各地区的科技馆主要是展示前沿技术，通过这样的方式来提高公民的科学素质，发挥出科普教育的价值与意义。目前，VR技术与科学实验、理论分析一起成为人类认知自然规律的三大手段。虚拟现实技术能够帮助受众通过交互体验，让受众在一个借助虚拟现实技术推动数字媒体艺术创作的空间中达成视觉、听觉、触觉等统一。VR技术的应用使展品处于虚拟的环境后，用户通过佩戴VR眼镜就可实现与展品的交互，更好地了解科技产品。VR等虚拟现实技术在科普教育中具有重要意义，主要表现在以下几个方面：
（1）科技馆展品通过实体展示的方式将会耗费大量的资金与场地，在设备运输以及维护方面也十分不便。由于实体科普场所需要投入大量的资金设备且占地面积大，VR技术的应用可减少在科教硬件设备上的投入，通过虚拟的方式来达到科技馆展品科普教育的效果，展品展示过程更加便捷，且维护成本低廉。
（2）相对于传统的科技馆展品，VR技术打破了传统科技馆展品时间以及空间层面的限制，应用于现实世界中不可能接近地域和事物的探索，如星际空间、月球、微观世界等，而且VR技术可在想象的空间与真实的人进行交互，所以VR在科技馆中应用广泛。
（3）VR技术能够更有效地将一些高危实验以及需要长时间得出的实验结果快速展示，还原整个实验过程，为公众带来全面的实验内容，内容的完整性以及实验效果能够更好地被社会公众所接受，体现科普教育价值。
（4）VR技术可以重复设计与开发，有效控制实验成本。该技术呈现到科技馆的展品上，能够紧随科技的发展步伐，使科技馆维护成本得到控制，并更好地适应科技发展水平。
将虚拟现实技术应用至数字媒体领域中，能够实现计算机与现实世界的交互，通过现实世界的超前模拟感受到现实的视觉体验，这已经成为一种当前的发展趋势。因此，虚拟现实技术与数字技术和智能技能等相互结合和紧密联系，能够为数字媒体技术的发展提供前进的方向。
借助全景VR影像，人们将有机会如身临其境般地体验流星雨、闪电、极光飞舞、月影变幻等令人惊叹的太空景观，如图8-9所示。VR技术在科技馆又一次点燃普通人心中太空探索的梦想与激情。即使不能飞向太空，也可以在虚拟世界做一个“虚拟现实宇航员”。那些登入“太空”的虚拟现实宇航员将感觉自己不是历史的旁观者，而是一个积极的参与者，和宇航员们并肩探索太空。太空探索类VR展品成为科技馆不可或缺的一部分，如甘肃科技馆《月球漫步》《模拟走进空间站》《回眸宇宙》《月球科考》等太空知识类VR展品占全部VR展品的36.4%。
图8-9 VR影像
大名鼎鼎的上海迪斯尼乐园的“飞越地平线”就是扩展现实的杰作，这是个坐在半空里观看的IMAX球幕影院。画面的分辨率是4K，当观众在半空观看，可以走到世界的树林、湖泊、城堡……产生身临其境的感觉。“飞越地平线”令人激动的效果，在于伴随着画面，观众的座椅也在上下左右运动，尽管运动的幅度很小，但却足以欺骗大脑，让人产生真实运动的感觉，这是普通电影院无法做到的。伴随着画面和身体运动的还有大海的气息、草原的味道、鲜花的芬芳。体验“飞越地平线”通常要排队1小时以上，排队系统是迪士尼设计的精华，排队屋内增强现实设计有迷宫、山洞、地牢、星空等，让人们在排队时可以津津有味地参与体验。
8.2.2 VR开发工具
8.2.2.1 Unity3D
Unity3D是由Unity技术公司开发的一个让开发者轻而易举地开发创建诸如三维动漫视频游戏，虚拟现实模式的建筑可视化，实时三维动画等类型内容的互动多平台的综合型开发工具，是整合了诸多开发工具和插件的专业游戏引擎。Unity类似于MacroMedia公司的Director集成开发工具或Blender游戏引擎，以及虚拟现实制作软件Virtools，2D游戏引擎Torque Game Builder等，这些都是利用交互的图形化集成开发环境综合虚拟现实开发软件。其编辑器均可以运行在Windows和苹果操作系统平台上，游戏或虚拟现实作品可发布至Windows、Mac、Wii、WebGL和Android平台，其中WebGLS需要HTML5的支持；也可以利用Unity网页播放器插件发布网页游戏，支持大多数网页浏览器。图8-10为Unity软件工作主界面。
