期刊-2025-08

科技馆信息化、智能化中的虚拟现实技术应用探索

文/宁夏回族自治区银川宁夏科技馆(宁夏青少年科技活动中心) 张洁

2025年08月11日

摘  要:本文深入解析虚拟现实技术在科技馆信息化、智能化建设中的创新型应用和显著影响,旨在探讨如何通过这项技术优化科技馆的教育和展示功能。本文界定了虚拟现实技术的概念与特性,并阐述了科技馆信息化、智能化的重要性,详细分析了在该过程中虚拟现实及其带来的益处。体现了虚拟现实技术在提升展品演示效果、丰富导览服务体验,以及加强科普教育内容的实际应用效果。同时揭示了利用虚拟现实技术能显著提升参观者的互动性和学习效率,也为科技馆提供了更广阔的教育视野和未来发展空间。

关键词:虚拟现实技术;科技馆信息化、智能化;展品展示


在信息化时代背景下,科技馆作为科普教育的重要阵地,其信息化、智能化建设尤显关键。虚拟现实技术以其独特的沉浸式体验和高度互动性,为科技馆信息化、智能化提供了全新的路径。本文深入探索虚拟现实技术在科技馆信息化、智能化中的应用与作用,从而推进科技馆展示、教育及服务模式的创新发展。通过介绍、分析虚拟现实技术的应用,旨在揭示该技术如何帮助公众更好地理解科学原理,激发科学兴趣,同时也探讨该技术对科技馆未来发展的影响和启示。


一、虚拟现实技术在科技馆信息化、智能化的关键应用


(一)虚拟现实技术的基本定义与特性

虚拟现实(VR)是一种创新的科技产品,其通过具备高度仿真特征的电脑模拟系统,进而完成对真实世界的模拟和再现。融入虚拟现实技术后的空间呈现形式可以泛指为虚拟环境,在这个环境里,每一位用户都能以人的感知和反应方式参与到信息的处理中,进一步加速认知和理解的过程,从而更有效地接收和吸收信息。而沉浸感是虚拟现实技术最具突破和创新之处,其使得用户不仅仅是观察者,更是参与者。因此沉浸感使得虚拟现实具有丰富的交互性和真实感。除此之外虚拟现实亦具备跨领域应用的优势,无论是在科研、教育、医疗、文化娱乐等产业,其广阔的应用领域都得益于虚拟现实技术模拟现实和优化感知的能力。

通过虚拟与现实的完美结合,体验者将全身心投入其中,忘我般地进行体验,并享受其间。这是由于虚拟现实技术能完美呈现出现实环境中的物理律,为公众赋予真实的视觉、听觉、嗅觉、触觉以及运动等多维度体验[1]。在这种情况下,虚拟现实提供一种全新的人机交互模式,通过头显、手套、身体跟踪装置等设备使体验者全面进入创建的虚拟环境中,这也正是沉浸式体验的来源。

(二)科技馆信息化、智能化的作用及重要性

在科技馆的现代化发展进程中,信息化的核心价值在于其能够实现资源共享、服务便捷化,从而提升科技馆的服务质量及影响力,为公众构建一个创新性的科普教育平台。层次丰富、形式多样的科普教育服务是科技馆最基本的功能,然而传统的科普服务形式往往受地点、时间限制,难以满足公众日益增强的科普需求。信息化的应用则通过数字技术有效地突破了这些限制,使科技馆升级为一个7*24小时开放的线上线下相融的科普教育平台,如公众可以通过“宁夏科技馆官网—在线观展—VR看馆”进入,进入后可通过手机或电脑进行观看,也可以通过VR设备观看,用VR设备观看时会有身临其境的感觉,从而满足他们随时随地学习科普知识的需求。而科技馆信息化的关键作用在于其具备智能互动性,以虚拟现实技术为例,借助高度仿真特征的电脑模拟系统,能将科学原理、现象和技术生动地呈现给公众。同时借助大数据等技术分析用户行为,科技馆还能精准提供个性化服务,提升公众的参与度和体验度。

再者,传统科技馆的内容更新速度远追不上科技的发展变化,无法为公众呈现最前沿的科普成果。信息化技术的运用使科技馆能实时获取全球科普资源,以极快速度向公众呈现科技最新进展[2]。并且信息化还能减轻科普工作者的重复劳动,通过系统充分集成各类科普资源,以最小的投入获得最大的信息输出。

(三)虚拟现实技术在科技馆信息化、智能化中的优势分析

在科技馆信息化、智能化领域,通过精确模拟复杂的科学过程或难以接触的自然场景,VR技术使得抽象概念的呈现变得更为直观和具体。这种直观性不仅帮助参观者跨越时间和空间的界限,如探索从古至今、从微观到宏观的各种奇妙现象,还有效地加深了参观者对科学原理的理解和记忆,进而增强了科技馆教育的互动性和趣味性。特别借助于VR技术的高度可定制性,能够为不同年龄和兴趣的观众群体创造特定的教育内容,从而实现个性化学习的目标。

