计算机视觉概论十篇

发布时间:2024-04-26 01:01:50

计算机视觉概论篇1

【关键词】计算机设计图形图像视觉侦查分析研究

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。

参考文献

计算机视觉概论篇2

关键词:人机交互平台;可视化;教学难点;桥梁工程;课堂教学

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2015)50-0147-02

由于桥梁结构的复杂性与特殊性,其分析方法与一般结构存在显著不同,其中的力学现象在现实工程中无法直观展示;同时结构尺寸巨大,也难以利用实验室试验进行重现。如何使学生接受并深刻理解相关力学概念,顺利运用这些概念与实际工程对接,是整个《桥梁工程》讲授过程中最大的教学难点[1]。

本文基于人机交互平台,利用计算机友好界面技术,将学生对《桥梁工程》课程中力学概念的理解可视化,对一项纯脑力活动进行视觉辅助,并且采用参数化输入技术,使学生能够主导对力学概念疑惑部分的主动验证,即可从不同角度利用计算机模拟技术对抽象的桥梁工程力学概念或特有的力学现象进行多次不同角度的建模重现,从而帮助学生深刻理解《桥梁工程》这门课中的教学难点与重点。

一、人机交互平台基本功能

本文以东南大学道路桥梁与渡河工程专业的本科生为对象,以自主编写的《桥梁工程》以及《大跨径桥梁(桥梁工程ii)》授课讲义与课件为基础,利用大型通用有限元软件anSYS的二次开发功能将课程中难以理解与掌握的桥梁结构特有的力学概念与力学现象以数值仿真模型的方式体现,并利用apDL(anSYSparametricDesignLanguage,即anSYS参数化设计语言)技术以及VisualBasic程序建立人机交互平台。

利用该人机交互平台可实现以下功能或达到以下效果:(1)学生可自主改变结构设计参数以动态图形的形式在课堂上迅速描述这些桥梁结构力学概念的特点,可让学生自主性地验证书本中理论推导所得出的结论或现象;(2)通过课堂教学提出问题,让学生借助人机交互平台从各自对问题的不同疑点出发,自己设计验证工况进行多种工况的参数输入,来多角度重现这些抽象概念(或者老师在课堂上当场利用交互平台进行动态演示);(3)通过对该人机交互平台的后处理输出进行设置,按学生意愿自主输出不同的力学特征,以帮助学生深刻直观的理解桥梁工程有的力学概念与现象。最终达到在课堂或校园中即可对所学知识做到理论上推导,逻辑上理解,实践中认识的目的与效果。

二、人机交互平台建立与应用方法

建立该人机交互平台首先需要选择合适的教学模型,合理的教学模型更能发挥该平台的交互作用。进而对教学模型进行参数化设计、计算模块调用、后处理以及结果可视化呈现等步骤以完成该人机交互平台的完整搭建。这里基于《桥梁工程》这门课程,以其中连续梁桥章节的教学难点之一“预应力吻合束的力学特征与计算方法”为例,完整地说明如何建立并在课堂上应用该人机交互平台。

步骤一:对该平台教学模型的选择。一般选择易于采用数值模型形式进行验证的教学难点,模型一般具备几何参数独立,建模易程序化,力学现象明确,验证对象可可视化的特点。

步骤二:对该梁体数值模型进行参数化设计。例如对梁几何形状的参数描述,包括梁长、梁高、截面面积、截面惯性矩等;对边界条件的参数描述,包括支点个数、支点位置;对预应力筋几何形状的参数描述,包括预应力筋线型在各个支点处相对位置以及各支点间预应力筋的线型。

步骤三:该梁体模型参数化完毕后,为方便学生在课堂上进行参数输入,以按课堂正在讲授的问题迅速自主地建立验证模型,需要另外进行参数输入的界面设计。该输入界面一般以多组参数名称以及相应的可输入参数取值组成,同时包括一些参数输入的存储以及保存路径设置功能,见图1。本例中,输入界面利用VisualBasic程序进行编制。

步骤四:对数值模型进行计算,将计算模块与通过输入界面所确定的数值模型进行连接。本例中,通过在界面上做一个计算链接,通过该链接将所输入参数信息导入anSYS有限元计算软件,并自动作为其结构信息输入,从而进行自动建模以及结构计算,并保存计算结果至指定目录。以教学难点“预应力吻合束的力学特征与计算方法”为例,将采用梁单元进行连续梁体的建模与计算,而预应力采用杆单元进行模拟,并采用温度升降技术模拟其对连续梁体的预加应力效应。最终,利用anSYS有限元软件建立三跨预应力混凝土连续梁有限元数值模型,完成该力学概念与现象的载体建设。显然在使用该人机交互平台时,相应数值计算软件应该事先安装准备就绪。

步骤五:对数值模型计算结果进行后处理。按学生在该人机交互平台输入界面填入的参数输入数值,分别进行相应的计算结果后处理,包括为验证某一力学概念或特殊现象对计算结果进行提取,并进行重新组合或者排序,为可视化输出结果做数据准备。

步骤六:对处理好的计算结果进行可视化输出。输出形式可以是表格或者图形,图形中既可以包括单一计算结果也可以是多组计算结果之间的对比形式。例如在讲授预应力吻合束的力学特征与计算方法这一教学难点时,常规做法是通过计算公式的推导,得出采用吻合束预应力布置形式可以不产生超静定连续梁结构次内力的结论,而对于其他非吻合束布置形式则会产生较为明显的次内力。由于该公式推导烦琐,学生理解起来困难,即使接受了公式推导过程以及结果,也容易对这一力学现象表示质疑,难以将理论推导与实际情况建立较好的联系。而采用人机交互平台,可分别建立多组吻合束、非吻合束预应力布置形式的连续梁模型,进行数值计算,输出弯矩内力图,通过对比可以很直观明确地看出吻合束布置形式对次内力的影响,让学生既对理论推导过程“心服口服”,又对其理论推导所对应的力学现象深刻理解与记忆。

步骤七:学生根据可视化的结果输出,判断对教学难点的理解程度,根据需要可以重复建模,从视觉上不断加深对所学知识的理解。

建立用于《桥梁工程》课堂教学的人机交互平台的总体原则,即采用可参数化的模型输入、输出方法,对计算结果可视化、直观化,从而从视觉角度帮助学生自主地对教学难点进行主动理解与验证。

三、基于人机交互平台的课堂教学设计

优秀的课堂教学设计旨在使学生通过教学的每一个特定事件,逐步完成学生对教学难点(知识点)的获取与学习[2],结合《桥梁工程》课程的特点,按其教学特点与教学顺序,列出各种教学事件并分析期间人机交互平台介入时机与作用。

1.预设条件、提出问题。通过多媒体课件中的图像或言语,或依托实际桥梁工程中要完成的项目,呈现提醒,以引起学生的神经冲动。

2.描述现象、告知目标、激发动机。通过运行人机交互平台,利用提前准备的数值模型,并结合现场工程图片,提出问题、发现问题,引出教学难点与学习要素,使学生产生求知欲望。

3.理论分析,产生质疑、引导验证。首次明确提出教学难点,并通过理论公式推导,给出证明;利用学生的抽象分析能力在头脑中建立教学难点模型,引导学生将理论分析与实际运用结合,从而激发学生对理论分析进一步实际应用与验证的需求。

4.主导建模、视觉呈现、产生刺激。针对理论分析中产生的疑问,自主设计验证模型,利用人机交互平台对模型进行计算以及数据处理,以呈现有视觉冲击的可视化计算结果,利用直观化的结果输出使学生产生刺激,强化理解,对教学难点的学习从理论到实际相结合。

5.发散思维、引出作业。进一步提出问题,要求学生将该教学难点应用于其他工程实例,并借助人机交互平台重新设计模型以及验证对象,发散学生思维。

6.提供反馈、建立强化。对比不同学生利用人机交互平台所进行的验证模型设计,通过分析强化学生对所学教学难点的掌握程度。

也就是说,在既定教学事件发展过程中,利用人机交互平台这一教学工具,应当采用的教学策略是,通过任务驱动,提出问题,让学生在实践中学习、学习中实践,并经历理论―质疑―建模―验证―发散―反馈与强化的运行过程,最终利用该人机交互平台提高《桥梁工程》的课堂教学效果,帮助学生深刻理解《桥梁工程》这门课中的教学难点与重点。

参考文献:

计算机视觉概论篇3

【关键词】校园网基础设施Vi设计

前言:随着高校校园计算机信息化的不断发展,校园网络建设工作也在全国范围内得以广泛开展,进而成为校园管理和获取信息资源的重要方式。在此背景下,如何以科学、合理的校园网视觉识别系统来帮助校园网用户实现对各类网络基础设施的识别,进而提高教职员工与学生上网效率和上网安全,已成为当前校园网建设的关键工作。

一、视觉形象识别系统概念

Vi,即视觉形象识别系统概念的提出源于企业视觉识别系统,起源于上世纪六十年代的欧洲,在当时,其与当时企业识别系统,即Ci的概念并不具有明显的界限,随着互联网时代的到来,视觉形象识别系统成为了一项独特的体系,即以标准字、标志、标准字体和标准色为主而展开的一项完整的视觉表达体系,又称为视觉识别系统[1]。在网络层面,Vi则是通过借助相对静态的且富有视觉化的具体传播方式,对各项网络基础设施有组织、有计划地进行标志设计,使公众能迅速了解整个网络体系,并对其产生深刻印象,进而达到准确识别各项网络基础设施目的一类视觉形象识别系统。