图8-10 Unity工作界面
Unity3D的安装和操作非常简单，它自带了一个集成开发环境，开发新的项目，多平台打包操作均可在集成开发环境的编辑器里面快速完成。众多的中间件均可打包成Unity包在插件市场发布，其插件的安装也是非常容易的，只需选择下载所需的插件，像打补丁一样自动安装。相比其他类似的开发引擎，Unity最大的特点就是已经形成了一个庞大插件发布社区，在插件市场的基础上，众多开发者发布了相当多的中间件，供选择使用，这就大大加快了独立开发者和公司的软件开发进度。微软对Unity的支持，让C#对Unity完美兼容，作为脚本可以在编程和运行之间取得平衡。
8.2.2.2 虚幻引擎（Unreal Engine）
虚幻引擎是Epic公司开发的一款游戏开发引擎，最新版本是Unreal Engine 4。它是一套完整的虚幻游戏集成开发框架，集成了大量的内容创建工具，面向任何使用实时技术工作的用户，提供一个可扩展、可升级的模块化架构。从场景可视化设计和电影式体验，到开发计算机、移动设备、VR和AR平台上的高品质游戏，虚幻引擎高度成熟的工具能为用户提供学习、提高、成熟可交付和优秀成熟的作品等功能，图8-11是Unreal Engine工作场景。
图8-11 Unreal Engine环境场景制作
虚幻引擎集成了大量的中间件，是一套完整的构建游戏、场景模拟和可视化建模的集成开发工具，能够轻易实现艺术家的想象和愿景而打造虚幻世界，同时由于其具备了操作的灵活性，可满足不同开发人员的使用需求。Epic已经使用其自研的虚幻引擎制作出了众多享誉网络备受赞誉的热门作品，并由此设计了强大的开发工具和高效的制作流程，而之前比较火的精准击杀、画面流畅的“吃鸡”游戏就是用虚幻引擎开发的，吃鸡游戏的成功史无前例，现在面世的越来越多的经典游戏都选择了虚幻引擎4开发。虚幻引擎4是完整的产品套件，从制作到发行流程全覆盖，无须再购买额外的插件。
8.2.2.3 全景图片转换器（pano2VR）
全景图片转换器是非常优秀的全景漫游制作软件之一。它能将360°全景图片转化自动生成全景漫游系统。全景图片转换器允许输入一张全景图片自动完成补地操作，可以直接输出HTML5网页以及Flash动画文件。可以说Pano2VR生成的是一个系统，某种程度上和一个网站系统是一样的。所以说，制作出来的可供浏览的全景漫游应用，它的运行类似网站，应用存储在服务器上面，在客户端通过浏览器访问，图8-12是Pano2VR Pro工作界面。
(www.xing528.com)
图8-12 Pano2VRPro工作界面
Pano2VR有自己的系统内核，界面集成应用套件，开发应用不需要额外编程，操作界面友好。在版本5之后，Pano2VR在功能和优化上都有很大改进。使用Pano2VR完全可以制作出十分个性精美的全景漫游。
8.2.2.4 Krpano
Krpano是一个非常优秀的全景漫游制作工具，功能非常强大，但是使用Krpano需要一定的编程开发基础。开发人员使用Krpano工具包，简单拖拽工具就可以生成一个基本的全景漫游作品。制作复杂的作品，需要用到编程技术，如果你懂得编程，那么开发全景漫游应用选择Krpano是较优的选项。Krpano支持二次开发，基于Krpano开发平台可以制作各种个性化的全景漫游作品。Krpano界面不太引人注目，内秀外拙，但是其生成的作品非常精美，前期支持MOV，后来支持了Flash，网上众多的基于Krpano内核的开发工具，是一些开源爱好者在Krpano核心基础上制作发布的软件或系统。这些工具大部分让Krpano界面图形化，有着类似窗口的熟悉且友好的操作界面，让没有编程基础的用户也能使用Krpano的技术制作自己的全景漫游作品。
