学术论坛 —躲 十＿ｌ。Ｊ蕺字拉术 卜———一与应用 鼯 互联、互通、持续发展的贵州数字科技馆 向京刘嵘 （贵州科技馆贵州贵阳５５￣０２） 摘要：建设基于网络的数字化的科技馆已成为２１世纪科普的必然趋巍贵州数字科技馆的建成对解决贵州目前只有一座实体科技馆＇／厶＼众科学素质 低，经费不足的弊端，有重要的现实意义。 关键词：数字科技馆建设科普 中图分类号：Ｇ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—９４１６（２ｏｌ１）０６—０１８０—０３ １、数字科技馆 技术，建立虚拟的互动环境，解决人机互动问题。 随着计算机和互联网的发展，多媒体技术、人机交互技术、 ２．４计算机支持的辅助协同工作技术 虚拟现实技术等已日益渗透到社会经济和生活的各个方面。数字 数字科技馆的建设是一个众人参与，众人使用，不断改进的 科技馆以其内容丰富、表现形式多样，不受时问、场地、环境的 项目。前期开发试用版、光盘版，通过试用，反馈意见，让建设 ，虚拟、可体验、可移动等特点已经成为现代科普的一种新 者对使用者的使用习惯、使用方式、个人喜好、界面友好度、知 模式。 识点等各种在使用中出现的问题，全面的了解和掌握，便于更好 １．１数字科技馆的定义 的改进和后期开发。 数字科技馆是２ｌ世纪的新生事物，对数字科技馆的定义有很 ３、数字科技馆在科普中的优势 多： 数字科技馆是电脑里的科技馆，一切可以用数字技术在电脑 ３．１突破了实体科技馆时间和空间上的 中展现科学知识的科普作品、展品都包含其中；数字科技馆是虚 不受地域的，不受开放时间的；任何人都可以随 拟的科技馆，许多实体科技馆的展品无法表达的和实现的表现形 时来“网上科技馆”参观。这就是它最大的特色。无论你身处何 式，都可以在数字科技馆中虚拟的表现出来；数字科技馆是数字 地，无论是白天还是黑夜，无论是否有父母陪伴，你都可以方便 化管理的科技馆，数字科技馆中的所有数据和信息全部以数字化 地“参观”科技馆。可以节省大量土地和资金投入，减少中小城 的形式全面管理。 市的重复建设。特别对于西部欠发达地区或一些小城市来说，没 １．２数字科技馆的特征 有实力且没有必要投入巨资进行实体科技馆的建设，建立网上科 信息资源数字化—通过数字化技术，快速传递科技馆的信 技馆可以节省大量土地及资金，达到科普教育的目的。 息资源，实现资源的有效利用和共享。信息传递网络化——通过 ３．２为实体科技馆的展品提供了新的展示方式 由宽带网组成的因特网和万维网，联接形成一个遍布全球的网络 数字科技馆将实体科技馆的展品数字化，介绍和演示科技馆 式结构，达到每个站点的互动和全球网络的联动效应。信息管理 的各类展品，方便观众进一步了解与展品相关的信息，既包含展 分布化——通过分布式管理形式，把信息对象存储在不同的数据 品本身的原理、现象等，同时加入互动游戏，使观众在寓教于乐 服务器上。达到灵活管理的目的。信息利用共享化——体现了跨 中，体会科技的魅力。也为展品提供了一种新的展示形式。 地域，跨行业，跨学科，共同利用不同的信息资源的特征，全天 ３．３网络技术、数字化技术等技术和科技馆有机的结合 候服务，自由存取网上信息资源的简捷，便利优势。Ⅲ 随着计算机的普及和网络技术的飞速发展，网络信息资源丰 富，查找方便，沟通快捷，极大的方便了公众的学习，网上获取 ２、数字科技馆利用的技术 信息越来越成为现代人了解知识的手段和途径。 数字科技馆的建设不仅以文字图形、图像、动画、音频、视 数字科技馆将网络、数字化技术同科技馆实体有效的结合， 频等技术来表现，还需要下面的几项技术来支撑： 既宣传、传播科技馆科普的功能，也可以借助网络的丰富资源， ２．１分布信息共享技术 弥补科技馆对知识传播的不足。