XR技術在少兒科普融合出版中的實踐與發展探析

何少華

（長江少年兒童出版社（集團）有限公司，武漢 430070）

XR技術在少兒科普出版物中的應用，為少兒科普出版的融合創新提供了更多的可能性，將進一步促進少兒科普出版的轉型發展。但是任何新技術和產業的結合都不是一帆風順、一蹴而就的。相較普通科普出版物，XR少兒科普融合出版物需經過復雜的圖像、音頻、視頻設計與相應互動程序編制，會消耗更長的時間和更多的人力、物力、財力。而市場的不確定性讓一些實力較弱的中小少兒出版機構對XR科普出版望而卻步，即使是很多有實力的大型少兒出版機構也不敢輕易地進行大手筆投資。加之XR少兒科普融合出版物對大多用戶而言，消費能力要求較高，且目前市場上的XR少兒科普融合出版物同質化嚴重，整體質量不高，大部分XR少兒科普融合出版物配套體驗設備不能夠通用。許多用戶在滿足一時的好奇心理體驗后，持續消費的意愿不強。因此，XR少兒科普融合出版物在經歷了前幾年一波發展熱潮之后，隨即在生產端與消費端兩頭遇冷，出版機構后續持續開發的力度不足。這一現象引起了業界和學界的高度關注。如何正確對待XR技術在少兒科普融合出版中的應用，明確方向，理清其發展進路，是當下少兒科普出版亟須解決的問題。

一、XR概述

XR包括三種技術：AR、VR、MR。AR（Augmented Reality）即增強現實，該技術通過計算機算法將文字、圖像、3D模型、視頻等虛擬信息疊加到真實世界的環境中，用戶可以借助鏡片等介質“觀看”其所處的世界，從而擁有“超現實”的感官體驗，實現對現實世界的“增強”作用。而VR（Virtual Reality）指虛擬現實，該技術利用計算機生成一種模擬的虛擬環境，用戶會完全沉浸在一個由計算機仿真系統創建的虛擬世界之中。

AR與VR的區別在于，通過VR看見的內容不受真實世界中的任何可見物體的影響，而AR技術基于現實環境，需要先利用攝像頭實時拍攝現實世界的畫面，然后再把虛擬物體和虛擬內容混合進去。

MR（Mixed Reality）即混合現實，其所構建的虛擬場景并非虛擬信息的簡單疊加，而是需要理解場景，通過在虛擬環境中引入現實場景信息，將現實世界和虛擬世界融合后產生一個新的可視化環境，其顯示的數字內容和現實世界內容能夠實時交互，以增強用戶體驗的真實感。目前，MR技術的研發還處于起步階段，但這項技術正在快速發展且潛力無限。此外，還有學者提出了ER（Expanded Reality）即擴展現實這一概念，VR和物聯網整合起來就叫ER。有了ER概念，AR、MR這兩個概念就用不到了。

二．少兒科普融合出版實踐中XR技術的運用

（一）XR技術成功運用的案例

1.VR版《大開眼界·恐龍世界大冒險叢書》

《大開眼界·恐龍世界大冒險叢書》由北京出版集團與北京易視互動傳媒科技有限公司合作，于2016年1月出版上市，半年不到就銷售了2萬多套。叢書分為《超級恐龍》《恐龍角斗場》《海天霸主》三冊圖書，分別從三個不同的維度通過VR技術“復活”了中生代恐龍世界。小讀者戴上VR眼鏡，拿起智能手機，巨大的恐龍就活靈活現地行走在面前，使小讀者在感官上仿佛置身于遠古世界之中。在聲音與影像的加持下，可以直觀地了解與恐龍相關的各類知識。叢書把閱讀群體定位于7-10歲的兒童，且不是單純地向讀者介紹恐龍知識，而是通過精美繪本的形式，以一個孩子的視角，用神奇的方式穿越時空，讓主人公帶著讀者去親歷恐龍世界的驚心動魄，通過與恐龍的親密接觸揭秘這個神秘的遠古世界。這種穿越的樂趣，“眼見為實”地感受恐龍世界奇觀的親身體驗，能大大地激發兒童對大自然探索的興趣。

