计算机视觉传达技术范文

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现代科技不断发展进步,人们在实践生活之中的行为方式、生活模式、思想意识有极大地改变。将多媒体技术融合应用,突出计算机数字技术的应用价值,能够给各行业的发展进步奠定良好条件。从视觉传达这一新兴产业发展实际来看,将视觉传达设计与现代化的产业发展模式结合,融合数字技术手段,还需要丰富理论基础条件。由此一来人们在实践生活之中,需要结合产业发展形势,将技术手段改进与优化,将人们的知识水平提升,在理论、空间等各个方面,都能展现数字技术的应用价值,产业发展由此得到保障。

1计算机数字技术与视觉传达设计的发展情况

数字技术是新时展的产物,对人类现代社会产业更新与改革有关键作用。从视觉交流设计相关领域来看,数字技术有自身的优势,技术应用价值也相对较高。视觉交流设计早期起源于西欧,在19世纪末年逐渐扩大化,并扩展到美国以及欧洲地区[1]。早期国外在设计研究阶段,会注重科学创造性的思索,并探索抽象艺术的表现形式,实现现代设计理念的应用,设计师的想象力、创新实践能力提升,视觉艺术的发展范围扩大化。在视觉交流设计阶段,将人类语言以及情感思想注入其中,赋予产业新的生命力。在视觉媒体设计阶段,通过视觉符号,进行信息传达以及情感传递,逐渐演变成现阶段的视觉传达专业。现如今科技手段不断发展进步,艺术创新发展过程中,获得诸多的技术条件,艺术发展获得推进力。在视觉通信设计的过程中,最初是平面或静态的传递方式,现如今是三维动态传递的形式,将视觉通信媒体,从单个媒体,走向多媒体组合的形式,视觉传达领域的发展由此得到保障。

2数字技术在视觉传达设计阶段的实际应用

现代社会不断发展,科技革新并拓展创新,数字化时代有发展变化,社会进步与发展获得有利条件。分析视觉传达设计与数字技术之间的紧密联系,会发现数字技术快速发展,能够给视觉传达工作,提供更好的发展前景,视觉传达最终实现多元化、创新性的发展目标,能够给人们带来不一样的视觉冲击,提升人们的观赏体验,艺术产品展现形式不同,并影响人们的感官变化以及审美品位,数字技术在视觉传达期间的应用,主要是以下几个方面:

2.1数字化技术优化视觉传达设计

视觉传播观念从最初的真实媒体,走向数字信息媒体的过程,个体媒体变成多媒体形式,本身就是利用视觉媒体与人沟通的技术形式,在数字化的产业发展形势之下,视觉传播设计有所改变,将新媒体技术与艺术传播设计结合,促进产业发展。传统的视觉传达设计,多半是通过胶片延续的方式,这种传统媒体形式,主要是使用单向传播的方式。视觉传达最终的效果简洁的呈现,未能实现立体化传播的目的。利用多媒体技术手段,将各种信息形式整合,在信息处理、传播、分析的过程中,技术应用效果较好。分析技术表现手段以及技术效果,艺术作品有更加丰富、立体地展现形式,此时视觉感染力也不断增强。现如今多媒体技术应用范围逐渐扩大,不少企业以产业,在开展相关业务的过程中,会考虑使用多媒体技术,不断提升技术产品视觉展现效果。利用多媒体技术手段,实现产品视觉交互的目标,给大众提供不一样传播形式的产品信息,将产品推广渠道扩大,提升技术应用效果。

2.2丰富设计内容,实现艺术化

数字技术不断发展,将视觉传达的内容调整,也为视觉传达设计提供新的思路。使用传统的静态设计的方式,有数字计算机技术的视觉传达设计形式更为复杂多样,利用动态化的形式,将非物质的对象呈现出来。使用数字技术,能够帮助设计师,实现这种创造力的呈现,是一种技术优化的方式。数字技术应用更为丰富、趣味的展现形式,给艺术家或设计师提供创作自由的机会,视觉传达设计内容丰富有趣,且设计形式更为艺术化。数字计算技术在视觉传达过程合理利用,能够给人们带来新的视觉或心灵空间的探索,现如今人们的需求逐渐多元化、个性化,在设计的过程中,将传统材料设计转变为技术设计的形式,不仅能为产业变革提供基础条件,显然也是人们对不同生活方式的追求,技术应用效果不断提升。

2.3数字化新的视觉传达形式

将不同维度的艺术设计方式应用,数字技术有恒定的审美特质以及艺术价值,围绕数字视觉开展艺术设计,将视觉传达的范围扩大化。传统的视觉传达方式较为局限,将设计体系更新之后,观众能获得更好的视觉体验,在科技手段影响之下,人们对传统视觉传达产业的认知发生改变。从电视节目、视频媒体内容实际来看,不少视频场景,都是来源于现实生活的,但是会受到人物、场景、技术等诸多因素的影响,视频的真实性、可靠性不足,最终作品的视觉吸引力有限。在超现实题材和虚拟图像处理的过程中,有一种局限性的艺术表达方式,会导致技术应用问题。现如今我国的数字动画不断发展,人们更喜欢观看超出想象的艺术场景,而数字技术有自身的应用优势,融合视觉传达,能够将技术应用效果提升。

2.4实现科技与文化融合,协调发展

将数字计算技术应用于视觉传达设计环节,利用技术手段融合文化内容,将视觉传达的新形势体现。最新的技术表现方式,是将技术与艺术有效融合,在应用数字技术的过程中,视觉传达设计融合要点突出展现,两者彼此之间能实现相互协调、相互促进的目标。技术手段能够给艺术展现,提供科学可靠的方案,艺术展现形式更为理想化。从艺术发展实际来看,新的产业发展形势确立,市场对艺术文化有新的追求。因此从事艺术设计,也需要更新创作理念,合理利用数字技术,为产业发展提供有利条件。现阶段人们在视觉艺术展现期间,有较为严苛的艺术形式的要求,将现代社会技术与艺术手段融合,能够给产业发展奠定良好条件。3数字技术在视觉传达设计之中的创新应用计算机技术与互联网技术不断发展,设计师在创新实践的过程中,将语言、声音、文字等有效融合,在艺术作品创新的过程中,将视觉传达效果提升,使得数字技术的应用价值展现,具体可以从以下几个方面进行:

3.1突出多元化、个性化的特质

现代社会视觉传达技术应用范围扩大化,艺术设计形式多样,且产业融合方式拓展创新。要将产品个性化的设计方案应用,设计师在实践阶段,需要融合数字技术手段,将设计工作与生产实践有效联系,这是因为艺术设计来源于生活,有数字技术的支持,能实现非实物艺术形象的构思,但仍然要围绕生产实践要求进行。需要优化产品设计形式,并将产品功能性突出展现[2]。由此可见实现视觉传达个性化,本身就是根据艺术设计自身定位,突出设计要点,并融合产业实际的个性化产品构思的过程。在设计过程中,也需要考虑消费者需要,完成新产品的创新设计。确定产品定位之后,有效把握产品设计的整体感觉,能够创新设计领域,将科学技术与文化艺术有效融合,给视觉传达设计提供新的思路。在视觉传达设计阶段,利用数字技术手段,将多元化、个性化的产业发展目标确立,能够完善设计理念,做好各类设计信息的整合利用,在视觉传达设计过程中,融入特色设计技术或理念,能提升行业竞争力。应用数字技术手段,在设计过程中,要将多元化设计与个性化融合,追求多变以及创新,是实现个性化、多元化的必要措施。因此在设计过程中,要利用有效的技术形式,将创新设计方案应用,将创意表现方式突出展现。利用这种技术方法,能够突破传统技术的局限性,实现多元化、个性化的设计理念应用,个性化特征由此展现。因此要考虑新技术应用方案,同时也需要将个性化、多元化的设计策略应用。

3.2围绕教育以及人才发展的相关工作

数字化时代背景之下,视觉传达与一般的社会产业一样,需要将创新技术形式应用,转变设计理念并应用思维创新的方式,将视觉传达的效果提升。实现教育创新思维的应用,突破视觉传达产业的发展局限性。将创新设计理念合理利用,让人们运用自己的智慧,将主观能动性进一步提升,所以在视觉传达产业发展阶段,围绕人才的需要,调整工作模式极为关键。在视觉传达设计教学阶段,围绕创新基础要求,教学观念调整。教学质量,会影响设计人员教育设计以及教育能力发展实际要求。为实现创新性的人才培养目标,需要将数字技术合理利用,将日常设计以及数字技术有效结合,要完成艺术作品的独立思考,同时也要不断提升实践能力,设计师完成视觉传达价值进行深入思索,并判断产业发展的价值。为发扬我国的传统文化,高校需要将传统文化与现代化艺术设计实际融合,构建完善的教育教学体系,促使视觉传达设计的现代化发展,围绕实践要求,实现优质艺术作品的创新。

3.3融合科技手段,宣扬民族文化

现如今科技发展对视觉传达设计行业有关键影响,不局限于数字技术手段,其他技术也能给视觉传达技术提供新的思维方式、理论条件以及工艺程序等。我国的经济、科技不断发展,视觉传达的表现形式也有了较大的变化,从最初的印刷出版、刊物宣发等工作开始,走向现代影视、新媒体领域之中,视觉传达技术更新,追随时展创新技术形式[3]。但是技术人员在使用视觉传达艺术的过程中,需要将现代化的流行元素融入艺术设计过程,同时还需要将数字技术转化为社会生产先决条件,完成经济发展目标。在视觉传达设计的过程中,将东西方艺术文化优势融合展现,做好理论知识的传播与应用,在数字技术创新应用以及改革创新的过程中,能有效融合先进的艺术手段,将数字技术的创新以及发展目标有效落实。现如今在视觉传达设计阶段,还需要将富有特色性、标志性的文化应用,尤其是在全球经济一体化的背景之下,将视觉设计统一,契合全球化的发展目标,在艺术设计的过程中,探索创新生产、技术优化的有效方式。尤其是在现代社会不断发展的时代背景之下,按照视觉传达民族化的发展要求,不仅要将国际竞争实力提升,还需要展现民族特色性[3]。现如今我国的传统文化传承发展面临诸多困难,不妨从视觉传达设计入手,探索数字技术有效融合,实现视觉传达设计融合创新的有效途径,追寻更好的发展道路。

4结语

现如今数字技术不断发展,在商业以及文化领域之中,随处可见数字技术的身影。人们的生产、生活方式因为数字技术而发生变化,探究技术优化策略,提升设计技术应用效果极为关键。在视觉传达设计阶段,将数字技术创新应用,能够给视觉传达产业的创新发展提供有利条件。探索技术突破应用的方式,将现代化的视觉传达技术有效融合,是未来视觉传达技术发展的必经之路,能够形成特色的产业,更好的服务于经济活动、社会生活之中,创造更高的艺术价值。

参考文献

[1]黄碧云.计算机图形图像处理技术在视觉传达系统中的应用研究[J].数字技术与应用,2019,37(6):107-108.

