3d數字技術論文范文

導語：如何才能寫好一篇3d數字技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1.1動畫前期制作

3d數字技術的出現，給人最多的是視覺的震撼，導演能熟練運用數字技術，更加精彩的再現動畫電影場景。例如，針對動畫電影《瘋狂原始人》中，應用3D數字技術，不論是人物造型還是場景設置，都是利用電腦平臺，采取3D數字技術對其進行建模制作的，不僅使動畫電影達到非常自然逼真的播放效果，同時也豐富了動畫設計，使得動畫電影創作更接近生活[3]。基于強大的3D數字技術，不僅開始對電影的人物真實性提出更高的需求，同時在動畫電影的造型、構圖、配色上，也要求可以有真實的觀影效果。

1.2動畫影院播放

在動畫電影創作中，3D技術可以更好的深化主題，且動畫創作中，還會按照音樂與影片之間的聯系關系，采取3D數字技術描繪場景，有效渲染動畫電影氣氛，以音畫同步式的配樂形式，在3D數字技術描繪場景中，很好的感染觀眾情緒，使觀眾對于動畫電影的視覺感官得到提升，3D數字技術使得動畫電影表現的感情不再孤立，更能夠深化提升動畫電影畫面氛圍。

2.3D數字藝術對動畫電影創作的影響

2.1提升觀眾的觀影體驗

動畫電影創作中，應用3D數字技術，再應用透鏡組合，調節畫面轉換效果，采用精密機械式調節方式，使得動畫電影創作發生技術上的改革。故此，在動畫電影的創作中，更加注重動畫的表現力與場景的真實效果，縱觀每部動畫電影，在其創作中，多具有奇幻、炫酷的3D場景，并且更是通過3D數字技術，深化與烘托動畫電影中的人物與情節，有效填補動畫電影場景之間的空白間隔，還很好的發揮一定的敘事功能，擴大動畫電影的創作空間。同時，動畫電影創作中，追求與3D技術的融合，采取3D技術創作動畫電影，如在《龍騎俠3D》中，采用了3D數字技術進行動畫播放，可以提升動畫的震撼場面，基于3D影院轉換設備的支撐，更是可以精彩再現動畫中激烈的戰斗鏡頭，塑造主人公堅強勇敢的正面形象，且延續了勵志冒險的主題內容，增添了故事的趣味性和可看性，采用“控制景深，調節速率，善用顏色”手段，保證立體效果基礎上，為觀眾帶來極度震撼和華麗的視覺體驗。3D數字技術，不僅會影響動畫電影觀眾的心理，也會影響其視覺感官，深化動畫電影的主題[4]。在動畫電影中，通過3D數字技術，不僅可以抒發影片中人物的情感，還可以渲染場景以及刻畫電影人物的性格，引導暗示觀眾在觀看影片時的情緒，這是其他動畫電影語言所無法代替的。

2.2豐富動畫電影播放色彩

色彩在動畫電影作品創作中，可以賦予作品以藝術基調，直接關系到動畫電影作品的成功。動畫電影創作中，應用3D數字技術，提升動畫電影播放精度，有效調控電影畫面色彩，給觀眾帶來更好的觀影體驗。采用了光回收系統，分光路不同光轉換系統、PLC電氣精準控制系統的組合，達到提高3D轉換設備的整體光效值和對比度值。其中光回收系統，采用同一束光在經過特制光學原件后進行分光，并對原本的一束不可用光進行回收重新轉換，在分光路不同光轉換系統中，對光回收系統中分光產生的兩束光分別進行機械式和液晶式的調制，達到兩束光的光學同步投影，在PLC電氣精準控制系統中，采用PLC對整個電氣運行系統進行控制，保證控制精度。應用3D數字技術，將DLP放映機放出來的畫面進行轉換分離，使左右眼圖像光束分別具有不同的偏振特性，觀眾再佩戴上對應的偏振眼鏡，就可以使左右眼看到對應的畫面，從而在觀眾的大腦中合成出立體畫面。目前市面上使用的3D轉換系統主要有主動式和被動式兩種。動畫電影創作中，應用3D數字技術，通過修改材料的配方，使得數字放映機透射出的畫面顏色損失最小，從而具有較好的色彩還原性。播放方面應用主動式設備，根據3D數字技術特征，主要依靠色彩原理實現了對光的轉換，從而使左右眼畫面分開交替顯示。應用3D數字技術，對于動畫電影播放中的被動式設備，則主要依靠光學偏振片完成了對光的轉換。主動式設備由于轉換效果不徹底、重影嚴重、色彩飽和度差及轉換后畫面亮度太低而被市場逐步淘汰。在被動式設備中又分為兩類，機械偏振式和液晶偏振式。機械偏振式主要通過偏振調制器（主要材料偏振膜片）被伺服電機帶動高速旋轉來實現高幀率的左右眼畫面分離并交替顯示，從而達到3D轉換的目的。而液晶偏振式則是通過液晶分子對電壓趨向性的快速反應來實現3D轉換目的。3D數字技術的出現，提升了動畫電影后期創作水平[5]。

2.3優化動畫電影播放效果

在3D動畫電影的播放中，當顯示器在顯示左眼畫面時，右眼鏡片應該是全黑的，若是快門式眼鏡開關周期與顯示器刷新周期沒準同步，會導致漏鏡片的鬼影的出現，影響人們觀看3D電影的效果。故此，在3D動畫電影創作中，應用面向影院的3D轉換設備，強化對此問題的重視，不論是3D動畫電影的內傾角，還是平行光軸，以及外傾角，強化其3D動畫電影的播放效果，提高左右畫面的重合度，使人們觀看3D動畫電影時的視野更開闊。3D數字技術的應用，使觀眾能毫無阻礙地通向導演構思，通過3D技術，讓觀眾站在原地就可以看到更為廣闊的世界。動畫電影創作中，更加關注播放效果，故此，擬采用組合透鏡的方式對光程差進行調節，首先通過整個機械系統和光學系統，精確計算出兩路光的光程差，然后根據光程差設計組合透鏡的相關參數，但是通常由于機械系統的機械加工進度等誤差，這些微觀的誤差會在光學系統中做宏觀的表現，所以需要在設計完成后通過反復的實驗進一步確認。就如對于動畫電影《豚鼠特工隊》之中，不管是簡單模型的創作，還是對于動畫中豚鼠形象的創作，總是秉持人們的立體視覺體驗，結合3D數字技術，進行活動跟蹤，對指定地區舉行活動的跟蹤闡發，有效應用3D數字技術，并主動創建出主要的動畫幀，將3D數字技術得到的跟蹤結果，應用到動畫電影創作之中，用實體任務動作標記動畫人物的行動，使用計算機設計動畫人物行為，使得動畫電影的效果更加逼真。動畫電影創作中，應用3D技術，產生積極的影響。

2.4促使動畫電影創作向3D發展

基于3D數字技術的動畫電影，帶給人更多的新奇感，特別是在影院播放中，基于3D數字技術的支持，不僅提升動畫電影的逼真效果。同時震撼觀眾心靈，呈現出美麗且動人的畫面，給人的心理上產生巨大感觸，增加人們在視覺上的認知度。動畫電影創作中，也開始構建更具想象力的場景，動畫電影創作也開始走向3D技術方向。并且在動畫電影中可以應用3D數字轉換技術，將動畫電影虛擬在人的眼前，使人們產生更加真實的觀影體驗[6]。例如，對于動畫電影《大鬧天宮》，該片應用3D數字技術，不僅制造的動畫電影色彩濃重，動畫人物造型奇異，動畫的場面也是十分的雄偉壯麗，賦予動畫形象鮮明的人格特征，使得動畫電影的情節跌宕有致，將孫悟空這一中國式的神話英雄，生動地再現于銀幕；3D數字技術版的《大鬧天宮》，保留了中國傳統的藝術風格，同時節奏更加緊湊，并且配合3D數字效果，更是在片中設計了幾十個鏡頭，做出“沖出銀幕”的效果處理，突出地表現孫悟空機智樂觀、大膽反抗神權的無畏精神，不僅滿足觀眾立體觀影感，同時也喚起觀眾對中國傳統動畫作品的熱愛[7]。在動畫電影創作中，還需結合動畫電影播放效果考慮，因為當前3D技術在電影行業中已經廣泛應用，不僅在動畫電影播放中做出一定的改進，還采取先進技術，使得動畫電影的畫面更加精細，色彩也更加豐富，更能提高動畫電影制作水準，有效提升觀眾喜愛度，做出巨大技術上的提升，有效提高觀眾對動畫電影的觀影體驗。例如在動畫電影《怪物史瑞克》中，就采取3D數字技術，設計出其主要的故事人物形象，“怪物”史瑞克不僅是可愛的綠色怪物，同時也是極富正義感的故事人物，他在動畫電影中的神態、動作、語言以及周圍的場景，美化動畫電影的影院播放水平，使人們可以接受這樣的動畫形象，通過3D數字轉換播放設備，使史瑞克更加真實。

3.結束語

篇2

關鍵詞：3D;PAL;亮色分離；三維處理

中圖分類號：TN401文獻標識碼：B

文章編號：1004-373X(2008)08-007-02オ

New3D Y/C Separation Circuit Based on PAL

LI Yanzhuo,GUO Binlin

(Insitute of CAD,Hangzhou Dianzi University,Hangzhou,310018,China)オ

Abstract：The rapid development of VLSI technology and mutidimentional digital signal processing makes it possible to process TV signals in threedimention.Because in current,3D Y/C separation circuit needs too many memorys,this paper proposes a 3D Y/C separation circuit.It can be realized with a minimum frame structure.Through many experiments,the 3D Y/C separation circuit can successfully separate Y/C without the deterioration of highfrequency in luminance signals.

