计算机视觉知识点篇1
【关键词】计算机；视觉系统；框架构思
在现代计算机技术的支持下，对人类视觉功能进行模拟的计算机系统被称为计算机视觉系统，因为视觉系统本身兼具科学性和应用性，所以计算机视觉系统本身既具有科学学科的特性又具有工程学科的特性。对其的研究不仅能够进一步了解人类本身，而且能够在工业生产领域发挥更大的作用。
1计算机视觉系统现有理论框架
1.1计算机世界理论框架
20世纪80年代，麻省理工学院教授marr在视觉理论研究领域获得突破，提出了利用计算机实现视觉能力的理论框架――计算机视觉理论，这一理论主要特点是以现代信息处理的方式对人类视觉能力作用机制进行了分析，并以人类的视觉能力为基础在计算机技术的支持下形成了三个不同的计算机层次。分别是计算机理论层次、表示层次和算法层次。这三个层次分别对应着人类对视觉信息进行处理的三个环节，通过各个环节的仿生设置，计算机视觉系统就能够将初步的视觉处理能力赋予计算机。这一理论中的核心是计算机理论层次，marr认为人类的视觉能力主要是从图像中建立物体形状和位置的描述，所以在这一层次中设计者设计的主要环节是从初步获取的二维图像中提取和细化物体的三维结构和位置，并将这些信息在一个二维平面上反映出来，即三维重建。
1.2基于知识的视觉理论框架
基于知识的视觉理论框架最早产生于20世纪90年代，最早的提出者是Lowe。认为在人类的视觉能力发挥过程中，对三维物体的实际测算是不必要的，人类的视觉能力与三维测算能力没有直接的关系，虽然使用三维测算技术也能够实现计算机视觉系统的功能，但并不是对人类视觉功能的模仿。Lowe认为在人类的视觉活动中，会将三维物体看成二维物体，也会将二维物体看成三维物体。这种现象本身并不是偶然性的，而是一种视觉作用机制的必然。既然人类肉眼能够借助一定的作用机制和处理能力实现二维的三维化，在计算机视觉系统中就完全有可能设计出这种对人类肉眼直接模拟的机制。以感知系统感知物体的二维特性，并在其基础上直接生成三维图像，而不需要借助复杂的测量过程。
1.3主动视觉理论框架
主动视觉理论是在现有计算机理论的基础上形成的新型理论框架，是根据人类视觉功能实现的主动性提出的。在人类实现视觉功能的过程中，人类的视觉系统并不是被动的，而是会根据视觉系统的要求调动身体的其他部位进行配合的、具有主动性的，所以在人类视觉功能的发挥过程中，视觉系统是具有主动性的，人类视觉系统的视角、关注点都会是动态变化的。
基于这一理论，主动视觉理论框架认为人类的视觉活动是一种“感知――动作”过程。根据这一原则，主动视觉理论框架认为计算机视觉系统并不需要精准的三维测算系统。而应该以计算机视觉获取系统为核心，设置主动的视觉系统。这一理念在实际的应用中主要通过对图像获取系统技术参数的调整和控制来实现，例如摄像机的位置、取向、焦距、光圈等，通过对这些参数的调整图像信息获取系统就能够从不同的视角对物体进行观察，进而获取物体的三维图像信息。
2计算机视觉理论框架中存在的问题
计算机视觉理论框架的产生极大的支持了计算机视觉系统的研发工作，但是在计算机视觉系统的实际研发工作中，也逐渐暴露出了计算机理论框架的缺陷。当前主流的计算机视觉系统框架中，计算机视觉理论是最早产生的也是唯一一种被动的计算机视觉技术。在其理论系统中更多的强调人类视觉系统的测算能力，而没有意识到人类的视觉系统是一种主观性很强的、目的性很强的信息获取系统，完全建立在测算基础上的计算机视觉理论框架是不必要的。
基于知识的理论框架，认为人类视觉系统的功能实现主要环节是反馈，强调了人类视觉活动中主观意识的指导作用。但是它过于强调系统的目的性和主观性，完全否定了计算机视觉理论，认为人类视觉系统是个完全脱离计算机的认识过程，这种认识显然是错误的，在判断物体尺寸大小、距离远近时，测算无疑是极为必然的。
主动视觉理论并不完全排除三维重建，认为计算机视觉系统的三维重建应该建立在图像获取系统的主动性上。通过改变图像获取摄像机的角度、参数对时间、空间和分辨率等进行有选择的感知，解决了计算机视觉系统认知过程中的不稳定问题，降低了计算机视觉系统实现的难度。但是在其理论框架内部缺乏主观、高层的指导，从整体上看并不完善。
3计算机视觉系统框架的新构思
在计算机视觉系统的研究领域，三种理论构建各有优劣。但是无疑反应了当前计算机视觉系统研发的主流思想，因此计算机视觉系统框架的新构思应该在其基础上进行，致力于克服各个理论的缺点。综合比较三种理论框架，笔者认为计算机视觉理论虽然存在某些问题，但是从整体上看这一理论框架是最具实践性和操作性的，其存在的问题完全可以借助其他理论框架加以解决，因此笔者以计算机视觉理论为主体，结合基于知识的视觉理论和主动视觉理论，提出一个更加完善和通用的计算机视觉系统构架。
计算机视觉系统视觉功能实现的主体结构还是建立在计算理论结构的基础上的，将计算理论框架中的早期视觉处理环节分为图像预处理、图像分割和二维模式识别两个部分，因为图像的预处理是在平面图像基础上的简单处理，不需要主观主导意识和目的性的参与，同时图像分割和二维模式识别能够最大限度的提升后继图像处理的效果。
在早期处理完成以后，后继的中后期处理还是分别情调了二维模式识别和三维模式识别，虽然这两种模式本身的识别原理是一样的，但是其面对的对象不同，物体的模型也不同。一般来讲，在我们的世界中二维信息具有很强的重要性，图形、文字、指纹等关键二维信息在通常情况下作用更大、应用范围更广，所以计算机视觉系统矿建的新思路中，要对二维信息进行进一步的处理。
模型库提供具体物体模型的表示。知识库不但要对物体进行抽象表示而且还要对抽象知识进行推理。人类经验的积累和知识的获取是通过学习而得到的，所以加人模型库、知识库管理，并让其从输出结果中进行学习。这将使模型库和知识库更加丰富和完善。
视觉活动本身是带有目的性的，所以在有些时候视觉系统的应用确实需要视物体的实际情况来决定，有时只需识别场景中存在的是什么物体或某物是否存在，而不要求定量恢复场景中的物体。因此，在计算机视觉系统中引人视觉目的来判断输出是否满足要求。同时，用视觉目的对图象分割和二维模式识别、中期视觉处理、后期视觉处理和三维模式识别加以控制。如果需要三维重建则由主动视觉控制成象来获得景物更完整的信息。
计算机视觉系统框架是支持计算机视觉系统实现的重要基础，所以在计算机视觉系统的研发、设计工作中，对理论框架的研究具有鲜明的现实意义，本文简单介绍了现有框架思想，并分析了其各自的优缺点，最后再这些理论框架的基础上形成了计算机视觉系统框架的新构思。认为计算机视觉系统构架应该以计算机理论为基础，以视觉活动的主观性和目的性为指导，以具体的视觉实现形式为方法。
【参考文献】
计算机视觉知识点篇2
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：
[1]陈敏雅，金旭东.浅谈计算机图形学与图形图像处理技术[J].长春理工大学学报，2011（01）：138-139+146.
