计算机视觉技术基础范例(12篇)
时间:2024-03-26
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图形用户界面的起源可追溯到上个世纪60年代,而真正意义上的图形用户界面在20世纪80年代初施乐公司诞生,具备可双击的图标、可重叠的窗口以及对话栏等特征,并在乔布斯的苹果公司Macintosh产品体系中得到提升,继而随微软的Windows系统发扬光大。在这次变革中,图形用户界面替换了大量的字符命令,解脱了对命令的大量记忆负担,同时由于采用图形方式与计算机操作环境对接,对于用户来说更为简便易用,方便了非专业用户的使用。“康复机器人是工业机器人和医用机器人的结合。”随着现代科学技术的高速发展,发源于美国的机器人技术正在成为各个学科研究的关注热点,其技术领域出现了重大调整,其重心由制造业向非制造业转移,我们可以看到今天的机器人技术已竟开始运用于服务、医疗、生物科技等多方面,特别是医用康复机器人的研究。
康复机器人和图形用户界面结合研究的趋势
进入二十一世纪,康复机器人的研究已不再是以技术为先导的单纯的机械研究,智能化、更好的服务与体验成为最新的研究方向,更加注重病人和医疗工作者在使用康复机器人的时候的体验研究,以及反馈数据的直观可视化,这就直接促使康复机器人需要更加人性化和简单易懂的人机交互操作界面。同时,今天的物联网以及虚拟技术、视网膜屏幕等基础条件已经成熟,康复机器人拥有独立操作和反馈的可视化界面已不再是阻碍,此外还有大量的拥有可视化屏幕界面的数码产品可以通过无线技术与之匹配,这些都构成了图形用户界面引入康复机器人操作和反馈界面的基础条件。
清华大学金德闻教授2007撰文指出国外智能康复机器人的三大特点之一就是传统产品与计算机技术相结合,形成有效的用的操作界面。杜志江2003年撰文划分康复机器人研究的现状,同时提出功能全面、有效控制的交互设备的界面研究也是康复机器人研究的共同重点。可以说不少学者都认可对于康复机器人的用户界面研究。而当前的界面设计理论体系中,主要有两种趋向,一种是以计算机技术为主,划定研究范围,建立相应的理论体系;另一种是以用户研究为主,确立研究内容,提出研究理论。可以看出,用户界面设计研究主要还是集中在技术、方法、策略、视觉方面,与康复机器人的研究是可以交叉的。
康复机器人图形用户界面研究的内容
1.康复机器人图形用户界面的操作功能分析和反馈信息架构研究
现在主流的康复机器人包括康复机械外骨骼、智能轮椅、服务机器人等等,以及家庭和单位之间的交互设备及智能控制界面等,不同的系统有着不同的康复医疗目的。但是他们有两个基本的不可回避的共同功能板块,即操作与反馈。操作可分为物理操作与屏幕操作,美国的Woodway公司已生产了全自动步态训练系统包括了这两种操作,该系统具有一个256色的操作触屏,以图形化方式引导用户使用机器,同时该机器还可以通过USB或者无线方式与电脑连接,输出系统反馈的病人数据在电脑上形成计算机图形符号。反馈是指康复机器人系统在工作过程中通过一定技术采集的人体的指标数据,继而生成反馈信息。不同的康复机器人会在操作和反馈上有很大不同,图形用户界面应该先者对医疗目的,结合医学康复知识,分析不同的机器人所达到的功能和获得的反馈,在明确定位前提下分别提出功能和反馈的技术模式和用户模式,设计师在两者基础上整合一个趋于用户需求和任务行为的交互功能与反馈信息架构,同时通过用户的任务行为迭代验证其合理性。在此基础上,整合机械结构、康复医疗与用户体验,设计康复机器人的图形用户界面研究策略,包括人机交互定位、实现目标规划、功能结构分析、反馈信息架构等。
2.以用户行为和认知为中心的需求研究
康复机器人对现实的意义有目共睹,引入用户的需求研究也是具有很强的现实意义。康复机器人的使用者可以简单的分为两类,病人和医生。他们面对的是一个自己并不熟悉的智能“人工物”,而且这个人工物的指令是以程序语言的形式传达,那么他们是不是还要具备一定的计算机知识?图形用户界面合理的解决了这个问题,就如同它在解决计算机操作系统的时候一样,通过图标、菜单、色彩等元素直观的为普通大众提供一种易于学习、理解、操作的用户界面。同时,康复机器人在使用过程中还会不断地提供病人的反馈数据,而这些数据现阶段对多是以C++语言编写的曲线图或坐标图形式呈现,医生也许会一目了然,但病人却一头雾水。既然我们的康复机器人是为医生和病人服务的,那么他们的行为和认知就是我们图形用户界面所要关注的重点,交互设计的体验要紧密围绕他们的需求来设定。任何一个人机交互设计的产品都离不开人的行为模式的研究,或者说是特定任务行为的研究。这里指的就是对医生与病人的行为模式进行分析研究,主要集中在设备的操作与阅读反馈信息两个方面。近年来,康复机器人的发展趋势越来越倾向于病人可以独立适用,那么用一目了然的图形用户界面的信息视觉化就可以帮助病人更加有效的使用康复机器人。
3.人机互动形式的设计
任何的人机交互图形界面的研究就是让用户能简单的使用其功能,而功能的实现都是通过人与机器之间互动及反馈完成的。康复机器人的人机互动形式研究包括:
A.视觉表现、听觉表现、触觉表现和嗅觉表现等感官体验的反馈研究;
B.用户操作的引导及层级关系研究;
C.提示性反馈研究;
D.人机互动行为的便捷性研究。
4.图形用户界面的信息视觉化研究
现阶段康复机器人的一部分界面操作与信息反馈的解决方案将是图形用户界面。人机交互界面是一个从无到有、从有到无的过程。人和人工物之间最初是没有界面作为连接,或者说连接得并不理想,计算机语言帮助我们解决了这个接口问题。但是,计算机程序语言并不具备通用识别性,所以图形用户界面更加适合作为人机交互的桥梁。但是在未来,随着科技的发展,人和机器间的互动会越来越依赖人的思维和触觉,那个时候的人机交互也许就不再需要图形用户界面,转而进化成生物技术为主导的感知界面。但是现阶段,我们还不能越俎代疱、拔苗助长的越过主流的图形用户界面。
康复机器人的图形用户界面设计根据功能可以分为两个方面,其一是可视屏幕的操控界面的视觉设计,另一个是可视化屏幕的信息视觉化反馈设计。
A.操控界面的图形用户界面设计是人与机器之间传递和交换信息的媒介,这里主要是指通过可视化屏幕与人互动的界面,内容包括:图标、色彩、功能切换的视觉变现、整体风格和布局设计等等。
B.图形用户界面的反馈设计主要是信息的视觉化设计。通过直观的图形,例如结合人的躯干和肢体的示意图,通过颜色、图形、文字等方式让用户不用去阅读枯燥的数据就清楚的了解机器人所反馈的病人的信息。
在操作界面具体设计中,多采用拟物化手法;而在信息反馈设计中则多用拟人化手法。人类是模仿的高级动物,心理学家和人类学家已经证明这个观点,这就为我们的图形用户界面视觉化设计提供了理论依据。面对一大堆具有实际指代意义的功能命令时,我们把这些命令作拟物化的图形处理,跟加便于认知;而枯燥的反馈数据和直方图我们用拟人化的图形加以处理,让医生和病人对机器人采集的病人的数据有更加直观的认知。
康复机器人图形用户界面研究的意义
康复机器人图形用户界面的研究是一个交叉的研究领域,涉及机械、康复医疗和设计学科,强调以机械结构和计算机技术为基础、针对医疗功能进行图形用户界面的研究,在艺术设计学科是一个全新的前沿问题。通过这个研究,论证图形用户界面在康复机器人操作和反馈过程中的重要性,探索交叉领域该学科的新的理论知识,该理论立足于机械结构力学、康复医学、人机交互设计、用户体验设计研究、视觉传达设计、以及信息视觉化设计等多个专业方向的现有研究,丰富艺术设计学科与其他学科交叉后的实用性理论构架。与此同时,依据用户的行为和认知,结合人机交互设计的一般规律,立足于医疗功能进行的图形用户界面的研究,力图在实践上解决康复机器人更便利的用户操作和高识别的反馈问题。
关键词:计算机图形图像设计;视觉传达设计;关系研究
中图分类号:TP391.41
将计算机技术应用到图形图像设计领域发起于上世纪80年代的欧美国家,并且随着计算机科技的快速发展,电脑制图对许多人来说不再是一件新鲜事,计算机制图技术得到广泛普及与应用[1]。正所谓“过犹不及”,长时间以来人们过度关注计算机制图技术,甚至完全将其当做一种工具,从而导致图形图像设计基本原则被忽视,致使计算机设计的图形图像缺乏艺术创新型,难以满足人类的视觉要求[2]。对此,相关学者开始尝试将计算机图形设计与视觉传达设计结合起来,并取得显著成效。本文即在此背景下展开研究,具体结果如下:
1基本概念分析
要想了解计算机图像图形设计与视觉传达设计之间的关系,我们需要了解两者的基本概念,具体如下:
1.1计算机图形图像设计的概念
所谓计算机图形图像设计,顾名思义,是指利用计算机技术设计制作图形图像的过程。计算机图形图像技术是随计算机技术发展而兴起的新技术,相比于传统的图形图像设计工作,它极大的解放了设计家的双手,有效减少了设计家双手的劳动,促使其有更多的时间和精力思考新的创意灵感。
另外,相比于手工制图,计算机软件更为精密,同时设计软件所提供的色彩、线条更为丰富,从而使制图者有更多选择余地。同时,相比于传统制图,计算机制图不需要长时间的美术基础训练,并且随着技术的发展,操作更加简单,适合初学者使用。
1.2视觉传达设计
1.2.1传达。在分析视觉传达设计前,我们需要先搞清楚什么是传达?传达是事物之间的一种共通现象,广泛存在于人类、自然界生物、机械等事物之间[3]。相比于其他事物之间的传达,人类之间的传达需要借助各种符号,因此我们可以将人类传达分为语言传达与非语言传达[4]。
语言传达,顾名思义,是指人类通过语言符号传递信息的现象,由于语言是人类最开始也是最常用的沟通方式,因此常被人类用来传达抽象概念。非语言传达是指语言传达之外的人类所采用的传达信息的方式,非语言传达主要通过视觉与听觉传递信息,而其中涉及范围最广的是视觉传达。
1.2.2视觉传达设计。视觉传达设计是指需要通过视觉传达各种信息的设计。例如:人们通过视觉观察绘画作品的大小、形状、色泽等可以得到作者想要表达的信息,并且画家通过改变以上因素就可以传达出不同的信息。视觉传达设计的内容为:各种标志、文字、图形以及符号等;传达媒体为:电视、广播、杂志、报纸以及网络平台等;传达面向的群体为:社会中不同身份的受众。
2计算机图形图像设计与视觉传达设计的异同点分析
2.1两者不同点分析
虽然有关计算机图形图像设计与视觉传达设计结合的研究方兴未艾,但是从根本上来说,两者之间存在较多的不同点。我们只有准确把握两者的差距,才能够更好的将两者融合起来。总结来看,两者之间的不同点主要存在于历史背景、设计任务、培训方法、创作方法等几个方面。
2.1.1两者的历史背景不同。如前文所说,计算机图形图像设计是随着计算机技术的发展而兴起的,因此该技术形成并兴起于上世纪末与本世纪初。而且进入新世纪后,随着计算机运行速度、存储容量、结构以及网络通信的完善,计算机图形图形设计进入了全新的发展时期,基本实现了与打印机、多媒体、绘图仪等设备的组合使用,从而使得计算机图形图像设计的范围得到拓展,逐渐从二维领域进入到三维领域。
相比于计算机图形图像设计,视觉传达设计的出现较早,其形成于上世纪40年代,第二次世界大战之后。此时人类社会迎来一个发展的新高峰,商品经济流通速度越来越快、流通范围越来越广。尤其是广告业的快速发展使得绘画与广告紧密的结合在一起,从而改变了传统的传达方法,使得视觉传达方式在人类社会中的地位越来越重要。此时,人类对视觉传达的需要促使了视觉传达设计的兴起与发展。
2.1.2两者设计任务不同。从设计作品的特性来看,计算机图形图像设计的作品主要是立体的、三维的以及动态的,因此其设计任务就是将原本的平面、二维、静止等作品转变成为立体、三维、动态作品。