并且虚拟现实技术还能够利用其模拟环境构建的特点,提供一种安全无风险的实验平台,让参观者能够在虚拟环境中尝试那些在现实生活中可能存在风险或不可行的实验,例如参观者可以通过VR体验,如进行深海、外太空探索,这种实践操作的机会极大丰富了公众对科学的认识和兴趣[3]。同时由于VR技术的集成性和互联网的连通性,科技馆能够通过虚拟展厅扩大其教育影响力,跨越地理限制向更广泛的公众传播科学知识。


二、虚拟现实技术在科技馆信息化、智能化的具体应用


(一)虚拟现实技术在科技馆展品展示中的应用

利用VR技术,科技馆能够设计出丰富多样的虚拟展项,为参观者提供形式各异的体验,其能够将复杂难以理解的科学知识变得形象直观,易于理解;对于概念性较强,无法具象展示的学问,也得以以直观的方式展现在公众面前。比如模拟太阳系运行模型的 VR 展示则可以让观众穿上专门的头显设备,置身于星海之间,身临其境地感受太阳系各星体的运行状态。又如将人体器官进行三维细致建模,让观众以第一人称的视角走进人体微观世界,亲眼目睹血液的流动、细胞的分裂等现象,这是将抽象知识转化为生动的体验。

科技馆中引入虚拟现实技术,既减少了后期的维护成本,又能有效降低展区对物理空间的需求。更重要的是,虚拟现实技术塑造出的沉浸式体验,可让观众全情投入,充分调动了他们的主体性,使科普文化教育更具吸引力。通过虚拟现实体验,科普知识不再枯燥乏味,变得趣味盎然,学习科普知识不再是被动接受,而是主动探索。这种新颖的展示方式极大地提升了科技馆的参与性和互动性。

(二)虚拟现实技术在科技馆导览服务中的应用

虚拟现实技术在科技馆导览服务中的运用,以国内某知名科技馆应用VR导览为例,该馆搭载一个元宇宙互动多媒体平台,利用互动多媒体技术,向公众介绍元宇宙及其相关知识,多媒体中展示大量关于元宇宙的文字、图片、视频等内容,观众点击触摸屏,就可以通过互动的方式查看多媒体,了解元宇宙的概念、发展历程、核心技术、应用场景、产业现状、发展前景等方面的内容。这种技术的运用,使得参观者似乎身处一个无边界的数字化学习空间,每一转身或步行都可能感知新的信息窗口,或者触发深入浅出的讲解。比如在天文馆区域,观众通过头戴设备看向某星座,点击触摸屏即可详细了解这一星座的历史、结构及其在人类历史中的文化意义等,这种方式显著优于传统标牌或语音导览的被动式学习。

同时VR系统可以根据访客的兴趣和已交互的历史数据推荐下一站最适合的展览,这种智能化推荐不仅增加了参观者的满意度,也增强了展品的教育效果。而对于那些难以实物展示的科技成果,VR技术能构建起几乎完美的三维模型,让参观者通过互动进一步理解其工作原理及核心技术,例如观众可以通过虚拟现实技术“进入”到一个粒子加速器的内部,观察并学习粒子碰撞的过程,这样的学习体验远超传统的图像或视频材料。

(三)虚拟现实技术在科技馆科普教育中的应用

虚拟现实技术(VR)已经成为科普教育领域中一个创新性的应用方向,借助此技术科技馆可以将抽象复杂的科学原理和概念以三维立体的形式呈现出来,例如在分子生物学展区,通过VR设备,参观者能“亲眼”见证DNA的复制过程,看到每个碱基对如何准确地配对,从而深刻理解遗传信息是如何传递和复制的。这种直观的展示方式,不但把复杂的生物学过程简化为易于理解的视觉信息,也使得原本无法直接观察的微观世界变得触手可及。而通过交互式的设计,参观者能够通过简单操作来模拟科学实验,如调整环境因素观察植物生长状态的变化,这种主动的参与过程无疑加深了他们对科学原理的认识和记忆。


三、结语


综上所述,借助虚拟现实技术,科技馆能够跨越物理限制,创造出让参观者身临其境般的科学探索体验。同时通过本文的探讨可看到该技术在提升科技馆展示吸引力、丰富科普教育内容及创新服务方式蕴含着巨大潜力。在未来随着技术的不断进步和应用范围的扩大,虚拟现实技术将在科技馆信息化、智能化建设中发挥更加核心的作用,为公众提供更加丰富多彩、高效互动的科学学习和体验空间。而这也促使科技馆不断探索和创新,以更贴合时代需求的方式推广科学知识,引领公众走进更广阔的科学世界。


参考文献

[1]王瑜瑾.虚拟现实技术在临床医学教学中的应用研究[J].信息系统工程,2024,(03):36-39.

[2]贺静.虚拟现实技术在纸文化展览中的应用[J].中华纸业,2024,45(03):112-114.

[3]袁昊杰,李伟.VR技术应用于绘本课程的价值、困境与出路[J].陕西学前师范学院学报,2024,40(03):31-38.

[4]刘杨.虚拟现实技术在烟草包装设计中的应用探析[J].绿色包装,2024,(03):116-119.

责编 / 马铭阳