《中华科技五千年》多媒体光盘的编剧与制作

 

戴吾三   游战洪  

    (清华大学 科技史暨古文献研究所,北京,100084

 

 

    摘要:1999年末清华大学科技史暨古文献研究所、多媒体教育软件研究中心与山东教育出版社联合,根据《中华科技五千年》一书改编制作,推出《中华科技五千年》多媒体光盘版,并荣获第八届莫必斯多媒体光盘国际大奖赛中国赛区提名奖。该文从《中华科技五千年》多媒体光盘的脚本编剧、图片处理、界面设计、动画表现四个方面,探讨了用多媒体技术手段表现中国五千年科学技术成就的做法。

    关键词:《中华科技五千年》,科技史,多媒体光盘

    中图分类号

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1995年,由华觉明、郭书春、汪广仁、王渝生、张秉伦、祝大震为主编,组织国内20余位学者编撰《中华科技五千年》一书,山东教育出版社于1997年正式出版,1999年该书荣获第四届国家图书奖提名奖等多个奖项。1999年,清华大学科技史暨古文献研究所与清华大学多媒体教育软件研究中心、山东教育出版社联合,根据《中华科技五千年》一书改编制作,推出《中华科技五千年》多媒体光盘,荣获第八届莫必斯多媒体光盘国际大奖赛中国赛区提名奖[1]

《中华科技五千年》多媒体光盘根据电子介质的表现要求,对同名原著作了大幅度的改编,精练解说文字,大大扩充图片,增加动画、配音和音乐,运用丰富的多媒体手段,充分展示中国科学技术五千年发展的历程。整个光盘配有1200幅图片、10多分钟的录像片段、十几个动画设计、交互式的编钟演奏、3个多小时的配音、近20分钟的背景音乐。 

在制作光盘的过程中编创人员感到,从用笔和纸到用键盘、鼠标和显示屏,不仅有观念的转变,也有技术的特定要求,对科技史研究者来说是一种全新学习。

 

    一. 脚本编写

为适合电子介质的表现形式,《中华科技五千年》多媒体光盘的文学脚本不能只对原书做简单的剪接加工,而必须有一些新创。按界面设置,光盘分成“古往今来”、“学有分野”、“人文化成”、“群星灿烂”和“神州巧思”五个主题界面:“古往今来”主题从远古到当代划分十个历史时期,从纵的方面介绍中国的科学技术发展;“学有分野”主题则按科学学科和技术分类,从横的方面介绍中国重要的科技成就;“人文化成”主题精选了63种具有重要影响的科技典籍;“群星灿烂”主题集中介绍中国古今60位杰出的科学家和工程技术专家;“神州巧思”主题运用动画和录像生动形象地介绍中国古代有重要影响的20项科技成就。

 

                                                    

 

*中华科技五千年》多媒体光盘总编剧为郭书春、戴吾三、高瑄、游战洪;撰稿者有华觉明、王渝生、汪广仁、张秉伦、祝大震、郭黛姮、张九辰、曾雄生等。

 

 

 

与同名原著相比,光盘在脚本编写上注意了三个方面:

 

    1.标题简明

就设置标题而言,科技史多媒体光盘与科技史著作相比有很大差异。多媒体光盘在一、二级标题上可写意夸张、表现文采,形同原著[2],但在第三级(即基本检索点)上则需一目了然、简明扼要。为检索方便,索引设置翻页不能太多,因此标题不能长,一般不要超过8个字。第三级检索点每个都是一个独立单元,因此要求标题不能与其他单元重名。在《中华科技五千年》光盘版编剧和制作过程中,原来那些文雅但嫌意义隐晦的标题、几个单元用同一个标题的重复标题,字数太长的标题都被重新修定,举例列表如下:

 

