數(shù)字孿生3D科技館的科學(xué)傳播新模式，賦能智慧科技館

科技館是一種參與型體驗(yàn)型的博物館，以傳播科學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)公眾的科學(xué)創(chuàng)新技術(shù)為宗旨，并以其生動(dòng)的展現(xiàn)方式得到公眾的廣泛歡迎。一直以來，我國科技館的發(fā)展受到各種因素的制約和影響，發(fā)展緩慢。如今在我國經(jīng)濟(jì)、文化、科技、互聯(lián)網(wǎng)等全面快速發(fā)展的大背景下，科技館促進(jìn)可持續(xù)健康發(fā)展，探索科學(xué)發(fā)展新路子，注入新的強(qiáng)大動(dòng)力，是當(dāng)前重大課題。

圖撲科技作為廈門市級重點(diǎn)軟件企業(yè)，積極響應(yīng)科技館發(fā)展新模式，采用 Hightopo 自主創(chuàng)新的 HT for Web 可視化產(chǎn)品搭建的智慧科技館，為科技館賦能，在科學(xué)傳播方式上更具“智慧性”。信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能及自動(dòng)化，為科技館帶來了新的活力，全方位的科學(xué)傳播體驗(yàn)使得智慧科技館亮點(diǎn)紛呈。

Hightopo 以某科技館為背景，可以以第一人稱方式，模擬用戶在科技園內(nèi)的參觀場景，并采用輕量化三維建模技術(shù)，以三維場景為基礎(chǔ)，2D 數(shù)據(jù)面板為輔，并通過 HT 強(qiáng)大的渲染功能，再現(xiàn)科技館內(nèi)部獨(dú)特的結(jié)構(gòu)造型和建筑特色，極大地優(yōu)化了時(shí)間、物理空間資源，提升了用戶的參觀體驗(yàn)，也為政府普及科學(xué)知識(shí)，宣傳科學(xué)思想，傳播科學(xué)方法，弘揚(yáng)科學(xué)精神提供了諸多便利。

//自動(dòng)游覽

自動(dòng)游覽根據(jù)大眾用戶的瀏覽習(xí)慣以及瀏覽時(shí)間，設(shè)定展區(qū)內(nèi)容自動(dòng)播放速度與播放方向，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)效果的同時(shí)，解放雙手，從而增進(jìn)展示效果，發(fā)揮展示特色。

//手動(dòng)模式

手動(dòng)模式支持 WASD、方向鍵的鍵盤控制，或者通過觸屏設(shè)備的單指雙指操作，可以真實(shí)模擬在場館內(nèi)行走。在靠近參考點(diǎn)位置時(shí)，自動(dòng)展示標(biāo)記點(diǎn)信息，點(diǎn)擊可查看介紹面板。左上角的小地圖顯示目前位置，點(diǎn)擊后彈出科技館布局圖，點(diǎn)擊對應(yīng)位置，即可快速定位。

//長征系列運(yùn)載火箭

長征系列運(yùn)載火箭是中國自行研制的航天運(yùn)載工具。起步于 20 世紀(jì) 60 年代，截至 2021 年 9 月 20 日，中國長征系列運(yùn)載火箭已發(fā)射 389 次。

Hightopo 可視化技術(shù)將長征火箭系列原型通過三維動(dòng)畫真實(shí)呈現(xiàn)出來，手動(dòng)點(diǎn)擊“長征火箭”按鈕，長征火箭的基本信息（包括級數(shù)、長度、起飛推力、GTO 載力等）、型號、發(fā)射記錄將詳細(xì)展示在 2D 面板上。

除此之外，HT for Web 自主研發(fā)的 2D、3D 引擎，經(jīng)過搭建場景、搭配數(shù)據(jù)面板以及動(dòng)畫驅(qū)動(dòng)制作了衛(wèi)星發(fā)射 demo，1:1 模擬了火箭升空及衛(wèi)星繞軌。它由中心的場景和兩側(cè)數(shù)據(jù)面板構(gòu)成，場景支持常規(guī)的旋轉(zhuǎn)、平移和視角縮放，數(shù)據(jù)面板模擬展示了火箭以及衛(wèi)星的一些相關(guān)信息。

//天和核心艙

天和核心艙是中國空間站天宮的組成部分。其主要用于空間站的控制和管理，具備長期自主飛行能力，能支持航天員長期駐留，還能支持開展航天醫(yī)學(xué)和空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

//空間站組合體

中國空間站包括天和核心艙、天舟貨運(yùn)倉、實(shí)驗(yàn)艙問天、實(shí)驗(yàn)艙夢天和神舟載人飛船五個(gè)模塊。各飛行器既是獨(dú)立的飛行器，具備獨(dú)立的飛行能力，又可以與核心艙組合成多種形態(tài)的空間組合體，在核心艙統(tǒng)一調(diào)度下協(xié)同工作，完成空間站承擔(dān)的各項(xiàng)任務(wù)。

