2024年4月24日发(作者：书雅素)
基于虚拟现实的科普游戏设计
打开文本图片集
摘要：传统平面媒体的科普教育效果不佳，无法满足互联网+时代年
轻用户的视听需求。基于虚拟现实的科普游戏案例，可将虚拟现实与游戏
的媒体优势合二为一。本研究采用野外求生作为科普教育案例的内容题材，
基于MihalyiCsikszentmihalyi的心流理论，设计开发基于虚拟现实的科
普游戏案例。游戏案例的设计包含游戏概念原型设定、游戏背景设定、游
戏剧情设计、游戏任务设计、游戏关卡设计，形成游戏性与教育性的融合
样式，并通过游戏平衡技巧维持用户学习动机，以及设计合理的游戏交互
机制引导用户快速融入沉浸。游戏案例的开发采用3dsMax进行三维建模，
Unity引擎进行虚拟现实开发，构建支持Web等多个平台的游戏应用，为
科普教育在网络宣传等方面提供一种设计范式。
关键词：虚拟现实；科普游戏；Unity；沉浸；动机维持
一、引言
虚拟现实（VirtualReality，简称VR）概念上世纪80年代由美国的
JaronLanier所提出，指的是由计算机构建的对真实世界或现象的模拟。
随着OculusRift等消费级虚拟现实设备的推出，虚拟现实重新成为市场
的关注热点，Facebook、三星、SONY等大型科技公司大力研发虚拟现实
应用，尤其是虚拟现实游戏，2022年由此被称为“虚拟现实元年”。目
前，虚拟现实已经被应用于教育、培训、文化等领域，如教育平台
Unimersiv设计了罗马竞技场、乘坐宇宙飞船探索太阳系等虚拟现实案例，
通过沉浸感教学将最枯燥的课题变得生动，获得良好反响[1]。根据
Digi-Capital预测，虚拟现实软硬件市场规模将达到1500亿美元，未来
5年将实现超高速增长，虚拟现实依托移动互联网等优势呈现巨大发展潜
力[2]。基于上述背景，本研究以野外求生作为科普教育内容题材，提出
采用虚拟现实技术构建一款支持包括Web在内主流平台的科普游戏案例，
阐述虚拟现实与教育游戏载体结合的方法，以此作为互联网+时代科普教
育宣传新范式。
二、理论基础
本研究的游戏案例基础理论为MihalyiCsikszentmihalyi的心流理论
（FlowTheory，有时也称沉浸理论），心流（Flow）是一种在活动中因意
识投入情境而进入到忽视其它知觉的愉悦状态。研究表明，心流的产生，
可通过调整游戏情境中的挑战与能力以影响用户心理状态偏离焦虑与厌倦
区，靠近心流区所激发[3]。
有别于常规媒体设计，虚拟现实游戏中的挑战与能力，主要是经由虚
拟现实3i特征（沉浸：Immersion，构想：Imagination，交互：
Interaction）调整实现。当今虚拟现实的优势在于沉浸（Immersion），
可帮助用户快速构建对虚拟环境的认知，是获取心流的必要前提。基于虚
拟现实的科普游戏首当需要考虑虚拟环境的真实程度，三维建模正是还原
对象特征的优先选择，可有效连接用户行动与知觉，这也是目前绝大多数
虚拟现实应用的首选呈现方式。构想（Imagination）体现设计者的创造
思想，交代游戏的世界观，在科普游戏中表现为当前知识内容的性质、意
义、因果、参照等客观事实。沉浸与构想的设计，加速了用户对于科普游
戏案例的熟悉过程，有利于沉浸阶段中的目标设立。交互（Interaction）
反映游戏的人机交互理念，是沉浸持续发生的重要阶段。在科普游戏设计
中，利用游戏的天然优势——快速反馈保持用户注意力的集中，并通过设
计趣味性的游戏任务保持用户参与动机的持续，同时在任务中设置与能力
