主题公园十大科技应用（上）

作者：郭梅君

引言

本文在盘点数字和移动技术、通信与智能技术、沉浸式技术在文旅娱乐领域前沿实践的基础上，探讨了技术应用和沉浸式体验在主题娱乐中的作用，并重点研究以迪士尼和环球影城为代表的主题公园运营商如何将这些高新科技融入乐园实体空间与虚拟世界之中，并简要阐述了“梦想工程师” 设计者如何利用科技手段展现出某个特定主题内容的丰富性，从而将多维度的个性化体验推向极致。本文提出的主题公园十大科技应用涵盖了元宇宙、人工智能、机器人、ＸＲ沉浸技术、智能感知、信息化设施、云及边缘计算、可穿戴设备、移动应用等前沿技术，基本代表了主题娱乐行业的主流趋势与先锋探索，每个场景应用均辅以案例分析，力求兼顾到前瞻性、普适性和独特性，对预测主题娱乐行业前景、研究主题公园发展趋势、开发爆款体验项目等各方面都具有一定的参考价值。

罗马不是一日建成的。主题公园日益发展得益于数项技术应用集成，当创意、技术、流程、服务、模式等各个维度的创新指数达到一定数量时，整体体验提升便自然会发生质的变化。

随着一系列颠覆式科技的日趋成熟，从虚拟现实（VR）、增加现实（AR）到人工智能与机器人，从移动App到人脸识别和触觉技术，进而到主题公园元宇宙的概念探索，持续的技术研发与跨界创新正在重塑主题娱乐行业。

主题公园领域的十大科技应用值得业界关注。

应用一：元宇宙

元宇宙（Metaverse）已不再只是一个人类畅想未来世界的科幻概念，元宇宙已经到来，尽管技术应用探索尚在路上！不同的应用场景会创造出不同的“元宇宙”，不同行业可能会形成平行赛道。元宇宙在2021这个时间窗口火爆起来受益于这几年沉浸式体验在越来越多的主题公园、文旅目的地、商业地产、现场娱乐等领域的广泛应用，以及VRARMR技术的突破性发展。此外，云计算、芯品、5G和人工智能技术的高速发展，也刺激了元宇宙的概念复苏。

1.元宇宙概念

元宇宙的概念最早源自科幻作家尼尔·斯蒂芬森（Neal Stephenson）的著作《雪崩》(1992)，他首次提出“元宇宙是指一个脱胎于现实世界，又与现实世界平行、相互影响，并且始终在线的虚拟世界”①。元宇宙也称“元界”，英文Metaverse是由Meta和Verse二个词根组成，Meta表示“超越” “元”，Verse表示“宇宙"Universe"。根据维基百科定义，元宇宙是一个虚拟空间合集，是结合虚拟和现实世界的持久性的、开放共享的3D虚拟世界。元宇宙概念可以被简单理解为是一个集体的、持久的、平行的“世界”。在“元宇宙” 中，我们可以虚拟化身的形式与人、地点、事件进行实时互动，及完成消费、社交、娱乐等行为。

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按照“元宇宙第一股”游戏公司Roblox的说法②，“一个真正的元宇宙产品应该具备八大要素，分别是：身份、朋友、沉浸感、低延迟、多元化、随地、经济系统、文明”。元宇宙产品一般具有几大特征：虚实融合的3D空间，连接人和人、人和物，永久在线、数字货币体系等。有游戏界人士认为，未来，元宇宙很可能以游戏为起点，发展为互联网的替代者，深入整合数字化娱乐、社交网络，甚至社会经济与商业活动。也有专家认为，随着数字技术的发展，人类未来一定会完成从现实宇宙向元宇宙的数字化迁徙。整个迁徙过程，分为三个阶段，分别是数字孪生、数字原生和虚实相生。而在数字化迁徙之后，数字空间（元宇宙）里面会形成一整套经济和社会体系，产生新的货币市场、资本市场和商品市场。

