浅谈虚拟现实技术在海洋科普领域的应用——以海洋生态文明系列科普VR产品开发为例

◎文/江波

随着信息时代的迅猛发展，科普知识的更新速度不断加快，科普教育的技术探索也变得尤为必要。而具有交互性、沉浸性和想象性的虚拟现实技术（Virtual Reality，以下简称VR）可以更好地呈现一些传统传播方式中无法实现或不易展示的内容。2010年以来，在海洋领域有诸多科研院所、高等院校、场馆、涉海企业等纷纷投身科普VR产品研发，海洋科普VR产品呈现出快速发展的势头。本文结合笔者所在单位开发海洋生态文明系列科普VR产品的实践，探讨VR技术在海洋科普领域的应用。

一、VR技术在海洋科普教育中的应用优势

利用VR技术开展海洋科普教育，具有以下几方面优势：

1.沉浸式体验

虚拟现实技术通过场景再造，基本能够做到720°还原真实场景，结合一些水流、海洋生物叫声等背景音乐的处理，能让用户身临其境般感受场景周边环境，带来沉浸式的体验。如海洋生态文明系列科普VR的“北极探险”主题，通过展现北极圈冬季的自然风光，让用户观赏极地风雪景观、美丽极光，体验因纽特人特有的搭建冰屋、凿冰捉鱼、狗拉雪橇等生活场景，并反映出全球变暖导致的极地冰川融化对北极熊等极地生物生存环境的影响。

2.提升学习效果

VR产品全新的传播体验能够使受众人群体验到虚拟却又无比“真实”的感受，对培养其创造性思维、全方位接收信息有极大帮助。采用VR技术开发的海洋科普产品不仅能够做到真实反映现场情况，更能加深用户学习印象。比如学习在海边游玩遭遇裂流、风暴潮、海啸等海洋灾害的应对措施时，通过VR技术还原现场场景能够帮助用户消除紧张的情绪，有效提升学习效果。

3.降低教学成本

在科普教育中运用VR技术，可以彻底破除时间、空间的限制，并且对客观条件的不足进行弥补与改进，制造出一种优良的虚拟学习空间。特别是像极地、大洋、深海等场景，抵达现场的成本往往是巨大的，采取VR技术可以最大限度地还原现场场景，大大降低教学成本。

4.确保教学安全

对于一些具有安全风险的涉海教学，比如出海调查、潜水作业、海洋仪器设备操作、海上溢油处理等等，通过VR技术模拟现场环境能够大大降低安全风险，确保人身安全。

二、利用VR技术开发海洋科普产品的实践经验

利用VR技术开发海洋科普产品，可以从脚本设计、场景设计、模型设计、交互设计、体验设计等五个方面来重点考虑。

1.找好脚本设计的切入点

脚本设计的切入点即产品题材选择，好的切入点可以让产品被用户更好地接受，吸引更多用户参与体验。对于大多数人来说，海洋是充满神秘的，海洋的很多地方也不是很容易就可以到达的，因而海洋领域可以开发的题材非常多，比如海洋军事、海洋灾害，极地探险、深渊下潜、沉船探险、海底黑烟囱、潜水体验等等。产品切入点的选择可以结合展馆或研学主题，根据具体的场景需要进行设计。VR产品的切入点还可以和其他展现方式搭配使用，在内容选择上作差异化设计，避免重复，从而提升场景内容的承载力。

2.场景设计应跌宕起伏

VR产品其实与电影类似，特别是有很多海洋生物参与其中时，应该有平缓，有高潮，有主角，也有配角，这样才能让整个产品显得跌宕起伏、主次分明、引人入胜，带给用户不一样的体验感。以海洋生态文明系列VR产品之“西沙探秘”为例，场景中有各种热带鱼类、水母类、珊瑚类、海葵类，也有大型海洋生物如海龟、鲸鲨等，其中鲸鲨是主角，其进入画面的时间就比较关键。鲸鲨进入场景后会形成对鱼类的追赶画面，经过用户身边时还会稍有停留，与用户做一定的交流，然后再远去退出。但必须承认的是，VR产品的场景画质不仅与产品成本投入有密切关系，与硬件配置也关系密切。画质越精细，对硬件的芯片和内存要求越高，因此就当前的硬件设备而言，恐怕需要在画质上做一些舍弃，特别是在面向中小学和社会大众的科普产品上。

3.模型设计的科学性须有保障

不管是VR科普产品，还是其他形式的科普产品，内容的科学性要放在第一位。比如，海洋生物的水深分布是不一样的，浮游生物有浮游生物的分布范围，大型底栖生物有大型底栖生物的分布范围；不同海区的海洋生物分布也是不一样的，有的生物只在东海有，不能张冠李戴，以免误导用户，以讹传讹。在拿不准的情况下，可以邀请科学顾问帮忙把关。

4.交互设计应注意简单、易用

交互设计对提升用户体验和参与感大有帮助，当前很多VR设备都配备了手柄，如果所有的功能键都用上，操作会变得非常复杂。因此科普VR产品的交互设计要注意简单性、易用性，让用户只需要简单操作即可学会使用手柄，降低用户的学习成本。如果涉及多款科普VR产品联动，还需要统一各款产品的交互使用方法，提升用户体验。同时，要做好产品与产品之间的衔接。对于系列VR科普产品，可以搭建一个VR产品大厅，将各款产品放置在界面统一的产品大厅里，这样用户可以通过用户大厅进入产品中，既避免界面凌乱，也能提升用户体验。

5.要体现趣味性

科普VR产品要注意通过产品情节的设计以及游戏化的交互机制，寓教于乐，提升产品的趣味性和用户体验。比如海洋生态文明系列VR产品之“渤海治理”，用户进入场景就会看到渤海尚未开展治理时污染严重、环境严重恶化、海洋生物数量急剧下降的状态，产品通过游戏化的机制引导用户逐一寻找到污染源头并关闭污染源，整片海水逐渐变得清澈，海洋生物也逐步变得丰富起来，用户通过完成任务可以收获成就感，同时学习领会到国家为何投入那么多的精力来治理渤海。

6.要注意内容的审核把关和产品的包装处理

尽管目前尚无VR产品开发的相关内容制作规范出台，但作为出版单位还是要加强内容上的审核把关，对讲解及文字表述等部分应当遵照“三审三校”的管理要求和管理流程。对于VR产品的包装处理，如片头片尾包装如何要求、如何署名等，目前为止同样没有具体、详细的规定，缺乏行业标准来统一产品制作规范，但为了体现产品的完整性以及对产品设计开发做出过贡献的工作人员及机构，还是应该在片头片尾部分做一些必要的包装处理，可以参照影视、动画等的署名规定来完善相关信息。

三、结语

从目前研发的科普VR 产品看，仍然存在一些问题或局限性，例如在VR产品的脚本编写上还缺乏经验，简化交互、提升用户体验方面还需要进一步探索，产品数量还比较有限，总体质量还有待提高。但随着VR技术的日趋成熟以及相应硬件的不断升级，基于脚本设计、场景设计、模型设计、交互设计、体验设计五个重要环节，不断优化脚本设计切入点，提高产品科学性和趣味性，在人机交互技术中寻求创新和突破，未来会有更多、更受大众欢迎的VR科普产品问世，届时VR技术将在海洋科普领域迎来更加广阔的发展空间。