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中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 02-0000-02

一、引言

人机交互（Human Computer Interaction）在日常生活中扮演重要角色。手势识别作为人机交互的一种方式，得到越来越多的研究。人们可以通过手的不同动作和不同形状，来传达丰富的信息。手势识别可用于游戏、遥控、手语翻译、虚拟现实等很多领域。

根据手势信息获取的方式，手势识别可分为基于数据手套（Data Glove）方式和基于计算机视觉（Computer Vision）方式。数据手套方式需要用户手戴一个传感设备，将人手指关节角度等信息传送给计算机，计算机通过这些信息识别手势，文献[1][2]研究了基于数据手套的手势识别；计算机视觉方式则是通过获取包含人手的数字图像，通过进行进一步运算识别手势。基于计算机视觉的方式在人机交互中有着天然的优势，然而所需要的技术也更复杂。本文研究基于计算机视觉方式的手势识别。

目前基于计算机视觉的静态手势识别方法，可分为基于3D建模的方法和基于表观的方法。文献[3]采用3D建模方式进行手势识别，介绍了基于表观的手势识别方法。基于3D建模方式的手势更能精确表示手势信息，但需要更大的计算量。基于表观手势建模方式计算复杂度低，易满足实时性要求。本文研究基于表观特征的手势识别。

本文其余内容安排如下，第2部分介绍如何提取表观特征，第3部分介绍如何采用多层感知器进行模式识别，第4部分给出实验结果，最后第5部分为本文结论。

二、手势特征提取

（一）基于肤色的手势分割

肤色检测在人脸识别、手势识别中扮演重要角色，近年来肤色检测技术得到了广泛研究。常用的5种色彩空间为RGB、HIS、HSL、YCbCr和YUV，研究肤色在不同光照条件下在上述色彩空间中的分布情况。结果显示YCbCr和HIS色彩空间比RGB色彩空间更适合肤色检测和分割。这里我们用基于YCbCr色彩空间进行肤色检测，RGB转换到YCbCr的公式如下，

将含有手势的图像阈值分割成二值图像，然后对分割后的图像进行中值滤波和形态学处理。本文的重点不在于肤色检测研究，因此在试验中选择背景相对简单和光照相对充分的环境进行肤色检测。手势分割结果如下，

（二）Zernike矩

常规矩被广泛应用于二维平面特征提取，常规矩定义如下，

mpq为连续图像f（x，y）的第p+q阶常规矩。对于离散数字图像，上式变为，

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应用计算机实现的图形图像设计与视觉侦查，在实际生产与生活中出现的时间都相对比较早，其中计算机视觉侦查应用实现的时间更是早于计算机图像图像设计，与一般的平面设计技术相比，通过计算机实现的图形图像设计在实际设计应用中不仅内容更加丰富，并且图形图像中所包含的元素也相对较多，因此所能够传达和表示内容含义也就更为全面。此外，应用计算机实现的图形图像设计不仅能够更进一步的传递出现代图形设计的目的，在设计过程中还能够借助计算机相关技术实现数据信息的分析处理，从而使图形图像设计者的想法愿望能够更好的呈现出来，具有突出的作用优势和意义。

1 计算机图形图像设计与视觉侦查的相关概念概述

在图形与图形设计领域中，计算机图形图像设计的出现应用相对比较早，最早可以追溯到20世纪80年代，我国的计算机图形图像设计是在引进外国设计经验与理论基础上实现应用的。对于图形图像设计含义的理解，首先应从图形图像的含义理解开始，它是指通过图形图像或者是视觉形象实现设计者思想观点的表现和阐述，其本身具有较为突出的创造性特征，因此，图形图像设计是指设计者通过使用相关媒体实现特定信息的视觉形象的传递，它是一种特殊的语言形式，在设计领域比较受欢迎。视觉侦查则是在图形图像设计过程中借助视觉传达的相关技术手段实现图像图像视觉效果的分析判断，视觉侦查的概念比图形图像设计概念出现的时间要早，它是指人们通过信息符号的运用实现相互之间的交流和沟通，是一种实现人与人之间沟通交流的工具。计算机图形图像设计与视觉侦查之间有着密切的联系，其中计算机图形图像设计是通过计算机技术对于视觉信息中的图形图像相关信息进行再次创作实现的一个过程，借助视觉侦查能够实现计算机图形图像的更好设计。

2 计算机图形图像设计与视觉侦查的特征关系分析

（1）计算机图形图像设计的特征分析。在设计领域中，图形图像设计和艺术设计之间有着很大的联系，根据上述对于图形图像设计概念含义的概述，结合实际设计应用情况可以将图形图像设计的特征概括总结如下。首先，在实际设计应用图形图像设计所实现的任何设计都需要相应的经济基础作为支撑，以商业性广告的设计为例，其设计就是把实现最大利益作为目标而进行的，而那些不具有商业性质的公益设计类型，也具有相关的社会关怀、文化氛围营造等不同目的，因此，实际设计应用中为了更好的实现设计的目的，就需要在经济基础的支撑下结合设计受众的心理喜好，以达到更好的设计目的。其次，在实现图形图像设计过程中需要设计者对于设计内容的基本思路以及设计核心内容、目标等进行明确，以实现图形图像设计主题思想的确定，达到设计目的与要求。再次，进行图形图像设计中还需要认识到图形图像设计与一般的美术画画之间有着根本的区别，其中美术画画对于所画事物之间的一致性要求比较高，而图形图像设计则是选取容易被人们所接受、喜爱的事物作为载体的，与日常生活联系比较密切。此外，在设计领域中，计算机所实现的图形图像设计自身属于一种定量式的设计，每个设计之间是相互独立的，其设计目的也更为明确，设计速度比较快，设计过程中的定位与配色等都比较精准，所实现的设计带给人们的视觉冲击性也比较强，再加上计算机技术的应用，不仅促进了图形图像设计中的设计绘制软件工具的革新，而且很大程度上也拓宽了图形图像设计的视觉传达效果，能够促使设计者的设计创意与设计表现实现更高层次的突破提升。如图所示，即为应用计算机图像设计软件实现的设计效果示意图。

（2）计算机图形图像设计与视觉侦查之间的关系区别分析。结合计算机图形图像设计的实际情况及其设计的视觉传达效果，在实际设计中图形图像设计和视觉传达设计之间的设计相同点比较突出，其中，以设计内容和设计目的为例，其中就存在着很大的共通性，在实际设计中对于设计者都具有较高的专业知识和软件应用要求。此外，在对于计算机软件技术的应用上，图形图像设计和视觉侦查之间所需要的软件都是一样的，像比较常见的Photoshop等，并且完成设计都需要设计者具备相关的审美与对设计元素的灵活应用，在完成设计作品的再创造基础上，实现设计质量效果与水平的提升。其次，图形图像设计与视觉侦查之间也存在有较大的区别，其中图形图像设计更加重视对于图形和图像的设计处理，而且视觉侦查则是通过视觉的设计构造，体现出更特别、更新颖的观念思想，因此视觉侦查更加重视设计者的创意和创新，由于图形图像设计与视觉侦查之间的这种根本性的区别，就导致了视觉侦查与图形图像设计在设计手法与设计原则上也存在有一定的区别，这也是图形图像设计与视觉侦查之间的最大不同处。

3 计算机图形图像设计与视觉侦查的应用分析

根据上述对于计算机图形图像设计与视觉侦查特征与关系区别的分析，就可以看出在实际设计应用中，视觉侦查与图形图像设计之间具有很大的关联性，它们通过相互之间的作用影响，共同实现设计者思想与观念的展示表现。通常情况下，计算机图形图像设计与视觉侦查在文字设计以及广告设计、绘画设计、包装设计和功能界面设计中的应用体现比较多，以文字设计为例，其中有关的文字大小以及字体颜色、位置、效果等，都是借助计算机图形图像处理软件完成实现，并且借助这种设计手段，最终都是为了对受众产生相对突出的视觉冲击。

结语

总之，计算机图形图像设计与视觉侦查作为计算机设计领域重要内容，对于计算机技术的提升以及艺术设计的发展进步都有着积极的影响和意义，进行计算机图形图像与视觉侦查的分析，有利于促进计算机技术与艺术设计的发展提升。

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人脸识别的论述

人脸识别是人类视觉中的一大特色，因为能对身边的人进行识别，才不会对身边的信息进行混淆，简单来说，根据人脸可以对人的年龄，性别进行初步判断。随着计算机技术的智能化，计算机业已经通过视觉能进行人脸的识别。其中在对人脸识别的同时进行有关信息的收集、识别、提取、变换、存储、传递、处理、检索、检测、分析和利用等技术。如今人脸识别已经应用于很多的领域，但是要人脸检测与识别是需要基于本来已经收集和整理的信息本库才能进行。再加上现在计算机技术虽然已经接近成熟，然而在人脸识别方面的表情传达出什么信息还是无从下手进行编程和设计。所以，基于计算机视觉的人脸检测与识别技术还是会有很广的发展空间，再加上人脸识别还可以维护人们的财产安全和隐私保护，必然会引起社会各界人士的广泛关注。

从19世纪末开始就已经有人对人脸识别进行了研究，因为当时没有先进的科学技术做后盾，所以经过了数百年的研究仍然没有什么显著的进展和成果。直到20世纪90年代人脸识别才成立了自己的学科，在加上当时的科技发展水平已经达到了不错的水平，人脸识别这个学科得到了快速的发展。如今，我国的计算机技术也已经居于世界的前列，我国也已经拥有比较完善的一套东方面孔的人脸数据库。

人脸识别在发展过程中大概经历了三个阶段：第一阶段就是对人脸特征进行整理，整理出所需要的数据库，并且应用当时的计算机技术做出一套质量不错的人脸灰度模型，这个阶段的识别工作全部由操作人员来完成；第二阶段比第一阶段要先进，有了基础人机互交，将人脸的特征经过多维度的矢量在模型上表示出来，并也可以设计出一套人脸识别的系统，这个阶段的识别不再是仅仅依靠操作人员，而是操作者和计算机一起完成；第三个阶段是计算机智能识别的最高峰，一切操作和识别都依靠机器全自动化进行，在人脸识别过程中也不再是每台计算机都需要完成一整套的工作，也实现了计算机与计算机之间的互联，多台计算机一起完成人脸识别的过程，都人力也是一种解放。