2.主题公园元宇宙

迪士尼主题公园元宇宙的官方定义是：“一个由虚拟增强的物理现实和现实持久性的虚拟空间相融合的共享奇幻世界。” 简而言之，主题公园元宇宙提供的是一种通过科技体验和实体体验相结合所创造的“融合体验”。迪士尼乐园通过互联网、物联网将主题乐园与游客的电子设备、手机、可穿戴设备等相连，创造出一种由增强现实、人工智能等技术驱动的“虚实共生的融合体验”。

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元宇宙为下一代主题公园提供了无限可能性。整个主题公园可以参与一场游戏，每个游客既有个性化的互动探索历程，又有在主街及广场集体欢庆的社交体验。因此，无论我们是身处乐园，还是居家体验，元宇宙带给我们的是物理空间和数字世界融合的新鲜体验，这种随着技术演进而不断发展的常态化、个性化、社交型体验将穿透乐园内外，将主题公园创新未来推向无限可能性。

3.迪士尼“元宇宙战略”

迪士尼可谓是“元宇宙”主题公园赛道上入局的行业先锋。迪士尼乐园、体验和产品部首席技术官兼执行副总裁在2020年IAAPA大会上披露了迪士尼的战略愿景——迪士尼“元宇宙战略”，即应用人工智能、虚拟现实、机器人物联网等技术，将虚实共生的园内外整体体验向更高层级的沉浸感与个性化推进。

迪士尼给出了一个主题公园元宇宙的方程式，即：

主题公园元宇宙＝数字＋物理空间＋数据＋故事

迪士尼主题乐园正在积极探索在现有乐园与景区物理结构之上的整体数字体验，并在乐园游乐项目组合中解锁“元宇宙”技术。“一切都始于一个联网的乐园，游客可以使用联网设备，如可穿戴设备、手机和其他互动数字接入点，与周边物理环境进行互动。当主题乐园加上计算机视觉、自然语言理解、增强现实、人工智能和物联网等技术时，就可以将物理环境与数字世界无缝结合，创造出特殊的全新体验。”③

4.主题公园元宇宙的个性化体验

自从世界日益数字化以来，个性化一直是一个主题娱乐行业追求的流行词。各个旅游目的地都期望把“体验个性化”作为优先事项，以进一步推进物理空间体验和数字体验的融合度。

2019年麦肯锡发现，个性化可将收入提高高达15%，尽管受疫情影响游客锐减，2020年至今，主题公园头部企业还是继续优化乐园的物联网设施，努力提高通过App应用程序、可穿戴设备、智能手机与游客之间的互动来提升体验个性化和消费有效性。这些优化工程大部分重点将放在改善数据的关联性上，以便在基于个人在主题乐园内的最新活动、个人社交媒体档案、提供的实时信息的基础上，为游客提供个性化服务与体验。同样，人工智能、人脸识别及人机交互技术的日益交叉普及，将体验个性化更容易做到精细而难忘，这正是人们消费主题娱乐所追求的极致体验——既有社交互动，又是独一无二！

应用二：扩展现实沉浸技术

拓展现实（XR）技术被越来越多地应用到主题公园场景中，为游客提供更具沉浸感的体验。维基百科（Wikipedia）的定义为：“扩展现实（Extended Reality）简称XR，是指结合了实境及虚拟的环境以及人机互动设备，是用电脑技术以及可穿戴型设备所计算，其中的Ｘ是表示变数，可以是现在或是未来的空间计算技术。”

扩展现实（XR）沉浸技术最常见包括：虚拟现实（VR）、增强现实（AR），混合现实（MR）。此外，还有全息投影、360度视频、裸眼3D技术等。VR创建了一个可以与真人交互的3D数字环境；AR则将现实转化为数字空间，将虚拟对象置于现实世界中；MR是AR技术的升级，通过在现实环境中引入虚拟场景信息，搭起一个交互反馈的信息回路，将虚拟世界和真实世界合成一个无缝衔接的虚实融合世界，以增强“实幻交织”体验的真实感。

