淺談虛擬現實技術在海洋科普領域的應用
——以海洋生態文明系列科普VR產品開發為例

◎文/江波

隨著信息時代的迅猛發展，科普知識的更新速度不斷加快，科普教育的技術探索也變得尤為必要。而具有交互性、沉浸性和想象性的虛擬現實技術（Virtual Reality，以下簡稱VR）可以更好地呈現一些傳統傳播方式中無法實現或不易展示的內容。2010年以來，在海洋領域有諸多科研院所、高等院校、場館、涉海企業等紛紛投身科普VR產品研發，海洋科普VR產品呈現出快速發展的勢頭。本文結合筆者所在單位開發海洋生態文明系列科普VR產品的實踐，探討VR技術在海洋科普領域的應用。

一、VR技術在海洋科普教育中的應用優勢

利用VR技術開展海洋科普教育，具有以下幾方面優勢：

1.沉浸式體驗

虛擬現實技術通過場景再造，基本能夠做到720°還原真實場景，結合一些水流、海洋生物叫聲等背景音樂的處理，能讓用戶身臨其境般感受場景周邊環境，帶來沉浸式的體驗。如海洋生態文明系列科普VR的“北極探險”主題，通過展現北極圈冬季的自然風光，讓用戶觀賞極地風雪景觀、美麗極光，體驗因紐特人特有的搭建冰屋、鑿冰捉魚、狗拉雪橇等生活場景，并反映出全球變暖導致的極地冰川融化對北極熊等極地生物生存環境的影響。

2.提升學習效果

VR產品全新的傳播體驗能夠使受眾人群體驗到虛擬卻又無比“真實”的感受，對培養其創造性思維、全方位接收信息有極大幫助。采用VR技術開發的海洋科普產品不僅能夠做到真實反映現場情況，更能加深用戶學習印象。比如學習在海邊游玩遭遇裂流、風暴潮、海嘯等海洋災害的應對措施時，通過VR技術還原現場場景能夠幫助用戶消除緊張的情緒，有效提升學習效果。

3.降低教學成本

在科普教育中運用VR技術，可以徹底破除時間、空間的限制，并且對客觀條件的不足進行彌補與改進，制造出一種優良的虛擬學習空間。特別是像極地、大洋、深海等場景，抵達現場的成本往往是巨大的，采取VR技術可以最大限度地還原現場場景，大大降低教學成本。

4.確保教學安全

對于一些具有安全風險的涉海教學，比如出海調查、潛水作業、海洋儀器設備操作、海上溢油處理等等，通過VR技術模擬現場環境能夠大大降低安全風險，確保人身安全。

二、利用VR技術開發海洋科普產品的實踐經驗

利用VR技術開發海洋科普產品，可以從腳本設計、場景設計、模型設計、交互設計、體驗設計等五個方面來重點考慮。

1.找好腳本設計的切入點

腳本設計的切入點即產品題材選擇，好的切入點可以讓產品被用戶更好地接受，吸引更多用戶參與體驗。對于大多數人來說，海洋是充滿神秘的，海洋的很多地方也不是很容易就可以到達的，因而海洋領域可以開發的題材非常多，比如海洋軍事、海洋災害，極地探險、深淵下潛、沉船探險、海底黑煙囪、潛水體驗等等。產品切入點的選擇可以結合展館或研學主題，根據具體的場景需要進行設計。VR產品的切入點還可以和其他展現方式搭配使用，在內容選擇上作差異化設計，避免重復，從而提升場景內容的承載力。

2.場景設計應跌宕起伏

VR產品其實與電影類似，特別是有很多海洋生物參與其中時，應該有平緩，有高潮，有主角，也有配角，這樣才能讓整個產品顯得跌宕起伏、主次分明、引人入勝，帶給用戶不一樣的體驗感。以海洋生態文明系列VR產品之“西沙探秘”為例，場景中有各種熱帶魚類、水母類、珊瑚類、海葵類，也有大型海洋生物如海龜、鯨鯊等，其中鯨鯊是主角，其進入畫面的時間就比較關鍵。鯨鯊進入場景后會形成對魚類的追趕畫面，經過用戶身邊時還會稍有停留，與用戶做一定的交流，然后再遠去退出。但必須承認的是，VR產品的場景畫質不僅與產品成本投入有密切關系，與硬件配置也關系密切。畫質越精細，對硬件的芯片和內存要求越高，因此就當前的硬件設備而言，恐怕需要在畫質上做一些舍棄，特別是在面向中小學和社會大眾的科普產品上。

3.模型設計的科學性須有保障

不管是VR科普產品，還是其他形式的科普產品，內容的科學性要放在第一位。比如，海洋生物的水深分布是不一樣的，浮游生物有浮游生物的分布范圍，大型底棲生物有大型底棲生物的分布范圍；不同海區的海洋生物分布也是不一樣的，有的生物只在東海有，不能張冠李戴，以免誤導用戶，以訛傳訛。在拿不準的情況下，可以邀請科學顧問幫忙把關。

4.交互設計應注意簡單、易用

交互設計對提升用戶體驗和參與感大有幫助，當前很多VR設備都配備了手柄，如果所有的功能鍵都用上，操作會變得非常復雜。因此科普VR產品的交互設計要注意簡單性、易用性，讓用戶只需要簡單操作即可學會使用手柄，降低用戶的學習成本。如果涉及多款科普VR產品聯動，還需要統一各款產品的交互使用方法，提升用戶體驗。同時，要做好產品與產品之間的銜接。對于系列VR科普產品，可以搭建一個VR產品大廳，將各款產品放置在界面統一的產品大廳里，這樣用戶可以通過用戶大廳進入產品中，既避免界面凌亂，也能提升用戶體驗。

5.要體現趣味性

科普VR產品要注意通過產品情節的設計以及游戲化的交互機制，寓教于樂，提升產品的趣味性和用戶體驗。比如海洋生態文明系列VR產品之“渤海治理”，用戶進入場景就會看到渤海尚未開展治理時污染嚴重、環境嚴重惡化、海洋生物數量急劇下降的狀態，產品通過游戲化的機制引導用戶逐一尋找到污染源頭并關閉污染源，整片海水逐漸變得清澈，海洋生物也逐步變得豐富起來，用戶通過完成任務可以收獲成就感，同時學習領會到國家為何投入那么多的精力來治理渤海。

6.要注意內容的審核把關和產品的包裝處理

盡管目前尚無VR產品開發的相關內容制作規范出臺，但作為出版單位還是要加強內容上的審核把關，對講解及文字表述等部分應當遵照“三審三校”的管理要求和管理流程。對于VR產品的包裝處理，如片頭片尾包裝如何要求、如何署名等，目前為止同樣沒有具體、詳細的規定，缺乏行業標準來統一產品制作規范，但為了體現產品的完整性以及對產品設計開發做出過貢獻的工作人員及機構，還是應該在片頭片尾部分做一些必要的包裝處理，可以參照影視、動畫等的署名規定來完善相關信息。

三、結語

從目前研發的科普VR 產品看，仍然存在一些問題或局限性，例如在VR產品的腳本編寫上還缺乏經驗，簡化交互、提升用戶體驗方面還需要進一步探索，產品數量還比較有限，總體質量還有待提高。但隨著VR技術的日趨成熟以及相應硬件的不斷升級，基于腳本設計、場景設計、模型設計、交互設計、體驗設計五個重要環節，不斷優化腳本設計切入點，提高產品科學性和趣味性，在人機交互技術中尋求創新和突破，未來會有更多、更受大眾歡迎的VR科普產品問世，屆時VR技術將在海洋科普領域迎來更加廣闊的發展空間。