积极践行人脸检测识别技术

人脸检测识别技术是计算机实现智能化特征后的又一重要发展方向之一，它已经在世界范围内得到了广泛的普及与应用。人们可以通过人脸识别来进行定位，来起到保护人们财产安全的作用，通过人脸识别来抵制社会中的造假率，之前曾经有一些不法分子利用假身份来做损害公共利益和侵犯人们隐私权的事情，有了人脸识别让不法分子没有可乘之机，也应用人脸识别来对财务密码进行联系，起到对人们的财产有绝对的保护作用，对社会的安定何尝不是一项有意义的发明。

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大小搭配，相互呼应。较长的文章或标题不要编排在一起，要有一定的距离，同样，较短的文章也不能编排在一起。对待图片的安排也是这样，要互相错开，造成大小之间有一定的间隔，这样可以使页面错落有致，避免重心的偏离。图文并茂，相得益彰。文字和图片具有一种相互补充的视觉关系，页面上文字太多，就显得沉闷，缺乏生气。页面上图片太多，缺少文字，必然就会减少页面的信息容量。因此，最理想的效果是文字与图片的密切配合，互为衬托，既能活跃页面，又使主页有丰富的内容。

色彩表现

色彩设计在网站视觉传达设计中起到非常重要的作用。一个色彩设计好的页面不但能够加强信息内容的丰富性，而且能够提高浏览者的关注兴趣。一个具体的色彩设计方案要在多个页面中起到统一连贯的作用，当然，一个网站界面的色彩不能超过四种颜色，否则会让浏览者没有方向和重点。这就要求我们注意以下几点：要通过一个主色调选择来确定整个页面的色彩倾向性。这里的主色调要体现网站主题性质。在选择主色调同时也要考虑到辅助色选择，这样在页面设计中就不会造成色彩混乱现象。大多数网页以浅颜色为背景的居多，利于再配上深颜色的字，读时自然、流畅，也有突出页面的重点，有利于辅助色的运用，更容易为大多数浏览者认可。

在主色调与辅助色搭配上一定要注意不能有强烈的对比，特别是要注意尽量不使用互补色彩，避免造成色彩反差过大给浏览者视觉上的刺激。大面积颜色适宜采用低对比度，因为过于丰富的背景色彩会影响前景图片和文字的清晰度，严重时会使文字溶于背景中，不易辨识。所以，背景一般应以单纯为宜。实际上背景的作用主要在于统一整个网页的风格和情调，对视觉的主体起到一定的衬托和协调作用。主页色彩处理的好，可以锦上添花，达到事半功倍的效果。色彩总的应用原则是“总体协调，局部对比”，也就是：主页的整体色彩效果应该是和谐的，只有局部的小范围的地方可以有一些强烈色彩的对比。另外哪种因素占主导地位，是明度、纯度还是色相。

图形表现

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中图分类号：G642　文献标识码：A

1　引言

“数字图像处理”课程是“智能科学与技术”专业一门重要的专业主干课，是为了培养本专业学生数字图像处理的基础知识、技术技能以及在实践中的运用能力而设置的专业课程。在“智能科学与技术”专业中，“数字图像处理”课程是该专业一个重要的专业方向――“机器视觉系统”的基础，也是掌握好该专业方向的关键。目前，该课程已经成为本专业信息获取与处理方向的重要课程之一，在学生的专业培养和知识获取中占有重要的地位。

该课程作为专业主干课，具有承前启后的作用，既可作为学生继续学习的研究方向，又是后续相关课程重要的理论基石。随着数字图像处理理论在智能系统的研究不断深入和图像处理技术在国民经济各个领域的广泛应用，我校的“数字图像处理”课程结合课程本身的特点，在教学内容、教学方法、教学手段等方面都进行了一系列的探索，形成了具有我校特色的、能够服务于智能科学与技术专业的课程。

2　制定科学、合理的教学目标和教学内容

“智能科学与技术”专业的培养目标是使学生系统地掌握智能科学的基础理论、基础知识以及基本技能与方法，使学生受到良好的科学思维、科学实验和初步科学研究的训练，并具有分析问题和解决问题的能力，以及知识自我更新和不断创新的能力。依据这样的培养目标，我校的“数字图像处理”课程制定了科学、合理的教学目标和循序渐进且兼顾相关学科的教学内容。由于数字图像处理融合了数学、电子、计算机软硬件、智能系统集成等众多先进技术，体现了诸如计算机技术、自动化技术、光学工程等学科相互交叉和融合的综合运用，内容丰富，应用广，因此本课程在教学内容上既要重点介绍数字图像处理的基本理论、方法，又要介绍当今图像处理的重要应用领域以及与其他学科之间的内在衔接与融合，使教学内容具有系统性、完整性、科学性和先进性。

在教学内容的选取上，继续深化重概念、重基础、重实验、重综合的“四重”教学，突出学以致用的观念，使学生通过课程学习掌握解决具体问题的方法。以能让学生较深入地理解数字图像处理的基本概念、基础理论以及解决问题的基本思想方法，熟练地掌握数字图像处理的基本过程为目的，使学生在有限的学时内有最大的收获，并为后续的机器视觉、数字图像分析等课程打下坚实的基础。例如， “图像变换”是“数字图像处理”课程的核心内容，是理解后续的“图像增强”、“图像复原”等内容的基础，因此我们重点讲述了“傅立叶变换”和“小波变换”，将walsh变换作为学生自学内容。这样选择教学内容的目的，是要使学生明白“图像变换”的目的在于使我们所更关心的一些原始图像的特征更加明显，变换手段不同导致了不同的变换结果。此外，以智能科学技术为核心的我校机器人足球项目在国际国内屡获冠军，形成我校智能专业一大特色和优势，并在计算机视觉等方面形成了特色培养方向。因此，“数字图像处理”作为智能机器人重要的支撑课程，在教学内容的选取上，我们也充分考虑到这一点，例如选择讲述有关移动机器人的视觉图像的获取过程，并根据该流程分析了图像预处理、图像分割以及特征提取的要求。将课程内容与实际应用相结合，使学生产生了极大兴趣，提高了学习积极性，更能为我校机器人足球项目进行人才储备。可以说，“数字图像处理”课程的教学内容正是专业培养目标的真实体现。

3　根据专业特色和课程特点，采用先进的教学方法和手段

在“数字图像处理”课程的教学过程中，为提高教学质量，在教学中采用了多种教学方法和教学手段，注重采用多种教学方式调动学生学习的主动性和积极性，加强学生获取知识能力和创新精神的培养，这也是深化教学改革的重要内容。“智能科学与技术”专业涉及检测技术、控制技术、计算机技术及网络技术等当代信息技术多个领域，是典型的交叉学科，根据“数字图像处理”课程的特点，我们在教学方法和教学手段方面进行了以下的探讨尝试，并取得了一定的成效。

3.1　扬弃传统教学

虽然传统教学采用黑板板书加教师“满堂灌”的教学方式，不利于学生形成主动思维的学习习惯，但在讲述数学公式的推导以及定理证明的过程中，教师在黑板上按步骤推导的过程是非常必要的，而且是必须的。“数字图像处理”课程需要对大量的数学公式进行推导，如果将这些数学公式的推导采用投影方式直接呈现给学生，缺少了在推导过程中与学生的互动环节，不利于学生深刻理解，使学生只是知其然，不知其所以然。此时，传统的书写黑板教学方式在公式推导以及定理证明中是必要的。同时，传统教学中老师在课堂上通过抑扬顿挫的语气以及丰富的肢体语言共同协助传达需要传授的知识，可以加强课堂的感染力，帮助学生理解并掌握知识。因此，在数字图像处理课程的教学中，传统的教学方式既不能完全照搬，也不能完全否定。一方面采用多媒体教学，另一方面也不能完全抛弃传统教学方式。传统教学方式在必要的时候要发挥它的重要作用。

3.2　应用现代化教学手段

“数字图像处理”是以图像为处理对象，其输出形式为图像、图形和数字。该课程非常适宜采用多媒体教学方式。如以图像的形式显示教学信息，图像比语言更容易被学生感知；采用动画和视频更能准确地显示事物的空间特性、时间特性和运动特性，提高了信息的表现力，有利于学生详细观察、分析，提高感受性。应用多媒体技术可以实时重现模拟图像处理前后的直观效果，大大增加了课堂的信息量。针对不同的教学内容，辅以声音、图像、视频、动画等多样化手段，化静态为动态，化抽象为直观，化复杂为简洁，既能活跃课堂气氛，又能最大限度地调动学生想象力，激发学生的学习兴趣，从而教学效果大为提高。例如在讲授图像的采样与数字图像的质量关系时，通过不同采样数据的照片的对比，加深了学生对图像的量化与数字图象的质量关系的理解，也激发出他们对本课程的浓厚兴趣。另外，“数字图像处理”课程的具体应用随着计算机技术发展的日新月异也不断变化，这就要求教师自身的知识要不断更新，授课讲义也要不断反映最新内容。通过近年的积累，我校“数字图像处理”课程在参考了其他学校的教学讲义、教学研究成果，尤其是国内外著名大学的教材、讲义的基础上，结合我校“智能科学与技术”专业的培养目标和专业特色，制作了具有最新内容的课堂教学课件和实验教学系统。现代化手段教学的实践表明， 采用现代化教学手段能缩短学时，提高教学效果，优化教学过程，同时提高学生的学习热情和创新意识，有利于多方面开发学生智力，提高学生的综合素质等。

3.3　建设网络教学辅助平台

我们已经整合各类课程教学资源，如课程介绍、主讲教师介绍、教学大纲、授课教案、作业习题、实验指导、参考文献目录、课程考试考核办法、授课实况录像等资源全部上网，建成网络化辅助教学系统，应用该系统开展网络化辅助教学。例如在“网络学习”栏目中，我们将“数字图像处理教学模拟系统”放置在这里，学生可以根据课堂讲授，结合该模拟系统在课后对课堂知识进行消化吸收，加深对课堂内容的理解，深入分析试验数据，对实验结果进行论证。如在讲解采用线性变换进行图像增强的原理时，给出了曝光不足情况下，通过线性拉伸增强对比度的演示实例。学生在学习了模拟系统的示例演示后，对其中的数据进行修改，观察到经过不同的数据变换后的图像增强结果，加深了对这部分知识的理解。借助网络，学生的学习和与教师交流可以跨越时空。通过网络教学辅助平台，既能实现以教师为中心向以学生为中心的转变，为增强学生的信息意识、综合素质、创新能力和个性发展奠定坚实的基础，又能获取同行和学生的反馈信息，促进教学经验交流、教学资源共享甚至教学成果推广应用。

