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前言:中文期刊网精心挑选了计算机视觉技术与应用范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。 随着社会经济的快速发展,图形艺术设计要求日益提高,而计算机技术则为图形图形设计带来了新的活力。但在这一设计中,很多设计者过于强调计算机设计技术,而忽略了图形图像,因此,在虚拟现实环境下,探讨计算机图形图像与视觉传达设计,具有非常重要的现实意义。 虚拟现实技术,主要指在计算
前言:中文期刊网精心挑选了计算机视觉技术与应用范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。

随着社会经济的快速发展,图形艺术设计要求日益提高,而计算机技术则为图形图形设计带来了新的活力。但在这一设计中,很多设计者过于强调计算机设计技术,而忽略了图形图像,因此,在虚拟现实环境下,探讨计算机图形图像与视觉传达设计,具有非常重要的现实意义。
虚拟现实技术,主要指在计算机图形图像与视觉传达设计中,技术人员应用不同设计技术,营造形象的人工设计模拟环境。在此虚拟设计环境下,设计人员可对自然环境中人的各种感知行为进行模拟。所以,从其本质上来讲,此技术是现代人机交互技术的一种形式,通过合理优化设计环境与工具,有效提高设计人员体验度。同时,计算机图形图像与视觉传达设计体现出的视觉表现与冲击力也不断增强。此技术与图形图像及视觉传达设计紧密相连,可为用户带来身临其境的感知体验。
随着社会经济的快速发展,现代科技水平日益提高,为了顺应时代潮流,满足行业发展需求,必须要正确认识电脑与设计间的联系。对于设计工作者而言,计算机是属于一种重要设计工具,充分体现了设计者的设计理念,并将其分享给社会公众。同时,信息全球化趋势日益明显,这与计算机图像图形设计密不可分,尤其是广告及电影等领域发展过程中,计算机图像图像设计技术水平要求比较高。
文字设计,是图形图像设计中的基本设计应用之一,利用相关处理技术促使文字具有虚实相间的效果。例如在Photoshop设计软件中,利用背景工具与阴影效果,在图形处理对话框中选择相应的处理工具处理图形字体大小与轮廓,实现预期设计效果。在这种特殊背景下,文字是设计作品的主要元素,为受众传递明确、清晰的信息,带来较强的视觉冲击力。
在实际生活中,影像图案及广告创意等设计与计算机图形图形处理与视觉传达技术密不可分。在实际设计处理中,一般设计人员通过虚拟现实技术处理图形并对其进行优化设计,从而产生更好的创意设计效果。在艺术设计中,视觉传达设计是重要分支,因此商业色彩比较浓厚,尤其是在影像宣传海报设计中,通过虚拟组合设计理念、图形风格、色彩等,带来更强的视觉冲击力。同时,利用虚拟现实技术,对影像图形与广告创意设计进行设计与布局,利用计算机相关图像处理软件将各类元素融为一体,产生丰富的设计语言。例如在创意广告设计中,设计人员要设计咖啡杯,利用虚拟现实技术,产生视觉错觉效果,以此确保作品效果更加逼真,突出其丝滑特点,增强吸引力。
在虚拟现实环境中,协调物体明暗与色彩光泽,是计算机图形图像与视觉传达设计的基础,以此提高绘画作品的整体视觉张力。依照手绘图像设计草稿,采用相关设计软件为其着色与进行充实模拟处理,在提高作品创作效率的同时,还可确保设计人员利用更加准确的色彩搭配与填色技术,提高绘画作品的整体视觉表现力。
高性能智能手机卖的火爆,除了自身技术因素外,良好的人机交互界面设计也是非常关键的。利用虚拟现实技术,确保手机界面具有最佳的视觉传达效果;同时利用界面优化设计与相关细节处理,使得手机外观整体效果严肃而高雅。除此之外,随着科技水平不断提高,电子终端产品日新月异,手机APP更是形式多样,其具有的界面优化与人机交互功能,是在计算机图形图形与视觉传达设计技术相结合基础上实现的。高雅、简洁、大方及美观则是虚拟现实技术的主要目标,在合理安排与布局交互界面基础上,通过三维与二维相关处理技术,并搭配相关设计处理元素,采用动静结合的设计方式,对用户界面进行优化设计,以此提高作品整体视觉传达效果,增强用户与产品间的连粘性。
综上所述,在虚拟现实环境中,该技术是人机交互图形图像的一种新型设计处理技术。而作为其重要设计体系,计算机图形图像与视觉传_设计是非常关键中,两者在其所属领域都获得快速发展与进步,同时在相通领域获得了一定合作。计算机图形图形设计能够确保设计作品的精确性与立体感,视觉传达技术则为受众带来了更好是设计效果体验,两者应用价值非常高,因此具有广阔的发展前景。
俗话说“书是人类进步的阶梯”,各大高校以及各大城市都建有图书馆,图书馆可以满足人们对各种知识的需求,因此对图书馆的管理工作也是十分重要。如今科技不断的发展,计算机视觉技术被运用到图书馆管理中。计算机视觉是用摄影机和电脑来代替人眼进行检测、监控、识别和测量等的机器视觉,它能够对收集来的图片和视频进行处理,然后获得相应的三维信息。计算机视觉是一门综合性的学科也是一个富有挑战性的领域,它已经被应用到各个领域中,它的重要性不言而喻。
人眼的检测范围毕竟有限,有些细微的方面人眼是检测不到的,比如红外线、超声波等,但是计算机视觉技术却是可以检测到人眼所检测不到的范围。计算机视觉技术可以将红外线和超声波处理成图像呈现出来,它的检测范围十分广泛而且是不加选择的进行检测,可以说它的使用大大拓展了人眼的视野。
我们都知道电子产品如果接触使用必然是会受到一定辐射的,但是计算机视觉与以往的检测机器不同,它是不需要与被测者进行接触的,观测者和被测者都是十分安全不会受到丝毫损伤的,而且它在使用的过程中并不会像人眼一样感到疲惫,它可以一直进行高效率的工作,因此对其检测结果也是十分的可靠的。
图书馆是人们知识的殿堂,是思想文化知识不断扩展的地方,因此图书馆的剔旧是一项十分重要的工作。图书馆的空间毕竟有限,一些相对陈旧而利用率较低的参考文献是需要不定期的进行筛选的,这些资料通常都是表面发黄、布满灰尘和封面破旧等,而图书馆的剔旧工作大多是由工作人员亲自到书库中进行挑选,这样不仅工作量大、耗时长还有可能会存在遗漏的现象,而且资料上的灰尘也会给工作人员的身体健康带来影响。
