海洋研究所用57万张照片 制作海底VR研究系统

近日,中国科学院海洋研究所科学家利用57余万张实测照片和海底地形地貌等资料,制作完成了一套海底VR展示研究系统,用于精细海洋调查研究。

这套VR系统的海底虚拟现实场景是基于2016年“科学”号科考船搭载的“发现”号深海缆控潜水器,在南海海底执行“深海近海底理化条件的现场观测与分析”项目的三个潜次调查中,距离海底约3米左右航行,采集的200余G的调查资料,包括海底地形、地貌等,拍摄的57万余张高清照片等多种资料,经过数据处理、拼接制作而成。

此外,中国科学院海洋研究所还承担了中国科协虚拟现实科技馆“龙宫探宝”项目,制作了专门用于科普的可交互虚拟现实场景,包括西太平洋雅浦海山、南海冷泉和冲绳海槽热液三种典型的深海研究区域,预计今年将在国内部分科技馆亮相,最早有望于今年5月面向公众开放。

海洋科普VR展示系统将于年内亮相

最大特点是对科学性把握严格

“我们跟企业合作共开发了两套VR系统。一套用于科研,一套用于科普。其中,科普系统的虚拟体验由深海海山区域、南海冷泉区域、海底热液区域三个真实科考场景组成,全方位展示海底地形、底质、生物、温度、压力等深海生态系统。”中科院海洋研究所科普办主任刘洋告诉记者,“热液、冷泉、海山是三个比较有代表性的深海极端环境。参与者将置身于真实的深海虚拟环境,通过操作ROV深海机器人等深海探测装备,浏览海底地形地貌、生物群落分布等,并操控机械臂进行原位探测取样、开展趣味实验,通过沉浸和交互感让受众实现跨越时空的科学体验。”

“我国深海科考起步较晚,可能很多人不了解海洋科考。我们想通过这种方式让更多人了解深海科技成果。而且孩子们也可以在过程中学到很多知识,从而激发他们对海洋和科学的兴趣。”刘洋表示,“与其他的海洋VR产品相比,该系统最大的特点是对科学性的把握很严格,每一个环节都有专家把关。系统中出现的生物的学名,以及该生物采集的时间、地点、经纬度等都有标注,并且都通过了专家鉴定。”

可近距离观察海底生物或取样

据悉,虚拟现实平台分为两个板块,分别为海上科考实景再现、海底探秘模拟体验。其中,海上科考实景再现板块包括调查船出海和ROV下潜;海底探秘模拟体验板块包括海底热液区域、南海冷泉区域、深海海山区域三个场景。

“参与者可以在界面中选择3个场景地图。‘科学’号从青岛专用码头出发后,系统会介绍航次的任务背景。抵达海域后,系统会介绍‘科学’号,参与者可以近距离观察‘科学’号的操作。”据刘洋介绍,“参与者可以进入ROV操控室,通过2个手柄操控ROV的机械臂,身临其境,在操控室模拟真实科考场景,通过操控杆和中控台按钮,操作ROV运行姿态和轨迹浏览海底地形地貌,指挥ROV机械臂开展海底生物和岩石取样、原位探测等相关科学研究和实验,获取宝贵的深海科考体验和科学知识。”

参与者可进一步了解深海科考

刘洋告诉记者,“深海海山场景包括生物采集和沉积物样品采集两个任务;南海冷泉场景包括甲烷气体采集和铠甲虾抓取任务;海底热液场景包括演示样品采集和传感器探测任务。”

以西太平洋雅浦海山生态系统科学考察为例。“海山是指深海大洋中水面以下高度超过1000米的隆起地形。据估算,全球海洋中共有逾3万座海山,绵延的海山为生物创造了庇护所,成为其补充能量的“驿站”。参与者可以操控ROV进行海底浏览,观测海底地形地貌;并完成海底沉积物样品采集、海绵和珊瑚两种生物样品采集任务。”刘洋表示,“该操作可以使参与者了解深海海山生态系统的主要构成、海底地形地貌和海底生物特征,以及深海取样方法等内容,有助于参与者对深海科考有进一步的理解和认识。”