3.4　加强实践教学

在实验课堂上，一方面，把某些研究成果以图像、图形和数据的方式向学生展示，扩大学生的知识视野，从中抽取与课程相关的内容进行重点描述，加强理论与实际应用的联系；另一方面，要求学生进行实际的数据处理、软件设计和影像处理，以培养学生分析并解决实际问题的能力、方案设计能力、编程实践能力和创新能力。在实践教学中，重视使用Visual c++图像编程技术，使学生更符合社会对“智能科学与技术”专业的人才需求。“数字图像处理”按照课程内容设置了图像变换、图像增强及复原、图像分析、图像编码等4个实验和图像处理系统综合设计。其中前4个为设计性实验，利用基于Visual c++的基本实验平成。最后的综合设计是培养学生综合运用所学知识与技能，训练他们分析和解决实际问题的能力的重要手段。综合设计中不仅要编写程序代码并测试，还要撰写综合设计报告，以此来进一步提高学生理论研究、查阅资料等方面的能力。通过综合设计，85％的学生认为动手编程能力得到了加强，92％的学生认为对所学知识有了更深刻的理解，83％的学生认为综合训练后可以比较熟练地利用Visual c++进行图像处理操作，90％的学生认为通过综合设计，激发了学习兴趣，锻炼了图像处理技能，对就业更有信心。

此外，在实践环节中，计算机学院为规范各类实践教学的环节，精心编制了实践教学管理实施细则，并建立了严格的考核制度。该细则包含了任务说明、实施计划、现场检查等多项附表，从各个细节入手进行规范管理，保证了实践教学质量提高。

4　结合科研课题教学，促进学生科研创新能力培养

“智能科学与技术”专业依托我校湖北省重点学科一一模式识别与智能系统的学科优势，在教学过程中，结合教师的科研课题讲授，从多方面促进学生的科研创新能力。我校的机器人足球项目是“智能科学技术”专业的特色，以此为平台的计算机视觉也形成了特色培养方向。而“数字图像处理”是计算机视觉的重要理论和技术基础，因此，我们在“数字图像处理”课程中将足球机器人系统中运用的大量数字图像处理前沿的基础知识和技术引入课堂。如讲授了自主移动机器人视觉系统中针对移动机器人的技术要求与视觉导航的特点，运用了图像预处理、图像分割与特征提取等图像处理技术。

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可视化的类型

从基本原理上讲，可视化（Visualization）是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。“可视化”一词来源于英文的visualization，原意是“可使看得见的，清楚地呈现”，也可译为形象化、成就展现等。事实上，将任何抽象的事物、过程变成图形图像等形象化的表示都可以称为可视化。[1]从另一个角度说，可视化是一个过程——它将数据、信息和知识转化为一种形象化的视觉表达形式。充分利用了人们对可视模式快速识别的自然能力，以形象化的姿态接受大众的解读。[2]“可视化”作为专业术语最早出现在1987年2月，当时美国国家自然科学基金会（National Science Foundation，简称NSF）召开的一个专题研讨会，给出了科学计算可视化的定义、覆盖的领域以及近期、长期发展的方向。这标志着科学计算可视化作为一个学科在国际范围内已经成熟。[3]作为一个新的学科，目前可视化研究的类型主要是以下三个方面。

1.数据可视化

数据可视化（Data Visualization）是关于数据之视觉表现形式的研究；其中，这种数据的视觉表现形式被定义为一种以某种概要形式抽提出来的信息，包括相应信息单位的各种属性和变量。数据可视化技术的基本思想是将数据库中每一个数据项作为单个图元元素表示，大量的数据集构成数据图像，同时将数据的各个属性值以多维数据的形式表示，可以从不同的维度观察数据，从而对数据进行更深入的观察和分析。数据可视化主要旨在借助于图形化手段，清晰有效地传达与沟通信息。

2.信息可视化

信息可视化（Information visualization）是一个跨学科领域，旨在研究大规模非数值型信息资源的视觉呈现，信息可视化侧重于抽象数据集，在科学技术研究领域，信息可视化这条术语则一般适用于大规模非数字型信息资源的可视化表达。信息可视化致力于创建那些以直观方式传达抽象信息的手段和方法。利用人类对视觉对象的快速辨别能力，使人们在这种新型高效的视觉化界面的帮助下，快速识别出数据背后事物之间的关系及其发展趋势。信息可视化的英文术语“Information Visualization”是由斯图尔特·卡德、约克·麦金利和乔治·罗伯逊于1989年创造出来的。斯图尔特·卡德1999年的报告将其定义为：“借助于计算机支持的，交互性的视觉表示法来表现抽象数据和增强认知”。[4]

3.知识可视化

知识可视化是可视化在教育应用领域研究的一个新分支，是在科学计算可视化 （Scientific Computing Visualization）、数据可视化（Data Visualization）和信息可视化（Information visualization）基础上发展起来的。[5]2004年，Eppler&Burkard将知识可视化定义为：“知识可视化是运用视觉表达手段来研究在两个以上人之间知识创造的提高和传播的作用，知识可视化也可被认为所有用来构成和传输复杂意识的图解手段。”[6]一般来讲，知识可视化领域研究的是视觉表征在提高两个或两个以上人之间的知识传播和创新中的作用。这样一来，知识可视化指的是所有可以用来建构和传达复杂知识的图解手段。除了传达事实信息之外，知识可视化的目标在于传输见解、经验、态度、价值观、期望、观点、意见和预测等，并以这种方式帮助他人正确地重构、记忆和应用这些知识。

可视化研究的进展

可视化的研究是伴随着科学技术的发展，经历了数据─信息─知识可视化的研究历程。但是，随着基于计算机的工业设计的兴起和脑科学的发展，可视化研究开始向思维研究的领域发展。可视化图形图像以及背后的数据来源和创造历程更是让人们为之诧异不止。它涉足制图学、图形绘制设计、计算机视觉、数据采集、统计学、图解技术、数型结合以及动画、立体渲染、用户交互等。相关领域有影像学、视知觉、空间分析、科学建模等。随着可视化技术的应用和发展，可视化研究也从计算机科学领域向与其他学科的交叉领域渗透，包括心理学、教育学、神经科学、管理学等学科。

从可视化研究方面讲，在计算机出现之前，可视化主要通过手工绘制。最具代表性的例子是英国麻醉学家、流行病学家JohnSnow绘制的关于1854年伦敦霍乱流行情况分析图，他用地理坐标方格图标绘了霍乱爆发后，死亡病例的位置以及每个病例使用水泵的情况，发现了水泵是这次霍乱爆发的来源，从而成功地验证了他的理论/假设：受污染的水是导致霍乱爆发的原因。[7]然而，直到计算机发明以后，可视化才真正成为人们分析数据，获取有用信息的手段。[8]数据可视化的概念起源于1960年的计算机图形学，人们使用计算机创建图形图表，可视化提取出来的数据，将数据的各种属性和变量呈现出来。随着计算机硬件的发展，人们创建更复杂规模更大的数字模型，发展了数据采集设备和数据保存设备。同理，也需要更高级的计算机图形学技术及方法来创建这些规模庞大的数据集。对于真正的可视化研究主要从关注科学计算和数据的可视化研究开始，1987年，由布鲁斯·麦考梅克（Bruce H. McCormick）、托马斯·德房蒂（Thomas A. DeFanti）和玛克辛·布朗（Maxine D. Brown）所编写的美国国家科学基金会报告《Visualization in Scientific Computing》，拉开了科学可视化研究的序幕。[9]

几十年来，可视化一直是研究的热点，众多的大学、跨国公司以及著名的实验室均投入了大量的人力、物力开展对可视化的研究。随着数据可视化平台的拓展，应用领域的增加，表现形式的不断变化，以及增加了诸如实时动态效果、用户交互使用等，数据可视化像所有新兴概念一样边界不断扩大。数据可视化在发展过程中，经历了科学可视化“利用计算机图形学来创建视觉图像，帮助人们理解科学技术概念或结果的那些错综复杂而又往往规模庞大的数字表现形式”。例如，利用经验数据，科学可视化在天体物理学（模拟宇宙爆炸等）、地理学（模拟温室效应）、气象学（龙卷风或大气平流）模拟人类肉眼无法观察或记录的自然现象；利用医学数据（核磁共振或CT）研究和诊断人体；在建筑领域、城市规划领域或高端工业产品的研发过程中发挥重大作用。又如，在汽车的研发过程中，需要输入大量结构和材料数据，模拟汽车在受到撞击时如何变形。在城市道路规划的设计过程中，需要模拟交通流量。虽然科学可视化的表现形式对于普通人比较陌生，像粒子系统、散点图、热力图等图表不接受专业训练很难看懂。但实际上科学可视化的成果已经渗透到我们生活的每个角落。数据的可视化在计算机科学的图形学领域成为研究重点，如浙江大学CAD国家实验室所关注的三维建模和虚拟现实。以微软为代表的应用软件开发商，开发了大量对数据进行可视化的软件如GRAPH图表等，应用于各个领域。随着可视化技术的发展，可视化工具包即具有可视化功能的软件包越来越丰富，它采用菜单驱动，支持有限的数据类型和可视化算法，用户通过程序调用实现数据的可视化，但不需要编程，可视化形态也从2D向3D发展。典型的可视化工具包有Ensight，MayaVi，ParaView，pV3，PV-WAVE，Vis5D等。[10]

90年代初，信息可视化进入人们的视野。用于解决对异质性数据中“抽象”部分的分析。帮助人们理解和观察抽象概念，放大了人类的认知能力。也就是信息可视化开始关注普通用户的知识表达和知识传递，使可视化技术向非专业用户和其他学科领域延伸。例如，商业及管理图形决策系统、图形化数据显示、演示图形系统、可视化信息系统、C3I（指挥、控制、通信和信息系统），金融的图形系统及商业和科学图表与图形。在电子教室的认知研究结果的基础上发展的开发视觉思维能力和创新能力的儿童和成人教育与学习的可视化工具与技巧。各种信息图形软件中的视觉呈现研究发展，在屏幕布局、窗口、图标、字体设计和动画，改善彩色图形显示和图形用户界面（GUI）的开发工具及可见语言编程工具的改进。视觉艺术和设计的计算机图形应用程序，涉及平面设计、工业设计、广告及室内设计，包括设计原则、色彩、比例及地方与视觉元素方向的有关标准等研究。

