基于科普場館教育功能的科普四維電影創作實踐分析

葉曉青 張萍 王小明

[摘 要]科普四維電影具有體驗感強和“寓教于樂”的特點，是目前科普場館中最受歡迎的教育形式之一。文章以上海科技館“遠古巨獸”三部曲的創作實踐為例，總結出科普四維電影的創作規律——立足科研成果、構建新型團隊、注重技術運用、融入人文元素，并提出相應問題及建議，以便為從業者們更好地了解受眾需求，發揮科普四維電影的教育功能提供借鑒。

[關鍵詞] 教育功能 科普四維電影 創作 “遠古巨獸”三部曲

[中圖分類號] J904 [文獻標識碼] A [ DOI ] 10.19957/j.cnki.kpczpl.2021.02.002

科普場館是現代博物館的一種重要類型，是落實“科教興國”戰略的重要基礎設施，也是推動科普事業發展的前沿陣地。2015年國務院頒布的《博物館條例》明確將教育放在了博物館職能的首位。而在科普場館眾多的教育形式當中，四維電影是把最新的立體影視技術、影院特效（刮風、下雨、雷電、煙霧等環境特效，升降震動、耳音耳風等座椅特效）和觀眾體驗（立體視覺、出屏效果等）融為一體的先進的電影形式，逐漸成為科普場館的魅力中心之一，發揮了越來越重要的科普教育功能，因此我們將這一類以科普場館為主體，基于教育功能而創作的、兼具科學性和觀賞性的影片，稱作科普四維電影。

21世紀初，四維影院由上海科技館率先引入國內科普場館，受到觀眾的普遍喜愛，但四維影院的片源卻十分匱乏，大多數是國外引進的以娛樂性為主的影片，且價格高昂，或者是國內設備商提供的試映片，科學性較差，難以發揮科普場館的公眾教育職能。為解決這一難題，上海科技館自2010年起開始，立足科普場館的教育功能，自主創作四維電影“遠古巨獸”三部曲（以下簡稱三部曲）——《重返二疊紀》《劍齒王朝》和《羽龍傳奇》，積累了大量創作經驗。本文將以這三部作品為基礎，從如何發揮四維電影的科普教育功能為出發點，分享并解析上海科技館科普四維電影的創作方法，為相關的從業者們提供一種借鑒模式，以期為整個科普四維電影行業的發展提供助力。

一、科普場館中科普影視的教育功能

《全民科學素質行動計劃綱要（2006—2010—2020年）》指出：“各直轄市和省會城市、自治區首府至少擁有1座大中型科技館，城區常住人口100萬人以上的大城市至少擁有1座科技類博物館。”截至2019年底，各級科協擁有所有權或使用權的科技館共978個[1]，合并其他未計入統計范圍的，我國科普場館的數量遠超千家。 政策的導向反映出科普場館的建設在提升全民科學素質上的重要作用。科普場館中的科普影視是如何發揮其教育功能的？從受眾角度劃分，通常有三個維度。第一，科學傳播。影視是視聽藝術，具有直觀性、傳播快等特征，它通過戲劇手法將科學知識、科學精神和理念融入故事文本當中，又借助視聽語言加以直觀的呈現，從而實現科學傳播的目的。第二，審美教育。影視是世界第八大藝術，它不僅是科學知識傳播的載體，也將繪畫、音樂等多種藝術形式，以新穎的影視技術形式加以呈現，是一種觀賞性極強的教育形式，具有“美育”的功能，大眾不僅能從中受到知識的洗禮，更能接受藝術的熏陶和審美的提升[2]。第三，文化建構。博物館是文化與公眾溝通的橋梁。科普影視與大眾文化息息相關的，它反映時事熱點、展示最新科技成就，緊隨社會發展和時代背景而動。不僅如此，科普影視對于科學文化的傳播，能夠在我國形成一種普遍的科學文化傳統。它作為一種具有較低文化壁壘的文化產品，能夠在全球通行，代表著一個國家的文化軟實力。

二、國內科普場館建設及四維電影發展現狀

我國目前34個省市自治區（含港澳臺地區），都建有或在建省級科技館。根據各家科技館（含在建）在網絡上的公開信息，經筆者統計，在34家省級科技館中，擁有四維影院的科技館為26家，占所有場館比例的76%（見圖1、表1）。由此可見，四維影院是國內科技館建設中最受歡迎的類型之一。同時，上海科技館歷年統計數據顯示，四維影院也是觀眾上座率最高的影院，觀眾尤其是青少年群體對于這類兼具體驗感和科學性的影片具有極大的興趣，需求量旺盛。以上海科技館、中國科技館等為代表的科普場館，它們從博物館自身的教育功能及公益屬性出發，創作了一批具有科普教育屬性的四維影片，很大程度上促進了科普四維影片市場的發展，但規模較小，亟待發展。