[2]柳海兰.浅谈计算机图形学的发展及应用[J].电脑知识与技术，2010（33）：9551-9552.
[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.
[5]关然，徐向民，罗雅愉，苗捷，裘索.基于计算机视觉的手势检测识别技术[J].计算机应用与软件，2013（01）：155-159+164.
[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.
计算机视觉知识点篇3
关键词：继电保护；原理；整定值；计算
中图分类号：tp311文献标识码：a文章编号：1009-3044（2015）05-0199-02
人类在视觉感知中往往会选择自己感兴趣的部分进行信息处理，这与数字图像处理中的图像分割算法拥有一种特殊的对应关系。抠图是图像分割中一种特殊的形式，通常情况下以交互的形式对输入的图像进行处理，其目的就是为了在有限的用户输入条件下，从图像中提取出前景对象。基于视觉显著信息提取有效像素的新方法，可以将视觉注意力的转移焦点在时间序列中的变化，作为图像抠图的新约束规则，它的运用能改进常用交互方法中存在的不足，实现抠图的批量处理目标。
1基于视觉注意机制的图像抠图算法的特征
一般的自然图像中，拥有大量的冗余信息，人们在获取图像信息的过程中，可采用一种方式帮助视觉感知系统将相关无用的信息剥离，只留下有意义的信息。这种有效提高视觉感知系统处理问题的方式，就是选择性注意机制，在图像处理中称为视觉注意机制。与传统交互式的图像抠图算法相比，视觉注意机制下的算法能够运用图像的显著信息特征，为具体的抠图算法提供空间先验知识，突破了由用户提供先验知识的盲目性，极大提升了抠图效率，并有效降低了人工成本。另外，在实际的抠图任务中，视觉注意机制改进了以金字塔为结构构建视觉注意模型的局限，获得的图像显著图可以有效帮助完成抠图任务。最后，视觉注意机制的图像抠图算法能够增加至顶而下的任务驱动，促进了视觉注意焦点模式的转变，有效地将注意焦点停留在显著物体上，使抠图的效率和质量都能够得到保障。
2常见抠图算法的介绍
抠图技术在影视制作领域中运用较为广泛，自然背景下的半自动抠图技术尚未完全运用于商业视觉特效的制作中，然而其能够作为视频抠图的重要补充，能够帮助用户很好的完善图像效果。常见抠图算法的交互方式主要有魔杖、智能剪刀及图像分割等方式。
视觉注意模型是依据人类神经系统对外界信息接收的差异性，而运用于图像分割技术的尝试。视觉显著性是视觉注意机制中一个运用较广的特性，在感知系统中能够产生特殊的刺激时，这个区域即具有视觉显著性。下图1中，就是一种直观的视觉显著性示例，在一群方块中，我们能够迅速感知与其他个体不一样的元素。
在图像分割中，所谓的显著性模型就是根据若干图像特征，来分析图像中具有显著性特征的部分，这种基于显著性计算的模型与人眼的感知具有一定的相关性，即形成了一种视觉注意机制的抠图处理模型。
3基于视觉注意机制的图像抠图计算方法
在实际的实践过程中，研究者提出了一种基于感知颜色空间的抠图操作方式，在计算透明度值的时候，基于人类视觉感知的模式，可归纳为以下几个环节。
首先，确定前景轮廓，对所有前景点颜色值进行加权平均获得前景色，并通过空间高斯分布来强化邻近点的影响。在这个过程中，前景点和邻近点在图像空间商的二维距离可以通过准确的计算获得。其次，在通过计算获得色度透明值和亮度透明值。这种计算方式获得的图像处理参数是较为准确的，但在透明度的计算中使用的模型较为简单，只适用于并不复杂、轮廓光滑的图像。针对背景色和前景色较为复杂的图像，处理效果并不理想。然而，这种图像处理的思路确是具有较大发展空间的。
基于视觉注意机制的图像抠图算法，主要由视觉注意控制模块和抠图模块两个核心的模块组成。其中，视觉注意控制模块旨在协调完成信息加工资源的分配，这也体现了视觉注意机制的选择性和主动性。前沿研究领域构建了一个基于视觉显著性的计算框架，包括特征提取、特征图构建和特征图融合三个阶段。比如，在处理一张图像的时候，首先提取初级视觉特征，包括颜色、亮度、朝度等，同事生成每个初级特征所对应的显著图；接着通过定义这些特征图合并准则，融合不同的显著特征图，最后形成视觉显著图。下图2位视觉注意机制的框架图。
当前，在实际的抠图计算中，拥有不同的计算模型，主要围绕着图像的显著性展开，其中以基于高斯金字塔构建的注意模型最为清晰。它是以中央周边差算子分别计算图像的颜色、亮度和朝向，进而形成初级视觉特征下的特征图，再经过合并计算的到显著特征图。所得的显著特征数值即为对应像素点的显著值，基于这一计算模型的实际抠图尝试均取得了不错的结果。
而在抠图模块中，主要采用闭型抠图的方式，这也是数学领域的重要研究分支，主要通过求解线性方程或者不等式来获得结果。这就很好地简化了相关算法的复杂性，具有较高的实用性和可操作性。其交互性也很好，仅需要较少的空间约束便能获得可靠的结果。
参考文献：
计算机视觉知识点篇4
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。
计算机视觉知识点篇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》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，把和美术、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。
计算机视觉知识点篇6
在计算机教学过程中创新的思路