知识可视化是在科学计算可视化、数据可视化、信息可视化基础上发展起来的新兴研究方向，它应用视觉表征手段促进群体知识的传播和创新。其定义可概述为：“知识可视化是研究如何应用视觉表征改进两个或两个以上人之间复杂知识创造与传递的学科。”而美国的斯马尔蒂诺（Smaldino）在《教学技术与媒体》一书中揭示了图片、插图和文字从具体到抽象地表现了不同种类符号的真实程度，可视化内容以图片呈现已经成为体现可视化优势的重要手段。[11]如何把知识以图形图像的方式可视化呈现已经成为可视化应用领域研究的热点。由于很多学者通常将知识体系分为四个等级：数据、信息、知识和智慧。Gene、Durval和Anthony认为理解（Understanding）支撑着数据到信息和知识的转换，理解并不是一个独立的层次。[12]赵国庆等曾从可视化对象、可视化目的、可视化方式和交互类型四个方面对数据可视化等信息可视化与知识可视化进行了比较。[13]针对智慧（思维）可视化的方法、技术的相关研究也颇多，主要集中在用何种结构的图形图像显示知识更符合人们的思维方式，如启发式草图（Heuristic Sketches）、视觉隐喻（Visual Metaphors）、因果图、想法鱼池（Idea Quarium）、思维导图（Mind Map）、思维地图（Thinking Maps）等就是相关的尝试。受化学中元素周期表的使用、外观和逻辑的启发，Ralph和Martin在2005年整合了形式多样的视觉表征，依据各类视觉表征的相关性和不同点对技术进行编号、上架，从管理学的角度形成“可视化周期表方法”，[14]形象直观地揭示了不同形式的视觉表征在管理学相关领域知识的联系和区别。这些可视化方法是一种系统的、有一定规则的、外部的、持久的用来传达某种信息的图形图像表征，他们有益于人们获得知识、阐述观点或交流经验。可视化元素周期表方法提供了管理学应用领域知识可视化具可操作性的策略。

思维可视化的教学研究

数据、信息、知识的表现形式可以是美丽、优雅、生动、形象或描述性的。有多种传统的数据、信息、知识表现形式在不同的项目及可能的场合被频繁地使用，如表格、饼图、柱状图等。但为了更有效地向人们传达知识信息，有时你需要的绝不仅仅是一张饼图或直方图。还应该有更好的、深刻的、富于创造性及趣味性的方法来表达可视化数据、信息或知识。这是创造性设计美学和严谨的工程科学的卓越产物。用极美丽或形象的形式呈现可能非常沉闷繁冗的数据，其表现和创作过程完全可以称之为艺术，而教学从另一个角度说也是一种艺术，这也正是人们所期待的。这些需求和期待也正蕴含着思维可视化将成为更为丰富的教学研究对象。就目前而言，思维可视化在教学方面的研究可以归结如下。

1.教学对象的研究

在思维可视化的课堂教学中，学生被海量的视觉和图形信息轰炸，直接影响着学习者的思维变化。大量包含功能强大的图像和符号的电子媒体出现在学习和生活中，学习者需要什么样的技能和素养才能满足思维可视化学习的需求。我们的教育系统是否能够帮助学生不仅理解图形和图像，而且还使用图形和图像进行有效沟通，开展正确思维。[15]这也常被人们称之为视觉素养能力的培养。作为可视化教学的教师应该具备更全方位的视觉素养能力，这也是重要的研究。

2.教学环境的研究

为了满足思维可视化教学过程的需要，可视化的教学环境如何去构建，已经成为教育技术领域的研究热点之一，如诺丁汉大学的视觉学习实验室、北卡罗莱纳州立大学的SCALE─UP教室、华东师范大学的未来课堂以及众多的智慧教室的提出都具备多屏显示的特征，为可视化教学的实施提供尝试。可视化教学环境的研究牵扯到多个学科领域，包括技术层面和教学层面。

3.教学策略的研究

早前的可视化策略，主要集中在通过对文本链接的可视化效果，来增加对文字作品或文学作品的理解。[16]但是，新的思维可视化教学过程描述的是一个完整的把可视化融入教学的各个环节，包括教学内容的细节，能激发学习者学习兴趣的节点。在教学的每个阶段都可以使用可视化手段和可视化内容，所以会使可视化教学策略的研究内容更为丰富。技术工具的使用策略，可视化内容的设计策略，可视化教学活动设计策略等都需要研究。具体包括多学科方法和技术为基础的教学，思维导图、图形组织者、阅读障碍等。

4.教学评价的研究

杰森·理查德森，直言不讳地批评标准化测试，因为目前的评估措施主要是针对学习者对事实记忆的评价，而不是学生的技能或能力。新的可视化教学可能因为媒体技术和学习理念的变化发生改变，那么如果我们的评价方式没有改变，这些教学上的改变将无法进行，应该说可视化教学的评价是促进可视化教学发展的关键，必须得到研究者们的关注。

小结

从早期媒体的发展到新媒体技术的出现，可视化一直伴随着教学的发展，人们不需要再去质疑可视化所能带来的好处，而需要做的是如何紧跟可视化教学发展的基本脉络。按照新媒体技术发展的新趋势，融合新的学习理论研究成果，去探索如何提供更好的教学环境和教学设计使思维可视化的巨大作用能够充分地发挥出来。技术环境提供了可视化教学应用的可能，但真正的可视化教学应用还需要除硬件环境以外的教师和学生的改变，我们教育研究者所要做的是拓展研究的思路，如何提供更好的教学环境和教学设计使可视化的巨大作用能够发挥出来。随着技术的发展，信息技术和智能识别技术可以记录各种交互信息，分析技术如视频行为分析、社会网络分析法给可视化教学活动的量化评价提供了便利的方法和理念。未来科技或许将为我们的课堂带来巨大的变革，而教学研究思路的转变就是迎接课堂变革的重要部分，其中思维可视化将会成为教学理念改变的一个重要途径。

参考文献：

[1]莫永华，魏文晨，吕永峰.分层可视化方法原理与实践[M].湖南：中南大学出版社，2011（10）：44.

[2]周宁.知识可视化与信息可视化比较研究[J].情报理论与实践，2007（2）：178-180.

[3]潘云鹤.计算机图形学——原理、方法及应用[M].北京：高等教育出版社，2001：12.

[4]Card，S.，Mackinlay，J. and Shneiderman，B..Readings in Information Visualization； Using Vision to think [M]. Morgan Kaufmann，Los Altos，CA.1999：254.

[5]JianPing Zhang，Da Zhong & Jiahua Zhang. Knowledge Visualization： A An Effective Way of Improving Learning [C].ETCS2010， IEEE Computer Society，Wuhan，China，2010：589-589.

[6]Eppler，M.，& Burkard，R.，Knowledge Visualization ： Towards a New Discipline and its Fields of Application [M].ICA Working PaPer#2/2004， University of Lugano，2004：3.

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[8]Colin W. Information Visualization： PereePtion for Design. Morgan Kaufmann[M].2000：198-210.

[9]Card，S.，Mackinlay， J. and Shneiderman，B..Readings in Information Visualization： Using Vision to Think[M].1999.

[10]赵国庆.知识可视化2004定义的分析与修订[J].电化教育研究，2009（3）：15-18.

[11]（美）斯马尔蒂诺，等.教学技术与媒体 （第8版/郭译） [M].北京：高等教育出版社，2008.

[12]Gene B.，Durval C.，Anthony Mills. Data，Information，Knowledge and Wisdom[DB/OL]. http：///dikw/dikw.htm，2010-8-1.

[13]赵国庆，黄荣怀，陆志坚.知识可视化的理论与方法[J].开放教育研究，2005（1）：23-27.

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1、何谓“新媒体”

清华大学熊澄宇教授认为：“所谓新媒体是一个相对的概念，‘新’相对‘旧’而言。从媒体发生和发展的过程当中，我们可以看到新媒体是伴随着媒体发生和发展在不断变化。广播相对报纸是新媒体，电视相对广播是新媒体，网络相对电视是新媒体。今天我们所说的新媒体通常是指在计算机信息处理技术基础之上出现和影响的媒体形态。”（熊澄宇《新媒体与文化产业》，载于人民网2005年2月1日）

新媒体是指依托于数字化、网络化信息处理技术和通信网络的新型信息媒介的总称。过去图书、报刊、电台、电视台是主流媒体，但是目前随着新媒体对主流媒体的介入，新媒体逐渐从配角变成主角，新媒体的传播速度快、覆盖面广、互动性强、影响力大。2008年我国移动媒体总收入是1053亿元，网络媒体总收入279亿美元，两者相加综合是1332亿元，占到我国传媒产业总产值的1/4，也就是说新媒体的收入增长幅度远远超过传统媒体。目前我国所有新媒体公司的收入是传统媒体的20%，新媒体上市公司比传统媒体要多一倍以上。

新媒体随着信息通信科技的发展而不断发展，目前新媒体主要包括：网络媒体、掌上媒体、数字互动媒体、车载移动媒体、户外媒体及新媒体艺术等等。

2、何谓“数字艺术”

从1946年计算机发明至今，“数字艺术”的概念是变化发展的，不同时期其称呼也有所区别，这也是使人混淆的地方，但如果将其放在一个历史发展的纹脉中理解就相对比较容易。1950年Ben laposky 用第一台电子计算机进行模拟绘画，并将其称之为“电子抽象”。1960年代中叶，美国UTAH大学开展计算机视觉技术的研究，产生了计算机图形最重要的理论和算法，包括渲染、材质、光效果、环境贴图、建模等。期间，还有很多艺术家、设计师和工程师一起合作，进行艺术探索，其中包括著名的当代艺术先锋，如Andy Warhol、Nan June Paik、John cage等，这一时期的使用计算机进行艺术可能性的尝试被称为“计算机艺术”(Computer Art)。

根据Glen Wilkins在2001年的《Painting with Pixels》一书中的阐述，数字艺术可以定义为：任何在创作过程中的全程，或某一阶段使用了计算机来处理素材，最后呈现图像全貌，都可称为“数字艺术”。

3、何谓“新媒体与数字艺术”

1974年，美国计算机研究所成立计算机图形实验室，开展计算机动画、分形、变形、图像合成、纹理映射等方面的大量研究，开发了一个名为Paint的程序，用于计算机动画的创作。1970―1980年代末，计算机开始从大型机向微型机发展，计算机硬件和计算机图形都有了长足的发展。通讯网络技术开始起步，计算机屏幕上不仅可以显示文本，还可以显示图形、图像，以及声音，因此为了区别于单一文字模式的计算机，这一时期的计算机被称为多媒体计算机。

这一时期出现了交互的多媒体光盘设计，这一设计形式真正突破了以往的线性设计，引入了非线性设计的概念，对人机界面设计的需要迫切。计算机动画、计算机特效开始步入大众视野，但成本非常昂贵。1986年，Quantel发表了世界上第一套非线形编辑系统Harry，用绘图板可以将单个图像按运动顺序组合起来，进行编辑、处理、组合，进行录像。自此，电脑数字化视觉应用技术为艺术与设计创作提供了宽大的平台，社会称其为“数码设计”和“数码艺术”，它的载体就是数码新媒体。

