摘 要

信息技术的应用深入行业的各个领域，对展示设计的发展起极大的促进作用，打破传统展馆的局限性，在科普馆展示中，信息技术的应用丰富了科普馆的展示内容与形式，推动了科普产业的发展与革新。论文主要研究了信息技术在展示设计中的应用现状，并将最新的信息技术与科普馆展示设计结合在一起，体现出科普馆的现代化与交互化，以“电子脉冲”天文馆为主题对该展馆进行设计阐述。

研究结果表明：信息技术的广泛应用是科普展示的发展方向，新媒体的使用促进了科普馆的发展。

本文的特色：将信息技术、科普教育、展示设计融为一体，表明了其特点以及三者之间的联系。

关键词：信息技术；科普；天文馆；新媒体

Abstract

The application of information technology in various fields of the industry has played a great role in promoting the development of exhibition design and breaking the limitations of traditional pavilions. In the exhibition of science and technology museum, the application of information technology has enriched the content and form of the exhibition and promoted the development and innovation of science popularization industry. This paper mainly studies the application status of information technology in the exhibition design, and combines the latest information technology with the exhibition design of science and technology museum, which reflects the modernization and interaction of science and technology museum, and elaborates the design of the pavilion with the theme of "pulse signal" planetarium.

The results show that the wide application of information technology is the development direction of popular science exhibition and the inevitable trend of the development of modern society.

The characteristics of this paper: the integration of information technology, popular science education, display design, shows its characteristics and the relationship between the three.

Key Words：Information technology; The popular science; Planetarium. The new media

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 目的和意义 1

1.3 国内外研究现状 1

1.4 课题研究内容 2

1.5 预期目标 2

第2章 相关概念和理论综述 3

2.1 信息技术的概述 3

2.1.1 信息技术的发展现状 3

2.1.2 信息技术的特征 3

2.1.3 全息投影及原理 3

2.1.4 VR及AR原理 4

2.2 科普馆的概述 5

2.2.1 科普馆的发展现状 5

2.2.2 现代科普馆的特点 6

第3章 信息技术在科普馆中的应用分析 7

3.1 信息技术在科普馆中的应用形式 7

3.2 信息技术在科普馆中的应用优劣 7

第4章 信息技术在天文馆中的应用实践 8

4.1 天文馆的特征 8

4.2 目标群体 8

4.3 设计思路 8

4.4 功能分区 9

4.5 人流导向 14

4.6 人机分析 15

4.7 材质选择 16

4.8 互动设计 17

第5章 总结 19

参考文献 20

致谢 22

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景

随着信息社会的到来，计算机和多媒体技术的革新，信息技术水平已成为衡量国家综合实力的重要标准。信息技术包括传感器技术，计算机和信息技术，通信技术和控制技术，它们渗透到人们生活的方方面面^[1]。它与当代文化生活密不可分。展示空间设计作为当代文化生活体现的重要组成部分，体现出人们精神文化生活的缩影，引领人们了解某一文化，是专业领域与大众生活的一个衔接纽带。

1.2 目的和意义

展示设计作为一个前沿的设计领域，对最新的文化，科技，审美具有高的敏感度。信息技术是近些年来快速发展的技术，是这个时代的代表，且是未来几十年的代表，如今的科普展馆融入了信息技术以及创新模式，呈现出科技与艺术的完美结合。本文以天文馆科普展中的信息技术应用与表达为研究对象，通过对于实际展示案例中的研究与分析整合，以及相关设计的表达方法，从空间布局、材质选择、设计语言、信息技术运用等开始，分析并阐述科普展的信息技术应用，总结归纳其特点和规律。

1.3 国内外研究现状

现代的天文科普展馆的建筑内部设计脱离传统的建筑设计约束，更具有现代化，未来感的形式，人们的审美提升，材料技术等的发展刺激了展示设计的发展，呈现多元化。天文馆的受众主要为青少年，而信息技术的运用使得展馆更具有趣，对青少年而言更加具有吸引力。