二、视觉形象识别系统的构成

(1)色彩。色彩是校园网基础设施Vi中的重要要素,其具有较强的视觉导向作用,通过对人的视觉器官进行刺激,从而使人产生视觉的冲动或是联想,通过将看到的色彩与大脑中存储的相应色彩对应的设施进行对比和整合,从而辨认出具体的网络基础设施。(2)造型是校园网基础设施Vi的另一重要部分,根据网络基础设施的类型、属性和特点,对其视觉识别系统的标志造型予以设计和构造,需要说明的是,对于造型的构造不仅应符合人机工程学的相关原理,还应突出以人为本的核心设计理念,在使标志造型美观、得体的同时,给人以较强的舒适度,增强视觉效果。(3)识别导向系统。对于校园网管理人员和维护人员而言,其需要依据各类设备标志符号来提高自身对设备位置确定的速度和精度,在此情况下,视觉识别系统则是在校园网这一环境中通过构建导向标志而形成的一套完整、统一和连续的符号。

三、校园网基础设施Vi设计

1、计算机机房。计算机机房是校园网的重要基础设施,其是学生上机操作和教师上机指导的重要场所,同时,也是故障发生率和维修工作量最大的校园网基础设施。因此,对其视觉识别系统的设计至关重要,不仅需要考虑网络管理与维护人员维修和学生与教职工使用时识别的便利性,而且还应注重机房平时维护与管理的效率与安全。为此,分别设计图1与图2相结合的视觉识别标识。

2、路由器。路由器是校园网中的另一核心设备,其以当前信道的具体情况跟为依据,对路由进行自动选择和设定,从而以最佳路径将网络信号发送至用户端,使得用户端能够通过登录服务器实现网络访问。相较于维修阶段计算机机房标识符的红色标识符,路由器大都是供用户上网所用,强调的是网络的畅通性,故将其视觉形象识别标识符的主色调设置为蓝色。在此设计中,不仅考虑了路由器实物的造型以及标志的整体色调,而且也对路由器的使用方法和功能做出了进一步的标注,为校园网用户的网络接入奠定了良好的视觉识别基础[3]。

3、交换机。交换机安置在校园网的数据链路层,主要负责进行数据的物理编址和错误检验,同时对帧序列进行排列控制。通常情况下,校园网的主干网大都以具有三层交换功能的吉比特以太网交换机为主,从而对校园用户的用网需求予以较好地满足。其具Vi设计形式的交换机标识符,以深蓝色和红色线为主色调,将红色连接线在各以太网交换机间进行穿插,以表示交换机的“交换之意”,即物理编址与错误检验,同时,以多根线条突出交换机的标识效果,也为校园网的管理与维护人员对交换机的日常监测、维修和养护提供了较大便利。

结论:本文通过对视觉形象识别系统的概念进行说明,在对其相关构成要素予以说明的基础上,分别对校园网基础设施的计算机机房、路由器和交换机等进行了详细的Vi设计。研究结果表明,科学的校园网基础设施Vi设计对于提高校园网的运行、维护效率和确保校园网的运行安全具有重要的作用和意义,未来,还需进一步加强对校园网基础设施的Vi设计,为促进校园网的健康、稳定发展奠定良好基础。

参考文献

[1]冷俊敏,付国,荆振宇.ipv6试验网络的设计与实现[J].计算机工程与设计,2013,08(01):1850-1852.

计算机视觉概论篇4

公共课 (0012)英语(一)(0015)英语(二)(4183)概率论与数理统计(经管类)(0429)教育学(一)(0020)高等数学(一)(0023)高等数学(工本)(0022)高等数学(工专)(3708)中国近现代史纲要(4729)大学语文(3707)毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论(4184)线性代数(经管类)(2198)线性代数(3706)思想道德修养与法律基础(3709)马克思主义基本原理概论(0009)政治经济学(财经类)(0031)心理学(0420)物理(工)

020105金融专(0075)证券投资与管理(0065)国民经济统计概论(0055)企业会计学(0066)货币银行学(0043)经济法概论(财经类)

020107保险专 (0065)国民经济统计概论(0066)货币银行学(0043)经济法概论(财经类)

020203会计专(0067)财务管理学(0065)国民经济统计概论(0156)成本会计(0043)经济法概论(财经类)

020206房地产经营与管理专(0172)房地产经营管理  (0169)房地产法

020207市场营销专(0180)企业定价(0065)国民经济统计概论(0181)广告学(一)(0182)公共关系学(0043)经济法概论(财经类)

020211饭店管理专 (0187)旅游经济学(0189)旅游与饭店会计(0194)旅游法规

030112法律专(0242)民法学(0261)行政法学(0223)中国法制史(0243)民事诉讼法学(0244)经济法概论

030403公安管理专

040101学前教育专(0386)幼儿文学(0389)学前教育科学研究(0388)学前儿童数学教育(0393)学前儿童语言教育(0390)学前儿童科学教育(0395)科学·技术·社会

050102秘书专(0345)秘书学概论(0341)公文写作与处理(0346)办公自动化原理及应用(0182)公共关系学(0509)机关管理

050114汉语言文学专(0529)文学概论(一)(0536)古代汉语(0534)外国文学作品选(0531)中国当代文学作品选(0533)中国古代文学作品选(二)

050207英语专(0596)英语阅读(二)(0795)综合英语(二)(0597)英语写作基础(0794)综合英语(一)

050208日语专(0606)基础日语(二)(0608)日本国概况(6042)日语写作(0844)日语阅读(二)(0607)日语语法

050212阿拉伯语专(6754)阿拉伯语综合技能(一)(6758)阿拉伯语阅读(6759)经贸阿语及外贸函电(6761)阿拉伯文化概况

050405室内设计专(0708)装饰材料与构造(0707)建筑设计基础(0688)设计概论(0712)建筑工程定额预算(0706)画法几何及工程制图

050406视觉传达设计专(0716)印刷工艺(0688)设计概论 (0714)插画技法

080306机电一体化工程专(2230)机械制造(2195)数控技术及应用(2159)工程力学(一)(2236)可编程控制器原理与应用(2232)电工技术基础(2237)自动控制系统及应用

080604电力系统及其自动化专(2269)电工原理(9033)电厂安全生产(2301)发电厂电气主系统(2300)电力系统基础(9036)电气测量(2277)微型计算机原理及应用

080706通信技术专(2269)电工原理(2342)非线性电子电路(2340)线性电子电路(2360)数字通信原理(2277)微型计算机原理及应用

080801房屋建筑工程专(2400)建筑施工(一)(2387)工程测量(2396)混凝土及砌体结构(2398)土力学及地基基础

081201化工工艺专(2489)化工设计概论(9902)石油化工工艺(9052)氯碱化工(2066)有机化学(二)(2481)物理化学(二)(9051)pVC工艺学(2175)分析化学(一)

082207计算机信息管理专(4754)电子商务与电子政务(0342)高级语言程序设计(一)(2384)计算机原理(2120)数据库及其应用(2382)管理信息系统

100701护理学专(2901)病理学(2903)药理学(一)(2996)护理伦理学(2998)内科护理学(一)(3001)外科护理学(一)

100803中药学专(2932)方剂学(二)(2930)中医学基础(一)(2974)中药学(一)(3046)中药药理学

100903药学与药品营销专 (3023)药物化学基础 (7952)营销心理学

100905中医推拿按摩专(6101)经络学(2972)中医基础理论(一)(2974)中药学(一)(2068)人体解剖生理学

020106金融本(0067)财务管理学(0076)国际金融(0077)金融市场学(0051)管理系统中计算机应用

020108保险本(0067)财务管理学  (0071)社会保障概论(0051)管理系统中计算机应用

020115经济学本(0143)经济思想史(0142)计量经济学(0138)中国近现代经济史(0051)管理系统中计算机应用

020216电子商务本 (0995)商法(二)(0906)电子商务网站设计原理(0997)电子商务安全导论

020202工商企业管理本(0067)财务管理学(0149)国际贸易理论与实务(0154)企业管理咨询(0051)管理系统中计算机应用

020204会计本(0162)会计制度设计(0149)国际贸易理论与实务(0159)高级财务会计(0161)财务报表分析(一)(0051)管理系统中计算机应用

020208市场营销本(0186)国际商务谈判(0149)国际贸易理论与实务(0055)企业会计学(0098)国际市场营销学(0051)管理系统中计算机应用

020210旅游管理本(0199)中外民俗(0197)旅游资源规划与开发(0200)客源国概况(0194)旅游法规

020224房地产经营与管理本 (3164)环境科学概论(0055)企业会计学(0182)公共关系学(6569)物业管理实务

020226商务管理本(0939)商业伦理导论(0086)风险管理(0154)企业管理咨询(0051)管理系统中计算机应用(0896)电子商务概论

020229物流管理本(5374)物流企业财务管理  (0043)经济法概论(财经类)(5372)国际物流导论

020230公共事业管理本(3312)劳动和社会保障概论(5723)非政府组织管理(0261)行政法学(0182)公共关系学(5722)公共经济学

020273经济信息管理本(0910)网络经济与企业管理(0342)高级语言程序设计(一)(4224)经济运用数学(二)(0896)电子商务概论(2120)数据库及其应用

020282采购与供应管理本(5374)物流企业财务管理 (3616)采购战术与运营

030106法律本(0230)合同法(5678)金融法(0227)公司法(0262)法律文书写作(0263)外国法制史(5680)婚姻家庭法(0169)房地产法(0228)环境与资源保护法学

030108律师本(0230)合同法(0993)法院与检察院组织制度(0229)证据法学(0924)婚姻家庭法原理与实务(0925)公证与基层法律服务实务

030203社会工作与管理本(0280)西方社会学理论(0279)团体社会工作(0282)个案社会工作(0281)社区社会工作(0141)发展经济学(0278)社会统计学(0071)社会保障概论

030302行政管理学本(0320)领导科学(0319)行政组织理论(0323)西方行政学说史(0322)中国行政史

030401公安管理本

040102学前教育本(0401)学前比较教育(0409)美育基础(0883)学前特殊儿童教育(0403)学前儿童家庭教育学(0882)学前教育心理学

040105教育技术本(0432)教育电视系统(0438)教育电声系统及软件制作(0423)电化教育概论(0419)教育传播学(0434)教育电视节目制作

040107教育管理本(0454)教育预测与规划(0451)教育经济学(0458)中小学教育管理(0449)教育管理原理(0456)教育科学研究方法

040110心理健康教育本(1427)生理卫生(5624)心理治疗(一)(5627)职业辅导(4158)个体咨询学(5628)团体咨询(0466)发展与教育心理学(5621)心理的生物学基础