//中國航天歷程

中國航天事業(yè)自 1956 年創(chuàng)建以來，經(jīng)歷了艱苦創(chuàng)業(yè)，配套發(fā)展，改革振興和走向世界等幾個(gè)重要時(shí)期。不平凡的 65 年里見證了我們的進(jìn)步和榮耀，在這里，Hightopo 將中國航天發(fā)展的重大航天事跡，通過數(shù)據(jù)可視化的形式以文字和動(dòng)畫的形式展現(xiàn)，讓用戶在瀏覽中輕松完成對載人航天的基本認(rèn)知，也對中國航天事業(yè)的發(fā)展有了基礎(chǔ)性的了解。

//天舟一號

天舟一號，代號 “TZ”，為中國自主研制的第一艘貨運(yùn)飛船，是向天宮二號進(jìn)行貨物運(yùn)輸?shù)牡孛婧笄诒Ｕ舷到y(tǒng)，也是中國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略計(jì)劃中“第二步”的收官之作。

下圖案例是利用 Hightopo 的產(chǎn)品 HT 搭建 “天舟一號”貨運(yùn)飛船數(shù)字孿生管理系統(tǒng)。HT 三維仿真技術(shù)可多維度直觀展示飛船主體、運(yùn)載信息、飛行試驗(yàn)、技術(shù)實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行歷程等重點(diǎn)管理對象的運(yùn)行態(tài)勢，支持全范圍空間的態(tài)勢可視化監(jiān)控。

//英雄航天員

65 年間，中國航天人自強(qiáng)不息、接續(xù)奮斗，走出了一條自力更生、自主創(chuàng)新的發(fā)展道路，積淀了深厚博大的航天精神。通過 HT 可視化展示了各個(gè)時(shí)期不同宇航員的航天信息，讓觀展者通過大屏的方式更直觀的了解。

//太陽系

太陽系是一個(gè)以太陽為中心，受太陽引力約束在一起的天體系統(tǒng)，包括太陽、行星及其衛(wèi)星、矮行星、小行星、彗星和行星際物質(zhì)。人類對于太陽系的探測顯著帶動(dòng)了科學(xué)創(chuàng)新、技術(shù)突破和應(yīng)用拓展；增長了對宇宙尤其是太陽系的認(rèn)知、拓展了知識(shí)疆界；提高了認(rèn)識(shí)和保護(hù)地球、拓展生存空間的能力，激勵(lì)了年輕一代的探索、發(fā)現(xiàn)和挑戰(zhàn)精神。

Hightopo 建立的基于 HTML5 的太陽系 3D 可視化系統(tǒng)，主要展示 8 大行星繞太陽公轉(zhuǎn)軌道、相對位置、星體質(zhì)量、資源含量等信息，相對位置清晰直觀，3D 地形與等高線圖對應(yīng)，海拔高度和相互遮擋關(guān)系都可以準(zhǔn)確把握。滿足了最基本的太空場景和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的框架，更為詳盡的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)和業(yè)務(wù)功能有待相關(guān)的工作人員根據(jù)具體的業(yè)務(wù)場景提出更詳盡的需求。

//嫦娥三號玉兔號

嫦娥三號，是中國探月工程二期發(fā)射的月球探測器，由著陸器和巡視器組成。在國際上首次實(shí)現(xiàn)了月基近紫外巡天觀測，填補(bǔ)了國際上 GALEX 衛(wèi)星巡天在低銀緯天區(qū)的部分空白。玉兔號是中國在月球上留下的第一個(gè)足跡，意義深遠(yuǎn)。它一共在月球上工作了 972 天。玉兔號是中國首輛月球車，和著陸器共同組成嫦娥三號探測器。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，人類重返月球的熱潮興起，新一代月球車也將出現(xiàn)。

圖撲軟件龐大的實(shí)物以三維模型形式展示，實(shí)現(xiàn)科技展館數(shù)字化、云端化，進(jìn)一步拓展了航天信息深度，延伸了航天知識(shí)的廣度，打破了參觀時(shí)間的限制、跨越了地域空間的壁壘，讓公眾足不出戶就能盡享科普盛宴。

在目前的現(xiàn)實(shí)情況下，創(chuàng)新現(xiàn)代科技館發(fā)展模式，是關(guān)系到科技館生存、發(fā)展與創(chuàng)新的大事。我國科技館的蓬勃發(fā)展體現(xiàn)了我國社會(huì)文明進(jìn)步的規(guī)律和需求，面對現(xiàn)代科技館發(fā)展的種種挑戰(zhàn)，需要在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，走可持續(xù)健康發(fā)展道路，為和諧社會(huì)做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。

編輯：fqj