国外的天文科普馆有综合、专业科技馆的类别之分，依照政府的支持以及部分企业宣传的需要进行设计。因此，在政治制度的支持下他们可以建设众多的大小、种类、形式不一的科普教育场所机构，居民受教育的机会因此得到提高。发达国家信息技术展馆的建造形式受到服务对象的影响。也就是本地区的民众的意愿决定的。其中，天文馆的设计对于信息技术的运用非常普遍，现代化程度高。中国的天文馆多为20世纪前建设而成，对于前沿的信息技术引进程度不高，少数几个天文馆，如：香港太空馆(图1.1)，上海天文馆（尚未开放）对于新的信息技术的使用程度较高。

国外著名的天文展馆都具有明确的设计理念作为展馆的主题思想，而且各地区的文化差异与时代变迁，每个展馆的概念都有自己的特色，其中以突出主题为目的的展馆建设占比较高。

图1.1 香港太空馆

（图片来源：百度图片）

近年来，国内信息技术展馆发展呈迅猛态势，信息技术在国内的科普馆得到广泛

应用，重点突出科学技术文化知识的传达。但是，以信息技术运用为主要手段的科普馆设计建设仍然存在很多问题，例如信息技术的发展水平限制，展馆的空间限制，经济投入的限制等等。因此，我们要借鉴国外的现代科普馆的优势之处，学习他们的设计方法，结合国内的现状，改善国内科普馆的建设。

1.4 课题研究内容

本课题主要研究在信息技术的快速发展背景下，如何将信息技术表达与展示设计相结合。表现出科普展示的科技性，体现展示设计的前沿性，以天文展馆为研究对象，使其突出数字，网络和智能的特征。使空间得到拓展，呈现科普馆的互动多样性，表现材料质感，营造空间氛围。

1.5 预期目标

本课题从信息技术的表现手法以及展示设计方法着手，结合信息技术在天文展馆设计实际案例、表现手法，总结归纳出科普展馆的表现规律，设计新颖的，具有科技感，高智能化的科普类技术展馆。表现信息技术的发展现状及未来的概念技术，传播天文学的相关科学知识，提高人们的精神生活质量。

第2章 相关概念和理论综述

2.1 信息技术的概述

信息技术指应用在信息加工和处理中的科学，利用多媒体、网络等信息处理设备，对文图声像等信息进行储备、加工、传播的技术之和。其中，多媒体及其与人的相互作用系统的使用，是现代最为广泛的信息技术应用。

2.1.1 信息技术的发展现状

经济全球化的迅速发展带来了信息技术的革新，中国的电子信息技术进入中速发展的新阶段，在此发展的大背景之下，产业结构也因此发生变化。数字视听领域呈现多元化发展，智能产品、3D技术、全息技术应用到生活中的各个方面，其中包括教育，工业制造，服务业，商业展示等等。

2.1.2 信息技术的特征

1 高速化

高速化、高容量的信息是现代化社会的科技追求与发展需求。在商品经济发展的时代，以往的文字信息传播和电话传播已经无法满足现代社会的发展需求，高速度必然成为人们的追求。高度化的信息时代使得世界融为一体，人们不需要亲自了解体验事物也能掌握社会的全貌。

2 立体化

　人的知觉由视、听、嗅、味、触组成，若切断五感，人们就无法获取外界的任何信息，其中，视觉与听觉是大脑接收信息最重要的感觉。通过计算机将多种媒体信息结合在一起，呈现图像、声音，给人视觉听觉享受，甚至能调动人的嗅觉、味觉和触觉，从而实现信息立体化，给予人们一个真实立体的信息展示。

3 交互化

计算机多媒体系统提供丰富的图形声音信息，并且使用者在接收信息的同时拥有很大的操作自由空间，人们完全根据自己的需要选择处理计算机的信息，从而完成理想的人机交互过程。在生活中，使用计算机对特定事物模拟实验或通过人机之间的相互作用，为人们提供新的生活体验，以达到人机交互的效果。目前，人们已开发出大量的多媒体交互系统，如全息交互系统，VR体验系统等^[2]。

2.1.3 全息投影原理

全息投影是指根据对某物体按相互干扰的原则，从而进行的真实的三维影像的影像再现的技术。在科幻电影和商业广告的指引下，全息投影的概念被逐步推出，在舞台、展台、以及其他商业活动上^[3]。我们通常所熟知的全息影像技术，并不只是某些更贴近人类感官的全息投影技术，而是各种伪全息投影技术，使我们能够看到3d立体效果。目前生活中常用的全息投影技术有以下几种：

