校园气象科普教育论坛
VR、AR技术在青少年气象科普中的应用研究


大家好,这次和大家分享下 VR、AR 技术在青少年气象科普中的应用进展和广东气象科普的设置 建议。首先简述下两个概念。VR(虚拟现实),用计算机构建一个虚拟的环境,利用 VR 设备,使 用者能看到、听到、摸到、闻到三维空间内的事物并与它们互动。AR(增强现实),通过摄像头, 将计算机生成的虚拟信息实时叠加到现实世界。

接下来,看下 VR、AR 技术在科普中的应用现状。 VR 科普方面:国内越来越多的大中型科技馆,设计了天文、地理、人体系统、动物、昆虫等主题 教育,用于展品设计、教育培训和实践互动;中国气象局基于 VR 技术的《穿越台风》《天兵行动》 《漫游气象博物馆》等气象科普影片;  AR 科普方面:今年 4 月,华为推出了华为 AR 地图公测版。除了能为用户带来精确到厘米的导航 服务外,还能感受实景导引讲解、洞窟虚拟穿越、AR 拍摄体验等核心功能。近距离接触“活”了 的千年敦煌,接受我国古代丝绸之路和敦煌历史文化知识的科普。  美国气象频道的科普短片和中国气象局 “玩转气象 AR 互动气象装备”“AR 气象灾害”等产品, 都通过 AR 技术和三维建模,帮助提高公众对天气现象的认知做了努力。 

VR、AR 技术在青少年科普应用中的关键问题。 设计虚拟科普产品时,至少要从用户研究、交互、视觉和动效这四个方面做好流程设计。  用户研究是在 VR、AR 设计中扮演了一个导航者的角色。青少年最想了解的气象科普问题是什么, 哪些设计可以改善体验等问题。  交互设计是制定用户行为,论证不同硬件外设和全景画面等方案对用户操作结果的影响。  视觉设计又包括 3D 造型、设计、渲染等等包装工作。  动效设计是让整个系统变得真实,起到画龙点睛作用的角色。完成元素出入场的过程节奏,以及 虚拟场景中水、火、云等的仿真。 VR 世界用户和虚拟场景的交互,可以通过眼动、手势与动作捕捉、语音控制等多种 VR 设备方式 来实现。比较常见的是位置跟踪器、数据手套、动作捕捉系统、数据头盔等。 AR 世界则需要通过摄像头,在摄像头拍摄的实时画面基础上,结合虚拟物件进行展示和互动,比 如 Google Glass、国家知识产权局最近还批准了华为申请的 AR 智能眼镜专利。

最后,谈一谈广东气象科普活动的设置建议。 AR 气象科普读物可以采用 AR 卡片的形式。通过手机、平板的摄像头捕捉现实画面,将卡片、绘 本上的观测设备、虚拟天气及二十四节气物候等内容生动化地呈现在显示屏上。 VR 气象科普馆可以集合广东现有的台风体验基地、卫星遥感科普基地以及各地市现有的气象科普 基地资源,制作成 VR 全景视频,并发布到互联网。还可以根据台风、暴雨、大风、风暴潮以及 内涝、山洪、地质灾害等设立成 VR 防灾体验馆。 目前,我们拥有影视级的 Vizrt 在线包装和虚拟演播系统来制作专题气象专题节目,可以通过制 作专题 AR 影片,进行气象 AR 科普课堂教学。 虚拟气象科普直播,相比难度较大的 VR 直播,AR 直播适合各种类型的气象信息科普,主持人可 以坐在演播台前,聊到某个气象科普信息点的时候,AR 物件就出现在屏幕中,辅助讲解。在气象 日、防灾减灾日等活动,农业气象科普和扶贫助农农产品带货中,都有较好的应用前景。