在计算机教学过程中，教师通过激发学生的好奇心和求知欲来体现创新教育，例如当学生根本没有对事物尤其是抽象的事物的好奇心和旺盛的求知欲时，即使他们知道创新方法和技术，也很难有实际的创新行为，这时教师要引导学生产生学习兴趣，在教授新课之前要准备一些有趣的内容给学生看。例如可以在互联网上下载与授课内容相关的、有趣的、直观的图片、视频、漫画、网页等。把抽象问题具体化，把复杂问题简单化，把困难问题容易化，把深奥问题浅显化，从而激发了学生的学习兴趣，并将兴趣转化为长期的动力，可以这样说，兴趣是创新的起源和动力，使学生充满信心，斗志昂扬，逐步引导学生主动探索新知识，积极主动地完成从探索到创新的过程。这样计算机教学不仅有效地完成了学习任务，又提高了学生的思维能力;既激发了学生的求知欲和好奇心，又能培养学生敏锐的观察力和丰富的想象力。计算机教学不是简单地向学生奉送真理，而是更好地启发学生去思维，让他们自己去发现真理，激发学生的创新激情，培养学生的创新精神，提高学生的创造能力，使学生成为一个具有创新人格的人。许多研究证明，人类可以通过视、听、触摸、肢体动作四种途径获取知识，并且通过多种途径获取知识要优于单一途径获取知识，人类以一种感官作为主要途径加上另外一种或几种感官作为辅助途径来获取知识。实际上，这个学习的过程是无意识中所有感官共同参与的过程，也就是说人类通常采用混合的学习模式。还有实验证实:人类获取的信息有83%来自视觉、有11%来自听觉、有1.5%来自触觉。人类一般能记住自己阅读过的信息的ro%、听到内容的20%及在交流过程中自己所说内容的70%。而计算机教学是可以实现等多种感官共同参与的学习模式，迎合人们自身的发展规律和发展需求。计算机教学方法可以有效刺激人的听觉、视觉、触觉、肢体动作等，从而使学习效率得到提高。在教学过程中通过计算机向学生展示图片，再加上教师语音，学生可以通过听觉和视觉两个感官来接受知识，有助于理解晦涩难懂的理论知识。比如，尽管大部分外国学生特别喜欢中国的山水画，但他们大部分不知道什么是山水画，山水画是怎么来的，山水画是怎么得名的，如果在课上播放一些山水画的图片和一些大师的山水画及山水画历史的视频，更有助于学生对山水画的了解，从而加深了对山水画的印象。还可以播放一些按步骤教授的山水画绘制过程视频，让学生参与绘画，这样能够使学生通过视觉、听觉和肢体动作三种不同的途径获取知识。这种教学方法实践性更强，有利于学生的实践创新。例如，在艺术类课程的教学过程中使用计算机，教师用和谐的色彩、逼真的画面、美妙的音乐将枯燥的说教、抽象的教学内容变成具体的视听形象，给学生展示丰富的艺术材料，创设出形象生动而又轻松愉快的教学情境，调动学生多种感官的参与、体验，以此来激发学生的学习情感，促进他们的形象思维。艺术创作的创新，需要大脑中有足够大的艺术存储量，需要具有各方面的艺术材料和生活材料，这样才能激起他们的艺术思维，才能创新出源于生活而高于生活的艺术作品。计算机教学为艺术创新提供了这一刺激源，在很大程度上体现了创新。在逻辑性和理论性强、内容抽象的文科类教学过程中，教师把西部大开发、北京奥运会、上海世博会、党的十等国家重大的焦点问题的图片资料或视频整理成教学课件，展示给学生，能够使学生的爱国热情得到极大的激发，使学生了解国家的当前局势更直观，更形象，为他们的思维和创新指明了方向。也可以把国际上的一些突发性事件，如:问题、伊拉克问题、“9.11”事件、美国出兵阿富汗、美国“哥伦比亚”航天飞机坠毁等最热点、最受关注的信息及时准确地传达给学生，让学生理智地看待国内外局势，使学生全面而准确地把握党的方针路线，坚持中国共产党的领导，坚持走中国特色社会主义道路，努力为党的目标而奋斗。培养学生思考实际问题和分析综合问题的能力，为创新能力的提高打下基础，使创新目标更加明确。在科学性比较严谨、实践性比较强的理科类教学中，教师除了用板书教学向学生传授理论外，还可以通过计算机教学给学生演示大科学家的研究过程，通过视频演示实验过程，通过一些自然学科纪录片的放映，让学生更直观地了解当前未研究的领域及研究成果，激发学生研究创造的动力，为他们的科技创新提供资源。
在计算机教学过程中培养学生创新意识和能力的方法
创新意识是指提倡创新、追求创新、以创新为荣的观念。只有加强创新意识引导，才有可能激发人们强烈的创新动机，树立创新目标，充分挖掘创新潜力，释放创新激情，进行创新活动。创新能力是反映创新主体行为技巧的动作能力，是创新活动的工作机制。创新能力的培养是创新教育的核心。笔者认为，加强创新能力的前提是要培养创新思维，创新思维是指发明或发现一种新方式.并用以处理某种事物的思维过程。创新思维具有积极的求异性、敏锐的观察力、独特的知识结构、创造性的想象和活跃的灵感等显著特点。因此在进行教学时要不断培养学生的创新思维，从而不断地提高学生的创新意识和能力。
1.在计算机教学过程中加强创新意识和能力是基于创新的在实践中不断探索完善的过程，关键是教学要在不同时代、不同社会背景下满足不同年龄、不同层次的学生的心理需要。在计算机教学过程中不断加强创新意识和能力，有效地激发学生的思维，提高他们思索探究与创新的能力。苏联教育家赞可夫说道:教学方法一旦触及学生的情绪和意志领域，触及学生的心理需要，这种教学就会变得高度有效。也就是说教学过程不仅仅只是纯粹的智力活动，还需要以创新情感为动力，创新正是产生于激情驱动下的自觉思维。因此在计算机教学过程中加强创新意识和能力，要从触及学生情绪、心理需要、激发学生思维方面人手。
