计算机视觉教程篇1
关键词:计算机视觉;教学应用;教学改革
计算机视觉是人工智能学科中的一门重要课程。随着相关应用在多个领域中的出现,越来越多的学生开始对这门课产生了浓厚的兴趣。如何让学生能够在整个课程中保持盎然的兴趣,并为有志于深入研究计算机视觉的学生指明方向,成为我们教师首先应注重的问题。
在实际的教学工作中,通过不断摸索总结,我们认为,以实际应用引导学生的学习兴趣,既满足了学生想了解计算机视觉实际应用的需求,又加深了学生对于算法的理解,把算法放在一个实际应用中,学生可以理解怎么用,为什么这么用。在这样的目标导引下,我们从选择教材开始,准备教学内容(包括合理的应用实例的选择)、制作ppt、探索教学方法,形成了目前以实际应用为主导的创新教学体系,非常受学生欢迎。在此,我们对这期间遇到的问题,解决方法、心得体会做一个总结和思考,希望能对同行有些许参考作用。
1选择教材
在我们这个专业,每年的上研率基本都保持在50%左右。在本专业的研究生阶段,也开设了双语教学的计算机视觉课程。另外,毕业后选择参加工作的同学也基本都进入和本专业非常相关的一些单位,所从事的工作,都是和在学校学习的知识密切相关。
因此,如何让这门课程的教学既兼顾本科毕业就参加工作的那部分同学,又兼顾继续深造的学生的需求,也是在这门课程讲授的过程中,需要特别注意的一个问题。对于本科毕业就要参加工作的同学而言,需要“广度”,需要了解计算机视觉这门课在各个领域中的应用,在实际中接触到相关的项目或工作时,能够知道去哪里可以找到自己需要的参考资料;而对于要进一步深造的同学而言,则需要一定的“深度”,为研究生阶段的研究打下基础。
全盘考虑到这些学生毕业之后的去向,我们选择了两本教材。一本是贾云得教授编著,科学出版社于2000年出版的《机器学习》[2],这是一部顺应了时代与教学发展要求的教材,对计算机视觉中的基本概念、基本算法、基本算法的应用、经典应用进行了由浅入深的介绍。内容涵盖了所有经典的数字图像处理与机器视觉方法,也对一些已经得到非常好实际应用的方法,如光流法等作了简要介绍。另外还选择了一本英文原版的计算机视觉的经典著作,RameshJain教授等所著的《machineVision》[3],机械工业出版社于2003年出版。这是国内外非常推崇的一本计算机视觉著作,该教材条理清晰,深入浅出,对计算机视觉的基本原理、算法、应用的介绍非常详尽。
在教学中,我们采用了英文的ppt,但主要用的教材是贾云得教授的《机器视觉》,这样中英文对照讲解,一方面加深学生对教学内容的理解,另一方面也为学生今后阅读专业的英文论了相应准备。
2教学内容和工程实例的选取
2.1选取教学内容
本课程之前,大学二年级的本科生已开设数字图像处理课程,但所讲的基本原理和算法都非常浅显,所以在教学内容的安排上,分为两大部分:数字图像处理部分和视觉部分。数字信号处理部分主要讲解在视觉部分会用到的一些基本算法,为后面进入计算机视觉部分打基础。这部分约占总课时的1/3。视觉部分的课时也分为两部分:算法讲解与实例讲解。在算法讲解部分,对计算机视觉的基本算法、经典算法都做了深入浅出的讲解。实例部分则选择了经典的工业应用,让学生能够对所学算法进一步加以理解。
2.2选取适当的工程实例
就计算机视觉的教学内容而言,各个孤立的算法和方法对本科生来讲,有些抽象不好理解。如果在教学上仅仅通过老师在课堂上的讲解,很难让学生深入地理解相关的教学内容,而选择一个触手可及且简单好理解的工程实例往往就会达到意想不到的教学结果,学生可以把课堂上所学的枯燥理论与现实中活生生的事物联系起来,从而加深对教学内容的理解。
通过反复比对、反复论证,我们选择了在讲解基本原理和算法之后,在课程结束前,专门留出课时讲解手机制造这个例子。手机现在是人手一部,是这些年青学子再熟悉不过的事物了,通过对手机主板、手机键盘的制造过程的讲解,把所学的算法都融合进来,学生在觉得有趣的同时,不知不觉就加深了对所学算法的理解。
另外,在教学的过程中,我们还不断穿插其他学生耳熟能详的实例,如数码相机原理中的一些算法的讲解,我们和学生一起探讨应该怎么选择数码相机。再有,滤波器算法、在课堂上对photoshop功能的演示,与所学算法关联起来,学生都很容易理解接受。
3教学点滴
3.1点睛之笔
在第一节课的讲述中,我们的重点不在于marr理论,而是告诉学生:
人工智能就是要让计算机像人一样,能够会听、会看……
我们这门课程就是要让计算机“会看”,要像人一样会看。进而展示给学生一些我们精心挑选的图片,让学生自己判断,是不是自己的眼睛“骗了”自己,人眼和计算机看到的到底有什么不一样。
每次讲到这里,学生都会进行热烈的讨论,每个人都有不同的看法,每个人都有自己的坚持,不知不觉中,对这门课就产生了浓厚的兴趣,有了继续深入学习下去的愿望。在课堂讨论的最后,比较人眼对图片的判断以及计算机的判断后,让学生自己总结归纳,我们这门课到底要研究些什么,都有可能应用在哪些方面,然后对争议比较大的提议一一探讨。每到这个时候,大家的积极性就都被激发出来,在不断的争论与思想碰撞中找出正确的结论。
3.2拿身边的事物说“事”
计算机视觉课程的前半部分,多涉及到图像处理的一些常见算法。在讲授各种各样的滤波器和算子时,并没有针对各个滤波器和算子摆出一堆示例图片,让学生比较滤波前后的差异,从而很生硬地理解滤波器与算子的功能。取而代之的,我们首先以现在人手一台的数码相机为例提出问题,你为什么要选择你手里的这台数码相机?当初选这个品牌和型号时,你的考虑是什么?历年学生的回答几乎都是看网上测评,或者在网上看别人怎么说。这时列出我们收集到的各个品牌相机的测评报告,列出它们的优缺点,然后引导学生去思考,例如这个品牌的相机的缺点是照片发灰,不是很鲜亮,而另一个品牌的相机则绿的特别绿,红的特别红,为什么?那么有可能是哪部分的算法不够完善,为什么?
通过如此简单的对比,学生的积极性被完全激发。原来,数码相机这个几乎人人都有,大家都熟悉的“玩具”竟然和自己在课堂上学到的知识这么密切相关。
再有,就是利用学生们都熟悉的pS(photoshop),演示现在所谓的“完美证件照”是怎么来的。为什么可以把疙疙瘩瘩的脸部皮肤变得光滑?在pS中,你就是点了一下鼠标,其实在后台,是加入了一个滤波器进行了滤波。各种这样的演示,学生都非常喜闻乐见。因为他们突然发现,原来那些事物,和我自己接触到这些看似枯燥的理论之间,还有这么深刻的联系。
还有一个很受学生欢迎的例子就是对于“鼓形失真”的讲解。我们的老师每次讲到这里,都不会简单告诉学生“鼓形失真”发生的原因是什么,应该怎么解决?老师都会问学生,明星为什么都一窝蜂去减肥?现在的女明星为什么都要去弄个“锥子脸”?课堂上就会出现一个小高潮,男同学和女同学的看法各异,彼此之间开始争论不休。此时再趁热打铁地问学生,如果拿着相机,离自己的鼻子一公分,会拍出什么样的效果?有学生开始拿出手机对着自己和别人开拍,有的学生开始头头是道地分析。每到这种学生都开始热烈讨论的时候,就可以适时引导学生往正确的方向去,让他们自己找到正确的分析解决方法,往往这个时候,学生都会颇有成就感,对于问题的理解也会特别的深刻。
3.3选择合适的实际应用
在所有理论讲解结束后,我们会留出2～4次课讲述计算机视觉在工业上的应用。这些年来,对于手机制造这样一个工业应用,非常受学生欢迎。正如“数码相机”这个例子一样,现在学生都是人手一部手机,是大家再熟悉不过的东西。这个例子涉及到了在前面理论讲述中的大部分算法,如二值图像的处理、模板匹配、高斯滤波器等。学生通过对这个工业应用的理解,更进一步加深了对算法的理解。
以讲解手机键盘的制造过程为例,向学生提出和前面所讲内容相关的问题,引导学生自发思考,如为什么选择模板匹配法,而不是采用其他更复杂更精确的方法等等。每到这个时候,课堂气氛总是分外热烈,学生各抒己见,在不断争论中,更进一步加深对课本上枯燥理论的认识。
在这里需要注意的问题是一定要一步一步提出问题,循循善诱,引导学生一层一层地深入思考。如果问题的答案过于“深藏不露”,则有可能触发学生的抵触情绪,无法继续深入地思考。
4结语
通过多年的教学摸索,我们认为,在计算机视觉课程的讲述中,以实际应用引导学生这样的教学方法非常可取,而且也收到了很好的效果。另外,除了制定好的教学大纲,并选择合适的教材外,根据学校现在的时间情况,我们选择了多媒体手段辅助教学,充分利用matlab和大屏幕投影等方方面面的优势,结合多种方法进行教学,对讲好计算机视觉这门课,非常有益。
参考文献:
[1]林尧瑞,马少萍.人工智能导论[m].北京:清华大学出版社,1989.
