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“教学大缸”小粉丝走进科技馆 虚拟现实技术带来“4D”体验

发布日期:2021-06-15 07:10   来源:未知   阅读:

  登月是中国人美好的愿望,从“嫦娥奔月”的传说,到“嫦娥”系列卫星,我们一直没有停止过对月球的畅想和探索。夜晚遥望那轮皎洁的明月,让人难免遐想:这颗离地球最近的天体上究竟充满了怎样的奥秘?在上面生活又要经历怎样的惊险和考验?

  上周末,本报教育微信公众号“教学大缸”的小粉丝们,就幸运地“登”上了天宫号空间实验室的实验舱,不仅近距离观星赏月,还勇敢执行了“出舱”和“发射”任务。此外,这些醉心外太空探秘的孩子们,还操刀做起了设计师,为如何在月球上搭建一个基地城市开起了脑洞。

  “系统检查完毕”、“准许出舱”、“上方外闸门开启”随着一连串的指令告一段落,头顶的闸门缓缓开启,小灏应声抬起了头:璀璨的星空一览无余。近处,蓝色的星球像是一颗闪烁着光芒的硕大水晶;远处,天津市河西区用科技加速营商环境优化,更多的星体也揭开了其神秘的面纱,展露出迷人的一面。随着座位的逐渐“升起”,小灏的心也慢慢提到了嗓子眼上,这时耳中又传来了新的指令:“实验二号舱将在北京时间2020年10月26日2点37分与天宫对接,最后的对接停靠阶段是此次任务的关键,希望你能够拍摄这一珍贵画面,为今后的实验研究做好准备。”

  “实验二号舱已进入最终对接轨道,正以2米/秒的相对速度向天宫靠近”、“实验二号舱现距离对接口5米,一号机械臂正在对目标舱体进行精度定位”、“机械臂成功抓取目标舱体,正在进行自动化精密对接”、“进入最后对接阶段,正在向对接口靠近”、“对接成功”目睹着在几分钟内发生的变化,由于太过激动,小灏的呼吸也逐渐变得急促起来。

  成功传输了对接任务的影像数据之后,小灏又前往舱尾搭载的实验平台,观看天宫实验室的最新成果。平台上搭载了许多实验设备和有效载荷,抓取实验仪器、实现无人控制下的各种复杂试验动作靠的就是机械臂了。咦,机械臂又动了起来,这时,小灏耳中又听到了新的指令声音:“机械臂已经对舱内的小卫星进行定位,即将完成拾取并释放”、“机械臂准备弹射小卫星”、“弹射成功”“机械臂真是太酷了!”小灏不禁发出了赞叹。

  过足了航天员的瘾,小灏摘下了VR眼镜,拿下了耳机,意犹未尽地感慨,“实在太逼真了,真想再看一遍啊!”

  原来,小灏刚刚的所有体验都是拜VR(虚拟现实)技术所赐。所谓“虚拟现实”技术,是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,它利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真,其逼真的效果能使用户沉浸到该环境中。中国科技馆的老师们花了三个多月的时间研究出这套“天宫”程序,为的就是让孩子们过一把“航天员”的瘾,而“教学大缸”的小粉丝们有幸成了前几批到访的客人。

  要说起来,这套程序的诞生还真是来之不易,背后离不开美术、导演、动画、计算机等多重背景工作人员的集体努力。为了保证科普的准确度,影片中的场景、设备都是参考了中国空间技术研究院等官方机构提供的数据,并让专家进行了把关。

  那么,这模拟效果究竟有多逼真呢?中国科技馆的老师介绍说,整个过程中,连升舱和返舱时的失重、超重都能感受得清清楚楚;不少粉丝在体验时都不由自主地伸出了双手,想要触摸下那些“摆”在自己面前的实验设备。未来,中国科技馆还将引进能多角度旋转、升降的椅子与该设备进行配套,让观众们实时体验“4D”效果。

  不过,这航天员可不是白当的。“实地考察”了太空环境的孩子们,还担负着一个重要任务,就是要打开脑洞、发动智慧来设计一款“月球基地”,在月球上打造一个“生存空间”。可行性强、有创意的方案将有机会被中国科技馆的技术人员添加到VR影片当中,并以孩子命名在月球上占据一席之地。

  要设计月球基地,就要充分考虑到月球上的生存环境。因此,在设计之前,科技馆的老师们先给孩子们来了个知识普及。要生存,首先要有水,月球上的水从哪里来呢?这可难不倒我们的孩子们,月球上虽然没有现成的水,但是根据科学家的探测,月球上有一定的氢氧元素,有了这两大元素,合成水不是问题。有了水,还需要有氧气,这也不难,有氧化物能分解的话就有氧气。可是空气中的氮气该怎么办呢?这可把孩子们给难倒了,“从地球上带过去!”有人响应,“太贵了吧”,质疑的声音随即出现;“用别的气体代替!”“那人类能不能适应呀?”话题一引开,孩子们立即七嘴八舌地讨论了起来。

  有了一定的知识储备,孩子们用画笔开始勾勒自己心目中的“月球基地”。昕昕把自己笔下的月球基地罩了一层厚厚的防弹玻璃,来抵抗陨石的撞击。原来,是月球表面上坑坑洼洼的陨石洞给了她这一创意。秀秀受到游戏《植物大战僵尸》的启发,将月球基地设计成了“豌豆号”,并在基地底部安装了履带,以满足随时移动的需求。小欣心目中的月球基地则成了一个大帐篷,他还在入口处给车辆通行留出了车道

  中国科技馆的老师表示,他们将从所有孩子的作品中挑选出可行性强、有创意的作品,并邀请相关领域的专家进行评审。对于最终入选的作品,技术人员将通过VR技术建设出孩子们专属的月球基地。孩子们可以随时登录中国数字科技馆来关注月球基地建设的进展情况。此外,孩子们的绘画作品还有可能入选“我心中的月球基地”科学幻想画展览,并在中国科技馆展出。

  除了置身“空间站”执行“出舱”和“发射”任务、操刀设计月球基地,孩子们还见到了新奇的“月球仪”:这月球仪门道可是不少,由国家天文台赠送、依据“嫦娥一号”拍摄的数据制作而成,千疮百孔的陨石坑让孩子们认识到了大气层对于地球的保护作用。此外,3D打印笔制作登月徽章、亲手制作月球车等动手环节让孩子们玩得也是乐此不疲。

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