从长远来看，这些技术可能会带来“镜像世界”——一个位于物理世界之上的数字层“地图”，使我们能够比以往任何时候都更无缝地与基于互联网的技术进行交互。XR技术营造的场景拓展了虚拟与现实的边界，迎合了千禧一代和Z世代群体的行为诉求，而他们正是推动主题娱乐行业增长的中坚力量。

1.虚拟现实

越来越多的主题公园将VR技术添加到现有的场景中，来增强“讲故事” 能力，营造出身临其境般的沉浸式体验。从VR过山车，到VR黑暗骑乘，虚拟现实技术不仅增强了乐园的主题沉浸感，有的还颠覆了乐园的体验方式。

英国“虚拟现实幽灵列车” （Ghost Train）就将黑暗骑乘与鬼屋迷宫融合为一体。英国著名魔术师兼心理学家达伦·布朗（Derren Brown）联合英国默林集团所属的英格兰索普游乐园（Thore Park），设计了这个“恶魔的崛起” 主题体验项目。“幽灵列车”于2016年推出，列车同现代的伦敦地铁无异，共设60座，每小时客流最大容量仅为750人。

故事是体验的核心。入场前，“全息投影”的魔术师达伦·布朗告诉乘客，列车座位上配备的VR头显设备（HTC VIVE）是逃生的防毒面具，可以防止危险气体进入伦敦。项目运用360°摄影机拍摄影片，配合感应技术和特效增强，让场景内拍摄的影像移植到虚拟现实中。在疯狂地穿过布满怪物的地铁隧道后，乘客下车逃生、再转化场景上车，沿着故事线一路探索。真人演员打扮得就像同车乘客，在列车行进过程中给予每个人肢体触觉，乘客在VR里感觉就像遭受了危险袭击。因为佩戴头显后对现实环境中缺乏可视性，加入恐怖氛围营造的对看不见事物的恐惧，“幽灵列车”呈现了惊悚的多感官黑暗骑乘虚拟现实体验。

2.增强现实

主题公园借助AR将物理世界与虚拟世界相连接的特点，为游乐设施带来全新的互动体验，从而延长游客逗留时间，获得更为沉浸的游园体验。而应用AR技术激活老设备的尝试，如AR过山车、AR黑暗骑乘项目，也让游乐园重新焕发活力。

由于虚拟现实让游客沉浸于类似于视频游戏的虚拟世界中，因而迪士尼乐园长期以来一直支持AR而不是VR。佛罗里达州的迪士尼动物王国（Animal Kingdom）一直在测试一种新的AR “窗口” 体验，用于观察野生动物。该试点项目将先进的雷达技术与隐藏在丛林树叶中的摄像机监视器，以及无人驾驶飞机的镜头结合起来，让游客可以近距离“观察”野生动物。

迪士尼动物王国观察野生动物AR体验 丨来源：Disney

2021年3月，日本大阪环球影城内新的“超级任天堂世界”（Super Nintendo World）主题园区正式开园，融合了虚拟和现实元素的“马里奥” 遍布各处，游客可以与马里奥一起在蘑菇王国里跳跃，收集虚拟硬币，与对手对抗，收获满满的童年回忆。旗舰景点“马里奥卡丁车：库帕的挑战”是一个增强现实视频游戏元素的黑暗骑乘，基本还原了游戏设定。游客一旦坐上卡丁车，戴上内置于马里奥那顶标志性红帽子里的AR眼镜，他们便能借助AR参加现实中的马里奥赛车，通过收集硬币和向敌人投掷炮弹来获得积分。如果游客添加射频识别手环（RFID），那么他们还可以收集旋转金币获得积分排名。这些积分有的是通过身体接触（跳跃击中一个街区）获得的，有的则是通过虚拟互动而获得金币，游客还可以在投影上刷掉虚拟敌人。日本环球影城总裁兼首席执行官J. L. 邦妮（J. L. Bonnier）这样评价，“在超级任天堂世界，你可以做马里奥所做的一切。这种体验彻底改变了主题公园的娱乐方式。”