[2]贾云得.机器视觉[m].北京:科学出版社,2000.
[3]RameshJain.machineVision[m].北京:机械工业出版社,2003.
[4]蔡自兴.智能控制原理与应用[m].北京:清华大学出版社,2007.
innovationintheCourseofComputerVision
HanHong,JiaoLi-cheng
(Schoolofelectronicengineering,XidianUniversity,Xi’an710071,China)
计算机视觉教程篇2
关键词：设计艺术；设计教学；手绘训练；计算机绘图；视知觉
中图分类号：J50文献标识码：a
SignificanceofFreehandSketchinginDesignteaching
XUQing
（SchoolofDesign，JiangnanUniversity，wuxi，Jiangsu214122）
近年来，随着计算机软件教学在设计教学中的广泛应用，绘图软件的高效性和便捷性，对于教学中的手绘训练，产生了重大的冲击，有观点认为用计算机绘图的方式完成设计练习会更容易，色彩搭配和替换的也更直接。持此观点的人不理解甚至否定了手绘在设计练习中的必要和意义，希望练习作业用绘图软件来绘制，而不是手绘。这种观点是十分错误和有害的。
计算机的出现是科技改变生活的一面镜子。它改变了我们的生活和工作，使衣食住行都发生了惊人的变化，工作的速度和效率得到空前提高。但是，如果简单地把计算机当作人类改造世界的工具来看待，就太小觑它的影响力了。计算机作为自然科学的产物，关注的是物的清晰性、稳定性和运动性规律，力求通过排除具有差异性的偶然因素，获得世界的普遍性和确定性本质。而包括设计在内的人文科学，关注人的认识和思维活动的全面发展，认为把世界静态化和程式化处理是虚假和有害的，因为一旦它得以确立，就很容易因特有的便捷性和可操作性使人放弃对世界的真实领会，而人对世界的真实领会是人认识自身和世界的源头。然而，在当今追求“功能―效益”的工业文化主导的社会，计算机在社会学习和工作中的广泛应用，正对人的认识和思维活动的全面发展产生不利的影响。在设计教学中，主张放弃手绘训练，而中意计算机操作，就是一个鲜活的例子。
主张“以计算机绘图取代手绘”的人认为，设计创作的流程是：观察事物―提炼形式―形成语言―转换语言―进行创作。其中，手绘和计算机绘图都只是转换语言的手段而已。既然计算机绘图效率更高，为什么不用呢？
可是，计算机真的是我们可以随心使用的工具吗？关于计算机，要记住的基本事实是，其研究方法只依靠严格的线性逻辑方法。它的程序只是类似于人的认知过程而已。这种过程是计算机力量的根源。在物质世界的逻辑分析中，计算机以比人更强的记忆和精密分析着日常世界。这就给人一个错觉。在认知过程中，我们点击鼠标就像手持画笔一样，可以自由地将自己的感受和视知觉形象由内而外地转换出来。然而，这里出现了一个人们难以发现的、却意义重大的差异，即手绘时视知觉的表现与操作计算机时的视知觉的转化是完全不同的。手绘时，视知觉处于一种感悟过程，而计算机绘图是一个对视知觉印象浏览和跳读的过程。前者是视知觉经验在纸笔间留下印记、在世界与智慧之间取得一致的过程；后者是在程序操作技巧和速写之间，取得形式上的秩序的过程。计算机绘图使得人的视知觉表达机械化（事实上，在学习计算机程序时，学习者的感觉和思维就被要求必须依附于逻辑化、机械化的程序操作模式）。计算机绘图有着明显的流水线工作流程，忽略这种程序化的流程对视知觉表现的不利影响，是那些主张“以计算机绘图取代手绘”错误观点的症结所在。
计算机绘图程序在个别事物之中猎取那些具备普遍意义的东西，把人视觉经验轮廓化，建立起概括性很强的形式（造型与色彩元素）模型。计算机无视人的视知觉感悟世界的天赋，与自然科学关注“物”的文化取向有关。人的视知觉是对世界的一种能动的把握，不是人在感知事物的个别成分之后，再将这些成分在脑中机械拼凑或相加而成的。它是知觉活动在对外部事物整体的瞬间把握中建构的产物。“它是有高度选择性的，不仅对那些能够吸引它的事物进行选择，而且对看到的任何一种事物进行选择。”[1]（p.49）
当人观看世界时，自然事物或内心世界中的任何变化，都会令人产生充满激情的视觉感知。鲁道夫・阿恩海姆说：“所谓‘观看’，就意味着捕捉眼前事物的某几个最突出的特征……这些突出的标志不仅足以使人把事物识别出来，而且能够给他一种生动的印象，使人觉得这就是那个只是事物的完整形象。”[1]（p.50）诸多形象和色彩混乱、偶发并积极地结合，尝试着构建出一种视知觉的形成。这种形成是人对观看对象的总体结构特征的主动把握。阿恩海姆认为，人的视知觉具有思维的一切本领。他说：“人的视觉决不是一种类似机械复制外物的照相机一样的装置。它不像照相机那样仅仅是一种被动的接受活动，外部世界的形象也不像照相机那样简单地印在忠实接受一切的感受器上。相反，对于人来说，他总是在想要获取某件事物时，才真正地去观看这件事物。这种类似无形的‘手指’一样的视觉，在周围的空间中移动着，哪儿有事物存在，它就进入哪里，一旦发现事物之后，它就触动它们、捕捉它们、扫描它们的表面、寻找它们的边界、探究它们的质地。因此，视觉完完全全是一种积极的活动。”[1]（p.48-49）
在视觉艺术创作中，视知觉的功能被有意识地使用和扩大了。当一个艺术家“观看”事物时，他对事物的视觉构建有独特的方向，他比一般人更努力地捕捉和表现“视觉形象的表现性”。这种“视觉形象的表现性”体现为视知觉对“力”的感知。“我们发现，造成表现性的基础是一种力的结构，这种结构之所以会引起我们的兴趣，不仅在于它对拥有这种结构的客观事物本身具有意义，而且在于它对于一般的物理世界和精神世界均有意义。”[1]（p.620）视觉艺术家在努力寻求一种视觉判断上“力”的平衡。一切事物都存在于时间和空间中。它们都是流动、偶发、短暂和矛盾的。力的平衡，就是感知事物时所经历到的视觉力的基本性质――扩张与收缩、上升与降落、前进与后退、扭曲与径直等方面――都在达到其极短暂的、静态时所特有的一种“力”的分布状态。对于造型来说，就是形状、位置、方向、色彩等诸多“力”的表现要素“都达到了如此确定的程度，以至于不允许这些要素有任何些微的改变。”[1]（p.17）“在实际上，在任何一个具体的艺术品中，都是通过……各种力的相互支持和相互抵消而构成整体的平衡的……由这些力的关系所造成的复杂性，对于造成一件艺术品的生命力来说是至关重要的。”[1]（p.26）这种视知觉中“力”的平衡瞬间建构，会改变或歪曲物质世界的形式和色彩，确立一个具有强烈节奏性的新的创造性视觉形式。在这种创造性视觉中，实物或印象中物象本身似乎消失了，从先前具体的、个别的、混乱不清的各种形与色的关系中，浮现出肯定而明晰的线条与色彩。这种形式，线条和色彩各方面，对人而言，不是对外界事物一种忠实的复制，而是充满生动的、形与色的和谐律动的世界，是一种形式美的世界。
人的感知与知识不同，它在与世界进行接触的过程中根本不需要以概念为中介。从纷繁复杂的变化世界中，捕捉事物之间力的平衡，并塑造新的创造性视觉形式，是十分困难的。但是，对于一个准备成为视觉艺术家的人来说，这种能力是一个必须掌握的专业素养。视知觉是一种既具体又抽象、既清晰又模糊、既完整又片面的自相矛盾的感知。创造性视觉的最终形成，是一个经过无序和漫长的阶段，和无数次的力的调节和踪迹的抹擦过程，是一个不同物到另一个不同物，一个对立项到另一个对立项的位移和摇摆不定的延异（雅克・德里达语）。事物的差异和位移的永恒存在的，而力的平衡只是在延异过程中的瞬间的状态，也是手绘者最终寻到力的平衡时候的视觉形式的表达。
