中国科学技术大学打造“沉浸式”媒体技术 让科学更美丽

说起“沉浸式”媒体技术,你可能不熟悉,但说起AR/VR技术,即便你不太了解,可能也曾有所耳闻。戴上一台虚拟现实头盔后,睁开眼睛,你可以看到一片森林,还能在森林中行走、驻足,甚至与动物对话,森林中的一切将你包围,你“身临其境”,这就是“沉浸式体验”。

学术意义上的“沉浸式”,来源于匈牙利籍著名心理学家米哈里·契克森米哈1975年提出的沉浸理论。该理论认为,当人们在进行某些日常活动时,会完全投入情境当中,过滤掉所有不相关的知觉,进入一种沉浸的状态。当沉浸理论延伸到人机互动媒体上时,就出现了沉浸式媒体。AR的专业术语是增强现实技术,VR是虚拟现实技术,将这两种技术运用在媒体形式上,就是最新的“沉浸式”媒体技术。

新媒体研究院合影

新媒体研究院合影

“一幅图促成一个研究院”

在中科大先研院一楼大厅,一幅美丽的科学可视化作品,面积达200平方米以上,生动地表现了单分子拉曼光谱成像的科学成果。该成果表现的是中科大前任校长侯建国院士、董振超教授团队发表在顶级学术期刊 《自然》上的一篇论文成果。当时,由中科大科技传播与科技政策系周荣庭教授带队,为拉曼成像成果制作了5个科学可视化方案。这些可视化原理图被广泛应用于《自然》网站和国内外新闻宣传上。对科学可视化印象深刻的侯建国院士,在随后开展的校企合作探索中,积极指导并推动了中科大与皖新传媒共建新媒体研究院。

单分子拉曼光谱成像

单分子拉曼光谱成像

2014年8月8日,中科大“沉浸式”媒体技术实验室即新媒体研究院在中科大先研院正式挂牌成立,周荣庭教授出任院长。实验室成立的初衷,就是探索VR/AR等“沉浸式”媒体技术在科学传播与科学教育上的应用,通过新媒体技术的融合,来推动科学文化的传播。

在最初接洽的时候,皖新传媒负责人曾半开玩笑地对周荣庭说:“你把侯校长请到皖新传媒来,我们就每年支持1000万元。 ”周荣庭去请示侯建国校长,极少去企业参访的侯校长说:“这是好事,我给你背书去。 ”在考察皖新传媒的短短两小时中,皖新传媒居然出版了一份关于侯校长考察的内部刊物。所有编写、排版、印刷工作,均在两小时内完成。这种按需出版的技术和效率,给侯校长留下深刻的印象。在合作中,侯建国鼓励新的研究平台致力于创建国家级工程技术研究中心、建设国家级新媒体人才培养基地,并开创国际化新媒体学术交流平台。

周荣庭

周荣庭

“可以说,一幅图促成一个研究院。 ”周荣庭感慨地说,一方面,科技的快速发展促进了公众对科技文化产品与教育需求的不断增加;另一方面,研究院以中科大人文学院科技传播与科技政策系为依托,是需求与技术的强强联合,这让新媒体研究院对未来发展充满信心。更多沉浸理论解读:www.yangfenzi.com/tag/flow-theory

“将科学与人文深度融合”

“如果早点看到这一科普作品,我或许就选择化学专业了。 ”一位大学生看过中科大体验式数字传播作品《美丽化学》后,在写给制作团队的信中感慨地说。

中科大新媒体研究院出品的体验式数字传播作品《美丽化学》,将科学的神奇与美丽通过可视化影像传播给大众。截至目前,作品已有超过千万的独立访问量,得到《时代周刊》等全球140余家媒体的重点关注与报道,2015年2月获得由美国国家科学基金会(NSF)和美国《大众科学》杂志举办的Vizzies国际科学可视化竞赛大奖,这是国内作品首次获得该奖。