图书馆会收藏一些珍贵的古籍和字画,但是时间一长,受到温度、湿度等的影响会造成古籍和字画表面发黄、纸张变脆甚至会出现虫眼,这时候就需要对古籍字画进行修补工作。这项工作大多由工作人员亲力亲为,会给工作人员带来一定的健康影响,如果使用计算机视觉技术代替人们来进行工作,会大大减少工作人员的工作强度,同时也保证了工作效率。
图书馆中职工人员的正常有序的工作是保证图书馆正常运行的关键之处,在进行图书馆职工人员的管理上可以引用计算机视觉技术。以往的职工签到可能会出现代签现象,而计算机视觉技术可以采用图像视觉处理技术对职员进行磁卡、眼膜、人脸识别等进行签到,杜绝了以往签到工作所存在的弊端。同时,在图书馆工作处理中,计算机视觉技术也可以帮助职工人员处理一些难题,让图书馆工作能够有序高效的进行。
如今图书馆的书籍是完全向人们开放的,人们可以自由进行借阅,以往的人工检测会造成猜疑和尴尬,也会加大图书馆管理人员与读者之间的磨擦。计算机视觉技术的使用可以全自动化进行监控和检测,避免了以往人工监测所出现的问题。图书馆的书籍借阅管理工作异常重要,计算机视觉技术可以全程自动化进行高效工作,可以进行无人看管检测读者进出携带书籍文献和借阅空间的监控等,大大提高了工作效率,让图书馆的借阅工作顺利有序的进行。
计算机视觉作为一个新兴技术,虽然已经被运用到各个领域内,但是在引进入图书馆的管理中,如果想要快速的取代传统的管理模式,无论是工作人员还是工作理念都不可能及时接受这种改变的。新技术的融入必须要循序渐进,找到与传统的管理模式的结合点,然后进行慢慢磨合,达到与传统相结合的效果,这样人们才能够接受一种新技术的使用,不仅提高了工作效率减轻了工作人员的工作负担,也能够更好的发挥出计算机视觉技术的真正作用。
新的技术需要新的业务水平来支持,如果没有相应的业务水平是没有办法发挥出新技术应有的作用。计算机视觉技术通过计算机成像系统来代替人类的视觉感官,能够自主适应环境、自主工作的能力。计算机视觉技术在不断的更新中,它的使用功能也是越来越多,操作方法越来越复杂,这时就需要图书馆的工作人员对计算机视觉技术有细的了解,能够熟练操作和运用计算机视觉技术。图书馆管理阶层应该组织工作人员进行培训工作,让他们接收新的知识掌握新的技术,不断的提高图书馆工作人员的业务水平,才能够保证图书馆工作高效进行。
现代化图书馆要想实现工作和服务的全面自动化,就需要有现代化技术的支持,计算机视觉技术的引用虽然是一个现代化技术的支持,但是如今仅停留在生物特征的识别领域。比如图书馆如今普遍有门禁系统,这也仅停留在计数功能和监控可冲消磁条的识别和认定上,如果有些读者素质不高故意去掉这些生物识别,图书馆的门禁系统就没有办法阻止这些读者的进入进出。因此,提高读者的素质和计算机视觉技术的应用手段,才能够保证计算机视觉技术在图书馆被广泛的进行使用。
计算机视觉是通过计算机技术实现对视觉信息处理的整个过程,是一门新的学科。视觉是人们认知事物的重要途径,视觉是人们对视觉信息获取、处理和存储的过程。随着计算机技术的发展,信号处理技术的应用,人们通过照相机来把实际的事物拍摄下来转变为数字信息,并通过计算机信号处理技术队获取的视觉信号进行处理。计算机视觉技术对图像的处理分为获取图像、特征抽象选取、事物识别及分类和对三维信息的理解。获取图像主要是通过摄像机和红外线等技术对周围视觉事物进行获取,并通过计算得到和真实事物相应的二维图像,二维图像主要是数字图像。计算机视觉系统的最基本的功能是数字图像的获取。可以看出计算机视觉研究最基本内容是三维场景距离信息的获取。在计算机被动测量距离方法中,有一种重要的距离感知技术叫作双目立体视觉。双目立体视觉技术是其他计算机视觉技术无法取代的一种技术,对双目立体视觉技术的研究在计算机视觉技术和工程应用方面都是非常重要的。
第一个视觉系统理论框架的提出是以信息处理为基础,综合了图像处理和神经生理学等研究内容而建立的。这个视觉系统理论框架是计算机视觉系统的基本框架,与计算机视觉技术有着密切的关系。视觉系统的研究是以信息处理为基础的,从理论层次、算法层次和硬件层次3个层次进行研究。计算机理论层次主要是表达系统各个部分计算的目的和方法,对视觉系统的输入和输出进行规定,输入作为二维图像,输出是以二维图像为基础建立起来的三维物体,视觉系统的目的就是对三维物体进行分析和识别,通过计算对二维物置和形状进行重新建立。算法层次对计算机规定的目标进行计算,算法和计算机表达有关,不同的表达可以通过不同的算法进行实现,在计算机理论的层次上,算法和表达比计算机理论的层次要低。硬件层次是通过硬件来实现算法的一种表达方法。计算机理论层次在计算机信息处理中时最高的层次,取决于计算机的本质是解决计算机的自身问题,不是取决于计算问题的计算机硬件。要更好地对计算机系统和框架进行理解最好的方法就是要区分3个不同的层次,计算机理论的含义和主要解决的问题是计算机的目的,表达算法含义和主要解决的问题是实现计算理论的方法和输入输出的表达,硬件的实现的含义和主要解决的问题是如何在物理上对表达和算法进行实现。计算机视觉处理的可以分为3个阶段,对视觉信息的处理过程从最初的二维图像的原始数据,到三维环境的表达。第一阶段基元图的构成,基元图是用来表示二维图像中的重要信息,主要是图像中亮度变化位置及其几何分布和组织结构,图像中每点的亮度值包括零交叉、斑点、端点和不连续点、边缘等。第二阶段2.5维图描述,在以观测者为中心的坐标中,表示可见表面的方向、深度值和不连续的轮廓,基元是局部表面朝向离观测者的距离深度上的不连续点表面朝向的不连续点。第三阶段三维模型表示,在以物体为中心的坐标系中,有由体积单元和面积单元构成的模块化多层次表示,描述形状及其空间组织形式,分层次组成若干三维模型,每个三维模型都是在几个轴线空间的基础上构成的,所有体积单元或面积形状基元都附着在轴线上。视觉理论框架图如图1所示。