作為國內首部VR技術應用于少兒科普讀物的圖書，《大開眼界·恐龍世界大冒險叢書》突破了科教類圖書在內容展示上的瓶頸，為孩子們提供一個新的視角，來認識世界。

2.AR版《十萬個為什么——神秘的星空問號》

2017年，少年兒童出版社推出了《十萬個為什么——神秘的星空問號》AR版圖書，其內容較2010年出版的同名紙質版圖書而言，增加了圖像、音頻（背景音樂、知識講解）、視頻（3D模型+動畫）等數字媒體資源，圖書的封面和封底都設計有明顯的AR標識，且在序言后增加了一頁操作說明，介紹了設備的使用方法、紙質界面標識圖片位置，以及對移動界面功能鍵，并附有數字AR資源下載二維碼。封底還明確地標明了能夠順利獲得本書AR數字資源的設備類型要求，以及用“活”的形式（AR屬性）傳播科學的特點。

因AR資源的加持，AR版的《十萬個為什么——神秘的星空問號》紙質部分圖片多采用跨頁排版，很好地展示了星空的奇幻和恢宏，圖片適當位置的“4D”標識提醒讀者如何交互動作，進行解讀延伸內容的AR觀看。圖書每個跨頁分別聚焦一個問題，有一種整體感和結構感，給小讀者以交互、真實、沉浸式的閱讀體驗。

該例顯示了VR/AR技術如何通過圖書再版的方式進行技術疊加。新的出版物選取已取得良好市場效益且適合應用AR技術的科普圖書，不改變原有紙質版本的內容，將其知識內容碎片化并分別疊加AR內容后進行封裝出版。

3.AR版《小學科學活起來——技術大爆炸》

2016年，面向6-12歲的少兒讀者，江蘇鳳凰教育出版社與夢想人科技公司合作，開發了AR技術參與提升閱讀體驗的“瘋狂4D”叢書《小學科學活起來——技術大爆炸》。

從空間站到日常可見的相機、手電筒等，叢書選取了20個與天文學、物理學、生物學等學科有關的專題，進行科普啟蒙。由遠及近，由宏觀及微觀，從應用場景到現象所蘊含的科學原理，進行了一一闡述和AR化呈現。根據不同的專題屬性，適配的AR數字內容的風格亦不同。3D模型音視頻中，不同內容的動畫以及相應的解說音頻，所配的背景輕音樂也會不同。例如書中“火箭”這部分內容，小讀者既可以直接觀看火箭從發射升空到返回地球完整過程的視頻，也可以根據自己的興趣點，通過點觸交互動作進行播放、暫停、切換、跳轉，有選擇地觀看火箭發射與返回地球過程中不同步驟的視頻。而且，在視頻播放過程中，要想觀看不同角度、不同細節的動態過程，可以點擊、拖拽、旋轉畫面，也可用雙指在屏上進行放大縮小。有別于一般的科普AR融合出版物，基于智能手機自帶的重力感應功能，其移動端呈現還加入了陀螺儀的應用，可以根據水平畫面感應進行上、下、左、右、左上、右上、左下、右下這8個方位角度的調整。

從選題、敘事邏輯和整體設計風格以及整體圖書裝幀等方面審視，AR版《小學科學活起來——技術大爆炸》均表現出不同于一般科普圖書的特點，這也說明了AR作為新媒介技術的參與，對科普圖書的內容策劃、制作生產等過程產生了影響，也對用戶“讀書”的方式產生了革新。這是新媒體技術與科普出版深度融合的一次積極探索。

另外，作為AR技術應用于少兒科普圖書引進版的典型案例，2015年，《科學跑出來》系列叢書由中信出版社從英國卡爾頓科普出版社引進。首輯《科學跑出來》包含《恐龍跑出來了》《宇宙跑出來了》《太陽跑出來了》《龍卷風跑出來了》4冊圖書，在國內的銷量突破100萬冊，實現了6800萬銷售碼洋。此套書的成功引進和出版，不僅讓國內出版界得以看到當時世界上AR技術應用于出版的水準及方式，而且點燃了國內出版界將VR/AR技術融于出版的熱情和信心。