Keywords：3D;PAL;Y/Cseparation;threedimention processing

近年來，高清晰度電視(HDTV)、增強清晰度電視(EDTV)和改進清晰度電視(IDTV)受到了越來越多的關注，高質量的亮色分離就成為研究的重要課題[1]。大規模集成電路的發展和多維數字信號處理理論與技術的發展使得對電視信號進行三維處理成為可能，但現有的3D亮/色分離電路需要存儲器太多，該論文針對這一缺點提出一種新型的亮色分離電路，他用一種最小化的幀存儲結構實現，根據大量實驗結果證實這種電路是可行的和有效的，他能夠很好地把亮度信號和色度信號分離，并且沒有亮度信號高頻分量的損失。

1 2D亮色分離電路

2D亮色分離電路利用行與行之間的相位關系，通過一個垂直帶通濾波器限制色度信號。他需要行存儲器實現，但他不能消除串色、串亮以及色串色的干擾，也降低了圖像的清晰度[2]。

2 3D亮色分離電路

3D亮色分離電路包括1個2D亮色分離濾波器，1個3D亮色分離幀梳狀濾波器和1個能在2個濾波器之間轉換的動態檢測電路。對靜止圖像，3D幀梳狀濾波器能夠很好地把亮度信號和色度信號分離，也沒有亮度信號高頻分量的丟失。但對快速運動的圖像，就必須通過動態檢測電路轉換到2D亮色分離濾波器。對3D亮色分離電路來說，動態檢測電路是非常重要的一部分。

動態檢測電路由1個1幀檢波器和1個2幀檢波器組成。在NTSC制中，1幀檢波器是用來檢測當前幀和下一幀亮度信號低頻部分有什么不同，2幀檢波器用來檢測當前幀和下一幀色度信號與亮度信號有什么不同。PAL制和NTSC制類似，但在PAL制的動態檢測電路中，需要1個2幀檢波器和1個4幀檢波器。因為在NTSC制中，色度信號是在空間方向上每2行，時間方向上每2幀保持相位相同。而在PAL制中，色度信號在空間方向上每四行，時間方向上每4幀保持相位相同，因此，在NTSC制中，用來提取色度信號的幀梳狀濾波器需要通過一幀信號實現，在PAL制中則需要兩幀信號實現[35]。這就意味著3D亮色分離電路中PAL制中的存儲器的數量是NTSC制的2倍，存儲器的數量與動態檢測電路有關，因此需要設計一個新的動態檢測電路來降低PAL制中亮色分離電路需要的存儲器的數量。

3 動態檢測電路

在PAL制中，傳統的動態檢測電路是檢測兩幀不同信號的亮度信號的低頻部分和4幀不同信號的亮度信號和色度信號，所以如果不用4幀不同的信號就無法檢測到色度信號。換句話說，就是如果亮度信號相同色度信號不同，動態檢測電路就無法檢測。因此，如果用幀梳狀濾波器提取色度信號，色度信號就會漏入到亮度信號，在輸出端就會發生串色干擾。

為了避免這種情況發生和降低存儲器的數量，設計一個新的動態檢測電路，他是由傳統的動態檢測電路和新加的電路組成，新加的電路是一個帶通濾波器。新的動態檢測電路框圖如圖1所示。

經過大量實驗，可以看到新的動態檢測電路的效果。圖2是新的動態檢測電路和傳統的動態檢測電路相比較檢測結果，新的動態檢測電路消除串色干擾，也能降低存儲器數量。

4 結 語

通常的3D亮色分離電路都有其自身的缺陷，不能很好地分離亮度信號和色度信號，即不能消除串色干擾，并且需要的存儲器數量比較多，本文介紹的這種新的亮色分離電路使得傳統的PAL制的亮色分離電路的存儲器的數量降低一半，也可以很好的分離亮度信號和色度信號，消除串色干擾，達到預期的目的。

參 考 文 獻

［1］Toshiyuki Yoshida.Design and Implementation of Multidimensional YC Separation Filters for NTSC Signals［J］.IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology,1992,2(4):373374.

［2］高厚琴.楊盈昀.電視原理與接收技術［M］.北京：國防工業出版社，2002.

［3］Suzuki Y.NTSC/PAL/SECAM Digital Video Decoder with HighPrecision Resamplers［J］.IEEE Transactions on Consumer Electronics,2005,51(1):287290.

［4］Kuo C,Chen Y.New Method for the Implementation of an NTSC Digital Video Decoder［J］.IEE Transactions on Consumer Electronics,2002,48(2):265271.

篇3

關鍵詞：剪紙，動畫軟件

 

一 現代剪紙動畫中技術運用的介紹（3D）國際上動能強大的3D動畫軟件是3DMax和Maya，迪斯尼公司也用這些商用軟件制作出3D動畫大片《恐龍》，《海底總動員》等。若用它們制作剪紙動畫，需要在3D模型上獲得剪紙圖案的鏤空效果，目前只能靠3D美工手工指定圖案邊線上的每個線段位置，美工還 需要經常旋轉、放大(縮小)模型來觀察指定的圖案邊線是否合適，與其它鏤空的圖案呼應關系如何。如果發現鏤空的圖案形狀不合適，還需要重新指定邊線再鏤空，因而費工費時。我們請3D美工估計過，如果在3DMax和Maya中用上述手工方式鏤空一個中國門神的全身剪紙效果需要大約一周的時間。在系統工作方式動畫中可以看到是在3D模型上繪制剪紙圖案的，但這樣繪制出來的3D剪紙效果看起來計算機味道 太重，所以我們在制作動畫的時候有意將3D渲染成2D的剪紙效果，使其看起來更接近手工剪紙的藝術效果。但是這并不意味著3D剪紙沒有用，相反，從牛行走過程伴隨的頭部運動可以看出，由于透視的關系牛眼睛相對于頭外側輪廓的位置是變化的，這種變化若用手工剪紙需要剪出很多張不同的剪紙才能表現，而用3D模型我們只需要綁定骨架，然后通過骨架運動來驅動3D模型即可。這是用3D模型制作剪紙動畫可以提高效率的另一個重要原因。

二 在剪紙動畫中2D和3D間的完美結合國際上所流行的很多動畫作品同時運用了二維和三維兩種形式的混合，并且也得到了很好的效果，比如二維背景三維人物，或三維背景二維人物，還有一種純粹的三維制作人物和背景，在渲染時特意渲染成為二維的效果（卡通渲染），這樣的動畫技術已經非常的穩定：而在剪紙動畫中不但要控制好風格及形式上的吻合，更要讓三維效果和二維形式結合的恰當協調。

三 剪紙動畫中軟件的巧妙運用1 電腦模擬剪紙動畫中的紙張紋理為了使動畫作品中的風格更加個性化，很多作者使用了不同的模擬紙紋，這樣可以在藝術風格上標新立異，與眾不同。

改變紙紋效果的幾種方式方法。

（1 ）運用真實紙張制作紋理。

（2 ）運用油畫、水粉、中國畫顏料、石膏等制作特殊的肌理紋路。

（3） 使用電腦軟件如PAINTER、ARTRAGE模擬真實的紙張紋理效果。

制作方法

（1）用物理方法改變紙張的褶皺感。

（2）類似油畫肌理的制作。

（3）模擬油畫、水粉、石膏等制作出紙張的手繪效果。

2 剪紙片中的動畫在軟件中的實現在傳統的剪紙動畫中人物一般只表現正面，側面或半側面，相應地動作也被限制在一定的角度上表現，所以傳統的剪紙動畫表現力受到局限。由于人物是在三維空間中運動的，如果能在各個角度不受限制地表現人物的動作則比較理想。免費論文參考網。現開發的3D剪紙動畫系統就可以從各個角度觀看，因而可以充分挖掘出剪紙動畫的表現力。

系統工作方式動畫中可以看到是在3D模型上繪制剪紙圖案的，但這樣繪制出來的3D剪紙效果看起來計算機味道太重，所以在制作動畫的時候有意將3D渲染成2D的剪紙效果，使其看起來更接近手工剪紙的藝術效果。但是這并不意味著3D剪紙沒有用，相反，從牛行走過程伴隨的頭部運動可以看出，由于透視的關系牛眼睛相對于頭外側輪廓的位置是變化的，這種變化若用手工剪紙需要剪出很多張不同的剪紙才能表現，而用3D模型我們只需要綁定骨架，然后通過骨架運動來驅動3D模型即可。這是用3D模型制作剪紙動畫可以提高效率的另一個重要原因。

這套3D剪紙系統已經可以用來制作簡單的剪紙動畫。

題材包括人物、鳥獸、文字、器用、鱗介、花木、果菜、昆蟲、山水，建筑等，相應地都有一套裝飾紋，我們需要提取它們的特征，建立它們的參數化模型。

目前系統的工作方式是美工在3D模型上一個一個地交互安排剪紙圖案。為了進一步提高制作效率，打算研究不同類型物體上各種圖案的分布規律，然后按照這些規律在3D模型上自動安排圖案的位置。流水、紋波，云霧、火焰等是我們生活環境的一部分，因此在動畫中要表現它們。這類物體是運動的。免費論文參考網。對于剪紙風格特效需要的云紋，水紋，火紋，也需要提取它們的靜態結構和動態結構，并依此建立它們的模型進一步生成流水，紋波，云霧、火焰等效果。此外還要添加修改錯誤的編輯功能，系統界面設計等。

四 運用三維軟件模擬剪紙效果1軟件介紹軟件名稱：SoftImagexsi

Softimage是由加拿大國家電影理事會制片人Daniel Langlois于1986年創建的，致力于一套由藝術家自己開發設計的三維動畫系統。其基本內容就是如何在業內創建視覺特效，并產生一批新的視覺效果藝術家和動畫師。Langlois想要創作動畫電影，但是對現有的技術很不滿意。正是由于這些不足，他決定使用電腦科技。從此，他開始創建了這個能夠適應電影制作者和藝術家的工具。從創立起，Softimage就非常關注客戶－－數字內容的創建者－－Softimage的客戶在全球范圍內已經超過12,000多個，它們大多是世界上極富靈感和創造力的藝術家。大的客戶，如ILM（工業光魔）、Digital Domin、Sega（世嘉）、Nintendo（任天堂）、Sony（索尼）等。免費論文參考網。 這些合作伙伴使用Softimage完成了數百部優秀的電影和游戲，電影如：侏羅紀公園、泰坦尼克號、黑客帝國、黑衣戰警、星球大戰、幽靈的威脅、克隆人進攻、角斗士等等。游戲如：超級馬力64、鐵拳、VirtuaFighter、Wave Race,NBA Live等等。此外，還有成千上萬的商業、團體及學生作品。

2軟件實現

技術的發展會給藝術創作提供新的發展空間，剪紙動畫也應順應了這一歷史的發展規律，在計算機技術發展的帶動下進行著技術性變革。傳統的剪紙動畫制作模式就是在剪紙藝術與皮影藝術的基礎上設計角色與場景造型，然后在運用動畫運動規律的基礎上進行拍攝.該制作類型多局限于平面上的表現。

伴隨計算機的普遍應用，眾多動畫制作軟件在逐漸被計算機用戶所熟知并進行實驗與創作。其中在網絡傳播中盛行的FLASH動畫以其獨特的風格魅力吸引著眾多愛好者，仔細研究FLASH動畫的制作過程，它的很多制作原理與中國剪紙動畫有相似之處。首先看剪紙動畫的制作工藝，它在制作之前要制作角色的很多部件，包括角色的3/4側面、正側，還要制作其等比例的多套大小不同的角色設計，然后在逐格將動作擺出來進行拍攝;FLASH動畫也是將設計好的角色各部件存儲到庫中，然后在舞臺中擺出角色動作并進行設置關鍵幀，這與剪紙動畫相比省去了拍攝這道工序，直接生成并檢查效果，并可以進行及時的修改。如果將FLASH動畫制作運用到剪紙動畫的制作中，將大大節省成本。此外在畫面風格上也有很多相似之處，這就保證其藝術性風格，運用FLASH軟件可以使中國剪紙動畫高成本投入的狀況得到改觀。對剪紙動畫的批量生產提供了技術上的改進。

此外，由浙江大學CAD&CG國家重點實驗室于金輝教授自主研發三維剪紙動畫系統的問世將給國內動畫界提供一個高效制作剪紙動畫的工具，一改我國手工制作剪紙動畫的現狀，將大大提高了動畫制作效率.該系統就是在三維模型上繪制剪紙圖案，然后將三維模型綁定骨骼運用動力學驅動模型形成動畫，最后渲染成二維或三維剪紙效果。該系統中問世后將功能將更加完善，屆時將內含各種題材的剪紙造型的參數模型，以及一些剪紙風格特效.這將是我國剪紙動畫制作上的一次嘗試，這將有可能會促進我國剪紙動畫的發展。科技發展的今天，出現了各式各樣的動畫作品，三維動畫雖然是主流，但是仍然有很多的具有中國民間傳統藝術特色與形式的優秀作品，本章著重介紹了運用軟件來完成的剪紙動畫，使用新興科技來制作，極大的提高了制作的速度，并且減少了大量的成本，而最終也達到了非常不錯的效果。所以，運用新軟件結合其動畫作品的本體特色是一個未來發展的趨勢。

篇4

Abstract： According to the requirement of 3D management automation up-down and parallel transferring garage， this paper designed a kind of 3D garage monitoring system based on Kingview software. According to the 3D garage control requirements， introduced the structure of the monitoring system， specifically introduced the method of design and realization steps of using Kingview software development 3D up-down and translation stereo garage control system.