而视觉传达设计的作品主要是通过视觉传达向受众传递作者想要表达的信息,因此作品的形式并不固定,只要能准确表达信息即可。因此,视觉传达设计的任务主要是树立形象、传递思想、说服受众,同时视觉传达设计还肩负着传递艺术美感的任务。
2.1.3两者培训方法不同。计算机图形图像设计是依靠计算机技术进行的工作,因此初学者掌握相关的计算机软件技术十分必要。因此,图形图像设计的培训方法主要是训练初学者了解并熟练使用计算机平面图形软件、三维软件,掌握排版印刷、视频编辑等技术。另外,训练初学者掌握一定的作品设计知识也是图形图像设计的主要任务。
由于世界传达设计的主要任务是向受众传达信息、传递美感,因此视觉传达设计工作需要用到广告学、美术学、传播学、设计学等多种知识。因此,在对初学者进行视觉传达设计培训时,要想初学者灌输工艺美术史、广告通论、设计史等学科的理论知识[5];同时,还要训练出初学者掌握广告设计、产品包装、装帧等必要技能。
2.1.4两者创作方法不同。计算机图形图像设计的创作主要依赖于各种设计软件,因此设计师在创作时只要能够熟练掌握各种软件技术,合理搭配形体与色彩、装饰与视觉美、静与动、立体与空间,就能创作出一幅比较完美的作品。
视觉传达设计的创作还比较倾向于美术作品创作,因此在创作时设计师首先要从绘画技法的角度调整点、线、面、色彩、光线、形体等方面的关系,从而准确将自身思想融入到作品中,进而实现形和意、象征与象的结合。
2.2两者的相同点分析
计算机图形图像设计与视觉传达设计最主要的共同点是:两者都属于艺术作品。因此,从这一角度来说,两者之间存在重叠的共同领域,例如:两者的教育培训都设计到了平面设计、色彩、素面等专业知识。
同时,两者都是运用文化符号与受众进行沟通并传递信息;并且,两种作品的设计都需要设计师进行创新思考,都必须要充满创意;另外,两者在进行创作时都需要考虑美术作品创作的各种要素以及创作原则。
3结束语
计算机图形图像设计与视觉传达设计的结合是未来的发展潮流,符合21实际的发展要求,能够充分体现计算机技术与艺术的完美结合[6]。而在分析两者基本概念的基础上,对两者的异同点进行探讨,可以为两者的应用结合提供理论参考,进而更好的推动二者的发展。
参考文献:
[1]张金龙.计算机图形图像设计与视觉传达设计研究[J].吉林广播电视大学学报,2013(01):117-118.
[2]袁志翔.计算机图形图像设计与视觉传达设计探微[J].现代装饰(理论),2013(02):173.
[3]邵玉兰,赵昕.关于计算机图形图像设计与视觉传达设计的分析[J].信息与电脑(理论版),2013(03):45-46.
[4]范丽萍.计算机图形图像设计与视觉传达设计[J].电脑编程技巧与维护,2012(04):83-84.
[5]龚良彩.计算机图形图像设计与视觉传达设计[J].计算机光盘软件与应用,2012(10):181.
关键词:Photoshop;图形图像;应用;计算机
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2017)05-0166-02
在社会各个领域中,计算机已广泛应用,计算机图形图形处理技术在二十世纪八十年代后期出现,成为一门新兴技术,计算机图形图像处理技术主要是在软件基础上实现的,根据用途可分为多种,图像处理软件Photoshop、网页动画软件Flash、影视后期合成软件Combustion、工程图制作软件AutoCAD等,都是当前设计领域必备的主流软件。Photoshop软件是美国在二十世纪八十年代研发的一项图形图像处理软件,至今这项技术仍被广泛使用。随着时代的发展,Photoshop在图像处理上的功能更为完善,在图像、图形、文字、视频、出版等方面都有所设计。
1Photoshop软件应用概述
计算机图形图像处理技术主要分为:三维制作技术方面图形处理和二维制作技术方面图像处理。在软件制作上也主要从这两个方向进行开发,西方国家的图形图像处理技术处于领先地位,后期在全球广泛应用开发过程中,这项技术得到推广。图形处理在三维制作技术的基础上在电脑上制作各种物体,添加一系列动作,通过整体优化完成完整的图形处理。图像处理的应用更为普遍,在已有的图像基础上进行变化时,通过不同功能要求添加效果,这种图像处理技术在日常应用中简称PS技术,常见的拍照、图片处理都会有相类似的软件处理应用,这项技术的推广和普及在现代审美要求上满足了人们的需求。[1]
Photoshop软件的处理技术在图形图像处理上更为专业化,从软件开发历史来看,计算机技术的不足为这项技术软件的开发提出了问题,托马斯・诺尔和约翰・诺尔兄弟在计算机黑白图像的显示问题上编写的程序Display在不断修改的基础上成为更为强大的图像编辑程序,经过更名成为现在的Photoshop;在结合商用仪器的推广中,与Adobe公司的合作成为跳板,得到更为广泛的应用推广。
Photoshop在计算机图形图像上的处理虽然形成了一定的技术规模和知名度,但其专长在图像处理上,对图像进行特效处理加工对技术的要求较多,图形处理需要有构思创意进行设计,在Photoshop开发之初是针对图像处理进行的,因此在专业上更倾向于图像处理技术。图像处理涉及的领域中平面设计是Photoshop应用最为广泛的领域,图书封面、海报、杂志等平面印刷品的图像处理技术都依赖于Photoshop软件的支持。同时在广告摄影领域的后期处理上,成品的视觉效果要迎合大众审美和更高水平的审美要求,也需要Photoshop软件进行修改来达到满意的效果。Photoshop软件的特长在影像创意上的成绩更为显著,诺尔兄弟在电影视觉创意上的成果星球大战、加勒比海盗等多部电影,都显示出Photoshop在影像创意上的重要作用。同时在网页制作、后期修饰、视觉创意、界面设计等方面的应用效果也得到广泛的肯定和应用。
Photoshop在计算机技术和视觉效果的结合处理上完成了对图像的再加工,不管是商用还是个人使用的价值都是极高的,在软件应用操作中,熟悉基本图形图像处理技术理论对实际操作更有帮助,设计艺术领域的图像处理,在技术上的要求也会更为严格,Photoshop能够在各领域的应用中满足用户需求,是专业化的技术支持和研发创新的共同作用,同时在应用推广中的市场策略也有重要影响。一项成熟的软件技术是团队合作的结果,在长期发展中积累的经验对改进技术、赢得更为广泛的应用人群是重要的。
2Photoshop在计算机图形图像处理中的应用分析
Photoshop作为在全球图形图像处理软件中使用率最高的软件,在发展中把数字化摄影图片、剪辑、绘画、图形及现有的美术作品结合在一起,在熟悉各种功能的过程中培养艺术审美能力对图像处理技术的提升是有利的。在Photoshop的多N技术中,通道技术、蒙版技术、滤镜技术等都是比较常用的基本操作。在不同的工具操作和应用下,对图像处理的效果也各不相同。[2]
在Photoshop软件图像处理上有一些使用技巧对更高效地完成图像处理工作是有帮助的,在分辨率、图像裁切和缩放、利用通道工具创建图像特效等技巧上都有需要注意的细节问题。分辨率对图像来说是一项重要指标,在Photoshop软件中对图像画面质量处理上的应用有很大不同,同一张图像,在分辨率上的差异通过数字可体现出来,分辨率的高低决定着像素的大小和图片的质量问题,因此在图像处理上合理选择分辨率对图像质量和效果有重要影响。同时图像的裁切和缩放在Photoshop软件技术中是一项重要方法,调整画布大小,按照标尺选择想要裁剪的像素,完成裁剪。缩放图像在图像处理中也是常用的方法。Photoshop的通道功能在PS中是一项重要功能,图像的特效处理都是利用通道技术来完成的,根据颜色信息储存不同分为:颜色通道、Alpha通道、专色通道。此外,在曲线调整上,Photoshop中有很多可以调整图片亮度及颜色方法,不同曲线调整产生不同亮度效果在图像处理技术中作用明显。图像处理对污点的处理研究也在不断完善,Photoshop软件可以消除图像上的污点,利用软件中的相关修复功能,自动将修复区域进行整体效果恢复。[3]
Photoshop在使用技巧上需要更多的操作实践和耐心进行研究,在图像处理上同样需要有技术上和技巧上的潜心研究和不断探索。Photoshop在计算机技术的飞速发展中对时代应用需求的不断把握,在功能和运营上都会及时作出调整,未来在图像处理上也会有更多的创意融入到软件的完善中。
在市场应用上,越来越多的软件出现加入到竞争之中,满足了人们日益增长的技术需求,同时也使Photoshop的应用和改进有了新的环境和空间。从教育、艺术设计、网络等多领域的软件应用来看,在未来新领域的应用中Photoshop仍具有较高的市场基础和使用群体。
Photoshop在现代教育领域应用已经比较普遍,在多媒体课件制作中对图片素材的编辑处理都会用到Photoshop软件中的功能,多媒体课件在制作上需要大量的图像处理,在图层处理和组合上顺序各不相同,利用Photoshop软件技术中图层面板工具控制透明的纸张,在图层的排列和叠放顺序上进行混合处理,使得媒体播放达到理想化成效,教学效果更清晰、生动,对学生的理解和巩固提高有重要的辅助作用。图像处理在多媒体课件制作上的应用是基础的技术应用,课堂教学中对图片处理的要求相对不高,在技术操作上的难度也易克服,所以很容易得到推广使用。在基础教育阶段,多媒体的辅助使用更能体现出其优势,视觉上的处理效果对学生的吸引力和兴趣培养会有一定影响,因此,利用图像处理技术提高对多媒体课件的质量对提高学生学习效率有极大帮助。
Photoshop在艺术设计领域的应用已形成一定的实践基础,除了计算机技术上的要求,视觉审美效果也是艺术设计的重要方面。Photoshop代替传统的画笔和颜色,在术表现技法和工具上更有效率,手工完成的视觉效果和技术效果有一定的差距,在计算机技术的支持下,现代艺术设计的发展更加多样化,在艺术色彩上计算机功能能够实现的视觉颜色更加丰富,Photoshop广泛使用在艺术设计中出现了更多的数码图片,艺术设计人员从手工绘图的繁杂劳动强度中解脱,在软件应用中合理分工,明确艺术设计各个阶段的职责分配。艺术设计在创意上需要的素材和工具手段在Photoshop的功能中都可以实现多元化的设计效果。设计人员通过Photoshop草图达成快速集成概念的目的,在基本元素和布局上进行设置,同时借助软件平台与客户进行交流,可节省大量时间,完成一项比较重要的设计项目过程中,这种方式可以提高工作设计效率。Photoshop为设计师提供了更多的视觉探索和精炼视觉方案的机会,在更多的功能平台下,完成艺术创意。除此之外,Photoshop在艺术设计中的文字编排和图片处理技巧方面的应用还有更多的发展空间。在艺术创意空间的拓展上,为设计领域带来的便捷和改变使艺术设计更加精细化、精品化。[4]
3结束语
Photoshop在图形图像处理中的技术应用是将理论与实践相结合、倾向于实践的过程,在充分发挥技术价值的同时,开发创造性思维,对实践进行更为广泛的深入调查,更好地推广使用这项技术软件。Photoshop在实际应用中还存在很多适应性问题,在未来发展方向和实践探索中还有更多的挑战和问题,掌握更多的技巧,在更加人性化和实用性的完善过程中提高专业化水平,增加图形图像的处理技术和能力,让Photoshop的应用得到更为广泛的市场使用和群众基础,做出更高水平的软件。
参考文献:
[1]丹.浅谈计算机图形图像处理技术――Photoshop运用技巧分析[J].黑龙江科技信息,2014(27):124+264
[2]董蕊.Photoshop软件在图像处理中的应用思考与实践[J].电子测试,2014(22):107-109.
