重视，甚至在部分科普类儿童绘本设计中已经出现增强现实技术的身影。例如，有的作者将增强现实技术大胆地应用在儿童绘本《西游记》的创作设计中，让“孙悟空”“猪八戒”“沙和尚”和“唐僧”等书中人物变成虚拟成像的“虚拟角色”。[7]这类儿童绘本与科普类儿童绘本存在一定差异，因此，需要专门对应用增强现实技术的科普类儿童绘本的案例进行简单了解，才能够对增强现实技术在科普类儿童绘本设计中的创意应用现状了解准确。本文结合具体的科普类儿童绘本作品，对当前阶段增强现实技术应用在科普类儿童绘本设计中的情况进行梳理。

（一）活灵活现的“小动物”

以北京联合出版公司出版发行的应用增强现实技术的科普类儿童绘本《艾布克的立体笔记（第1辑）》为例，[8]这本书的第一个章节的主题是《探索狂野动物》，在第一章节的设计中，作者颠覆传统图书的阅读方式，运用增强现实技术，让平面的科普知识变得立体生动，儿童读者在阅读的过程中，可以利用手机扫描的方式，随意拉近放大虚拟成像的动物形态，在近距离观察的过程中，一边听专业主持人的专业讲解，一边亲自观察记忆相关知识点，更加准确、牢固地将知识牢记在心。在恐龙等动物的介绍环节中，儿童读者还能够亲自操纵虚拟的恐龙进行活动和捕食，不仅增强其在阅读过程中的参与度和趣味性，更能够有效激发他们继续学习的浓厚兴趣。

（二）跃入眼前的“大脑袋”

以二十一世纪出版社在2019年10月份出版的应用增强现实技术的科普类儿童绘本作品《水宝宝的奇妙之旅》为例，[9]作者将水循环的科学知识进行故事化的演绎，利用绘本讲述水宝宝为美丽的漂流瓶寻找主人的故事。故事中的水宝宝被设计成长着圆圆大脑袋的可爱水滴形象，这个蓝蓝的“大脑袋”带着关于漂流瓶身份的各种疑问踏上旅途，一路上翻越高山，穿过河流、城市，遇到许多动物朋友，获取大量关于水循环的科学知识，最终回到大海。这是一部情节简单，但是蕴藏丰富的关于水循环知识的科普类儿童绘本。在阅读过程中，儿童读者可以通过人机交互的方式直观地看到水流在城市、河流等各种场景的形态变化，“水宝宝”在整个虚拟成像的过程中憨态可掬，形象特点非常鲜明。

（三）尖牙利齿的“萌神兽”

以江苏凤凰文艺出版社在2017年1月份出版的，由袁文静、王轶静、范舒桐三位作家共同创作的科普类儿童绘本作品《地球！给我咬一口》为例，[10]在这部作品中，作者们设计了“解离兽”这个形象独特的“引导员”，是个身形柔软的虚拟卡通形象。在儿童读者的阅读过程中，这只神兽可以为读者提供及时的知识讲解。不仅如此，除了利用增强现实技术动态展示地球的内部构造，全景式展现深海潜水的独特视角，还在图书的阅读专用App中设计了四个趣味亲子合影功能，让陪伴孩子一起阅读的家长也能够更加深入地参与到阅读中，进一步增强亲子阅读的互动性和娱乐性。

三、增强现实技术在科普类儿童绘本设计中的应用价值

研究指出，应用增强现实技术的科普类儿童绘本，以视听交互构建沉浸体验，以触控交互构建互动体验，以媒介交互构建联觉体验，以此调动儿童视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉的五感体验和动作，情感等行为体验。[11]从上述案例来看，科普类儿童绘本作品的核心生命力在于其作品蕴藏的科普知识。将知识进行深入浅出的讲解，是增强现实技术的最大价值。

（一）增强绘本的互动性

儿童读者在阅读中产生的想法各异，绘本内容对读者的吸引力也就难以把控。增强现实技术的应用，让原本只能停留在平面的知识变得立体鲜活。每一个知识点都可以利用虚拟成像的动态画面展示出来，读者可以利用下载安装操作软件的智能手机直接操控虚拟角色，满足儿童读者的好奇心，有效增强绘本阅读过程中的互动性。

（二）提高阅读的趣味性

传统意义上的科普类儿童绘本限于其科普定位，知识讲解的专业度较强，趣味性有限。增强现实技术的应用，将枯燥的阅读过程变成人机互动的导读过程，虚拟角色的出现可以起到很好地引导阅读和知识讲解的作用。在情节上，尽管科普类儿童绘本的内容不能天马行空地展开，但是知识本身的新鲜感以及第一视角的画面感带给儿童读者的视觉冲击，足以保证科普类儿童绘本内容的可读性和趣味性。

（三）丰富阅读的层次性

增强现实技术的实现，离不开对终端设备的依赖。儿童读者使用移动终端设备进行科普类儿童绘本的阅读，是在父母家人的监督指导下完成的。在阅读的过程中，家长会不可避免地参与到阅读中。将大量的技术应用在知识点的动态演示上，任何家长都能够通过直观讲解自己的观察收获对儿童的阅读进行有效引导，加上绘本自带的导读角色的辅助功能，儿童读者就能够多层次地深入阅读绘本内容，获得更多亲子互动的阅读乐趣。