關鍵詞： 立體車庫；組態王；監控系統

Key words： 3D garage；SCADA；monitor system

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）30-0189-03

0 引言

隨著我國經濟水平的提升，我們逐漸進入數字化和信息化城市，城市化進程發展效果明顯，人民的收入水平也大大提高，所以很多人民在滿足生活的水平下，就會購買汽車，因此汽車大量進入家庭。但是隨之而來的問題就多了，其中最難解決的就是停車難的問題，這個問題成為現在困擾人們的一個社會問題。未來5年，從潛在的需求角度來講，中國將成為世界上最大的立體車庫需求市場，這就需要興建立體車庫。而立體車庫的興建，也能解決當前的問題，既能緩解城市停車難的矛盾，也能減少停車場因為占用土地面積產生的問題。

3D升降橫移式立體車庫監控系統作為系統運行、實時分析車庫數據、實時監控車庫運行狀況的手段，是立體車庫控制系統設計的重要組成部分之一。3D升降橫移式立體車庫控制系統采用IPC與PLC配合，就實現對現場設備的監控。現場器件與PLC直接相連，這樣PLC就會接收光電開關、行程開關等器件反饋的實時信息，還可以根據IPC預先設定的指令來完成現成操作；IPC操作系統選用的是Windows XP并在IPC中安裝（KingView）組態王軟件作為監控軟件平臺，實時、動態地顯示現場設備運行狀態。前臺軟件的主要軟件系統是對用戶的操作系統的反應進行監控管理；后臺軟件是根據采集到的數據的性質，對其進行分類，然后分批進行處理[1]。從而實現IPC對整個立體車庫控制系統的控制與管理，實現全自動化的控制水平[2]。

1 3D升降橫移式立體車庫的原理

立體車庫的發展，在一定程度上大大緩解了停車難的問題。為了建筑物所處的位置以及不同方向的擴展，就需要以下形式來發展：升降橫移式、垂直循環式、簡易升降式、垂直升降式、平面移動式、巷道堆垛式等[3]。

其中升降橫移式立體車庫采用以載車板升降或橫移存取車輛的機械式停車設備叫升降橫移機械式停車庫，一般為準無人方式[4]。升降橫移式立體車庫采用模塊化設計，車位數從幾個到上百個均可，能利用多種場地條件，運用多種組合方式，有效利用場地有限空間[4-5]。

改進后的立體車庫為3D升降橫移式的立體車庫，如圖1所示。3D升降橫移式立體車庫運行原理在于內層車輛只能升降進退、外層車輛只能升降橫移，存取車輛時利用托盤的移動產生垂直和水平的通道，實現后層車輛和高層車輛的存取，全部邏輯過程均由PLC進行控制。該類立體車庫要留一列作為空車位，供車輛進出的升降平移使用。

該種車庫為X×Y×Z三維矩陣形式，可以設計為多層，多列，多縱。其中，X為三維矩陣的列，及車庫的列數；Y為三維矩陣的行，及車庫的層數；Z為三位矩陣的縱，及車庫的縱數。Z為汽車進出方向。

我們以3×2×2為例，可以停放的車輛數為10輛。這樣便更合理的利用了空間。

2 3D升降橫移式立體車庫監控系統結構

3D升降橫移式立體車庫監控系統采用“總站+分站+PLC+現場操作機構（按鈕、行程開關、接觸器、電動機等）”的典型結構，我們在分站中安裝了KingView組態軟件形成一個分站系統，通過這個分站系統來監控PLC的運行情況，并和PLC進行實時數據交換；利用分站系統來控制立體車庫的車輛存取。3D升降橫移式立體車庫采用了多個車庫，便用多個分站系統來分別控制。多個分站系統利用以太網將數據傳輸到總站中，實現數據的傳遞與交換[6]。見圖2。

該控制系統采用計算機控制系統來控制車輛的存取。

3 立體車庫監控系統的設計及運行調試

本系統選用的監控軟件為北京亞控公司的組態王6.53。在上位機中運行組態軟件，用于采集PLC的實時數據，同時提供給操作人員，方便監控與管理[7]。

3.1 通信設置 組態王可以通過編程電纜同多臺PLC連接，由圖2控制系統結構圖可知，在住宅小區停車場模擬監控系統中，我們采用一臺上位機控制一臺PLC，所以在組態王分站與PLC的連接上，我們用串行口直接進行連接；而每個組態王分站之間通過以太網與系統總站相連接。

要實現組態王與PLC之間的通信，我們首先要通過設備配置向導定義一個串口類設備，我們選擇與PLC相應的連接口，再按照向導完成設置。如圖3所示。

當我們定義好一個串口設備后，我們還需要對定義好的串口設備進行參數設置，在這里以組態王與三菱FX2N系列PLC通信為例。組態王通訊參數的設置要與三菱FX2N系列PLC的參數設置保持一致。用RS232連接組態王與三菱FX2N系列PLC的情況下，要求PLC的波特率為9600bps，數據位長度為7，停止位長度為1，奇偶校驗位為偶校驗。如圖4所示。圖4為設置好的通訊參數。

3.2 建立變量庫 我們為了通過屏幕用動畫的方式來監控現場的生產狀況，就需要啟動組態王運行，而數據庫是組態王核心的部分，而數據庫是連接上位機和下位機的橋梁，能讓工作人員的控制指令迅速送到生產現場[8]。

在整個系統中，主要使用除了電器、行程開關、光電開關以及一些按鈕等外部設備，這些外部設備的數據主要通過通信線纜就傳輸到組態王系統中了，同時組態王系統通過這些向外部發送指令，所以這些外部設備的變量定義為I/O離散型變量。汽車及其托盤的移動不與外部交換數據，定義為內存實型變量。表1為本系統中組態王數據詞典中定義的部分變量。

3.3 組態監控界面設計與編程 考慮到3D升降橫移式立體車庫監控系統的實際功能，設計了系統登錄界面、監控主界面、報警界面，其中3D升降橫移式立體車庫主界面如圖5所示。

監控界面主要包括狀態顯示區和動作仿真區兩個部分，狀態顯示區包括立體車庫工作模式選擇按鈕（全自動、半自動、存車、取車按鈕）、車位選擇按鈕、及返回登錄界面按鈕組成。動作仿真區可以直觀的顯示整個立體車庫存車或取車的工作流程。

完成整個監控界面的繪制后，我們需要進行動畫連接。比如進行汽車的移動以及托盤的移動。這些動畫效果都通過動畫連接中的水平移動連接或者垂直移動連接來實現。汽車水平移動連接如圖6所示。

完成監控畫面中所有控件的動畫連接后，還需要對系統進行命令語言的編寫。在組態中，要讓所設計出來的畫面能夠按照我們的語氣方式動作來發展，這就離不開命令語言的編寫。命令語言可以通過命令，實現汽車、托盤的移動，界面的調用，系統的登陸與退出等。我們可以打開組態工程瀏覽器中的“應用程序命令語言”對話框，設置程序掃描周期，同時在“運行時”車庫相對位置移動的命令語言：

if（＼＼本站點＼車位1前限位==0 &&＼＼本站點＼車位4下限位==1）

{

＼＼本站點＼車位7前進_Y=＼＼本站點＼車位7前進_Y+10；

＼＼本站點＼托盤7前進_Y=＼＼本站點＼托盤7前進_Y+10；

if（＼＼本站點＼托盤7前進_Y>=460）

{

＼＼本站點＼車位4下限位=0；

＼＼本站點＼光電開關7=1；

＼＼本站點＼光電開關4=0；

}

}

3.4 調試運行 程序檢查無誤以及組態軟件與PLC通信成功后，將編寫好的PLC程序下載到PLC主機中，然后在上位機中打開組態王軟件，并打開制作好的監控界面，切換到運行狀態，輸入登錄名和登錄密碼，即可進入監控界面。觀察監控界面與實際運行環境是否同步，如果出現錯誤，可返回開發界面，進行微調，直至運行正常為止[9]。

4 總結

3D升降橫移式立體車庫監控系統采用組態王6.53組態軟件設計，實現了對立體車庫工作情況的實時監控與管理，人機界面良好，可以保證系統正常運行。

參考文獻：

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[7]劉力.組態王軟件在交通燈控制系統中的應用[J].裝備制造技術，2012（4）.

篇5

關鍵詞：日式動畫風格；非真實感渲染；賽璐珞著色法

一、概述

由于傳統的手工上色耗費大量的時間以及成本，數字化的無紙動畫上色也僅僅是將制作過程變成手工計算機上色，仍然需要耗費大量的人工時間以及成本。對于這種情況我們希望能夠出現一種技術可以減少這種勞動密集型的上色修型作業，提高效率，同時進一步改善并統一動畫圖形品質，減少項目的運作風險。

文介紹了一種卡通動畫渲染技術，使得上色過程自動化，如圖1左邊我們對角色進行數字化建模的過程，運用我們的算法使得三維角色擁有和二維角色近乎一樣的視覺特征。

圖1：從我們使用數字動畫軟件對二維角色進行數字模型化，我們運用抽象的渲染風格技術進行渲染，會讓人聯想到是卡通手繪的角色

在該技術研究中我們采用較為成熟的日式卡通風格，來作為衡量我們技術實用性，通過我們制定shader以及數字模型來生成日式卡通二維效果，同時我們還可以訪問以及修改shader的參數，例如顏色，高光特性，對比關系，等參數控制最終的渲染結果。同時我們改進相關的流程使得流程高效易用，并能很好的適用于實際的商業動畫項目中。

二、相關工作

1.建立角色模型。

我們通過建立三維幾何體描述需要生成圖形的造型形象。對我們來說具體使用哪一種建模方法并不重要，因為渲染算法本身是通用的，運用不同的算法我們可以計算真實感圖形以及非真實感圖形的計算。我們知道我們一般所制作的數字模型都是依據真實的光照標準來制作的。這種數學模型稱為光照模型，這種模型可以用描述物體表面光強度的物理公式推導出來。給予計算機生成的圖形最基本的真實性。但是三維數字卡通形象都是以非真實效果存在的，這就需要我們按照卡通渲染算法對光照模型的進行適當修改，已滿足最終渲染效果的需要。所謂卡通渲染的基本元素，就是“輪廓線和較統一的著色”。依據卡通圖形的基本特征我們將從著色以和勾線這兩方面來解決問題。

2.著色處理

給三維角色著色處理，需要我們考慮兩個方面。一個是物體本身的顏色紋理，二是環境光照情況。而且對于日式卡通渲染圖形來說，重點是在顏色光與影的變化，對紋理的要求比較少見。因此，對于我們卡通角色著色的討論主要集在光照顏色和陰影顏色上。通常情況，當光線照在物體上的時候，物體的顏色會依據光照強度的衰減出現平滑的明暗變化，這會讓物體看起來更為真實，而我們卡通渲染則需要離散這種光照，使得光與影能夠明顯的區分出來，且參數可以隨意控制光和影的色值，簡單的做法就是給光照強度限制范圍 也就是我們常說的非線性光照（如圖3 B），非線性光照是卡通渲染的重要特征。