ｆ３ 分布信息共享技术是基于网络环境开发软件系统所必须要涉 ４、贵州数字科技馆的建设 及的关键技术，这里既有通信的问题、也有数据库系统、文件系 统的存储问题。 贵州数字科技馆的建设工作始于２００８年初，建设分两个阶段 ２．２多媒体数据的存储和传输 进行，第一阶段为“贵州科技馆资源数字化转换”，完成光盘版 在数字科技馆中，需要大量采用３ｄ技术、虚拟现实技术、多 及局域网版数字科技馆的制作。第二阶段：进行贵州数字科技馆 媒体技术、数据库技术等展示科普知识，而这些资源即使对于现 平台建设，科普资源数字化入库、综合集成，实现与中国数字科 在海量的存储设备和高速的因特网，还是要耗费大量的系统资源 技馆的连接，全面开通贵州数字科技馆。２Ｏｏ９年７月“贵州科技 和网络宽带，所以必须进行处理，采用ＪＰＥＧ２０００、ＭＰＥＧ￣、Ｄ３Ｄ 馆资源数字化条件平台建设”成功立项，获得贵州省科技基础条 等数据压缩技术对数据进行压缩。 件平台建设项目经费支助，项目研究工作全面展开。 ２．３人机交互技术 数字科技馆建设的难点在于设计定位，为了找准建设方向， 互动是数字科技馆系统建设的关键特征之一，采用视频与音 我们向公众发放问卷《贵州数字科技馆公众调查表》，了解公众 频技术，动画技术——ＦＬＡＳＨ，三维虚拟现实技术等新型多媒体 对建设数字科技馆的需求。 ◎ 教字执 与应用 ３０ ２５ ２０ ５ ｉＯ ５ ０ 一 绚 婶 婶 一 器 霉 撼 薯 譬 竺 毒 遣 鲁 童 耄 图３观众的年龄段 从数字科技馆受众的年龄段，我们做了调查。可以看出， ５１．７％的观众是“ｌ８岁以下”的青少年，占绝大多数，其次是 “２６—３５岁”的成年人，占２０．２％。年青的受众，对网络应用更普 及，对数字技术和数字展示模式也更为容易接受。 通过调查，图１、２、３数据显示出，科技类的互动游戏和动 画更为观众所接受和喜爱，由此也为我们数字馆的建设指明方 向。 因为要建成以互动、游戏性比较强的数字馆，所以我们认识 到规范操作的重要性。为减少项目系统集成时的困难，参照中国 数字科技馆的建设标准规范要求，编写了贵州数字科技馆的建设 学术论坛 标准。《贵州科技馆标准框架和标准化工作指南》，《贵州科技 馆科普资源数字化采集加工规范》， 《贵州数字科技馆科普资源 终审入库标准细则》，《贵州数字科技馆资源唯一标识符规范》 四个标准的编写完成与执行，为数字科技馆的建设奠定了前期的 基础。［ 前期工作中我们借鉴和学习了中国数字科技馆和山东数字科 技馆的成功经验，吸收了多家动漫公司的业务流程，来作为我们 起步的基础。 ４．１技术应用 动漫的制作要求具有较高的美工和计算机图像设计等专业技 能，在动漫制作中我们使用了Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ、Ｆｌａｓｈ、３Ｄ Ｓｔｕｄｉｏ Ｍａｘ等 图像处理及动漫制作软件。 Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ是￣Ａｄｏｂｅ公司开发的图形处理系列软件之一，主 要应用于位图和矢量图等的图像处理。在制作过程中平面的人物 设计，背景描绘主要运用Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ￣完成。 ３Ｄ Ｓｔｕｄｉｏ Ｍａｘ，简称３ＤＳ Ｍａｘ或ＭＡＸ，是Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司开发的 基于ＰＣ系统的三维动画渲染和制作软件。项目中部份三维人物 建模和一些三维游戏场景的实现，可由此软件来完成。Ｆｌａｓｈ通 常也指Ａｄｏｂｅ Ｆｌａｓｈ Ｐｌａｙｅｒ。