科技日报：光、电组合——让科普展炫起来
摘要: 红鲤鱼和金鲤鱼在地上游来游去；混浊的大水从远方涌来，冲垮了堤坝，冲进了城市；雾幕虚无飘渺，却能在上面放映电影…… 11月30日，在全国农展馆举行的北京科普资源博览会上，一系列科普仪器引起了人们的兴趣， ...
| 红鲤鱼和金鲤鱼在地上游来游去；混浊的大水从远方涌来，冲垮了堤坝，冲进了城市；雾幕虚无飘渺，却能在上面放映电影…… 11月30日，在全国农展馆举行的北京科普资源博览会上，一系列科普仪器引起了人们的兴趣，其中不少成像系统，用光线把科学的奥妙形象展现出来，令观众称奇。 亮点1 测影成像脚下像是真鱼在游动 红鲤鱼和金鲤鱼游来游去，时而躲在荷叶下，时而又到处游动。参观的人们正忙着试图将它们驱赶进角落里的鱼笼。其实，鱼、池塘和鱼笼都不是真的，是投在地面幕布上的影像。如果你踩在“水面”上，涟漪便一圈圈泛开，鱼儿紧张地蹿离。 你也许以为，幕布下会有什么压力传感器，不是的，鱼儿能知道人在什么地方，是头顶上的红外测影仪告诉它的。测影仪是一个发着红色光点的小盒子，像一双眼睛监视着下面的阴影变化。由于光源从上直下，所以幕布上的影子和人所在位置基本重合。计算机通过测影仪的报告，计算出鱼儿应该如何躲避，再制作出动画，投在幕布上。 在另一个展厅地板的幕布上，人们影子经过处，迅速开出了五彩缤纷的小花，这也是一样的原理。 亮点2 球幕电影像看星星一样看电影 一个直径大概4米的黑帐篷，形状像蒸熟的圆馒头。走进去，里面在放天文电影———飞船穿梭于太阳系时看到的各种奇景。和普通电影不同，你必须仰头看，就好像夜观天象的姿势，而幕布好似天穹，是球面的。 球幕的好处是，你的视野基本上会被电影充满，影像格外丰富。4米的宽度上，你看到的是6、7米的球面影像。而且更有立体感。行星在运行、火山在爆发，一切仿佛都在观众身边发生，这种身临其境的效果是平面幕布没有的。 球幕可以放各种各样的电影，如战斗机飞行的短片，比起平幕来，球幕更能令人体会飞机疾飞时掠过地面的速度感。看得时间长了，脖子会有点僵，但还是觉得有趣。 球幕电影关键设备之一是投影器，它差不多1.5米高，立在帐篷中心。据技术人员说，相比平面投影，球面投影的技术更复杂。普通的电影要通过计算机转换，才可以在球面上放映。这次用于展览的球幕较小，有时，最大的球幕直径可在20米以上，需要用好几个镜头一起投影。 亮点3 仿真模拟在“山上”可感受洪水 没有经历过洪涝灾害的人，往往想象不到洪魔的威力。有一个展厅，为观众呈献了一幕“洪水来了”的全景灾难剧。 4米长，1米多高的宽荧幕上，动画开始了。清缓的河水从远方流来，上游是大坝，中游一座桥梁，下游沿河是居民区、公园和工厂。盘山公路上不时开过车辆。阳光明媚，远山青翠，鸟语阵阵。 顷刻，乌云笼罩，阴风阵阵———荧幕旁的风扇吹得人造树叶直抖。雨从无到有，从小到大，直到暴注入河。伴随着雷声———观众头顶的闪光灯营造闪电效果，混浊的大水从远方涌来，冲垮了堤坝，漫过了石桥，冲进了城市。近处的盘山公路上发生滑坡，一切都被破坏…… 这场表演，令不熟悉发洪水景象的观众，有了切身的体会。它利用宽荧幕，风扇和闪光灯，低成本地再现洪水景象。 亮点4 LED“滚筒”让你体验时空穿梭 从外面看去，它像一个贴着彩色塑料皮的大万花筒。走进去，它是一个5米长的“滚筒”，它的内壁上，橙黄色光的图案在匀速转动。一座小桥穿过“滚筒”，人在上面行走时，感觉有点眩晕，这是因为视错觉影响了运动平衡。 这个“滚筒”的内壁是由LED显示器拼装起来的，准确地讲，不是圆柱形，而是近似圆柱形的多面柱形。之所以有“滚”的效果，是显示器上的动画滑动所致。