消失的世界25位角色

消失的世界25位角色

成立短短两年多时间,中科大新媒体研究院在国内外已初步拥有一定的影响力和知名度。依照“沉浸式”阅读理念,实验室利用自主研发的基于手机与PAD的增强现实出版技术平台“科学荟”,于2015年与电子工业出版社合作研发了AR绘本《消失的世界》,并延伸开发了相关联的三套桌牌游戏……在此基础上,实验室还开发了一套行业领先的轻量级增强现实编辑技术及云生产平台,该平台将在行业垂直领域实现特征识别、数据转换、编辑制作、数据管理传输、标准制定等方面的集成设计和研发,为VR/AR技术行业服务高效定制奠定了基础。

短短两年多时间,就取得了如此多实质性的进展,他们是怎样做到的? “我们将科学与人文深度融合,并以此为核心竞争力,交叉学科背景更是我们的一大优势。 ”周荣庭表示。

令新媒体研究院院长助理吴茂乾记忆特别深刻的是,周荣庭院长特别强调 “聚焦”二字:聚焦国际最前沿的成果,专注于擅长的领域、埋头苦干。周荣庭对于每一个产品都有着严格的要求,每次有新产品出来,周荣庭都是第一个试用的用户,“如果是自己都不满意的作品,宁可承受损失,也不要交付给用户”。

“互动体验让科学更美丽”

2016年初,中科大新媒体研究院启动面向中学理科教师使用的互动式多媒体课件演示平台“火花学院”项目,吴茂乾是主要负责人。

在与蚌埠二中合作开展化学公开课的过程中,由于时间紧、要求高,团队部分成员曾建议将AR技术应用部分去掉。吴茂乾经过慎重考虑,坚持将AR技术引入到公开课中,并前后3次带领团队前往学校沟通协调。最终,AR技术所呈现出的分子结构模型,得到了全校师生的一致好评,作品入选国家级公开课名录。

中国科学技术大学打造“沉浸式”媒体技术 让科学更美丽

2015年,该研究院与电子工业出版社达成合作意向,计划出版一本增强现实的科普绘本。获得法国科普大奖的作品《消失的大陆》进入了团队视野,在保持原绘本艺术风格的前提下,团队需要将绘本上的动物通过3D技术动态复原,并展示它们如何跳、如何跑、如何飞翔、如何进食。对于他们来说,这是一个巨大的挑战。

在制作过程中,团队遇到不少技术难题,比如在移动终端性能的限制下,如何用有限的计算资源呈现原绘本精美的艺术性?一个动物只能用5000~10000个画面贴片组成,所有的贴图必须绘制得非常精细。 “所有的设计都是团队成员们反复核查资料获得的。 ”吴茂乾说,“科学与人文的结合更需要严谨的科学态度。 ”

以始祖鸟为例,所有的羽毛都需要单独建模,每个动作都要做到精确:始祖鸟扇动翅膀,不是将双翅向后展开到后背,而是在胸部一侧(双翅夹角不能超过180度)。以爬行方式移动的古生物,爬行方式也各有不同:梁龙行走是一侧的前脚先移动,同时该侧的后脚跟上,然后再换另一侧脚;而翼手龙是以“左前、右后、右前、左后”这样“对角线”方式移动四肢。

在团队的共同努力下,AR出版物《消失的世界》于2015年底正式推出。在2015年北京图书订货会上,《消失的世界》首批5000本图书销售极为火爆,一上市便被抢购一空。 “‘沉浸式’媒体技术展现了科学的美丽,并赋予用户沉浸式互动体验,不仅在增强融合的体验中为我们打开无限想象空间,还将想象空间变为现实。 ”周荣庭说。

【来源:安徽日报 记者:桂运安 通讯员:刘爱华】

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2 Responses

  1. 未来论坛2017年会-专访诺奖得主Klaus von Klitzing:科学就是我们的未来说道:

    1985年,德国物理学家Klaus von Klitzing因发现量子霍尔效应而获颁诺贝尔物理学奖。

    2017年1月15日的未来论坛年会上,Klaus von Klitzing教授接受了未来论坛独家专访,畅谈了他的研究、对未来论坛和中国科学未来发展的期待及科学家对人类未来的神圣使命。

    1
    您因为量子霍尔效应而获得了1985年的诺贝尔物理学奖。能简单介绍一下量子霍尔效应吗?