圖3

非線性光照使圖像區別于真實感圖像所存在平滑過渡效果，這會讓我們很容易想到的一種解決方法是直接采用紋理貼圖，但是這種靜紋理貼圖局限性比較多，如不能夠根據光照變化而產生變化，在很多地方會限制效果的發揮，大部分時候需要光影動態計算方式，使得整體畫面視覺效果統一。

3.勾線

運用3D技術來為三維角色生成理想的輪廓線，是我們研究的重點，基本的要求是用黑色像素沿著物體的輪廓和邊緣進行填色 當視角點改變時，輪廓線也跟隨改變正確的渲染和計算。

下面是我提出的模擬手繪渲染邊線的解決辦法。

轉貼于

我們處理的思路是：采用取樣像素級法線信息，將顏色信息和法線信息分別輸出到兩個渲染目標紋理。再獲得了法線和顏色的渲染目標紋理后，利用這2個紋理做處理：判斷臨近的像素的法線的方向是否差別很多，如果很大，就是具有輪廓的地方，用黑色填充，否則作為顏色處理，對于顏色信息，就是正常渲染模型，法線信息就是計算三維物體在攝像機下空間坐標XYZ，并使用三元屬性RGB顏色值表示，由于法線信息是三元浮點信息，而圖形渲染格式則可擁有4個通道，所以多出來的一個通道可以記錄其他信息，如模型id號，根據id號不一致情況 這樣可以檢測是否處是外輪廓。

等然后在這個物體上進行輪廓描邊，渲染出較為理想的輪廓線。用這種方法渲染的最終效果是只有邊線的模型圖，獨立的渲染邊緣線好處就是可以獨立的處理這些邊緣線效果，我們可以按照自己預期的藝術效果，對渲染出的輪廓線進行手工二次修改或修正。

運用這種方法的優點在于：一是運用計算機批量生成動畫線稿的基礎上進行修改，這比用傳統手繪動畫的方法效率高得多，不需要太多的勾線人員，省時省力，節約成本和大量的制作時間；二是與全3D動畫相比，技術要求門檻比較低，即使在渲染中出現錯誤也可以快速修正過來。三是這種方法易于修改 可以更具需求制作如水墨線， 水彩 ，油畫等勾邊效果。

4.其他處理。

所研究的這種渲染方法還可以做進一步延伸：通過限制制作normal map貼圖來提升角色細節，使得模型面數大大降低，

通過用最少的點、線、面建模提高運行效率。渲染出明確、清晰的輪廓線和陰影線，以便于進行2D 手繪填色，或對邊緣輪廓線添加手繪貼圖材質，直接渲染出有手繪效果的線條。與手繪相比，由渲染貼圖生成的線條或用繪圖板在圖形軟件中繪制的線條缺少了個性化的特點。運用后期來處理來勾線提藝術家自由發揮的空間。

三、結論

我們已提出了二維風格渲染方法，這些都源運用不同的算法控制技術，使得模型能夠產生色彩邊界，強調形狀以及邊界，使得能夠表現各類非真實效果 。 我們通過這種方法模擬，使用程序化的三維渲染技術與傳統手工動畫角色視覺表現幾乎一致，與傳統手繪角色同樣具有表現力。我們的方法的主要優點是：該技術易于使用并可很好的整合在動畫制作流程當中，成本相對于傳統動畫方法低廉很多，即使剛成立的小型動畫工作室也可以利用這種方法快速的制作出高品質二維動畫出來。運用這種方法和技術，充分利用計算機的資源，減少勞動密集型的傳統動畫作業方式，提升效率降低動畫項目的風險和運營成本。雖然該技術仍然還有一定的局限性，需要制作人員針對不同鏡頭和不同情況做細致的參數調整，雖然這些參數需要被手動設定，但也意味著為制作人員提供了更多的控制。盡管有些限制，我們的方法和流程會產生人信服程二維卡通角色。

本課題系南昌大學科學技術學院科研立項項目。

參考文獻

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[2] Kelly Dempski ，Advanced Lighting and Materials with Shaders [j].

篇6

[論文摘要]虛擬現實技術是一種多維度模擬仿真的計算機技術，在以多媒體技術為主要技術手段的現代展示藝術中，虛擬現實技術的運用給其帶來了一種“身臨其境”的表現手法。本文通過分析虛擬現實的技術應用與藝術表現力，凸顯此技術在現代展示藝術中的優越性，虛擬現實將成為現代展示藝術的新的發展方向。

一、 現代展示藝術的發展概況

現代展示藝術是以科學技術和藝術為設計手段，并利用傳統的或現代的媒體對展示環境進行系統的策劃、創意、設計及實施的過程。隨著社會不斷發展，現代展示藝術在經濟與文化中的地位也越來越重要，它不僅僅是單純的產品宣傳推銷的窗口，同時還是國家或地區綜合經濟與文化的宣傳窗口。它在當今社會領域和信息領域、商業領域中充當著其他行業或媒體不可替代的角色。

在現代展示藝術中，早已不再只是單純依靠展板或展柜這種純靜態的展示方式，而是運用了大量的多媒體技術，表現出一種動態的、交互的展示方式。觀眾不但可以多維度的觀看展品，還可以對展品進行操作，與展品產生互動，讓觀眾更加直接的了解產品的功能和特點。這種以多媒體技術為平臺的現代展示技術手段多種多樣，這些技術是隨著計算機技術的發展而不斷豐富的。近年來，虛擬現實技術的興起，使現代展示藝術又有了新的創作手法，虛擬現實技術所帶來的全新仿真交互體驗將成為現代展示藝術新的發展方向。

二、現代展示藝術中的虛擬現實技術平臺

虛擬現實(Virtual Reality)，簡稱VR，是利用計算機模擬生成虛擬空間，提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的仿真模擬，讓使用者如同身臨其境一般，可以實時的地觀察空間內的事物，并產生各種交互行為。虛擬現實集成了計算機圖形技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、立體顯示技術等技術，是一項綜合的集成技術。它所具有的沉浸性(immersion)、交互性(interaction)和構想性 (imagination)，使人們能沉浸其中，形成具有交互功能的多維化的信息環境。現如今虛擬現實技術已經運用在軍事、航天、醫療、教育、娛樂、文化藝術等諸多領域，在現代展示藝術中，虛擬現實技術才剛剛開始被使用。

虛擬現實技術主要是由硬件與軟件兩大塊技術組成，這兩塊技術是相輔相成、互相關聯的。在現代展示藝術中，根據展示的特性，通常將其分為四種主要技術，即全景圖像技術、三維顯示技術、立體聲效技術和交互技術。

1．全景圖像技術

全景圖像技術是目前迅速發展并逐步流行的一種新的視覺藝術 ，它是一種基于圖像處理的全景攝影技術，它是把相機環繞四周進行360。拍攝的一組照片或利用魚眼鏡頭所拍攝的全方位照片拼接成一個全景圖像，通過計算機技術實現全方位互動式觀看的真實場景還原展示方式雖然全景圖像技術從嚴格意義上來說并不是三維技術，也并不算是完全的虛擬現實技術，但它畢競能給人帶來一種真實的現場感和交互感受，所以它也常被稱之為是一種準虛擬現實技術。由于全景圖像技術相對較為簡單，實現成本也相對較低，因此大量運用于許多場景展示中。

2．三維顯示技術

立體三維顯示的臨場感是使人具有“身臨其境”逼真感之根本，也是虛擬現實的核心技術之一。為了要逼真地模擬視覺功能，在很大程度上是依賴于三維顯示技術的圖像處理及理解能力。這種三維顯示技術，一種是在軟件三維制作基礎上的基于平面顯示器的三維圖像，一種是基于硬件技術在空間中所展現出來的三維圖像。第一種技術實質就是軟件技術，即運用3dsmax、Maya等三維建模軟件制作出三維圖像，而顯示硬件平臺仍為平面顯示器，是一種平面視覺上的三維顯示 ；第二種技術則是硬件技術，如多通道投影、空氣成像技術等。多通道投影技術，可以實現環幕影像的放映，再如立體眼鏡可以增強影像的立體感，而空氣成像技術則是近年來才研制出的相對高端的硬件技術，它可以實現在空氣中呈現立體影像，并具備觸控感應交互性。

3．立體聲效技術

為了追求虛擬現實的逼真程度，聲效的制作是至關重要的一個環節。而虛擬現實的聲效不僅僅是普通的立體聲，而是比立體聲更為復雜3D聲音技術，它是通過人頭錄音技術實現的，是一種在虛擬現實環境中高度逼真的模擬真實世界中聲音的各種物理特征的技術。3D聲音可以使虛擬環境的用戶分辨出其遠近，并判斷出音源所在的位置。在虛擬的三維空間中3D聲音可以在3D模型的表面發生反射，遇到障礙物還會被遮擋，模擬現實中聲音的各種特性 。

4．交互技術

現代展示藝術所追求的不再是單方面的視聽展示而更多地注重互動性，因此虛擬現實技術中交互設計就顯得尤為重要，這也是它最吸引人的地方。目前，交互技術主要有空間定位的交互，環境變化的交互以及三維行為的交互這三種交互方式。如果說建模與貼圖給虛擬現實作品創造了世界和角色形象，那么交互技術的運用就是給世界增加了生氣與靈魂。

三、虛擬現實技術在現代展示藝術中的應用現狀

虛擬現實技術的不斷成熟使得現代展示藝術也從中找到新的突破口，逐漸開始在展示中運用虛擬現實技術它所帶來的沉浸性、交互性與構想性給現代展示藝術注入了新鮮的血液。

1．產品展示

在現代展示藝術中，虛擬現實技術最早被應用于產品展示。在信息時代的今天，商業產品的銷售與服務都逐漸走向數字化，數字媒介高效而又經濟的信息傳播特點提高了產品的競爭力。而隨著計算機硬件的發展，計算機的3D運算能力不斷提升，二維圖片的展示方式逐漸向三維虛擬現實發展。產品的展示通過三維的方式能全方位的展現產品的外觀，同時也可通過交互功能來實時體驗操作演示產品的各項功能，使顧客通過對之進行的觀察與操作能夠對產品有更加全面的了解和認識，并有助于加深對產品特色的印象，從而吸引消費者的購買欲望。目前許多知名的企業都開始運用了虛擬現實技術來展示其商品。例如上海汽車工業總公司旗下的榮威(Roewe)品牌，在其官方網站上就采用了虛擬現實技術來展示榮威轎車。通過其展示界面，用戶可以拖動鼠標進行任意角度的觀看轎車外形，同時也可以進入轎車內部，觀察內飾，這樣的展示方式比傳統的圖片方式更具真實感，同時也增強了產品展示效果。