新媒体与数字艺术就是利用非线性编辑软件和非线性的编辑与合成技术，对数码图像、数码视频、数码文字进行创建、修改和艺术创作，并通过数字视频的编辑，产生艺术设计的视觉效果，如数字广告、数码动画、数字电影等等。新媒体与数字艺术就是泛指这一时代背景下跨学科的以计算机作为工具的艺术内容和形式。

二、新媒体与数字艺术的基本特征

从1990年代初开始，计算机和网络开始普及，“数字化的生存”成为一种生活方式。1995年的《玩具总动员》，使计算机动画路人皆知，电子游戏也成为新的产业。在这数字一体化的历史大背景下，新媒体与数字艺术跨越了技术、设计、艺术、科学的所有领域，并具有鲜明的时代特征：

1、受众变被动接受为主动参与

传统的大众传播中，所有的智慧都集中在信息的起始点，信息传播者决定一切。大量的信息推向受众，而受众一般只能被动接受。在数字世界里信息是按比特放置于计算机硬盘或光盘内的，由受众选取其需要的比特信息。这一功能的实现，是基于比特流中的超媒体可以为受众提供检索、导向和互动。所有的新媒体与数字艺术都包含有互动的功能，也就是说，艺术可以存在于信息的起点和终点两端。

2、交流的双向化、个性化

在数字媒体传播中，传播者和受众之间能进行适时的通讯和交换，而不仅仅是被动接收。这种适时的双向化首先使反馈信息变得轻而易举；同时每台计算机都可以是一个小电视台，信源和信宿的角色可以随时改变。数字化传播中点对点和点对面传播模式的共存，一方面可以使大众传播的覆盖面越来越大，另一方面可以越来越小，直至个人化传播。个性化是新媒体的一个本质特征。新媒体可以做到面向更加细分的受众，甚至可以面向个人。个人可以通过新媒体订制其需要的新闻。也就是说，每个新媒体受众最终接受到的信息内容组合可能是完全不同的。这与传统媒体受众只能被动地阅读无差别复制的内容不同。

3、可信度需读者自己判断

新媒体信息如果从实用角度来检验，可信度往往较低，但读者可辨别(仅指新媒体自身原创的或整合加工的信息)；纸媒中，报纸新闻信息因时间限制可信度比较高 。但报纸评论的可信度并不高，这是信息不对称及报纸利用客观因素加固信息壁垒获得商业利益造成的。相对而言，杂志书籍的可信度更高一些。

4、媒体无时间制

与报纸、广播、电视相比，只有新媒体才真正具备随时信息的可能。新媒反馈系统健全，纸媒体和电视媒体反馈渠道单一。传统媒体有明确的时效、时段，定时定量。这种传播时效，决定受众的关注也有时段性：每天一次性的关注。而新媒体24小时在滚动，每天必须N次关注，才不会漏掉重要新闻。滚动新闻这种形式，对于习惯了每天一次性关注的受众来说，很可能会漏掉重要新闻。新媒体网络的立体性和非线性传播特点使其受众完全没有这种担心。一句话，新媒体可以以更强的时效性反馈信息。

5、维护成本较高

新媒体技术高，更新快，维护成本较高，需要持续检查更新，以维持其24小时不间断的服务；相对而言，报刊、广播电视技术发展了上百年，已经非常成熟，加上信息传送的周期性，虽然一次性投入成本较高，而动态成本是较低的。管理机制相对模糊，新媒体的老大往往是总经理而不是总编。对技术的重视也有区别，在新媒体决策层中技术人员的分量重。

6、技术、人文、艺术的融合

熟练掌握数字媒体技术是新媒体与数字艺术的基础。就像从事传统绘画创作的画家那样，首先要熟练运用构图、透视、笔墨等，只不过今天从事新媒体与数字艺术创作的艺术家首先要面对的是计算机和互联网而已。此外，新媒体与数字艺术具有图、文、声、像并茂的立体化、综合性等特征，就要求艺术家兼具人文、艺术等多方面的素养。如何利用数字媒体的各种表现手段，使之综合、立体地，有针对性地、最有效地传达信息，就日趋成为每一个新媒体与数字艺术家值得研究的课题。因此，新媒体与数字艺术是一个技术、人文、艺术高度融合的全新领域，需要不断研究才能达到良好的艺术效果。

三、新媒体与数字艺术带给我们的启示

近几年来，新媒体与数字艺术不断地体现出自身的魅力，带给人们眼花缭乱的精彩。杰?尼尔（Jakob Nielsen）曾在《传统媒体的终结》里预言：“未来的五到十年间，大多数现行的媒体样式将寿终正寝，它们将被以综合为特征的网络媒体所取代。”(转引自吴洁《从超越到机遇――德国柏林国际媒体艺术节观感》，载于《设计新潮》2001年第2期)那么，数字新媒体的设计究竟能给我们带来什么呢？

首先，从新、传统媒体关系的对比来看，二者的确存在某种程度的互相替代性，但绝不是简单的新替代老，而是一种“你中有我，我中有你，互相融合，共谋发展”的关系。但是我们必须承认，新媒体和传统媒体具有受众选择的替代性。美国一家公司的抽样调查表明，新媒体出现后，23％的人看电视少了，20％的人看杂志少了，9％的人听广播少了，11％的人看报纸少了……这说明数字媒体的受众对象正在不断地扩大。但是，目前新媒体的主导内容在很大的分量上却是传统媒体的电子翻版，它的新闻来源于传统的报纸、杂志和电视以及通讯社等。新浪网的新闻中心是全球第一家24小时滚动播出的中文网站。目前，该网站在全国已有50多个合作对象，包括报纸、杂志、电台、电视台、通讯社等，每日编发新闻数以万计。美国在线(AOL)的新闻主要靠路透社与美联社这两家通讯社撑腰。

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中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）01-0066-02

当今信息技术的爆发式发展给工业设计教育带来了长远而深刻的影响。信息科学使工业设计的教育理念、教育行为出现了新的变化。许多授课的新概念、新方法应运而生。教学辅助工具，更需要与工业设计学科特点融合为一体来推进工业设计学科的教育改革。从而提高教育质量，适应现代社会对教育的需求。信息技术增加了学生接触外界的机会，为学生开启了知识之门。熟悉电子媒体的学生可以利用网络了解世上的各种事物，使信息时代学生具有全球意识。由于网络信息渠道多、流通快，在数字环境熏陶的学生有很强的怀疑精神和创造力。在产品设计的课堂上，要让学生利用信息技术为人们找出生活中的实物。

一、运用信息技术在产品设计课程中进行人机交互的教学研究

要让计算机完成指定任务，就需要建立一种平台能够与计算机进行交流。人机交互技术（Human-Machine Interaction）是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。人机交互界面在我们的生活中随处可见，如：汽车操作系统、自动取款机、地铁自动售票系统等。完善的人机界面设计可以使用户更迅速、更简便、更舒适地操作机器，也可以使机器功能得到最大的发挥。在过去工业设计的教学课堂上，由于条件限制，人机交互设计只能通过教材口述的方式进行，学生不能亲身体验，进行相关信息化的产品设计不很理想。进入信息时代，学生大量地使用智能化手机、平板电脑、电子游戏机等人机交互频繁的电子产品，为人机交互设计教学带来了便捷。在计算机和游戏机上，过时的鼠标和键盘点击的输入方式现在已逐渐被另一种使用体验——手指触控代替。输入手机、电脑、游戏机的指令都采用屏幕触控来进行。在交互产品设计课程中，相应的设计问题被提出来让学生思考。未来的人机交互方式将会是怎样的呢？如何创造新的人机交互方式？根据这种人机交互方式应该设计出怎样的产品？亲身体验过人机交互的学生会根据设计要求，思索、想象和创造未来更自然、更友好的人机交互方式，他们追求一种类似人与人之间交流的计算机操纵方式。比如：采用语音识别的方式、肢体动作识别的方式、对用户面部表情识别的人机交互方式等。然后，再对人机交互技术的相应学科——计算机视觉及多媒体信息处理、模式识别、人工智能等相关领域进行深入研究，并设计相应的交互产品。

二、运用信息技术构建产品设计模型课程的新方式——虚拟模型

过去的产品设计模型课，学生只有用油泥、石膏、ABS板等材料手工制作可以看得见和触摸的具体实物模型。教师通过实物模型来全方位观察和评估设计方案。但这样手工制作模型，耗时长、修改困难、模型精确度低。受材料和加工工艺的影响，一些造型无法做出来，对学生的形态创意思维的限制较大。信息时代的产品设计模型有别于传统意义上的实物模型。计算机辅助设计促进了工业设计方式的革新。现在学生制作实物模型前，可以用一系列数字化工业设计辅助工具来构建创意产品的模型数字结构。在计算机中用曲面、实体、线框将产品设计构想转化为三维虚拟模型。然后赋予数字模型以材质、光效，并在一定的场景中渲染来进行产品的仿真演示。数字化模型为学生提供了全新的表达形式，能方便地对构思中的产品各个侧面进行修改和评价；对产品的材质、色彩可以快速更换和评估效果；可以在不同的环境中为模型渲染各个角度效果。这样使师生对产品进行全方位观察和思考的手段又得到了丰富和完善。确定了满意的方案后，学生可以打印出产品的三维图纸，再根据图纸准确地制作实物模型。这样的虚拟模型不受时间、材料和加工手段的限制，大大地提高了模型的精确度，降低了返修率，给学生提供了更广阔的创意空间。

三、在新产品的设计中，运用信息技术调查产品市场需求以及产品适用人群等

学生建立了设计目标以后，可以通过计算机在互联网上针对特定环境进行调查设计、收集资料和初步分析：了解是否有同类型的设计已经实现？现有设计的优缺点是什么？产品针对什么样的使用人群？使用者的心理特点、生活特点和工作特点是什么？等等。他们可以通过问卷调查方式在网络上直接收集关于设计选题的第一手资料，或者利用互联网的媒体功能收集二手资料。网络调查的效率很高，只要建好平台，自动生成数据库，再用统计软件分析整理反馈回来的信息，就可以得出有价值的结论。然后有针对性地进行产品设计。