视觉立体匹配算法是基于人类视觉系统的一种计算机算法。立体匹配算法作为计算机立体视觉问题研究的重点,快速地实现图像对应点的匹配来获得视差图是当今研究的热点问题。立体视觉匹配算法根据基元匹配的不同可以分为相位匹配、区域匹配和特征匹配3种,其中区域匹配算法可以减少计算负担,区域匹配算法实时性高,应用前景广阔。计算机立体视觉通过对人的双眼进行模仿,在双眼的立体感知中获得信息,从摄像机拍摄的图像中获取物体的三维深度信息,这就是深度图的获取,把深度图经过处理得到三维空间信息数据,二维图像到三维空间实现转换。深度的获取在双目立体成像视觉系统中分为两步,首先在双目立体图像与图像之间建立点对点的对象关系,双目立体视觉算法研究的重点问题是解决对应点之间的匹配问题。其次以对应点之间的视差为依据对深度值进行计算。双目成像是获取同一场景中两幅不同的图像,两个单目成像模型构成一个双目成像模型。双目成像示意图如图2所示。系统的基线B是两个镜头中心的连接线,空间点w(z,y,z)作为世界坐标的值由(x1,y1)与(x2,y2)进行确定,如果摄像机的坐标位置和空间点w世界坐标的位置重合,图像平面和世界坐标轴xY的平面就是平行的。如果两个摄像机在坐标系统中的原点不同但是它们的光轴平行,那么双目成像计算人们可以看图3所示,图3表示的是两个摄像头连线在平台xY的示意。
立体视觉的成像过程是成像的逆过程,具有一定的不确定性。大量的数据信息在从三维影像向二维图像进行投影的过程会出现丢失的现象,所以视觉系统要通过自然的约束条件才能保证获取正确的解。这些约束条件在减少匹配的计算量方面可以提供有利的帮助。针对基于区域匹配快速算法,还可以应用基于视差梯度的匹配算法,这种匹配算法应用较大的搜索范围在边缘的特征点上进行搜索,采用视差梯度在非边缘区减少搜索范围。应用计算机视觉立体匹配算法可以减少成像匹配时间,大大提高了工作效率。计算机立体匹配算法征点的提取是算法的关键问题,今后的研究方向重点是对有效特征点提取方法的研究。
计算机技术在多媒体设计领域的应用使得人们的思维与创作理念发生了重大改变,应用计算机相关技术和软件对图形图像构建模型并进行虚拟效果添加与展示极大地提升了科学与艺术之间的沟通,为传统的图形图像设计方式带来了全新的魅力和视觉效果。
相较于传统的平面设计而言,计算机设计出的图形图像所包含的内容和元素更多更丰富,所传达的意思和概念也更全面更突出。其不仅代表着现代图形设计的目的还蕴含着视觉传达的未来发展趋向。
计算机图形图像相关技术可以通过相关的数据分析与信息处理手段呈现出设计者希望的艺术表现力,更为突出的是,计算机能够在很大程度上满足设计者的设计需求,将多种设计细节量化到非常具体的数值,允许其对比和修改,故基于计算机绘制出的图形图像更能够体现作者所希望传达出的设计意图和设计理念。
计算机技术在图形图像领域的设计属于定量式设计,其可以将图形图像中的色彩信息与结构信息分解为若干个相互独立的,可用数值来衡量与评估的元素。因而基于计算机所开展的图形图像设计目的更加明确,各内容之间的搭配更加合理、突出,设计者可以从传统的手工绘制过程中解放出来,将自己的创作灵感转化为具体的可实现的创作流程,让计算机辅助设计师达到和完成传统的创作方式所无法达到的精确度和设计效果。总体来看,基于计算机的图形图像相关内容设计速度更快,定位更精确,配色配图更准确,所带来的视觉冲击力更强。
对图形图像进行设计的目的在于进行有效的视觉传达。图形图像中的任一元素的大小、结构、色泽、外观等不同符号和形式均被赋予了不同属性的传达目的和目标人群。应用计算机进行视觉传达设计可以更加精确的对事物本身的标志、图形以及代表符号等进行组合与搭配,使其更具感染力,从而更能够被潜在受众所认知和接受。
计算机是现代图形图像设计与视觉传达设计的主要手段和实现平台,其已经成为设计者必需的工具。目前主要的设计与处理软件有Adobe Photoshop、Photo Impact、Painter以及Corel Draw等。这些工具都支持对图像进行细节设计与调整,以便于更好的传达出作者的设计意图。由上述计算机设计软件所创作的作品可被应用到广告、新闻、电影以及其他大众传媒等多个领域。
计算机继承了传统的绘画工具所具有的绘画特点,但是在此基础上对可图形图像的艺术风格进行了拓展,可以使用更多的创作方法对图形图像进行处理,诸如Adobe等图像处理软件支持图文混排、图像编辑、图像扫描、特效处理等功能。相较于传统的手工设计方式而言,计算机辅助工具极大的提升了设计实现效率,节约了排版或转换时间。特别地,计算机允许设计者按照个人意愿对图像内容进行修改,甚至达到摄影与手绘所无法达到的视觉感染力。
将计算机技术融入到视觉传达设计中可以极大的丰富视觉语言,使受众形成更明显、对比更清晰的视觉感受。计算机设计手段的应用使得视觉传达作品无论是在素材方面还是在应用领域方面都进行了多元化扩展,如图标或符号元素的扁平化设计风格转变、多媒体互动式视觉传达发展、多维化动态化的设计素材转变、虚拟作品与形象的设计与传播等。
在动态交互、新媒体设计等理念地不断推动下,计算机所处理的视觉传达设计同时具有了声、光、动画等内容,覆盖了纸质传媒、包装、网络形象、广告、海报等范围。
借助计算机设计者可以更为轻松的完成图形图像处理工作,这就使得设计者可以将更多的时间和经历投入到创意设计与效果评价等工作中。成熟的创意放入相关处理软件中进行修饰、扩展、试验即可确认其是否满足使用需求。
更为重要的是,计算机网络中存在海量的优秀资源和素材,计算机图形图像处理软件可以依照设计者的需求将设计者选取的素材进行组合、调色、添加滤镜等,这种处理方式极大的提升了视觉传达设计的维度和空间,使得所设计出的作品展现更逼真更具创意,所应用的手法更丰富更具冲击。应用计算机对图形图像进行视觉传达设计可以让设计者的理念和信息更为精准的传递到受众。
图形图像设计与视觉传达设计相似度很高,很多内容和目的存在交叉性,都需要设计者具有一定的专业知识储备和图形处理软件应用等。在专业学习方面,两者同样都覆盖了绘图与平面设计等相关知识内容,都需要设计者学习和掌握基本的色彩搭配与图形符号搭配等内容。在计算机应用软件方面,图形图像设计还是视觉传达设计所使用的图像处理软件是相同的,如Photoshop、3DMax等。在创意方面,两者均需要设计者具有一定的审美观念,可以灵活组合与运用现有的技术和素材,可以通过作品的创造与再生来与受众进行观念沟通。