马里奥卡丁车的世界丨图片来源：一起设计

3.混合现实

主题公园赛道上，混合现实技术创造的虚拟世界与物理空间结合的无缝式沉浸体验最值得期待。Magic Leap和微软公司已经在研发混合现实眼镜了，技术正在日趋成熟。主题公园可以定制混合现实程序，由于游乐设施的乘客通常活动范围有限，因此更容易将视线指向混合现实效果更逼真的场景。MR场景营造需要大量的计算能力，必须跟踪对象及其周围的一切，才能真实地添加虚拟元素。在主题公园骑乘设施中安装计算机是目前技术水平下的一个有效解决方案，毕竟算力强劲的计算机提供的处理能力要比一副个人MR眼镜的处理能力要强大数倍。

AR手机游戏“神奇宝贝GO” （Pokémon Go，又称“口袋妖怪” “精灵宝可梦GO”）于2016年推出后便风靡全球。它利用了手机摄像头和GPS地理位置等传感技术来实现在“街头”捕捉精灵、交易、训练和升级战斗。随着技术进步与不断探索，Pokémon AR体验正在向混合现实体验演进。谷歌旗下的Niantic公司于2021年2月在微软公司点燃数字大会上展示了微软公司Hololens 2第二代头显技术支持的“神奇宝贝GO” 混合现实概念验证。项目应用微软公司Azure支持的全新混合现实平台，允许用户通过“共享全息体验”从多个设备远程连接和协作。Niantic公司CEO约翰汉克（Jonn Hanke） 戴着HoloLens头显现场演示如何探索一个充满各种神奇宝贝角色的日本花园。虽然是概念验证，Niantic与微软合作正在开发“新型体验，在数字和物理世界的结合点推进创新，并以全新的方式将人们联系在一起。”④

图片来源：网络

2021年7月，Pokémon公司宣布，将在日本东京开设一个以“寻找隐藏在大自然中的神奇宝贝”主题游乐区（Pokémon Wonder）。这个乐园位于东京读卖乐园中近4500平方米的森林自然环境中，园内处处是草地、竹林和各种各样的植物，超过50多种微型神奇宝贝们在那里等待着客人找到它们。融入自然环境之中寻找神奇宝贝的混合现实体验将更值得期待。

应用三：人工智能

无接触技术、人脸识别技术、智慧交通、人流管理、动态定价等技术，正日益融入主题公园人工智能系统之中。近期看，人工智能主要在主题公园的智慧旅游系统中发挥重要作用。通过人工智能技术分析，乐园可以更为精准地了解游客在园内的行为偏好，从而在沉浸场景打造的基础上，辅助园区产品规划、优化动线设计，从而改善游客体验痛点及园区运营难点。

这场席卷全球的疫情让包括主题公园在内的文化、旅游、娱乐业遭受重创。在复苏限流运营期间，一些小型地区性主题公园采用动态定价模式（Dynamic Pricing）来应对挑战。这就需要借助人工智能预测分析，根据天气情况、人流购票需求、疫情管控要求、入园时间等资料，进行大数据测算，给予最佳的动态价格，以提高游客购买率。迪士尼集团2020年度财务报告显示，采用了动态定价后，乐园增加了3%流量，人均消费增加了10%⑤。

通过机器学习训练，人工智能已经能被应用到过山车设计之中了。名为Coaster AI的计算机程序，通过机器学习过程，教AI程序设计过山车的最佳轨道布局。通过神经网络生成样条曲线、过山车物理引擎、评级系统和机器学习算法，人工智能可以创建一条平滑的轨迹，不会对乘客造成干扰或危险。生成样条曲线后，物理引擎将计算过山车列车在所示轨迹上的速度、重力、滚动摩擦力和空气动力阻力方面的反作用力。然后，机器学习算法将这些元素结合起来，生成尽可能高的分数，在多维度选项中做出最佳选择。

