河北省科學技術館

河北省科學技術館河北省科技館有新館和舊館兩部分，一期工程於1987年12月27日建成，二期工程於2006年3月23日落成開放，位於河北省石家莊長安區東大街1號。河北省科學技術館是面向社會公眾尤其是青少年，開展科普教育活動的公益性文化教育場所和科普陣地。科技館由常設展廳、宇宙劇場、4D演播廳及輔助設施組成。常設展廳包括:「力與機械」、「電與磁」、「數學」、「兒童樂園」、「光與影的世界」、「身邊的水」、「防震減災」、「機器人」等科普展區。

概況

新館坐落於石家莊市東大街1號，2006年3月23日開館，總投資約1.5億元，建築面積1.27萬平方米，展廳建築面積8400平方米，由常設展廳、宇宙劇場、4D演播廳及輔助建築組成。常設展廳設九個展區：「力與機械」、「電與磁」、「數學」、「河北院士風采」、「宇宙與航天」、「聲與光」、「應用技術」、「生命與健康」和正在建設中的「防震減災科普展區」，共有展品310件。內容涉及基礎科學、技術科學、生命科學等領域。宇宙劇場的GSS-VI型光學天象儀^[1]和穹幕電影放映設備從日本五藤光學研究所引進，總價值約2880萬元，為大陸第一台，具有國際領先水平。

河北省科學技術館場共設座位238個，可以放映天象節目和科學探險影片。4D演播廳設備由台灣躍獅公司引進，座椅性能、特效效果和影片整體水平均居世界前列。新館開館後受到觀眾的熱烈歡迎，截止到2007年初共接待觀眾近30萬人次，取得了十分顯着的社會效益。河北省科技館被領導和專家稱作創新型和節約型的科技館，認為在國內中小型科技館建設方面具有一定的導向作用。

河北省科技館正在積極運作舊館改造工作，這項工作完成後，河北省科技館將成為一個功能更加完備的現代化科技館，可持續發展能力將得到更大的增強，必將為科普事業做出新的更大貢獻。

展廳分布

河北省科學技術館河北省科技館新館建築面積1.27萬平方米，其中展廳建築面積8400平方米，實用面積6200平方米，共設置展品310餘件。這些展品集科學性、知識性、參與性、趣味性於一體，每件展品生動形象地演示一個科學原理或科學方法，觀眾通過動手操作、觀看錶演、引發思考，在參觀的過程中由被動的知識接受者，變為主動的知識探索者。

展廳共分四層，九個展區，其中一層為電與磁展區、力與機械展區、數學展區、宇宙與航天展區，設置了高壓放電、磁電廊、滾球、典型機械傳動、三維坐標等展品；二層為聲與光展區、應用技術展區，設置了光路展示、全息立體影像、聲音模擬、激光內雕、模擬駕駛等展品；三層為生命與健康展區，設置了錯覺滾筒、體能測試、大腦與五官、身體各系統等展品；地下一層為防震減災科普展區；中廳設置了河北院士風采展區。

一層展廳

設置一些鋼架鋼網牆，有些牆是通透的有些時而安裝燈管形成牆的層次。在不動建築結構的前提下，創造一種工業風格的參觀氛圍。

外露的各種功能，包含在純粹的幾何圖形中，不但表現了身在其中的人的動感和活力，並憑藉能從外面鑑賞的視覺情報裝置，密切了建築物和市民的關係。

顏色中紫藍與英國線的結合，作為磁電展區的主色調錶達出正負極度的含義，以電磁波形成基本元素的白色曲線，強調了展區的特性，把這裡分割為功能空間的同時，作為若隱若現的裝置對各種功能賦予幾個明確的形態，並僅以其形態來構成空間。各種形態均以色彩、材料、光線來表達，強調了構造的趣味性和美感，並期望空間自身能帶來標記性效果。高大和有序的造型，對展品起到了整合和歸納的作用。

河北省科學技術館一層展廳柱子較多，我們設計一些鋼網牆，充分利用玻璃幕牆投射進來不斷變化的自然光線，形成牆的層次和不斷變化的投影，使室內造型和自然光線有機結合，達到意想不到的奇妙效果。