虽然两者之间存在大量的相同点,但是在本质上来说,图形图像设计更多的关注在图像处理方面,而视觉传达设计则更多的关注在创意展示方面。这种设计目标的差异性就决定了两种设计方式在创作法则和技术手段取舍方面存在一定的区分度。这种区分度让两者互为指引,互相推动,最终形成更好更具影响力的设计作品。
首先,视觉传达设计目的在于为所设计的产品树立生动的形象,赋予其更鲜明的美感和更具活力的动感。而计算机图形图像设计的目的在于利用现有素材对图形图像进行动态和静态的处理,使其更具多维性和空间性。
其次,视觉传达设计利用点、面、形、光等设计内容将设计者的观念和思维转化为具体的、可见的、可理解的视觉作品。而计算机图形图像设计则主要是集中在对现有素材的在开发与在创作等方面,其利用计算机软件的数据处理能力将多种效果结合在一起,以更加协调、更具对比度的方式呈现给受众。
再次,视觉传达设计在基本知识体系的基础上更加注重创作者的创作理念的形成、对视觉设计相关历史的理解,即其理论与实践并重,作品实现方式与实践灵活度等方面相对较为枯燥。而计算机图形图像则允许设计者根据自我的审美观念对图形图像进行处理和实现,还可以运用所学的知识到诸如视频编辑、照排印刷等工作中,其实现方式和工作对象更广泛。
计算机图形图像设计与视觉传达设计两者不是独立的,而是相辅相成的。它们的主要应用领域集中在文字设计、包装设计、广告设计与影像创意、绘画设计、功能界面设计等,涵盖了广告、影视、互联网等行业。
文字是现代设计中所使用的最基本元素之一,包含文字位置、色彩、色调、大小、字体等内容,熟练应用计算机处理软件来尝试各种效果搭配可以让文字与图像、符号等内容有机融合。特殊环境中,文字还可以作为整个设计作品的主体向受众传递明确、清晰的信息,让受众感受到强烈的视觉传达内容。
包装已经成为人们生活中接触最频繁、辨识度最高的标识之一。吸引顾客的注意、实现商品的价值、增强物品的传播力和影响力等式包装设计的核心目标。新颖的、定位清晰的、感染力强的包装设计通常可以极大的吸引顾客的注意力,让其对产品产生潜在的兴趣和定位。包装设计领域中的图形图像设计与视觉传达设计包括书籍封面、海报、宣传彩页、大屏幕视频、食品服装包装等。为实现物品的真正价值,都需要利用计算机图像设计与处理软件对其包装进行艺术化、形象化设计,进而吸引受众的注意力,让其对产品内涵形成统一的,更为深刻的认知与定位。
广告作品的感染力同样离不开计算机图像设计与处理软件的支持。利用计算机处理软件可以将所设计的作品的优点进行合理放大,从而增强对广告内容的宣传与展现力度,具有创意的广告设计方案还能够引起人们共鸣,给人们留下深刻的印象。而影像设计作品的商业目的不高,更多体现为设计者的某种个人意愿,这就为视觉创意设计带来了广阔的发展空间,推动了计算机图像设计的发展与完善。
但是无论哪种设计都需要使用精准的视觉传达设计手段和灵活的图形图像设计手段来将所要展示的内容、理念、风格等整合到一个完整的、统一的形象中,这一过程需要经过反复多次修改才能实现。为呈现最佳的设计效果,就必须依靠计算机图像处理软件进行高速效果模拟与试验。
计算机图像处理软件的出发点是制作元素更丰富、色调更协调的绘画作品或形象。借助这些软件,作者只需要使用铅笔绘制出草稿即可使用计算机软件完成剩下的工作内容。这种设计方式一方面提升了作者的工作效率,另一方面能够以精准的填色与搭配方式为绘画作品带来更强烈的视觉冲击力。
电子终端产品在人们日常生活中的普及使得大量的APP软件或游戏展现在人们眼前,其中人机之间的交流主要是通过交互界面实现的。美观、简洁、高雅的交互界面设计也是计算机图形图像设计与视觉传达设计的主要应用领域之一。合理安排交互界面的呈现方式,如二维、三维等元素处理与搭配可以有效提升交互界面的互动性,让用户形成连续的操作印象,顺利完成操作。
借助计算机图像处理软件可以有效提升图形图像设计与视觉传达设计的实现效率,为设计者提供丰富的设计内容,让设计者使用更多的处理技巧和处理手段对所设计的作品进行调整或完善。并且图形图像与视觉传达设计的结合还能够创造出更加震撼、更具感染力的艺术作品,不断推动人们利用现代化工具将自身的思维和创新能力展现在别人面前。
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计算机视觉课程是人工智能学科的分支学科,对互联网技术的发展有着重要的推进作用。随着时代的飞速变迁,越来越多的学生对这一领域产生了浓厚的兴趣,计算机视觉课程在信息专业中也开始占据重要的地位。如何让学生对这门课程保持长久的兴趣,如何培养学生的专业能力和实践能力,是当前高校应该考虑的问题。经过近几年的教学实践后,很多高校已经逐步确定了通过实际应用培养学生兴趣的教学方法,在满足学生对计算机视觉应用需求的同时,加深了学生对理论知识的理解,这已经成为了当前高校计算机视觉课程教学的重要模式。
近年来,随着计算机网络的飞速发展,计算机视觉的应用也越来越广泛,成为了信息相关专业学生的一门必修课。计算机视觉课程涉及众多领域,包括人工智能与模式识别、应用数学等,其覆盖范围广,综合性较强。具体来说,计算机视觉课程有以下几个特点:一是内容广泛,理论抽象。计算机视觉是一门新技术,随着时代的变迁,互联网新技术的更新日新月异,这就使得课程内容的更新过快,内容广泛,教师很难在第一时间向学生输送所有的课程知识。二是计算机视觉课程涉及多个学科领域,并且所涉及的领域知识内容复杂,表达抽象,这对学生的学习来说是一个较大的障碍。三是实践性强。计算机视觉课程的知识内容来源于各种专业不同的领域,操作性极强,学生只有在具有一定的工程项目综合能力后,才能进行计算机视觉应用和操作。
1.计算机视觉与计算机图形学的联系与区别。计算机视觉一般输入的都是图像或图像序列,其输入资料主要来自usb摄像头或是相机。经过处理后,计算机视觉输出的是对图像序列和图像对应的对真实世界的一种理解,在这一方面,计算机视觉有识别车牌、人脸的作用。而计算机图形学则是一种对虚拟场景的描述。它一般是由多个多边性数组组成,每个多边性有三个顶点,输出的是二维像素数组。在增强现实的应用中,人们不仅需要用计算机视觉来提高对物体识别和姿态获取的效率,还需要用到计算机图形学对虚拟三维物体的叠加方法。