海德格尔说：“在每一件手的作品中所包含的每一个手的动作都贯穿着思的因素，手的每一举措皆于此因素中承载自己。一切手的作品都根植于思。”[2]（p.21）手绘最大特点就是，它将视知觉经验的迅捷过程呈现为稳定不变的、沉思与分析的力量。在设计教学中，手绘设计表现必须被重视。它对激发视知觉感悟能力，增强对造型空间、细部结构的力的把握，都有重要作用。手绘训练，既培养了学生的视知觉能力，增强对造型艺术的敏感度和审美能力，也培养了学生的艺术思维方法，让设计思想和设计表现更加活跃。而计算机绘图另辟出一系列与设计创作完全不同的心智习惯，若是以这种方式进行设计教学，危害甚大。首先，计算机绘图软件程序的理性逻辑与模块使用，是无视视知觉捕捉事物之间力的平衡的创造，将严重降低学生视知觉能力的培养；其次，计算机的程序操作迫使学生将勉强抓住的点滴视知觉经验转化为机械语言，具有活力的视觉感悟被降解至枯燥无趣的点线面的拼凑；此外，当学生惯用计算机形式化语言后，图像和色彩的复制粘贴就立刻因效率高而被大量运用，可以想象的结果是，学生不再尝试形式创造，而是热衷于模仿抄袭。
手绘训练是设计教学中一项重要基本技能培养。计算机绘图不能替代手绘对世界的感悟。在信息高速发展的今天，计算机给予了我们工作和生活的许多便利。我们可以利用计算机绘图软件，实现一些纯技术化的操作，能节省许多工作时间，提高工作效率。当代很多优秀的设计师，他们的创意都喜欢用手绘的方式进行表现，用手工设计完了，再由电脑辅助设计师来用电脑完成设计图。在设计教学中，手绘训练能培养学生视知觉敏感性的训练，通过切实感受到事物的灵韵，触摸媒材的颤动，更深刻地体验到设计的艺术魅力。“以计算机绘图取代手绘”的观点是不妥当的。在当前的设计教学中，手绘训练不但不应该取消，反而应该加大训练力度。（责任编辑：贾明哲）
参考文献：
计算机视觉教程篇3
关键词：计算机图形学；计算机视觉；可视化技术
中图分类号：tm862文献标识码：a文章编号：1671-2064（2017）01-0054-02
计算机图形学、计算机视觉以及可视化技术三者均是计算机领域重要组成部分，要做好计算机知识，就要先学好计算机图形学，但计算机图形学学习相对枯燥，尤其是算法教学难以理解，为解决这一问题，计算机视觉与可视化技术被应用到计算机图形学中。可见，三者之间存在一定的联系，因此，有必要对计算机图形学、计算机视觉以及可视化技术展开研究。
1计算机图形学概述
1.1计算机图形学目的
所谓的计算机图形学实际上就是怎样利用计算机表示图形，并利用计算机完成图形计算与处理，而这一过程的实现需要得到相关算法的支持。学习计算机图形学的目的是利用计算机技术为人们呈现既带有美感又不缺真实的图形（如下图1所示），为实现这一目标，就需要按照图形的要求创设合适的场景，并在一些光照模型的作用下，做好光照效果设计，在这一过程中需要计算机图形学能够与其他计算机技术相配合。经过计算机图形学出来的图像，多会以数字图像的方式展示出来，总的来说，计算机图形学与图像处理之间存在着一定的联系[1]。计算机图形学的涉及范围相对宽泛，不仅有图形硬件设计，还包括动画制作，虚拟现实等多个部分。此外，计算机图形学在动画制作中的应用频率也很高，如45分钟一集的动画影片中，85%的画面都需要用算机图形学来完成，由此可见，计算机图形学的应用频率极高，并在动画制作中发挥着不可替代的作用。因此，应重视计算机图形学的应用。
1.2计算机图形学应用
随着计算机图形学的发展，它被应用到各个领域中，并发挥着重要作用。首先，在计算机辅助设计与制造中的应用，这是计算机图形学应用最多的领域，在计算机图形学被应用以后，不仅可以设计出更精准的图形，还能做好人机交互设计，强化修改能力。计算机图形学还被应用到三维形体重建中，利用该技术可以将原理的二维信息转化为三维信息，如在某次工程图纸设计中就应用了计算机图形学，经过一系列的处理以后，三维形体逐渐形成，最终实现了重建。其次，在医学领域中的应用。计算机图形学在医学领域中的应用多以计算可视化的形式展示出来，如在脑部手术中，医生为看清患处真实情况，经常需要利用在可视化技术的作用下将复杂的数据转化为图像，这时就体现了计算机图形学在其中的应用[2]。再者，在计算机动画中的应用，人们看到的动画影片就是计算机图形学作用的结果，以动画人物的行走为例，为保证动画人物的行走与自然人不存在过大差异，就需要应用大量的计算机技术，并在计算机图形学的作用下完成设计。最后，在计算机艺术中的应用。计算机图形学在计算机艺术中也有广泛应用，它不仅可以用于艺术制作，很多场景都是通过计算机图形学来完成的，现阶段，一些人正在利用计算机图形学创设人体模拟系统，其目的是让已故人士再次出现在荧屏上，这一目标的实现就需要得到计算机图形学的支持。
2计算机视觉技术
2.1计算机视觉技术含义
所谓的计算机视觉技术，实际上就是用计算机取代人眼做识别、跟踪以及测量等，同时也兼顾图形处理，其目的是让图像在计算机被处理以后更适于识别。对于计算机视觉技术来说，意在实现人工智能，主要是从图像与多维数据等方面实现人工智能系统设计[3]。计算机视觉是一种在相关理论与模型基础上发展起来的视觉系统，其主要构成部分有以下几种：
（1）程序控制，这一点主要体现在机器人设计上；（2）事件检测，多体现在图像监测上；（3）信息组织，主要体现在图像数据库等方面。计算机视觉三个阶段如图2所示，通过观察图1可以发现，计算机视觉存在于图像处理始终，从早期处理直到后期结束都存在，最终实现了3D描述，可见，计算机视觉具有十分重要的作用[4]。
2.2计算机视觉技术的应用
现阶段，现代社会已经进入信息化时代，计算机技术也被应用到各个领域，并发挥着重要作用。计算机视觉的应用促使计算机实现了智能化，在该技术的支持下，计算机可以像人一样透过视觉看待世界万物，且具有良好的适应能力，但这一目标的实现还需要很长时间，需要一系列的努力才能实现。现阶段，计算机视觉应用最多的就是车辆视觉导航，然而，这种导航还没有实现完全自主导航，这也是需要进一步研究的地方。计算机视觉技术的适应性较好，特别适合在工业领域应用，即便是存在电子在干扰或温度变化较大的地方都能很好的运行，其整体效果也不会受到影响，再者，计算机视觉技术的嵌入性较好，成本相对较低，尤其适合在pC方案中使用，同时，具有一定的非接触能力，能够获取大量信息，且不受距离限制，总的来说，计算机视觉技术总体效果较好，适合利用在各种工业环境中应用，因此，应重视计算机视觉技术的应用[5]。同时计算机视觉还被应用到移动机器人设计中，主要是利用小波模板展示人体形态，然后做图像扫描，这样就可以顺利完成小波变换，进而了解到人的存在。同样，将计算机视觉应用到机器人设计上，可以自动检测出正在行动的人或车辆，而无法检测到静止的人，之所以会出现这样情况，主要是由于其中采用率步态分析法。
3可视化技术
3.1可视化技术含义
可视化技术是一种综合了计算机图形学与图像处理于一体的技术，它可以将复杂的数据转化为图像并在屏幕上展示出来。在可视化技术中，融合了以上两种技术的特点，并在多个领域都有应用，随着可视化技术的应用，不仅有效实现了数据表示，还强化了数据处理能力，更对数据决策分析有一定作用[6]。现阶段，虚拟现实技术已经成为可视化技术主要发展方向。
3.2可视化技术的应用
首先，在计算机图形学教学中的应用，计算机图形学相对枯燥，相关知识也很抽象，不便于学生理解，在计算机图形学中最重要的部分是曲线曲面，而这些曲线曲面多是与数学模型有关，具有一定的抽象性，学生理解难度较大，以往教师只能通过一系列的公式演算帮助学生理解，尽管这样依然难以让学生掌握曲线变化情况，学生依旧无法正确理解。为减少这种情况的发生，可视化技术被应用到计算机图形学教学中，教师将抽象的知识用动画的形式展示出来，学生只要观看动画，拖动一定的控制点就可以了解到曲线变化情况，这样一来不仅增加了教学趣味性，学生也可以随意变动曲线，让复杂的知识变得简单，深化学生对计算机图形学知识的深度理解，同时，利用可视化技术在一定条件下，还可以完成代码编译，如在actoinScript中做编译，这样也可以增强学生的理解能力[7]。