在保持原有建築結構的前提下，創造出一種工業色彩的參觀氛圍。數學展區以黑、白相間為主色調，表達出數學做為基礎學科的嚴謹性。

異形齒輪

機器區通常想象的兩個相互傳動的齒輪必須是圓形的，在這裡我們會發現各種形狀的齒輪都能很好地嚙合傳動。異形齒輪其齒形和圓形齒輪一樣，也是漸開線形式的齒形。兩個形狀各異的齒輪，在中心點不變的情況下，齒牙完全嚙合，能夠自由轉動。齒輪上任何一點，在相同的時間內轉動的角度是一樣的，而齒輪邊上任何一點的線速度是不一樣的。

利用齒輪邊上的線速度不一樣的性質，我們可以利用異形齒輪帶動其它物體在設定時間內產生不同的速度和運動軌跡。

怪輪車

怪輪車是一輛由方形輪和等寬輪構成的人力自行車，雖然輪子不是圓的，但觀眾騎上這輛裝有奇怪輪子的自行車，蹬起來很省力，也不會有顛簸的感覺。這是因為什麼呢？

音樂機器人怪輪車的方形輪在行進過程中，其旋轉中心軸的行進軌跡從曲線變成了水平線，從而實現平穩運行。等寬輪則沒有專門的騎行軌道，它與圓輪一樣可以行進在普通的路面上。這看起來不可思議，因為等寬輪畢竟是一個偏心輪。等寬輪得以平穩行駛的關鍵在於等寬（在一段封閉的曲線上作任意一條直線與該曲線相交兩點，無論兩交點在曲線上的任何位置，如果兩交點間的距離都相等，該曲線即是等寬曲線）。該展項即採用了曲邊三角形等寬曲線輪。但是，因為除了圓之外，其餘的等寬曲線其對稱中心均不與旋轉中心相重合，這就意味着曲邊三角形等寬輪只能做偏心旋轉運動。由於在設計上採用了獨特的懸掛裝置，這樣就使得等寬輪的偏心旋轉運動不再對車體本身的運動產生實質性的影響。於是一輛平穩運行的怪輪車就展現在我們的面前。

二層展廳

晶體管二層展區是「輕鬆的、生活的」，所以我們選用時尚的藍色為這個展區的主色調。以斜向的直角構成展區的平面布局，形成「爽」的空間。

聲光展區設計為兩層，觀眾通過坡道首先來到圓形的錯層，在錯層的中心點上空有一個桔黃色的懸吊起來的聚聲罩，這個展品的改造由於不再占用地面的空間，所以使這個錯層可以成為組織活動的表演台。坡形通道實現了展區的無障礙參觀。

上層主要以聲學展品為主，下層展區布置適合暗環境的光學展項。

在聲光展區的主看牆上懸掛着一個音樂符號，它既是一個展廳的裝飾，同時也是聲學的一個展品--聽回音。是形勢與內容結合的一個創意。

虛擬守門員

在這裡，大家可以感受一下綠茵場上點球大戰的刺激。有業餘、普通、專業三種不同級別守門員選擇，您可以根據自己"球藝"的高低選擇難易程度，然後將足球放置在發球點上，將球踢向正前方球門，此時，球門中的「虛擬守門員」能準確判斷出球的位置並做出相應的撲出動作。電腦會自動判斷射門是否成功，並記錄你的射門成績。

為什麼我們的「守門員」能準確的判斷出球飛來的位置呢？這是光電傳感器組成的光柵網在發揮作用。這個光柵網就在射門隊員與球門之間，當從發球點飛過來的足球穿越光柵的瞬間，光電傳感器就把捕捉到的球的運動參數傳輸給計算機，計算機據此計算出球的軌跡和速度，從而控制虛擬守門員做出相應的撲球動作。

模擬駕駛

模擬駕駛VR-4駕駛模擬器是採用現代計算機虛擬現實技術開發的新一代用於駕駛員培訓的系統。與一般座艙式的模擬器相比較，其重大區別在於：模擬車是由實際小轎車組成，車前有一塊3米寬的弧形大屏幕，驅動輪下有一個近1噸重的力學模擬器。這種獨特的結構配上精湛的三維圖像與控制檢測軟件，使得在VR-4模擬器上開車就像在地面開真車一樣。據中國科學院文獻中心的計算機檢索報告，VR-4駕駛模擬器技術水平居國內外領先水平。