2.计算机视觉与数字图像处理的联系和区别。首先,计算机视觉与数字图像处理之间的联系在于数字图像处理是计算机视觉处理的基础,而计算机视觉的研究成果也可以作为数字处理的素材。其次,计算机视觉与数字图像处理之间的区别在于图形是一种纯数字化、矢量的单位,而图像则不仅包括图形,有时还包括来自现实世界的信号,并且图形的处理不是一种简单的堆积,计算机视觉的处理要从图像中找到一些统计数据和信息,并做进一步的数据分析。
1.以工程应用为导向的课程内容。鉴于学习本课程的学生在毕业之后多数会进入相关工程企业或者研究院工作,因此,在对学生进行培养时,高校一方面要考虑到学生的知识接受度,另一方面要设置以工程应用为导向的课程内容,帮助学生更好的进入企业或研究院开展工作。高校在进行计算机视觉课程教学创新时,首先要创新课程教材,摒弃以往枯燥的理论书籍,多选取一些实践性和应用性强的教材。考虑到国内教材的滞后性和学生基础的薄弱性,高校应该选择以下两本书作为学生的专用教材:一本是我国著名教授贾云得编纂的《机器学习》,这部教材深刻体现了时展的教学要求,书中不仅详细讲述了计算机视觉中的一些基本知识,包括计算机视觉的基本概念、算法及其应用,还有一些经典的数字图像处理方法和视觉应用分析,对学生了解基础知识和实践内容有着重要的意义;另外一本是国内外十分推崇的计算机视觉著作,它是美国教授Richard Szeliski教授的作品。该书在2010年出版,获得了众多业界人士的好评。Richard Szeliski教授是华盛顿大学的兼职教授,也是微软研究院交互视觉与多媒体的主任,他对计算机视觉的发展和未来走向十分清楚,也深刻了解产业界和大学需要什么样的计算机视觉课程教材。因此,这本教材面向应用,与当今最新的科技成果紧密相连,综合论述了计算机视觉在各个领域的发展,展示了计算机视觉的最新研究成果和未来的发展趋势。此外,本书中还有详细的国外研究案例和更加深入的应用案例,适合学生开展探究性学习。两本教材都是遵循以工程应用为导向的原则,对学生开放性思维的培养有着重要的意义。
2.面向科技最新成果的课程定位。计算机视觉是一门新技术,科技创新是其发展的原动力,因此,高校在进行课程安排时,应该将当今计算机视觉领域的重要的科技成果作为计算机课程的基本教学内容。要想以科技最新成果定位计算机视觉课程,高校要做到以下两个方面:(1)选取涵盖最新成果的教材。考虑到不同学生的数字图像处理基础不一的问题,学校可以在课程中补充一些有关数字图像处理的基础内容。在选择教材内容时,计算机视觉课程的内容应该包括数字图像处理、视觉学习和模式识别这三大部分。数字图像处理是视觉课程的基础内容,主要向学生介绍数字图像处理和计算机视觉所涉及的一些基础知识,包括图像的分割和检测、图像滤波的处理等。数字图像处理是整个计算机课程学习的重要基础内容,其课时可占总课时的二分之一。其次,视觉部分是近几年来计算机视觉的最新科技成果,内容主要包括摄像机的几何设定和计算机摄影机的序列处理等。作为最前沿的科技领域,视觉部分将会是该课程后期的重点内容,与实践作业紧密结合。而模式识别则更多的是新技术的一种工程应用,学生会更多的涉及到实践操作,更好的培养学生的实践能力。(2)强化学生自学和调研能力。课程调研和实践是信息专业学生强化能力的重要方法之一,高校可以在课程项目中引入新技术的探究,在使课程在具有基础性、研究性的同时,具有一定的前沿性,还能让学生在第一时间了解到最新的科技成果和互联网应用技术。在课程调研和实践中,高校必须要强化学生的自学和调研能力,在调研时给每一个小组安排一位高年级研究生作为指导,每组学生独立完成任务,高年级研究生只做引导和辅助的作用。学生在自我设置调研程序,查找资料,理解和熟悉相关程序的时候,能够更加掌握最新科技成果的内容,同时还提高了学生的自学能力和团队协作能力。
3.工程实践化的教学形式。工程项目综合能力是信息专业的学生必须具备的素质之一,因此在计算机视觉课程的教学过程中,培养学生的工程实践能力是教学目标之一。高校可以采取以下两种方法:(1)选取适当的工程实例。对于信息专业的学生而言,计算机视觉课程各个独立的算法和方法较多,彼此没有过多的联系。这对学生来说过于抽象,不易理解,因此教师不应当仅仅限于知识的传授,还应该选取一些适当的工程实例,将知识体系串联在一起,加深学会对教学内容的理解,从而达到良好的教学效果。例如,在教学过程中,教师可以着重介绍手机制造的例子。手机是现在学生十分熟悉的产品,用手机举例更加贴近学生的生活,教师可以详细介绍手机键盘和主板的制造过程,并在这一过程中将所学的算法和理论融合进去,加深学生对知识的理解。其次,教师在手机讲解时,还可以引导学生思考类似的产品制造,从而引出数码相机的制造原理,和学生一起探讨其制造算法。这种做法不仅可以帮助学生学习,还可以让学生拓宽思路,发散思维,不断创新计算机视觉领域。(2)选择合适的实际应用。计算机视觉课程是一门实践性和操作性极强的学科,因此,为了学生更好的学习,教师要将理论工程实践化,选择合适的实际应用来提高学生的实践能力。教师可以安排学生进入手机制造厂房,给学生上一堂别开生面的实践课,详细介绍每个制造流程,并向学生不断抛出与课程有关的问题,引发学生的思考,比如选择什么样的模板匹配法可以更为简单。学生在不断的解答和提问中,对学科知识的了解也会逐步加深。其次,高校可以建立专门的实训基地,学生可以在基地里实践操作,将理论转化为实物,亲自尝试做出模型,这种做法可以极大地提高学生的实践能力,使学生更快的将理论转化为实际。
在新形势下,高校应不断创新计算机视觉课程的教学模式,并以此展开教学活动,培养学生的实践能力和创新精神。将工程应用和科技最新成果结合的教学模式,有利于解决理论和实践相脱节的问题,在增强学生学习兴趣、提高学生独立分析能力的同时,还使学生接触了国际最新的研究成果,拓宽了学生的思路,这对学生未来的发展有着重要的意义。
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[6]张胜利.视觉传达设计专业中色彩风景写生课程多元立体化教学模式的构建[J].美术教育研究,2015,(08).