2．建筑展示

傳統的建筑展示 ，如商業領域的房地產展示以及文化領域的歷史建筑的展示往往都以等比例縮小的實體模型的方式展現，這樣的方式雖然也能夠多角度的展示建筑 ，但由于是等比例縮小的模型，觀察者無法真正感受到建筑的體量大小，更無法體會到建筑融入現實環境后的感覺。通過虛擬現實技術來展示建筑，可以使觀察者像現實一樣漫步于建筑環境中，是一種身臨其境的真切感受。這種虛擬現實的小區規劃以及樣板房的展現形式已經在我國北京、上海、廣州等大城市逐漸熱門起來。同時，虛擬現實技術運用于文化遺產領域的景觀建筑，并借助于網絡的傳播，可以使遠在千里之外的游客可以足不出戶即可游覽名勝古跡，使其文化可以得到更快更好的傳播。目前，一些著名的文化景點如，故宮、敦煌、明孝陵等都已做了這樣的虛擬現實系統。其中南京的明孝陵則運用了網絡虛擬現實技術實現了網絡化展示，并建立了虛擬明孝陵網站，游客不僅可以自由的游覽三維的明孝陵景點場景，還可以進行實時的文字對話交流。

3．環境模擬

虛擬現實技術不僅可以對具體的物體進行仿真模擬 還可以對環境進行多維度的虛擬仿真，可以實現視覺、聽 覺、觸覺等多種感知的模擬。例如通過3D立體眼鏡、3D頭盔、多通道投影等實現多角度全方位的三維視覺模擬 通過人頭錄音技術展現具有更加真實感的3D聲音；通過數據手套可以實現隔空取物等。這種對環境模擬的虛擬現實技術已經在很多展覽館中得到應用。上海科技館內的全息音響就是一個虛擬現實的三維聲音試聽體驗，游客進入一 間封閉的房間內，四周通過古老的裝飾渲染古屋的氣氛游客帶上耳機，屋內燈光熄滅，耳機內傳來具有位置感很強的立體聲音，讓人僅僅聽到聲音就仿佛置身于環境之中。

四、虛擬現實技術在現代展示藝術中的藝術性表現

虛擬現實藝術是典型的科技與藝術結合的產物，是 一種新媒體藝術形式。在很多人的認識中，藝術是人的感知與表達，科學是人的理性與探泰 如果將藝術視為人類永恒的精神家園，那么科學則是建立在經驗與邏輯上的極端晦澀的理論，那么這樣一來，科學與藝術往往會顯得“格格不入”。但事實上，藝術家正積極的嘗試將各種科技手段應用于藝術的創作而許多科學家也希望借助高技術手段實現著精彩的創意 ，跨入藝術家的行列。“每一種藝術形式的產生必然會經歷一個由實用到審美，以勞動為前提的發展過程，這似乎是每一種藝術形式的必由之路”。虛擬現實藝術亦是如此，從最初的在軍事航天醫療等領域的應用到現在越來越廣泛應用范圍，隨著虛擬現實技術的不斷發展，也逐漸開始利用此技術探索新的藝術手段。現代展示藝術中，虛擬現實技術的出現給予了設計者新的創意空間，從而給藝術領域帶來了新的表現手法。

虛擬現實技術所表現出的藝術性首先存在于數字影像的虛擬性、非物質性。由于數字影像是一種真正的非物質化的圖像，它并不是客觀存在，也不是用物質顏料表現的想象性現實，而是一種真正屬于電子視覺質感的影像。但同時這種數字影像又在模擬現實物質環境，甚至是超越現實的構建新物質新環境，這種亦幻亦真、現實與虛擬的糾纏常常引發人們無限的思考，這種源于現實，又超越現實的表現，本身就已經成為了一種藝術。同時 ，與傳統的平面多媒體展示相比，虛擬現實的數字影像從視覺上是一種三維立體的展示，是可以多角度的、非線性的呈現虛擬物體或虛擬環境。其次，通過基于虛擬現實技術的聲、光、電技術在現代展示藝術中的應用，與傳統的聲、光、電技術所表現出的純粹電子視覺不同，虛擬現實的聲、光、電技術更加注重物理真實、感官真實性，同時通過立體顯示技術呈現出更為讓人沉浸其中的逼真三維視覺效果。真實世界的光影聲效是復雜的，但并不完美，而通過虛擬現實技術，在其模擬真實性的基礎上對整體的色彩對比與光影層次上進行和諧統一，加強氣氛的渲染和情感的傳達，以達到超越現實的完美程度，增加其藝術性。再次，虛擬現實技術所帶來的沉浸式交互的特性也給現代展示藝術帶來了新的魅力。在虛擬的物品或空間里，用戶可以實時的、非線性的進行人機交互，控制虛擬的物品，或在虛擬空間內自由活動。這種虛擬交互 ，最基本的方式是通過鼠標或鍵盤的操作，對三維物體或場景進行多角度瀏覽觀察，并實現對物體的控制以及虛擬角色的行為控制。這種交互方式就類似于如今的3D游戲一樣，充滿互動趣味性。而更高級的交互則是利用數據手套、多點觸摸屏等傳感硬件設備來實現更加具有沉浸感的交互體驗。這種交互是讓人利用更加自然的行為來實現人機虛擬交互，使其降低人機交互那種純粹模擬感，而變得更加真實，更為身臨其境。

由此我們不難看出，虛擬現實技術的沉浸性、交互性與構想性在現代展示藝術中有著其特有的優勢與魅力，它的這些特性所帶來的全方位多維度的自由化的交互體驗使得觀眾可以從一個傳統藝術的受眾者一躍成為藝術的參與者，而逼真的三維場景與視聽效果使觀眾沉浸其中，在這種積極的狀態下與所展示的作品進行能動的交流，從而可以分解或接受或改變作品原先的觀念。

五 現代展示藝術的虛擬現實化發展展望

虛擬現實技術對于目前科學技術發展來說還是一項較為新興的技術，屬于數字技術的一個分支，而此技術在現代展示藝術中的應用才剛剛起步，就 已經體現出其明顯的優勢和魅力。它所帶來的不僅僅是展示藝術視覺效果上的革命，更帶來了與眾不同的全新交互體驗。首先就是它的真實感，這種真實感是除實體仿真模型以外任何一種展示手段所不具備的，是基于計算機技術來實現對現實的虛擬仿真以及對現實中所沒有的事物進行虛構。其次就是它的自然屬性的交互，這種交互不僅僅是傳統多媒體展示手段中的電腦的鼠標鍵盤或觸摸屏的交互操作，而是利用人的自然行為屙眭，即現實生活中的行為習慣來與虛擬現實環境進行交互，這種交互拉近了觀眾與展示作品間的距離，甚至是一種零距離的交互。

由此可見，虛擬現實化的現代展示藝術作為科技與藝術的嶄新結合點，擁有以前任何一個時代都無法比擬的創造性、想象性和身臨其境之感，更為合理的協調了人機之間、人與人之間的交互關系，開拓了現代展示藝術領域中的一個新的發展方向，其沉浸性、交互性和構想性的特點也給展示藝術帶來了新的創作方式和藝術語言。隨著虛擬現實技術的不斷發展，其在現代展示藝術中的應用也會更加廣泛。

參考文獻

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[5]李喻軍．現代展示藝術設計[M]． 湖南科學技術出版社2002．

篇7

【關鍵詞】創客教育；體系；創客空間；課程；項目

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2016）07-0060-04

“創客”一詞起源于“Maker”，指的是那些基于興趣與愛好，努力把創意轉變為現實的一類人。2015年9月，教育部辦公廳的《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》，提到“有效利用信息技術推進‘眾創空間’建設，探索STEAM教育、創客教育等新教育模式”。“創客教育”從廣義上來講，是指以培育社會大眾的創客精神為導向的教育形態；從狹義上來說，是一種以培養學習者，特別是青少年學習者的創客素養為導向的教育模式[1]。

創客教育是為了培養學習者提出、研究、解決問題的能力，它提倡學生主動探索、批判思考、動手實踐，這也是創客精神所在。創客運動推動了教育理念的變革，越來越多的教育者開始關注到創客教育，并力圖把創客教育引入學校。我們認為，搭建系統的創客教育體系包括四個層次：創客空間、創客軟硬件、創客課程和創客項目。

創客空間：搭建平臺

創客空間是一個向人們提供材料、工具的開放場所，它具有加工、制造、合作交流等功能。不同年齡、不同工作領域的創客在創客空間里共享資源、交流學習、互幫互助、共同完成創造。目前，創客空間分為三種類型：市場化的創客空間、公益機構主導的創客空間、教育機構主導的創客空間，如表1所示。

美國Westport圖書館屬于公益機構主導的創客空間。公眾可以在該圖書館內查找所需資料和書籍、參觀展覽，還可以利用該創客空間合作交流，開展創客項目[2]。創客們可以使用圖書館配置的工具，比如3D打印機，館中的工作人員會教授工具的使用方法，協助其使用工作完成創造。浙江市溫州中學DF創客空間則屬于教育機構主導的創客空間。該創客空間既是學生的開放實驗室，也是學生的社團活動室[3]。DF創客空間僅對會員和選修Arduino相關課程的學生開放，每周、每月都會定期開展不同的創客活動。在創客空間里配備有桌面型3D打印機、小型焊臺、手持多功能電鉆等工具及材料，學生們可以在創客空間里交流、合作、創作，共同研究跨學科的綜合性項目，提高技術、增長知識。創客空間不僅僅是開放的空間及共享的資源，更多的還體現了一種協作、分享的創客精神。在學校中設置創客空間，為學生搭建了一個良好的創造平臺和溝通環境，同時也讓創客教育在學校當中以創客空間作為立足點進一步的推廣創客精神和創客思維。

創客軟硬件：提供工具

1. 開源硬件

開源硬件是與自由及開放原始碼軟件相同方式設計的計算機和電子硬件[4]。開源硬件設計者通常會分享詳細的硬件設計資料以及驅動開源硬件的軟件開發工具包給他人參考或學習。表2列出了常見的幾種開源硬件。

在創客教育中，開源硬件是重要的創造工具，學習者可以利用開源硬件完成相應的創客項目，并且從中獲得編程、設計等方面的知識；硬件的開源也成為了創客們珍貴的資源，他們將自己的想法和創意分享出來，使資源共享共生。

2. 3D打印

3D打印是一種以三維數字形式構造立體物理對象的快速成型技術，它的工作原理是將3D打印機與計算機連接，通過設計輔助軟件進行數字建模，再將數字信息傳輸給打印機，利用打印機中的絲狀、粉狀或是液體狀的材料以逐層堆疊的方式制作出產品。

弗吉尼亞大學的格倫和他的專家團隊創立了一個名為“邊做邊學”的課程計劃[5]，這個課程計劃在一開始給學生們講述了一個生活在非洲村落的小男孩，他利用廢棄資源和一本關于能源的書籍，制作他自己的風力發電機。學生在特定的故事情境之下，利用軟件設計風車葉片和齒輪等零部件，然后通過3D打印機打印出他們自己的塑料風力發電機并進行測試。學生通過清晰的彩頁圖解了解動能、電流和傳動比等抽象的科學和工程概念，通過親自動手實踐進一步理解如何利用以上概念。在“邊做邊學”的課程當中，學生們不斷嘗試、不斷修改，借助3D打印機來完成他們的新方案，直至成功。除了開源硬件之外，3D打印技術也是創客教育的一個重要的工具資源。3D打印技術可以將使用者的創意變成可視化的實物，實現個性化的創造。3D打印技術幫助使用者進一步深化所學、所思，也讓使用者從不同的角度了解事物的本身。

