數字孿生 3D 科技館的科學傳播新模式

科技館是一種參與型體驗型的博物館，以傳播科學知識、培養公眾的科學創新技術為宗旨，並以其生動的展現方式得到公眾的廣泛歡迎。一直以來，我國科技館的發展受到各種因素的制約和影響，發展緩慢。如今在我國經濟、文化、科技、網際網路等全面快速發展的大背景下，科技館促進可持續健康發展，探索科學發展新路子，注入新的強大動力，是當前重大課題。

圖撲科技作為廈門市級重點軟體企業，積極響應科技館發展新模式，採用 Hightopo 自主創新的 HT for Web 視覺化產品搭建的智慧科技館，為科技館賦能，在科學傳播方式上更具“智慧性”。資訊科技、網路技術、人工智慧及自動化，為科技館帶來了新的活力，全方位的科學傳播體驗使得智慧科技館亮點紛呈。

Hightopo 以某科技館為背景，可以以第一人稱方式，模擬使用者在科技園內的參觀場景，並採用輕量化三維建模技術，以三維場景為基礎，2D 資料皮膚為輔，並通過 HT 強大的渲染功能，再現科技館內部獨特的結構造型和建築特色，極大地優化了時間、物理空間資源，提升了使用者的參觀體驗，也為政府普及科學知識，宣傳科學思想，傳播科學方法，弘揚科學精神提供了諸多便利。

// 自動遊覽

自動遊覽根據大眾使用者的瀏覽習慣以及瀏覽時間，設定展區內容自動播放速度與播放方向，增強使用者體驗效果的同時，解放雙手，從而增進展示效果，發揮展示特色。

// 手動模式

手動模式支援 WASD、方向鍵的鍵盤控制，或者通過觸屏裝置的單指雙指操作，可以真實模擬在場館內行走。在靠近參考點位置時，自動展示標記點資訊，點選可檢視介紹皮膚。左上角的小地圖顯示目前位置，點選後彈出科技館佈局圖，點選對應位置，即可快速定位。

// 長征系列運載火箭

長征系列運載火箭是中國自行研製的航天運載工具。起步於 20 世紀 60 年代，截至 2021 年 9 月 20 日，中國長征系列運載火箭已發射 389 次。

Hightopo 視覺化技術將長征火箭系列原型通過三維動畫真實呈現出來，手動點選“長征火箭”按鈕，長征火箭的基本資訊（包括級數、長度、起飛推力、GTO 載力等）、型號、發射記錄將詳細展示在 2D 皮膚上。

除此之外，HT for Web 自主研發的 2D、3D 引擎，經過搭建場景、搭配資料皮膚以及動畫驅動製作了衛星發射 demo，1:1 模擬了火箭升空及衛星繞軌。它由中心的場景和兩側資料皮膚構成，場景支援常規的旋轉、平移和視角縮放，資料皮膚模擬展示了火箭以及衛星的一些相關資訊。

// 天和核心艙

天和核心艙是中國空間站天宮的組成部分。其主要用於空間站的控制和管理，具備長期自主飛行能力，能支援航天員長期駐留，還能支援開展航天醫學和空間科學實驗。

// 空間站組合體

中國空間站包括天和核心艙、天舟貨運倉、實驗艙問天、實驗艙夢天和神舟載人飛船五個模組。各飛行器既是獨立的飛行器，具備獨立的飛行能力，又可以與核心艙組合成多種形態的空間組合體，在核心艙統一排程下協同工作，完成空間站承擔的各項任務。

// 中國航天曆程

中國航天事業自 1956 年建立以來，經歷了艱苦創業，配套發展，改革振興和走向世界等幾個重要時期。不平凡的 65 年裡見證了我們的進步和榮耀，在這裡，Hightopo 將中國航天發展的重大航天事蹟，通過資料視覺化的形式以文字和動畫的形式展現，讓使用者在瀏覽中輕鬆完成對載人航天的基本認知，也對中國航天事業的發展有了基礎性的瞭解。

// 天舟一號

天舟一號，代號 “TZ”，為中國自主研製的第一艘貨運飛船，是向天宮二號進行貨物運輸的地面後勤保障系統，也是中國載人航天工程“三步走”戰略計劃中“第二步”的收官之作。

下圖案例是利用 Hightopo 的產品 HT 搭建 “天舟一號”貨運飛船數字孿生管理系統。HT 三維模擬技術可多維度直觀展示飛船主體、運載資訊、飛行試驗、技術實驗、執行歷程等重點管理物件的執行態勢，支援全範圍空間的態勢視覺化監控。

// 英雄航天員

65 年間，中國航天人自強不息、接續奮鬥，走出了一條自力更生、自主創新的發展道路，積澱了深厚博大的航天精神。通過 HT 視覺化展示了各個時期不同宇航員的航天資訊，讓觀展者通過大屏的方式更直觀的瞭解。

// 太陽系

太陽系是一個以太陽為中心，受太陽引力約束在一起的天體系統，包括太陽、行星及其衛星、矮行星、小行星、彗星和行星際物質。人類對於太陽系的探測顯著帶動了科學創新、技術突破和應用擴充；增長了對宇宙尤其是太陽系的認知、擴充了知識疆界；提高了認識和保護地球、擴充生存空間的能力，激勵了年輕一代的探索、發現和挑戰精神。

Hightopo 建立的基於 HTML5 的太陽系 3D 視覺化系統，主要展示 8 大行星繞太陽公轉軌道、相對位置、星體質量、資源含量等資訊，相對位置清晰直觀，3D 地形與等高線圖對應，海拔高度和相互遮擋關係都可以準確把握。滿足了最基本的太空場景和資料呈現的框架，更為詳盡的資料呈現和業務功能有待相關的工作人員根據具體的業務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射的月球探測器，由著陸器和巡視器組成。在國際上首次實現了月基近紫外巡天觀測，填補了國際上 GALEX 衛星巡天在低銀緯天區的部分空白。玉兔號是中國在月球上留下的第一個足跡，意義深遠。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。隨著科學技術不斷髮展，人類重返月球的熱潮興起，新一代月球車也將出現。

圖撲軟體龐大的實物以三維模型形式展示，實現科技展館數字化、雲端化，進一步擴充了航天資訊深度，延伸了航天知識的廣度，打破了參觀時間的限制、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。

在目前的現實情況下，創新現代科技館發展模式，是關係到科技館生存、發展與創新的大事。我國科技館的蓬勃發展體現了我國社會文明進步的規律和需求，面對現代科技館發展的種種挑戰，需要在科學發展觀的指導下，走可持續健康發展道路，為和諧社會做出相應的貢獻。