基于沉浸式媒介的科技馆科学传播模型建构与对策

周荣庭 黄 钺 丁献美



基于沉浸式媒介的科技馆科学传播模型建构与对策

周荣庭 黄 钺 丁献美

近年来，伴随着虚拟现实技术的日趋成熟，这一技术手段以其沉浸式的体验、丰富的交互为影像视频、游戏竞技等领域带来了全新的人机交互方案。本文从虚拟现实技术在科技馆中的现实应用与意义出发，探求以虚拟现实技术为代表的沉浸式媒介在科技馆科学传播活动中的应用。本文界定了基于沉浸式媒介的科技馆科学传播过程中的各要素，并形成基于沉浸式媒介的科技馆科学传播模型。基于以上研究，为科技馆使用沉浸式媒介进行科学传播提出建议与对策方案。

科技馆；科学传播；虚拟现实技术；沉浸式媒介

一、 虚拟现实技术在科技馆中的应用

(一) 引言

长期以来，科技馆的科学传播活动几乎都是利用辅导员对展项进行阐释和演绎，如介绍科普展品的原理、引导参观者动手做实验、主持和参与科普剧表演等，辅导员在科普活动中起到了不可或缺的作用，其不足之处在于，观众在科学传播过程中处于信息接收的被动地位，参与的积极性难以得到有效发挥。随着虚拟现实技术的发展，科技馆利用虚拟现实技术提升科学传播的效果也提上了议事日程。所谓虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)，是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体来说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技手段，在特定范围内生成逼真的视、听、触觉等一体化的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互，从而产生亲临真实环境的感受和体验。科技馆的作用在于利用展品寓教于乐地传播科学知识，而虚拟现实技术所具有的沉浸感、交互性与想象性为展品赋予了参与性与趣味性。

目前，国内外相关的研究成果不多，将虚拟现实技术和科技馆结合起来开展的研究较为匮乏。本文从传播学视角出发，研究虚拟现实设备这一媒介在科技馆科学传播中的应用，并尝试构建出基于虚拟现实设备这一沉浸式媒介的科技馆科学传播模型，依据模型对科技馆使用沉浸式媒介进行科学传播提出建议与对策方案。

(二) 虚拟现实技术在科技馆中的应用现状

早些年，国内科技馆对虚拟现实技术的应用主要集中在科技馆展品内容的在线展示上。例如，从2007年开始设计的中国科技馆网站上的虚拟漫游功能模块，就是依据场馆的真实场景，利用三维建模技术构建了科技馆的虚拟场景。观众通过互联网上的沉浸演示就可以实现在“真实的场景影像”中随意漫游的效果，观众也可以利用Flash技术和人体手势识别系统进行非接触式的虚拟交互方式，根据观众自己的视角通过鼠标进行上下、左右的移动，观众的观察点和观察方向可以不受限制，随意转变，从而对“华夏之光”、“探索与发现”、“科技与生活”、“挑战与未来”以及“科学乐园”5个展厅场景进行360度视角的虚拟漫游。

从2015年开始，虚拟现实技术获得了大量的产业投资，科技馆应用虚拟现实技术也就成了热点。2016年6月，中国科技馆启动了首个虚拟现实博览会，引进全球最大裸眼3D屏幕，提供了“基因探索”、“嫦娥奔月”、“航母虚拟漫游”、“飞夺泸定桥”等30多个互动展项，全方位展现虚拟现实技术在航空航天、科研、文化、教育等众多领域的应用现状与发展前景。

而大英博物馆与韩国三星公司合作，从2015年8月就开始提供虚拟现实技术的使用体验。游客使用三星提供的虚拟现实头盔，以虚拟现实方式，探索青铜时代的特色网站，查看博物馆藏品的3D扫描图像。在馆内，大英博物馆则开放以虚拟现实设备为载体的，以历史、生物等为主题的现场教学活动，游客通过灯光和气氛体验青铜器时代，参与古人的各种仪式，包括祭祀太阳的仪式等。