3. Scratch

Scratch是由麻省理工學院設計開發的一款針對青少年的可視化、簡易編程工具。使用者利用鼠標拖動界面內的模塊來實現簡單程序的編輯，這些模塊由構成程序的命令和參數組成。寧波市實驗小學實行創客教學，該校的五年級每周增加一門綜合實踐課用于開展創客活動[6]。高年級的學生可以在綜合實踐課上學習相關知識，其余感興趣的低年級學生也可以在課余時間參加創客社團。該校通過教授學生使用Scratch這種簡單的編程工具來讓學生制作數字作品、搭建機械傳感作品等創客項目。Scratch令原本枯燥難懂的代碼語言變成了簡單易懂的圖形化界面，學生們學起來有趣且容易上手。Scratch倡導的理念是想象、編程、分享，通過程序編寫表達思想和情感，學生可以借助該軟件快速掌握編程技巧，充分發揮自己的想象力，利用它來進行作品創作。

通過學習Scratch等易于上手的可視化編程軟件，能夠訓練學生計算思維能力、鍛煉學生邏輯思維能力、激發學生成為數字時代的創作者。除此之外，如DFRobot、Makeblock mBot等開源機器人均可利用Scratch來進行編程、控制。Scratch既鍛煉了學生的創客思維，也為學生們進行下一步創造打下了堅實的基礎。

創客課程：融合知能

創客教育的目的是培養學生動手、創新、綜合運用科學知識的能力，而能夠培養學生綜合能力的STEAM課程恰巧符合創客教育的理念。STEAM是美國政府提出的教育倡議，其目的是為了加強美國K12關于科學、技術、工程、藝術以及數學的綜合教育。STEAM教育包含五個學科：Science（科學）、Technology（技術）、Engineering（工程）、Mathematics（數學）和Art（藝術），強調多學科課程融合的教育。德索托西中學的iSTEAM3D課程集合了學生在校學習的多門學科，包括數學、工程、橋梁設計等，學習了該課程的學生會使用3D桌面打印機等工具來創建道路、房屋，創造出自己想象中的城市[7]。他們不僅僅學習有關城市的知識，并且親自設計模擬城市、布置自來水管道和電網。學生們通過STEAM課程學會如何在數字世界中獲取信息，在真實世界中尋找問題和解決辦法，最后完成、創造屬于自己的創客作品。

在國內，主題統合課程、無邊界課程等課程所提倡的融合知能的理念與STEAM類似，這種多學科融合課程模式，將科學、技術、工程、人文、數學多門課程融合成一個有機的整體，讓學生在特定的學習情境中提升設計能力、合作能力、綜合運用能力、問題解決能力和實踐創新能力。創客教育與STEAM等融合類課程的結合，使得Scratch、機器人、3D 打印技術等技術被引入中小學的課堂，打開了創客教學的新局面。

創客項目：動手造物

創客項目體現了創客們的無限創意，借助創客項目可以讓創客們的創造能力物化成為作品，這是開展創客教育有效的途徑之一。不同學校可以自選適合的創客項目。以機器人、無人機、樂高等這三種創客項目為例，它們以其開源的特性受到廣大學生創客的青睞。

北京市第二十四中學于2014年成立機器人興趣小組，并且每周開設一節機器人選修課。2015年5月，該校高一18名學生開展了“雙光巡線機器人接力賽”的活動課；在活動中，學生以小組為單位，按照指導老師的任務指令設計程序操控機器人。整堂活動課以學生為中心，教師在旁指導、協助，學生獨立開發、完成自己的創客作品。通過親手組建機器人、編寫程序，學生提高了自身的動手能力，也加強了學生之間的合作意識。溫州市籀園小學設有航空航天模型實驗室，老師們利用實驗室教學生學會無線電遙控設備的使用、遙控飛機飛行的原理等。籀園小學少年科學院無人機團隊于2013年底在老師的指導下通過航拍技術完成了航拍微電影《鳥瞰籀園》。該團隊常常利用課余時間進行技術訓練，在這個過程中學生們不僅僅掌握了無人機航拍的技術，同時也訓練了他們的觀察能力、反思能力，培養了他們的創造思維和合作精神。徐州市星光小學積極開展“樂高機器人社團”活動。每次活動都會設置一個固定的主題，活動通常以小組的形式進行。學生們會根據老師在活動前布置的挑戰任務來制作相關的樂高模型。通過這種方法，可以讓學生初步理解和認識相關的基礎知識、原理；在解決問題的過程中，學生創造力、合作能力、交流能力和獲取新知識的能力也會得到提升。

無論是機器人、無人機還是樂高，開展創客項目的最終目的就是“做中學”。在完成創客項目的過程中，學習變得生動、有趣，動手實驗的形式讓學生們更深刻地理解知識。創客項目讓學生發揮出天生的創意力和想象力，培養了學生的團隊精神、解決問題能力、應變能力、表達能力、社交能力和造物能力等，同時也為創客教育提供了落地的途徑。

從學習金字塔中我們可以看到，采用傳統課堂中的講課方式來傳遞知識，學習者收獲甚微；而采用小組討論、實踐練習、即學即用等方式進行學習，學習效果更佳。這說明集合作學習、探究實踐、創新發明于一身的創客教育的學習效果，要大于傳統的以教為主的教學模式。創客教育的核心理念是在創造中學習。一個作品的制作和創造，往往需要綜合運用到多種學科和技能，創客們在探究、實踐的過程中會經歷成長和失敗，在這個過程當中可以內化、鞏固、提升舊知，并且在整合舊知的基礎上學習到新的知識和技能。創客教育可以解決當前人才培養中存在的高分低能、創新人才缺乏等現實問題，為教育革新提供了新的思路。

篇8

［關鍵詞］數字圖書館；動漫；虛擬現實；網絡

［中圖分類號］G2507［文獻標識碼］A［文章編號］1005-6432（2014）24-0099-02

1創意學和創意產業涵蓋的范疇

創意學可以分為宏觀理論和微觀理論,宏觀理論主要是相對世界范圍內和國家層面來說的,是一個創意、創新的綜合闡述。美籍奧地利經濟學家約瑟夫?熊彼特最先以“創意、創新”為主題進行理論探討,并將創意創新理論與經濟社會發展緊密聯系。微觀上來說創意學就是創造新的理念的一種思維方式和應用,這種應用更多地在各種生產、生活中創造經濟價值,乃至精神財富,這使創意學有了存在和推廣的價值。

創意產業是創意學在社會經濟上應用的衍生名詞,創意產業最初被“創意產業之父”約翰?霍金斯在他的《創意經濟》一書中分為：廣告、建筑、藝術、工藝、設計、時裝、出版、研發、電影、交互式休閑軟件、音樂、表演藝術、攝影、軟件、視頻游戲十五種類別。這些產業在現代中國都得到了蓬勃發展,動畫產業作為一種新興的文化產業門類與這十五種類別有著緊密的聯系,也可以包含其中。

2數字圖書館概況

數字圖書館是近些年隨著虛擬現實技術發展而誕生的新興事物。我們通常理解的數字圖書館的定義,是指運用計算機技術生成一個逼真的、具有視覺、聽覺等效果的、可交互、動態的圖書館。

早在20世紀80年代末,“數字圖書館”就在發達國家引起重視,并實施了該類圖書館的相關工程和項目,取得了很大的成功。進入90年代以后,美國產生了數字圖書館的雛形。

在我國國內數字圖書館的數量也是非常可觀的,包括國家圖書館在內的國家級、省級和包括例如清華大學圖書館在內的各大高校圖書館,都有不同程度的數字圖書館的設置和應用。其中在2008年國家圖書館就設置了“中國國家數字圖書館”,不但在互聯網上大家可以登錄中國國家數字圖書館網站,還可以在國家圖書館北區二層查詢在展示大廳設置的數字現實體驗區,讀者們靠近大屏幕通過翻閱等動作來對數字圖書進行查閱；在這里還可以通過簡單的交互動作暢游場館二期工程的3D實景,更快更直觀的了解圖書館的結構和藏書情況。

3建設“動漫數字圖書館”的積極意義

數字技術的發展讓我們越來越習慣于利用電腦、手機及網絡這樣的工具來幫助學習和工作。對于“動漫”這個以影音制作為主的產業,我們對它的了解和學習,在當前我們這個網絡信息時代更需要改變傳統的學習方式,使用更適合的影音媒體和網絡來提高它的學習效率。本文提出的“動漫數字圖書館”,能夠滿足我們動漫學習方式變革的需要,能夠幫助培養這種更有效率的網絡系統知識查詢方式,慢慢改變網絡“碎片信息時代”帶給我們的不便和不良影響；讓網絡信息向縱深發展,把系統化的知識體系用更直接的形式,更簡便的查詢和閱讀方式呈現在讀者面前。

要達到上述要求,就需要設計構建的“動漫數字圖書館”有更全面系統化、專業化的動漫信息來源,有更快的更新的動漫行業信息,有更友好的用戶界面。

4“動漫數字圖書館”的形式

數字圖書館截然不同于傳統圖書館，其信息載體、服務方式發生了重大變化。具體地說，數字圖書館的用戶不受時間和所處地理位置的限制，可利用計算機網絡查詢一個或數個數據庫,這些數據庫中既有電子目錄的信息又有圖像、聲音、計算機文件、電子書刊等。數字圖書館的信息，包括文本、視頻、聲頻等均以數字化形式存儲并在網絡上高速傳遞，使我們能夠獲取信息而不必關心信息存儲在哪里。

以網絡為平臺制作“動漫數字圖書館”網站,把與動漫相關的資料以電子書和影像等形式分類設置鏈接,供讀者查閱。

41圖書館界面介紹

網站的形式是網民對網站的第一印象,新奇、漂亮的界面更容易受到更多人的關注。“動漫數字圖書館”可以使用現在關注度較高的“虛擬現實技術”來架設網站。網站主界面放置仿真3D圖書館建筑模型,模型分內外兩部分。外部模擬真實圖書館外部環境,讀者以第一視角模式進入館內；內部設置不同的空間和設施。除了綜合檢索屏幕外,還可以設置不同的書籍閱覽室、動畫視頻閱覽室和展廳等。讀者在館期間可以一直體驗數字現實技術帶給我們的新奇體驗：和在現實圖書館一樣能夠上下樓；能夠走進不同的圖書館房間；能夠進行從書架上取書,查看書皮、書脊,翻頁等動作,并以查看電子書的形式閱覽,方便而有趣。

42詳述圖書館的組成

本文研究的“動漫數字圖書館”以綜合網站的形式開放給大眾使用,網站資料除了分類檢索外,還提供了不同的閱覽室方便閱讀和讀者互動。

網站資料查閱可以按照不同的讀者群體和關注讀者的不同目的來設置分類房間。數字建筑中可分為四大部分：一為專業學習服務的動漫書籍閱覽室；二為更廣泛的動畫愛好者服務的動漫展覽館；三為更為商業化的動漫產品交易大廳；四為圖書館論壇。

421書籍閱覽

動漫書籍閱覽室可分為普通動漫電子書閱覽室、動漫專業學習電子書閱覽室和名家原畫集閱覽室等。動漫專業學習電子書分類里提供了各大專業院校的教科書、國外動漫教程和部分共享課件，以及動漫專業軟件教學的電子書和視頻等；圖庫分類里提供3DMAX、MAYA、ZBrush等二維、三維軟件的動畫制作應用貼圖和一些場景或人物的模型下載。除了常規的分類檢索之外,還可按照專業和職業門類劃分分類列表,例如：原畫創作、漫畫制作、二維動畫制作、三維動畫制作、軟件學習、動漫編導及動漫理論研究等分類,多種門類交叉鏈接的方式可以滿足不同動漫學習人群的使用。閱覽室里還要增加新書推薦區,動漫職業信息介紹區,動漫行業新聞和動漫相關的參賽信息鏈接等區域,幫助讀者更好的系統的學習動漫知識,更好地把握動漫行業動態,增加與業界的互動。