多媒体教学的发展,与其技术的发展有直接关系。在一些相关论著中,学者们更多的是对多媒体教学技术的论述,强调的是技术,而很少涉及学习者和教育者这样的“人的因素”。虽然对多媒体教学技术的研究是不可缺少的,但是探索多媒体教学的心理机制和教育基础则更为重要,因为人类是以完全不同的方式来加工多媒体教学的。只有这样,才能在多媒体教学中考虑学习者和教育者的主体性。
多媒体与多媒体技术应视为同义词。关于多媒体技术的特点虽然还没有形成共识,但是,也有一些基本的共同之处。早在1996年,吴炜煜先生在《多媒体世界》撰文提出了多媒体五大特点:1.将不同的媒体数据都表示成统一的结构码流;2.实行新的技术标准体制,以适应系统级集成和规范相关产品的性能指标;3.建设“全球信息高速公路”;4.应用“双向性设计”,统一信息提供者、接受者和控制者的关系;5.赋予信息系统对客观世界信息的自然模拟与处理能力。[1]华中师范大学傅德荣教授认为,多媒体特点主要有:1.整合性,通过计算机实现多种单媒体的整合;2.数字化,将各种单媒体变换成数字信息,读入计算机进行统一的整合,数字化技术是多媒体技术的一种基本技术;3.交互性,交互成多媒体系统;4.超媒体,是一种网状式的结构形式。[2]3黄孝建先生主编的《多媒体技术》一书指出,“多媒体技术是一种能同时综合处理多种信息,在信息之间建立逻辑联系,使其集成为一个交互式系统的技术。”“多媒体的关键性在于信息载体的多样性、交互性和集成性。这也是多媒体技术研究中必须解决的主要问题……多媒体系统一般具备如下功能:捕捉、操作、编辑、存储、呈现和通信,为用户服务。”[3]
根据以上关于多媒体技术的几种观点,我们认为,多媒体技术主要有5个特点:一是整合性。多媒体实时地综合,把文本、图形图像、声音、动画以及视频这些媒体中组成两种或两种以上的结合体,为的是借鉴各种媒体的优势,形成一种在功能上更加完善的体系。二是集成化。多媒体表示的并不单纯是信息的多样性,而是通过多种媒体表现、多种感官认知、多种仪器设备、多学科汇聚、多领域应用等交互作用,集成信息码流、设备控制、人与客观现实关系的一体化。三是多维式。多媒体是趋于人性化的多维信息处理系统,目标是要尽可能实现让人类在现实生活的自然环境下,保持信息交流的高保真效果、通信带宽和交互控制能力。四是数字化。多媒体具备数字化处理系统,其信息是一种数字化的信息,其信息结构是一种超媒体的网状式结构,所以高速宽带网络支持多媒体通讯和资源共享,建造全景化虚拟世界数据库成为现实。五是分布式。目前,多媒体技术正朝着分布式的方向发展。分布式多媒体是一门综合性技术,它集计算机的交互性、网络的分布性和多媒体信息的综合性于一身,突破了计算机、通信等传统产业间相对各自独立发展的界限,是计算机和通信领域的一次革命;分布式多媒体的发展涉及两个关键性的技术问题,一个是多媒体网络技术,网络的频宽、信息的交换方式及网络的高层协作,这直接决定着网络质量;另一个是数据压缩技术,使信息量巨大的多媒体数据、特别是视频和声频数据得以在网络上传输;分布式多媒体向社会提供全新的信息服务,使用户不但可以选择播放的节目以及内容,而且还可利用此系统得到诸如咨询、交流等信息服务。多媒体教学正是在上述5个技术特点的基础上实施的,这些技术特点,为我们提供了教学领域内各种综合性的信息服务,并帮助地理位置不同、时间安排不同的用户,克服各种障碍来共同完成教学任务。由此可以看出,在对多媒体教学技术及其计算机基础的理解中,我们不仅要重视计算机的技术,而且也要关注人与机器的关系、人性化的系统和用户至上的观念。
多媒体并不是多媒体计算机的代名词。多媒体计算机只是多媒体的一个特例。[4]它既有计算机的显著特性,又有多媒体的功能,所以学校进行多媒体教学时,通常以多媒体计算机为载体。然而,多媒体计算机仅仅是多媒体系统中的一个分系统,因此,它常常被认为是多媒体中的一个典范,或者说是多媒体的一种狭义的范畴。
多媒体教学为什么要应用多媒体计算机?计算机虽然也是单一的媒体,但它同电视、音响的不同之处就在于它具有强大的扩展性。就目前的科技水平来说,只要在计算机内加上适当的部件,就多了相应的媒体功能,对于多媒体教学来说,非常简便、经济,更重要的是它还能“胜任”多媒体教学的功能,是不可多得的优质的技术设备,必然被学校广泛应用。多媒体计算机正在以我们无法想象的速度发展。其主要作用是让计算机的使用和操作更加接近于人们的日常生活,使人们在日常生活中用各种各样的媒体交换信息。如使用纸张、广播和电视交换新闻、消息和知识。多媒体计算机技术可以使家用电脑用声音媒体、光学媒体和动画媒体来交换信息,它在教育中有着广泛前景。在多媒体教学中,它主要通过文字、声音、图形图像以及视频与动画这4个方面媒体的形式呈现出教学软件,掌握这四方面媒体的制作,成为制作多媒体教学软件的基本技能基础。
从媒体技术的基础来分析,多媒体教学技术离不开视觉媒体技术、听觉媒体技术和触觉媒体技术等。多媒体信息是这些媒体信息数字化后整合而成的,如前所述,数字化技术是多媒体技术的基础技术。在数字化的过程中,各种单媒体有各种不同的国际标准,然而,如果重视“感觉通道说”[5],那么就要在探讨这几个方面的媒体技术问题的同时,必须揭示使用者(尤其是学习者)的感觉、知觉的心理机制,特别是人的视觉和听觉特征。
多媒体教学技术的出现扩展了人们用视觉模式呈现材料的具体途径。视觉材料包括文本信息、图形图像信息、视频信息。这些信息通过视觉媒体技术数字化后整合为多媒体信息。在这个过程中,我们对其技术上要作四点说明:第一,视觉媒体是一个非常复杂的信息系统。文本信息是文字信息的集合,它既是一种符号系统,又具有颜色、大小和种类等特征;图形是点、线、面、体等信号的集合,以面为例,不仅指一般的平面图,还包括曲线、地图、设计图等;图像是静止图像和活动图像的集合,所谓视频信息就是活动或运动的图像信息,它由一系列时间轴(周期)呈现的画面构成。第二,视觉媒体信息的数字化是根据上述各种视觉媒体信息的特征进行的。不管是文本信息还是图形信息,它们的数字化都是各自按编码的国际标准完成的。第三,视觉媒体的各种信息根据不同信号实现数字化。静止图像是一种二维信号,先要经过扫描转换成一维信号,再经过采样、量化、编码实现数字化;活动图像的视频按一幅一幅的静止图像以一定周期展示,每一幅的数字化方法与静止图像类似。第四,视觉媒体信息处理是一种按照物理学原理进行的技术。它们都是利用光电和电光转换原理,把光学图像转换为电信号进行处理后再还原为光图像。