关键词:增强现实;跟踪注册;实时跟踪;虚实配准
1引言
增强现实技术AR(AugmentedReality)是在虚拟现实VR技术(VirtualReality)的基础上发展起来的典型的交叉学科,具有十分广泛的研究和应用范围,涉及到诸多技术领域,如计算机图形和图像处理、人机界面交互设计、移动计算、计算机网络技术、信号处理技术、以及新型显示器和传感器的设计等。
与传统虚拟现实技术所要达到的完全沉浸的效果不同,AR将计算机生成的虚拟影像实时准确地叠加在实景对象上,从而允许用户使用实景对象与虚拟的影像进行实时无缝交互。AR技术需具有3方面的特点:(1)真实与虚拟图像的结合,(2)实时互动,(3)根据实景物理对象对虚拟影像进行定位。由于增强现实具有将真实场景同虚拟物体加以融合并实现实时交互的特性,能够增强用户对现实环境的理解和认知。
本文首先讨论增强现实系统的总体架构,在此基础上着重论述增强显示的关键技术,即:显示技术、跟踪注册技术、相关方法及其各自的特性,在本文的最后,对增强现实应用和未来趋势概要地作出总结。
2增加现实系统架构
增强现实的整体系统通常由场景采集、跟踪注册、虚拟场景发生器、虚实合成、显示系统和人机交互界面等多个子系统构成,如图1所示。
增强现实系统中,通过处理现实实景的图像建立起实景空间,根据跟踪注册技术确定摄像机的姿态以及虚拟图像的空间定位,虚拟图像与实景图像通过配准排列,合成未虚实融合的增强现实环境,这个环境再输入到显示系统呈现给用户,最后用户通过交互设备与场景环境进行互动。其中,让虚实准确结合的注册步骤非常关键,和最后的显示输出端一起,决定了用户对增强现实环境的最终感知效果,
3增强现实系统的显示技术
增强现实系统的能够利用融合计算机视觉、显示技术、多传感器等技术对真实场景进行扩展和增强,根据Eitoku提出的标准,AR的显示装置的设计应该有4个准则:(1)虚拟信息与现实世界共存;(2)支持协同工作;(3)不给用户增加特殊仪器的负担用户;(4)支持显示自然的三维图像。主要集中在3种类型:透视式的头部佩戴显示器,基于投影显示器和手持式显示器。
3.1头部配戴显示设备
透视式HMDS通过光学或视频技术,使用户看到将虚拟物体与现实实景融合后的场景。这类显示器又可分为光学透视OST(OpticalSeeThrough)和视频透视VST(VideoSeeThrough)的HMD。
用户通过OSTHMD可以直接看到现实实景与虚拟信息叠加融合后的场景。例如Google正式的眼镜项目“GoogleGlass”,这款眼镜集智能手机、GPS、相机于一身,所有的信息都能即时展现在眼前,比以往的设计头盔式显示器更小更薄的头部佩戴装置。
OSTHMD对真实环境几-乎无损显示。用户获得的信息比较可靠全面,对真实环境与虚拟图像融合匹配的精确度要求较高。首先由摄像机摄取实景图像,然后将生成的信息或虚拟影像图像叠加在摄像机视频上,通过显示系统呈现给用户。VSTHMD的优点在于较好地处理诸如被遮挡场景、色彩强度等问题,以保持真实场景与虚拟图像的一致性。
3.2投影显示设备
基于投影技术的显示,不需要用户佩戴设备,对用户的体验保持最低限度的侵扰。现有多种投影显示技术,将图像信息直接投射到真实物体的表面,通常是在固定的物体的表面。投影设备同时能够将图像投影到更大范围的环境中。
投影显示设备更加适合室内增强现实环境,生成图像的焦点不随用户视角的改变而改变。投影显示设备与固定的跟踪定位设备相配合,将虚拟物体投影到真实世界中的相应位置。例如大众研究集团与大众服务学院联合开发的投影式增强现实系统,可用于新车型的开发与技术创新的培训。
3.3手持显示设备(HandHeldDevice)
手持设备的增强现实应用不需要额外的设备和应用程序的能力,对用户体验没有侵扰,易于携带和高度移动自由度等优点,广泛为社会所接受,因此经常被用于在广告,教育和培训吸引用户注意的重要设备。
LayerApp是典型的智能手机上的增强现实应用程序之一。用户在指定的位置,使用手机内置罗盘以确定镜头所指的方向,在手机显示屏上即可显示出场景中的细节信息,当用户平移其设备的摄像头左右,屏幕上会填充不同的景点信息,包括快速通道的可用性,景点的描述等等。
4增强现实系统的跟踪注册技术
跟踪是指跟踪3D空间中的一点或几点的3D坐标与6DOF的姿态信息,注册即是虚拟物体和真实场景在三维空间中位置的一致性,即在空间上的整合,跟踪注册是一个持续的动态过程。跟踪注册是增强现实系统中的紧密相关的关键技术。目前广泛应用的注册跟踪技术可以分为3类:基于传感器的注册跟踪技术、基于视觉的跟踪注册技术、和基于传感器与实际的混合跟踪注册技术。
4.1基于传感器的跟踪注册
基于传感器的跟踪注册技术,首先记录实际场景中用户的方向和位置,在便保持虚拟空间和真实空间连续性的基础上,实现虚拟对象与实际场景的精确配准融合。常用的传感器技术主要有:磁场(magnetic)跟踪注册、声学(acoustic)跟踪注册、光学(ortic)跟踪注册、惯性(inertial)跟踪注册。
磁场跟踪注册系统,由控制器、磁场发射器和接收器组成,利用磁场相关的参数,从而确定用户的位置和方位。例如徐彤等设计的六自由度电磁跟踪系统。
声学跟踪注册系统包括超声波发射器、接收器、和处理单元。利用同一声源到达不同地点或者不同声源的超声波到达同一地点的时间差、声压差等参数进行跟踪注册。超声波跟踪注册系统成本低,抗电磁干扰能力强,但是非常容易受周围环境的噪声、温度、湿度以及遮挡问题的影响。
光学跟踪注册系统使用感光设备,接受发光元件产生的光线,用以测量目标的方位。该类系统的精度高,不受噪声和电磁场影响。主要缺点是易受视线和遮挡的影响,而且设备昂贵。
惯性跟踪注册系统使用惯性传感器,获取用户或摄像机的运动方向和姿态,获取摄像机的运动位置和速度。使用惯性跟踪注册技术存在着漂移和误差累计,因此精度不高,必须与其他注册跟踪技术联合使用,才能达到较高的精度。
基于传感器的跟踪注册系统,可以记录真实场景中用户的方向和位置,在此基础上保持虚拟空间和真实空间的连续性,实现精确配准与虚实图像的融合。
4.2基于视觉(vision-Based)的跟踪注册
基于视觉的跟踪注册基于视觉跟踪的跟踪注册则不需要使用传感器设备,由于硬件成本相对低廉,而受到越来越多地关注。
基于视觉的跟踪注册过程为:首先根据摄像机摄入的图像或视频流进行处理,检测图像中目标物体的特征,并欲与预存的场景图像的特征进行匹配。若匹配成功,通过图像特征可以获得摄像镜头的单应性矩阵,据此可以计算出摄像镜头相对于场景中物体的位置及姿态。跟踪注册主要是基于标识的跟踪和无标识的跟踪。
基于标识的跟踪注册技术,由于标识是人工放置,由此根据计算机视觉中的透视投影算法,即可获取摄像机相对于标识的转换矩阵,从而获得注册信息。目前基于标识的跟踪注册系统,已有ARToolKit,ARTag等。ARToolKit较为适用小规模的应用,而ARTag在处理较大规模的应用时则处理速度更快。基于标识的跟踪注册计算复杂度较低,具有较好的精确性,但同时也易受遮挡的影响。
无标识跟踪注册技术,又称为基于自然特征点的注册跟踪技术,是直接利用场景中存在并且容易识别的实景物体的自然特征,提取识别的基准点。经典的算法有Ferns算法、SURF算法、和SIFT算法。在手持设备上运用时,由于真实的场景往往比较复杂无标识跟踪注册的计算量较大,实时性较差。
4.3混合跟踪注册技术
混合跟踪注册是指在同一增强现实系统中采用两种以上的跟踪注册,以实现各种跟踪注册的优势互补。基于传感器的跟踪注册技术跟踪需要较为昂贵的硬件设备,易受外部环境变化的影响,但是实时性好,鲁棒性高。基于标识的跟踪注册的主要性能特点是精度高,实时性较差。把这两种注册跟踪技术相结合,则可以综合各自的优点,弥补各自的缺点,使其成为一个鲁棒性较强、实时性较好、精度较高并且受外界干扰较小的综合跟踪注册系统。例如Azuma等在1998年提出的将GPS、视觉跟踪注册技术和惯性传感器三种技术综合户外增强现实系统。
5结语
关键词:计算机音乐;课程整合;创新
计算机音乐技术是计算机技术与音乐艺术相结合的产物,它充分利用信息技术中的事件分离特点,把音乐音响的诸多属性分离呈现,使我们能够对构成音乐的各要素进行单独处理。这一先天优势在对音乐作品、音乐音响进行分析的时候表现得特别充分。各种音色、不同音区和力度等对作品产生的影响都可以马上呈现出来,鲜明的对比效果巩固和强化了学生的认知,课堂教学效率得到大幅提升。