040112小学教育本(0464)中外教育简史(0458)中小学教育管理(6231)现代教育测量与评价学(0466)发展与教育心理学(6230)小学艺术教育

040202思想政治教育本(0033)世界政治经济与国际关系(0483)科学思维方法论(0321)中国文化概论(0312)政治学概论(0316)西方政治制度

040302体育教育本(0496)体育测量与评价(0487)体育心理学(0503)体育教育学(0500)体育科研理论与方法

050104秘书学本(0320)领导科学(0261)行政法学(0321)中国文化概论(0043)经济法概论(财经类)(0312)政治学概论(0526)秘书参谋职能概论

050105汉语言文学本(0540)外国文学史(0819)训诂学(0321)中国文化概论(0539)中国古代文学史(二)(0541)语言学概论

050113中国语言文学教育本(6763)素质教育概论(9020)马克思主义文艺论著选读(0539)中国古代文学史(二)(0541)语言学概论

050201英语本(0600)高级英语(0837)旅游英语选读(0838)语言与文化(0603)英语写作

050202日语本(0609)高级日语(一)(0601)日语翻译(0610)高级日语(二)(0611)日语句法与篇章法(0612)日本文学选读

050410美术教育本(0742)美术技法理论(0744)美术鉴赏(0747)美术教育学(0746)美育概论(0745)中国画论(9008)艺术美学

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计算机视觉概论篇5

关键词图表加工,规则模型,认知过程模型,计算模型,层次框架模型。

分类号B842

古埃及人绘制地图来表示复杂的空间信息,在某种意义上创作了第一种图形显示;在莎士比亚时代,人们使用“划线”和“标记”系统来记录数量关系[1]。playfair在《商业与政治地图册(theCommercialandpoliticalatlas)》一书中区分了饼图、直条图、直方图和线形图等,率先对图表显示进行科学研究(参见文献[2])。playfair明确指出,对于呈现定量数据,使用模拟符号比使用词汇和数字更有效(参见文献[3])。

图表(graphandtable)作为一种重要的信息记录、展示和传递方式,已经被广泛地应用到科学[1]、工程[4]、教育[5]、商业和媒体[6]等领域中,并发挥着重要的作用。图表不仅有突出的视觉和空间特征,而且有表征数量关系的图表构成成分,因此,图表加工与人们对图表的知觉加工和对图表构成成分的概念加工密不可分。如何更好地设计和制作图表以有效地记录和展示信息,如何快速有效正确地理解并获取图表所传递的信息,已成为认知心理学家关注的重要问题,其研究成果具有明显的应用价值。

近年来,研究者们提出了许多有关图表加工的理论模型,试图说明图表加工过程的特点与规律。基于已有的图表加工理论所涉及的认知加工过程的复杂程度,我们将其区分为两大类,第一类较为简单,包括规则模型(rulemodel)、认知过程模型(cognitiveprocessmodel)和计算模型(computationalmodel),而第二类是2004年提出的层次框架模型(hierarchicalframeworkmodel),涉及的认知加工过程相对比较复杂。本文将首先介绍第一类模型,并进行简要评述;然后,介绍和评述层次框架模型;最后,在总结已有图表加工理论的基础上,试图指出以往图表加工研究中存在的问题,并提出未来的发展方向。

1规则模型

规则模型指出了图表设计过程中应遵循的基本准则,主要可以分为分析模型(analyticmodel)和兼容模型(compatibilitymodel)两大类。分析模型主要侧重于从图表自身的角度出发来考虑图表设计的原则,而兼容模型的特点在于从图表和任务的兼容性方面来考虑图表设计的原则。

1.1分析模型

分析模型中所论述的图表设计的基本原则,大多是基于认知心理学家的直觉和经验,只有少数基于实证数据。Bertin的《图表记号学(SemiologyofGraphics)》一书着重分析了图表显示的视觉特性,并详细地阐述了用于设置和显示数量变化的图表生成技术[7]。他把图表设计问题划分为不同的类别,认为在设计图表时应该考虑图表拟显示的信息成分的组织水平(名义的、顺序的、等距的和比例的),并指出表征信息某一成分的变量必须具有和它们所表征的信息成分至少相同的组织水平。

tufte则提出了数据-笔墨比率(data-inkratio)原则(参见文献[3])。这一原则认为,图应该只用来表示重要的信息,因此,应该使不能表达数据点或数据点之间关系的描述减至最少,以减少混淆。Gillan和Richman进一步指出,数据笔墨比率越高,则完成系列判断所用的时间越短,准确性越高;整合性的任务(如总体比较、综合判断)比聚焦性任务(如单值提取)更易受数据-笔墨比率的影响[8]。他们的实验结果表明,图形背景的使用可能会干扰读者对图表信息的加工(尤其是当读者完成整合性任务时),其结果会增加反应时间,降低准确性[8]。

Kosslyn在编码、知觉和表征的不同层面上对图表进行了句法的(syntactic)、语义的(semantic)和实效的(pragmatic)分析,指出了影响图表阅读难易程度的因素[9]。Zhang关注表征维度(representingdimensions)和被表征维度(representeddimensions)之间的关系,指出只有当表征维度能够充分必要地表征被表征维度时,表征方式才是最优的,也就是说,表征维度和被表征维度应该在量尺类型上匹配[10]。

综上所述,分析模型主要侧重于从图表自身出发来考虑图表设计的原则。分析模型的主要问题在于,它们很少考虑任务类型、图表读者的知识经验以及这些因素之间的交互作用,并且缺乏实证研究支持。具体而言,Bertin侧重于对图表设计原则的叙述,并没有提供相应的实验证据。Kosslyn的图表理论[9]和Zhang的表征原则[10]也缺乏实验数据的支持。虽然tufte的数据-笔墨比率原则得到了一些实验数据的支持,但其概念却有点扩大化了。例如,在线形图中,数据是由各个点来表达的,点与点的连线并不传递数据,根据tufte提出的原则,这些多余的连线应该被删除。但是,如果删除这些多余的连线就会削弱人们完成某些任务(如趋势评估)的能力,因为这些连线为图表读者提供了线条斜率的突显特征(参见文献[3])。

1.2兼容模型

兼容模型即任务-显示兼容性(task-displaycompatibility)模型[3],认为不同的显示方式适用于不同的任务,如果任务不同,那么最佳的显示方式也应有所不同。Vessey在“认知匹配理论”(cognitivefittheory)中对这一模型进行了详细的阐述,旨在说明图和表两种信息呈现方式之间的差别以及它们所支持的任务类型[11,12]。Vessey指出,图主要用来呈现空间信息,而表主要用来呈现符号信息。任务主要可以区分为两大类:一类为“符号”(symbolic)任务,包括提取离散数值;而另一类为“空间”(spatial)任务,包括觉察或判断数值之间关系(如大小比较、趋势判断等)。根据兼容模型,当呈现方式和任务均为空间的或均为符号的时候,两者是兼容的,其任务绩效要明显高于两者不兼容情景下的任务绩效。但是,Vessey的实验结果只是部分地符合模型的预测。

兼容模型的一个主要变式是“接近―兼容性原则”(proximity-compatibilityprinciple,简称为pCp),即任务和显示方式应该同时是低接近性的或者同时是高接近性的[3,13,14]。低接近性任务要求使用单个数据点(如提取具体数值);而高接近性任务则要求使用数据点的构型(如比较趋势)。在低接近性的显示方式中,数值之间距离较大或者分开显示(如数据表);而在高接近性的显示方式中,数据之间分布紧密并可组成视觉构型(如客体显示,objectdisplay)。pCp表明,当任务的接近性与显示方式的接近性相兼容的时候,绩效最好。Renshaw等人使用眼动技术对图例的位置进行考察,结果表明在遵循pCp的条件下,读者的操作绩效较好[15]。需要说明的是,pCp不仅包括显示方式的空间接近性,还包括所使用的颜色、形状和尺寸的相似性。

我们认为,兼容模型提出了图表设计的一个重要原则,但并未说明为什么遵循兼容性原则的图表能提高图表读者的任务绩效。此外,兼容性模型只阐述了图表与任务之间的关系,并没有考虑图表读者的知识经验等因素。由于图表读者、图表和任务构成一个系统,三者之间存在着一定的交互作用,图表-任务之间的关系可能会受到图表读者知识经验的影响。前面提到的Vessey的部分实验结果与模型预期不一致,可能是图表读者不同的知识经验造成的。

2认知过程模型

认知过程模型认为,图表理解的过程可以分解为一系列的认知加工过程,主要包括图表理解理论(theoryofgraphcomprehension)、理解认知信息工程(understandingcognitiveinformationengineering,简称为UCie)的计算机程序和知觉与概念加工模型(modelofperceptualandconceptualprocesses)。