其次，在医学领域中的应用。医学领域对于可视化技术的应用主要体现在放射治疗与矫正手术上。通过可视化技术可以屏幕上看到手术整个过程，并将原来细节部位放大，手术医生观察的更加细致，手术成功几率也会大幅度提升，患者生命也能得到保证（如图3所示）。如在对某名患者进行身体检查的过程中需要应用到可视化技术，由于通过检查会获得大量数据，而这些数据又相对复杂，但在可视化技术下就可以通过图表、曲线图或立柱图的方式展示出来，经过可视化技术的作用，了解到患者的血糖为5.6mmol/L，医生可以根这一数据做出诊断，而不必再分析这些数据。据不完全统计，80%的医疗检查工作都是需要利用可视化技术。
地质勘探是我国最重要的工作之一，由于多数矿藏都深埋地下，即便使用探测仪受多种因素影响也无法了解到实际矿藏情况，这就需要应用到可视化技术，在可视化技术的作用下，相关工作人员可以了解到地下有无矿藏，如果存在矿藏，相关工作人员也可以了解到矿藏所在位置与实际储备量，进而为矿藏开采奠定基础。如在地质勘探中，相关工作人员利用可视化技术做地形图整理，然后从中提取地形数据，再用Catia做导入，这样就可以完成地形模型创建，这样就完成了三维地质模型创建工作，同时在相关工作台的影响下，还可以完成地形数据导入，进而生成一定的地形云点，如果其中存在错误，可视化技术也可以将其中的错误内容删除，这些都是可视化技术所带来的好处[8]。由此可见，可视化技术已经成为地质勘探中不缺少的技术。
最后，在气象预报中的应用（如图4所示）。利用可视化技术能够将数据转化为图像，通过观察图像就可以了解到云层变化情况，同时也能了解到实际风力大小与风走向等，气象预报人员就可以根据图像做出精准分析，需要了解气象变化的人也能了解到现实情况，如果气象条件恶劣，相关工作人员也可以及时做出工作调整，减少危险事件的发生。据不完全统计，可视化技术在气象预报中的应用频率高达100%，由此挽回的经济损失高达13.2亿元，可见，可视化技术在气象预报中的应用十分有必要，因此，应重视可视化技术在气象预报中的应用。
4结语
通过以上研究得知，计算机图形学、计算机视觉以及可视化技术三者各具特色，三者间也存在一定的关系，尤其是可视化技术综合了前两者的特点，并融合了其他技术，在很多领域中都有应用。可视化技术是现阶段应用最多的一种技术，在计算机图形学教学中也有应用，并发挥着不可替代的作用。本文分析了计算机图形学、计算机视觉以及可视化技术的含义与应用，希望能为相关人士带来有效参考，正确利用这些技术。
参考文献：
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[3]滑瑞朋.计算机图形学的应用及研究[J].山西科技，2012（05）：37-38+45.
[4]刘涛，仲晓春，孙成明，郭文善，陈瑛瑛，孙娟.基于计算机视觉的水稻叶部病害识别研究[J].中国农业科学，2014（04）：664-674.
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[6]许志杰，王晶，刘颖，范九伦.计算机视觉核心技术现状与展望[J].西安邮电学院学报，2012（06）：1-8.
计算机视觉教程篇4
设计专业要在不断地组织和再组织的过程中形成开放的计算机辅助设计类课程体系，打开学生的视野，让学生随时可以掌握目前最先进的设计技术和表达手法。高校艺术教育以市场需要为导向，着重培养学生的动手能力。因此，计算机辅助课程相对于其他课程来说，实践课时较多，这样才能强化学生运用软件的能力。计算机辅助设计类课程要求学生利用日益增多的各类设计素材库，对图像进行处理，变化出更为丰富的视觉语言。如今软件升级换代十分迅速，这就要求学生及教师要不断地更新知识，学会质疑和尝试，触类旁通地去学习和寻找不同的操作方法。
二、视觉传达专业计算机辅助设计类课程的教学方法
（一）案例式教学法案例式教学法指教师通过讲解具体软件的功能、界面、菜单、面板以及工具的基本使用方法，来让学生对计算机辅助设计软件有一个大致的了解，进而提升学生的软件运用能力。学生除了要在课堂上消化和吸收教学案例以外，还要学会举一反三，并开展大量的课外钻研。（二）项目式教学法项目式教学法是指在实践教学活动中教师对指导学生切实完成一个完整的“项目”的培训方法。在教学实践中，拿实际项目里的课题作为教学内容，能为学生日后进入工作岗位积累丰富的实践经验，这对学生设计实践能力的提高也有很大的帮助。
三、视觉传达专业计算机辅助教学存在的误区
在教学方面，有的教师侧重于工具的教授，并辅以大量的图例。有的教师则完全把软件课变成单独的软件培训班的模式，一味地进行填鸭式教学，而不去培养学生的创新能力。这样只会使学生的软件学习能力停留在很低的层次。在学习方面，学生不愿意去探讨原理和基础工具的运用，只是默默地跟着范例走。另外，有些学生不善于做笔记，不勤加练习，今天会明天忘，并没有充分意识到软件的学习过程也是个需要潜心修炼的过程。
四、改进视觉传达专业计算机辅助教学的策略
计算机视觉教程篇5
关键词：美术教学计算机辅助教学优越性
在科学技术发展的今天，集声、光、电等为一体的多媒体技术，以其高效、快捷、全面传授知识，保存、收集资料相互交流等优势，极大促进了整个教学的改革和发展。其中以形象直观的美术教学最为受益。计算机辅助教学，因其能激发学生的学习兴趣、促使学生主动学习、提高课堂教学效率等诸多优点，而成为现代课堂教学中最常用的教学手段之一，广泛应用在中小学各学科的教学中，美术教学也不例外。使用计算机辅助教学，能更好地突出教学重点，突破教学难点。特别是在突破传统教学的诸多难点上，计算机可以发挥无可比拟的优越性。中小学美术教学中的难点，是在教材的教授过程中，学生对知识的难以理解之点，技法的难以掌握之处。以下举例介绍计算机辅助教学解决中小学美术教学难点的一些应用。
1获得独特的视觉效果
使用计算机辅助教学可以充分利用计算机的特点，根据教学需要，获得独特的数码虚拟视觉效果，协助教师突破教学中的难点。美术欣赏课有很强的直观性，使用计算机辅助教学，通过数码投影仪，就可以将作品清楚地放大展示，让学生在欣赏课上能够真正地“欣赏”。以七年级第十四册《现代生活的视觉语言》一课为例，通过欣赏不同年代、不同形式的标志，使学生开阔眼界，丰富知识。标志很小，教师拿在手中展示，学生想要看清楚都很费劲，更别说欣赏了，对教师而言，同样也不便于知识的讲解。而若通过计算机和数码投影仪，将各种标志投影成2米见方的影像，就可以让课堂上的每个学生都能看得清楚，达到最佳的审美感受。同时还可以放大局部进行有针对性地观察，教师结合知识重点、难点进行分析讲解。由此，视觉的传达与知识的传授相得益彰，让学生在审美体验中学习和提高。
欣赏三维造型艺术时，计算机辅助教学不仅可以用通常的视觉方式，让学生欣赏到物体在某一视觉角度的造型或其内部构造，而且可以做出“动感显示”效果，让三维物体旋转起来，欣赏到它的各个侧面，让学生体会到物体的立体感、空间感。比如九年级第十八册《现代建筑》一课中，计算机辅助教学可以按预先设置路线，带领学生虚拟浏览一座建筑物的内部装饰、陈设，使学生有现场感、真实感，真切地感受到不同时代、不同地域、不同空间的建筑风格，同时，也会真正理解它的三维结构。利用计算机辅助教学，产生真实新奇的视觉效果，独特的感染力，将使学生对这一课留下难忘的印象。
2动态展示变化的过程
计算机具有强大的多媒体功能，集文字、图像、图形、声音、动画和视频为一体。教师可以根据教学需求，通过计算机表现许多传统教学技术不能表现的事物和现象，如演示形象生动的动画，声情并茂的有声画面，色彩丰富的教学图片等。Cai可以使抽象问题形象化，静态问题动态化，在解决那些教师难以表述而学生又难以理解的问题上，动态展示变化的过程，突破教学难点。