1:文雅但意义隐晦的标题

学科

原题

改题

地学

究天地之故

《徐霞客游记》

地学

缩四极于纤缟

贾耽《海内华夷图》

矿冶

剞劂斫凿金英,型范熔铸万物

青铜礼器铸造

矿冶

南有荆扬之金,北有鼓镫之铜

古铜矿产地分布

 

 

2 合用重复的标题

学科

原题

改题

地学

丝绸之路

丝绸之路与中西交通

地学

丝绸之路

陆上丝绸之路

地学

丝绸之路

海上丝绸之路

地学

丝绸之路

张骞与丝绸之路

物理学

《墨经》(一)

《墨经》与几何学

物理学

《墨经》(二)

《墨经》与力学

物理学

《墨经》(三)

《墨经》与光学

 

从表1可看出,“地学”部分中,原书标题“究天地之故”、“缩四极于纤缟”,矿冶部分的“剞劂斫凿金英,型范熔铸万物”等,虽然文雅,但是从科普角度言,意义隐晦,难于让人明意。而修改后的标题则非常清楚,便于读者选择浏览。

从表2可看出,数个单元用同一个标题,不易反映各单元具体的内容,影响读者选择浏览。著作形式,可就某一科学活动和技术发明、科技人物、科技典籍详述,但在多媒体光盘中,由于每个单元独立,字数有较严格的限制,故设置标题应反映具体内容。

 

2.定性叙述准确

定性叙述是撰写条目的基本要求。光盘与书本式章节顺序排列不同,科技发明、人物、典籍按条目检索,每个条目都需给予定性叙述。不然将影响视听,不便于给读者提供完整的信息。在素材处理过程中,最初素材常易落掉关键性的定性叙述,而影响表现效果。例如,原作者在撰写著名科学家和工程技术专家的条目时,省略定性叙述。如“蔡伦”条目缺“东汉造纸术发明家”,“刘徽”条目缺“魏晋时数学家”,“贾思勰”条目缺“魏晋时农学家”,“李善兰”条目缺“清末数学家、天文学家”,等等。在最后录制解说词时,总编剧人员始将关键之笔一一补入。

 

3.文字精练

《中华科技五千年》原书70余万字,而多媒体光盘说明文字精练到12万字,解说词压缩到3万字。鉴于屏幕的显示方式,对文字量有限定,一般一屏要求在120字,故要求作者尽可能在限定范围内把该条目的科学史实说清楚。如何保证文字精练,又能准确反映主要信息,必须对文字一再推敲。特别是主界面和分界面的解说词,无论是内容的高度概括,还是文辞的优美准确,都需要精雕细刻,追求完美。

片头解说词的修改可说是一典型示例。最初的解说文字是原书序言的第一段话:“中国有五千年的文明史——勤劳智慧的人民,广袤丰饶的疆土,源远流长的文化,孕育和造就了中华民族灿烂辉煌的古代物质文明和精神文明。”在送播音员朗诵前,总编剧人员作最后审稿时,发现这段话作为片头解说词并不合适,需要修改,后改定为现在具有大气势、且与配乐和谐的解说词:“中国有五千年的文明史。中国的科学技术曾长期领先于世界:自然科学理论,博大精深;工程技术成就,卓越辉煌;科技人物,群星灿烂;科技典籍,浩如烟海。今天,中国正融入世界文明发展䃿洪流,中华民族必将创造出无愧于先人的更加灿烂的现代科技文明。”

 

二.    图片的搜集、选择和处理

    随着摄影、印刷技术的发展,图片的运用越来越广泛,图片的欣赏和解读也被提到新的高度来认识。图片不仅具有与文字并茂的表现效果,使读者获得视觉美的享受,更在于能传递文字不能完全表达的信息,让读者有一种新的解读。         

在多媒体光盘中,图片的数量和质量都非常重要。《中华科技五千年》原书图片357幅;对书本式的阅读方式已足可,而纳入光盘则明显不够丰富。为符合多媒体的表现要求,编创人员广泛搜集图片,大加扩充,使目前《中华科技五千年》光盘的图量达到1200幅,扩展了对科技史内容的表现力。