被大量应用于互联网网页的矢量动画 设计，全世界９７％的网络浏览器都内建Ｆｌａｓｈ播放器。我们考虑到 Ｆｌａｓｈ的优势：文件小、传输速度快、操作交互性强，播放采用 流式技术、制作成本低、市场应用广泛等特点，在动画制作的过 程中，从脚本编写、分镜头处理、人物设计、背景设计、色彩处 理、动画合成、特效处理、剪接、配音、音乐音响的合成到最后 的系统集成等方面大量使用了Ｆｌａｓｈ。 ４．２制作流程 在进行数字化转换的起步工作中，重要的的一环就是实体 展品脚本的编写，同时也是数字化转换的大纲编写。实体展品数 字化转换运用何种表现形式、内容、技术手段等都必须在在脚本 中统一定义和规范，这样才能有效地控制转化过程中的偏差。贵 州数字科技馆脚本的编写，采用了分镜头和时问轴结合形式，包 含场景、环境、人物形象、动作、对白、音乐等栏目。对场景、 环境的描述采用图形和文字相结合形式，直接画出场景、环境等 画面设计草图，并给出艺术说明；人物形象采用文字描述给出大 概的形象，制作过程中再确定最后的人物形象；对白是人物的对 话，采用文字形式描述，通过对话的形式反映要表现的知识点； 采用分镜头与时间轴的结合，目的是为了精确地控制数字化转换 的时间，并控制成本。 脚本编写完成以后，就按照脚本的要求进行角色和场景的设 计，设计好的角色在Ｆｌａｓｈ上画出各个角包的正视、侧视、背视 图，并给角色上色。场景要按照脚本的内容画出正视图和需要角 度的视图，并上色。要让每个角色在动画中动起来，Ｆ１ａｓｈ动作设 计是必不可少的。根据脚本的要求，使每个角色在各个不同的场 景进行不同的动作。场景、人物、人物动作的设计好了以后，场 景和人物的动作要合成在一个镜头中，再给各个角色配音，并把 所有声音分镜头合成，形成一个完整的动画。 ４．３贵州数字科技馆一期工程的建设 至２０１０年１２月，贵州数字科技馆一期的建设已经完成，选取 了观众喜爱的５０件展品、３Ｏ个中学物理、化学实验和有意义、有 特色的ｌ０个专栏内容进行了数字化转换，并制作成光盘。在当地 选择了ｌ０昕中、小学进行了光盘版的试 教学，反响较好，也收到 了许多好的建设性意见。 贵州实体科技馆的５０件展品数字转化过程中采用了统一的界 面，将互动游戏、图片、文字、视频等多种形式溶于一体，达到 了激发兴趣、人机互动的目的。为了加强科技馆的实验功能，还 ・・・・・・下转第１８３页 学术论坛 ３、用数据选择器７４ＬＳ１５１来实现 ［５］唐育正．数－￣－ｍＪ－技术［Ｍｌ上海：上海交通大学出版社，２００４． ３，１ ７４ＬＳ１５１的工作原理 作者简介 ７４ＬＳ１５ｌ为８选ｌ数据选择器，它有一个控制输入端丽；，三个 郭晓玲：女（１９８３一），陕西铜川人，硕士研究生，助教，自动化。 地址输入端 、４、 ，八个数据输入端Ｄ０一 ，两个互补的 明平军：男（１９８２－），山东青岛人，双学位，助教，航海技术。 数据输出端Ｙ和 ，当控制输入端 ：１时，选择器被禁止输出 ｙ总是为０，当 ：０时，输出 Ｙ＝ Ａ ＋Ｄ４Ａ２一ＡｔＤ０＋ＤＩ ＋ ＋ ＋ ４ ＋ ４ ＝ －－４ ￣＋ 真值表为： 表３数据选择器７４ＬＳ１５１的功能表 韩 Ｓ １ ０ ０ ０ ０ Ａ１ × ０ ０ ・・・・・・上接第１８１页 出 Ｔ－＂ １ 凡 山 ｘ ０ １ ｒ ０ Ｄ０ Ｄ 输特别设置了３０个实验视频，全部由名师指点，可以身临其境感受 实验带来的乐趣；１０个专栏的设置，目的在于知识点精，扩展知 识面。 为了使贵州数字科技馆更为学生和教师的接受与喜爱，选取 了１０所中小学进行了光盘版数字科技馆的教学试点，收集到了中 ０ ０ １ ０ Ｄ Ｄ，— 小学老师、学生的真实喜好和需要、使用习惯、使用方式、界面 ０ ０ ｌ １ Ｄ Ｄ 一 ０ １ ０ Ｏ Ｄ Ｄ‘—— 友好度、知识点表述以及在使用中出现的问题等反馈信息，对一 ０ ｌ ０ １ Ｄ Ｄ —— 期建设改进和二期网络化提供了真实的数据和良好的改进建议， ０ １ ｌ ０ Ｄ Ｄ。