图8-13是Krpano软件制作漫游作品实例，Krpano自带丰富的接口，通过JS接口来实现播放器的播放展示和特效添加，操作简单便捷。
图8-13 Krpano制作漫游实例
8.2.2.5 Holo Studio
Holo Studio界面如图8-14所示，Holo Studio将虚拟现实应用到数字媒体艺术的创作中，能够帮助相关设计人员在立体的空间中和虚拟的空间中进行自由发挥，提高创作的效果。Holo Lens通过与信息技术和多种设备进行链接，从而帮助创作者通过操作手中的设备就能够利用全息图对房建的大小进行调整，从而完成图像的着色工作。根据当前的情况可以看出，HoloLens和Holo Studio在房屋建筑中所发挥的作用更加凸显，广泛应用到房屋建筑设计中，设计人员通过佩戴显示仪手持操纵杆，就能够通过Holo Studio中的Holo Planner功能在听到人们的指示和操纵后，对房间中放置的桌椅等进行摆放。其中程序中所包含的物体类型较多，能够在虚拟房屋中通过手绘的方式对家具的形态和轮廓进行构建。再通过操作手柄进行相应的设计。
图8-14 Holo Studio界面
8.2.2.6 HoloLens
HoloLens是微软所开发的一个混合现实开发工具，如图8-15所示。不同于让用户完全沉浸在虚拟世界的虚拟现实技术，或是在真实世界基础之上叠加数据信息的增强现实技术，微软HoloLens所采用的混合现实技术通过与周边真实环境的融合，使用户无论从听觉或视觉都感到虚拟世界是真实场景的一部分。
图8-15 HoloLens开发场景
HoloLens为各行业带来了创新，在教育行业，HoloLens以全新的视角接触课程，让学生研究、四处走动和深入探讨学科。HoloLens将实际物体及环境和3D数据融合到一起，有助于增进学生互动和理解抽象概念。通过HoloLens，学生可以在3D学习中探索学科的新维度并更深入地理解学习内容。
8.2.2.7 混合现实工具包（MRTK）
MRTK是一个很神奇的适用于Unity的混合现实开发平台，MRTK版本2是一个面向混合现实应用程序的开源跨平台开发工具包。如图8-16所示，MRTK旨在加快面向MicrosoftHoloLens、WindowsMixed Reality沉浸式（VR）头戴显示设备和OpenVR平台的应用程序开发。通过MRTK公开的全新HoloLens2功能，是进行MR开发的最佳方式。
图8-16 MRTK混合开发工具
MRTK它支持模块化、跨平台，具有非常高的性能。采用该工具开发时，采用了模块化方式，因此，不需要将此工具包的所有组件都放到项目中，模块化设计稳定可靠且具有可扩展性，因此能够支持多个平台，例如ARCore、ARKit和OpenVR。由于要使用移动平台，它的高性能确保不会给用户造成麻烦。
开始使用混合现实工具包，需要安装Visual Studio 2019，Unity 2018以上的版本以及Windows SDK。如果要为微软WMR头显和Holo-Lens眼镜构建Windows通用应用，以上所列软件是必须安装的。
8.2.2.8 Quick Time VR技术
Quick Time VR技术被广泛应用于各行各业中，并取得了较好的效果。Quick Time VR技术是通过连接计算机后搭建共享平台，其能够创造出三维立体、全方位的虚拟图像和虚拟空间，从而让人们能够在虚拟的空间中体验置身于现实的场景。其中Quick Time VR的编辑功能较为强大，它还能够通过连接数码相机和摄像机编辑视频，使用者根据自身的需求对电子设备中形成的一些图像和影音等进行处理，通过对播放的内容进行控制，能够增强人机交互的体验感。
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