四、丰富增强现实技术在科普类儿童绘本设计中创意应用的建议

随着相关技术的日益发展，技术应用的门槛会进一步降低，将其应用在科普类儿童绘本设计中的“着力点”将会越来越多。更多绘本使用场景的出现，会为增强现实技术在科普类儿童绘本设计中的应用提出更多要求。需要深刻挖掘相关潜在需求，找到更多增强现实技术在科普类儿童绘本设计中的有效路径。

（一）应用方式更加多样

从增强现实技术的发展趋势看，增强现实技术的实现有两个必要条件，一是可以运行相关程序的终端设备，二是可以随时上网的网络环境。从技术执行的角度看，之所以需要上网运行相关设备，就是因为相关程序的启动需要网络的支持，很多操作指令需要提前下载到手机终端才能够被有效激活。建议通过增强软件预存容量的方式，让儿童读者在不联网的情况下也能够使用手机等设备进行简单的人机交互操作。即便是在网络不通的情况下，科普类儿童绘本也能够被方便阅读，这会大大增加绘本的使用率。同时，为了便捷，家长可以将相关应用程序预安装到随书附带的“电子阅读器”等设备中，鼓励儿童读者使用专门的阅读器阅读相关绘本，丰富增强现实技术的应用方式。

（二）应用呈现更加多元

增强现实技术是一种多媒体技术，这一技术的应用效果可以做到多媒体同步互动的程度。易言之，即便在现有的科普类儿童绘本中应用增强现实技术，也可以做到将旁白介绍植入虚拟成像的情节展示过程中。在未来，可以尝试丰富启动增强现实技术的技术手段，允许儿童读者通过使用“口语密码”等方式，语音操作相关设备进行虚拟图像的展示启动，同时，在虚拟成像的图片运行过程中，读者也可以通过语音操作等各种方式，增加图片的展示元素。例如，儿童读者可以自主地将虚拟成像的图片展示过程中的背景音乐替换成自己喜欢的音乐，或者，在虚拟图片的运行过程中，通过远程视频的方式，邀请没有在身边陪伴自己的家人和自己一同观看相关图片等。增强现实技术在科普类儿童绘本设计中的应用会呈现出多元的发展趋势，“增强现实阅读感受”的效果会大大增强。

（三）应用层次更加深入

当前增强现实技术在科普类儿童绘本设计中的应用也是“人机互动”的过程，读者可以利用相关软件系统进行独立操作，实现人机互动。但是从实际的应用看，很多儿童读者都必须在家人陪同的情况下才能够进行绘本的阅读。可是在实际操作中，只能让儿童独自进行一人次的“人机互动”，家人无法同时和孩子一起进行。针对这一点，建议增加更多人机互动的端口，让身处异地的家人可以通过重复扫描的方式，用不同的设备和孩子一起进行“人机互动”，或者让身处异地的家人通过重复扫描的方式和孩子进行跨越时空界限的实时互动。这样，增强现实技术的科技感和智慧感就能够更加深入地体现到科普类儿童绘本的阅读过程中，让阅读的过程更加有趣，更加生动，更加让人难忘。

五、结语

综上所述，在实际应用的层面，增强现实技术是将虚拟技术成果和现实生活环境巧妙融合在一起的“工具”技术。合理应用这一技术，就相当于掌握了创造虚拟和现实相互融合的最理想的教育环境的万能工具。因此，将增强现实技术在科普类儿童绘本设计中进行创意应用，就应当紧密围绕充分利用增强现实技术的多场景融合图像展示效果这个核心，有意识地利用相关技术的应用增强科普类儿童绘本的趣味性、互动性和可读性。

参考文献：

[1]蒋路易.幼儿园教师对科学绘本的解读与应用[J].福建教育，2019（03）：12-13.

[2]贾玉龙.增强现实技术在智慧博物馆文物展示中的应用[J].数码设计（上），2020（11）：240-241.

[3]方林建.让封面“动”起来[J].当代学生，2017（07）：1-2.

[4]董文杰，李苑.增强现实技术出版融合的案例分析及其在科技期刊中的应用策略[J].中国科技期刊研究，2021，32（05）：647-654.

[5]刘丽媛.虚拟现实与增强现实技术的应用[J].消费导刊，2019（11）：33.

[6]萧冰，王茜.增强现实技术在儿童科普读物中的应用研究[J].科技与出版，2014（12）：108-111.

[7]尹欣.浅析增强现实技术在儿童绘本中的应用——以AR西游记为例[J].传播力研究，2019，3（02）：207+209.

[8]戴文艺.基于增强现实技术（AR）在科普类儿童绘本的视觉元素设计应用研究[D].江西师范大学，2019.

[9]姜蔚，文，曾卓，图.AR科普绘本·水宝宝的奇妙之旅[M].南昌：二十一世纪出版社，2019.

[10]袁文静，王轶静，范舒桐.地球！给我咬一口[M].南京：江苏凤凰文艺出版社，2017.

[11]张慧娟.基于AR技术的科普绘本多感官体验设计[J].美与时代（上），2020（03）：73-75.

★基金项目：本文系2020年湖南省教育廳科学研究项目“基于增强现实技术的科普类儿童绘本设计研究”（项目编号：20C0125）的研究成果。

（作者简介：聂辉，男，硕士研究生，长沙师范学院，讲师，研究方向：绘本、插画）

（责任编辑 刘冬杨）