三、“遠古巨獸”三部曲的創作實踐分析

上海科技館科普四維電影“遠古巨獸”三部曲的創作始于2010年，為了與市場上泛善可陳的商業性四維電影相區別，三部曲在策劃之初就將其科普性放在首要位置，以發揮科普影視的科學傳播、審美教育及文化構建的功能為出發點，從選題、表現形式、創作手法等多方面進行實踐創作，形成了一些行之有效的方法。

（一）選題內容：立足一流科研成果，普及科技內涵

在選題背景上，考慮到古生物的時空跨度長、物種豐富度高、想象力強，已成為大眾最感興趣的科普領域之一，三部曲在策劃之初就選定了古生物這一題材。之后，又進一步確定了三部曲分別對應著兩棲動物、爬行動物和哺乳動物繁盛的三大時代：古生代（5.4億—2.5億年前）、中生代（2.5億—0.66億年前）、新生代（0.66億年前至今）進行創作。

在故事角色的選取上，三部曲以我國科學家得到全球公認，但公眾了解相當有限的優秀古生物學發現和研究成果為基礎。《重返二疊紀》（2011年12月18日首映）以迄今發現的唯一長背帆的古兩棲動物帆螈為主角，表現的是之后于2012年由中國科學家發表在《美國科學院院報》（PNAS）上的關于內蒙古近三億年前被火山噴發所埋藏的成煤沼澤森林，即被國外媒體譽為“植物龐貝城”的研究成果[3]。《劍齒王朝》（2012年8月29日首映）是基于中國科學家發表在《自然科學》（Naturwissenschaften）、《古脊椎動物學報》（Vertebrata Palasiatica）上的關于和政地區六七百萬年前的三趾馬動物群研究成果。《羽龍傳奇》（2015年9月29日首映）是基于2012年中國科學家發表在《自然》（Nature）雜志和2008年發表在《美國科學院院報》上的關于我國東北約1.2億年前的熱河生物群的研究成果[4， 5]。三部曲分別以代表性的物種、代表性的類群、典型的生存環境及其生存故事，聚焦脊椎動物的進化脈絡，勾畫出了生命的演化歷程。

在場景選擇上，也力求還原事實，激發觀眾的科學想象。三部曲首次用四維電影的形式在國際上復原了一批代表性物種，重現了其典型的棲息地特征，比如：《重返二疊紀》復原了二疊紀“植物龐貝城”中包括齒葉、擬齒葉、稀囊蕨等5種新發現物種共9種古植物，以及帆螈、鋸齒螈、旋齒鯊等10種古動物，6種棲息地類型；《劍齒王朝》復原了包括巴氏劍齒虎、大唇犀、薩摩麟、巨鬣狗、和政羊等18種古動物，5種古植物，6種棲息地類型；《羽龍傳奇》復原了羽王龍、森林翼龍、東北巨龍、錦州龍等11種古動物，3種古植物，7種棲息地類型。

當前最新科學研究內容的實時反映、精密的場景復原和精確的伴生動物選擇，是確保四維電影科學性精準傳導的基礎。

（二）創作模式：跨界合作，打造科藝融合的創意團隊

三部曲在科學上講究嚴謹、藝術上追求個性，形成了權威科學家、科普工作者和影視工作者深度合作的創作模式，便于科研成果科普化的實現。

影片創作的項目團隊集聚了國內古生物領域頂級專家周忠和院士、戎嘉余院士，以及影片所展示的三大古動物群、三個主要物種的一流研究人員共12人，涉及生態復原、生物行為、地質環境、物種進化等領域，專家以“一草一木都要有科學依據”為準則，在整個影片的策劃、制作和審定等環節起著重要作用，保證了科學的深度和廣度。在與科學家的深度合作下，科普工作者充分發揮在科學傳播和科普轉化方面的專長，將晦澀的科學術語和最新科研成果，結合觀眾偏好、市場反饋等大量實踐經驗，通過更加通俗化、大眾化的科普語言、傳播手段進行多維度轉化。影視專業人員完成大量的建模、動作場景設計等工作，通過精良的動畫技術和影視藝術，對科學內容進行了精準的形象化詮釋和風格化呈現。三者的跨界協作，將科學精神、人文內涵，融于藝術的想象力和感染力之中，形成了科普傳播的一種有效模式，實現了科學與藝術的有效融合。