1. 空气全息投影（图2.1） 空气全息投影是最早出现的全息投影技术，首先，制造一个水雾墙，用投影装置将物体形状投到水雾墙上，从而让人们看到3D的物体形象。但是空气全息投影不够稳定，受到水雾墙流动的影响，存在影像不清晰，有波动感等。

图2.1 空气全息投影

（图片来源：http://www.hntac.com/a/lvyouzixun/20180112/10929.html）

2. 激光全息投影 激光全息投影指的是给予氮气和氧气一定的刺激作用使之产生化学反应，混合成的气体变成液体，附带不同的颜色形状信息，在空中做短暂停留，形成影像。

3. 镜面全息投影 镜面全息投影指的是利用高速旋转的镜面反射光线，但是这种技术应用范围有限，只在少数博物馆科技馆中有运用，高速旋转的仪器产生的噪声很大，干扰视听，并且存在危险。

4. 全息膜投影。全息膜投影是今天使用最多最广泛的全息技术，具有安全，显色度高等优点。利用透明塑料膜反射颜色信息，搭配周围光线较暗，薄膜本身看不清，使人们看到3D影像，效果较好，受空间限制小。

2.1.4 VR与AR原理

VR是虚拟现实（Virtual Reality），虚拟现实技术是多媒体模拟现实3D影像系统的一种，可以创建和体验虚拟世界，它是一种多种信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统生成一种模拟环境，其仿真性使用户无法区分现实与虚拟信息。具有多感知性、存在感、交互性和自主性的特点^[4]。VR技术由于有交互性的优势，被运用到各个领域，包括通信、教育、医疗、娱乐、建筑等行业。但VR技术也有诸多限制，例如娱乐行业的VR体验技术受到空间的限制，使用者无法放开身体限制自在的活动，类似躲避，蹲下，冲刺等行动需要足够的空间，但为一个使用者预留太多的空间会增加经济上的负担等等。

增强现实，被称为AR，是一种通过固定多媒体设备在现实生活中呈现虚拟立体图像信息的新技术。把现实生活中的视听等信息，通过电脑等科学技术，对单个的信息进行处理、模拟、仿真后再叠加，虚拟图像呈现在现实世界中，并被人们感知，创造不同于现实的感官体验。增强现实技术的应用范围十分广泛，在建筑、商业、教育、游戏等行业都有AR的影子，如今的智能手机也在开发这方面的功能^[5]。AR技术的出现是3D技术发展的一大突破，让人们窥探到影视中未来科技的影子。但是AR技术目前不是非常成熟，有诸多限制，例如呈现图像的信息组块较小，且有空间限制等等。

2.2 科普馆的概述

科普馆是指以群体科学教育的目的，以简明扼要为方向，并利用展示作为向普通人介绍自然科学和社会科学知识的手段传播科技知识。常见的科普馆有科技馆，天文馆，海洋生物馆等等。它是国家或组织向公众提供科学教育的基本平台。它通常由政府资助，属于公共建筑设施。企业或民间组织建设的科普馆在国内较少。科普馆类似于普通公益展馆，但总体互动性较普通公益展馆强，科普馆为了达到科普教育的效果，大部分科普项目需要人与物体的互动加深人们对天文学知识的印象，且科普馆面向的群体更加基层与低龄，所以互动性与科普性成为科普馆区别于其他展馆的显著特点。

2.2.1 科普馆的发展现状

生活水平的提高导致人均知识水平得到提升，人们对文化的需求也不断提高，科普教育受到国家的重视。应文化发展的需求，科普展馆的建设意义得到重视，随着科技的发展，科普馆呈现科技化，多元化的发展趋势。许多科普馆加大了对于专题展览的科学教育活动的开发和引进力度，各种科普形式丰富了科普馆的内容和形式，科普教育效果增强。