搜集科技史图片并非易事。过去限于条件,科技史研究对图片的认识和利用不够,留存的直接相关的图片不多。除要求各学科撰稿专家尽量提供可资利用的图片外,我们又专门组织人力在清华图书馆和中国历史博物馆查阅文物图集、画报、旅游画册、珍稀古籍等各类书刊达三百多种,另外又外拍了部分照片。一般说来,科技史研究的典型器物(如青铜器、铁器、纺织品)也为古代的珍贵文物,文物图集的文物照片拍摄质量比较高,选用制作光盘效果较好。涉及古代建筑、大型水利工程等则以专门的建筑图集和旅游画册、画报之类较好。光盘中涉及科技典籍的介绍,需要许多古籍的封面或首页照,我们尽可能选择有代表性的版本拍摄。选用图片需注意妥善处理版权问题。

最难处理的图片是中国古代科学家和工程技术专家的画像。《中华科技五千年》原书所述科技专家以辞条形式排列,有些找不到画像,空缺也无妨,但是,光盘以多媒体的形式表现,索引以人像和名字并列检索,则要求每个人物都配画像,以保持整体画面效果。光盘“群星灿烂”专题收录了中国古今60位杰出的科学家和工程技术专家。采用当代著名科学家的照片,一般有较大的选择余地。我们的原则是有彩照不用黑白,选工作照而不用标准像。近代科学家一般也可找到照片,虽说都是黑白照,且有些因年代久远,影像变得模糊,需做一些技术处理。惟有古代科学家的画像最难处理。古人根本无照片可寻。今人为古代科学家画的像数目有限,没有选择余地可言。在电脑美工的帮助下,我们为一些古代科学家画像。为保证科学性起见,确立画像要求:1)注意时代特点,在服饰上不要闹出差错;2)相貌年龄和科学家所做出主要成果的年龄段要基本吻合;3)尽量用人物的侧面,避免引起争议。

 

    三.界面设计

多媒体光盘对界面设计和表现有较高的要求。好的界面设计一定是内容提示和艺术效果的有机结合,并充分展示出个性特色。

《中华科技五千年》多媒体光盘根据内容需要,设置了五个主界面。在界面的设计上,我们力求不仅突出内容特色,而且给人以强烈的视觉美感。

    例如,“古往今来”分十个时段,自远古始,穿越夏商周,经春秋战国、秦汉,入宋元明清,直抵20世纪末,上下五千年间,划出中华民族科技的源起、发展、辉煌、衰滞、再创、勃兴的发展历程。我们设计该主界面时,以年轮图形来展现一种历史的演进,画面底部配以云霞,并从下到上(相应远古到当代)对布光做由暗渐亮的处理。

在“古往今来”的分界面设计上,编创首先考虑选择能反映这一历史阶段的图画(壁画、水墨画等)作为背景,适当作淡化处理,再配以一或两件该历史阶段的能表现科技特点的器物。如远古时期的分界面,底部选用新石器时期的岩画,器物选用仰韶文化时期的彩陶,界面一出,即给人鲜明的视觉印象。又如近代部分,以清华园的老照片为底图,上压我国近代创办的科学杂志,营造出一种特定的时代气氛。

“古往今来”的色调处理也要通盘考虑,相应十个历史阶段应有不同的色调区分。远古采土黄色,使人遥想先民创制陶器的历史;隋唐用富丽的色彩,则使人追忆盛唐气象;明清之际,传统科技衰滞,西学东渐,界面设计以沉暮,而天际有一线亮光,正与标题相符。

“人文化成”界面,要表现的是中国古代具有重要影响的科技典籍。如何让读者方便地点击,具体了解一部科技典籍的情况?现在的设计是串编的简册,每简写一书名,鼠标点击一简,便翻出一幅画面,展示出与书名相应的典籍的较详细信息。

 