这种拼装起来的显示器可以让人体验时空穿梭，还可以显示其他内容，比如模拟水族馆，人们可以借之体验被碧蓝海水包围，在水生动物中间漫步的感觉。 亮点5 雾幕成像毫无感觉地从画中穿过 这片幕虚无飘渺，人可以穿越它却毫无感觉。 这是一片雾幕，10余个犹如加湿器的喷雾头悬着向下散放浓雾，形成一道垂到地面的幔墙。而影像就投射到这片柔雾上。 雾幕正在放迪斯尼动画片《海底总动员》，颜色各异的鱼儿在雾幕上游动，除了模糊一点，其他和平常的电影是差不多的。不时有观众从雾幕中穿过，但并不会破坏雾幕整体的稳定。 亮点6 虚拟现实逼真地模拟驾驶飞行 你当过飞行员吗？如果连驾驶执照都没有，哪有机会开飞机呢。 模拟飞行系统可以帮助你体验飞上蓝天的快乐。和很多大型游戏系统相似，模拟飞行系统也是由一个控制舱和一个大屏幕组成。不同的是，控制舱里的操纵系统更加逼真———左边是控制油门和舵方向的拉杆，右边是承载导弹瞄准器和发射器的控制杆；而且模拟飞行系统的屏幕更大。左手一拉，飞机在跑道上滑动，继而飞离地面，右手调整按下，导弹向远方的敌机奔去。这和军事爱好者们心目中的空战场景颇为相符。 和控制舱相连的是一台微机，正是它把信号转换为图像，在投影仪上映射出来。与此相似的模拟系统颇多，包括拟真帆板———人们踩在帆板上，前进的方向上有大屏幕；还有拟真F1赛车———其宽屏幕是两个普通幕布拼接的。 似有还无的喷泉，走近就消失的小猪……你得留神，不要被光线欺骗。这些有趣的科学演出，很多已经出现在国内的各大科技场馆里，为公众尤其是为孩子们带去快乐和教益。 ■新闻缘起 无人操纵的小球在沙盘上滚动出漂亮的几何图案；幕布上的动画鲤鱼会躲避观众的影子；令穿行者眩晕的“滚筒”实际是静止的。这些新奇的场景出现在11月30日在全国农展馆开幕的“科技场馆展品与技术设施国际展览会暨首届北京科普资源博览会”上。 此次博览会展品丰富，且多采用多媒体手段，互动性强，便于观众体验现代科普技术的魅力。据了解，科普展品共有300余件。亮点包括球幕电影、地面互动投影、微型数控机床、电学趣味展台、模拟飞行等等。 科技场馆面临很多问题 科技类场馆，是推动科普事业发展的重要基础设施，是向公众普及科学知识的重要平台，在建设创新型国家和构建社会主义和谐社会中，肩负着极为重要的社会责任。 据统计，我国（除港、澳、台地区以外）现有建筑面积在500m2以上的科普场馆704个。其中，科技博物馆185个，专业科技馆265个，青少年科技馆（站）254个，分布在我国大陆地区的31个省（区、市）。总体上看，这些场馆在普及科学知识，提高公众科技素质，促进人的全面发展方面发挥了积极作用，但仍然存在着一些突出问题。 如场馆空间分布不均，在目前的704个场馆中，东多西少非常明显，东部地区占56%，中部地区占24%，西部地区占20%；场馆功能缺失，目前的704个场馆其主要功能以展览、展示为主，研究和收藏功能相对薄弱；场馆特色不足，在场馆建设、改造和日常运营中，片面追求大而全，场馆的专业特色和地域特色严重缺乏；场馆效率偏低，从全国的总体情况看，科技场馆的平均建设效率约为33.54%，这低于联合国教科文组织制定的50%的标准；使用效率不足，除个别场馆外，绝大多数场馆的实际接待人数均小于设计接待能力，有的场馆甚至低于20%。 上述问题的存在，有些是先天因素造成的，但更重要的是经营能力不足造成的。因此，采取有效措施，迅速提高科技场馆的经营能力，是当前我们面临的主要任务。 |
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