2.2.2 现代科普馆的特点

现代科普馆对于现代科技技术应用更加广泛，呈现开放式，科技化的展览模式，其中交互设备应用量增多，贯彻“寓教于乐”的理念，让参观者与信息设备互动，在娱乐过程中了解学习天文知识。现代科普馆展览由主题展开式、故事线、知识链、学科分类式等多种形式并存，VR、AR等新技术的展示方式不断涌现，展示的互动性、娱乐性、创新性、特色化不断增强。

第3章 信息技术在科普馆中的应用分析

3.1信息技术在科普馆中的应用形式

在信息技术发展的支持下，科普馆中的展示形式发生了巨大改变，从原来的实体实物模型，纸张图像材料展示变为可变化的图像文字等信息。全息技术的应用使得展示方式更加具体生动全面，不再拘泥于实物模型的固定形状。VR技术的应用打破了空间限制，只需要方寸空间，VR设备就可以将庞大的信息量融合在一块，如科技馆中的“星际迷航”体验项目。AR技术的运用使得科普馆的趣味性得到提升，能够更好的吸引人们参与展馆的项目互动，例如香港天文馆的观影厅。

3.2 信息技术在科普馆中的应用优劣

优势：信息技术的应用丰富了科普馆的展现形式，缩小了展示所需的必要空间，使得展示形式更为灵活，如流动式科普馆的出现。信息技术的应用跟上了时代的发展，在科普展馆主题知识的同时也丰富了参观者的科技信息知识储备。信息技术的应用吸引了更多的参观者的注意，提高了民众对科学知识的关注程度和热情。信息技术的应用打破了传统展馆的限制，将科技、人文、展示艺术三者结合在一起，加强了三者的联系，间接促进了三者的发展。信息技术的信息储备量较传统的文字，纸质图像的储备量更加丰富，且多媒体中的信息内容可以根据时代知识的变化而更新，不需要将之前的物品设计推到重来，节省了信息更新的成本。信息技术应用展示较传统展示模式更能吸引青少年群体的注意，适合运用在以青少年为主要目标群体的科普馆中。

劣势：信息技术仍在发展之中，部分技术不够完善，处于半成品状态，无法完全脱离传统的展示模式，需要传统的展示形式的支持与配合。部分信息技术展示设备价格昂贵维修费用高，限制了科普馆的建设，部分信息技术系统的适用人群有限制，违背了科普的目的所在。

第4章 信息技术在天文馆中的应用实践

4.1 天文馆的特征

天文馆指的是政府或企业为了在科学普及基础上传播天文知识而建设的展馆，天文馆主要展示天文知识，如恒星有关的知识，根据展示目的投射不同的图像来创造模拟天文现象。多数天文馆拥有自己的天文观测台来展示主要的恒星形象，许多行星也有小型天文观测站。天文馆通过天文表演、播放天文科学教育影片、举办展览、提供天文图像的书籍和杂志、设置天文学观察活动来推广天文学。除了普及天文知识和进行天文文化宣传和教育之外，天文馆还进行天文观测和一些天文研究。天文馆逐渐成为一个完整的科学机构。现代建设的天文馆具备展示与天文知识的储备研究功能，向博物馆的发展方向靠近。

天文馆设计一般有复古式和科技感两种类型的主题，复古式偏向介绍天文学的发展历史，整体色调偏暖黄，以纸质图像与实物仪器为展示重点，面向的目标群体为成年天文爱好者。科技感强的天文馆偏向影音，互动类的多媒体设备展示，整体色调偏冷，与科技馆相似，面向的目标群体为青少年。

4.2 目标群体

根据天文馆的性质来看，主要为科普性质的天文娱乐项目集合，青少年好奇心重，对于未知的东西求知欲强，另外青少年对新的科技敏感度高于中老年人。所以天文馆的目标群体主要为青少年，6-15岁的中小学生们，另外还包括陪同的教师家长等成年人。

4.3 设计思路

天文科普馆展示内容以天文知识为基础，围绕新多媒体技术、VR技术、全息技术等信息交互科学技术为展示特点，表现处天文科普馆的现代化特点，以与天文相关的宇宙飞船构造为设计主题，参考科幻影视中的未来科技元素来设计该科普馆。给参观者一种身处太空飞船中的感觉，跟随飞船探索宇宙。该科普馆的平面图（图4.1）如下。

图4.1 天文科普馆平面图

（图片来源：自绘）

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