但是,我们从事的是师范教育工作,计算机音乐更多的是应用在专业音乐创作领域,把它引进到音乐教育领域并开设成为一门课程,其目的和意义是什么?它能对我们的培养对象产生哪些积极的影响?计算机音乐是现代电子技术与音乐艺术结合的产物,作为一种现代化的音乐创作手段,怎样使计算机音乐和普通音乐教育很好的结合?我们的教学投入和人才的产出是否成正比?能否将计算机音乐技术的诸多优点应用于音乐专业其它课程的教学呢?带着这样的疑问和憧憬,1997年5月,经过两个多月的准备,当时的师专音乐系成立了“音乐与电脑”课题研究小组,主要进行计算机与音乐教育相结合的探索。课题组先后在《音乐欣赏》、《基本乐理》、《基础和声》、《合唱与指挥》、《学科教学法》和《视唱练耳》等6门课程中运用了计算机辅助教学,计算机音乐的教学形式也从讲座推进到课堂,并纳入了三年制专科和四年制本科的教学计划,从2000学年度开始,正式将《计算机音乐基础》开设为一门专业基础课程。随着课程建设的深入,我们从基础理论、核心技能和知识拓展三个方面构建了比较完善的计算机音乐课程教学体系,并在实践中不断完善和进步。学校也逐年加大教学硬件的投入力度,截至目前,已建立起2间计算机音乐专业实验室,2间数码钢琴教室,1间电子打击乐教室,1间双排键电子琴教室、1间全数字化高精度录音棚、1间遵循音频行业国际标准构建的苹果计算机系统录音实验室,这样的规模和水平,在省内乃至全国同级院校中都是比较领先的。
一、目前高师计算机音乐课程教学的普遍方式及其局限性
计算机音乐作为一门新兴的学科,自从二十多年前引进到中国以后,就一直没有停下其发展和普及的步伐。据了解,目前全国高等师范院校里的音乐专业,几乎都不同程度开设了计算机音乐的相关课程。部分学校甚至在师资、硬件等条件尚不具备的情况下也跟风开设。而且,绝大多数院校都把计算机音乐作为一种技术操作性的课程开设,主要教授计算机音乐的制作技巧。这样的教学模式,无异于对学生进行软件操作培训,一旦不进行操作实践,学生很快就忘记了,甚至软件升级后就不知就里。
计算机音乐之所以能够产生和发展,是有着重要的理论和实践基础的。它首先是与音乐的紧密结合,其次利用计算机音乐技术可以开发很多教育功能。因此,它与音乐学科的很多课程都有千丝万缕的联系。如果我们离开这些联系孤立的开设这门课程,其结果就会变成职业技能培训。
著名学者李开复曾说过:“如果我们将学过的东西忘得一干二净时,最后剩下来的东西就是教育的本质了。所谓‘剩下来的东西’,其实就是自学的能力,也就是举一反三或无师自通的能力。大学不是职业培训班,而是一个让学生适应社会,适应不同工作岗位的平台。在大学期间,学习专业知识固然重要,但更重要的还是要学习独立思考的方法,培养举一反三的能力,只有这样,大学毕业生才能适应瞬息万变的未来世界。”这段话,完全可以成为计算机音乐这类课程开设的指导性原则。
我认为,作为一种新的音乐创作手段,我们有必要让学生了解并初步掌握其基本理论和基本技能,但是更重要的是,我们要给学生指出该学科可能的发展方向和最新的前沿成果,特别是该学科与其它学科的联系,这对我们培养一专多能的中小学音乐师资具有重要的意义。我们的培养目标是合格的中小学音乐教师,而合格的标准,是要与时俱进、逐步提高的。21世纪的音乐教育工作者,应该是复合型人才,而复合型人才必须在知识结构、能力结构、教学内容以及教学手段等方面优化、更新的前提下才能培养出来。如果不大胆改革传统的教学方法,这只能是一句空话。因此,把革新教学手段、积极探索计算机音乐技术与音乐传统学科的教法整合作为计算机音乐基础课程的发展方向,成为绵阳师范学院计算机音乐课程建设与改革的必然之选。
二、计算机音乐技术与音乐学科课程整合的创新实践
有了以上认识,在课程建设的过程中,我们加强与其他专业课程横向联系,主动帮助其他专业老师学习和掌握必要的计算机音乐制作技术,象
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MIDI文件的制作、简线谱的编排、音频处理软件的操作等等,都是老师们需要具备的基础技能。在此基础上,注重发掘专业音乐制作软件里的教学功能,使之为课程教学服务。
(一)和声课程的教学实践
在一次和声课的教学中,我院的和声教师尝试运用计算机辅助教学,利用计算机绘谱软件制作了很多谱例和MIDI文件,改传统的钢琴单音色音响为多音色音响,教学所包含的信息量也比常规课时大很多。上课前她一直担心讲授不完。但是,设计的两节课的教学内容,用了一节半的时间就上完了,学生课堂练习的时间充分,知识掌握的更牢固。课后总结时她说:“用计算机音乐技术辅助教学,课堂的信息容量增加了,时间反而宽松了。而学生接受的信息和知识点更好了。如果用以前的方法,这次课的内容要上课时,效果还不一定好。”
(二)钢琴课程的教学实践
教学效果好不好,实践是最好的检验手段。在钢琴教学领域,我们将数码钢琴引入钢琴课程的教学,首先变一对一的教学模式为一对多,其次,利用数码钢琴的MIDI接口功能,结合计算机作曲软件,可以记录学生弹奏的每一个音符,其信息包括音高、力度、时值、节奏等等,计算机音乐技术所具有的“事件分离”特性,把所有信息分离开,教师可以针对单独的某一个问题进行分析、解决。比如双音、和弦及八度等技术,首要的要求是整齐,除了通过听觉辨别外,计算机所记录下的MIDI信息,可以一目了然的显示音符位置状况,在主观的听觉教学基础上辅之以客观的视觉化记录,使教师的判断更准确,学生的理解更直观,解决问题的办法更有效。
(三)视唱练耳课程的教学实践
音乐是立体化的,音色的变化也是丰富多彩的,传统的视唱练耳课所使用的几乎是清一色的钢琴音响,一些学生在变幻音色后听辨能力就会受到影响,这一现象反映的不是学生的听辨能力降低,而是听觉经验的缺乏和缺陷。通过计算机音乐技术引入多音色听辨,可以使视唱练耳课程变成积累听觉经验、丰富听辨色彩、巩固听辨能力的有效平台。
(四)紧密结合音乐教学论,积极倡导多媒体教学
在计算机音乐基础课程的教学内容里面,专门加入了音乐课程多媒体课件制作的内容,与学生实习试讲结合,指导学生设计出高质量的多媒体教学可课件,对促进学生音乐学科教学能力起到了积极的作用。同时有效的提高了教学设备的使用率,真正做到教学设备为本科教学服务。
(五)加强实践环节,提高学生综合运用能力
在音乐学院的艺术实践活动中,凡是涉及与计算机音乐有关的活动如合唱、乐队所需乐谱的制作、音视频录制编辑等工作,均由同学们在老师的指导下协作完成。毕业生的独唱、独奏音乐会,作为计算机音乐课程录音教学内容的课程实践机会,学生分组进行录音实践,既夯实了教学内容,又提高了实践能力,还增强了学生的团队协作精神。
三、创新实践结硕果,教学质量上台阶
通过创新实践,计算机音乐技术与传统音乐课程的横向联系越来越紧密,几乎每门课程的不同教学环节都可以找到恰当的切入点。我们不断优化调整教学内容,从计算机音乐概论、MIDI制作技术学习、计算机辅助音乐教学等三个方面设计新的知识技能体系。立足师范教育,以培养目标为指引,在掌握计算机音乐制作理论和技能的基础上,突出强调计算机辅助音乐教学,教学中尽量开发各种音乐软件辅助教学的功能,并让学生比较熟练的掌握相关的辅助教学技巧。在辅助教学的前提下,进行软件的学习,这样既避免了专业学习的深度和难度,又突出了师范性特点,特别是与培养中小学音乐师资的目标紧密结合。我们还提倡老师参与该课程的学习,通过该课程带动相关课程老师增强科技意识,大胆突破传统音乐教育模式,为在更广的范围里开展计算机辅助音乐教学的教改实验,奠定了良好的基础。
通过十多年的教学,我们以计算机音乐基础课程为龙头,在师生中形成了一股学科学、用科学的风气,在促进和引导师生树立现代化教学意识、学会使用现代化教学工具、更好地适应世纪教育的发展等方面,起到了积极的推进作用。
【关键词】计算机视觉技术推广应用
在人工智能领域的研究中,计算机视觉是主要的研究对象之一,目前它已经发展为一门独立的科学学科,主要是对相关的理论以及技术进行研究,从而建立一个完善的人工信息系统。
一、计算机视觉技术的产生与发展历程
计算机视觉产生于20世纪50年代,其当时主要的工作内容为统计模式识别,尤其是需要进行分析二维图像的特点和作用,例如对航空图片进行研究、对显微图片进行分析等。直至60年代初,Roberts使用计算机从大量的数字图像当中选取出棱柱体、长方体等物体的三维图形,并且分析物体空间的主要特点。在70年代初期,视觉应用系统开始得到应用,然后过了几十年之后,专家们已经了解了机器视觉的特点,并且开设了对应的课程。到了80年代中期,计算机视觉已经逐渐被人们应用与工作和生活当中。计算机技术的不断发展,使得计算机视觉系统的实用性得以提升,现已被大量使用于机器人学、几何计算等领域,直接影响着人们的生活。
二、计算机视觉技术的推广与应用领域
2.1应用于工业生产领域
目前为止计算机视觉技术已经普遍应用于工业生产领域中,除了在工业探伤、检测方面得到了推广,而且还在办公以及生产自动化等各方面都得到了广泛的应用。一般来说在工业生产中推广计算机视觉技术,能够在很大程度上提高自动化程度,从而提高产品生产的效率,同时还能防止人工的失误,导致不必要的损失。