（二）XR技術運用效果不佳的案例

2018版的《身臨其“鏡”探秘太陽系》《身臨其“鏡”探索海洋世界》《身臨其“鏡”探尋神秘古跡》系列（吉林科學技術出版社2018年版）套裝書，采用VR形式，呈現出星際宇宙、自然景觀、人造古跡這些很難讓兒童輕易觀察、隨時隨地游覽的事物和景觀，能夠讓孩子仿佛置身于宇宙、海洋和古跡之中。這本身是很好的想法和思路，可惜在執行時碰到了問題。

這套書配套的APP敘事方式違和。在APP中，故事設定為一個名叫“伊萬”的卡通角色，帶領小朋友們乘坐飛船旅行，穿越時間、空間，介紹身臨其“鏡”的太陽系、海洋世界、神秘古跡。“乘坐飛船旅行”這一創意可能更適合太陽系這類“星際宇宙”，對需“潛入深海”和“踏尋陸地”的其他兩冊內容而言，“乘坐飛船旅行”則顯得違和了。這一點對剛剛涉足VR的國內少兒科普出版來說，或許有一點苛求了，但探索出更自然的串聯系列作品的方式，也有一定的必要性。

而就VR技術運用而言，這套書與APP的技術呈現不理想。首先，VR眼鏡使用復雜。需將紙質VR眼鏡折疊成立體的“VR眼鏡盒子”，再用手機掃碼下載APP，一步步往下操作，最后，將手機放在VR眼鏡盒子里觀看。硬紙殼材質的VR眼鏡框架易損壞、鏡片易磨損，不具備重復使用的質量。而且每一冊都配備有一副相同的VR眼鏡，對于購買整套書的讀者來說，增加了圖書的閱讀成本。其次，相較于書店或商場中那些成百上千元的VR眼鏡，附贈的VR眼鏡呈現的效果十分粗糙，所呈現長城上的箭窗和磚石等微小之處近看非常模糊。再其次，VR與圖書內容結合欠佳，觀感分裂。VR眼鏡和相關APP可以脫離圖書獨自使用，有些讀者甚至只是掃描圖書指定頁觀看VR圖像，紙質圖書則被放棄在一邊。而想觀看不同VR內容，要反復從VR眼鏡盒子中取放手機，重新掃描后再重新擱置。操作繁瑣，閱讀不便，影響VR閱讀體驗。

可見，由于VR技術不過關以及VR呈現的內容與圖書文本的疏離，再加上VR技術之于圖書的定位不明，不僅沒有給圖書帶來附加值，更反客為主與紙質圖書爭奪讀者資源，結果呈現效果不理想，導致這套圖書的銷量不佳。

三、XR技術當前的發展瓶頸與應用的局限性

在XR技術運用于少兒科普融合出版的實踐探索中，不乏優秀的案例，但也折射出目前VR/AR出版物品類較少、跟風嚴重、內容單一、品質一般、成本過高等現象。閱讀VR/AR圖書需要佩戴VR/AR眼鏡或使用相應的設備。而長期佩戴眼鏡會有不適感，佩戴不達標的VR/AR眼鏡還會影響視力健康。此外，為體驗出版物中的VR/AR內容，通常需要用手機掃碼下載APP或關注相關的公眾號。而目前VR/AR產品設備的硬件標準、運行規范還不完善，VR/AR呈現效果也不夠穩定。設備技術不過關、軟件技術不成熟，對讀者的閱讀形成了技術壁壘，影響讀者的閱讀體驗。以上這些問題，除了出版機構應在選題策劃上下足功夫、避免同質化現象外，主要還是受制于VR/AR技術仍處在發展的征途中。

當下，VR技術需要解決的難點尚有不少，除VR所要求有更強大計算能力的CPU和GPU等硬件、識別準確率、足夠精度的圖像技術和數據瓶頸外，還必須攻克感知延伸、減輕眩暈（一類是視覺暈動癥，一類是模擬暈動癥）和人眼疲勞的難題。由于AR技術離不開VR技術的支持，同屬于VR技術的發展瓶頸也可以看作是AR所面臨的。不過，作為外延應用更廣泛的AR，還有著光學性能、多媒體制作和用戶交互三個方面的煩惱：一是目前大多數AR技術顯示媒質的視野范圍橫向為25度，縱向為40度，這遠遠達不到人眼的視野范圍，所以光學器件的規格需進一步提升和完善；二是AR技術在多媒體制作方面還有很大的欠缺；三是由于外部環境的多樣性和復雜性，AR設備經常會受到外界干擾，因此，需要改進用戶在真實環境中的合成觸覺輸入技術。