一 完善了数字科技馆的服务功能。 ０ １ １ ｌ Ｄ Ｄ —— 贵州数字科技馆一期工程采用了广泛使用的计算机和视频光 ３．２实验电路图及波形 盘为载体，以微型计算机、计算机局域网和电视机等作为整体反 根据数据选择器７４ＬＳ１５１的功能表Ｈ Ｊ，将Ａ、Ｂ、Ｃ作为地址 映科技馆的展示媒体。将通过发放光盘，尽早服务全省县乡、中 输入端，数据选择器的输出Ｙ表示大教室的灯是否需要打开。 小学的广大青少年。 Ｄ Ｄｉ —— 期工程的完成，同时也标志着二期工程的开始。二期工 程将在一期工程光盘版的“贵州数字科技馆”基础上，进一步地 与（１－－４）式相对比，可得： 完善，对已有数字化展项进行优化和增加。同时，设置服务器集 Ｄ６：Ｄ７：１，Ｄ０＝Ｄｌ＝Ｄ２＝Ｄ４＝０ 式（１—６１ 群、存储系统、网络运行平台，网络安全系统、机房项目，开展 电路如图３，由７４ＬＳ１５ｌ实现，输入为由键盘控制的开关Ａ、 网站的系统维护等建设，使数字科技馆完成网络化，并和中国数 Ｂ、Ｃ，其原理同逻辑门电路的输入控制，逻辑分析仪显示输入输 字科技馆对接。 出波形，如在 区间内，输入为００１，输出为０，即这段时间内只 有一个班级需要上自习，不需要开大教室的灯，在 时间内，输 ５、结语 入为１１０，输出为１，即这段时间内两个班级需要上自习，则需要 数字科技馆的建设，必然带来科技馆在科普形式乃至组织结 开大教室的灯。 构形式上发生深刻的变化。数字技术人员得以充实到科普队伍， 科普事业将更紧密贴近群众生活；随着数字化技术的快速发展及 在科普事业上应用的不断深入，相关服务配套设施得以不断完 善，以及用于服务对象的产品水平在项目建设中的不断提高，为 数字科技馆建设起到了巨大的推动作用；随着数字科技馆影响力 的提升，数字化后相关配套产品、项目的运作，也将会有良好且 长远的发展前景。 数字科技馆对解决中小城市、区县科普场馆场地狭小、经费 不足的弊端，以及边远地区无法参观实体科技馆等具有重要的现 实意义。将为全社会提供公益性科普资源共享服务，也将为我国科 学技术的普及提供基础支撑。数字科技馆将和实体科技馆相互依 图３ ７４ＬＳ１ ５１电路原理图及波形 数字逻辑电路实验是一门应用性很强的课程，随着科技的进 存、共同发展，成为科技馆持续发展的新模式。一令 ＝ ，Ｂ＝４，Ｃ： ，则式（１－１）可转化为 ｙ＝￣．，ＢＣ＋．４ＢＣ＋．４ＢＣ＋ＡＢＣ＝ ＋ ＋ ４ 十 ４ 式（１—５） ＝ ：步，数字化产品随处可见，０和１充斥着我们生活的方方面面，由 于它自身的灵活性让设计者也有很大的选择空间，同一种电路可 以选用不同的元件、方案来实现，学生掌握基本原理和方法后， 应根据实际情况选择合适的设计方案，自主创新设计，提高自身 能力。 参考文献 参考文献 ［１］姜桥电子技术［Ｍ］．北京．人民邮电出版社，２Ｏ０ ［２］王汉桥电子技术基础（下）［Ｈ］－北京：中国电力出版社，２００６． 圆周良全数字电子技术基础［Ｈ＿Ｊ．北京：高等教育出版社，００６．２ ［４］谢自戋电子线路设计［ ．武汉：华中科技大学出版社，２００５ ［１］许黎辉．数字科技馆建设的研究＿中国新技术新产品，２０１０． ［２】潘卫平＿基于互联网的科技馆．２０ｏ 年全国首届数字（虚拟）科技馆技术 与用学术研讨会论文续集． ［３］廖红．科技馆、网上／虚拟科技馆与中国数字科技倌科技中国，２００５． 【４Ｊ贵州省科学技术协会、贵州省统计局．２００５－２００７￣贵州省公民科学素 质调查报告 ［５］贵州数字科技馆可行性研究报告 基金项目 贵州科技馆资源数字化条件平台（黔科平台［２ＯＯ９］４００３号）