2.2应用于农业生产领域中
从农业生产领域的角度来看,计算机视觉技术的应用也越爱越普遍,一方面主要是利用该技术全程监测农作物的生产过程,已达到预防病害虫的作用,另一方面利用该技术对农产品进行检测,以便对其进行分类与分级。由于在农业生产领域中利用计算机视觉技术能够实现自动化管理,因此能够减少大量的劳动力,降低生产的人工成本,进一步提高管理生产效率。
2.3应用于社会公共安全领域中
社会公共安全是人们非常重视的一个问题,计算机视觉技术在这方面也得到了有效的应用,不仅应用于侦查、犯罪侦破工作中,而且还应用于指纹配比、人脸合成等工作中。应用这种技术能够进一步提高犯罪案件的侦破效率,避免更多的犯罪行为发生,从而影响人们的正常生活。
2.4应用于视觉导航领域中
通过对计算机视觉技术进行长时间的研究后,当前已将之推广于视觉导航领域中,主要是应用于太空探测、航天飞行等方面,在此基础上还应用于巡航导弹制导、智能交通等方面。在视觉导航领域中,应用计算机视觉技术可以解放大量的劳动力,避免工作带来的危险,而且还能有效提高工作效率。
2.5应用于人机交互领域中
一般来说在人机交互领域中应用计算机视觉技术,可以通过人的肢体语言、人脸表情进行测定,进一步分析人的意愿,从而按照要求认真完成指令,这样不仅可以有效增加交互的方便性,而且还可以有效增加临场感,具有其他技术不可替代的作用。
2.6应用于虚拟现实领域中
当前计算机视觉技术在虚拟现实领域中得到了推广,利用这种技术可以进行不同的军队战场场景模拟,在此基础上还能对飞行员飞行、医生手术等现场进行模拟。总之,利用这种技术能够带给人们一种身临其境的感觉,从而进一步提高工作效率。
2.7应用于卫星遥感领域中
从卫星遥感领域的角度来看,计算机视觉技术的应用并不少见,不仅应用于矿藏勘探、资源探测等方面,而且还应用于气象预报、自然灾害监测等方面。一般来说卫星遥感涉及的信息量非常大,而且类别也很多,分析识别工作稍不注意,就会出现错误,而利用这种技术后,能够快速、有效的进行信息的收集以及分析工作,进一步提高信息的准确性。
论文摘要:教育管理者培养的人才必须具有扎实的自然科学基础、较好的人文社会科学基础和外语综合能力;能系统地掌握计算机网和通信网技术领域的基本理论、基本知识;更要培养师生获得计算机软硬件和网络与通信系统等基本技术,培养更多懂得计算机网络技术领域管理人才。
一、前言
如今社会快速发展,计算机的应用领域非常广泛,社会生产力也不断地发展,人们的生活方式也随之改变。在教育管理中,如何使师生员工的工作、学习和生活变得非常便捷、舒适和高效,更不必浪费大量的时间去图书馆查找资料,是一项必须解决的问题。显而易见,教育管理者必须培养全体师生员工懂得网络技术势在必行,例如,搜索网络便可查出自己所需要的大量重要信息和资料;在网络上你就可以看书、查未知领域的资料、听名校名师的精彩讲座等,不仅如此,还可以通过办公软件来处理一些日常事务,避免琐碎与繁杂。计算机网络管理已经成为人们生活、工作和学习的一部分,并时刻发挥着重要的作用。
二、教育管理者必须了解计算机领域,培养社会需求人才
了解计算机领域,是教育管理者必须掌握的。所谓计算机就是一种按事先存储的程序,自动,高速的对数据进行输入,处理,输出和存储的装置。一个计算机系统包括硬件和软件两大部分。计算机可以广泛的应用于科学计算,数据处理,实时控制,人工智能,计算机辅助和辅助教育,娱乐与游戏等领域。
在业余时间,对于计算机管理者,最好了解和学习一些基本课程。
主要课程如:电路原理、模拟电子技术、数字逻辑、数字分析、计算机原理、微型计算机技术、计算机系统结构、计算机网络、高级语言、汇编语言、数据结构、操作系统、计算方法、离散数学、概率统计、线性代数以及算法设计与分析等。
近年来,教育管理对人才的要求有:
1.掌握计算机科学与技术的基本理论、基本知识和基本技能,特别是数据库,网络和多媒体技术;
2.掌握计算机应用系统的分析和设计的基本方法;
3.具有熟练地进行程序设计和开发计算机应用系统的基本能力和开发CAI软件的能力;
4.具有创新意识、创新精神和良好的教师职业素养,具有从事计算机教学及教学研究的能力,熟悉教育法规,能够初步运用教育学和心理学的基本原理,具有善于与人合作共事的能力;
5.了解计算机科学与技术的发展动态;
6.掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有独立获取知识和信息的能力。
三、教育管理者必须了解计算机专业方向,培养复合型人才
计算机科学与技术是一门研究领域广阔的专业,下分多个学科方向。如网络工程、数字媒体技术、计算机控制、人工智能、软件工程等等。作为教育管理者,必须洞察当前计算机迅速发展的方向:网络工程和数字媒体技术,在当前教育管理中显得尤为突出。
——网络工程
网络工程就是以计算机网络系统、数字通信系统、网络通信技术和计算机技术为基础的一门学科。它的主要内容是总结、研究和网络设计、实施和维护有关的概念和客观规律。该学科方向有其明显的特征,首先是有非常明确的网络建设目标,在工程开始之前就必须确定。然后,工程有详细的规划和正规的依据。例如国家标准、行业标准或是地方标准等等。
学习网络工程需要掌握网络工程的基本理论与方法以及计算机技术和网络技术等方面的知识,需要接受网络工程技术应用的基本训练,同时要具有运用所学知识与技能去分析和解决相关实际问题和进一步学习网络工程领域新理论、新技术及创造性思维的能力。该方向的主要课程:高等数学、线性代数、数字逻辑与数字系统、离散数学、算法与数据结构、计算机组成与系统结构、计算机网络、网络工程、信息与网络安全、通信软件设计等等。
网络工程所做的事得到了人们的喜爱,同样数字媒体技术也一样。数字媒体是指以二进制数的形势记录、处理、传播、获取过程的信息载体。这些载体包括数字化的文字、图形、图像、声音、视频影像和动画等感觉媒体,和表示这些感觉媒体的表示媒体等的统称为逻辑媒体,以及存储、传输、显示逻辑媒体的实物媒体。
——数字媒体(即软件工程)
数字媒体在我们的日常生活中都会用到,比如数码相机拍的照片、摄像机拍的影像、音乐、图像、动画、用3D制作软件制作出来的动画角色等等。简单来讲,“数字媒体”一般就是指“多媒体”,是由数字技术支持的信息传输载体,其表现形式更复杂,更具视觉冲击力和互动特性。
数字媒体技术发展迅速,成为全产业发展的驱动力。在某种程度上,数字媒体产业的发展体现了一个国家在信息服务、传统产业升级换代及前沿信息技术研究和集成创新方面的实力和产业水平。例如:英国高度重视数字媒体产业的发展,数字媒体产业每年的产值占英国GDP的8%。美国权威统计机构的最新数据显示,数字媒体产业在美国已发展成重要的支柱产业,据了解,美国现在的数字媒体产业发展水平超过了以往任何一个时代,不仅规模巨大,而且产业细化、全球扩张。
数字媒体技术学科方向要求学生掌握数字媒体中各类媒体的基本知识和行业知识。主要的课程有:C++程序设计、计算机图形学、计算机动画基础、计算机游戏基础、JAVA语言、数字逻辑、微机原理与接口技术、多媒体技术基础等等。
四、教育管理者必须培养社会高需求尖端人才
未来几年,国内外高层次软件人才仍将供不应求。软件工程专业毕业生主要在各大软件公司、企事业单位、高等院校、各大研究所、国防等重要部门从事软件设计、开发、应用与研究工作。有数据表明,我国软件出口规模达到215亿元,软件从业人员达到72万人,在中国十大IT职场人气职位中,软件工程师位列第一位,软件工程人才的就业前景十分乐观。
五、结束语
新时代赋予新的历史使命,教育管理者要有不断创新的教学管理模式,更要要有符合当代高校的创新理念,培养先进管理人才时,要不断加强实训和各种技能比赛。教育具有多元化,博采众长,集思广益,只有不断地更新管理模式,与时俱进,才能培养好优秀的员工和一流的学生。
参考文献
[1]王移芝,罗四维.大学计算机基础教程[M].北京:高等教育出版社,2004
[2]杨振山,龚沛曾.大学计算机基础(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2004
[3]张尧学等.计算机操作系统教程[M].北京:清华大学出版社,2002
论文摘要:语文学科在高职教育中的基础地位毋庸置疑,在多元智能理论的指导下,以高职语文教学为核心,通过将语文教学与计算机基础教学相融合,以学生的语言文字智能为基准,多角度协调学生数理逻辑、人际交往、自我认知等智能的发展,从而使学生的综合文化素质得到发展。
身处21世纪,信息技术已经被广泛运用到各个领域,引起教育界的进一步深化改革。我国的高等职业教育紧随信息化步伐,在不同学科的教学改革中探索新的教学模式,一个多元化、网络化的校园教学平台愈加清晰地出现在高职教育的视域中。作为一名语文教师,怎样利用信息技术搭建高职语文的教学模式成为崭新的课题,笔者做了相关探索,构建高职语文教学与计算机基础教学双向整合的教学模式。