多媒体教学技术的视觉材料更容易被学习者所接受,就必须要顾及人的视觉心理基础,也就是说,上述视觉媒体技术只有通过视觉心理机制才能实现多媒体教学的目标。这里,我们也要强调四点:第一,多媒体技术要考虑光的物理三属性所引起的视觉的三种心理机制。视觉的刺激是光,光是电磁波,电磁波的范围很广,而人可见的电磁波只占电磁波的一小部分。波长不同,会使我们在视觉上产生色调的差别,从而产生不同的色觉。色觉不仅取决于由波长所引起的色调,还和主观感觉的明度和饱和度有关。明度是对光波强度(振幅)的反应,饱和度则由物体发射或反射的光的纯度来决定。所以,多媒体教学技术在视觉媒体设计上要处理好可见视觉、色调、明度和饱和度这几方面的关系。第二,多媒体教学技术要考虑对感光物质的视觉感受器心理机制。视觉感受器的真正感光器官是视网膜上的一些细胞,其中锥状细胞感觉颜色,棒状细胞感觉明度,这两种细胞中感光物质的化学性质不同,光使这些物质分解,色素被漂白,从而刺激了感受细胞的膜,引起神经冲动。所以,多媒体教学技术在视觉媒体设计上要研究这两种感光物质的化学性质。第三,多媒体教学技术要考虑视觉过程,即眼睛看东西是一个编码过程,视网膜上的不同感受野在视觉中枢有不同的神经细胞,各有其功能,不同的细胞对所刺激信息系统的不同特征分别反应,并像计算机那样编码,这种编码实际是对一些图像的辨认。所以,多媒体教学技术在视觉媒体设计上要利用好视觉感受野与信息的特征。第四,多媒体教学技术要考虑各类视觉现象,特别是决定视力高低的视角、强弱光下的适应、视觉后暂留的后像、不同背景的视觉对比、不同明度下对不同光波长的感受性等等造成视觉的各种差异。所以,多媒体教学技术在视觉媒体设计上要运用各类视觉现象产生的规律。在多媒体教学技术中,视听是紧紧地联系在一起的。在计算机环境下,眼睛知觉动画图像,耳朵则知觉解说语言;在演讲的情境中,视觉通道加工投影仪上幻灯片的内容,听觉通道则加工演讲者的声音。听觉材料主要是声音,包括语言信息、音乐信息和效果声信息。这些信息通过听觉媒体技术上数字化后整合为多媒体信息。在这一过程中,我们从技术角度作如下三点说明:第一,声音信息尽管是一种一维的模拟信号,它可以通过采样、量化、码字分配实现数字化,但它比文本信息的数据量要大,通常采用呈现声音和声音合成技术。第二,声波是起源于发声体的振动,在弹性媒质中传播的是一种机械波。它在气体或液体媒质中传播的是纵波,在固体媒质中传播的则是纵波、横波或两者的复合。声音信号有时域特征、频域特征和声色与失真特征。第三,声频或音频是人耳可闻的振动频率,频率范围每秒钟约为20-20000次(赫兹),声频信息数字化后其数据速率大、保真度好和动态范围大。当然,对于不同类型的声频信号,其信号带宽是不同的,电话、调幅广播、调频广播和激光唱盘等的声频信号是有较大区别的。随着声频数字化的发展,压缩编码技术是多媒体教学技术的关键之一。
要使多媒体教学技术的听觉材料被学习者更容易接受,也必须顾及人的听觉心理基础。这里,我们仅作两点分析:第一,多媒体教学技术要考虑声音的物理三属性所引起的听觉的三个特征。正像光有三种物理属性一样,声音也有三种属性,即振动的频率、振幅的大小、基音与陪音的倍数配合关系,以及所产生的听觉的音调(或因高)、音强(或响度)和音色的三个特征。人对不同音调的感受性是有差别的,尽管声频在20-20000Hz范围,但声频为1000-4000Hz之间音调感受性较好(即阈限较低),这是由于耳膜神经纤维承担的振动频率所决定的。测量音强的方法以分贝(dB)为单位,这是物理学与心理学都认可的,即两个声音之间的强度比率为1∶1.26(1分贝),因为1.26是能清楚辨别出两个声音振幅大小的区别。人的音色是由基音和陪音的不同比例的配合决定的。在音调和音强相同的情况下,人们之所以能够分辨出是哪种琴所演奏的曲子,正是由于不同琴的基本振动(基音)与分段振动(陪音)的比例是不一样的,这种比例成整数倍数为乐音,不成整数倍数则为噪音。所以,多媒体教学技术在听觉媒体设计上要利用好音调、音强和音色的三个特征。第二,多媒体教学技术要考虑听觉的感受野。因为听觉神经细胞是有分工的,研究指出,听觉中枢神经细胞有40%只反应噪音而不反应乐音,另外60%的神经细胞对乐音的反应也有分工。[6]冲动频可以出现在声音的出现时,可以出现在声音消失之后,也可以出现在声音出现和消失的一刹那;可以在声频降低时发生变化,也可以在声频升高时发生变化。一句话,听东西也是一个编码的过程,即在听觉的范围内也会有视觉中那种感受野的情况。由此可见,听东西绝不是简单的录音,听觉过程是有分工的,是一个侦察器在那里侦察。所以,多媒体教学技术在听觉媒体设计上要揭示听觉感受野,以及反应乐音与噪音信息的特征。
由此可见,我们在分析多媒体教学的相关技术的同时,也要注意学习者的心理基础,因为学习者是以特有的心理活动的方式来加工视觉和听觉等媒体信息的。
在教育中应用多媒体技术,首先是多媒体教学软件的开发,此外,创作工具和虚拟现实等技术也在教育中应用。每一种技术既为教育服务,又有其教育的需要和基础。由于教育对象是人,所以在教育中不管怎样去应用多媒体技术,都要体现每一种技术为人服务,并把学习者和教育者的要求作为出发点。
多媒体教学软件是为教育制作的以计算机为基础的教育应用软件,它包括计算机辅助教学软件、计算机管理教学软件以及应用于教育的图标统计类等的实用软件,其中多媒体教学软件是核心技术。多媒体教学软件的开发,是一项对视觉媒体、听觉媒体和触觉媒体数据加以分析、处理和编辑的过程,这个过程包括两个环节,即设计和制作。在多媒体教学软件的开发设计中,有一个编写稿本的重要技术。傅德荣教授在《多媒体技术以及教育应用》