在工艺与设计课的教学中，有关工艺制作的程序、步骤和方法复杂、严谨，技法的要点、难点较多，教师要做大量的示范。教师要想利用课堂时间演示一个完整制作过程，不是一件容易的事，如绘制“简单图案”教学，仅其中的上色环节，就不是一遍两遍能完成的，非常耽误时间，而且没有办法让全班学生都能看清楚。在传统教学中，很多教师往往只好口头教授，稍作演示，这样的教学，学生往往不能掌握技法上的难点。利用计算机辅助教学，我们可以将图案制作的完整程序制作成图文并茂的幻灯片进行放映，从绘制草图、拷贝、涂色，到最后调整、修改，色彩转换，都非常方便、快捷，整个过程展示清晰明了又独特，学生边看放映边学习，印象深刻，教学难点轻松解决。
3通过整合培养美术欣赏能力
美术欣赏能力的培养历来是美术教育教学的难点。把艺术作品不同元素间的相互关系在大脑中形成反射，调动学生的多种感觉器官，利用知识经验进行综合加工，是形成审美情感和审美理解的过程。使用计算机，可以容易地将多种媒体融合在一起，并方便地展示给学生，突破美术欣赏能力的培养教学中的难点问题。
在计算机辅助的美术欣赏课中，把音乐和美术、电影与美术有机地结合起来，可以图文并茂、声色俱全的表现深刻主题，能充分有效的培养学生的审美理解力、创造力。如欣赏《格尔尼卡》时，如果只看课本中的小幅图片，学生会因为对作品内容及产生背景缺乏一定的认识，而印象不深，难以产生共鸣，影响了学生对美术作品的审美欣赏。计算机辅助教学可以将画子投影到大屏幕上，用声情并茂的语言稍加提示作品背景、内容，通过鼠标指针，指点画中细节，引导学生观察，同时播放合适的背景音乐……这时学生就开始自觉地“设身处地”，进入某种情景，产生审美同情。
学生受到欣赏对象的潜移默化的影响，接受其审美思想的启示，展开想象，使自身的情感融入画面。当学生进入联想境界后，计算机播放的背景音乐重新响起，以配合着教师的解说：“是谁在画面上呻吟？这呻吟声像是一支沉痛的歌曲，是人民在痛苦地扭曲。”这时学生们原先模糊的、朦胧的审美享受就会变得清晰，学生将获得艺术作品深层意蕴的更深领悟，从而提高了审美能力。
计算机视觉教程篇6
[关键词]：信息技术中学美术辅助教学
在科学技术发展飞速的今天，多媒体技术以其高效、快捷、全面传授知识，保存、收集资料相互交流等优势，极大促进了整个教学的改革和发展。其中以形象直观的美术教学最为受益。计算机辅助教学，因其能激发学生的学习兴趣、促使学生主动学习、提高课堂教学效率等诸多优点，而成为现代课堂教学中最常用的教学手段之一，广泛应用在中小学各学科的教学中，美术教学也不例外。使用计算机辅助教学，能更好地突出教学重点，突破教学难点。特别是在突破传统教学的诸多难点上，计算机可以发挥无可比拟的优越性。中小学美术教学中的难点，是在教材的教授过程中，学生对知识的难以理解之点，技法的难以掌握之处。
一、获得独特的视觉效果
使用计算机辅助教学可以充分利用计算机的特点，根据教学需要，获得独特的数码虚拟视觉效果，协助教师突破教学中的难点。美术欣赏课有很强的直观性，使用计算机辅助教学，通过数码投影仪，就可以将作品清楚地放大展示，让学生在欣赏课上能够真正地“欣赏”。以七年级第十四册《现代生活的视觉语言》一课为例，通过欣赏不同年代、不同形式的标志，使学生开阔眼界，丰富知识。标志很小，教师拿在手中展示，学生想要看清楚都很费劲，更别说欣赏了，对教师而言，同样也不便于知识的讲解。而若通过计算机和数码投影仪，将各种标志投影成2米见方的影像，就可以让课堂上的每个学生都能看得清楚，达到最佳的审美感受。同时还可以放大局部进行有针对性地观察，教师结合知识重点、难点进行分析讲解。由此，视觉的传达与知识的传授相得益彰，让学生在审美体验中学习和提高。
欣赏三维造型艺术时，计算机辅助教学不仅可以用通常的视觉方式，让学生欣赏到物体在某一视觉角度的造型或其内部构造，而且可以做出“动感显示”效果，让三维物体旋转起来，欣赏到它的各个侧面，让学生体会到物体的立体感、空间感。比如，九年级第十八册《现代建筑》一课中，计算机辅助教学可以按预先设置路线，带领学生虚拟浏览一座建筑物的内部装饰、陈设，使学生有现场感、真实感，真切地感受到不同时代、不同地域、不同空间的建筑风格，同时，也会真正理解它的三维结构。利用计算机辅助教学，产生真实新奇的视觉效果，独特的感染力，将使学生对这一课留下难忘的印象。
二、动态展示变化的过程
计算机具有强大的多媒体功能，集文字、图像、图形、声音、动画和视频为一体。教师可以根据教学需求，通过计算机表现许多传统教学技术不能表现的事物和现象，如演示形象生动的动画、声情并茂的有声画面、色彩丰富的教学图片等。Cai可以使抽象问题形象化，静态问题动态化，在解决那些教师难以表述而学生又难以理解的问题上，动态展示变化的过程，突破教学难点。
在工艺与设计课的教学中，有关工艺制作的程序、步骤和方法复杂、严谨，技法的要点、难点较多，教师要做大量的示范。教师要想利用课堂时间演示一个完整制作过程，不是一件容易的事，如绘制“简单图案”教学，仅其中的上色环节，就不是一遍两遍能完成的，非常耽误时间，而且没有办法让全班学生都能看清楚。在传统教学中，很多教师往往只好口头教授，稍作演示，这样的教学，学生往往不能掌握技法上的难点。利用计算机辅助教学，我们可以将图案制作的完整程序制作成图文并茂的幻灯片进行放映，从绘制草图、拷贝、涂色，到最后调整、修改，色彩转换，都非常方便、快捷，整个过程展示清晰明了又独特，学生边看放映边学习，印象深刻，教学难点轻松解决。
三、通过整合培养美术欣赏能力
美术欣赏能力的培养历来是美术教育教学的难点。把艺术作品不同元素间的相互关系在大脑中形成反射，调动学生的多种感觉器官，利用知识经验进行综合加工，是形成审美情感和审美理解的过程。使用计算机，可以容易地将多种媒体融合在一起，并方便地展示给学生，突破美术欣赏能力的培养教学中的难点问题。
在计算机辅助的美术欣赏课中，把音乐和美术、电影与美术有机地结合起来，可以图文并茂、声色俱全的表现深刻主题，能充分有效的培养学生的审美理解力、创造力。如欣赏《格尔尼卡》时，如果只看课本中的小幅图片，学生会因为对作品内容及产生背景缺乏一定的认识，而印象不深，难以产生共鸣，影响了学生对美术作品的审美欣赏。计算机辅助教学可以将画子投影到大屏幕上，用声情并茂的语言稍加提示作品背景、内容，通过鼠标指针，指点画中细节，引导学生观察，同时播放合适的背景音乐……这时学生就开始自觉地“设身处地”，进入某种情景，产生审美同情。
计算机视觉教程篇7
[关键词]美术教学；计算机辅助教学；优越性
在科学技术发展的今天，集声、光、电等为一体的多媒体技术，以其高效、快捷、全面传授知识，保存、收集资料相互交流等优势，极大促进了整个教学的改革和发展。其中以形象直观的美术教学最为受益。计算机辅助教学，因其能激发学生的学习兴趣、促使学生主动学习、提高课堂教学效率等诸多优点，而成为现代课堂教学中最常用的教学手段之一，广泛应用在中小学各学科的教学中，美术教学也不例外。使用计算机辅助教学，能更好地突出教学重点，突破教学难点。特别是在突破传统教学的诸多难点上，计算机可以发挥无可比拟的优越性。中小学美术教学中的难点，是在教材的教授过程中，学生对知识的难以理解之点，技法的难以掌握之处。以下举例介绍计算机辅助教学解决中小学美术教学难点的一些应用。
一、获得独特的视觉效果
使用计算机辅助教学可以充分利用计算机的特点，根据教学需要，获得独特的数码虚拟视觉效果，协助教师突破教学中的难点。美术欣赏课有很强的直观性，使用计算机辅助教学，通过数码投影仪，就可以将作品清楚地放大展示，让学生在欣赏课上能够真正地“欣赏”。以七年级第十四册《现代生活的视觉语言》一课为例，通过欣赏不同年代、不同形式的标志，使学生开阔眼界，丰富知识。标志很小，教师拿在手中展示，学生想要看清楚都很费劲，更别说欣赏了，对教师而言，同样也不便于知识的讲解。而若通过计算机和数码投影仪，将各种标志投影成2米见方的影像，就可以让课堂上的每个学生都能看得清楚，达到最佳的审美感受。同时还可以放大局部进行有针对性地观察，教师结合知识重点、难点进行分析讲解。由此，视觉的传达与知识的传授相得益彰，让学生在审美体验中学习和提高。