2.实施计算机教学过程中创新意识和能力的培养关键在于教师的引导，这个引导体现于教师所做的课件和教师对课件的讲授过程。这个引导对学生思维的激发程度能够直接影响创新意识与创新能力的加强。教师要结合学科特点做好教学课件，适当改革教学方法，使计算机技术在教学过程中发挥优势，充分利用探索和研究计算机和网络技术，对学生做好学习模式的引导。教师尽可能把课件做成有效的适量的资源库来代替教材、教学参考书，布置相应任务让学生自主学习和复习这些资源库，拓展学生的知识范围。在学生基础文化素质普遍薄弱的情况下，可以采用任务驱动等教学方法和突出个性的学习方法，把学生当作重点对象，充分了解学生，满足学生的不同需求，组织学生按任务驱动模式就研究的课题或任务去学习。教师通过实施适合学生特点的指导学习(如项目实习等)项目，引导学生在掌握理论知识与应用工具的同时，具备良好的自学能力与职业素质。例如对于计算机这门课程，采用计算机教学是必需的，那么教师怎样去加强创新意识和能力呢?在网络规划类的教学过程中，教师首先要讲解其理论知识，举出并阐明一个实例。更为重要的是老师要安排学生上机实践，老师边演示边让学生跟着做，最后让学生独立地进行模拟配置。通过实践，学生基本能够掌握开发网站的技术以及网站管理、维护、优化的方法。在实践中学生遇到不同的问题，大家可以自由讨论，达到激发学生思维的目的。另外可以给学生适当安排自学任务，让他们自己搜集资源做出课件，然后由学生在课堂上向同学讲述，大家再一起讨论，这样能够培养学生自学的能力，也可以加强其创新意识和创新能力。在创作类的课程教学中，教师在教学过程中要充分利用计算机动画技术，可以有意安排一些需要学生点击就可以参与的板块，提供一些高质量的教学在线游戏，让学生有更多的参与感，使学生积极互动与合作。学生将听觉、视觉、触觉和肢体动作四个途径并用，在线游戏教学使重复阅读和练习不再枯燥乏味，学生在自然轻松的状态下获取知识，学生的学习效率大为提高。就形势与政策课教学而言，计算机教学的应用也非常必要，例如讲“海峡两岸关系”时，教师可以通过计算机编发几张台湾日月潭、阿里山的优美的风景图片。在呈现给学生图片的同时，不失时机地给学生播放视频短片，例如总理在答记者问时的讲话原文:“台湾是祖国的宝岛，是我一直向往的地方。我真心希望能有机会到台湾去走一走、看一看。我想到阿里山，想到日月潭，想到台湾各地去走、去接触台湾同胞。虽然我今年已经67岁了，但是如果有这种可能，走不动就是爬我也愿意去。”另外可以播放一些历史短片或纪录片，激发学生的学习兴趣，刺激学生的学习欲望，把学生的注意力集中在这门课上来。在课下，教师可以让学生通过网络收集一些这方面的内容，比如演讲稿、专家分析、新闻视频等，把学生分成小组，就他们所掌握的信息，结合课程主题进行讨论，鼓励学生利用网络进行自主学习。提高学生用各类搜索引擎，就自己所关心的问题上网搜寻资料，进行分析研究，最后解决问题，激发思维能力，强化学生的创新意识和创新能力培养。值得一提的是运用计算机教学虽然能使课堂教学更优化，但并不是课堂教学的必需方法，教师在课堂教学中不要刻意去追求使用计算机。也并不是只有计算机教学才能激发学生思维，才能加强创新意识和创新能力。摒弃历史无从谈未来，摒弃根无从谈枝繁叶茂，摒弃传统无从谈创新。教师要做到计算机教学与传统教学有机结合，做好引导学生思维的教学过程，为创新意识的加强和创新能力的培养不断去摸索和实践，积极推动创新教育的发展。
结语
计算机视觉知识点篇7
[关键词]虚拟现实设备教学
中图分类号:tp-9文献标识码:a文章编号:1671-7597(2009)1210106-02
随着科学技术的迅猛发展,特别是计算机科学技术的飞速发展,带动了各领域科研方式的全面革新。各种计算机辅助设计系统相继出现,给科研工作带来了极大便利。而其中的虚拟现实技术成为近几年来国内外科技界关注的一个热点。目前,虚拟现实技术已广泛应用于航空航天、医学实习、军事训练、建筑设计、教育培训等众多领域。
一、虚拟现实的概念以及特点
(一)基本概念
虚拟现实技术是一种真实模拟人在自然环境中视觉,听觉以及行为举止的一种人机交互界面。它运用计算机图形学,人工智能,计算机仿真技术,传感技术,显示技术,网络技术以及心理学等各种学科知识在计算机中构成与外在自然环境相同的虚拟环境。它使得用户可以用自然方式与虚拟环境进行交互操作。
(二)特点
1.沉浸性:指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。虚拟现实技术根据人类各种感觉器官以及心理特点,经由计算机模拟还原出逼真的三维立体图像,让使用者在与虚拟环境进行交互行为时有一种身临其境的感受。
2.交互性:指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,使用者不仅可以利用电脑键盘,鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔,数据手套等传感设备进行交互。
多感知性――是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉等多种感知,从而达到身临其境的感。
3.构想性:传统的计算机图形学中是将三维场景在显示器上进行二维环境显示处理。但是虚拟环境则是真实模拟还原现实客观世界环境,强调三维显示立体环境,更贴近于现实真实环境。
4.多感知性:是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。但是由于传感技术的限制,我们无法达到理论上的对人类感官的全面模拟,现今的虚拟现实技术的感知功能仅限于通过视觉,听觉,触觉等。
二、虚拟现实分类
根据用户参与的形式的不同,通常把虚拟现实分成四大类。桌面虚拟现实,沉浸的虚拟现实,增强现实性的虚拟现实,分布式虚拟现实。
(一)桌面虚拟现实
桌面虚拟现实(pCVR)系统,基本上是一套基于普通pC平台的小型桌面虚拟现实系统。其实就是使用个人计算机即pC机或pC工作站去产生仿真,桌面虚拟现实的参与者是不完全沉浸的,他要求参与者使用标准的CRt显示器和立体显示技CJFD2000以及位置跟踪器和另外一个手控输入设备,如数据手套和六个自由度的三维空间鼠标器,戴上立体眼镜坐在监视器前,在一些专业软件的帮助下,但可以通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界。
(二)沉浸式虚拟现实