基于数字科技馆的在线虚拟现实体验和基于情境式科教的虚拟现实内容传播是当前科技馆与虚拟现实这一媒介技术融合的两大方向。

基于数字科技馆的在线虚拟现实体验以科技馆的线上内容建设为基础，利用虚拟现实的临场性，力求在线还原科技馆的原貌。而基于情境式科教的虚拟现实内容传播则是将虚拟现实设备带到科技馆中去，使用虚拟现实设备代替传统科技馆中的展品实现科技馆的展教功能。[1]基于情境式科教的虚拟现实内容传播，在传播过程中能充分调动人的视觉、听觉、触觉等感官系统，使得观众能够对虚拟环境中物体的位置、大小等进行自主的判断和操作，进而提升科教过程中的互动；另一方面，在某种程度上也减缓了科技馆中硬件展品需要定期维护、更换的压力，如果只需要对软件层面的虚拟现实内容进行定期更新，则可以大大节约展项维护和更新的成本。无论是哪种融合形态，科技馆与虚拟现实媒介的融合已具有巨大的实践价值和较大的发展空间。

二、 基于沉浸式媒介的科技馆科学传播的要素与模型

(一) 基于沉浸式媒介的科技馆科学传播的要素分析

从现代科学教育的角度来看，科学知识的认知与传播应当遵循着“知识与技能”、“过程与方法”、“情感、态度、价值观”这三个目标去开展，通过教学情境的构建，力求受众通过实践感悟的形式习得科学知识技能、方法与价值观。在这样目标框架下的科技馆科学传播也应该借助不同的媒介介质，通过创建不同的情境将科学知识传播给受众。在科技馆科学传播中，首先要通过媒介形态的运用搭建传播情境，客观地向受众展示科学知识实践的过程，再引导受众进行探索性学习，最后促成受众关于科学知识经验性认识的形成。

沉浸式的传播基于传播活动中的人机交互，通过调动人的视觉、听觉、行为系统而形成一个拟态的世界，实现信息内容更为丰富生动、视角更为客观的传播。[2]目前，沉浸式媒介主要以虚拟现实设备为代表。目前，虚拟现实设备主要分为移动虚拟现实设备与基于台式机的虚拟现实设备两种。尽管两者在功能实现与体验效果上有一定区别，但两者都能为受众营造沉浸式的传播体验。基于沉浸式媒介的科技馆科学传播有以下几大要素：

1. 传播主体

在媒介高度整合的业态下，科学传播行业的发展呈现高度聚合、分工协作的趋势。科技馆这一科学传播主体也呈现出行业间高度整合、内容资源高度集聚的发展态势。围绕着科技馆展示、教育功能的发挥，科学家、科学共同体、科研机构等提供了最前沿的科学知识与研究成果；同时，内容资源制作方将科学知识通过可视化、叙事化的手段制作出来。相比于基于其他媒介形态的传播活动，以虚拟现实为主的沉浸式传播活动高度依赖于软硬件设备。因此虚拟现实软硬件提供方通过提供相应的软硬件接口与标准也参与到了传播内容生产环节中。内容资源制作方按照软硬件提供方的内容开发标准进行多媒体内容的制作。

实际上，科技馆针对受众设计搭建沉浸式科教情境，传播科教知识，可促成受众在不同情境内通过沉浸式的媒介形式对科学实践的再现，进行探究式学习，最后形成直接的科学知识经验。这也较为充分地契合了现代科学教育框架下的科技馆科学传播职能。在整个传播主体链条中，科技馆是科学传播主体中的核心，不仅发挥着整合外部内容资源的作用，而且起到了对科学传播内容主导、科学传播情境构建的作用。

2. 媒介和形式

相比于其他媒介在科技馆中的应用，基于虚拟现实等媒介进行的科技馆科学传播活动具有沉浸性的特征。沉浸式的传播基于传播活动中的人机交互，通过调动人的视觉、听觉、行为系统而形成一个拟态的世界，实现信息内容更为丰富生动、视角更为客观的传播。沉浸式媒介对受众的沉浸效应包括感知系统的沉浸与行为系统的沉浸。感知系统的沉浸以视觉、听觉、触觉等层面上的沉浸为主，虚拟现实内容制作方通过先行对现实世界科普知识的采集，再利用计算机技术进行建模与可视化，从而为受众呈现感知系统上的沉浸体验。而受众行为系统层面的沉浸式体验则体现为对受众行为、语言、表达系统的影响。受众在虚拟现实设备中，能够通过遥控、语音等方式控制虚拟现实叙事的展开，并进而影响到受众对传播内容的理解、表达。在基于沉浸式媒介的科技馆传播活动中，科学传播内容首先在拟态环境中为受众形成视觉、听觉等方面的沉浸体验，其次受众也高度参与内容的传播过程，通过感知、表达等层面的沉浸调整内容叙事方式，最后形成对科学实践的客观性回顾，以沉浸的方式客观审视科学知识实践。