    四.动画技术对古代科技发明的表现

制作多媒体光盘,强调多媒体新技术与文化的融合,内容与形式的协调统一,强调表现手法、检索技术和界面设计的个性特色,数据采集、程序编制的技术运用等,特别是动画制作水平及其对内容的表现力。

在《中华科技五千年》多媒体光盘的总体设计中,计划制作二维、三维动画,充分表现中国古代科学技术20项重大成就,即造纸术,印刷术,指南针,火药火器,天文观测,水运仪象台,候风地动仪,算筹与珠算,刘徽原理,抗旱耕作,桑基鱼塘,针灸术,青铜冶铸,曾侯乙编钟,陶瓷制作,提花技术,水力机械,应县木塔,洛阳桥,都江堰。这些成就曾产生重大影响,有些发明创造曾推动世界文明的进步,有些甚至影响至今,史事本身无可争议,但是古文献记载微言大义,绘图简略,难以理解其复杂结构和原理。通过动画表现,展示其中核心技术和基本原理,形象生动,使读者一目了然。同时,每项成就配有相关图片和详细的说明文字,给读者以全貌。

利用动画技术表现候风地动仪。候风地动仪是我国东汉时期伟大科学家张衡发明制造的世界第一台监测报告地震现象的仪器,是我国古代的重要科技发明,文献记载见于《后汉书·张衡传》,中国历史博物馆有复原物陈列,然而观众只能见其外貌,难窥内部机构。科学史著作有剖视图,但属静态描绘,一般读者看后仍不甚了了。现在用动画表现,则有全新效果:候风地动仪仪体由精铜制成,形状象一具卵形酒尊。仪体内中心立有一根都柱,都柱旁有八组杠杆机械装置分别连接到仪体外的八条龙的龙头。地震时,震波传递过来,都柱就会沿滑道倒向震波方向,推动这一方向的杠杆,引发牙机。仪体外相应方向的龙张口吐出口中的铜珠,落入下方的蟾蜍口中。监测人员可以根据声响和方位即刻判断出地震发生的方向。动画演示中,读者可清楚地看到前后相连的几个过程:震波传递,都柱倾斜,触动杠杆,引发牙机,龙口吐珠。画面分正视和俯视,镜头有拉近和推出,部件着不同色彩。通过动画演示,读者对候风地动仪的工作机制可有较好的直观理解。

2  利用动画技术表现水运仪象台。水运仪象台是闻名于世的建成于中国宋代的大型天文仪器,集计时、观测、演示为一体,凝聚了中国古代科学技术达到顶峰时期的机械工艺、天文历算、冶金铸造、建筑工程等多方面的成果。由苏颂、韩公廉监造,约在1092年建成。建成后,苏颂将水运仪象台的设计思想及结构、部件等作了详细的记录,整理成《新仪象法要》一书,流传于世。自20世纪50年代以来,中外学者对水运仪象台进行了专门研究,在中国大陆、台湾和英国、日本等地复原制作了多个水运仪象台的模型。但是,人们并不清楚水运仪象台究竟是如何利用水力驱动运转的。动画设计集中展示了水运仪象台最关键的计时擒纵机构和动力传动系统的工作原理:水运仪象台是由水力驱动进行工作的;漏壶中不断有水流出,当一个水斗盛满水后,水斗底部的格叉无法支撑,水斗向下转动,铁拨牙拨动天关,通过天条带动,使左天锁打开,从而使水轮向前转动一格,周而复始;水力驱动水轮进行转动,水轮则通过一组齿轮系分别带动计时装置、浑象和浑仪转动,以实现计时报时、天文观测、天象演示等功能。

3  利用动画技术表现刘徽原理。近代数学大师高斯(Gauss,1777-1855)曾提出猜想:多面体体积的解决不借助于无穷小分割是不可能的。后来数学大师希尔伯特(Hibert,1862-19431900年在世界数学家大会上提出了23个数学问题,其中第3个问题便以高斯猜想为基础。实际上,在高斯,希尔伯特前约1600年,中国的刘徽在公元263年就考虑了这个问题。