沉浸式虚拟现实系统是一种高级的虚拟现实系统,它提供一个完全沉浸的体验,使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器或其它设备,把参与者的视觉、听觉和其它感觉封闭起来,并提供一个新的、虚拟的感觉空间,并利用位置跟踪器、数据手套、其它手控输入设备、声音等使得参与者产生一种身临其境、全心投入和沉浸其中的感觉。沉浸式虚拟系统是一套比较复杂的系统,它的优点是使用户全身心地沉浸到虚拟世界中去,缺点是系统设备价格昂贵,难以普及推广。
(三)增强现实性的虚拟现实
增强式虚拟现实系统是把真实环境和虚拟环境组合在一起的一种系统,它既允许用户看到真实世界,同时也可以看到叠加在真实世界的虚拟对象,这种系统既可减少对构成复杂真实环境的计算,又可对实际物体进行操作,真正达到亦真亦幻的境界。
(四)分布式虚拟现实
分布式虚拟现实系统是利用远程网络,将异地的不同用户联结起来,多个用户通过网络同时参加一个虚拟空间,共同体验虚拟经历,对同一虚拟世界进行观察和操作,达到协同工作的目的,从而将虚拟现实的应用提升到了一个更高的境界。
三、虚拟现实技术在教学中的实现意义
将虚拟现实技术引入学校教学是教育方法上的一次革命性的创新实践。相对于传统的教学模式中理论教学方面对知识的传授仅限于口述以及静态图像展示的教学方法而言,虚拟现实技术可以全方位的让学生主动获取知识,对知识体系有全方位的理解。而在实验教学方面虚拟现实技术可以模拟出逼真的学习环境,并且提供多种学习交互活动,让学习者通过实际操作或亲身体验来接受相关知识内容。例如在飞行员的培训中就可以引入虚拟现实技术进行培训,从而降低了风险以及教学成本。因此虚拟现实技术在理论与实验教学环节中有以下优势及特征:
(一)理论教学方面
1.模拟实物立体模型:在教学中经常要利用一些实物展示,以帮助学生形象的认识知识对象。传统的展示手段有:
(1)利用图像与投影仪等设备。但是这种静止图像在传递知识时信息较为匮乏,学生无法获取画面之外的知识信息。
(2)利用实物展示。这种方法的缺点是学生全面观察较为困难,在不同角度获得的信息各不相同。且展示物品无法制作较大使得后排学生难以看清楚。
(3)通过三维模型动画软件制作模型展示。虽然这种方法可以较为完整的还原物体,且各方面信息也都可以获得,但是使用此类模型进行教学无法实现动态交互,学生只能被动接受事先安排好的内容顺序,最多进行暂停与播放操作。无法自己主动获取所希望了解的相关方面知识。
但是通过虚拟现实技术我们可以构建与实物相同的三维物体。利用三维制作软件制作模型,最后存储为VRmL格式,在VRmL播放器中使用可以全面的认识展示对象。如计算机教学中硬件部分教学中就可以制作出相关硬件部分的桌面虚拟现实。让学生近距离全方位的观察。
2.立体空间的展示:立体空间是指现实中存在的或根据历史资料在历史中层真实存在的空间。在教学中由于受到条件的限制,学生无法亲历这些空间,只能靠老师语言描述或绘画描绘等方法来激发学生想象,让学生在自己的脑海中抽象的构建相关的空间。但是依靠虚拟现实技术我们可以不仅仅让学生在脑海中想象,还可以让学生听的到,看的到,甚至摸的到。例如在地理课程中描述火山地形,传统教学手法无法让学生亲临火山去观察,但是结合虚拟显示技术就可以全方位的观察火山地形以及火山喷发过程。同事结合虚拟向导的语音描述,学生在学习过程中可以结合向导所讲的知识亲自观察。这种教学方法无疑是对传统书本授课教学的革新与挑战。
3.展品介绍:人类发展经历了数千年,在这数千年里有无数人类知识的结晶与艺术的瑰宝。但是大多数时候我们都无法亲眼目睹这些宝贵的文化遗产,往往是通过图片或者视频来了解认识它们。比如巴黎的埃菲尔铁塔,我们又有多少人能去法国,亲自站在埃菲尔铁塔下面去从下而上的观赏它。大多数人都是通过照片来观看埃菲尔铁塔的正面。但是利用虚拟现实技术我们可以真实的模拟出埃菲尔铁塔来,从而全方位的观察它,不仅仅是我们正常的视点。我们甚至可以从人们无法获得视点来观察。
(二)实验教学方面
虚拟实验是采用虚拟现实等技术,模拟传统实验操作环节的软硬件实验环境,包括虚拟的实验设备、实验工具、实验对象等。实验过程主要是对虚拟对象的操作,实验结果可以被处理、存储,实验过程可以不断重复进行,虚拟实验注重的是实验操作的交互性和实验结果的仿真性。
虚拟实验室是虚拟现实技术应用研究的重要载体,是以计算机软硬件技术为基础,使用软件开发工具实现的一种虚拟实验环境,通过开发一系列虚拟实验模块来模拟真实的实验环境、实验设备和实验过程,实验者能够进行友好人机交互,真实感受互动的实验过程,身临其境地进行实验操作。虚拟实验室与传统实验室相比有以下优点:
1.打破了传统实验对地点和时间的限制:很多实验都需要大量的时间来进行操作,而且很多实验对实验地点的要求也很严格。但是结合虚拟现实技术,我们可以突破时间的限制而在较短的时间内获得实验结果,同时对一些特殊实验环境也可以进行模拟,打破了实验的地点限制。
2.降低了实验器械的损耗以及充分发挥学生创造力:在虚拟现实环境中进行实验,学生无需对损坏实验器械而担心。可以放心大胆的使用一些可能十分昂贵的实验器材。同时在虚拟的实验环境中,学生也可以自由发挥自己的想象力,创造力。
3.节省成本,突破设备、场地、经费等硬件的限制。
4.降低操作风险:在一些高危险性的实验中运用虚拟现实技术可以避免因操作失误而带来的人身事故。而且也可以进行一些学校无法提供的高危险性的实验:如核反应实验等涉及放射性元素的实验课题。虚拟实验教学应用于实验教学是教育技术发展的一个飞跃,它营造了“自主学习”的环境,由传统的“以教促学”的学习模式变为学生与虚拟环境的交互,从而得到新知识的学习模式。
四、结语
虚拟现实技术伴随着计算机图像技术和计算机网络技术的不断发展,从开始产生到现在经历了一段相当长的时间。但是随着科技的日新月异的变革,我们的虚拟现实技术也将迎来一个快速发展的阶段,使我们的虚拟现实中的场景更加真实,人物也更加生动形象,使之带动教育教学手段上的革新。
参考文献:
[1]胡小强,虚拟现实技术[m].北京:机械工业出版社,2005.
