剛剛完成改造的紐約科學館的大廳變成了一個完整的虛擬生態系統,里面長滿千奇百怪的植物,還有想像生物不時出沒。孩子們可以一邊改造虛擬生態系統,一邊了解自然界。
紐約科學館的大廳剛完成了一次大改造:大廳里標志性的波浪形墻壁,原為1964/65年紐約世博會所建造,目前墻上正展示著6個交互式的虛擬生態系統,構成一個巨大、相互聯系的數字環境,里面有各種神奇的虛擬生物。這是一個叫萬物相連的展覽,于6月27日拉開帷幕,由Design I/O的藝術家提奧.沃特森、艾米麗戈貝和尼克.哈德曼共同創作。
這次展出是目前最大的交互式投影應用項目,參觀者可以利用手勢、動作,來親身體驗這6個生態系統。所有墻壁,包括整個大廳,都是交互式設計的,還有38個虛擬瀑布流入其中。
當參觀者在某塊區域中觸摸虛擬動植物,會在另一個生態系統中引起連鎖反應。所有的交互設計都基于可持續科學的原則。該項目旨在幫助兒童和參觀者理解自然界中萬物相連的特性,并且通過人的實際操作,展示保護生態系統的重要性。
你們設計的靈感是怎么來的?這些虛擬形象都是基于真實動物和場景制作的嗎?
自然景觀是基于真實的沙漠、山谷、平原、雨林、水體、濕地等制作的,但我們想讓虛擬的動植物更有幻想色彩,超現實一點,這樣參觀者就會從一個相對平等的角度看待它們,試著分辨它們的外觀和動作有何意義。許多虛擬動物依賴某種植物而生存,例如”沙漠忍鳥”,它出現在”千變仙人掌”較多的地方,但也會越過山谷,遷徙到平原,因為那有”燈塔樹”。
你能不能介紹一下裝置是如何運作的?
這個項目使用了15個投影儀。地板上有7個,和 Pandoras Box 設備連在一起。墻上有6個2萬流明的投影,虛擬瀑布是由2個投影縱向搭建的。整個裝置由8臺 Mac Pro 運行,其軟件運行基于開源框架,一個幫你進行開創性工作的開源 C++ 工具箱。
說到地板上的虛擬水流,訪客可以利用物理坐標建出河道,讓水流經過。只要水流接觸到一個坐標,就會朝那個方向流動。訪客可以造出非常復雜的河道(還需要不斷調整,因為上游的情況常常有變)。這些坐標是反光織物材料,可以反射95%的紅外光,所以我們利用三臺紅外攝像機和紅外燈追蹤坐標,可以清楚地看到水流的線路。
交互裝置是怎么運作的呢?
墻壁的設計是交互式的,兒童可以用不同手勢播種、砍掉枯樹等等。訪客不僅可以接觸植物,比如在濕地中釋放“花灑植物”中的水分,還可以和動物互動,比如在山谷中驅趕堵住水流的“滾石獸”。在每個生態系統區,我們通過墻壁上方的兩個 Kinect 設備追蹤人的手勢和移動軌跡,然后把數據整合成一個虛擬空間,這樣當你在兩個 Kinect 之間移動時,不會產生視角變化。
不同的生態系統之間也是互相聯系的,會有連鎖反應等等。你是怎么制作這種效果的呢?是不是也基于真實自然界中的現象?
我們的確從自然界中得到了很多關于環境聯系的靈感,但我們想明確一點:“萬物相連”是個比喻性質的項目,它基于真實的自然界,但又是一個虛構的、有獨特性質的環境系統。因為它是純虛構,甚至有一點超現實,這能讓訪客視之為一個幻境,讓他們嘗試將所見之物聯系到一起,找出這個虛擬環境背后的自然規律。
制作這種為兒童設計的裝置時,要引入“系統思考”這樣的概念,你們面臨了哪些挑戰?
系統思考似乎是個很難解釋的概念,但它其實很容易通過直觀感受理解。我們平時會接觸到許多系統思考。我認為“萬物相連”的難點在于,如何在設計這樣一個復雜的環境系統的過程中不忘本質,在眼花繚亂的視覺設計和交互感受下,堅持“系統思考”的內核。
一開始,我們想做更復雜的系統,比如控制生物種群的數量。但隨后意識到,為了真正體現“系統思考”我們不能弄出好幾個平行而互不相干的東西,應該聚焦于一個點(即水流管理),因此它變成了影響這一生態系統質量好壞的決定性因素。
要制作這樣一個大規模、互相聯系而又復雜的數字生態系統,同時又要簡單易懂,讓孩子們參與,這其中又遇到了哪些困難呢?
我們意識到,其實交互操作非常簡單(播種、砍樹、鑿河道)。復雜之處在于,你要利用水流把6個生態系統連接到一起,而水源又是有限的。另外還有一些時間限制因素,也會讓操作變得多樣化(例如水循環的過程)。所以,在整個系統調試之前,我們就知道不能添加太多東西進去,因為雖然規則很簡單,然而系統本身是十分復雜的。
因為大廳面積大,要想讓水流經所有的環境系統還是頗有難度。交互操作簡單化,是為了讓兒童輕松地體驗這個項目。它的復雜之處在于做決定,以及如何讓自己的決定影響整個大系統,而這些決定又反過來影響孩子們想完成的效果。
孩子們對虛擬世界是否做出自然反應?你覺得這個項目真的能幫他們理解和學習互聯性和自然界的概念嗎?
作為“萬物相連”項目的一部分,我們開發了一系列的玩耍體驗環節,還和紐約大學的合作伙伴對孩子們進行了訪問和評估。他們中有很多人真的可以描述出系統運作的具體細節,還能夠發現細微變化,并理解這些變化和大環境之間的聯系。這讓我們很驚訝。
聽著這些年齡不一的孩子們講述他們的發現,分享他們聯系課堂知識得來的收獲,感覺特別棒。我真心希望我們能將其中一些研究結果發表出來,因為這很有意義。我們從中獲得了信心,知道做“萬物相連”是個正確的決定。