二、动态展示变化的过程
集文字、图像、图形、声音、动画和视频为一体。教师可以根据教学需求，通过计算机表现许多传统教学技术不能表现的事物和现象，如演示形象生动的动画，声情并茂的有声画面，色彩丰富的教学图片等。Cai可以使抽象问题形象化，静态问题动态化，在解决那些教师难以表述而学生又难以理解的问题上，动态展示变化的过程，突破教学难点。
在工艺与设计课的教学中，有关工艺制作的程序、步骤和方法复杂、严谨，技法的要点、难点较多，教师要做大量的示范。教师要想利用课堂时间演示一个完整制作过程，不是一件容易的事，如绘制“简单图案”教学，仅其中的上色环节，就不是一遍两遍能完成的，非常耽误时间，而且没有办法让全班学生都能看清楚。在传统教学中，很多教师往往只好口头教授，稍作演示，这样的教学，学生往往不能掌握技法上的难点。利用计算机辅助教学，我们可以将图案制作的完整程序制作成图文并茂的幻灯片进行放映，从绘制草图、拷贝、涂色，到最后调整、修改，色彩转换，都非常方便、快捷，整个过程展示清晰明了又独特，学生边看放映边学习，印象深刻，教学难点轻松解决。
三、通过整合培养美术欣赏能力
美术欣赏能力的培养历来是美术教育教学的难点。把艺术作品不同元素间的相互关系在大脑中形成反射，调动学生的多种感觉器官，利用知识经验进行综合加工，是形成审美情感和审美理解的过程。使用计算机，可以容易地将多种媒体融合在一起，并方便地展示给学生，突破美术欣赏能力的培养教学中的难点问题。
计算机视觉教程篇8
关键词：计算机技术数学教学应用
一、前言
随着科学技术的发展，现代教学媒体技术不断完善，应用范围不断扩大，给数学教学的传统媒体注入了新的生命，有效地促进了教学改革，因此，加强计算机技术对艺术学校数学教学的辅助作用具有重要的意义。
二、对计算机辅助教学的认识
1.计算机辅助教学利于诱发学生良好的学习动机，学习心理学的理论指出：动机在学习中是很有效能的一个因素，它对人的学习可以发挥明显的促进作用。计算机技术与数学教学整合，使学生的学习方式发生了改变，由听、记，更多地变为观察、实验和主动地思考，更好地发挥了学生在学习中的主体地位;多媒体技术既能看得见，又能听得见，还能用手操作，这样通过多种感官的刺激所获取的信息量，比单一地听讲强得多，而且还非常有利于知识的保持。
2.计算机辅助教学能更好地实现数形结合，因此多数教师都非常重视数形结合的教学，上课时尽量地画好图形，力求使图形展现出变化的趋势。但是无论怎么画，怎么用一个又一个的幻灯片给学生展示，也只能给出一个“死图”，而利用计算机辅助教学，则可以绘制一幅幅有形有色会运动的“活”图，真正实现数形结合，增大课堂容量，达到良好的教学效果。
3.计算机辅助教学利于克服教学难点，提高课堂效率。利用计算机技术能够帮助我们有效地克服教学难点，提高课堂效率，有利于创设调动学生积极参与，发现创新的环境。能不能有效地克服教学难点、提高教学效率对减轻学生过重负担、提高教学质量是十分现实而重要的问题。“向课堂要质量”的口号提了多年，但如果限于传统的教学手段，要解决这个问题有时的确很困难，许多原来传统教学的难点有了计算机现在变得不难了，过去一般人认为数学就是抽象的逻辑加繁复的计算，一幅严肃的面孔而现在借助于计算机，它可以变得有情，有趣，很有感人的魅力。
三、计算机辅助数学教学的优越性
1.增强学生学习兴趣、激发学习动机
计算机辅助教学是人们利用先进的电子技术来开发人及人以外的一切学习资源，去实现最优化教学目标的教学形态。以多媒体为表达手段的Cai，也称为mCai。它是一种把文本、图形、图象、动画和声音等运载媒体结合在一起，并完成一系列随机互式操作的信息技术，人们可以通过多种感官来获取相关的信息，提高信息的传播效率。教师可以用Flash软件设计出多面体展开与折叠方法，从不同的方向看几何体得到的图形不一样，设计图案：枫叶、蝴蝶、窗花、汉字、大写字母、等腰三角形、飞机、人民大会堂等图案一一展示后，用红线显现出对称轴，让学生观察，亲身感受这一类图形的性质。图象显示模拟逼真，渲染后气氛，创造意境，学生怀着浓厚的兴趣去学习、去思维、去理解、去记忆，最大程度地唤起了学生的“内驱力”。Cai充分利用了计算机多媒体技术和网络技术的优势，以一种全新的教育教学形式实现教育信息的传播，是现代教育技术的重要组成部分。现代教育学的实践证明：学生在获取知识时仅依靠听觉，则三小时后可保持70%，三天后仅能保持10%;若仅依靠视觉，则三小时后能保持72%，三天后可保持20%;如果综合依靠视觉和听觉，则三小时可保持85%，三天后可保持信息量的65%。运用多媒体教学系统可以使学习者以交互方式进行学习，有利于学生参与，激发学生的兴趣，帮助学生建立新旧知识之间的联系，调动学生的学习主动性和积极性，使学生自觉地学习。
2.有利于培养学生的创造性思维
现代教育思想的核心是强调学生思维能力的培养。数学课堂上，计算机辅助教学能形象逼真的再现知识的产生、形成过程和学生探求知识的学习过程、思维过程，把过程展现在学生面前，促进他们逻辑思维能力的发展。同时还可以形象的模拟思维世界，再现思维过程促使学生多向思维、发散思维，有利于培养学生的创造精神和实践能力。
3.有利于节省教学时间，提高课堂教学效率
在传统的“黑板+粉笔”的教学模式中，有时需要用较长的时间写出一串长式子，画出图形或图像。而我利用计算机辅助教学，就省去了板书和擦拭等时间，能在较短的时间内向学生提供多样的数学习题，在增加训练密度的同时巩固所学的数学知识。
4.提高学生学习的主动性、积极性，有利于发展学生的智能由于Cai系统具有信息量大、画面生动、内容丰富、问题多样、即时反馈等特点，所以，计算机辅助数学教学，可以激发学生的学习兴趣，提高学习效率。
5.有利于教师教学水平的综合提高
教师在利用计算机辅助教学的教学过程中，可调动教师教育科研的积极性，促使教师尤其是青年教师主动学习有关计算机知识，钻研教材教法，互相交流学习经验，促使教师形成良好的教学研究风气。
四、计算机在数学教学中的应用
1.用计算机充当教学课堂媒介
在计算机辅助教学中，计算机作为新的帮手，是将先前传统教学过程中授业者通过投影片、黑板、教具模型等媒体展示的各种视觉信息，利用计算机加工成形象的、动态的资料，并进行一些必要地加工，编排成一个有机的整体。利用这种模式进行课堂教学，在很少的时间内，电化教学使学生多种感官一并发生作用，提高对信息的敏感度，加深对教学知识的理解，因而可以做到更高效率的知识传授，进一步提高课堂实际效率。
电化教学软件的复杂变化可以将各个部分有机结合起来，把深邃展现在学生面前，使学生一目了然，这对于建立良好的思维习惯将会起到举足轻重的作用。同时，在这里也应切记，计算机的演示只能是媒介，而不能功高盖主，授业者应当扮演好自己的角色，结合计算机的演示帮助引导求知者完成思考过程，逐步形成对概念的理解。
2.利用计算机和传统教学相得益彰
信息技术环境发展的大舞台下，传统的教育思想应与时俱进。形成以求知为原点进行合作学习的思想，形成以问题共同解决为原点的思想，形成以培养能力为原点，形成终身学习的思想。如今，计算机强大的运算能力为当今数学的“发现学习”提供了成功的捷径，强大的工具媒介使学生可以自由地在“问题空间”里进行遨游，来做“数学实验”。因此教师可以将更多的问题探索、问题分析、问题思考的疑难杂症交给求知者去寻觅。
3.利用计算机进行非课堂教学学习
数学软件把计算机变成了传授者。数学软件不仅提供视觉感官，还有音频感官的加入，具有很好的视听效果。课堂教学内容的模块多按章节标注知识点部分，求知者可以随心所欲，根据自身情况安排学习以及复习进度。数学软件能够和课堂教学相得益彰。互相结合发挥自身长处更好地促进学生学习。
五、结束语