[2]韩强,虚拟实验室在高校实践教学中的应用与研究[J].吉林工程技术师范学院学报,2007(6).
[3]蒋庆全,国外VR技术发展综述[J].飞航导弹,2002(1).
计算机视觉知识点篇8
在我国市场经济不断发展的盛况下，我国科技发展水平也紧随其后，成为世界上的科技强国之一。在计算机水平的不断提高下，计算机视觉技术应运而生。其中，计算机视觉技术被应用与各个领域，并在各个领域都得到广泛有效的应用，比如军事领域、医疗领域、工业领域等。本文针对计算机视觉技术在交通领域中的应用进行分析。
【关键词】计算机视觉交通领域探究
近年来，随着科技水平的提高，计算机视觉技术逐渐被人们熟知并广泛应用。相较于其他传感器来说，视觉能获得更多的信息。因此，在我国交通领域中，也对计算机视觉技术进行研究完善，将计算机视觉技术应用在交通领域各个方面中，并取得了显著的成效。
1计算机视觉的概述及基本体系结构
1.1计算机视觉概述
通过使用计算机和相关设备，对生物视觉进行模拟的方式，就是计算机视觉。对采集到的图片或视频进行相应的技术处理，从而获得相应的三维信息场景，是计算机视觉的主要任务。
计算机视觉是一门学问，它就如何通过计算机和照相机的运用，使人们获得被拍摄对象的数据与信息所需等问题进行研究。简单的说，就是让计算机通过人们给其安装上的“大脑”和“眼睛”，对周围环境进行感知。
计算机视觉是一门综合性学科，在各个领域都有所作为，已经吸引了各个领域的研究者对其研究。同时，计算机视觉也是科学领域中一个具有重要挑战性的研究。
1.2计算机视觉领域基本体系结构
提出第一个较为完善的视觉系统框架的是marr，他从信息处理系统角度出发，结合图像处理、心理物理学等多领域的研究成果，提出被计算机视觉工作者基本接受的计算机视觉系统框架。在此基础上，研究者们针对视觉系统框架的各个角度、各个阶段、各个功能进行分析研究，得出了计算机视觉系统的基本体系结构，如图1。
2计算机视觉在交通领域的应用
2.1牌照识别
车辆的唯一身份是车辆牌照。在检测违规车辆、稽查被盗车辆和管理停车场工作中，车辆牌照的有效识别与检测具有重要的作用和应用价值。然而在实际应用工作中，虽然车牌识别技术相对成熟，但是由于受到拍摄角度、光照、天气等因素的影响，车牌识别技术仍需改善。车牌定位技术、车牌字符识别技术和车牌字符分割技术是组成车牌识别技术的重要部分。
2.2车辆检测
目前，城市交通路口处红绿灯的间隔时间是固定不变的，但是受交通路口的位置不同、时间不同的影响，每个交通路口的交通流量也是持续变化的。此外，对于某些交通区域来说，公共资源的配备，比如交通警察、交通车辆的数量是有限的。如果能根据计算机视觉技术，对交通路口的不同时间、不同位置的交通情况进行分析计算，并对交通流量进行预测，有利于为交通警察缩短出警时间、为交通路口的红绿灯根据实际情况设置动态变化等技术提供支持。
2.3统计公交乘客人数
城市公共交通的核心内容是城市公交调度问题，一个城市如何合理的解决公交调度问题，是缓解城市运力和运量矛盾，缓解城市交通紧张的有效措施。城市公交调度问题，为公交公司与乘客的平衡利益，为公交公司的经济利益和社会效益的提高做出了巨大的贡献。由于在不同的地域、不同的时间，公交客流会存在不均衡性，高峰时段的公交乘客过多，平峰时段的公交乘客过少，造成了公交调度不均衡问题，使有限资源浪费严重。在计算机视觉智能公交系统中，自动乘客计数技术是其关键技术。自动乘客计数技术，是对乘客上下车的时间和地点自动收集的最有效的技术之一。根据其收集到的数据，从时间和地点两方面对客流分析，为城市公交调度进行合理的安排。
2.4对车道偏离程度和驾驶员工作状态判断
交通事故的发生率随着车辆数量的增加而增加。引发交通事故的重要因素之一就是驾驶员疲劳驾驶。据相关数据显示，因车道偏离导致的交通事故在40%以上。其中，驾驶员的疲劳驾驶就是导致车道偏离的主要原因。针对此种现象，为减少交通事故的发生，计算机视觉中车道偏离预警系统被研究开发并被广泛应用。针对驾驶员眨眼频率，利用计算机视觉对驾驶员面部进行图像处理和分析，再根据疲劳驾驶关注度与眨眼频率的关系，对驾驶员的工作状态进行判断。此外，根据道路识别技术，对车辆行驶状态进行检测，也是判断驾驶员工作状态的方法之一。这两种方法，是目前基于计算机视觉的基础上，检测驾驶员疲劳状态的有效方法。
2.5路面破损检测
最常见的路面损坏方式就是裂缝。利用计算机视觉，及时发现路面破损情况，并在其裂缝程度严重之前进行修补，有利于节省维护成本，也避免出现路面坍塌，车辆凹陷的情况发生。利用计算机视觉进行路面检测，相较于之前人工视觉检测相比，有效提高了视觉检测的效率，增强了自动化程度，提高了安全性，为市民的出行安全带来了更高保障。
3结论
本文从计算机视觉的概述，及计算机视觉基本体系结构，和计算机视觉在交通领域中的应用三面进行分析，可见计算机视觉在交通领域中的广泛应用，在交通领域中应用的有效性、显著性，以此可得计算机视觉在现展过程中的重要性。随着计算机视觉技术的越来越成熟，交通领域的检测管理一定会加严格，更加安全。
参考文献
[1]段里仁.智能交通系境在我国道路空通管理中的应用[J].北方工业时报，2015（06）.