一、高等职业教育中语文课程与计算机基础课程的定位
高等职业教育培养的是适应生产、建设、管理、服务第一线需要的大量高等技术应用型人才,这既是高职教育教学工作的总体目标,也是基本要求,高职院校的专业设置、课程教学等都要以此为指导。
语文在高职教育体系中被赋予了新的含义,应强调培养学生在职业环境中运用语文的能力,即工作能力或辅助工作能力的培养教育。高职语文应当以讲清概念、强化应用为重点,进行实践教学方面的探索。在学生具备一定的语文能力基础上,通过课内外的教学活动,进行专项综合训练,从而提高学生的应用语文能力,通过语文的工具性与人文性培养学生的综合文化素质。高职计算机基础是各个专业学生都要学习的一门必修课,其教学目标是把学生培养成职业岗位需要的计算机应用型人才,因此,计算机基础课程在教学内容、教学方法、教学环节与考试形式等方面,都要充分体现以学生应用为主的教学理念,培养和提高学生计算机技术的实操能力和综合文化素质。
二、高职语文与计算机基础课程教学融合的理论基础——多元智能理论
高职语文与计算机基础课程都是各个专业的必修基础课,致力于培养学生的文化素质,培养学生在信息化社会应用计算机的素质,是文化教育、基础教育。无论是语文还是计算机基础的学习,都是学生运用语言文字进行多重思维训练的过程,涉及多种智能的发展。
多元智能理论是美国哈佛大学心理学教授霍华德加德纳提出的,他认为每个人都拥有多元化的智能:语言文字智能、数理逻辑智能、视觉空间智能、身体运动智能、音乐旋律智能、人际交往智能、自我认知智能、自然观察智能、存在智能等。他认为每个人虽然拥有多种智能,但各种智能的发展程度和组合情况各不相同,且个体之间、个体内部的智能也存在差异;人可以通过后天的学习,发展和加强其智能;各种智能之间绝非各自独立,而是相互作用,通过组合发挥作用。多元智能理论对于高职语文教学的改革,即与计算机基础教学的融合有许多有益的启示。
1、学生通过语言的学习,获得运用语言文字的能力,因此,语文课程与学生的语言文字智能息息相关。祖国的语言文字伴随每个人终身,语文的学习是开展其他学科学习的前提和基础,学生借助语言这一工具进行思维训练,表达思想,语文的基础作用毋庸置疑。
2、学生某一智能的发展需要其他智能的协同,教师应当使用多样化的手段,设计学科之间的知识与能力的迁移,从而促进学生多元智能的协同发展。语文教师可以结合计算机基础课程的相关教学内容进行教学设计,以语言文字智能为基准,进行计算机操作技能的迁移,以带动其他智能的发展。
3、语文课程通过与计算机基础教学的融合,多方面协调学生的智能发展,更重要的是要在这一过程中以深刻的思想、精彩的内容和丰富的情感,使学生陶冶情操,体验和感悟生命的价值。因此,语文课程的人文性不容忽视。
三、高职语文与计算机基础课程教学融合的设计思想
在信息化的环境中,任何一个学科不可能单打独斗,都会与相关学科产生或多或少的联系,这正说明人的多元智能并不是孤立发展的,需要与其他智能相互结合发挥作用,以强势智能带动弱势智能的发展。在高职语文教学中,以听说读写的语文能力为主训练语言文字智能,通过综合活动的设计,借助计算机技术为多元智能的训练拓展空间。
在进行语文教学设计时,以语文教学目标和教学内容为核心,嵌入计算机基础课程对学生的计算机技术的要求,使学生在进行语文课程理解感悟的同时将计算机基础的技术应用进来,以文学欣赏、应用文写作为主,应用计算机技术为辅,从而更有效、更牢固的掌握计算机基础的知识,如office办公软件的操作。更重要的是通过这样的教学模式使学生明确一个人只有专业技能是不够的,只有具备了一定的人文素养,才能将专业技能应用到更有用、更广阔的地方;运用自己的计算机能力将语文学习的成果沉淀稳固下来,使之内化为自己的内涵修养。在这样一个相互融合的过程中,学生既获得了语文的审美教育,也增强了计算机实际操作的训练;学生不仅要学会做事,更要学会做人;学生不仅知识广博,有技术专长,而且还要情趣高雅,从而进行多元智能的协调发展。
四、教学示例
教学内容:个人简历
教学目标:学生理解、掌握个人简历的结构和写法;学生能够利用WORD文档的文字编辑功能制作电子版个人简历。
教学条件及设施:多媒体教学软件;机房等
学情分析:学生具备一定的语言文字表达能力,具备一定的应用文写作的常识,在学习求职信、调查报告等应用文的基础上,能够阅读理解“个人简历”的相关内容,能够借助范文设计个人简历框架。学生具备一定的计算机基础知识和操作能力,但动手操作技能存在较大的差异。
设计思想:在学生的语文学习基础上,使学生的语言表达内容和能力通过计算机的实际应用展现出来,引导学生使用Office办公套件完成一般文案工作,解决实际问题。同时,对自己的成长历程有一个反思,正确认识自己的优点和不足,以确定今后的努力方向,从而提高学生的语言表达、计算机操作水平等综合文化素质。
智能目标:
语言文字智能:学会使用简历中的关键词语,如个人简介、教育经历、求职意向等;撰写个人简历的具体内容;运用口头语言向同学解说自己的简历。
数理逻辑智能:能够正确地组织自己的信息,形成个人简历的基本框架,突出重点内容。
视觉空间智能:利用教学软件为学生讲解简历的格式与写法;演示简历制作中文字编辑的技巧。学生在电脑上制作电子版个人简历时,训练眼手协调能力,增强文档的视觉美观度,以显示自己制作的独到之处。
身体运动智能:学生当众讲解简历时的体态语言。
人际交往智能:能够与老师、本小组同学共同合作讨论。
自我认知智能:对自己的成长历程进行反思,正确认识自己的优势与不足。
教学过程摘要:
1.教师在学生应用文写作的学习基础上,向学生简要讲解个人简历的相关理论知识,重点讲解个人简历的结构和写法,学生能够结合范文分析简历的各个组成要素,教师要指导学生举一反三,使学生能够结合自身情况进行简历主要内容和结构的设计。
2.教师根据学生的综合情况,以自愿结合为原则,促使学生结成学习小组。每个同学根据教师的讲解,先各自在电脑中运用WORD文档编辑个人简历,要体现简历的格式特点,运用简洁的语言表述自己的实际情况,要符合求职面试的语境。
3.小组内部交流简历作品,提出修改意见,每组推选出一份优秀简历进行展览。教师组织学生代表当众讲解自己的简历,小组之间交流写作经验,要体现写作的思路。介绍WORD文档编辑的技巧,如能使用Word工具栏或菜单命令正确设置段落左、右缩进及首行格式;能使用Word工具栏或菜单命令正确设置行及段落(前、后)间距等。注意表情、肢体语言的合理运用。
4.教师评价学生的简历和讲解,并视具体情况补充学生没有涉及的东西;点拨学生正确认知自身的成长历程,明确自身的发展方向;总结简历制作中需要注意的事项,如结构、语言表达、文字编辑技巧等;
5.学生根据同学和教师的示范、总结,在电脑上修改完善自己的简历,然后提交作业。
6.教师批阅评价学生的简历作业,及时反馈给学生。
7.拓展活动:在条件允许的情况下,组织小组同学进行面试的情景训练,将求职信、简历等求职文案运用到虚拟的语言情境中,提高学生的口头语言表达能力,明确求职面试的相关要求。
教学小结:
在进行语文教学的同时,锻炼学生的计算机基础的操作技巧。教学过程始终以语文的写作能力为主,WORD文档的编辑能力为辅,前者是后者的内容、对象,后者是前者得以有效呈现的平台。在以语言文字智能为主的多元智能的训练中,达到语文教学与计算机基础教学的融合。
五、结语
高职语文教学与计算机基础教学的融合更多的是在实践环节中的探索,如何在教学实践中体现两者的融合在一种文化层面上意味着语文课程与信息技术的整合问题。笔者认为,只有在多元智能理论的指导下,把计算机基础教学融入语文课程,多渠道、多空间培养学生的智能学习方式,既能有效地实现语文课程目标,又能培养学生的计算机素养即信息素养,从而达到双赢的目标,提升学生对生命质量的体验。通过融合,在达成语文课程目标的同时使学生将计算机技术作为一种文化素养积淀下来;通过融合,使学生的信息素养内化为学生的自觉意识、自然行为,内化为学生的情感、态度、生命体验的一部分,成为信息社会开展学习活动的自然表现。
因此,在语文教学与计算机基础教学的融合过程中,要以学生为本,有意识、有步骤地引导学生自觉利用当下的信息资源主动获取知识,主动开展智能学习,促进自身信息素养的文化内化。这对语文教师提出了更高的要求:语文教师既要对本学科有厚重的感悟,又要有丰富的教学经验,并要以较高的信息技术水平实现与计算机基础课程的整合,同时也要注意自身信息素养的文化内化。
参考文献
[1]蒋丽清,薛辉.信息技术与语文课程的整合——以文化变革为视角[M].上海社会科学院出版社.2008年.
[2]坎贝尔.多元智能教与学的策略[M].中国轻工业出版社.2001年.