盡管當前在技術層面尚存在諸多不足，但隨著技術的發展與成熟，各種產品的成本會降低，性價比會越來越高，未來VR/AR技術的發展和在少兒科普讀物出版中的應用必將迎來高速增長期，這一點毋庸置疑。

四、XR技術在少兒科普融合出版中的應用趨勢探析

（一）VR/AR技術的應用趨勢

第十九次全國國民閱讀調查結果顯示，我國成年國民人均電子書閱讀量，2021年為3.30本，高于2019年的2.84本。2021年國民數字化閱讀方式的接觸率為79.6%，而2014年這個數字是58.1%，2013年僅為50.1%。可見，電子和數字閱讀成為不可逆轉的閱讀趨勢。而據IDC（互聯網數據中心）報告，2020—2024年全球VR/AR市場規模CAGR（復合年增長率）為54%，2024年將達到680億美元。全球VR/AR出貨量，從2020年的年出貨量不足1000萬臺，到2024年將達到8000萬臺。根據《2021年中國虛擬現實（VR）行業分析報告》，2021年1—8月中國VR/AR企業大數據分析顯示，我國廣東省擁有266家VR/AR相關企業，位列第一位，北京、上海分別以168家和117家排名第二、三位，領先于國內其他地區。2020—2025年中國VR/AR終端硬件市場規模CAGR（復合年增長率）為51.7%，與全球趨勢相同。在接受VR/AR技術方面，中國消費者VR/AR使用率是全球的3倍以上，走在世界前列。2017年，全球領先的支付服務提供商Worldpay的一項調研就已顯示，中國受訪者過去三個月曾體驗過VR/AR技術的這一比例高達95%。

VR/AR技術日益發展、成熟，勢必會愈發廣泛地運用于影視、游戲、醫學、軍事、航天等領域。當然，VR/AR技術在出版領域尤其是少兒科普融合出版領域會得到更充分的應用。出版的轉型發展、國民的數字閱讀習慣的形成和科普閱讀需求，也為少兒科普的融合出版奠定了堅實的基礎。

（二）VR/AR技術應用于少兒科普融合出版的優勢

少兒科普類讀物具有天然的趣味性和探索性，最適合與VR/AR技術相融合，是VR/AR少兒圖書出版中最重要的選題方向。目前市場上的VR/AR讀物中，科普類圖書的占比較大。

VR/AR技術與少兒科普圖書的有效結合能讓枯燥的科普文字生動化、形象化。利用VR/AR技術對科學知識進行展示，能營造一種動態環境，為少年兒童創造理解和認知的空間，讓孩子們擁有新奇的學習和閱讀體驗，對科普讀物內一些抽象的科學知識產生更加直觀、深刻的印象，形成更加立體、成體系的認知，從而更好地掌握科學知識，并對與之相關的知識領域產生濃厚的興趣。

少兒科普讀物有了VR/AR技術的加持，在內容上會更加全面，在形式上會更加生動，在閱讀體驗上會更加容易形成情緒共振，使小讀者有更強烈的認同感，所閱讀的內容也就更容易被接受。借此，還可以充分激發少年兒童的想象力、創造力和科學探索的熱情。

由于VR/AR技術的參與，少年兒童在閱讀科普讀物的時候，不再拘泥于書本的形式，他們的學習途徑得以拓展，能極大地豐富少年兒童的課外學習生活。

應用VR/AR技術，傳統一維的文字閱讀體驗被擴展為視覺、聽覺、觸覺等多維的體驗，為單調的知識賦予了新的生命活力，給少年兒童帶來超乎尋常的閱讀樂趣，既滿足了小讀者多樣化的閱讀體驗需求，又增強了科普圖書的傳播效果。