[2]王丰元.计算机视觉在建筑区间的应用实例分析[J].河北电力学报，2015（04）.
[3]李钊称.主动测距技术在计算机数据分析中的作用探析[J].计算机应用，2015（08）.
[4]马良红.三维物体影像的摄取与分析[J].中国公路学报，2014（05）.
[5]朱学君，沈睿.关于计算机视觉在交通领域中的探讨[J].信息通信，2013（01）：123.
[6]王大勇.关于计算机视觉在交通领域中的应用分析[J].科技与企业，2013（01）：115.
作者简介
夏栋（1988-），男，湖北省孝感市人。现为同济大学软件学院在读硕士。研究方向为计算机视觉。
计算机视觉知识点篇9
一、应用多媒体计葬机辅助教学的必要性现在学校教学中，学科多，知识点多，粗盖面广.教学方式若仍然停留在教师、课本、板书、挂图等费时多、进度慢的传统教学方法上，是难以完成教学任务的.把多媒体计算机教学引人课堂后，它给传统的教学方法带来了新的生机和活力，对过去课堂上学生模糊不清的概念不多易理解的问题教师只藉用几分钟的时间，通过屏幕上的图形、动画.以寥容数语进行引导和点拨就可达到预期的效果.再结合生动有趣的交互式练习，不但可以大减学生的课业负担，而且可以提高学生的学习兴趣。计算机辅助教学的媛终目的是用电脑去开发学生的智力，把思维调动到最佳状态来提高教学效果.多媒体计算机其生动形象的图文、视频、动画，悦耳的伴音作用于绵竹福市齐学中艾光伟浅谈计算机辅助教学。理教科学践与实研究学生的视觉、听觉，对于伴随着电视机长大的学生来说，用这样的教学手段把间接的知识.抽象的概念和原理转化为感性经验，他们乐于接受这样的学习方式。另外，计算机软件上所携带的大t的超乎寻常的知识信息，极大地丰富了课堂教学内容，让渴望求知的学生在短时间里接受更多的新东西.这是其他教学媒体难以比拟的，它让当代学生对课堂外世界有一定了解、改变了教学的时间和空间概念.二、推广计算机辅助教学，首先教师要养成使用计算机的心理习恤计算机发展到今天，已不再是科学计算的专用工具。随着多媒体计算机的出现，更进一步延伸到社会的各个领域.在学校教育中，计算机辅助教学(Cal)已是培养学生能力，提高教学质盘的重要手段。但是.目前能充分应用它的教师并不多，其主要原因是:一方面，很多教师的教学手段还习惯于一本教材，一只粉笔一块黑板的局面。另一方面，还不会操作计算机，对这种高科技产物有神密感和畏惧感，也就不学，不用。其实.这都是一种保守的心理在障碍计算机的推广应用。教师既是知识的传授者.又是知识的接受者•21世纪是信息的时代.其知识特点是“多、快、密”.随着网络技术的发展，各种各样的信息知识将更多的来自计算机。它是更新观念、接受知识传播的新渠道。教师应该做好这方面的先锋示范。学习和掌握一定的计算机知识是现代教师的一项基本功，这可以通过短期的培训来达到.要把计算机当成得心应手的工具来用，它是教学中形象生动的演示工具.它让教师从年复一年的单调重复备课方式中解脱出来，对教案的内容的改变及整理，要留要增要删，在计算机上完成极容易，省略了很多“机械劳动”的时间.何乐而不为呢?另外，当教师自己要使用或制作声、图、文并茂的课件时，他在教育观念、内容、方式和目标上会有所创新与突破.其业务水平也相应得到提高.一个好的教学软件是软件、教育、心理、教学、艺术等各方面专家智惫的有机融合。是计算机在教学领域中应用的产物，它更新了传统的教学方式.目前很多软件质t高，其科学性、表现手法、演示效果是传统教学无法相比的，应用它可以真正地激发学生学习积极性和主动性.目前许多优秀的计算机辅助教学软件不断涌现，建议各位教师找些相关科目的教学软件上机试一试，你会有一种展憾的感觉.惊叹多媒体技术的伟大，感受以多媒体计算机为代表的现代教育技术的应用.将推动课堂教学的高效率实现，自觉地产生迫切要求掌握计算机使用的强烈愿望.三、让多媒体教学进入课堂更能发挥学生的主体作用目前教学改革的核心内容之一是课堂教学改革.它要求重视课堂教学方法的改革;重视以计算机应用为主的现代教育技术的应用，充分发挥学生主体作用.当学生掌握计算机的基本操作.知道怎样与计算机“对话”以后.就可使用课堂教学件，放手让学生在计算机上自定学习目标，自主选择、控制，通过人机“对话”方式进行学习，而教师在一旁辅导，这种教学方式培养了学生积极主动的学习精神。学生能亲身感受到计算机授课对他们的种种帮助，尝试到现代化教学手段带来乐趣，他们欢迎这种上课方式。计算机是一位温和亲切、耐心而严厉的好老师，跟着计算机学习.心里不感到紧张，也不觉得枯燥乏味，面对屏幕的注意力比在课堂上面对黑板学习的注愈力集中时间长。屏幕上的每一个字符、菜单、图.标都紧紧抓住学生的思维，上课变得轻松且回味无穷.在课堂上可以看到学生为自己能亲手操作计算机并从中学习感到幸运而自豪，他们总是一边操作一边欣赏一边学习，每按下一个键，都表现出由衷的喜悦.表现出极强的求知欲望.这种成功的喜悦不断激发着学生学习的兴趣.形成了爱学习的良好环境。但有的学生因新奇而产生的对计算机的兴趣常常会把上机上课只当作一种’“电子游戏”玩;有的学生对计算机提出的问题不愿多想.急于了解答案.这对教学是不利的.教师要在上课时提出要求.或教师加强督控。引导他们养成踏实求知.互相讨论.勤于思考.认真解题的良好学习风气。
计算机视觉知识点篇10
关键词：辅助教学；高校教学；利弊；解决办法
中图分类号：G434