2024年4月24日发(作者：书雅素)
基于虚拟现实的科普游戏设计
打开文本图片集
摘要：传统平面媒体的科普教育效果不佳，无法满足互联网+时代年
轻用户的视听需求。基于虚拟现实的科普游戏案例，可将虚拟现实与游戏
的媒体优势合二为一。本研究采用野外求生作为科普教育案例的内容题材，
基于MihalyiCsikszentmihalyi的心流理论，设计开发基于虚拟现实的科
普游戏案例。游戏案例的设计包含游戏概念原型设定、游戏背景设定、游
戏剧情设计、游戏任务设计、游戏关卡设计，形成游戏性与教育性的融合
样式，并通过游戏平衡技巧维持用户学习动机，以及设计合理的游戏交互
机制引导用户快速融入沉浸。游戏案例的开发采用3dsMax进行三维建模，
Unity引擎进行虚拟现实开发，构建支持Web等多个平台的游戏应用，为
科普教育在网络宣传等方面提供一种设计范式。
关键词：虚拟现实；科普游戏；Unity；沉浸；动机维持
一、引言
虚拟现实（VirtualReality，简称VR）概念上世纪80年代由美国的
JaronLanier所提出，指的是由计算机构建的对真实世界或现象的模拟。
随着OculusRift等消费级虚拟现实设备的推出，虚拟现实重新成为市场
的关注热点，Facebook、三星、SONY等大型科技公司大力研发虚拟现实
应用，尤其是虚拟现实游戏，2022年由此被称为“虚拟现实元年”。目
前，虚拟现实已经被应用于教育、培训、文化等领域，如教育平台
Unimersiv设计了罗马竞技场、乘坐宇宙飞船探索太阳系等虚拟现实案例，
通过沉浸感教学将最枯燥的课题变得生动，获得良好反响[1]。根据
Digi-Capital预测，虚拟现实软硬件市场规模将达到1500亿美元，未来
5年将实现超高速增长，虚拟现实依托移动互联网等优势呈现巨大发展潜
力[2]。基于上述背景，本研究以野外求生作为科普教育内容题材，提出
采用虚拟现实技术构建一款支持包括Web在内主流平台的科普游戏案例，
阐述虚拟现实与教育游戏载体结合的方法，以此作为互联网+时代科普教
育宣传新范式。
二、理论基础
本研究的游戏案例基础理论为MihalyiCsikszentmihalyi的心流理论
（FlowTheory，有时也称沉浸理论），心流（Flow）是一种在活动中因意
识投入情境而进入到忽视其它知觉的愉悦状态。研究表明，心流的产生，
可通过调整游戏情境中的挑战与能力以影响用户心理状态偏离焦虑与厌倦
区，靠近心流区所激发[3]。
有别于常规媒体设计，虚拟现实游戏中的挑战与能力，主要是经由虚
拟现实3i特征（沉浸：Immersion，构想：Imagination，交互：
Interaction）调整实现。当今虚拟现实的优势在于沉浸（Immersion），
可帮助用户快速构建对虚拟环境的认知，是获取心流的必要前提。基于虚
拟现实的科普游戏首当需要考虑虚拟环境的真实程度，三维建模正是还原
对象特征的优先选择，可有效连接用户行动与知觉，这也是目前绝大多数
虚拟现实应用的首选呈现方式。构想（Imagination）体现设计者的创造
思想，交代游戏的世界观，在科普游戏中表现为当前知识内容的性质、意
义、因果、参照等客观事实。沉浸与构想的设计，加速了用户对于科普游
戏案例的熟悉过程，有利于沉浸阶段中的目标设立。交互（Interaction）
反映游戏的人机交互理念，是沉浸持续发生的重要阶段。在科普游戏设计
中，利用游戏的天然优势——快速反馈保持用户注意力的集中，并通过设
计趣味性的游戏任务保持用户参与动机的持续，同时在任务中设置与能力