（三）VR/AR技術應用于少兒科普融合出版的發展趨勢

目前，從現實情況看，VR科普出版有如下不足。一是VR制作費高昂。一方面，各出版機構競相獨立開發APP和VR資源平臺，不僅擠占了各出版機構本已有限投入到科普圖書內容生產中的經費，而且將使機構背上沉重的經濟負擔；另一方面，單個出版機構VR資源平臺寥寥無幾的VR影片數據，嚴重影響讀者的體驗。二是VR視頻長時間觀看會造成眼睛的疲勞和眩暈，讀者的心理接受度有限。三是VR眼鏡質次價低。這對VR技術應用于少兒科普融合出版的發展存在一定的障礙。在當當網和京東網圖書頁面搜索時，VR圖書數量約為AR圖書的1/5，似乎也印證了這一點。

如何實現VR資源的有效整合和VR科普讀物的知識產權保護？未來，出版機構之間趨于建立規范、統一的VR圖書出版資源平臺和APP以及標準的專用播放軟件。在VR平臺建設中，將會從用戶的使用習慣和需求的角度進行開發，在電腦端和移動端同步建設，會重視在微博、微信等社交媒體工具上的VR體驗。在少兒科普融合出版領域，想來也會如此發展。

2019年，國家新聞出版署發布了《出版物AR技術應用規范》。文件從選題策劃、素材制作、內容集成、輸出展示、審核測試、發布推廣以及運營維護七個方面，明確規范了AR出版的流程。這是出版物AR技術應用進入標準化2.0時代的標志，同時也意味著AR技術融于出版的成熟度較高。《出版物AR技術應用規范》將進一步推動AR關鍵技術的研發，AR出版物制作質量的提高和生產、運營成本的降低，從而增強AR出版物的市場競爭力，催生新的AR出版產業鏈條和商業模式，不斷擴大AR出版物的產業規模。

技術不是第一位的，少年兒童的健康成長才是少兒科普融合出版的第一要義。出版機構在少兒科普融合出版中應用VR/AR技術時，既要看到VR/AR技術的優勢，也要對其當前存在的問題和發展趨勢有一個清醒的認識。應以科學的態度正確應用VR/AR技術，切勿用工具理性代替價值理性。少兒科普融合出版物的開發，應充分考慮少年兒童的年齡特點及心理特點，基于其科普閱讀和學習需求進行設計與出版。

五、結語

隨著科技和數字新媒體的加速發展，人類即將迎來互聯網3.0的元宇宙時代。不僅VR/AR技術會很快成熟起來，MR/ER技術亦會有長足的進步，XR技術融入少兒科普出版物的成本將會降低，XR技術也將會迎來意想不到的發展機遇，少兒科普圖書在內容選擇、呈現形式、運營機制上必然會有創新之舉。雖然，未來相當長時間內，少兒科普圖書的出版仍會紙質、數字與融媒體出版并存，但是運用XR技術進行融合出版的比例將逐漸放大，甚至超過紙質圖書的出版。

XR技術促進了少兒科普融合出版產業鏈的發展延伸。未來，XR技術的應用一定會將文化安全觀放在首位，建構以少兒用戶健康成長為首要標準的監管體系，在遵循兒童本位，弘揚社會主義核心價值觀的前提下，賦能少兒科普融合出版。科普出版機構在建構XR少兒科普出版物核心矩陣，進行高質量特色產品開發的同時，應培養組建優秀的懂技術的編輯人才隊伍，探索多元盈利渠道，在XR少兒科普融合出版物的定制服務和精準營銷上發力。

優秀的創意和內容是出版物的靈魂，好的內容能帶來優秀的XR出版物，而只靠成熟的技術卻不一定能生產出合格的XR圖書。無論與技術融合深入到何種程度，XR等技術并非出版的主導，而是出版業進步的手段和工具。科普出版機構應正確認識XR等技術在少兒科普融合出版物中的作用，認清發展趨勢，在對新技術保持警惕的前提下，積極擁抱新技術，與時俱進地利用好XR技術，打造出符合時代需求、適合少年兒童閱讀習慣的優質科普融合出版物。