数字孪生 3D 科技馆的科学传播新模式

前言

科技馆是一种参与型体验型的博物馆，以传播科学知识、培养公众的科学创新技术为宗旨，并以其生动的展现方式得到公众的广泛欢迎。一直以来，我国科技馆的发展受到各种因素的制约和影响，发展缓慢。如今在我国经济、文化、科技、互联网等全面快速发展的大背景下，科技馆促进可持续健康发展，探索科学发展新路子，注入新的强大动力，是当前重大课题。

图扑科技作为厦门市级重点软件企业，积极响应科技馆发展新模式，采用 Hightopo 自主创新的 HT for Web 可视化产品搭建的智慧科技馆，为科技馆赋能，在科学传播方式上更具“智慧性”。信息技术、网络技术、人工智能及自动化，为科技馆带来了新的活力，全方位的科学传播体验使得智慧科技馆亮点纷呈。

效果预览

Hightopo 以某科技馆为背景，可以以第一人称方式，模拟用户在科技园内的参观场景，并采用轻量化三维建模技术，以三维场景为基础，2D 数据面板为辅，并通过 HT 强大的渲染功能，再现科技馆内部独特的结构造型和建筑特色，极大地优化了时间、物理空间资源，提升了用户的参观体验，也为政府普及科学知识，宣传科学思想，传播科学方法，弘扬科学精神提供了诸多便利。

自动游览

自动游览根据大众用户的浏览习惯以及浏览时间，设定展区内容自动播放速度与播放方向，增强用户体验效果的同时，解放双手，从而增进展示效果，发挥展示特色。

手动模式

手动模式支持 WASD、方向键的键盘控制，或者通过触屏设备的单指双指操作，可以真实模拟在场馆内行走。在靠近参考点位置时，自动展示标记点信息，点击可查看介绍面板。左上角的小地图显示目前位置，点击后弹出科技馆布局图，点击对应位置，即可快速定位。

长征系列运载火箭

长征系列运载火箭是中国自行研制的航天运载工具。起步于 20 世纪 60 年代，截至 2021 年 9 月 20 日，中国长征系列运载火箭已发射 389 次。

Hightopo 可视化技术将长征火箭系列原型通过三维动画真实呈现出来，手动点击“长征火箭”按钮，长征火箭的基本信息（包括级数、长度、起飞推力、GTO 载力等）、型号、发射记录将详细展示在 2D 面板上。

除此之外，HT for Web 自主研发的 2D、3D 引擎，经过搭建场景、搭配数据面板以及动画驱动制作了卫星发射 demo，1:1 模拟了火箭升空及卫星绕轨。它由中心的场景和两侧数据面板构成，场景支持常规的旋转、平移和视角缩放，数据面板模拟展示了火箭以及卫星的一些相关信息。

天和核心舱

天和核心舱是中国空间站天宫的组成部分。其主要用于空间站的控制和管理，具备长期自主飞行能力，能支持航天员长期驻留，还能支持开展航天医学和空间科学实验。

空间站组合体

中国空间站包括天和核心舱、天舟货运仓、实验舱问天、实验舱梦天和神舟载人飞船五个模块。各飞行器既是独立的飞行器，具备独立的飞行能力，又可以与核心舱组合成多种形态的空间组合体，在核心舱统一调度下协同工作，完成空间站承担的各项任务。

中国航天历程

中国航天事业自 1956 年创建以来，经历了艰苦创业，配套发展，改革振兴和走向世界等几个重要时期。不平凡的 65 年里见证了我们的进步和荣耀，在这里，Hightopo 将中国航天发展的重大航天事迹，通过数据可视化的形式以文字和动画的形式展现，让用户在浏览中轻松完成对载人航天的基本认知，也对中国航天事业的发展有了基础性的了解。

天舟一号

天舟一号，代号 “TZ”，为中国自主研制的第一艘货运飞船，是向天宫二号进行货物运输的地面后勤保障系统，也是中国载人航天工程“三步走”战略计划中“第二步”的收官之作。

下图案例是利用 Hightopo 的产品 HT 搭建 “天舟一号”货运飞船数字孪生管理系统。HT 三维仿真技术可多维度直观展示飞船主体、运载信息、飞行试验、技术实验、运行历程等重点管理对象的运行态势，支持全范围空间的态势可视化监控。

英雄航天员

65 年间，中国航天人自强不息、接续奋斗，走出了一条自力更生、自主创新的发展道路，积淀了深厚博大的航天精神。通过 HT 可视化展示了各个时期不同宇航员的航天信息，让观展者通过大屏的方式更直观的了解。

太阳系

太阳系是一个以太阳为中心，受太阳引力约束在一起的天体系统，包括太阳、行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星和行星际物质。人类对于太阳系的探测显著带动了科学创新、技术突破和应用拓展；增长了对宇宙尤其是太阳系的认知、拓展了知识疆界；提高了认识和保护地球、拓展生存空间的能力，激励了年轻一代的探索、发现和挑战精神。

Hightopo 建立的基于 HTML5 的太阳系 3D 可视化系统，主要展示 8 大行星绕太阳公转轨道、相对位置、星体质量、资源含量等信息，相对位置清晰直观，3D 地形与等高线图对应，海拔高度和相互遮挡关系都可以准确把握。满足了最基本的太空场景和数据呈现的框架，更为详尽的数据呈现和业务功能有待相关的工作人员根据具体的业务场景提出更详尽的需求。

嫦娥三号玉兔号

嫦娥三号，是中国探月工程二期发射的月球探测器，由着陆器和巡视器组成。在国际上首次实现了月基近紫外巡天观测，填补了国际上 GALEX 卫星巡天在低银纬天区的部分空白。玉兔号是中国在月球上留下的第一个足迹，意义深远。它一共在月球上工作了 972 天。玉兔号是中国首辆月球车，和着陆器共同组成嫦娥三号探测器。随着科学技术不断发展，人类重返月球的热潮兴起，新一代月球车也将出现。

总结

图扑软件庞大的实物以三维模型形式展示，实现科技展馆数字化、云端化，进一步拓展了航天信息深度，延伸了航天知识的广度，打破了参观时间的限制、跨越了地域空间的壁垒，让公众足不出户就能尽享科普盛宴。

在目前的现实情况下，创新现代科技馆发展模式，是关系到科技馆生存、发展与创新的大事。我国科技馆的蓬勃发展体现了我国社会文明进步的规律和需求，面对现代科技馆发展的种种挑战，需要在科学发展观的指导下，走可持续健康发展道路，为和谐社会做出相应的贡献。

更多行业应用实例可以参考图扑软件官网案例链接：https://www.hightopo.com/demos/index.html