上海天文科普馆包括一栋主建筑，以及望舒天文台、羲和太阳塔、星空探索营等附属建筑。主建筑外的景观区域有3组螺旋形的绿化带，象征宇宙中的星系旋臂。它们与外围的“星空之境”公园自然衔接，和谐地形成了一个以星空为主题的城市绿地公园。

主建筑以优美的螺旋形态构成“天体运行轨道”，圆洞天窗、球幕影院和倒转穹顶这三个圆形元素构成“三体”结构，共同诠释天体运行的基本规律。

圆洞天窗位于主建筑的入口，当太阳光穿过圆洞，会在地面形成光斑，随着太阳在天空中移动，光斑也将在地面上缓缓移动，就像一架日晷记录下时间的流逝。

球幕影院的球体外直径30米，如果把滴水湖比作太阳，球幕影院就是等比例缩小的地球。影院超高清显示屏的分辨率达8K，能给观众带来遨游宇宙的沉浸感。影院的外围是一个圆环，阳光透过它洒到影院下方的观众休息区域。

走进“家园”展区，最夺人眼球的展项是一个巨大的地球模型。只见它徐徐自转、昼夜交替，让观众仿佛置身太空，俯瞰这颗蓝色星球。地球模型上的陆地和海洋都在板块运动，演绎着46亿年间沧海桑田的变化。观众还可以走入地球模型内部，那里是光学天象厅，可以容纳100人。在光学天象厅里，你能看到城市夜晚罕见的璀璨星空，中国人命名的星宿、西方人命名的星座，都在这片模拟星空中一一呈现，教你辨认群星。

地球模型的旁边，是逼真的太阳影像和月球模型。日、地、月三者关系，直观地呈现在观众眼前。最初方案是把太阳也做成球体模型，后来考虑到日、地、月都以球体模型呈现，视觉上太单一，所以决定以平面形态展示太阳，最终方案是用6米×6米LED大屏展现太阳影像，LED是自发光设备，与太阳是自发光恒星相符，大屏旁边装了一个热风口，让观众不但有太阳的视觉体验，还有温度体验。

在300余件天文馆展品中，原创比例高达85%，互动展品占比50%以上。全馆运用精心设计的环境氛围、灯光音效和高仿真场景模拟手段，构建沉浸式宇宙空间体验环境；采用体感互动、数据可视化、AR、VR、生物识别等先进的展示手段，充分调动观众的情绪和感官，带领他们获得全新的宇宙探索体验。

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