3. 传播内容

科技馆科技传播所传播的内容是最基本的科学实践知识，即科教知识元叙事。其通过可视化、叙事化等媒介手段的封装，形成受众所感知到的科学传播内容。而在基于沉浸式媒介的科技传播活动中，受众所感知的内容是以视听内容结合各种交互手段所呈现出的。受众所感知到的科普内容是图像内容与音频内容的有机结合，通过遥控等方式与媒介产生互动，更改内容叙事。

在现阶段，沉浸式媒介在影视拍摄这种使用第三人称视角文本进行叙事的领域有较大的应用。但沉浸式媒介的临场性在第三人称视角叙事场景中未能得到很好的应用，其更为适用于基于受众视角的第一人称叙事场景。而以科学实践、原理再现为主的传播内容的客观性与科学性能与沉浸式媒介手段有效融合，能从受众视角进行客观、科学的传播。受众所感知的不仅仅是媒介内容，更是一段基于科学知识、实践的元叙事内容，通过用户的探究性学习，元叙事内容能发散、改变为受众对科学知识的认知，进而通过受众的人际网络进行进一步的传播。

4. 受众

在基于沉浸式媒介的科技馆科学传播中，受众通过沉浸式的体验再现了科技实践情境、并在重现科技实践情境的基础上开展了探究式学习，最后获得直接的科学经验。在此过程中，科学知识的元叙事已经通过受众知识网络的建构形成了受众的经验性认知。受众的经验性认知也进一步传播至受众的社群以及虚拟社群，形成了整个社群对科学知识的认知。

(二) 基于沉浸式媒介的科技馆科学传播的模型建构

如图1所示，基于沉浸式媒介的科学传播活动主体以科技馆为核心，以搭建沉浸式的科学传播情境与生产基于情境的科教知识元叙事内容为旨。科教知识元叙事即是最本质、最根本的科学实践知识，其通过可视化、叙事化的形式进行封装，成为该传播活动中的内容。该科学传播活动借助虚拟现实硬件设备等沉浸式媒介为传播介质，通过人机交互达成内容向受众的流动。基于此，用户对科学知识进行探究性学习，最后形成自己的直接认识与经验。

图1 基于沉浸式媒介的科技馆科学传播模型

该科学传播活动中的受众不仅与媒介、传播主体保持有较高的互动，同时其自身的社群属性也引发了科学传播内容在受众所在社群的传播，扩展了传播的场域。从传播主体到受众，达成了以展教功能为主的科学知识沉浸式传播；而从受众到传播主体，则达成了科学传播活动的互动与反馈。[3]相比于其他媒介形态在科技馆科学传播中的应用，基于沉浸式媒介的科技馆科学传播在传播主体及其内容生产上具有集聚性，在媒介与形式上具有沉浸性与交互性，而在受众层面上具有其社群属性。目前，无论是基于数字科技馆的在线虚拟现实体验，还是基于情境式科教的虚拟现实内容传播，其本质都是依托于不同的沉浸式媒介载体进行信息的传播并达成受众与传播主体之间的互动。

首先，基于沉浸式媒介的科技馆科学传播特点就决定了内容叙事具有连续性。在科技馆内容的生产链条上，各外部主体协助科技馆进行内容的生产，再由科学传播元叙事通过各种媒介形态再现由科学实践等方式取得科学成果的历程，吸引受众对科学知识的探索和基于自身知识结构的解构。从而在内容生产层面实现现代科学教育“知识与技能”、“过程与方法”、“情感、态度、价值观”这三个目标。

其次，在媒介形式层面上，其具有泛在性。沉浸式媒介不仅指虚拟现实一种，从沉浸式传播的外延来说，受众在一个或多个媒介上达成沉浸式的体验均是沉浸式传播。在当今媒介业态下，沉浸式传播实现的也不仅仅只依赖于虚拟现实这一媒介形态。当代媒介从促进人际交流与信息共享两个维度围绕着沉浸程度的不断增强而不断演进，我们身边的社交网络等交互性媒介都一定程度上提供了受众沉浸性。同时，基于不同媒介形态，科技馆科学传播也将呈现出叙事在不同媒介形态上的连续性。各个媒介形态看似离散，实际上，基于内容的连续性，其表现出在一个沉浸式的传播环境中的高度的聚合。

最后，在受众参与层面上，其具有广泛性。在科技馆沉浸式传播中，个体的社群属性会极大扩展传播活动的广度与深度，受众呈现出广泛、高度参与的态势。在各种新兴的媒介形态下，科技馆需要在内容生产上把握叙事的连续性，创造沉浸式的传播情境，善于整合利用各个媒介形态，吸引受众参与。[4]