2.1图表理解理论

pinker在其提出的图表理解理论中,将图表界定为向读者传达数学量尺中一组n维数值的一种表征方式,用客体的视觉维度(如:长度、位置、亮度和形状等)对应于各自表征的量尺(如:名义的、顺序的、等距的或比例的),每一个维度值对应于相应量尺的值[16]。pinker指出,要理解图表,读者需要做两件事情。首先,他必须在心理上以一定的方式来表征图表中的元素。当读者看一张图表时,图表中的信息就会以一种强度的二维模式即网膜上的视觉阵列(visualarray)作用于其神经系统,视觉阵列的原始信息通过视觉描述(visualdescription)被转换为记忆表征来指代图表中视觉标记的意义。其次,读者必须记住或推论出图表视觉成分所代表的相应的数学量尺。为此,pinker提出图表图式(graphschema)的概念,即在某些领域已经被记住的图表信息,包括对至今未知信息的参量和插槽的描述。读者通过图表图式可以获得图表的视觉成分与相应的数学量尺之间的正确对应关系。

pinker指出,为了回答特定的问题,图表读者需要把从视觉描述中获得的信息转换成概念消息(conceptualmessages),并把问题转换成能够通过视觉描述来回答的形式。这将包括下面的一系列过程:(1)匹配(matching),即将图表归类为某一特定的图表类型;(2)消息汇集(messageassembly),即从图表图式中产生概念消息的过程,值得注意的是,并不是图表中的所有信息都必须被转换成概念消息;(3)查询(interrogation),即基于概念问题对新信息进行编码和提取;(4)推论过程(inferentialprocesses),即将数学和逻辑规则应用到概念消息中去,以获取新的信息。

pinker的图表理解理论主要以命题表征为基础,关注的是人们从图表中提取信息的过程。该理论存在着以下几个方面的问题:(1)Ratwani等人指出,图表理解理论对读者的任务绩效不能提供很好的解释,没有说明读者在理解图表的过程中是如何整合信息的,如“群组”(cluster)信息是单个读取的还是以格式塔的方式形成的[17];(2)不能很好地解释问题类型对信息加工过程的影响。Ratwani等人指出,根据图表理解理论,读者读取和整合问题应该有着相同的扫描模式。然而,经验数据表明,问题类型对读者的扫描模式有着强烈的影响,视觉加工的操作是服务于读者所要回答的问题[17];(3)声明了推论是图表理解过程的一部分,但是并没有给出推论过程发生的细节;(4)没有提及领域知识的问题;(5)trickett等人指出,这一理论没有涉及到空间转换的概念,对需要空间转换的问题难以理解[18]。

2.2UCie的计算机程序

在pinker图表理解理论的基础上,Lohse采用UCie的计算机程序来模拟读者使用图表的认知加工过程,对读者提取特定信息的加工过程做出定量预测[19]。Lohse指出图表理解包括以下认知加工过程:(1)早期的视觉加工即检测和编码图表的视觉特征;(2)短时记忆即形成从早期视觉加工过程中获得的视觉描述;(3)短时记忆的信息激发了和长时记忆中记忆痕迹的联系。他使用GomS(goals,operators,methods,andselectionrules)模型和视线追踪技术来研究图表理解的过程,同时考虑到短时记忆容量(3个组块)和持续时间(7s)有限,以及扫描过程中获取信息的难易程度不同等方面的因素,通过使用大量的“认知工程参数”(cognitiveengineeringparameters)来估计在假定的显示方式下完成一个具体任务所需要的时间。他进行了相关的实验研究,对扫描模式做出了具体的预测,将读者的实际绩效和计算机程序的预测绩效相比较,部分结果支持UCie模型。

Lohse的UCie模型为定量预测图表的理解过程迈出了重要的一步。但仍然存在诸多问题:(1)Lohse指出,实验中任务绩效的个体差异非常大,需要额外的研究来解释[19];(2)UCie模型的预测会受到显示信息复杂程度的影响,Foster指出,这或许是由于UCie模型使用的是较低水平的操作,而这些较低水平的操作对图表的信息复杂程度的变化比较敏感[20];(3)meyer指出这个模型不太容易使用,因为它具有大量的认知参数,难以对各种新任务建模[21];(4)没有提供恰当的整合机制。Lohse认为在整合信息的过程中,将出现多次重复扫描的可能性,通过大量的扫描形成类群,把类群联系起来,实现多类群的推理,直到建构完所有的相关类群并做出比较[19]。然而,Ratwani等人的研究表明,图表读者一般是一次性形成类群,然后利用这些信息进行推理[22];(5)同pinker的图表理解理论一样,UCie也没有提及领域知识和空间成分。

2.3知觉与概念加工模型

Carpenter和Shah在前人的基础上提出了图表理解的知觉与概念加工模型[23]。她们将图表理解看作是整合一系列复杂的知觉和概念加工过程,提出了三种类型的加工:(1)模式再认过程,即编码图表中主要的视觉模式,如线条是直的还是锯齿状的,是否有多条,它们之间是平行的还是交叉的关系。准确的编码是图表理解的前提条件;(2)模式解释过程,即对视觉模式的代码进行操作,将视觉特征转换为它们所表征的概念关系,并提取出定性、定量的关系。这些过程包括提取和视觉模式相联系的知识,如上行曲线表示增函数。当视觉模式容易激发适当的数量概念的时候,图表的理解就变得相对容易,然而,有些数量的或函数的信息获取需要复杂的推论过程;(3)整合过程,即将这些数量关系和从标签、标题中推论的指代物联系起来,包括确定被量化概念的指代物,将这些指代物和已编码的函数联系起来。指代过程的一个方面就是标定过程,包括阅读坐标轴上的图例和数量值,并将它们和相应的线条和数据点联系起来。标定过程很可能与模式再认、相关概念知识的提取发生交互作用。

Carpenter和Shah采用视线追踪技术来考察图表加工过程中涉及的认知过程,明确提出应将知觉加工和概念加工结合起来[23]。实验结果表明,图表理解需要读者阅读和重读坐标轴和图标区以获得的必要信息,而且人们并不总是能够保持从这些区域所获得的信息。她们的研究为图表中不同区域的设计提供了一定的心理学依据。

此外,认知过程模型还包括Cleveland和mcGill提出的图表知觉模型(graphperceptionalmodel)[24,25],Gillan和Lewis提出的人-图表交互的成分模型(componentialmodel)中的混和算法知觉(mixedarithmeticperceptual,简称为ma-p)模型[26],meyer提出的视觉搜索模型(visualsearchmodel)[21],Gillan和Callahan提出的人-图表交互的成分模型中饼图的锚定-对齐-调整模型(anchor-align-adjustmodel)[27],Hollands和Spence提出的用于条图和饼图中数量辨别任务的递增估计模型(theincrementalestimationmodel)[28],Freedman和Shah提出了基于知识的图表理解模型(amodelofknowledge-basedgraphcomprehension)[29]以及Katz等人提出的图表理解中的视觉组块假说(thevisualchunkshypothesis)[30]。

3计算模型

peebles和Cheng对基于图表推理(graph-basedreasoning,简称为GBR)的模型予以扩展,提出了计算模型[31,32]。

GBR模型(参见文献[31,32])类似于Lohse的UCie的计算机程序,不同之处在于它认为图表推理过程中的读者行为是推理者的知觉技巧、所使用图表特性和任务的特定要求三者交互作用的函数。它假设,对于一个特定的信息提取任务,有经验的读者将利用一种程序来获得眼跳序列和对目标任务的固视信息。最终的扫描路线是否是最优的,或多或少依赖于被试有关图形的一般知识、对任务类型的熟悉程度以及完成任务所需的概念和程序。GBR模型也存在一定的局限性:(1)最优路线的假设掩盖了个体水平上重要的认知和策略因素的影响,例如,在加工的过程中,读者可能需要权衡额外的眼动与减少工作记忆负荷的策略性决策;(2)有关时间的预测停留在陈述性的水平上,需要更强有力的模型来产生定量的结果。

peebles和Cheng以认知理论为基础,将GBR模型与具体化认知(embodiedcognition)、执行加工/交互控制(executiveprocess/interactivecontrol)和aCt理性知觉运动(aCtrationalperceptualmotor)相结合,提出了图表理解的计算模型。这一模型能够结合并测试相关的认知因素(如陈述性和程序性的知识、所采取的策略和工作记忆的局限性)以及知觉运动因素(如鼠标的运动和视觉注意的转移)。与其他的认知任务分析方法一样,计算理论结合了成分单元任务执行潜伏期的假设,能够准确预测完成单一任务的时间。此外,计算模型还能够提供解释任务的重要的足够的证据,包括学习机制,可以模拟练习对绩效的影响。

计算模型不仅仅涉及图表理解中人的认知过程,还涉及到人在完成任务过程中的知觉运动因素,它将人-图表-任务看作一个系统,在认知-人造物-任务(cognition-artifact-task)的系统框架下来探讨人-图表-任务之间复杂的交互行为,并进行计算机模拟。这一模型对于简单任务(如,单值提取)绩效的预测已经相当完美,但是它难以预测复杂任务(如整合任务、推论任务)的绩效。

4层次框架模型

上面所论述的规则模型、认知过程模型和计算模型主要集中在从显示数据点相对较少的简单图形中进行数据直接读取(如单值读取)和数据间读取(如差异比较、确定趋势等)的操作。然而,现实生活中的图表使用还涉及更复杂的信息提取过程,如股票分析家和气象预报员不仅要确定当前的数值,还要对未来的数值进行预测[33]。trickett等人发现,以往的图表加工模型能够准确地解释简单图表和复杂图表中的数据直接读取问题;但是当应用于整合问题时,在解释读者如何从含有多个数据点的复杂图表中整合信息进行数据间读取,特别是对数据间读取的任务绩效进行预测时出现了困难;此外,更重要的是以往的图表加工模型也不能解释推论过程,因为推论需要读者超越外显呈现的数据进行数据外读取[18]。

针对以往图表加工理论模型的不足,Ratwani等人提出了层次框架模型(hierarchicalframeworkmodel)[17,34,35]。这一模型认为,(1)从图表中提取信息的复杂性是有层次的,数值读取是最简单的信息提取任务,其次是整合与推论;(2)提取不同类型信息所需要的认知过程随着任务的难度以层次的形式逐渐提高的,读取数值是最基本的信息提取任务,复杂的信息整合任务除了需要简单地读取信息之外,还需要进行空间转换(spatialtransformation)。空间转换是指对图表的数据进行的心理操作,例如,为了做出比较,需要在心理上将一条线移动到另一条线上,空间转换允许图表读者结合图表的不同区域,这一操作可以帮助读者比较量值和预测趋势[18],Feeney和webber也指出,人们在执行图表理解任务时,应该尽可能自发地产生与空间特性有关的模拟表征(analogicalrepresentation)[36];(3)为了做出推论,图表读者不仅要使用整合过程,还需要使用模式外推(patternextrapolation)和心理模型(mentalmodel)。模式外推是指图表读者先考察已知的数据点,然后在这些数据点所组成模式的基础上做出推论;心理模型也能够用来做出推论。trafton等人表明,当从可视化的气象图中做出推论时,气象专家能够形成定性的心理模型[33];(4)其他的一些因素如知识经验、认知努力等也会影响心理操作的执行。尽管层次框架模型指出图表读者在提取不同类型的信息时会使用不同的认知过程,但这并不是必然的,由于认知经济原则,图表读者会尽可能地使用最简单的过程去提取所需要的信息。例如,当整合信息时,如果可能的话,图表读者主要还是使用读取信息的操作,因为读取信息是最简单的信息提取方式,与空间转换相比需要的认知努力非常少。