计算机辅助教学出现以前，教师的授课方式很单一，一本教材，一个黑板，不停地说，不停地写。随着计算机辅助教学的兴起，教师开始利用计算机辅助教学为辅助作为激发学生兴趣的新方法。把原本抽象、晦涩难懂的知识转变成生动、形象的内容，便于学生学习，记忆深刻，理解透彻。在信息快速发展的时代，教师不再是学生咨询传播的唯一者，学生们很容易从课堂以外获得丰富的信息和知识。
1计算机辅助教学在高校教学应用中的优势
人们主要是靠听觉和视觉接收外界信息，听觉与视觉完美的结合使得我们接收的信息的效果达到最佳。计算机辅助教学利用自身的色彩、声音、动画等特点产生良好的视听效果，让学生在学习上有一个良好的心理状态和学习效果。计算机辅助教学充分利用声色特点吸引学生的注意，让学习上课可以集中注意力，提高学生的浓厚兴趣，从而使学生获得生动、形象、感官的知识。
通过对计算机辅助教学的分析与研究总结出如下几点优势：
（1）减轻教师授课的劳动强度
计算机辅助教学与传统说教式教学相比减轻了教师的劳动强度。制作一次课件可以用很久，如果有新的知识只需添加就可以了。而传统教学，教师需要手写很多知识点。
（2）丰富了教师的教学手段和教学资源
多媒体系统通过图、文、声、色并茂的视听学习环境，把以往枯燥乏味的教学内容以一种新的方式呈现给学生。靓丽的图文、优美的旋律、鲜艳的色彩，极大地调动了学生的学习热情，可以取到事半功倍的效果。实现了最优化的教学目标并方便师生交流各种教学资源。
（3）克服了传统教学方式上单一、片面的缺点
计算机辅助教学弥补了传统课堂教学方法单一手法不够灵活的缺陷，计算机的一个显著特点是人机交互，实时反应。按照这种方式，学生获取知识的途径就不是一个固定的模式，而是根据各自的兴趣爱好，获得知识的经验来选择学习途径。
（4）提高了教学质量和教学效率
教师有效的利用辅助教学资源可以把枯燥难懂知识变成通俗易懂的知识，用生动形象的模拟动画演示，让学生有种亲身体会的感觉。这样的教学会收到非常好的效果，生动的画面易于长时间记忆在学生的脑海里，对知识的掌握比较牢固。从而提高了教学的质量并且获得较好的教学效果。
2计算机辅助教学在高校教学应用中的弊端
凡事都有两面性。尽管计算机辅助教学相对于传统说教式教学具有许多优势，但是要是一味地依赖计算机也会存在一些弊端。可归结为如下几点：
（1）课件太注重色彩、图片、声音，而轻视了内容
有些教师制作的课件过于花哨，把教学内容忽视了。大量使用色彩、图片、音频等，不断展示课件演示的技术，而忽视了教学内容。这就造成了学生的注意力转移，对学习内容造成了一定的影响。
（2）思想落后、技术落后
有的软件是根据以前的教学大纲开发的，在教学大纲有修改的情况下，如果软件没有及时更新新的内容，一直使用旧版本的软件就会对学生造成一定的学习影响。旧思想、旧的技术怎么能跟得上新的潮流。
混淆了教师的教与辅助教学之间的主导性
教学是教与学的结合体，教的主导体现教师将知识传授给学生；学的主导性体现学生从教师那里获得知识。课堂的主导者就是教师和学生，计算机辅助教学只是起一个辅助的作用，永远也不可能取代教师的位置。教师要时刻摆明自己的主导位置，切记让辅助教学替代。
3针对计算机辅助教学在高校教学应用中存在的弊端的解决办法
计算机辅助教学不能喧宾夺主。教师要明确计算机辅助教学只是起到辅助的作用，而不是替代教师教学。教学中一些互动环节还是需要师生共同完成的。教师应该有效地运用计算机辅助教学，并且与传统教学完美结合，增强课堂教学氛围，以便取得良好的教学效果。
根据计算机辅助教学在高校教学应用中的综合分析，提出几条有效的解决办法，如下：
（1）加大开发软件的力度
软件资源很多种，例如：photoshop、Flash、Dreamweaver、powerpoint等，教师可结合教材制作一些既具有个性化，又突出教学大纲的重点教学内容的课件。除此之外，根据实际需要还可以开发一些符合自己学校的教学的网上学习网站，或者一些app手机学习软件。
（2）提高教师对计算机辅助教学的使用能力
计算机辅助教学必然要依托于计算机，计算机如今的普遍基本每个教师会使用。但是，如何熟练地运用每一款教学软件不是每个教师都具备的。所以，需要进行统一的教师培训，或者教师搜索资料自学，使得每个教师都具备一定运用计算机辅助教学的能力。
（3）教师以教学为主计算机为辅
教师教学的主导地位是一直不能动摇的，计算机辅助教学主要是把传统教学枯燥、乏味的部分取而代之，使得教学效果达到更佳。大多数的教学内容是需要教师的讲解，学生才可以理解。辅助教学只是把一些枯燥难懂的内容变得相对简单一些，达到通俗易懂的效果。
4结束语
总之，计算机辅助教学是一把双刃剑。根据实际教学经验总结，辅助教学的优势大于劣势，这也就是为什么会出现计算机辅助教学。教育工作者应该充分利用计算机辅助教学的优势，弥补劣势，在传统的教学方式基础上完美地运用辅助教学，提高教学效果、调动学生学习的积极性、减轻教师的劳动力。计算机辅助教学是教学时代进步的象征，它不仅是教师讲解和演示教学内容的工具，还是学生学习的助手，也是引导学生探索、发现并最终掌握新知识的有力武器。
参考文献：
[1]胡海英，魏凤霞.计算机辅助教学在高校教学中的运用[J].计算机教学，2013.
[2]寇俊丽，张军伟.计算机辅助教学及其利弊分析[J].科技信息，2008.
[3]张敦力，李银香.对大学课堂多媒体计算机辅助教学的思考[J].财会月刊（综合），2007.
[4]徐羡文.计算机辅助教学的发展趋势研究[J].云南社会主义学院学报，2013（02）.