CREDIT: CANVA丨图片来源：网络

从长远发展来看，人工智能技术还有可能成为主题公园的产品之一，未来人工智能技术的应用，可以让主题公园的体验更震撼、更沉浸，更智能，为游客体验、园区管理带来更多想象空间。迪士尼目前正致力于研究人工智能“在多方互动中动态的情感语言适应”，试图创造一种更现实、更富有同情心、更可信的对话，这种对话“不仅语境相关，而且在情感上恰当且一致”。这个创新系统的原理就是通过测量与人工智能交谈对象的情绪状态，然后，人工智能将调整对话，生成自然的语音动画，这将使得主题场景中的“虚拟角色”更为生动。此外，迪士尼还在开发人工智能版的响声玩具，打造AI米老鼠机器人，让游客在真假难辨的互动中获得难忘体验。

应用四：机器人-特技电子技术

国际上，最前沿的机器人研究正在将动画电子技术（animatronics）与人工智能（AI）和材料科学相融合。迪士尼旗下的研究部门（disneyresearch.com）官网资料显示，特技电子技术（stuntronics）即特技双动画电子技术⑥，是将先进的机器人技术与无约束动态运动探索相结合，创造出人类无法实现的空中翱翔。每一款特技电子技术（机器人）都使用车载传感技术，可重复而精准地执行各种翻转、扭转和姿势组合。如此，特技电子机器人可以在主题公园场景中扮演超人般的特定“角色”，自由改变移动方式，比如飞行、翻筋斗。

动画电子机器人“蜘蛛侠”就是迪士尼在过去两年里致力开发的此类动画电子杂技机器人。2019年，迪士尼提交了一份专利申请，预示着“特技” 项目取得了突破，机器人经过“训练”可以表演杂技特技。日前，加州迪士尼复仇者联盟主题园区内，机器人“蜘蛛侠”表演楼宇间飞行穿梭，与真人演员表演的飞檐走壁，可谓珠联璧合，让游客惊呼不断。

动画电子机器人“蜘蛛侠”丨来源：Disney

迪士尼研究所的科学家们正在努力利用角动量守恒原理来实现极其精确的空中运动控制。二进制机器人惯性控制的BRICK技术包括一块带有传感器的金属块，传感器可以改变金属块的重心，以控制它的旋转，从而在特定的高度达到特定的方向。换句话说，机器人“蜘蛛侠” 每次都要“坚持着陆”。随着特技电子技术平台的成熟与应用探索，迪士尼电影中的各种英雄角色将通过“特技机器人” 出现在主题公园上空，表演人类难以胜任的高难度动作，让英雄回归指日可待！

未完待续···

①尼尔·斯蒂芬森. 雪崩[M]. 成都：四川科技出版社，2009:267.

②Worshipper Capital. MEXC Global. 元宇宙分析报告：一个真正的元宇宙产品应该具备八大要素 [EB/OL]. https://coinyppie.com/metaverse-analysis-report-a-true-metaverse-product-should-have-eight-elements.

③Disney's Tilak Mandadi. Using Technology to Transform Storytelling in the Disney Metaverse, IAAPA Expo [EB/OL]. https://www.iaapa.org/news/funworld/disneys-tilak-mandadi-using T-technology to -transform-storytelling-disney -metaverse.

④微软公司点燃数字大会. Microsoft Ignite Digital Conference [EB/OL]. https://news.microsoft.com/innovation-stories/microsoft-mesh/.

⑤根据迪士尼集团2020年度财务报告相关内容整理所得。

⑥根据迪士尼研究所. https://la.disneyresearch.com/stuntronics相关内容整理所得。

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