四、在工业设计课程中引导学生深入研究和运用3D打印技术来生成概念产品，促进制造业发生重大变革

工业设计是综合性学科，需要不断地吸收科技的最新成果。当前已经成熟的计算机辅助设计技术使工业设计产生了质的飞跃，未来具有广泛发展前景的3D打印技术会促进工业设计的又一次飞跃。它通过电子制图、数据传输、激光扫描、材料熔化，按照电子模型图纸层层重叠成型。3D打印常用于产品制造领域的设计阶段，这种技术可以打印精细复杂的产品，减少了工业样品制作耗时，提高原料和燃料的使用效率，降低生产成本，能够根据客户的个性量身定制产品，引领制造业发展的新趋势。3D打印技术让工业设计的课程更接近实战。在产品设计课程中，一些小产品，如手机、音乐播放器、剃须刀等只需要一台小打印机就可以快速成型。大型的产品也可以按比例缩小成型。学生在电脑屏幕上设计出所要打印概念产品的图纸，然后确定形状以及颜色，控制特定的材料以及精密度，最后按下打印按钮，旁边一台带有喷嘴的机器，将学生设计的概念产品迅速地打印出来。教师和学生可以面对实物去进行评估和修改，而不需要面对书本和图纸去夸夸其谈地空想。这种技术使工业设计的课堂更加接近生产化，同时培养出大批熟悉3D打印技术的人才，促进该技术的成熟和完善，为中国制造业的变革打下基础。

五、让学生利用信息技术环境设计更具亲和力的产品

产品设计的亲和性成为信息时代产品设计的重要特征。人类进入信息时代，新的生活方式和新的文化背景影响着人们对产品的需求。人们除了通过信息技术为自己量身定做产品以外，还可以无休止地选择产品，只要轻按鼠标，就能随时改变心意。因此，个性化、亲和力强的产品常常受到青睐。产品是通过形态、结构、色彩、材质等设计语言传达给大众的。学生在信息时代的产品设计中，采用多色彩的造型组合方式，半透明时尚感、卡通化的生活用品，金属质感的电子产品，便捷化的电脑产品等方式以及个性化的生活空间，宠物化的个人产品，颇具儿童化的时尚用品，返璞归真等亲和性因素，不仅仅表现为柔和的色彩与拟人化的外形设计，同时还体现着一种特有的功能实现。它将满足信息时代的特征与消费观念，从而使亲和性的功能与造型结合在一起，真正满足信息时代的需要。具有亲和力的产品设计将成为网络时尚的扩展方向。以计算机为代表的信息技术开辟了工业设计教学的崭新领域。信息技术提供形象直观的交互式学习环境使学生获得更大的视野、更多的设计信息和创意思维。信息技术的优势必须融入到工业设计学科特色中来，才能真正服务于学生，推动中国工业设计教育的发展！

参考文献：

[1]人机交互技术，人机交互技术概况[DB/OL].百度百科.

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“实验”一词包括两方面的概念：其一是科学技术的成果的参与和运用，在艺术上可以说是科学技术为艺术的创作与创新提供了新的视觉经验。在教学中是泛指采用新的科技手段来辅助进行教育教学，提高教学质量。其二是科学的方法与态度，对于艺术与教育来说都是一种新的方法的尝试，首先是在实验室进行实验，用科学的方法鼓励一切大胆的假设和创新，创造成为一种无止境的追求。无论从哪一方面看，这两者都与传统形成尖锐的对立，它改变了传统的艺术形态，提倡批判与创新。从这个意义上说，“实验”就表示它是探索的、批判的、创新的。

20世纪90年代中国的实验艺术，是一个艺术思潮和文化主题逐渐具有全球视野的时期，各种媒介、美学和主题的实验都开始和国际艺术新潮具有呼应性。在艺术教育方面，最显著的变化是在中央美术学院和中国美术学院先后建立了新媒体专业，一些实验艺术家被邀请到学院工作，在博物馆、美术馆方面，像上海美术馆、广东美术馆、深圳何香凝美术馆都设立一些常规性的实验艺术的展示，比如，上海双年展，中国当代雕塑艺术学术年度展等等，而从2000年开始，实验艺术开始被纳入到政府间文化交流的项目中。①

2007年7月，上海证大现代艺术馆艺术银行联合中国三大美院——中央美术学院、四川美术学院和中国美术学院举办中国当代艺术实验教育展，央美雕塑系、川美油画系以及国美的综合艺术系的毕业生优秀作品参加此次展览，指导老师有隋建国（中央美院）、邱志杰、张培力（中国美院）、张奇开（四川美院）。中央美院的雕塑作品略显一丝学院派的严谨，但能窥视到扎实的造型功底和艺术史底蕴。中国美院的学生们似乎更注重对日常生活的关注，树叶、鱼虫、生活用品、生活材料被用进了艺术作品当中，传达了“艺术融入生活”的观念。四川美院毕业生的油画中，总是能感受到一股年轻活力，卡通造型成为了主流创作元素，让油画变得很“当代”，更贴近年轻人的审美趣味。

在实验艺术教学“硕果累累”的表面现象下，一系列艺术教育存在的问题突显出来。老师如何去教？学生如何去学？如何进行教学成果评估？最终如何对艺术教育大纲进行改革？当这些问题摆在我们面前，我们更需要就实验艺术的内容和其教学特点有清晰的分析。

一、实验艺术的实验性主要包括三个方面的艺术②

1．指媒介和美学实验：包括装置、录像、摄影和网络媒体等媒介实验；抽象绘画的实验和写实绘画中的摄影性的模仿；文本、装置、绘画、表演和摄影中的观念性；19世纪以前图像美学的现代性改造和对历史摄影的模仿；电子艺术、Flash动画和计算机视觉的影像实验。

2．变化反映的自我变异：包括对知识分子自我主体性、对商业文化和后殖民文化、对当代艺术体制批判性或者反讽性的表达。

3．边缘美学的探索：包括女性主义、身体和表演在艺术中的人性极限的表现等。

二、实验艺术教学的特点

1．反标准、反常规

实验从本质上来说是反“标准”的，反现存“规范”与“观念”的。这样的做法主要为了规避，可能有习惯与重复、参照、照搬，或者说给予一些“限制”。也可以这样理解，要在思辨中去形成自己的想法，而这个思辨的框架在笔者看来是冲着问题而搭建的。③

2．院校实验艺术的对象

对于一个学生，要求学生在学习期间就形成自己成熟的作品是不太可能的，那么在学生成为一个成熟的艺术工作者之前，必定经过一段时间的探索和尝试，寻找适合自己的创作语汇，为将来的成果做必要的准备。从这个意义上来说，实验的含义不仅仅只是试验，而是一种行动力，是一种独立思考的精神。而这种精神也将在学生的潜意识中扎下根基，使其成为以后艺术创作的原动力和产生源源不断创意的火种。教育工作者应注重对学生在思维、创作行为、创作形式上给予指导，将创新精神与态度传达给他们。

3．实验艺术允许失败

在过去很长的一段时间里，教育着重指引学生力求作品的完整性，整体感，并按一个规定的审美模式套用在每一个学生的身上。而实验艺术的教学中，我们允许并接受失败，任何一个成功的艺术家谁没经历过失败？在实验艺术教学中，我们认为那些不成熟、不完美、不成功的作品同样有机会进入大雅之堂，甚至放置于展览馆由观众来品味。我们强调的不是作品的失败，而是作品中可贵的闪光点，并使其发扬。

4．实验艺术针对作品的形式与内容

实验艺术是多方面的，所涉及到的艺术问题也不是单指艺术的形式问题，在形式上指作品的艺术表现形式、表现手法、材料、媒介等。在内容上指作品的内涵，作品传达的信息以及作品创作的目的等方面。无论形式与内容都不是单独存在的，他们是一个综合性的问题。

实验艺术总是挑战和反叛传统审美艺术，与人们接受传统审美教育相比，它显得不美，甚至有些丑、怪。创造新的语言艺术形式，一种新的语言形式要被人接受总是需要一定的时间。实验艺术呈现出来的面目往往是反视觉的，这也使得实验艺术在被接受时存在一定的困难。

中国的实验艺术一方面接受传统艺术的制约，另一方面也在影响着公众对创新思维的意识。更为重要的是，它与当代社会的联系使我们直接面对社会，面对人生，扩展了我们的思维空间和审美视野。

艺术教育的最根本的目标是学生毕业时应该具有个性，如何做到这一点，首先是艺术观念的改变。艺术观念改变后，艺术教育就不是灌输和训练，而是激发人的潜能和天赋。所谓实验的艺术的目的是追问一个问题，艺术是什么，不停地问下去，然后就试试，到底是什么。④在艺术院校从事实验艺术教学是近几年以来的事，有些艺术院校跃跃欲试，有些院校想从事这方面的教学，但是师资力量跟不上，各个院校发展是不平衡的。这种实验教学的可能性、可操作性到底有多大，还取决于具体指导老师是否有自己的当代思考和教学程序。实验艺术教学发展如何，教学的内容如何安排，实验艺术教学计划修订等问题都仍然需要我们不停地追问下去，然后再去尝试，最终在教学实践中去总结归纳。

注释：

①皮道坚.从词语转换看80－90年代中国美术批评.当代艺术家.总029期.

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中图分类号：TP37

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2015）10-0084-02

增强现实是以虚拟现实技术为基础发展形成的重要分支，增强现实可以通过将计算机产生的文本、图像甚至视频或场景实时嵌入到用户所处的真实世界，从而建立虚拟与真实之间的联系，实现增强现实世界信息的目的，提高用户的感知能力。虚拟现实技术产生于上世纪六、七十年代，并对扩展人类认识世界，提高适应世界的能力起到了重要作用，特别是在仿真训练、工业设计以及交互体验等领域得到了广泛应用。但由于虚拟技术建模工作量大以及现实世界匹配程度等问题一直得不到有效解决，因此刺激出现了多种虚拟现实增强技术，其中将虚拟对象嵌入到真实世界的增强现实技术有效降低了建模工作量，促进了虚拟现实技术的进一步发展。

1增强现实的特点

增强现实技术是连接现实与虚拟的媒介，作为现实世界的有效延伸，也体现出对虚拟世界的必要补充，因此增强现实具有虚实结合、实时交互和三维注册的特点。

1.1虚实结合

由于增强现实和虚拟现实具有本质区别，增强现实的出发点并不是要完全取代现实环境，同时还体现出对现实世界的突出依赖，可以说增强现实的目的就是为现实服务的。其主要特征是将虚拟信息与真实世界相互融合并叠加成一个画面，同时展示出真实世界与虚拟世界的双重信息，实现这两种信息的补充、叠加，从而体现出虚实结合的特点。

1.2实时交互

实时交互是指用户可以依靠对现实世界的信息的获取，从而实时得到反馈信息。因为增强现实需要通过对现实事物的迅速识别，然后在设备中合成，才能将混合信息准确传达给用户，从而实现了虚拟与真实信息的同步传播。