（三）創作手法：運用先進動畫技術，提升受眾體驗感

古生物的重現一直是學科領域的難點，用三維動畫等電影技術來實現古生物的“復活”是一個巨大的挑戰，需要從形態結構、皮膚紋理、毛發細節、運動機理的全方位模擬復原，才能夠將科學家的研究成果直觀具象地展示。

為了實現從靜態的化石到行動自如的生命的“復活”效果，三部曲使用了群集動畫技術、三維毛發特效創建優化技術、肌肉系統制作技術等15種基于現有三維軟件的二次開發插件和軟件技術，復原了三個時代的56種動植物、19種不同特征的棲息地和地質地貌，呈現出一系列栩栩如生的古生物和古環境。比如，利用三維空間自然特效創建技術，結合流體運動特性，還原了帆螈在水環境中的生存狀況；通過三維毛發特效創建優化技術，對每一根毛發進行24小時的風場模擬運算，成功實現了帶毛角色的動態逼真效果；采用肌肉運算系統，實現了大型動物的運動力量感和肌肉質感，提升了角色動作的真實性；除此之外，為進一步提升畫面寫實度，攝制團隊采用了實拍場景與電腦CG角色結合的制作方法，用實拍畫面同步和光源匹配等技術，呈現了更加真實、自然的影視效果。

三部曲用601個鏡頭、399個特效鏡頭、59個4D特效點使影片實現真實效果和故事演繹的融合，讓草木、動物都變得可觸可感，帶領觀眾走入遠古時代瑰麗多彩的世界。三部曲的制作帶動了國內科普動畫制作行業的一系列技術突破，以及適應本土發展的技術創新，縮短了與國外的差距，在國內科普四維電影制作行業起到了示范和引領的作用。

（四）創作理念：人文化的科學故事，增強科學的感染力

三部曲結合四維電影特點，創作出三個不同時代的代表性物種生存和演化的科學故事，把優勝劣汰、生命循環、環境適應、種群共生等科學主題與母愛、親情等人類與高等動物共有的價值觀有機融合，向觀眾普及兩棲動物、爬行動物和哺乳動物相對應的三大繁盛時代的自然科學知識，讓科學傳播和人文精神彼此互融。《重返二疊紀》以一只帆螈的生命周期和成長故事，重現了二疊紀時期動物生活的環境特征，揭示了地球生命從水到陸的演化奧秘。《劍齒王朝》講述了巴氏劍齒虎兄弟的成長歷險記，再現了六七百萬年前中國臨夏盆地三趾馬動物群的壯觀景象。《羽龍傳奇》通過華麗羽王龍的成長經歷和與它共生的小伙伴森林翼龍的故事，表現了一個絢麗多彩的帶羽毛恐龍世界，印證了恐龍向鳥類的進化。

三部曲通過起承轉合的情節設置、細致入微的細節鋪陳、循循善誘的主題引導等故事化的藝術手法，將嚴肅的科技成果轉化為有溫度的人性化故事，融入情感，讓觀眾產生共鳴，拉近了科學與大眾之間的距離，促進公眾好奇心的生發，豐富了古生物學科在大眾中的認知，提升科學內容的感染力，促進了科學精神和文化的傳播。

四、科普四維電影創作的問題與建議

三部曲制作完成后，通過租賃、展會、互聯網及公交系統視頻終端等多元化傳播，覆蓋全國18個省份，43家科普場所及主題樂園等，并輸出到了新西蘭和北美市場，經濟收益超千萬，覆蓋的觀眾達千萬人次，實現了社會和經濟效益的雙贏。基于這些創作和推廣環節的實踐，筆者也發現了科普四維電影生產創作環節仍然存在的一些問題。

（一）創作門檻高，存在一定技術壁壘，導致創作主體稀缺

由于四維電影本身采用3D拍攝技術，以及多數采用動畫形式進行展示，制作成本相對比較高，除國內少數幾個國內大中型場館具備相應創作實力，其他中小型場館積極性不高；而且，四維電影的播映也受到影院放映設備的限制，國內各大科普場館、主題公園的四維放映設備都不盡相同，格式、屏幕尺寸等都五花八門，這些無疑都給影片創作增加了技術壁壘，提高了創作門檻。

因而自2010年后，我國雖有一批原創四維電影出現，但總體規模還是不大。從2015年至2019年國家電影局每年特種電影的備案數量（見圖2）可以看出，特種電影的數量呈現穩步增長，但在其中科普四維電影的年創作數量卻少之又少。