    我发现了一个常数,以我的名字命名为冯•克利青常数。在今天,只有两位还在世的科学家有以自己名字命名的常数。大家一般熟知的常数有普朗克常数、阿伏伽德罗常数这些,但这些科学家都已经不在了。

    自然界中的光速是恒定的,在哪都一样,无论在月球还是地球上,光速都是相同的。我发现的这种电学常数也是放之四海而皆准的。在中国,人们也利用这个常数来校准电气装置的精密度量。全世界的人们都应用这同一种计量系统和单位。这就像你去买东西,商品是按一定的单位例如每公斤、每米来定价的,不管在中国、美国还是德国都一样。而冯•克利青常数非常稳定,可以保证在哪里都有一个同样的标准。

    2
    量子霍尔效应在实际应用中除了计量上,还有哪些用武之地呢?

    除了计量学,当然还有很多很多其他的用途。时下,量子计算机是个热门话题,微软投资了很多钱,试图将量子霍尔效应运用到量子计算中去,这是一项崭新的技术。除此之外还有许多其他的应用。

    每天,都有新关于量子霍尔效应的研究成果被发表,量子霍尔效应在今天依然是一个十分重要的领域,还蕴藏着许许多多的新发现在等待着人们。

    3
    您的这一发现对现在的科学研究有何影响?

    在日常生活中,人们对于量子现象并没有切身体验和感受;但在原子水平上,人们已经可以创造和控制新材料了。当这两种不同的维度重叠时,就产生了新发现,就会衍生出新的仪器和设备。

    4
    谈谈您对中国的印象好吗?

    我对中国的了解由来已久。30多年前,我就来过中国。比照今昔,中国的发展简直令人难以置信。每一次来中国,我都会看到新的巨变。跟其他国家相比,中国的未来无疑是非常美好而光明的。

    现在中国的当务之急,就是要坚持不懈地支持科学事业,鼓励独立创新,而不是去复制已有的东西。以中国现在的经济实力,完全可以聘请到非常好的科学家。我带过的最好的博士生里就有不少是中国学生,现在他们已经完成学业,为了实现自己的目标回到了中国,我这次来中国也很想跟他们重聚。对中国科学的未来,我非常看好。

    5
    在您眼中,科学之美在于?

    从我自身的经历来说,在基础科学领域,新发现就意味着新知识,在你面前呈现的是一片从未有人涉足的崭新世界,这种感觉太美妙了。

    另外,科学将全世界的人连在了一起。科学家的过人之处就在于其全球化的视野和胸襟,而不只局限于眼前那一点点东西。我有一次和人类第一个成功登月的宇航员阿姆斯特朗聊天,他说当他踏上月球,从月球望向地球,发现地球竟然是那般的渺小,对全人类的责任感和使命感在他心头油然而生。我想,很多科学家都会有这样的感受,想要担起对全人类的责任。我们必须为这个世界做点什么,比如开发新的清洁能源、关注全球气候变化等等,我们必须关爱地球。政客们关心的或许只是下一届选举,但这些才是关系到人类生死存亡长远的目标,比如能源,一旦用掉,几个世纪都是无法再生的。只有科学家才会真正关心地球,关心人类,因为科学家的视域是全球化的。

    6
    您的老朋友薛其坤教授是首届未来科学大奖的得主之一。您自己对未来科学大奖的评价是?

