admin/2015-7-8 17:51:37 技术分享
          刚刚完成改造的纽约科学馆的大厅变成了一个完整的虚拟生态系统,里面长满千奇百怪的植物,还有想像生物不时出没。孩子们可以一边改造虚拟生态系统,一边了解自然界。

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          纽约科学馆(New York Hall of Science)的大厅刚完成了一次大改造:大厅里标志性的波浪形墙壁,原为1964/65年纽约世博会所建造,目前墙上正展示着6个交互式的虚拟生态系统,构成一个巨大、相互联系的数字环境,里面有各种神奇的虚拟生物。这是一个叫万物相连的展览,于6月27日拉开帷幕,由Design I/O的艺术家提奥.沃特森(Theo Watson)、艾米丽戈贝(Emily Gobeille)和尼克.哈德曼(Nick Hardeman)共同创作。

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        这些艺术家说,这次展出是目前最大的交互式投影应用项目,参观者可以利用手势、动作,来亲身体验这6个生态系统。所有墙壁,包括整个大厅,都是交互式设计的,还有38个虚拟瀑布流入其中。

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    当参观者在某块区域中触摸虚拟动植物,会在另一个生态系统中引起连锁反应。所有的交互设计都基于可持续科学的原则。该项目旨在帮助儿童和参观者理解自然界中万物相连的特性,并且通过人的实际操作,展示保护生态系统的重要性。

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    要完成这样一个规模不小的展览,耗时很长,在制作过程中应用了12个 Kinect 设备、红外感应器,还有许多2万流明的投影仪。我们通过邮件联系到了提奥.沃特森,以深入了解这个不可思议的数字环境。

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    你们设计的灵感是怎么来的?这些虚拟形象都是基于真实动物和场景制作的吗?
    自然景观是基于真实的沙漠、山谷、平原、雨林、水体、湿地等制作的,但我们想让虚拟的动植物更有幻想色彩,超现实一点,这样参观者就会从一个相对平等的角度看待它们,试着分辨它们的外观和动作有何意义。许多虚拟动物依赖某种植物而生存,例如”沙漠忍鸟”(Desert Stoic Bird),它出现在”千变仙人掌”(Shifty Cactus)较多的地方,但也会越过山谷,迁徙到平原,因为那有”灯塔树”(Beacon plants)。

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    你们还运用了Kinect设备、红外感应和投影仪,真是丰富。你能不能介绍一下装置是如何运作的?
    这个项目使用了15个投影仪。地板上有7个,和 Pandoras Box 设备连在一起。墙上有6个2万流明的投影,虚拟瀑布是由2个投影纵向搭建的。整个装置由8台 Mac Pro 运行,其软件运行基于开源框架(open Frameworks),一个帮你进行开创性工作的开源 C++ 工具箱。

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    说到地板上的虚拟水流,访客可以利用物理坐标建出河道,让水流经过。只要水流接触到一个坐标,就会朝那个方向流动。访客可以造出非常复杂的河道(还需要不断调整,因为上游的情况常常有变)。这些坐标是反光织物材料,可以反射95%的红外光,所以我们利用三台红外摄像机和红外灯追踪坐标,可以清楚地看到水流的线路。

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    交互装置是怎么运作的呢?
    墙壁的设计是交互式的,儿童可以用不同手势播种、砍掉枯树等等。访客不仅可以接触植物,比如在湿地中释放“花洒植物”(Shower Plant)中的水分,还可以和动物互动,比如在山谷中驱赶堵住水流的“滚石兽”(Rock Roller)。在每个生态系统区,我们通过墙壁上方的两个 Kinect 设备追踪人的手势和移动轨迹,然后把数据整合成一个虚拟空间,这样当你在两个 Kinect 之间移动时,不会产生视角变化。

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    不同的生态系统之间也是互相联系的,会有连锁反应等等。你是怎么制作这种效果的呢?是不是也基于真实自然界中的现象?
    我们的确从自然界中得到了很多关于环境联系的灵感,但我们想明确一点:“万物相连”是个比喻性质的项目,它基于真实的自然界,但又是一个虚构的、有独特性质的环境系统。因为它是纯虚构,甚至有一点超现实,这能让访客视之为一个幻境,让他们尝试将所见之物联系到一起,找出这个虚拟环境背后的自然规律。

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    制作这种为儿童设计的装置时,要引入“系统思考”这样的概念,你们面临了哪些挑战?
    系统思考似乎是个很难解释的概念,但它其实很容易通过直观感受理解。我们平时会接触到许多系统思考。我认为“万物相连”的难点在于,如何在设计这样一个复杂的环境系统的过程中不忘本质,在眼花缭乱的视觉设计和交互感受下,坚持“系统思考”的内核。
    一开始,我们想做更复杂的系统,比如控制生物种群的数量。但随后意识到,为了真正体现“系统思考”我们不能弄出好几个平行而互不相干的东西,应该聚焦于一个点(即水流管理),因此它变成了影响这一生态系统质量好坏的决定性因素。

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    要制作这样一个大规模、互相联系而又复杂的数字生态系统,同时又要简单易懂,让孩子们参与,这其中又遇到了哪些困难呢?
    我们意识到,其实交互操作非常简单(播种、砍树、凿河道)。复杂之处在于,你要利用水流把6个生态系统连接到一起,而水源又是有限的。另外还有一些时间限制因素,也会让操作变得多样化(例如水循环的过程)。所以,在整个系统调试之前,我们就知道不能添加太多东西进去,因为虽然规则很简单,然而系统本身是十分复杂的。
    因为大厅面积大,要想让水流经所有的环境系统还是颇有难度。交互操作简单化,是为了让儿童轻松地体验这个项目。它的复杂之处在于做决定,以及如何让自己的决定影响整个大系统,而这些决定又反过来影响孩子们想完成的效果。

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    孩子们对虚拟世界是否做出自然反应?你觉得这个项目真的能帮他们理解和学习互联性和自然界的概念吗?

    作为“万物相连”项目的一部分,我们开发了一系列的玩耍体验环节,还和纽约大学的合作伙伴对孩子们进行了访问和评估。他们中有很多人真的可以描述出系统运作的具体细节,还能够发现细微变化,并理解这些变化和大环境之间的联系。这让我们很惊讶。
    听着这些年龄不一的孩子们讲述他们的发现,分享他们联系课堂知识得来的收获,感觉特别棒。我真心希望我们能将其中一些研究结果发表出来,因为这很有意义。我们从中获得了信心,知道做“万物相连”是个正确的决定。

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