一、数字艺术教育的特点
仅就美术与设计教育而言,数字艺术是一个充满创新诱惑的平台,而非一个独立的专业,既定的美术与设计专业没有容纳它的胸怀,而数字艺术却能依仗着数字技术的强力支持,无所不至地渗透、扩张,并可以宽容和介入所有专业。在这个综合的数字艺术教育的平台上,原有的专业界限被消解,单一的专业口径被扩大,基础的内容需要充实,对素质的要求更加全面。艺术与设计教育在艺术与科技相结合的理念下,在学科交叉的环境中被加以整合与创新,这就使得数字艺术教育具有多专业方向、多层次培养、多样化教育的发展选择。
多专业方向是指:(1)学科发展取向所面对的多种选择性;(2)经过专业整合的特定方向的数字艺术教育能有效地扩大专业口径,学生可能具备更宽泛的适应能力,以面对更多的专业选择和个人发展方向。
多层次是基于社会业界对不同层次人才需求而制定的相应人才培养目标定位。数字艺术的职业教育是以艺术设计行业所需的“蓝领”为培养目标,满足较低层次应用设计类岗位需要,适应较单一专业方向的计算机辅助设计工作(如一般的平面设计、热门的室内装饰以及动画制作中的一些环节)。本科人才培养当属承上启下的重要层次,是推动数字艺术发展的最重要的专业教育,应以基础素质教育为根本,为培养更高层次的专业人才和个人发展打下牢固的基础。
多样化教学强调的是“数字化生存”的状况给艺术与设计教育带来了全面而深刻的改变,传统的观念、老化的知识、落后的方法必然在和“数字化”的较量中被渐次淘汰与更新。数字艺术教育在一定程度上突破了现有专业口径的限制,在教育内容及方法上不可能新瓶装旧酒,换汤不换药,它所展现的新空间极大地推动着教学观念及方法的创新,更有效的多样化的教学模式将在专业整合的数字化平台上不断改进与发展。
二、当前数字艺术教育的两个问题
1.始终把握培养艺术人才的基本方向
数字技术从根本上改变艺术与设计及其教育。新媒体艺术因此而享有更为综合与多样化的创新空间;艺术设计(包括动画等)更是获得解放般新生;数字艺术教育受到前所未有的重视。但是,在推动数字艺术教育的实践中,由于计算机辅助设计的便利、快捷以及远胜于传统手工的品质的诱惑,不可避免地给教学带来一定的负面影响。必要的审美基础及能力的教育遭到一定程度的弱化以至于轻视。尤其在设计教育中的此类倾向不可不给予相应的纠正。过分倚重工具的功能,对技术至上的迷信,终究不利于数字艺术教育的进步与发展。如果人才培养目标定位的前提仍然强调“艺术”二字,最根本的还是全面审美素质和能力的培养。不管数字技术的功能如何的神奇,它也仅仅是一个工具平台。审美的创意以及对效果的想象毕竟只能产生于人的头脑,在键盘上是敲不出来的。
2.复合型人才与团队合作能力
所谓复合型人才,多半是指在现有美术与设计类专业范围内,由于数字艺术教育的多专业方向的整合,学生所具备的审美的基础素质和能力与计算机应用能力的结合,可能超越现有专业界限,拥有面对和适应多种工作选择和综合发展的能力。而关于高层次复合型人才的理想含义,即应拥有创意与表现的审美品格与能力,亦应具备操控数字化手段实现艺术理想的技能。但实际上,由于教育及思维方式的差异,这两方面的高层次素质及能力对于大多数人都难以平衡与兼具。或许有极少的例外,但对教育而言可能没有普遍性。与传统的艺术专业人才培养比较,数字艺术教育应该十分注重团队合作的能力培养,所谓复合型人才,更应体现在团队合作中既可和艺术家切磋又可和计算机专家沟通的本事,是一个可以把艺术的想象和技术的神奇揉捏在一块儿的关键人物。或许这就是“复合型”在数字媒体艺术事业中的真正意义。数字技术和艺术的联手正在创造令人耳目一新的虚拟的奇迹。当今数字艺术的大手笔,已然必须是一个团队通力合作才可能攻克的工程,是一个多学科专家彼此发挥所长共同创新的事业,而非任何复合型的个人竭尽全力可以应对。
三、建设数字媒体艺术学科的基本思路
2002年,北京航空航天大学在计算机学院创建了新媒体艺术系。借用人类不断反省与追问的那个基本问题,初创的新媒体艺术系同样面临“我们是谁(存在的意义)?我们在哪里(现实处境)?我们到哪里去(方向与前景)?”的分析与思考,以便作出符合实际的判断。
新媒体艺术系选择以动画艺术与视频处理、视觉传达与应用设计、绘画与影像艺术为专业教学与人才培养方向。本专业培养兼具艺术素质和计算机应用能力的复合型人才,要求学生具备一定的造型艺术与艺术设计综合基础素质和能力,掌握相应的数字技术基本知识和基本应用技能,具有以数字媒体为形式或手段进行创作或设计的实际工作能力,能够在涉及艺术与数字技术相结合的新媒体艺术、计算机网络、广告、影视动画、大众传媒等相关领域从事专业工作。本专业要求毕业生在专业上应获得以下几方面的知识和能力。
(1)具备造型艺术和艺术设计的基本理论和基本知识;
(2)具备一定的绘画、摄影的基本技能;
(3)掌握艺术设计多方面的基本技能;
(4)掌握以个人计算机为硬件基础的不同平台的操作系统;
(5)掌握多个具有代表性的专业图形软件的运用能力;
(6)具有综合所学知识和技能进行应用艺术设计或艺术创作的能力;
(7)了解当代美术、艺术设计与计算机科学技术相关领域的发展动态;
(8)在美术与计算机科学相结合而不断创新的领域具有一定的科研和实际工作的能力。
根据学校的要求,本专业课程体系和结构由基准和拓展两部分组成。基准部分主要专业课程涉及中外美术史、设计艺术史、艺术概论、大众传播学、素描、色彩、艺用解剖与透视、构成基础、数码摄影基础、设计技法与创意、动画影片分析、三维图形创意、应用设计基础、绘画技法、插画与连环画、Internet与计算机导论、计算机硬件基础。
【关键词】计算机;视觉系统;框架构思
在现代计算机技术的支持下,对人类视觉功能进行模拟的计算机系统被称为计算机视觉系统,因为视觉系统本身兼具科学性和应用性,所以计算机视觉系统本身既具有科学学科的特性又具有工程学科的特性。对其的研究不仅能够进一步了解人类本身,而且能够在工业生产领域发挥更大的作用。
1计算机视觉系统现有理论框架
1.1计算机世界理论框架
20世纪80年代,麻省理工学院教授Marr在视觉理论研究领域获得突破,提出了利用计算机实现视觉能力的理论框架――计算机视觉理论,这一理论主要特点是以现代信息处理的方式对人类视觉能力作用机制进行了分析,并以人类的视觉能力为基础在计算机技术的支持下形成了三个不同的计算机层次。分别是计算机理论层次、表示层次和算法层次。这三个层次分别对应着人类对视觉信息进行处理的三个环节,通过各个环节的仿生设置,计算机视觉系统就能够将初步的视觉处理能力赋予计算机。这一理论中的核心是计算机理论层次,Marr认为人类的视觉能力主要是从图像中建立物体形状和位置的描述,所以在这一层次中设计者设计的主要环节是从初步获取的二维图像中提取和细化物体的三维结构和位置,并将这些信息在一个二维平面上反映出来,即三维重建。
1.2基于知识的视觉理论框架
基于知识的视觉理论框架最早产生于20世纪90年代,最早的提出者是Lowe。认为在人类的视觉能力发挥过程中,对三维物体的实际测算是不必要的,人类的视觉能力与三维测算能力没有直接的关系,虽然使用三维测算技术也能够实现计算机视觉系统的功能,但并不是对人类视觉功能的模仿。Lowe认为在人类的视觉活动中,会将三维物体看成二维物体,也会将二维物体看成三维物体。这种现象本身并不是偶然性的,而是一种视觉作用机制的必然。既然人类肉眼能够借助一定的作用机制和处理能力实现二维的三维化,在计算机视觉系统中就完全有可能设计出这种对人类肉眼直接模拟的机制。以感知系统感知物体的二维特性,并在其基础上直接生成三维图像,而不需要借助复杂的测量过程。
1.3主动视觉理论框架
主动视觉理论是在现有计算机理论的基础上形成的新型理论框架,是根据人类视觉功能实现的主动性提出的。在人类实现视觉功能的过程中,人类的视觉系统并不是被动的,而是会根据视觉系统的要求调动身体的其他部位进行配合的、具有主动性的,所以在人类视觉功能的发挥过程中,视觉系统是具有主动性的,人类视觉系统的视角、关注点都会是动态变化的。
基于这一理论,主动视觉理论框架认为人类的视觉活动是一种“感知――动作”过程。根据这一原则,主动视觉理论框架认为计算机视觉系统并不需要精准的三维测算系统。而应该以计算机视觉获取系统为核心,设置主动的视觉系统。这一理念在实际的应用中主要通过对图像获取系统技术参数的调整和控制来实现,例如摄像机的位置、取向、焦距、光圈等,通过对这些参数的调整图像信息获取系统就能够从不同的视角对物体进行观察,进而获取物体的三维图像信息。
2计算机视觉理论框架中存在的问题
计算机视觉理论框架的产生极大的支持了计算机视觉系统的研发工作,但是在计算机视觉系统的实际研发工作中,也逐渐暴露出了计算机理论框架的缺陷。当前主流的计算机视觉系统框架中,计算机视觉理论是最早产生的也是唯一一种被动的计算机视觉技术。在其理论系统中更多的强调人类视觉系统的测算能力,而没有意识到人类的视觉系统是一种主观性很强的、目的性很强的信息获取系统,完全建立在测算基础上的计算机视觉理论框架是不必要的。
基于知识的理论框架,认为人类视觉系统的功能实现主要环节是反馈,强调了人类视觉活动中主观意识的指导作用。但是它过于强调系统的目的性和主观性,完全否定了计算机视觉理论,认为人类视觉系统是个完全脱离计算机的认识过程,这种认识显然是错误的,在判断物体尺寸大小、距离远近时,测算无疑是极为必然的。
主动视觉理论并不完全排除三维重建,认为计算机视觉系统的三维重建应该建立在图像获取系统的主动性上。通过改变图像获取摄像机的角度、参数对时间、空间和分辨率等进行有选择的感知,解决了计算机视觉系统认知过程中的不稳定问题,降低了计算机视觉系统实现的难度。但是在其理论框架内部缺乏主观、高层的指导,从整体上看并不完善。
3计算机视觉系统框架的新构思
在计算机视觉系统的研究领域,三种理论构建各有优劣。但是无疑反应了当前计算机视觉系统研发的主流思想,因此计算机视觉系统框架的新构思应该在其基础上进行,致力于克服各个理论的缺点。综合比较三种理论框架,笔者认为计算机视觉理论虽然存在某些问题,但是从整体上看这一理论框架是最具实践性和操作性的,其存在的问题完全可以借助其他理论框架加以解决,因此笔者以计算机视觉理论为主体,结合基于知识的视觉理论和主动视觉理论,提出一个更加完善和通用的计算机视觉系统构架。
计算机视觉系统视觉功能实现的主体结构还是建立在计算理论结构的基础上的,将计算理论框架中的早期视觉处理环节分为图像预处理、图像分割和二维模式识别两个部分,因为图像的预处理是在平面图像基础上的简单处理,不需要主观主导意识和目的性的参与,同时图像分割和二维模式识别能够最大限度的提升后继图像处理的效果。
在早期处理完成以后,后继的中后期处理还是分别情调了二维模式识别和三维模式识别,虽然这两种模式本身的识别原理是一样的,但是其面对的对象不同,物体的模型也不同。一般来讲,在我们的世界中二维信息具有很强的重要性,图形、文字、指纹等关键二维信息在通常情况下作用更大、应用范围更广,所以计算机视觉系统矿建的新思路中,要对二维信息进行进一步的处理。