這套系統有以下幾個技術特點：

1、用虛擬現實技術，由計算機生成實時交互式三維圖像。

計算機依據汽車運動方程計算出汽車當前的位置和前進方向，然後迅速畫出駕駛員應該看到的道路景象，並通過投影機將活動的畫面投影到車前3米寬的大屏幕上，使駕駛員有如同在道路上練車一樣的沉浸感。

2、用力學模擬器，模擬汽車與道路上行駛的汽車在操縱性能上極為相似。

精心設計的力學模擬器，能模擬汽車行駛以及車輪與路面之間的摩擦。加上模擬車採用真實的小轎車，使整個模擬裝置的力學^[2]操縱性能與汽車在地面行駛時非常相似。

3、採用交流變頻調速電動機模擬汽油發動機運行特性。

運用專門研製的軟件控制交流調速電機，使之模仿汽車發動機的運行狀態，從而使駕駛電動模擬汽車的感覺與駕駛真實汽油發動機汽車的感覺一樣。

三層展廳

三樓展廳三樓展廳樓梯入口處，是由視錯覺畫組成的視錯覺牆，視錯覺牆中間用一幅大的像素圖作為主要圖形，畫框是由黑色線框組成的尋找點的視錯覺畫，三種的視錯覺畫構成了一個奇妙的展項，又似一件巨大的裝飾藝術品。

在溫暖的燈光烘托下，通過6個人體的燈箱把生命誕生的整個過程，生動的展現給予觀眾。三層展廳展區的規劃設計是以滾筒為中心展品，其它展品圍繞中心展品進行包圍式設計的方式。

三樓展廳左面展品為大腦與五官，弧形牆上的大腦噴繪，突出主題，懸吊在空中的透明攏章罩，與觸摸屏相結合，營造出良好的視聽效果。展廳右側展品的擺放方式是以「和你賽跑」為中心進行劃分的，弧形的陽光板以螺旋形式向前延伸，傾斜的鐵管貫穿螺旋造形，即起到了護欄的作用，又加強了運動感。魔力小屋，用醒目的噴繪去介紹它的原理。

人體的結構，由八個部分組成，每個部分有一個燈箱、文字說明、圖片說明和一個小型的展台，為了不讓八個部分造型過於單調，在材料上採用了玻璃、木本色和小的金屬釘等材料結合應用，使展示形式更加活躍。頂部燈帶，除起到照明和連貫作用外，還起到限制空間高度功能。

錯覺滾筒

你有過暈車或暈船的經歷麼？人為什麼會有眩暈的感覺呢？沿台階步入通道內，眼睛盯着筒壁上滾動的圖案，你感覺到眩暈了麼？這是為什麼呢？下面我們來暈個明白吧。

人的位置覺、運動覺和振動覺（總稱本體感覺）靠三種系統，一是內耳前庭器，二是各肌肉關節處的深感受器，三是視覺器官-眼，三個系統的信息上傳至大腦，經過綜合分析才能產生上述三種本體感覺。當你走進通道之前，由於外界靜止參照物的存在，你會感覺一切正常，隨着逐步走進通道內部，你的視覺參照物變成了筒壁上滾動的圖案，經驗產生的視覺信息認為你所處地面在旋轉，但前庭器卻感受到你實際處在垂直的狀態並沒有旋轉。相互矛盾的信息匯集到大腦中，使大腦不能發出正確指令，因而你就會感到頭暈目眩，行走困難，身體向一側傾斜。

類似的道理，當你坐在車上或船上時，前庭覺告訴你自身在運動，而一旦你的視覺誤將顛簸的車船認作靜止的參照物時，等待你的就只有天旋地轉了。

大腦與五官

人類大腦這裡有眼、耳、口、鼻、喉五個器官，按下相應的啟動鍵，它們便會告訴觀眾各自的結構和功能。大腦還會顯示它控制各器官的相應功能區在哪裡。在展項的演示過程中，觀眾既可以了解到各個器官的結構和功能，還可以了解到大腦控制各個器官的相應功能區。

大腦是人體的司令部，它控制着人體各種感覺和運動，還控制着語言等高級神經活動。在大腦皮質上有多種功能區定位，如初級軀體感覺區，初級視區，初級聽區，初級軀體運動區，四個語言區（聽、說、讀、寫）等；將多種功能區整合起來的皮質區，稱為聯絡區，是大腦皮質的更高級區。

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