1.3三维注册

增强现实技术的实现依赖于摄像机姿态的实时跟踪，并得到摄像机影像位置及角度的实时信息。在上述基础上才可以实现虚拟图像在真实场景中的位置注册，并最终实现虚拟和真实世界的自然的融合。因此增强现进行识别的前提是三维注册，如果不经过三维注册是绝对不能实现增强的。

2媒体融合增强现实技术的技术基础

2.1相机跟踪注册技术

虚拟技术通过人机交互，可以带给用户身临其境的真实体验，但是这一切都需要大量而精细的建模渲染计算。媒体融合增强现实技术中摄像机所采集图像真是生活场景的真实反映，可以大幅减少建模与渲染工作量，从而提供了一种轻量级的增强技术，但是也给拍摄中的相机跟踪注册提出了新的要求。相机跟踪注册的内涵是指将相机观测的二维图像与虚拟的三维场景之间建立空间投影关系，这就需要对相机的位置与姿态实时进行参数估计。由于传统的特殊标识相机跟踪方式需要依靠场景中的标识物，因此限制了该技术的应用范围。所以相关学者经过研究提出了基于自然特征的注册技术，以有效突破相机跟踪中标示物的限制和约束，该技术自产生以来就被迅速应用于增强现实领域。

在视觉跟踪技术运用帧一模型的匹配方法要比帧一帧匹配方法更具可信性，尤其是适应连续帧重建问题。然而存在主要问题是由于计算量大容易造成实时性不佳的问题。在大场景定位方面，基于微软的Kinect深度相机的有效深度一般可以控制在10 m以内，如果是基于可见光的双目立体相机在科学调整基线长度的情况下，则能够获得更远的深度估计。所以因此将微软Kinect深度相机、立体相机以及惯性导航单元等传感器有机结合在一起，是提高三维注册技术精度的有效解决办法，基于这一方式可以实现高精度的增强现实技术。

2.2视频目标的跟踪与可见性计算

视频目标的跟踪是实现媒体融合增强现实技术的关键。其中关于动态目标的跟踪以及可见性计算则是实现虚拟与真实融合的主要关键，而虚拟角色的可见性计算不仅是一项难度极高的任务，同时要考虑到视频分层的实时处理，因此在计算方法的选择上也有极高的要求。从目前的研究成果来看，通用的方法是将动态目标跟踪与可见性计算两个主要问题进行同步处理，一揽子解决问题，也就是通过视频分割来提高算法的效率。但是基于目前普遍采用的二元分层方式，在遇到多个前景目标的情况下，前景分割将和目标跟踪不仅会变得极为复杂，同时判定和计算的速度与精度也难以保证。因此在此次研究中提出了一种将虚拟角色实时融入真实视频场景的算法。该算法的基本思虑是首先对虚拟人群进行约束式行为建模，然后通过背景剔除与局部约束分割并行的方式，对动态目标进行实时的多目标跟踪与分割，最后利用自适应卡尔曼滤波方法，做出目标的稳定运动的准确估计，并收到了良好效果。

2.3视频融合

视频融合是实现媒体融合增强现实技术下虚拟环境真实显示的关键性步骤，但目前使用的图形绘制方法主要是在融合静态三维模型情况下的真实感渲染。例如Debevec曾经提出利用手工方式进行三维拓扑以及图像内容的映射，以达到非相机视点的效果，但鉴于在当时的情况下并未实现三维空间标定关系的真实体现，这种方式下纹理坐标与三角形顶点关联，必须在渲染之前进行指定。与之相对的是AVE系统下由模型到图像的方法。这种方法下，视频投影并不需要依靠相机所在的位置以及相机图像以外的更多信息，即对模型上诸顶点的坐标进行实时计算获取，因此这种方式的好处是随着相机位置以及视频内容的变化，可以便捷地计算出图像的映射关系。虽然该方法在图像渲染与三维可视化领域得到广泛应用，但是由于图像只能在相机可见的区域映射，所以需要对图像投影过程中的所有可见性信息进行获取。此外在AVE系统中，由于某个区域会被多个相机同时可见，因此就不可避免地产生了纹理重叠的问题，这种情况下可以通过对虚拟空间进行区域划分，将每个相机对与相应的区域进行对应，就可以有效避免这一问题。

3媒体融合增强现实技术的未来发展与面临的问题

3.1媒体融合增强现实技术的未来发展

不久的将来.随着高清晰数字摄像设备大大普及，视频信息的获取将变得更为容易，人们可以更加简捷轻松地使用DV、摄像头和手机等获得数字视频。与此同时，随着数字媒体的不断发展以及媒体融合的不断深入，未来数字特效应用的需求将迅速增加，这也将进一步促进动画与视频交互处理技术的迅速普及。上述两方面的发展，也必将进一步促进媒体融合增强现实技术的发展与普及。以电影领域为例，随着数字技术的迅速进步，以实时视频融合技术为基础的“沉浸式电影”在不久的将来就可能成为现实，而这种呈现出电影观众与电影本身完美互动的电影形式将促进电影艺术样式的本质变革。再如，媒体融合增强现实技术的发展使得电视直播中的角色替代成为可能。在目前的技术条件下，当电视直播中出现故障时，只能采用暂停的方式予以补救。而依靠媒体融合增强现实技术，就能够将指定目标替代进行替换，从而保证直播的顺利进行。

3.2媒体融合增强现实技术面临的问题

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前言：电视镜头语言从大体上一般可以分为画面语言，解说词和同期声这三种，这一分类方式在《电视画面电视语言的蕴意》一书中也曾经明确的指出过，而电视镜头语言作为一种非常直观的表达电视节目中所要表达的含义，而且能做到及其直观的表述出来，是深受广大群众喜爱的一种方式，所以说电视镜头语言的表达能不能做到位，对于一个电视作品的观赏性，价值性，以及表达的内容，展现的主题，和人们的观后感有着极其重要的作用，因此电视镜头语言对于电视作品来说可以说是密不可分的。

当我们渐渐意识到电视语言的重要性时，我们也会做出更深入的研究，希望它与电视作品的融合做到更好，比如胡万峰就曾经做了一个深入的研究，他从电视镜头语言中的一个分类“画面语言”做了研究，通过对比演出时所用的服饰的颜色，不同的服饰颜色给观众的感觉是不同的，这就需要设计师在设计服装时应该做到符合电视节目所要表达的内容，时代的背景，以及角色任务的性格方面都应该达到吻合。从而使整个人物的整体形象达到完美。因此我们可以知道能够最大程度的运用好电视镜头语言可以更好的发挥一个电视节目的价值。

一、电视镜头语言的内涵

研究镜头语言的艺术特色，首先，我们应该了解镜头语言的含义，这是研究的基础。我们都知道语言是作为人们相互交流情感的一种表达方式，同样的电视镜头语言也作为一种语言，其主要目的也是为了表达出电视节目想要表达的意识。而不同的电视镜头语言运用的也是不同的手法，可以运用文字，图像，符号等等，通过一系列的组合，但是这些要表达的意义，要确立在人们对事物的理解基础上，建立出人们可以理解的一些常识性的符号，不然的话观众就不能理解电视节目所要表达的含义了。

电视镜头语言早期出现在电视节目中的就是一些简单的动作，例如我们所熟知的“哑剧”这个节目中通过演员的肢体动作，以及场景的布置，舞台道具的相互间的配合来表现出所要表达的意思，这其中并没有任何声音的插入，是典型的无声作品，但是这却没有丝毫的影响到节目的质量，并能够带给人们的感染力和想象力，没有声音的作品也能够直接的表达出要表现的意义，因为我们可以通过视觉的观看，加上自己的理解能力，同样的可以知道这其中所包含的意识，这就是电视镜头语言的独特之处，而随着时代的发展有声作品也渐渐的出现，当声音被加入到影视作品中以后这无疑是给予了影视作品更加生动的活力和表现能力。

二、镜头语言的艺术魅力

艺术的表达具有抽象性的特点，并且在历史到现实过程中，对其理解并不是一成不变的，对于镜头语言来说也是如此，随着电视媒体的发展，对镜头语言的艺术理解与更加深刻。电视里镜头语言的应用是一门综合性很强的艺术，并且在综合艺术中都具有很重要的作用。镜头语言在对作品的思想表达、对于人物心里活动的描写、对于环境的表现，这三个重要的表现方面是镜头语言的独有的魅力之处，而我们研究电视镜头语言的主要目的就是为了能够使这么语言更加的具有鲜活性，灵动性，更能打动观众的内心，最大化的表达出作品的创作者所要展现出来的情感，从而使影视节目变得更加的富有知识性，更富内涵，来不断的满足观众逐渐提高的观赏能力，只有这样电视节目才会不断的被更多人来接受，而不会被淘汰出局，反之由于更多人的接受和喜爱，这种传播的媒体方式才会更加的有动力，创造出更加高等级，高层次的作品从而形成一个良好的循环。

三、电视镜头语言的表达特点

由于电视的特定与属性，有一些人把电视作品比喻成视觉的文章，这样一来，电视镜头语言就顺理成章成为了表现文章含义的文字。曾经看过一则广告，在一段激情的音乐声中，一辆银色的豪华跑车闪耀而来，接着镜头就指向了车中开车的美丽女子，突然跑车在一阵刺耳的刹车声中停止了，一个美女从车中走出走到车前，镜头从美女脚下开始特写，同时旁白开始响起，广告词是为某某牌子的丝袜代言，从这个广告的流程上来看并没有什么不衔接的地方，开始看时，一般我们可能会理解为是为某品牌汽车代言，然后会以为是为某品牌鞋子代言，而当谜底揭晓的那一刻尽管我们都没有猜中，但是却感觉不到丝毫的问题，而这就是镜头语言的独到之处，在一系列的镜头组合之后会让我们理解所要表达的意思，而单一镜头却表现不出，或者说是不具备完整的表达方式，但是通过大量的镜头组合起来之后，就能让我们理解所要表达的含义，这就是一种由结构组成表达视觉含义的手法，这也是镜头语言的魅力所在。

结语：

文章通过对电视镜头语言的理论与艺术特点进行介绍与分析，我们认识到，电视镜头语言作为能够表达出人们情感的一类艺术语言，它体现在了非常广阔的一个平台，所以我们要在各个方面努力研究，才能更加的完善这类艺术语言，更好的传达出创作者所要传递给广大观众的思想情感，让每一位观众在观看影视节目是都能够有所收获，得到身心的满足，喜爱影视节目，从而体现出电视镜头语言的独特魅力。

参考文献：

[1]邢艳群.数字电视画面艺术特征研究[D].济南：山东师范大学，2007.4.