计算机图形学在新型科技馆中的应用 计算机图形学论文.doc

计算机图形学论文 班级 ： 姓名 ： 学号 ： 计算机图形学在新型科技馆中的应用 一、引言 随着时间的推移，以展板、实物为主要展示内容，其中包含一些互动环节和多媒体演示功能的博物馆已经成为主流，这比起早先仅是一些展板加实物的展示有了很大进步，参观者不再仅仅是走马观花式地观看，还可以进行多种方式的观赏与多种手段的交互式操作。然而，公众尤其是青少年的求知欲望强烈，他们对科学技术的情景体验、启智思维等充满了更多的好奇，随着信息技术的发展，旧的科技博物馆需要更多更新的技术来承载。随着人类社会的不断进步和发展，在国家“2049计划（全民科学素养行动计划）”推动下，建设新型的科技馆已势在必行。 本文将以中国科学院计算技术研究所新近为中国科学技术馆新馆所研发的一系列新型互动展品为例，探讨计算机图形学及相关技术在新型科技馆中的应用。 二、未来科技博物馆的发展方向 2.1新型科技博物馆的关键作用 20世纪以来，科学技术极大地改变了人们传统的生产和生活方式，人们在科学技术带来的便利的同时，也对科学技术及其发展倾注了极大的热情。无论是提高全民科学素养的需要，还是人们获取更丰富的知识的需要，科学普及已经成为最常见的名词，并已贯穿到人们生活当中。有人说：“经济科技化和科技社会化，已经成为我们时代的鲜明特征。”[1]面对大力提高公众科技素质这一世界各国共同关切的重大课题，新型科技博物馆作为一项大型社会科技教育设施，肩负着实施科教兴国战略、普及HYPERLINK /view/3805.htm科学知识的重要使命；承担着提高公众科学文化素养的重要责任。 吴凡在其文章《科技馆在新世纪科普工作中的地位和作用浅析》中曾谈到：科普工作是一项有明确目的的科学活动。它的内涵和过程表现为“以各种方式向全社会传播科学技术，实现知识的扩散、转移和形态转化，以达到预想的社会、经济、教育和科学文化效果”。我国已经把科普工作的意义和作用定位为弘扬科学精神、传播科学思想和科学方法、提高国民的科学素质，提高人们参与社会经济活动的能力，提高文明程度和精神生活质量。当前，科普工作更具有反对迷信，反对伪科学和邪教，维护社会稳定的重大现实意义。 科普是一项系统工程，包含丰富的内容。国内外的科普实践证明：新型科技博物馆既是科技发展和知识经济时代的产物，它又反过来作用于国家、社会和公众，能够产生间接的却是重大的社会效益和经济效益。[2][3] 2.2不断丰富完善的科技博物馆功能 在信息技术等高新技术的推动及作用下，传统的博物馆已经经历了几次大的变迁，尤其表现在展示方式和展品的制作上面。 英国牛津大学在1683年创建了阿斯莫林博物馆，是世界上现代形态科技博物馆的雏形，随后陆续建立的以对自然界动植物以及矿石、化石等方面的研究成果和采集的标本进行收藏和展示的自然博物馆被称为第一代科技博物馆。这些成果不仅可供科学家研究，而且在对公众开放之后也起到了社会教育作用。 第二代科技类博物馆是20世纪以来，物理、化学、数学等基础科学和纺织、机械、电子、交通等工业迅猛发展，对人类社会生活产生了重大影响。工业革命的骄人成果，诸如蒸汽机、火车、汽车、飞机、电话、发动机、发电机等科技发明及其历代产品都进了工业技术博物馆并向公众展示。人们可以从中看到科技发展的轨迹，感受科学家、发明家的智慧。 第三代科技类博物馆融合了更多的展示及交互技术。由于20世纪40年代以来，科技发展速度不断加快，人们已经不满足于从学校、书本、媒体和陈列式的工业技术博物馆里了解科技。科学家、教育家、企业家也在为如何开展科技教育和更有效地赢得公众对科技成果的支持而冥思苦索。1937年巴黎发现宫开馆，它标志着一种集科学性、知识性、趣味性、参与性于一体的新型科技博物馆诞生了。此后，德意志工业科技博物馆、美国旧金山探索馆等科技馆在科技展示内容和表现手段上不断发展和完善。这是第三代科技博物馆，在其展示手段上以动态技术取代了静态陈列方式。[4] 而今，简单的互动式展示手段也无法跟上飞速发展的科技脚步。一种在高新数字技术支撑下的创新型科技博物馆应运而生。除了以往大量使用的声、光、机、电等动态技术外，创新型科技博物馆同时引进计算机技术、仿真技术、互联网技术、虚拟现实技术、增强现实技术、数字特种电影等现代影像技术并加入先进的展示手段，这使得展品在展示内容和形式上更加具有高起点，更富有时代特色和丰富的科技内涵，实现人们与展品之间信息上的无障碍交流，使人们领略到一场奇幻异彩、耳目一新的视听盛宴，因此，我们说高新技术支撑下的创新型科技博物馆是未来科技博物馆发展的方向。[5] 三、计算机图形学在新型科技馆中的应用 下面，我们将从三维数字化、虚拟现实、增强现实、计算机视觉，以及数字特种电