三、 基于沉浸式媒介的科技馆科学传播对策

基于沉浸式媒介的科技馆科学传播模型为我们系统化地应用虚拟现实技术，探索科学内容与新媒体艺术的结合提供了应用框架。科技馆可以在获得人才支持、技术支持和经费支持的前提下，可以在内容生产环节、整合利用媒介环节以及受众互动环节创新思路、创新方案，使得沉浸式媒介在科技馆的科学传播应用领域获得持续发展的动力。

(一) 内容生产环节

科技馆的内容生产首先要依据科教知识元叙事这一核心进行内容的生产，无论利用哪种媒介形态，其本质还是对科学实践知识的演绎与再现。其次，在元叙事的创作生产中，应当凸显其叙事功能，贴合受众需求，基于社群挖掘受众需求，精准对接用户的科普需求。再次，科技馆需整合利用各个介质的优势进行内容的生产与分发，面向不同的媒介形态，生产不同形式的内容。基于上述几点，科技馆应整合内容资源上下游进行科教知识元叙事内容的创作与生产，以丰满的角色和复杂剧情支撑起一个宏大的叙事。

(二) 整合利用媒介环节

以沉浸式的媒介为核心，科技馆需要整合利用各个媒介形态进行内容的分发与传播。各个媒介形态看似离散，但其围绕着科教知识内容高度聚合，形成一个沉浸式的传播氛围。介质不同，表达形式不同，给受众的观感也不同。而不同受众也有自己倾向使用的媒介样式。基于不同的媒介形态，科技馆可以叙事为核心，在各个媒介中分发不同的内容。

同时，线上数字科技馆也不应该作为线下展品的简单复制，应该和线下科技馆围绕相同的科学知识元叙事，针对线上受众对科普的需求，呈现出不同层面、不同形态的内容。

(三) 受众互动环节

沉浸式媒介的高互动性与沉浸性使得受众在使用虚拟现实等设备时具有较强的传播效果。但基于科技馆传播内容的特殊性，科技馆科学传播需要保持一定的连续性。因此，基于同个科教知识元叙事不同内容的分发能提升传播活动的连续性。同时，受众在接触了不同媒介形态后，也构建了对于元叙事较为完整的感知。此外，科技馆针对不同社群分发不同的内容，虽然传播的媒介形态、方式、内容不甚相同，但最终都能实现科教知识元叙事的传播，促进受众在参与科普情境的基础上的探索性学习并形成对科学实践知识的经验性认知。

[1]任星.浅谈虚拟现实技术及其在科技馆中的应用[J].科学大众，2008，04：138.

[2]杭云，苏宝华.虚拟现实与沉浸式传播的形成[J].现代传播(中国传媒大学报)，2007，06：21-24.

[3]张勇.科技博物馆科学传播模式研究[D].中国科学技术大学，2011.

[4]周荣庭，方可人.超媒介叙事下图书出版物创新模式研究[J].科技与出版，2015，07：106-110.

Construction and Counter Measures of the Science Communication Model of Science & Technology Museum Based on the Immersive Media

Zhou Rongting Huang Yue Ding Xianmei

With its increasing maturity，virtual reality technology has brought a new human-computer interaction scheme in the field of image video and game competition with its immersive experience and rich interactivity. This paper starts from the practical application and significance of virtual reality in science and technology museum, explores the application of immersive media in science communication activities of science and technology museum, which is represented by virtual reality. It defines the elements in the scientific communication process of the science and technology museum based on the immersed media, and forms the scientific communication model of the science and technology museum based on the immersive media. Then the paper puts forward suggestions and counter measures for the science communication in the science and technology museum.

science and technology museum, science communication, virtual reality, immersive media

本文获国家软科学项目国家软科学研究计划“信息化条件下科技传播产业的创新发展研究”(项目编号：2014GXS4B070)项目支持。

周荣庭：中国科学技术大学教授，博导，科技传播与科技政策系主任；研究方向：科技传播与媒体；通讯地址：安徽省合肥市金寨路96号；邮编：230026；Email：rongting@ustc.edu.cn；黄 钺：中国科学技术大学硕士研究生；研究方向：科技传播、新媒体；Email：jonahyue@mail.ustc.edu.cn；丁献美：中国科学技术大学硕士研究生；研究方向：科技传播、新媒体。Email：592085218@qq.com。