图表加工的层次框架理论目前还处在起步阶段,还有许多的问题需要解决。例如图表读者是如何从不同类型的图表中获取信息的?如何整合这些信息并做出推论的?在获取信息、整合信息并做出推论的过程中进行了哪些心理操作?获取信息、整合信息和做出推论所需要的心理操作有何区别与联系?读者如何进行空间转换?如何形成心理模型?后续的研究有必要结合口语报告和视线追踪技术,进一步探讨上述问题,以完善现有的理论。

5小结

综上所述,图表加工理论的发展可以分为两个阶段。第一个阶段提出了规则模型、认知过程模型和计算模型。最初的规则模型侧重于图表设计的原则,由强调图表显示的视觉特性(分析模型)发展到强调图表和任务的关系(兼容模型)。认知过程模型侧重于图表理解涉及的认知过程,由定性的认知过程描述(pinker的图表理解理论和Carpenter等人的知觉与概念加工模型)发展到认知过程的定量预测(Lohse的UCie的计算机程序和peeble等人的计算模型)。计算模型不仅强调了对认知过程的定量预测,而且在人-图表-任务这一广阔的背景下来考察人-图表之间的交互作用。到目前为止,第一阶段的发展成果卓著,实现了对图表理解过程的定量预测和计算机模拟。第二个阶段提出了层次框架模型。这一模型是第一阶段模型的扩展,目前还刚刚起步,侧重于从复杂图表中来提取信息并做出推论以回答高度整合的任务,代表了未来图表加工理论的发展趋势。因此,在未来的研究工作中,在完善定量显示的信息提取模型的同时,有必要把工作重心转移到发展与完善层次框架模型上。图表加工研究的未来发展方向将可能主要表现在以下三个方面。

首先,在研究广度方面,所研究的图表不再仅仅局限于静态的、二维的、简单的图表。目前,已有少数研究者开始涉及动态的[37]、三维的[38]、复杂的[39](如动画、股票走势图、天气预报图等)图表研究。在未来的研究中,研究者可能会更关注对动态的、三维的、复杂的图表的研究,考察图表读者在动态的、三维的、复杂的图表中提取、加工和推论信息的特点和规律。同时,由于所研究图表复杂性的增加,需要注重图表读者的知识经验对图表加工的影响。专家具备专业知识的优势,他们对图表中信息的获取、加工特别是做出推论的方式可能不同于新手,这也是未来研究需要探讨的一个问题。

其次,在研究深度方面,从重视图表阅读绩效转向探索图表表征机制,以及图表和文本信息的整合机制。以往研究试图寻求适合不同任务的最佳的图表显示方式,而很少关注图表表征的机制。图表是一种重要的信息表征方式,对图表表征机制的探索必定能进一步深化人们对图表加工过程的理解,而且人们对图表的加工与对其他相关的信息(如文本信息、音频信息等)的加工关系密切,因此,未来的研究不仅要考察图表表征机制,也要考察与之相关的背景信息或上下文信息的作用。近期研究已开始涉及图表和文本信息的整合机制问题。Hegarty曾给被试呈现描述滑轮系统的文本和图片,观察其注视点的变化,结果发现,被试阅读有图片伴随的文本时,其理解过程在很大程度上是以文本导向的,观察图片是为了构建他们在最近阅读文本的过程中获得的信息的表征[40]。Rayner等人考察了被试阅读印刷广告(既有文本,也有图片信息)的过程,结果发现,被试并没有在广告的图片和文本之间交替注视,而是倾向于先阅读大的印刷区,然后阅读小的印刷区,最后才看图片[41]。

最后,在研究方法方面,将综合运用多重数据采集技术。在研究的初期阶段,可以采用观察、问卷和访谈等传统的方法来了解在不同任务条件下读者对图表形式的需求。在正式实验阶段,可以采用严格控制的实验室研究,记录被试回答相关问题的反应时、正确率。在未来对复杂图表加工的研究中,还将重视使用口语报告和视线追踪技术,甚至对被试完成任务的行为摄像,然后进行动作分析。口语报告尽管有其不足之处,但是在研究读者有意识的信息获取、加工等高级的心理过程方面仍然具有一定的优势。重要的是,我们可以将读者的口语报告作为一个指标,与其他的客观指标如反应时、正确率相结合,以探讨读者获取、加工信息的特点和规律。视线追踪技术能够对读者认知活动提供相对应的实时测量,在探讨读者获取、加工和推论图表信息的细节方面有其优势。在研究过程中,可以记录被试在图表不同区域的注视持续时间、注视次数、区域内和区域间的眼跳距离、扫描路线等指标。研究表明,读者在获取、加工和推论图表信息的过程中有其相应的眼动模式,不同的眼动模式反映了被试加工过程中的不同状态。例如,注视时间的长短、注视次数的多少在一定程度上能够反映被试加工信息时认知负荷的高低,眼跳的距离在某种程度上能够反映被试的知觉广度和所要加工的信息密度[41]。根据读者的眼动模式可以揭示图表加工过程中所包含的认知成分,从而增进人们对图表加工过程的理解。

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ReviewonGraphandtableprocessingtheories

RenYanju1,2FuXiaolan1

(1StateKeyLaboratoryofBrainandCognitiveScience,instituteofpsychology,ChineseacademyofSciences,Beijing100101,China)

(2GraduateSchool,ChineseacademyofSciences,Beijing100039,China)

abstract:Graphandtable,asimportantinformationrepresentationmodes,hadbeenappliedbroadly.Graphandtableprocessingrefertohumancognitiveprocessingofinformationingraphandtable.Firstly,thearticlereviewedrulemodel,cognitiveprocessmodel,andcomputationalmodel;secondly,itcommentedthehierarchicalframeworkmodelwhichhadbeenputforwardin2004;andfinally,itsummarizedthegraphandtableprocessingtheoriesandpointedoutresearchdirectionsinthefuture.

Keywords:graphandtableprocessing,rulemodel,cognitiveprocessmodel,computationalmodel,hierarchicalframeworkmodel.

收稿日期:2005-03-03

计算机视觉概论篇6

图形用户界面的发展与图标(iCon)

“图形用户界面(GraphicUserinterface)是二十世纪最重要的创造发明之一,它为数字化普及革命所带来的巨大贡献是软件领域中其它任何发明所不能比拟的。”图形用户界面的起源于上个世纪60年代计算机操作技术革新,在这次变革中,图形用户界面替换了大量的字符命令,解脱了对命令的大量记忆负担,同时由于采用图形方式与计算机操作环境对接,对于用户来说更为简便易用,方便了非专业用户的使用,人们可以通过窗口、菜单、按键等方式来方便地进行操作,其中尤为重要的就是图标。

图标也有广义和狭义之分,广义上是指所有的图形标识,而这里讨论的主要是狭义的图形用户界面图标,是iCon意译。由于图形用户界面(GUi)是一个舶来品,所以其中的“图标”,也只能用西方语系中iCon来解释。由于计算机技术和图形用户界面的发展,越来越多的图形通过拟物化的设计方式参与替代计算机命令和信息,iCon逐渐成为图形用户界面的命令接口之一。当然,研究图形用户界面或者是其中的图标(iCon),可以有多种角度,从认知心理学、人机工程学、行为学、符号学、社会学等众多领域都可以切入,但无论目的如何,都无法回避图形符号的视觉表现这一问题。今天的社会早已进入了一个高度发达的“读图时代”,特别是物联网以及移动互联的飞速发展,指代计算机命令的图像信息更是扑面而来,苹果、微软、谷歌乃至国内的小米、长虹等众多企业不惜余力的发展图形用户界面,更加重视图标在界面中的作用和美的体验。小米以极客引领粉丝的方式推出自定义用户界面,甚至把图标作为艺术品来推广,用户可以根据自己喜好下载更符合自己审美需求和习惯的图标安装,打造唯美的艺术界面。

图标的形式和形式美浅析

假设图标可以作为艺术作品成立,那么任何艺术作品都必须通过一定的组织结构和表现手段体现出来,因此用来表现作品内容的组织结构以及表现手段,就是作品的形式,图标也不例外。在艺术领域中,形式一般为表现内容而产生。图标的内容主要是提供计算机指令信息,当前绝大多数图标的组织结构和表现手段为拟物化的设计,让我们来看一个大家熟悉的例子,“搜索”图标。搜索,其实是一个动词,但是为什么要用拟物化的名词“放大镜”来表现哪?“我们大脑中充满了镜像神经元,它们使我们能够快速的凭直觉了解他人的意图,甚至感同身受”。设计师呈现拟物化的放大镜作为图标形式的时候,其实希望用户联想到别人或自己曾经的搜索、寻找的行为,以模仿行为的隐语方式告知用户这就是搜索命令的内容。

那么,形式的要素有哪些?什么样的形式才美?“形式美是指自然、生活、艺术中各种形式要素(色彩、线条、形体、声音),及其规律的组合所具有的美。”在图标设计中,形式美是指形状、空间、质感、影调、色彩等形式要素的组合所具有的美。

1.图标中形式的本质要素(形状、体积、空间)和表现要素(影调、质感、色彩)的视觉表现

形状、体积、空间是形式的本质要素,质感、影调、色彩是形式的表象要素。在图标设计中,形式的要素都离不开在屏幕上的视觉表现。因此,我们更加强调以体积感和质感以及色彩构成形式美的视觉表现。