刘徽原理关键涉及到:任何一个多面体都可分解为长方体、堑堵、阳马、鳖臑。显然,解决了这些多面体的体积,便可解决任何多面体体积。堑堵是长方体体积的一半,将堑堵沿以顶点到相对的一棱分割,便得到一个阳马(用黑色表示)与一个鳖臑(用红色表示),在长==高时,三个阳马,六个鳖臑(其中两两对称)都分别可以拼成一个正方体,用棋验法便可验证这两个公式。但是,在长、宽、高不相等时,刘徽说:“ 则难为之矣”。为了证明阳马、  鳖臑体积公式,刘徽首先提出了一个重要原理:邪解堑堵,其一为阳马,一为鳖臑。阳马居二,鳖臑居在堑堵内就恒有阳马:鳖臑=2:1。这就是刘徽原理。刘徽用无穷小分割与极限思想证明了这个原理[ 3]

    过去在科技史书中的阐述,因为堑堵、阳马 、鳖臑等术语的古奥,很难将刘徽原理讲清楚,读者也常常望而生畏。而借助多媒体的动画手段,则形象、直观地表现出切割、搬运、组合几何体,并重复进行、趋于极限的过程。可以说,现在的表现形式让初中学生也能看懂。

 

《中华科技五千年》多媒体光盘是众多科技史专家与多媒体技术专家大力协作的成果。对科技史工作者而言,利用现代多媒体技术表现科技史研究的成果,普及科技史知识,宣传科学思想、倡导科学精神,是一次成功的尝试[4]。总结编导和制作《中华科技五千年》多媒体光盘的经验,对于发挥科技史研究的社会文化功能,无疑具有现实意义。

 

 

 

 

注释与参考文献

 

[1]   莫必斯多媒体光盘国际大奖赛是目前世界上公认的高水平多媒体光盘专业赛事。莫必斯是德国著名射影几何数学家,以发明横8字型的莫必斯带而著称于世。莫必斯带在数学上称为单侧曲面,该曲面可以通过无障碍环绕由外侧到达内侧。莫必斯多媒体光盘国际大奖赛借用莫必斯带的含义,寓意各国的文化可以通过先进的多媒体技术,超越单一媒体的限制,加强传播媒体的综合表现力,使各国文化得到更好的交流与共享。

[2]   华觉明等主编:《中华科技五千年》,目录,山东教育出版社出版,1997年。山东教育出版社、清华大学多媒体教育软件研究中心、清华大学科技史暨古文献研究所:《中华科技五千年》CD-ROM,山东教育出版社出品,1999年。

[3]   华觉明等主编:《中华科技五千年》,第211页,山东教育出版社出版,1997年。

[4] 王洪波:“科技史图书需要突破什么?”《中华读书报》2000426日。

 

 

                           

 

 

The Methods of Composing and Producing the CD-ROM

of A Concise History of Science and Technology

During Five Thousand Years in China

 

DAI Wu-san  YOU Zhan-hong

( Institute for the History of Science and Technology & Ancient Texts,

Tsinghua University, Beijing,100084 )

 

   Abstract  The CD-ROM of A Concise History of Science and Technology during Five Thousand Years in China, which was produced jointly by Institute for the History of  Science and Technology & Ancient Texts, Center of Multimedia Education Software, at Tsinghua University, Shandong Education Press according to A Concise History of Science and Technology during Five Thousand Years in China, was awarded the nomination of Eighth Paris Mobius International Multimedia by Chinese Committee. This paper deals with the experience and methods of foot script composition, interface design, picture processingCartoon represent to show the achievements of science and technology during five thousand years in china.

Key words  A Concise History of Science and Technology during Five Thousand Years in China, History of Science and TechnologyMultimedia  CD-ROM