模型库提供具体物体模型的表示。知识库不但要对物体进行抽象表示而且还要对抽象知识进行推理。人类经验的积累和知识的获取是通过学习而得到的,所以加人模型库、知识库管理,并让其从输出结果中进行学习。这将使模型库和知识库更加丰富和完善。
视觉活动本身是带有目的性的,所以在有些时候视觉系统的应用确实需要视物体的实际情况来决定,有时只需识别场景中存在的是什么物体或某物是否存在,而不要求定量恢复场景中的物体。因此,在计算机视觉系统中引人视觉目的来判断输出是否满足要求。同时,用视觉目的对图象分割和二维模式识别、中期视觉处理、后期视觉处理和三维模式识别加以控制。如果需要三维重建则由主动视觉控制成象来获得景物更完整的信息。
计算机视觉系统框架是支持计算机视觉系统实现的重要基础,所以在计算机视觉系统的研发、设计工作中,对理论框架的研究具有鲜明的现实意义,本文简单介绍了现有框架思想,并分析了其各自的优缺点,最后再这些理论框架的基础上形成了计算机视觉系统框架的新构思。认为计算机视觉系统构架应该以计算机理论为基础,以视觉活动的主观性和目的性为指导,以具体的视觉实现形式为方法。
【参考文献】
一、存在的问题
1.计算机技术高速发展,教材难以跟上其变化
教师能够上好一门课,学生能够更好地掌握课堂知识,教材是至关重要的。近几年,高校《计算机应用基础》的教材百花齐放,不能不说经过几年的课程发展,《计算机应用基础》涌现出一批质量较好、受益面广的教材。但是,计算机技术发展实在是太快了,我们的教材始终处于一种追跑的状态,经常过了一两年教材就落伍了,学生往往就会忽视这门课程。
2.教师的水平参差不齐,教学效果难以统一
师资队伍的建设应该是所有专业以及各个领域都面临的问题。计算机基础课程经过这几年的发展,师资队伍得到了长足的发展,但是也不能排除有浑水摸鱼者滥竽充数。因为计算机技术发展迅猛,一部分教师疏于学习,知识在不知不觉中被淘汰也不管不顾,这严重影响了整个师资队伍的教学效果。
3.学生的计算机水平参差不齐
相信每一个上过计算机基础的老师都有一个深刻的体会,学生由于来自不同的地区、不同的学校、不同的家庭,他们的计算机水平大多不在一个水平线上,教师总是感觉不知道如何才能做到顾全大局。
4.学生对计算机基础课程重视不够
目前我国高校非计算机专业的学生入校后开设的第一门计算机基础课是《大学计算机基础》,在实际教学当中,我们发现不少同学对《计算机应用基础》课程不够重视。一部分学生认为计算机基础课不是自己的专业课,不需要认真学习,考试及格就行了;一部分则认为自己上网聊天、购物、网游都很在行根本不需要老师来教他们计算机基础。
二、对策
1.放宽视野、突破教材
现实情况来看,在短时间内教材不可能赶上计算机技术的推层出新,年年更新教材也是不可能实现的。因此,放宽视野、突破教材,对教师而言将是自身学习与教学创新的双重挑战。只有如此,我们的教学才会突破教材的局限性,使得学生能够获得最新的应用知识。
2.建设高水平的师资队伍
通过集体备课、听课等方法,提高整个教师团队的教学能力,绝不罔顾撒科打诨者。在集体备课教研活动中,由资深教师就课堂授课的教学方式与方法、教学手段的科学利用、教学内容和进度的安排、课堂教学效果的最佳化、课堂师生互动、课程教案的编写、上课时间的控制、上课的技巧问题等各个方面对青年教师们进行现场指导。另外,在集体备课中不间断加入新的东西,提高所有老师的教学水平。
3.大力推进分层教学
分层教学的方法在计算机基础课程的教学改革中提了很多年,学者们也对其提出了很多建议与想法。但是在实际教学中,分层教学往往面临操作复杂的困境。因此如何分层教学,如何使其更易于操作是摆在我们高校工作者面前的一个重要的问题。学校也不能因为其操作的复杂性而弃之不用,分层教学是解决高校学生计算机水平参差不齐的一个很有效的方法。
4.优化计算机教学模式,提高学生学习的积极性
教师首先要提出学习计算机基础课程的重要性,例如:告诉学生word和excel将在他们以后的工作中占有重要的地位不管其是从事什么样的工作;其次优化教学模式,例如:采用任务驱动教学模式、自主协作教学模式、教学实践实例等等,通过这样使得学生对其产生浓厚的兴趣,如此自然而然,学生也就慢慢地感觉到计算机基础课程的重要性。
关键词:计算机;通信网络;虚拟现实技术
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1007-9599(2011)21-0000-01
ComputerCommunicationsAnalysisonVirtualRealityTechnology
MengQingchao
(InstituteofInformationTechnology,LuoyangNormalUniversity,Luoyang471022,China)
Abstract:Virtualrealitytechnologymainlyreferstocomputertechnologyasthecore,theuseofmodernscienceandtechnologytoproducehighvividtouch,hearing,visualintegrationofthevirtualenvironment,userswiththeappropriatetools(suchasspecialshoes,gloves,helmetsandclothing)inanaturalwaytointeractwithvirtualobjects,interactions,resultingintheground,experienceandfeelingsofempathy.Basedontheconceptofvirtualrealitytechnology,featuresareintroducedtoananalysisofitsapplicationincomputercommunicationstechnology.
Keywords:Computer;Communicationnetwork;Virtualrealitytechnology
一、虚拟现实技术的概念
虚拟现实技术主要是指以计算机技术为核心,采用现代高科学技术制作出栩栩如生的触觉、听觉、视觉一体化的虚拟环境,用户借助相应的工具(如特制的鞋、手套、头盔和服装)以自然方式与虚拟客体进行相互影响、交互作用,从而产生身临其境、感同身受的体验和感受。虚拟现实技术可以使抽象或复杂系统的概念变成确切含义的符号。虚拟是集聚了很多人的因素的并放大了它对个人感觉的工程。因此,虚拟现实技术是建立在融合了许多学科如多媒体技术、控制学、数据库设计、实时分布系统、电子学、计算机图形学、机器人及心理学等之上的技术。
二、虚拟现实技术的特点
虚拟现实技术具有:沉浸感、和全息性、交互性三个最突出的特征。
(一)沉浸感。凭借虚拟现实技术,将抽象虚拟概念具体化。它采用别样方式以夸张的形式体现设计者的构思与情感。让人们沉浸于虚拟的环境之中。沉浸感是虚拟现实技术中最主要的技术特征之一,是在纯自然的情况下,凭借自身的感知觉系统和交互设备,对抽象虚拟的情景的投入程度。虚拟现实技术是借助计算机制作栩栩如生的人类能够得以感知的虚幻世界。因此用户在使用过程中,往往会产生类似于现实世界的幻觉或意识。人们可以通过触觉、听觉、嗅觉和视觉从多个维度感知虚拟世界的事物,从而使人们全方位地沉浸在虚拟世界。
(二)全息性。全息性是指虚拟能提供的获取信息和感觉通道的深度和广度。参与者运用反应装置及全息传感,在虚拟中获得嗅觉、触觉、听觉及视觉等感知,达到如同现实的真实感觉。全息性是参与者能够沉浸到虚拟的技术基础和前提条件。
(三)交互性。交互性是指参与者运用专业的输出和输入设备,采用自然技能实现对模拟现实的操作与考察的程度。使用者可以利用鼠标、数据手套、电脑键盘、特殊头盔等设备进行交互。虚拟现实技术使交互方式从根本上得以改变。
三、基于虚拟现实技术的计算机通信技术
(一)虚拟交换机。基于PSTN技术,虚拟现实技术的应用主要表现在程控交换设备基础上的集中用户交换机和固定智能网基础上的虚拟专用电话网。这里所提到的集中用户交换机主要是指虚拟交换机,也就是在市话交换机上将部分用户作为一个用户群,利用市话交换机的号线资源,在逻辑上建立有关业务数据,从而进行centrex业务的提供,最终达成用户交换机的功能;后来,由于市话交换机发生了改造升级,根据商业用户群的需求,市话交换机还能够商务通信组的centrex业务,也就是BCGcentrex业务,或者叫做WAC业务,即广域centrex业务。由此可见,虚拟交换机的出现直接将传统的用户交换机替代掉了,从而解决了用户交换机和市话交换机中所发生的信令配合上的问题,对电信业务的发展和本地网的建设和规划有着重要的帮助作用。
(二)虚拟存储器、虚拟主机。在IP网络上的虚拟现实技术应用主要表现在IPVPN业务上,即计算机网络设备基础上的虚拟存储、虚拟主机,也就是在宽带城域网基础上的虚拟专用数据网。上面所说的虚拟主机主要是指通过一定的软硬件技术依据特定的比例将服务器资源分成若干个彼此独立的Web网站虚拟主机,这种生成的虚拟主机都有着独立的域名和的IP地址,并有着跟独立主机完全一样的互联网服务功能。这种虚拟主机主要的服务对象是ISP,即互联网服务提供商,ICP,互联网内容服务提供商,ASP,即应用服务提供商以及中小企业和政府部门等。其中,虚拟存储主要是指对存储资源的一种抽象配置。虚拟存贮其实是一种逻辑化存储,即通过异构平台基础上的存储空间,基于开放化设置来实现存储资源的有效管理。这种虚拟存储能够对存储设备空间进行自动配置,能帮助用户在一个域中对物理上彼此分散的存储资源进行统一控制,实现存储资源的跨地区管理,在通信中得以充分应用,比如电信业务中容量需求的设置和调整以及不连续的控制等等。
(三)虚拟呼叫中心。虚拟呼叫中心业务主要是指在增值业务的基础上虚拟现实技术的应用,这种虚拟现实技术的应用不但可以缩短新业务推出的时间,使其效率大大提升,而且还可以对电信网络资源进行灵活的调用,尤其是在业务高峰期的时候,从而使业务的稳定性和连续性得以保障。虚拟呼叫中心主要是指基于智能业务平台和VoIP而在物理呼叫中心基础之上的为中小企业所构造或者租用的虚拟多媒体呼叫中心,这种虚拟呼叫中心在企业和客户中间设置了一个信息交流的网络平台,给中小企业以专业化的、个性的、独特的服务。跟自建呼叫中心相比,虚拟呼叫中心有着分布式办公、集成功能多、建设成本低、硬件投入少等优点,其还能有效地整合中小企业客户服务中心和通信运营商的呼叫中心资源,从而成为一个虚拟的客户服务中心。
参考文献:
[1]田辉.IP虚拟专用网技术(第2版)[M].北京:人民邮电出版社,2008,196-232
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