一书中设专章论述这个问题。他指出,“稿本是表示多媒体教学软件内部结构的各种文档的总和。它是一种多媒体文档。编写稿本的实质是多媒体教学软件的设计”。[2]230这个设计包括三个方面:一是总本设计,涉及内容结构分析、开发策略、超媒体的结构框图和制作原理等;二是详细设计,设计超媒体结构设计、人机界面设计、学习流程设计和框面设计;三是媒体数据设计、涉及静止图像数据设计、视频图像数据设计,动画数据设计和声音数据设计。稿本编写体现出工作的计划和制作的蓝图;成功的稿本编写是多媒体教学软件开发成功的一半,多媒体教学软件就是根据稿本进行制作的。与此同时,多媒体化的教学设计把活动分为三种类型,有课堂型、课外型和知识扩展型。多媒体教学软件设计要从教学实际出发,根据这三种教学模型编制教学软件,前两种属于课程软件,后一种属于参考软件。多媒体教学软件的制作,既需要有多媒体计算机等硬件环境,又需要有多个媒体数据整合而成的软件环境。在制作中,有一个立项、写本、编辑、加工、整合等开发流程;要使用某种算法语言和各种工具的两种方法,强调坚持教育性、可调节性、因材施教和非结构化教材等原则;制作成果是课件,也就是说,是有关课程某一部分内容的多媒体教学材料(包括教科书、参考书、录音带、录像带、幻灯片、影片等),是专为教学活动设计的计算机软件(包括用于控制和进行教育活动的程序,帮助开发、维护程序的文档资料,帮助教师和学生使用程序学习的课本和练习册等)。多媒体教学软件的开发,体现了多媒体技术是计算机教育的最佳手段。因为多媒体教学软件形式丰富多彩、趣味性强,符合学生心理特点;形象直观、生动、活泼,易于理解;有着丰富的教学资源,特别是和国际联网,以获取最新资料;改革教学模式,呈现交互式的教育方式;体积小、分量轻的光盘能容纳庞大的信息等等。多媒体教学软件的开发尽管有一些妨碍教师主导作用的负面影响,但它是各级各类学校教学的需要。现代教育对学习者记忆与学习的要求、师生互动组合方式的要求、个别化教学与因材施教的要求、不同教学环境、不同教学模式的要求等,这些都为多媒体教学软件开发奠定了教育基础。
多媒体创作工具是指能够集成处理和统一管理文本、图形、静态图像、视频影像、动画、声音等多媒体信息,使之能够根据用户的需要生成多媒体应用软件的编辑工具。当前,多媒体创作工具的种类归纳起来主要有以下三种类型:一是交互式流线或图标编辑控制型,编辑人员按照脚本的要求将选定的不同类型的图标根据需要一一放置于流线上进行编辑。二是描述式页控制型,将多媒体素材根据需要编辑在一幅画面之中形成一页书,再将页与页之间按一定的调用关系联系起来以形成一本书的概念,不同页之间根据需要交互性地呈现即形成多媒体应用软件。三是时间流程型,这类工具在编辑信息时显示出较强的时间前后顺序,即时间流程(TimeLine),主要用来编制一些简报类的程序。编制一个优秀的教育软件,我们需要了解诸如软件的使用体、运行环境等问题。其中关系到软件成败的一个重要因素是要了解创作工具的特点,这样,才可根据需要有目的地进行选择。多媒体创作工具与其他工具软件相比,具有以下特点:1.操作简便,易于入门;2.强大的集成性开发环境;3.开发周期的缩短是软件得以投入运作的最好方式;4.具有极大的扩充功能。在软件的制作中创作人员一般都追求一种极大的时效比,也就是在较短的时间内,用较少的原程序求得较好的效果、较高的质量、亮丽的界面和较低的运作环境。因此,如何从众多的多媒体创作工具中选择符合自己最满意的多媒体创作系统,直接关系到以上所罗列的各种要求。一般来讲,选择多媒体创作工具时应从以下几个方面进行考虑:对创作人员,要求其个人能力与经验;对多媒体创作工具运行的环境,我们以PC机的环境作为标准。此外,MAC多媒体系统是一种多媒体的典范;由于多媒体教学软件有诸如教育型、演示型、娱乐型、百科全书型等不同类型,因此,对创作工具的选择要求根据具体需要考虑选取不同的类型。因为不同的多媒体创作工具其适用范围是不一样的。综上所述,现在教育系统使用多媒体教学技术,其质量是受多媒体创作过程影响的。目前,为满足大、中、小学制作多媒体教学软件的需求,在制作软件时需按要求选取适当的创作工具,提高制作人员的业务素质,才能做出质量较高的教育软件。
虚拟现实是一种人和计算机接口的技术,亦称“灵境技术”。它是利用计算机生成一种高度逼真的、模拟人在现实世界中进行视、听、动等行为的虚拟世界。虚拟现实不仅能够展示现实世界的各种现象,而且还能实现现实世界难以实现的特征。虚拟现实通过多种传感设备,使人有很好的临场感,产生身临其境的体验。虚拟现实技术实现人与虚拟环境的自然交互,实现对虚拟系统的自主控制,实现感知的现实、操作的现实和运动的现实所构成的三要素。这里要强调传感设备。它有显示和呈现视听感知现实的立体头盔等设备;有输入人体对虚拟现实操作行为的数据手套等设备;有通过合成和传递方式实现运动现实的计算机模拟等设备。这些传感设备,既有穿戴在人体上的装置,又有设置于现实环境中的传感器,如摄像机、声响设备、远程传感设备等。虚拟现实尽管经费昂贵且有一定实验的危险性等,但作为多媒体教学的一种技术,它在丰富学习环境、为学生扩大知识信息、提高实践能力、增强创造才华等方面还是有教育价值的。虚拟现实的出现,是教学训练、特别是复杂技能和特殊专业训练以及教学评价的需要。如果有条件,教师也可以使用。不少现代教育,如建工、医学、航空、航天等专业的教学,若采用虚拟现实技术,对提高教学教育质量会有很大的帮助。所有这一切,都为虚拟现实技术奠定了教育基础。
[1]吴炜煜.多媒体技术导论[J].多媒体世界,1996(1):11-13.
[2]傅德荣.多媒体技术及其教育应用[M].北京:高等教育出版社,2003:3.
[3]黄孝建.多媒体技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2000:2.
[4]林众,冯瑞琴.计算机与智力心理学[M].杭州:浙江人民出版社,1997:289.