随着计算机的发展，数学计算机辅助教育也在全面开展，在以后的数学教学中，应尽可能熟练地使用计算机，与传统教学互补，在教学中，计算机只辅助教学，而不是主宰教学。教师们要清醒地认识数学计算机辅助教育的优势，发挥其巨大优势，更好地为提高课堂效率。
参考文献
计算机视觉教程篇9
[论文摘要]随着知识经济时代的来临，利用网络进行远程教育得到了迅速的发展，特别是计算机技术、通讯技术和多媒体技术在现代远程教育中的应用，给现代远程教育带来了前所未有的发展机遇。本文探讨了我国计算机远程教育与多媒体技术的现状与发展。
随着知识经济时代的来临，掌握知识的人才日益成为国家繁荣、民族振兴的决定性因素和主要资源。远程教育这一基于计算机技术和通讯技术的教育方式，正以其自身优势，成为现代教育的一个亮点。远程教育是现代多媒体教学与网络技术相结合的产物。在现有的高等教育条件下，采用网上现代远程教育形式。扩大高校教学覆盖面，可以有效地缓解我国教育资源的不足与信息化时代巨大的社会教育需求之间的矛盾。本文仅对其手段改革、实施的必要性、存在困难、方法等诸多问题作一概述，并着重阐述计算机远程教育中应加强使用多媒体技术。
一，我国远程教育的现状
1、中国网络远程教育发展趋势虽然缓慢，但仍不失上升态式以edu域名注册的网站以每半年增加几百家左右的速度向上攀升。从这一显而易见的角度来看，早在1998年，教育部颁发《面向21世纪教育振兴行动计划》文献中就指出：大力发展我国网络远程教育。同时为加快速一步伐，同意社会力量或外资界人这一领域。在着眼于未来的互联网领域。教育是一个十分令人看好的投资方向。
2、与发达国家相比还有一定的差距我国近程教育主要集中于基础教育在发达国家，网络教育的主体是高等教育、成人教育、继续教育；像在美国，就有五千万成年人在学习。在过去五年中，美国的网络大学增加到300多所，约有80所大学允许通过网络学习获得学位。目前在中国一流水平的大学如北大、清华上海交大、北京邮电大学等也都已经开展远程教育或网上大学的招生工作。
二、远程教育实现手段的发展与现状
(一)远程教育的发展
远程教育的发展经历了三个阶段。
基于数据网络的计算机远程教育研究始于80年代后期，90年代步入实践。我国远程教育规划是1997年经酝酿提出的，1998年正式批准立项，1999年是整个项目启动的关键一年。规划的近期目标是到2000年要通过网络互联10130所各级学校，并使8000所贫困、边远地区的中小学具备利用卫星上网的能力。目前，我国的清华大学、北京大学、湖南大学、浙江大学等一大批大学建立了自己的远程教育实验室或远程教育中心，基于综合数据网的远程教育研究正在部分院校蓬勃展开。
(二)远程教育的技术实现
1、计算机网络：这个支撑网络远程教学系统的物质基础，一般来说，都具有下列组成：
(1)接人部分：主要设备是路由器，主要作用是通过网络专线将整个网络接人internet，从而使本网的用户能够访问internet资源，而其它网络用户能够访问本网信息。
(2)交换模块：是整个网络连接与传输的核心，主要的设备有主干交换机、分支集线器和连接各模块的网络电缆，由它们组成整个骨干网络。
(3)服务器：主要负责信息的收集、储存、，它们是对外提供教学与信息服务的主要实体，一般有web服务器、ftp服务器、e-mail服务器、dns服务器、数据库服务器等等。
(4)网络管理：主要对整个网络进行监控、运行性能的监测、故障的预警和诊断等等；计费模块主要是记录网络使用者的资费信息，以控制网络资源的有偿使用。
2、软件部分
(1)多媒体授课系统从功能上可以分成两个部分：一个是课件点播系统。一个是同步广播授课系统。
(2)师生交互工具①共享白板：软件共享白板是一个为在internet环境进行教学的教师和学生提供文本以及图形共享的区域。教师可以将一张图片贴入共享白板中。并利用系统提供的特定画图工具和文本输入工具，在所贴的图片上进行标记、说明。教师端的白板中的图形和文字可以通过in-ternet同步传递到交流环境中的其他学生端白板中。
②语音、视频交互：语音交互是异地师生之间一种有效的交流方式。为了增加师生教学过程的生动性，也需要师生间能够看到各自的视频图象。教师可以任意选择特定的学生端视频，也可以同时看到多个学生端的视频图象。学生端可以选择观看教师端视频。
③同步浏览：在交流过程中，能够提供同步浏览的机制。教师可以通过键人url地址，并将该地址广播到同一交流环境中的所有学生端浏览器。使得学生端的浏览器与教师端的浏览器达到同步显示。
④网络题库系统基于web的题库系统用于支持教师和学生通过网络进行组卷并进行各种类型的测试。可以根据不同的测试目的提供相应的组卷策略，包括智能组卷、相对评价组卷、绝对评价组卷，教师通过网络自动组卷后，下载到本地进行使用。
(3)答疑系统
①问题通过电子邮件的方式发送到主持这门课程的学科教师，当教师对该问题进行回答后，系统将自动解答发送到学生的电子信箱；
②将问题公布在答疑布告牌上，征求解答，有人对其解答后，系统将通过电子邮件通知该学生。
(4)作业批阅系统
作业批阅系统是基于/">考试系统
远程考试系统是教学信息反馈的重要手段。通过考试可以将学生的学习进展状况反馈给系统。
(7)远程作业系统
在学生的学习过程中，作业的布置、提交与批改是非常重要的一环。老师可以通过作业系统得到教学效果的反馈，既可以了解不同学生的学习情况，以便因材施教，又可以发现教学过程或课件中存在的问题。并采取措施加以修改完善。
三、多媒体技术的发展
多媒体技术是90年代兴起的一股热潮，以往的计算机通过视觉才能接受信息，后来增加了“听”的功能，人们才把具有“视听”两种以上功能的计算机称之为多媒体计算机，并把这种技术称之为多媒体技术。近年来它的发展非常迅猛，从一台计算机到局域网乃至国际互联网络，都可以使用。多媒体技术改变了微计算机多年来生硬、呆板的脸孔，换上了丰富多彩、形声并茂的漂亮面容。就其功能可以分成两类：
1、只具有“视听”功能，这种类型的计算机及其网络运用于教学，除能使以往靠多种设备、技术实现的课堂多媒体教学集计算机于一身，具有集成性的特点外，其明显的优势是还具有即时性、交互性、信息量大和能够进行个别化教学的功能。人们常称这类只有“视的”功能的计算机及其网络技术为一般的多媒体技术。
2、具有“虚拟现实”功能，这一类计算机多媒体技术除具有“视听”的功能外，还具有让人动手“做”，充分发挥人的“触觉、机体觉、运动觉、平衡觉”等感觉器官的功能，让人们在“做”中学习知识和掌握技能。
四、我国教育领域必须加强计算机远程教育的应用
1、计算机远程教育是教育领域的国际发展趋势。
internet网的发展速度极为迅猛，在发达国家和地区普及率较高，美国、英国、芬兰、瑞典等国家均提出了基于互联网的远程教育计划，并已开始逐渐实施。而发达国家推出的这些远程教育计划并不仅局限于基础教育和高等教育领域，而且是利用现代化手段提高国民素质的重要手段。面对这一国际潮流，我国教育管理部门和广大教育工作者不应落后，应追踪国际上先进的教育思想、教育手段和教育方法。
2、实施计算机远程教育是中国国情的需要。我国是发展中国家，教育资源比较紧缺，现有教育资源远远不能满足需求。而采用常规的措施和方法，例如建设学校，增加学校数量，所需投入太大，短时间内也不能解决问题，特别是高等教育的大众化、普及化。
3、实施计算机远程教育也是教学改革的需要。众所周知，我国的教育资源不但紧缺，而且发展极不平衡，利用远程教育可以消灭贫困校、薄弱校，达到教育资源在一定程序上的共享，打破教育资源不平衡的局面，以比较快的方式、方法扩大教育规模。
4、利用远程教育体系也可以提高国民素质，实现“终身教育”的目的。
五、计算机远程教育必须加强多媒体技术的应用
远程教育网上资源是重要的，简单的重复书本是没有出路的。而解决此问题，笔者认为必须合理地使用多媒体技术。
(一)加强多媒体课件的开发应用