    这个大奖太棒了!基础科学是非常重要的。在中国,人们如果对什么进行投资,就总是想立刻看到收益。但在我的家乡德国,基础科学总是被鼓励的,因为基础科学会带来新知识,有了新知识才可能产生新应用。回顾过往,你就会看到,基础科学研究实际上对人类社会产生了非常深远的积极影响。因此,用物质来奖励基础科学研究是很重要的,这将鼓励科学家去拓展新的科学疆域,这是非常美妙的一件事。

    未来科学大奖可以鼓励人们独立思考,催生新的科学发现。我希望十年后还能回来参加未来科学大奖的十周年庆典(笑)!我也希望更多的民间力量可以被集中起来支持科学,因为科学就是我们的未来。

  2. 首都互联网协会新闻评议专业委员会:“让科学传播起来”说道:

    为迎接全国首个科技工作者日,鼓励科技工作者善用媒体更好地进行科学传播,消除媒体科技报道中可能存在的误区,昨日,由北京市科技记协主办,北京科普作协、首都互联网协会新闻评议专业委员会和北京市科技传播中心支持,北京科技报社承办的“最受媒体欢迎的科学家”发布及媒体培训会在中国科技会堂举行。

    中国科学院院士、中国月球探测工程首席专家欧阳自远,中国农业大学食品学院营养与食品安全系副教授范志红,著名心血管病专家胡大一,中国科学院粒子天体物理重点实验室主任、博士生导师张双南和军事科学院作战理论和条令研究部正师职研究员、中央电视台《军事科技》栏目特约评论员杜文龙等5位科技工作者凭高人气当选。

    中国科学院院士、中国月球探测工程首席专家欧阳自远

    欧阳自远与在场的科技媒体工作者分享了他的科学传播历程,给科技工作者们提供了一个如何借助大众传播来助力科学事业的范本。他说,科学普及有着巨大的威力,做好科普工作,公众的理解和支持将成为巨大的暖流。

    中国农业大学食品学院营养与食品安全系副教授范志红

    范志红在微博和微信公号上进行科普写作多年,体会颇多。她以科学传播工作为背景,分享了《媒体 VS 科学家:健康科普体会》,她认为,大学科研教师等有专业优势的群体有责任去做科普工作,同时媒体也应尊重科学精神,不能随意歪曲科学观点。

    中国科学院粒子天体物理重点实验室主任、博士生导师张双南

    被誉为“网红科学家”的张双南在分享中提到,科学家要善于用好媒体传播科学,同时科学家和媒体人也要相互理解和信任,“科学的发展需要政府的支持和决策,媒体在这其中起到了重要作用,因此科学家需要媒体,媒体也需要科学界。”

    军事科学院作战理论和条令研究部正师职研究员、中央电视台《军事科技》栏目特约评论员杜文龙

    杜文龙跟媒体打交道已有30年,他认为,媒体在报道军事科技内容时,既要及时准确,又要注意保密,“媒体也需要我们在有限的时间内提供有营养、含金量高的内容。”

    胡大一因故未能出席,他通过一段视频和现场的媒体朋友们分享了自己的健康传播感悟,对在健康领域内如何用科学的报道消除误区提出建议。

    在科学家分享后,主办方和媒体代表为他们分别颁发了“最受媒体欢迎的科学家”纪念证书。此次评选由包括人民日报、新华社、中国青年报、北京日报、北京科技报等媒体的数百名科技记者、编辑参与,通过提名投票的方式评选出媒体人心中最善于沟通、乐于传播的科学家。

    此外,为促进科技工作者和媒体人更加积极的参与科学传播,北京市科技记协、北京市科普作协、首都互联网协会新闻评议专业委员会等单位联合发起了“欧阳自远科学传播奖”,并举行了授牌仪式。“欧阳自远科学传播奖”将用来鼓励积极参与科学普及的大众传媒从业者和积极参与科学传播的科技工作者。

    科学传播离不开科学写作。发布会上,北京科普作协秘书长严俊宣布启动2017年科普征文活动。征文面向科技工作者、专业传媒工作者和自媒体人开展,今年还增加图书章节评选。

    据统计,我国有超过8100万的科技工作者,他们担负着支撑引领科技创新发展的艰巨任务。自2017年起,国务院将每年的5月30日设立为“全国科技工作者日”。这次发布及培训活动也是迎接首个“全国科技工作者日”的一场媒体特色活动。主办方希望通过这次发布和培训,促使更多科技工作者走出自己的“小圈子”,积极参与科学传播,提升大众科学素养,同时帮助媒体消除报道科学领域时可能出现的误区。(来源:人民网-科普中国)

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