图标视觉表现的立体感,即体积感,使拟物化的图标更加生动自然、真实可信的重要因素。在屏幕上设计图形与空间上的艺术方式(例如雕塑)不同,主要还是通过二维空间塑造形象。通常情况下塑造栩栩如生、富有表现力的图标视觉表现,主要运用其自身所固有造型语言在二维空间上模拟对象的三维空间,即表现出拟物化对象的形状、体积和所占空间大小。

图标所比拟的物体的表面结构,称为质感。并非所有物体的质感都值得表现,但却是所有物体都必不可少的重要形式部分,因此图标设计中对它的视觉呈现一定程度上会使图形出彩,增强艺术感染力。例如苹果公司打造的水晶系列按钮和图标就为macintosh系统迎来视觉表现上的溢美之词。图标设计过程中通过对被模拟物体的影调、光线的视觉表现来实现表面状态的质感。

色彩,自古就是所有图形图像语言表达的重要因素之一。图标设计中通过色彩的调整,不仅仅是客观描绘被模拟物体的色彩特点,还可以发挥色彩的性格来定义不同的主观情调,增强艺术表现力的同时带给用户良好的情感体验。图标设计中的色彩运用既要符合造型艺术用色的一般规律,同时也要考虑屏幕载体的色彩模式特点。

2.图标中形式美感的特征

前文中我们已经讨论了图标的形式美的定义和要素,接下来我们可以主动地分析,具备了什么特征可以成为形式美。

第一个特征:既然图标设计中大多采用的是拟物化设计,那么形式美和自然以及人工物的物质属性、规律有着密切的联系。任何艺术设计形式的原理都来人们对生活的认知,但不是对自然物和人工无目的盲目的模仿,图标设计师通过模拟自然的法则来构成画面。这里谈到的法则也就是物质属性、规律。我们对自然界的认识和了解的实践活动,伴随时展而扩展。贝尔发明电话以前,又有谁会想到今天代表拨打电话命令的图标会是听筒的形式哪?更何况今天我们可以放大一千倍去看细胞,站在地球以外观察银河系,这必然为图标的设计提供新的形式美。

第二个特征:具有一定的抽象概括性,形式美概括了自然和生活中美的某些共同特征。抽象概括性,所体现的内容是简洁的、清晰的。我们面对纷繁复杂的图像时代,信息量越来越庞大,身处其中非常容易迷失,这就越来越需要更加简洁明了的突出图标的拟物化和指代性,这不仅仅是功能的需求,同时也是视觉本能审美的需求。“我们的知觉往往偏好简单的结构,直线、图形以及其它简单的秩序,我们在混乱的外部世界往往易于看清这类有规则的形状,而不是杂乱的形状。”人们在创造美的图像时都具有自觉的高度概括性和抽象性。

第三个特征:相对的独立性,这里指的独立性是指形式美具有独立的审美意义。前面曾经提过,图标一词来源于iCon,而符号学对iCon的定义源自古代宗教的图形符号以及早期人类的岩画,它们都具有独立的审美意义。后来的艺术领域也有一定的尝试,例如毕加索对公牛的抽象概括,即其简洁的线条勾画轮廓,让简洁的具有粗细变化的线条也具备了相对的艺术生命力。早期的黑莓手机图标上也有类似的例子。

3.图标设计中的形式美原则

从古至今,各地的图形图像,无论文化背景多么不同,外观形象差异多大,不论是巴西皮奥伊州岩画还是埃及法老金字塔壁画,或是中国敦煌壁画,不论是古典的纹样还是现代艺术或者是图标等等,单从形式条件来评价某一事物或某一造型设计时,人们都会存在一种共识,它依据的就是美的形式原则。比如,在我们的视觉经验中的垂直线,在艺术形式上给人上升、高大、严格等感受;而水平线则产生开阔、平静等形式感。所以,我们可以得出一个结论,“任何审美活动都离不开感性形式,这些感性形式是由体、线、面、质地色彩和音响组成的复合体,是一种在空间和时间中可以感性直观的物质存在。”人们在创造美的事物中发展了形式美,并从大量美的事物中概括出美的形式的共同特点,由此产生了形式美的原则,主要包括对称与均衡、抽象与变形、主从与层次等方面。

第一个原则“对称与均衡”。几何学上的对称包括:中轴对称、中心对称、平衡对称等等,对称是一种最稳定的物理状态,也是最稳定的视觉形式,对称可以给人稳定、秩序感、庄严感、神圣感,对称与均衡是图标拟物化设计过程中必须考虑的问题。例如近来饱受争议ioS7用户图形界面中的图标设计就具有强烈的对称关系。

第二个原则,抽象与变形。由于大部分图标所占区域为一个正方形像素矩阵,所以在形态上为了达到视觉均衡,我们不得不考虑适当的抽象变形,例如用一支铅笔作为绘画功能图标的拟物化设计中,我们不得不对铅笔的宽度放大,突破铅笔自身的比例关系来表现,才能保证视觉上的平衡。

第三个原则,主从与层次是任何一门艺术的基本关系,心理学家告诉我们,人的视知觉是对事物或图像具有一定的归纳和概括能力,这与视知觉追求简化是一致的。图标设计拟物化过程中常常会遇到多个物体组合或是一个物体上有多个组合元素的情况,这个时候就需要我们分清主次,通过视觉焦点突出主体,而后合理运用空间关系以及色彩明确视觉上的层与层的递进关系。

图标形式美的视觉训练

图标设计中的形式美是值得我们研究的,并非只是功能和审美的需求,同时也是良好的用户情感体验的需要。我曾经在视觉传达的思维方法训练的相关论文《“由表及里”的视觉传达设计基础训练》中提到过一些可通用的训练方法,也是基于形式的要素和整体视知觉的,其中两个递进式训练方法在文章的最后加以引用,也可作为图标设计形式训练的工具。通过这样的训练可以为设计提供新的视野,不同的视觉体验,帮助他们寻求多样化的形式表达。

“首先、由‘复制’形式本质要素转为抽象思维训练,训练学生对形式的视觉感受能力,强调形状或体积、空间等形式本质要素的抽象思维能力;其次、对形式表象要素的视觉训练,光影构成训练强调光影表现及正负形的构成关系,质感模拟训练触感转化为视知觉的过程,色彩构成训练着力探寻色彩世界中的视觉体验”

注释

黎鹰李亮“图形用户界面的发展与分类”《工程地质计算机应用》2006年第4期第24页

[英]亚历柯斯.本特利马克.伊尔斯[美]迈克尔.奥布莱恩著何亚婧译《窃言盗行---模仿的科学与行为》清华大学出版社2013年2月第49页

计算机视觉概论篇7

关键词:建筑设计概念设计

在不断的结构设计研究与实践中,人们积累了大量有益的经验,并体现在设计规范、设计手册、标准图集等等。随着计算机技术和计算方法的发展,计算机及其结构程序在结构工程中得到大量地应用,每个设计单位都在为彻底甩掉图板而做努力。结果给部分结构工程师造成一种错觉,觉得结构设计很简单,只需遵循规范、手册、图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的),使用计算机,然后设法去完成它,自己只不过是一个东拼西凑的计算机画图匠而已。这不仅不能有效地运用他们的知识、精力和时间,而且还会与建筑师的交流中产生分歧与矛盾。

我国结构计算理论经历了经验估算,容许应力法,破损阶段计算,极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用。概率极限状态设计法更科学、更合理。但该法在运算过程中还带有一定程度的近似,只能视作近似概率法。并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。事实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。目前,人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。

所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

比如,有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还人为的布置一些抗震墙,即不能满足楼层间的合理刚度比,也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态。问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。软件的选择和使用不当,造成危害是不容忽视的。美国一些著名学者和专家曾警告工业界:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”然而避免这种情况,概念设计的思想不妨是个好方法。

运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力R,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。其实,为什么不考虑降低作用效应S呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动加大阻尼作用,降低加速度,减少建筑物的位移,来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60%,并提高屋内物品的安全性。这一研究在国内外正广泛地深入展开。在日本,研究成果已经广泛应用于实际工程中,取得良好的经济、适用效果。而我国由于经济、技术和人们认识的限制,在工程界还未被广泛地应用。

转贴于

同时,在目前建筑结构抗震鉴定及加固中,概念设计的思想也应得到延伸。在1976年唐山地震中,天津市加固的2万间民房无一倒塌,但天津第二毛纺厂三层的框架厂房,却因偏重于传统构部件的加固,忽视结构总体抗震性能的判断,造成不合理的加固使抗震薄弱层转移,仍然倒塌。

概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受,并将在结构设计中发挥越来越大的作用。然而现在的高校教学中,往往只重视单独构件和孤立的分体系的力学概念讲解。尤其在专业课教学中,单项计算练习居多,综合练习偏少,并着重体现在考题中,使得相当部分学生养成只知套用公式解题的习惯。而且近年来强调计算机应用教育,比如,毕业设计用结构设计软件计算、出图。但由于计算机设计过程的屏蔽,手算过程训练程度的削弱,造成学生产生一定依赖性,结果综合运用能力下降,整体结构体系概念模糊。这些对于培养具有创造力、未来的工程师是相当不利的。

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。这则需要工程界和教育界进行共同的努力。推广概念设计思想是一种有效的办法。

著名的美国工程院院士林同炎教授在《结构概念和体系》一书中为结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础知识和设计实例。该书着重介绍用整体概念来规划结果总体方案的方法,以及结构总体系和个分体系尖的相互力学关系和简化近似设计方法。为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合,设计出令人满意的建筑奠定基础。这本书第二版的出版,为我们更好的加深概念设计的理解,提供有益的帮助。总之,概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想,这就让我们来共同学习、发展它吧,为结构设计的发展作出应有的贡献。

参考文献

1.高立人,王跃,结构设计的新思路——概念设计,工业建筑,1999(1)