多媒体技术设计和编制的新一代cai系统，具有综合处理图、文、声、像的能力，改变了原来cai中将知识仅以单一视觉或听觉符号表现的方法，使学习者能通过多种感官获取知识信息，增强理解能力，提高教学教率。应用多媒体技术编制的cai系统即称之为mcai软件，亦称课件。
1、在大专院校和中小学形成专门从事mcm课件开发的研究机构。据了解，以前从事mcai课件开发的单位主要有两类：一类是传统出版社的电子出版部门；一类是软件制作公司或多媒体技术开发公司。由于强调市场，重视效益，其开发的产品给人的感觉是深人教学不够。实际上，大专院校和中小学完全可以根据大纲的要求，制定相应的课件标准，分工协作，组织精兵强将进行开发，经试用修改不断完善。通过鉴定后，批量生产教学光盘，并将其做到网上，达到教育资源最大程度上的共享。
2、统一的mcai的技术标准。现阶段mcai课件的制作技术五花八门，以编辑制作为例，大多是手工编辑，费时费力，效率较低，虽然一些多媒体创作工具不断推出，但其适应面还是受到一定的限制。因此，有必要统一mcai课件技术上的一些标准，如硬件配置、软件环境、创作工具、多媒体素材、文件的格式等。目前教育部基础司正在研制一种“傻瓜开发平台”，容易上手，极适合中小学教师进行mcai开发。
3、研究智能型mcai课件。随着计算机人工智能技术的发展，应在mcai课件中加强专家系统和人工智能技术应用。它模拟教师，服务对象是学习者，允许学习者与计算机进行广泛的交互活动。它可以为学习者提供一种新型的学习环境，能根据学习者的学习特点和学习风格采用不同的教学策略，能对学习者的学习状况进行评估，以满足学习者的不同需要。
(二)适当应用多媒体虚拟实现技术
现在，全世界已有2000多研究单位、大学、公司开展虚拟现实研究与开发技术，它将是90年代最有发展前景的技术之一。
l、通过远程教育，将虚拟现实技术应用于艺术、医疗、建筑和工程、军事研究、金融分析等领域。例如在医学领域，虚拟现实技术代表未来发展的方向，借助它能够满足大批学员们动手操作的愿望。在外科手术中，通过虚拟现实系统，可以看到或感觉到微电脑生成的以假乱真的三维立体图形，交互作用的“触角”功能使外科医生身临其境地进行“手术”，得心应手地在荧屏中开刀。
2、建立虚拟现实远程教育环球网。它的使用与互联网相似，只要在浏览器中键入虚拟现实网络地址就可以相联。例如当进入某虚拟太阳系环境的网站时。可以看到各恒星的分布，感觉就如同亲身在太空中漫游一样。在观看不同恒星之余，还可以进入恒星当中查看并阅读各种资料。此外，在太空中还可以发现流星、恒星的转动等动态模拟。
计算机视觉教程篇10
引言
从上世纪开始，计算机技术开始在人们生活中广泛应用，计算机技术的不断延伸，还产生了很多其他的新技术，比如多媒体技术就是其一。多媒体技术是对图形、图像、文字、三维动画、声音、音乐及动态视频等多种媒体形式进行综合处理以及全面呈现的技术。多媒体技术的应用十分广泛，最明显的优势是可以给人们带来十分良好的视听感受，随着多媒体技术的不断普及，传统教育的创新和改革也开始关注多媒体技术领域。在党校教育过程中，传统的理论化教育使得学员的学习积极性较低，课堂乏味，为了提高教育教学水平，在信息化社会中也应该要加强对计算机辅助教学系统的应用，借助计算机辅助教学手段，真正提高党校教学质量。
一、计算机辅助教学的作用
计算机辅助教学是教育教学过程中的一次全面革新，在教育领域中的应用十分广泛，党校系统教育主要是针对党员、干部开展的与党的政策方针、党的发展方向等有关的教育，理论知识较多，传统的教育过程中由于教育理念比较陈旧，教育过程显得枯燥乏味，对学员学习效果产生极大影响。从上世纪九十年代兴起多媒体技术开始兴起，发展到现在实现了快速发展，对计算机功能进行创新，以往的计算机必须要通?^视觉才可以接受信息，但是后来增加了“听”的功能，将视听功能结合在一起，具有视听功能的计算机也被称为多媒体计算机，这种技术被称为多媒体技术。近年来，计算机多媒体技术的发展十分迅速，从一台计算机到局域网，甚至是国际上的互联网，都可以运用多媒体技术，使得计算机画面变得更加丰富多彩、形声并茂。在党校教育过程中应用计算机多媒体技术，具有以下几个方面的作用：
第一，增加视听功能。多媒体计算机的视听功能使得人们可以从计算机上获得更多丰富的信息，计算机除了用于教学之外，还具有集成特点，即时性、交互性、信息量大，是多媒体计算机最明显的特点，因此能够实现个性化教育、多元化教育，使得教育模式得到了有效地拓展。
第二，增加“虚拟现实”功能。计算机多媒体技术的功能远不止于视觉和听觉方面，还能实现虚拟模拟，从而使得人可以从触觉、机体感受上加深对各种资源的理解和体会。在教学过程中加以应用，使得课堂变得更加生动有趣。
第三，提高党课趣味。党校教育的内容针对性强、专业性强，在教育教学过程中各种理论知识的传播，对学员的学习积极性有很大影响，通过计算机辅助教学，可以将党课教育从线下转移到线上，真正实现现代化教育，使得学员的学习过程更加灵活，通过网络学习也可以完成学习任务，从而有助于学员将更多精力放在工作实践上。
二、计算机辅助教学在党校教育过程中的应用
1.创新教学理念
在党校系统教育过程中，教育教学理念陈旧是影响教学质量的重要因素，为了提高党校教学质量，加强计算机多媒体技术与党校教育的融合，则必须要在党校内部营造浓厚的氛围，促进计算机辅助教学模式的应用。例如开展计算机辅助教学宣传，借助信息平台对多媒体教学的各种优势进行宣传，党校的教研组要经常组织教学人员对多媒体教学的相关问题进行探讨，使得教师在潜移默化中能够加强对多媒体教学的认知，并且在教学过程中加以实践，真正提高党校教育的趣味性、生动性，改变传统的教育教学模式。
2.创新教学模式
2.1利用多媒体技术活跃课堂氛围。多媒体技术的应用，能够将各种复杂、抽象的知识具体化。在党校系统教育过程中，各种理论知识的讲解，不能单纯地依靠教育人员的讲解，必须要结合各种生动形象的素材，激发学员的学习欲望。在党校教学过程中应该要加强对多媒体的应用，借助多媒体的图像、声音、视频等功能，对党的政策方针、理论知识的讲解，例如在社会主义核心价值观教育过程中，社会主义核心价值观的理论内容大家都很熟悉，但是要真正体会到这简单的文字中蕴含的时代意义和教育意义，则必须要通过各种多媒体平台为学员提供更多生动、形象的教育素材，例如一些地区的党员干部深入群众，与群众打成一片，与群众同吃同住，帮助群众解决生产生活中的难题，这种纪实片没有太多华丽的语言和精美的后期处理，但是却真实地反映出党员干部工作的重要性，反映出要如何开展基层党建工作，真正在工作中落实党的政策与方针。再比如针对当前社会中存在的一些贪腐现象，要加强党员干部的廉政教育，在理论教育之后，可以播放一些纪录片，一些贪腐官员落马的视频，可以起到良好的警示作用，通过播放这些案例，并且对案例加以分析，可以使得学员真正感受到自己身边存在的问题，联系学员的思想实际，帮助学员端正自己的态度，自觉提高反腐意识，做到警钟长鸣，坚决不参与违纪违法的活动，从而促进党组织以及党员干部政治思想水平的提升。
2.2加强网络教学模式的普及。在党校教育过程中，计算机辅助教学模式的应用还体现在改变教学形式上，传统的党校教育一般都在党校的教室内进行集中学习。在新时期，借助多媒体网络技术，可以使得教育过程更加灵活，比如开展网络教育，借助互联网开设一些公开课，学员可以在课后连接网络进行学习。网络教育模式是一种知识传播途径，使得党校教育过程中变得更加灵活，学员可以通过网络学习，完成学习任务，并且要参与考核，通过考核之后才可以真正实现结业。
3.丰富教学资源
在党校教育教学过程中，教学素材的丰富和拓展，是提高教育教学质量的关键。当前党校教育要求越来越高，为了提高学员的学习水平，要加强对教育教学素材的丰富，尤其是要加强对多媒体技术的利用，借助网络为学员分享更多有趣的学习素材，使得学员能够有更多自主学习的机会。