422動漫展播

動漫展覽館部分主要展示動畫相關的電子雜志、電子漫畫書和經典動畫片等。動漫展覽館中漫畫和動畫片可以按照作者、年代、題名、內容類型、國家、出版社及出版公司等分類放置,也可分類設置漫畫,動畫片及電子雜志的點擊率、收藏量、館藏推薦排行等榜單排列查詢鏈接。

423打造動漫愛好的交流論壇

在讀者進入數字圖書館建筑后,會有一個圖書管理員一路跟隨讀者,起著類似讀者秘書的功能。可以為讀者登錄提供方便,也負責介紹圖書館的基本信息,使用幫助,辦理訂閱圖書等業務,和圖書管理員對話就可以訪問圖書館論壇部分。在圖書館論壇部分要打造一個內容類似百度知道、百度文庫和百度貼吧的綜合體的綜合論壇。論壇內容可包括動漫相關的學習、娛樂和工作等的各種內容。

論壇內容設置:“動漫提問區”的問題解答區；“新人首發區”的作品區,這部分可發表文字類的劇本,小說或研究論文等的文字作品,也可以是線稿,CG作品,原創漫畫或分鏡稿等圖片作品,也可以是3D模型,場景或視頻短片形式的原創作品等；“征集令區”可以動漫相關的招聘信息、征集作品信息或動漫制作的合作要求等。這三部分信息由讀者自由發表,網站只負責管理和清除非法信息,并不對信息的真實性和著作權負責。

5建立“動漫數字圖書館”的社會意義

數字圖書館多層次多方面的運行方式,既完成了設立圖書館資源共享、有效提高國民素質的初衷,又保留了傳統圖書館面向大眾、低成本運營和檢索方便等優點。數字圖書館還利用現代的網絡信息資源為圖書館注入了新的血液,增加了交流和有效互動的網絡時代特點,也讓手機、iPad等終端機不再只是隨時隨地的娛樂機器,讓它們能夠更好地隨時隨地幫助我們學習、工作和生活。

數字圖書館的眾多優勢正好適合創意產業中動漫這個作品活躍于各大媒體上的特色行業,“動漫數字圖書館”的創立既填補了中國在動漫專業圖書館上的這一空白,又能夠降低動漫學習的準入門檻,使動漫基本知識普及率更高,促進全民動漫時代的前進步伐。“動漫數字圖書館”的成功建立能夠推動我國整個數字圖書館建立的發展進程,改變我國公共圖書資源的使用方式,推動圖書館行業的改革,有效改善和提高我國國民的閱讀方式和閱讀質量,從而為逐步提高國民文化素養作出貢獻。

參考文獻:

［1］馬江寶基于3D頁游的圖書館數字社區建設構想［J］.圖書情報作,2013,57(3):56-60

［2］李曉燕網游式數字圖書館社區的研發理念與視覺設計［J］.山東圖書館學刊，2012（2）:65-67

［3］王淑梅高校圖書館數字社區建設策略［J］.圖書館學研究,2011（12）:28-32

［4］東野廣升,隋佳,伍華玲我國數字圖書館建設研究綜述［J］.農業圖書情報學刊,2011（2)

［5］楊振江中外數字圖書館建設的差距及我們面臨的任務［J］.圖書情報工作，2000（5)

篇9

關鍵詞：信息檢索 信息分析 信息提煉 立體印刷

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（c）-0100-02

在新的生活環境下，每個人都需要從各種各樣的信息源中收集、提煉有用信息，為正確決策提供參考。一方面，人們可以利用網絡方便、自由、快捷的、查詢信息；但另一個方面，由于網絡環境的開放性，信息更新的快速性，使得信息資源出現分散、異構、無序的特性，極不利于人們有效開發和利用這些資源。面對信息急劇增長、技術不斷更新的新局面，需要我們對信息檢索技術進行深入的研究，從而提高網絡信息資源的利用率，尤其是科研工作者必須增強獲取、選擇和利用信息的能力。

1 信息檢索概述

信息檢索是將信息按一定的方式組織起來，并根據信息用戶提交的查詢條件檢索出相關文檔的過程和技術。信息檢索涉及數據庫技術、圖書和情罌蒲А⑷斯ぶ悄堋⒆勻揮镅源理、機器學習等眾多知識和學科領域[1]。信息檢索作為一門學科，主要研究信息的獲取、表示、存儲、組織和訪問。

1.1 信息檢索的意義

信息檢索是對信息進行集中表示、存儲、組織加工、統一管理，使用戶更容易得到所需要的信息，進而對信息進行加工，根據分析得出新的思路和方法，實現信息激活和增值。有效的信息檢索可以節省科技人員的時間，提高工作效率；幫助人們進行知識更新；繼承和借鑒前人勞動成果，促進科技的快速發展；協助管理者做出正確的決策。

1.2 信息檢索的四要素

信息檢索包含四個要素：信息意識、信息源、信息獲取能力、信息利用[2]。信息意識是信息檢索的前提，指人們借助信息系統獲取所需信息所做出的能動反映，使人們對信息的敏感程度、選擇和運用信息能力；信息源是信息檢索的基礎，如專著、期刊、報告、學位論文、會議記錄、專利、標準、統計數據、政府出版物、檔案文獻信息等；信息獲取能力是信息檢索的核心，是指人們對信息的了解、查找、整理加工；信息利用是信息檢索的關鍵，即對信息進行有效的加工和利用。

1.3 檢索語言及方法

檢索語言是為溝通文獻標引與文獻檢索而編制的人工語言，是連接信息存儲和檢索兩個過程中標引人員與檢索人員雙方思路的渠道。檢索語言主要包含分類、主題、代碼和自然四類語言[3]。分類語言是指用各種分類號來進行檢索的標識，按學科性質進行系統排列，包括主題、科學、圖書和專利分類語言；主題語言是直接以表達文獻主題的詞語作為檢索標識，包括關鍵詞、標題詞、單元次和敘詞語言等；代碼語言是指將事物的某一方面特征用代碼系統來標引和排列的檢索語言，例如，分子式索引系統；自然語言是指未經規范化處理的檢索語言。

信息檢索包括手工和計算機檢索，常用的檢索方法有拉網法、引文法、順查、逆差和抽查法、排除、限定和合取法。檢索途徑歸為兩大類：一類是用信息的外部特征，如責任者、題名、某種序號、機構名等作為檢索標識；另一類是用描述信息內容的分類號、關鍵詞、主題詞等作為檢索標識。通常直接輸入檢索字段直接點擊搜索，但需要精確查找目標文獻時，要利用高級檢索方式設置一些查詢條件，如查詢范圍、時間、方式（模糊和精確）、字段邏輯關系的編輯等。

2 信息檢索流程

信息檢索過程可分為以下步驟：課題的確定――選擇合適的數據庫――初步擬定檢索式檢索――調整檢索策略（考慮準確性）――命中結果分析――批量下載――信息分析。下面以立體印刷技術的相關資料的搜集為例介紹信息檢索過程。

2.1 檢索工具選擇

對于日常信息的搜索，通常采用百度、谷歌等網站，但對于專業文獻的檢索則需要專門的數據庫，每個數據庫都有自己的特點。

（1）館藏書目查詢：書目是將圖書、期刊按一定規則收錄，并有序編排的檢索工具。通常包含題名、責任者、主題詞、分類號、索取號、ISBN/ISSN號、出版社等字段，輸入檢索詞即可檢索，大多數高校圖書館都有自己的館藏書目數據庫，檢索、下載。

（2）中國學術期刊全文數據庫：目前世界上最大且連續動態更新的數據庫，內容覆蓋工程技術、自然科學、農業、哲在新的生活環境下，每個人都需要從各種各樣的信息源中收集、提煉有用信息，為正確決策提供參考。一方面，人們可以利用網絡方便、自由、快捷的、查詢信息；但另一個方面，由于網絡環境的開放性，信息更新的快速性，使得信息資源出現分散、異構、無序的特性，極不利于人們有效開發和利用這些資源。面對信息急劇增長、技術不斷更新的新局面，需要我們對信息檢索技術進行深入的研究，從而提高網絡信息資源的利用率，尤其是科研工作者必須增強獲取、選擇和利用信息的能力。

1 信息檢索概述

信息檢索是將信息按一定的方式組織起來，并根據信息用戶提交的查詢條件檢索出相關文檔的過程和技術。信息檢索涉及數據庫技術、圖書和情報科學、人工智能、自然語言處理、機器學習等眾多知識和學科領域[1]。信息檢索作為一門學科，主要研究信息的獲取、表示、存儲、組織和訪問。

1.1 信息檢索的意義

信息檢索是對信息進行集中表示、存儲、組織加工、統一管理，使用戶更容易得到所需要的信息，進而對信息進行加工，根據分析得出新的思路和方法，實現信息激活和增值。有效的信息檢索可以節省科技人員的時間，提高工作效率；幫助人們進行知識更新；繼承和借鑒前人勞動成果，促進科技的快速發展；協助管理者做出正確的決策。

1.2 信息檢索的四要素

信息檢索包含四個要素：信息意識、信息源、信息獲取能力、信息利用[2]。信息意識是信息檢索的前提，指人們借助信息系統獲取所需信息所做出的能動反映，使人們對信息的敏感程度、選擇和運用信息能力；信息源是信息檢索的基礎，如專著、期刊、報告、學位論文、會議記錄、專利、標準、統計數據、政府出版物、檔案文獻信息等；信息獲取能力是信息檢索的核心，是指人們對信息的了解、查找、整理加工；信息利用是信息檢索的關鍵，即對信息進行有效的加工和利用。

1.3 檢索語言及方法

檢索語言是為溝通文獻標引與文獻檢索而編制的人工語言，是連接信息存儲和檢索兩個過程中標引人員與檢索人員雙方思路的渠道。檢索語言主要包含分類、主題、代碼和自然四類語言[3]。分類語言是指用各種分類號來進行檢索的標識，按學科性質進行系統排列，包括主題、科學、圖書和專利分類語言；主題語言是直接以表達文獻主題的詞語作為檢索標識，包括關鍵詞、標題詞、單元次和敘詞語言等；代碼語言是指將事物的某一方面特征用代碼系統來標引和排列的檢索語言，例如，分子式索引系統；自然語言是指未經規范化處理的檢索語言。

信息檢索包括手工和計算機檢索，常用的檢索方法有拉網法、引文法、順查、逆差和抽查法、排除、限定和合取法。檢索途徑歸為兩大類：一類是用信息的外部特征，如責任者、題名、某種序號、機構名等作為檢索標識；另一類是用描述信息內容的分類號、關鍵詞、主題詞等作為檢索標識。通常直接輸入檢索字段直接點擊搜索，但需要精確查找目標文獻時，要利用高級檢索方式設置一些查詢條件，如查詢范圍、時間、方式（模糊和精確）、字段邏輯關系的編輯等。