计算机视觉概论篇8

文章主要研究了平面设计元素视觉表现的多维化,笔者通过对于多维化的概念的了解,从各种不同的角度阐述了多维化的含义,并研究了平面设计元素多维化的表现手法,从而了解其传达出的具体含义。期待通过笔者对于该方面的研究能够帮助更多的人理解平面设计当中的感觉,从而使平面设计的意境能够更加顺利的传递。

关键词:

平面设计;元素;多维化;视觉效果

摘要:传统平面印刷媒体和以计算机、互联网技术为代表的新媒体是平面设计的视觉信息载体,媒体科技的革新正在影响着平面设计的创作方式和内容。本文阐述了在新媒体时代,平面设计与数字媒体技术进行融合及创作的现状、前景,媒体科技的迅速发展为传统平面设计注入了新的活力,平面设计师可以通过数字媒体技术来发掘新的发展空间,进行艺术设计创新。关键词:平面设计;媒体科技;融合;创作平面设计需要创新。在图像泛滥的年代,媒体科技空前发达,平面设计需要借助新技术突破自己的边界,增加作品的深度以获得信息的有效传达。相对于其他类型的艺术设计,平面设计的传播媒介范围相当广泛,具有良好的媒体适应性。在传统印刷媒体时代,平面设计从理论到实践已形成了完备的系统,在学科和专业建设上基本成熟。平面设计通过组织文本、图形、色彩等视觉元素的形式与结构,使情感和信息得到有效传达。平面设计是典型的边缘学科,作为设计艺术,以不同形式的媒介为载体,可以进行跨界组合。在传播技术层面,平面设计需要信息载体。现代媒体科技的发展,为平面设计形式和内容的创新提供了空间,平面设计所涵盖的范围还会继续拓宽。当前数字媒体技术革命使人类进入信息传播全球化时代,艺术设计正在经历“数字化生存”,平面设计的理论和实践层面也会面临变革。“人人都会平面设计”的这样一种说法,体现了平面设计的大众性和广泛性,其实平面设计应有的“深度”更需要研究和探讨,当前也最缺乏具有深度的作品。

一、媒体科技发展与媒体特性

从铅活字印刷,到摄影的诞生和照相排版技术革命,再到计算机和互联网技术的迅猛发展,媒体科技从未停止发展的脚步。新技术给平面设计造就了新的可能性,平面设计也参与了人类视觉传达史上从传统媒体到新媒体的过度。传统媒体是指计算机和互联网普及前的平面设计媒介,主要涉及书籍和招贴设计等印刷出版物,由于以传统印刷媒介为载体,平面设计也被视为一种传统的视觉信息传达设计。当前信息传播已进入数字时代,相对于传统的印刷媒体,数字媒体又被称为新媒体(newmedia)。新媒体同样是一个很宽泛的概念,计算机媒体、互联网、在线游戏、电脑光盘、交互式网站、智能手机等数码产品,均属于数字新媒体范畴。与传统媒体相比较,新媒体具有“数字化”“交互”“动态”的特征,信息传播时效性更强,而传统媒体具有线性和静态的特点,传播的时效性有一定局限。新媒体最大的特征就是数字化,数字技术把图像、文字、声音进行二进制编码(0和1),这是一种计算机数字语言。所有的素材文件资料都以数字的形式进行存储和输出,形成所谓大数据(Bigdate),应用于艺术设计创作和生产生活。数字媒体技术创造了全新的传播形式。对于平面设计而言,任何特性的媒体都具有可以利用的优势。在媒体科技与艺术设计不断融合的历史语境中,平面设计正在经历着变革和创新,当今的平面设计作为一种全新的视觉传达形式,需要重新思考和重新定义。

二、平面设计艺术、新媒体科技的融合与创作

现代平面设计是一部不断革新的历史。媒体自身也不断在进行变换、革新,新媒体也不例外,随着信息技术的发展,新媒体与传统媒体在数字技术平台上相互交叉与融合,逐步形成功能更加强大的媒体空间系统,对平面设计而言,媒体信息资源不可或缺。新媒体的演变与计算机技术的发展同步,计算机为平面设计师提供了创造性的工作方式。从第一台电脑在平面设计工作室中出现,到当前计算机网络的空前发达,数字化革命为平面设计开辟了新的领域,如互动网页设计、计算机动画、运动图形、实验设计,平面设计师需要学习和认识这些边缘领域。新媒体的出现为平面设计注入了新的活力,也产生了新的创作方向,对于描述这个时代的平面设计而言,“新媒体平面设计”是一个比较合适的概念,内容大致可以分为三类:网络设计、动态图像设计、印刷品设计等。新媒体平面设计师使用数据库进行创作,有广泛的艺术、人文资源可加以借鉴,自由度和创作空间更为广阔。数字媒体科技介入艺术设计行业,首先引发设计工具、方法的变革,设计作品的形态也变成了一种非物质的数字与信息。因此,设计师需要加深自己的知识和专业水平。新媒体平面设计作品会包含更多的内容,更多的可能性,作品的科技和创意含量也会增加,对于平面设计师来说,这是一大挑战。在融合新媒体科技进行设计创作的过程中,平面设计师应发挥媒体特性的优势,探索新的法则,创建具有个性化的、且具有唯一性的艺术设计语言,来彰显自己的设计文化和设计哲学,增加平面设计的深度。媒体技术革命为平面设计创新提供了机遇和挑战,在这样一个大背景下,平面设计更需要多元化的想象以及创造性思维,把不同的媒体资源融入到自己的艺术创意过程中,努力保持技术技巧与艺术技巧的平衡。平面设计与媒体科技的融合,是艺术与科学的结合,两者互为创新的动力和途径,李政道先生常说:“科学界所有重大难题的解决,都是由艺术想象所突破。”基于这一认识,我认为平面设计还会继续融合各类新媒体资源,艺术设计各领域之间也会打破边界,跨学科、跨媒体设计将是未来平面设计创作的方向。

三、结语

当今媒体科技空前发达,各类新媒体层出不穷,平面设计不仅要跟上美学的发展,还要能赶上科技的进步。平面设计师需要进行跨媒介设计创作,迅速掌握新工具,去学习新的领域,这是设计创新的前提。没有新事物、新鲜血液的注入,当前的设计就会僵化,新媒体科技正在变革艺术设计行业,这一改变要把我们引向何处?现在回答这个问题还为时尚早。以数字技术为支撑的新媒体还在持续发展,从长远来看,与新媒体融合有益于平面设计创新。平面设计既然与媒体科技已经发生了联系,就不会再与之分离。

作者:高志国单位:广东培正学院艺术设计系

参考文献:

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计算机视觉概论篇9

abstract:whenhumansocietyenteredintotheinformationage,theanimationwithonehundredyearslonghistorywereenriched,yetthepopularconceptofanimationisstilloutmoded.toanalyzethephenomenonofanimationhaveanxo-actionforboththeeffectofanimationteachingandraisingofthepopularconceptofanimation.

关键词:信息时代;动画;逐格拍摄

Keywords:informationage;animation;stop-motion

0引言

1906年美国人斯图亚特·布莱克顿拍摄了《滑稽脸的幽默相》,这部影片被公认为世界上第一部动画影片,宣布了动画片的诞生。在百年以后的今天,各种信息充斥在社会的各个角落,信息处理的速度以及应用信息的程度都以几何级数的方式在增长,人类进入了信息时代。动画作为一种信息的传播方式,以其声画并茂的表现形式、夸张诙谐的表现特点,深受大众的喜爱。但由于动画的形式多样、制作方式差别很大,所以包含的种类纷繁复杂,不容易下一个统一的定义,业界内对动画概念的理解也有很多差异和争议。在教学过程中,只凭一本教材对学生进行动画概念的讲授往往不能达到使学生透彻理解动画概念的目的。有鉴于此,本文对当前信息时代背景下的主要动画形式从载体和属性两个角度进行了分析研究。

1从载体有区别的角度对动画概念的分析

1.1动画概念出现以前的早期动态图像动画被认为早在人类文明出现阶段就已经初现雏形,古代人类的岩画、神庙中的壁画等都被认为具有一定的动态效果,反映了人来希望绘制动态图像的愿望。但真正的动画技术制作原理是根据人眼的生理现象——视觉暂留现象,欧洲人发明的“诡盘”、“活动视盘”、“魔术幻灯”和中国人发明的“走马灯”都是根据这一现象制作而成。人们将图像绘制在纸张、硬纸片、玻璃片等载体上,并通过细缝观看、幻灯播放等方式形成动态效果。

1.2跟随电影出现而产生的动画在摄影胶片出现之后,以它的优势占据了动态图像的制作领域,成为了主要的载体;尤其是在连续底片被发明以后,一种依据视觉暂留现象制作的深受大众推崇的技术产物出现了,这就是风靡全球百年而不衰的“电影”。电影拍摄的内容都是真人表演和真实景物,就使在电影出现十年以后使用连续底片拍摄的人工绘制的连续动态图像与电影有了不同,人们称之为“动画”,这就是最早出现的动画概念。

1.3计算机技术造就的动画二十世纪后期,计算机的普及速度极快,计算机的数量以几何倍数增长,计算机的使用领域不断扩大,动画制作行业也受到了计算机技术的影响。最初在动画制作过程中只是引入计算机技术作为一种辅助手段,以便节约人力物力,但后期随着计算机虚拟现实技术的出现和不断完善,一种逼真的三维立体的连续动态图像在计算机中被制作成功,这些连续动态图像以数字形式被保存在磁盘、光盘、存储卡等多种载体中,可以通过计算机显示器、电视甚至电影银幕等多种方式展现在人们眼前。这种直接使用计算机制作的三维立体连续动态图像被大众称为,而计算机出现之前的主要靠人手工制作的动画则被称为“传统动画”。