2 信息檢索流程

信息檢索過程可分為以下步驟：課題的確定――選擇合適的數據庫――初步擬定檢索式檢索――調整檢索策略（考慮準確性）――命中結果分析――批量下載――信息分析。下面以立體印刷技術的相關資料的搜集為例介紹信息檢索過程。

2.1 檢索工具選擇

對于日常信息的搜索，通常采用百度、谷歌等網站，但對于專業文獻的檢索則需要專門的數據庫，每個數據庫都有自己的特點。

（1）館藏書目查詢：書目是將圖書、期刊按一定規則收錄，并有序編排的檢索工具。通常包含題名、責任者、主題詞、分類號、索取號、ISBN/ISSN號、出版社等字段，輸入檢索詞即可檢索，大多數高校圖書館都有自己的館藏書目數據庫，檢索、下載。

（2）中國學術期刊全文數據庫：目前世界上最大且連續動態更新的數據庫，內容覆蓋工程技術、自然科學、農業、哲學、醫學、人文社會科學等各個領域。可進行高級、專業、跨庫檢索以及期刊Ш健

（3）中國優秀博碩士論文數據庫：目前國內相關資源最完備、連續動態更新的高質量學位論文數據庫，包含理工、農業、醫藥、文史哲、法律、教育與社會科學、電子與信息科學、經濟以及專題文獻等。

（4）外文文摘數據庫：既包含單學科數據庫，如CA（化學）、PA（石油）、Georef、Medline等，又包含多學科綜合數據庫，如Dialog、EI、CSA、SCI、IEEE/IET、Spinger等。對于國際化的今天，外文檢索已成為每個考研人員必備的技能。

（5）其他數據庫：Google學術中文和外文搜索、萬方、維普、知網、專利檢索系統以及標準文獻檢索數據庫等。數據庫文件普遍采用CAJ和PDF格式，須下載專門的瀏覽器來閱讀。

2.2 檢索詞確定

確定中文檢索詞：設置與論文名字相關的檢索詞進行檢索，如，立體印刷、3D印刷、立體圖像、立體印刷品；確定英文檢索詞：stereoscopic printing、3D printing、stereoscopic image printing、auto-stereoscopic image

2.3 檢索過程及結果分析

利用以上介紹的檢索方式以及各個數據庫的特點，選用中國知網、Google學術、碩博士論文數據庫、EI和專利網，結合設定的檢索詞進行文獻檢索，該文例子主要圍繞圖書、期刊、碩博士論文和專利來搜索。為了便于對文獻的管理、引文編排，論文寫作采用EndNote插件建立分類文獻庫。在搜索文獻時注意盡可能將時間設定在近5年內，學位論文搜索優先，這樣對研究對象的背景、現狀首先有大概的了解；其次進行大量其它文獻的檢索，可以參考論文后的參考文獻、某個領域的專家或數據庫連接到的相似文獻等來擴展檢索。無論對于中文還是外文的搜索，不能盲目下載，必須注意文章摘要與目標對象是否有關，否則會加大有用文章篩選的工作量。

檢索到的文章由于存在相似性，一定要做好分類，方便快速查找。總的來看立體印刷技術相關文獻主要涉及人眼視覺理論、光柵成像、立體圖像制作、光柵材料及使用、立體印刷產品質量評價和市場分析、立體印刷工藝研究以及相關設備制造等。通過以上文章的搜索我們可以對立體印刷有大致的了解，對于寫綜述性的論文可以按照以上點來設置章節標題，如果要進行某一點的深入研究，需要認真研讀，將文章的各個點吃透，或進一步查閱相關資料。總之，文獻檢索不能盲目，初步檢索分析后，再次具有針對性性的進行檢索。

3 結語

該文圍繞信息檢索技術展開討論，首先，簡單的介紹了信息檢索的含義、目的、意義、檢索要素和方法等，讓大家對此有直觀的認識。其次，結合立體印刷技術綜述報告的例子，詳細的闡述了文獻的查找渠道、提煉、分析和總結過程，對以后工作和學習中有效的進行信息檢索具有一定的參考價值。

參考文獻

[1] 劉雙魁.信息檢索與利用[M].上海：東南大學出版社，2010：8.

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論文關鍵詞：車身設計，逆向工程，曲面光順，模型重構

 

車身在汽車的整體設計中，占有重要地位，直接影響到整車的動力性、燃油經濟性、操縱穩定性、行駛安全性等，這就需要在整個車身設計過程中融合空氣動力學、結構力學、工程材料、生產工藝、美學、心理學、人機工程學等相關知識，因此，在缺資金、技術、人才等條件下，要完全自主開發一款汽車車身的難度是很大的，而參考國外同級別的成熟車型進行逆向設計則變得相對簡單，既可縮短產品開發時間，提高產品開發成功的機率，也可快速吸收國外汽車車身設計的先進技術和經驗，提高我國汽車自主開發能力。

1 逆向工程技術原理及流程

逆向工程(Reverse Engineering，RE)亦稱反求工程，就是根據現有的產品模型機械論文，利用數字化測量設備獲取實體數據，然后對這些數據進行擬合，構建一個完整的CAD模型，繼而用于分析和制造[1]。相對于傳統的正向設計方式，逆向工程可以在沒有產品圖紙的條件下實現產品的制造。長期以來，由于設計環境和設計手段的局限，限制了車身設計師的創造能力的發揮以及和工程技術人員有效的交流與協調，使得新產品的開發效率低下，進展緩慢。車身設計需要一種新的設計手段和思路。逆向工程不僅能完成對現有產品的仿制、復制，更能快速實現超越。

車身設計逆向工程可以分為三個過程―數據采集(data acquisition)，數據處理(data processing)，抽象建模(abstract model)。本文主要基于Pro/ENGINEER研究兩種不同的建模方式。

2 數據采集及處理

數據采集是數據處理、模型重構的基礎，按采集的接觸方式不同分為接觸式和非接觸式兩大類。在對車身零件和產品模型數據化之前，首先必須理解原有模型的設計思想，在此基礎上還要修復或克服原有模型上存在的缺陷。主要考慮好以下幾點：（1）確定設計的整體思路，對手中的設計模型進行系統的分析，確定好先做什么，后做什么，用什么方法做。將模型劃分為幾個特征區，得出設計的整體思路，找到設計難點，做到心中有數。（2）確定模型的基本構成形狀的曲面類型，這關系到相應設計軟件的選擇和軟件模塊的確定。對于車身大型的外覆蓋件等自由曲面，一般采用具有方便調整曲線和曲面的模塊。值得注意的是，在設計過程中，并不是所有的點都要選取的，因此，在確定基本曲面的控制曲線時，需要找出那些點和線是可用的機械論文，哪些點和線是一些細化特征的，需要在以后的設計中用到，而不是在總體設計中就體現出來[2]。

3 Pro/ENGINEER軟件抽象建模

抽象建模，即為將測量點還原為車身模型。內容包括曲線構建與擬合、曲面構建與光順、實體構建等。目前較為成熟的模型重建技術是通過構建曲面來實現模型重建。因此，構建曲面是車身模型重建的關鍵。

3.1、根據車身點云數據建模

由于測量過程中得到的是離散點數據，缺乏必要的特征信息，往往存在數字化誤差，需要對曲面和曲線進行光順。光順是一個工程上的概念，包括光滑和順眼兩方面的含義。光滑是指空間曲線和面的連續階，數學上一階倒數連續的曲線即為光滑的曲線;而順眼是人的主觀感覺評價期刊網。圖2就是以豐田商務車為例，在獲得點云資料后，在Imageware中處理出需要的抄數線。對于抄數線的處理，應注意，在變化趨勢小的地方的點應盡量的少，對于明顯偏離趨勢的點應略去，以免過多的點造成曲線不光順。曲線光順應滿足3個條件：曲線二階幾何連續；曲線沒有奇點和多余拐點；曲率變化均勻，應變能較小。曲線光順可分3步進行：尋找壞點，并修改壞點的坐標值；粗光順使曲線上各段的曲率符號一致，保證曲線單凸或單凹性：精光順，使曲線上各段的曲率變化均勻，滿足光順的要求。[3]再根據抄數線，在Proe中建模。圖3是在Proe中建模的一個片段通過此種方式所建模型，精確度和效率都很高。

圖2 三維抄數線 圖3 建模片段

3.2、根據車身圖片數據建模

在不能直接獲得原始車身數據的情況下，根據車身圖片采集數據，也是逆向工程的一大特色。大致操作步驟是：1）找到要作為車身數據采集對象的三視圖（圖4）；2）在CAD中將視圖對齊，描繪主要輪廓線，即抄數線（圖5）；3）將獲得的抄數線導入Proe中作為參照（圖6）；4）在Proe中根據抄數線逼近建模（圖7）。

圖4 車身圖片圖5CAD中抄數線

在建面的過程中，需要注意面與面之間的光順。為了保證誤差盡可能小，可以到分析模塊中使用高斯曲率法對曲面進行分析。當曲面曲率變化比較均勻時即可為達到設計要求。若曲面質量很差需要對構成的曲線進行重新調整機械論文，直至曲面讓人滿意為止。逆向工程既要保證曲面質量又要保證設計精度。除了對原始型值點進行光順之外，有時還要控制修改后的型值點同原始型值點的坐標偏差，該偏差不應太大，以保證設計部門給出的指標不致受太大的影響。目前，曲面構建方案主要有三種：1) 以B-Spline或NURBS曲面為基礎的曲面構造法；2) 以三角Bezier曲面片為基礎的曲面構造法；3) 以多面體面片為基礎的曲面構造法。[4]

圖6 曲面光順擬合圖7 車身實體

前期工程做好之后，打開Pro/ENGINEER 軟件的殼體特征創建方法，利用Create/Prot rusion/Use Quilt將所建立的曲面生成實體完成3D建模。建模后可通過Pro/ENGINEER軟件中的View/advanced--iPhotorender進行渲染處理，及Analysis-- ModelAnalysis/Curve Analysis/Surface Analysis的分析方法來檢驗所建立的模型、曲線和曲面的合理性與精確度。

3.3后處理

利用Pro/ENGINEER軟件進行逆向工程設計還可以進行相應的后處理工作。將前面完成的3DCAD Model匯入Pro/ENGINEER軟件的Manufacturing模塊中進行Nc加工程序的制作，并利用Pro/ENGINEER軟件生成NC加工的G代碼輸入三軸（或五軸）加工中心加工出產品。

4 結束語

對于車身設計，采用逆向工程做法是制造技術信息化、科學化的必然趨勢，也是一項開拓性、實用性和綜合性很強的技術，開辟了車身設計制造的新途徑。基于CAD/CAM的逆向技術，可以大大縮短模具設計制造周期，這也適應汽車行業對產品進行快速更新的需要。實踐證明，車身設計逆向工程技術的研究和應用，已經給企業帶來良好的經濟效益。

參考文獻

［1］金濤,陳建良,童水光.逆向工程技術研究進展[J].中國機械工程,2002.8,1429～1435

［2］馬鐵利,蘭鳳崇.車身逆向工程應用中的點云處理與曲線曲面光順[J].機械設計, 2000.8,175～178

［3］于哲峰,張國忠.基于Pro/ENGINEER的汽車車身逆向設計[J]. CAD/CAM與制造業信息化,2007.10 187～189

［4］盧金火,蘭鳳崇.汽車車身曲線曲面光順處理方法的研究[J].計算機應用與軟件, 1996,3, 215～218