“三维动画”的出现挑战了以往人们对动画的认识,不但改变了动画的定义,对影视也有一定影响。本世纪初,伴随着计算机网络的蓬勃发展,一种叫做“flash”的便于网络传送的平面连续动态图像逐步发展以至于占据了计算机网络上连续动态图像传送的主导地位,被大众称为“flash动画”,这种“flash动画”也是完全使用计算机制作,与“三维动画”不同的是只具有平面要素,属于“二维动画”。“三维动画”、“flash动画”等主要使用计算机制作的动画都是以磁盘、光盘、存储卡等电子设备为载体,实现了内容信息的“数字化”。现今绝大多数的“传统动画”也都采用计算机辅助制作环节,最终制作形成的产品也都采用电子设备作为载体,符合当前信息时代的要求。

2从动画具备的属性角度对动画概念的分析

2.1动画概念的发展动画诞生在英美地区,在英文中的名称为animation,本意是“被赋予生命的东西”。这个名称来源于英文“animated”,“animated”本意是“使……变成活的”、“有生命的”。由于早期的动画采用的美术形式与当时已经存在的一种静态美术形式——漫画相近,所以在英文中也被称为“cartoon”。汉语中“动画”一词是源于日语中对动画的称谓,字面解释即“会动的漫画”。在新中国成立以后,“动画”一词在使用中与“动画片”、“美术片”为同一概念,其中“美术片”最为专业,被认为是“电影”的一个组成部分。

2.2动画概念的根本属性综合动画发展历史,人们归结出动画可以具备的属性有“逐格拍摄”技法、“赋予生命”、“美术形式”、“叙事性”、“时尚性”、“假定性”、“幻想性”、“象征性”等。一般来讲,概念都有狭义与广义的区别,所谓广义是指相对于狭义去除概念的部分属性,使概念的内涵减少、外延扩大,但其根本属性不变。“动画”这个概念的最根本属性就是根据视觉暂留现象采用的“逐格拍摄”技法。

2.3“逐格拍摄”技法的实质所谓“逐格拍摄”技法其实是动画制作区别于电影制作的根本特点,电影制作过程中采用连续拍摄,拍摄过程对时间的掌握并不是十分精确,拍摄之后再对电影胶片进行剪辑连接;而动画的制作过程中并没有剪辑的过程,反到是在拍摄之前就制作了整个动画的摄影表,表内每个镜头部分都标有精确到以秒甚至以1/12秒、1/24秒为单位的时间数,然后按摄影表对位制作动画内容再进行拍摄,即使是完全使用计算机制作的动画也不例外。所以“逐格拍摄”技法已经不止是一种单纯的制作技术,而是动画制作的独特思路,是动画的根本属性。

2.4其他常用属性在动画的其他属性中,最常用的是“美术形式”和“叙事性”,我们可以根据这两大性质对动画进行分类,分出诸如“动画影片”、“广告动画”、“开机动画”、“特效动画”等概念。

3结束语

综上所述,我们可以分析出动画的概念是和其他事物一样随着时展和科技进步而不断发展变化的。只有不断的分析当前的与动画相关的存在,才能更好的把握住动画的概念,了解动画所涉及到的范畴,掌握动画的相关知识。当前动画的种类繁多,涉及的产业领域广大,每个人都不可能在各个领域上都达到很高水平,只能是在某一领域专研并取得一定成果。因此在教学中给学生分析清楚当前动画的概念及种类是很必要的,这有利于根据学生的兴趣爱好给学生指明发展之路。

参考文献

计算机视觉概论篇10

数字媒体不仅改变了现代人们的生活方式,也使视觉传达从根本上转变了设计思想。视觉传达受到数字媒体传播改变了人们的视觉心理与阅读方式带来的影响,设计和创作的方式发生了巨大的变革。与此同时,视觉传达也因为数字媒体的飞速进步而有了无限的可能,不断地向更加人性化与高互动的方向发展。

关键词:

数字媒体;视觉传达;设计

视觉传达的应用无处不在,大到路边的高楼大厦,小到一个生活用品,都跟视觉传达设计有关。虽然视觉传达设计理念是以人为本,从人们的喜好习惯出发,但是人们也会受到视觉传达出来的信息所影响,改变一些想法或者视觉心理。数字媒体化时代的到来无疑也加速了这种互相影响,其交互式的性质让视觉传达产品渗透入每个人的生活。基于数字媒体语境,视觉传达设计理念现在不仅发生了巨大的变革,在未来,其传播方式也会跟随数字媒体的发展而创新。下文将着重于数字媒体对视觉传达的影响进行讨论。

一、视觉传达设计概述

视觉传达其实就是把设计师想要表达的信息通过视觉符号展示给观众,比如说电影、造型、建筑物或者纹章。这种社会活动由来已久,古时候就有部落图腾来表示团队精神之说,骑士这就是视觉传达的应用。传统视觉传达的媒介一般为纸张或者物质的媒体,例如报纸或者各式各样的社会商品本身。他们的传播范围不大,视觉传达的力度也很小,而且也只是单方面进行视觉的影响。在数字技术尤其是计算机技术的发展后,视觉传达有了新的媒介,那就是数字多媒体。它使得视觉传达有了新的特性,不仅把原来的引导特性、人性化特征发扬光大,还具有了互动性和时效性。还让视觉传达的应用更加广泛,不仅在广告、平面媒体中使用,还涉及到教育以及计算机游戏中。在数字媒体的影响下,视觉传达的引导性更加强大。设计师为了表达出一个事物的特征,可以尽可能多展示与这个事物有关的信息,而观众在接受这个消息传播时会自动无意识的寻找这些信息之间的各种联系。在利用了观众的习惯时更为明显,比如在宣传一款香水时,可能不会突出香水本身怎么样,而是表现出一位常使用香水的丽人的生活细节,让有对这种生活向往的观众对这款香水有了购买的欲望。若视觉传达引发了观众的生活习惯且超出了原计划的活动,那么说明这个视觉传达的引导性是成功的。互动性是视觉传达方面因数字媒体的存在而特有的产物,它让设计与媒体的关系更加复杂。传统的视觉传达是单向的,但数字媒体时代,观众不仅可以自主选择所要接受的信息,也可以成为这个信息的传递者并与其他观众进行互动交流。其实这对设计师的要求也更高,不仅要表达出事物的特性,还要迎合观众的心理。如果一个事物的视觉传达设计不被观众接受,那么它就是不成功的。数字化生活带来了信息大爆炸时代,各种信息每天都充斥着人们的生活,每时每刻都有视觉传达的信息产生、接受、消化然后被丢弃。时效性高意味着信息有效性的降低,大部分的视觉传达设计只是昙花一现,就被新的信息覆盖了。

二、数字媒体语境概论

语境是语言学范围中的术语,指多类词交织在一起,实际概念非常复杂,简单的解释起来就是信息在传递过程中全程会受到具体语境的制约。数字媒体的出现与活跃让视觉传达的媒介增加,数字媒体语境下的视觉传达也逐渐取代了传统物质化媒介成为了最重要的社会传播信息的方式。它建立在计算机技术的蓬勃发展和互联网的迅速普及之上,既有着传统媒介的作用,还有自有的独特功能。数字媒体语境的存在是客观的,它本身也有很多特点:1.它让人民对要接受的视觉传达有了选择自。因为对传统管辖的冲击话语权被松绑,民利增强;2.信息爆炸。虽然计算机与互联网有着自己的监管制度,但是传播中的信息量巨大,传播速度与扩散速度也非常快,所以很容易被不法分子利用;3.真假并存。互联网并不是一个单纯的环境,信息的真实度很难确定,也会使用户非常迷茫。

三、数字媒体对视觉传达设计的影响

在数字媒体的影响下,视觉传达设计有了新的发展趋势:1.视觉传达脱离了传统的二维平面图文的制约,不仅可以以三维立体的形式展现,还可以在时间上进行延续,即在四维空间中传播。这样使表达更加深入,也让人们的印象更深刻;2.动态的视觉传达比静态的更加吸引人的眼球,而且使视觉空间的利用率有了大幅度的提高。研究表明,动态的视觉信息传播有效性要远远高于静态的信息;3.传统视觉传达着重于表达一个物质性的事物,但是数字媒体让非物质性信息的视觉传达设计所占比重越来越大。毕竟计算机也是虚拟工具,随着互联网的作用与地位越来越重要,信息设计也逐渐成为传播的主体;4.上文中也提到过,数字媒体改变了视觉传达的单向传播性,它使信息传播有了交互性;5.视觉传达的主要目的就是刺激人类的感官,使之产生相应的反应。数字媒体的出现使传统视觉传达不仅限于刺激人类的视觉,还可以超越视觉来刺激人类的更多感官。在信息传递越来越快的未来,单纯的视觉刺激恐怕就不能引起人们的注意了。数字媒体也让“设计师”成为了全民工作。计算机与互联网的亲民与软件的发展使所有人都可以进行信息包装然后传播,标新立异的视觉传达屡见不鲜。这也是互联网的信息真假难辨,视觉传达设计的层次参差不齐的主要原因。抄袭现象比比皆是,模仿的作品也让本来极好的创新作品失去了原来的价值。数字媒体高速的发展也要求设计师不断的学习与提高,这就难免会成为阻挡他们释放自己创作力的绊脚石。所以数字媒体语境既给视觉传达设计未来发展的带来了无限的可能,也给设计师带来了沉重的打击,它是一个“双刃剑”。

四、结束语

在计算机技术飞速发展的这些年,我们不得不感叹互联网的力量。视觉传达设计由原来的单一形式转变为现在的多元化综合性的专业,全都归功于数字媒体的成长。信息流动性的增加也带来了无限机遇,人们可以更快的吸收到自己想要的知识,也可以快速传播出自己的声音。当然,在未来视觉传达设计也许还会有更多的表现形式,数字媒体的未来之路还很漫长,与此同时也使视觉传达的发展与创新有了更多的可能。

参考文献

[1]张金.数字媒体影响下的视觉传达设计研究[D].燕山大学,2012.

[2]索理,李营伟.数字媒体影响下的视觉传达设计研究[J].艺术科技,(12):281.

[3]孙波.浅析数字技术在视觉传达设计中的应用[J].美术界,2013,(9):104-104.