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篇1

中圖分類號：TP315 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）29-0013-02

The Research of Construction Technique for Holographic Database Based on Jiang Xi Culture

XIA Wang-sheng

（School of Animation and Digital Arts， Communication University of China， Beijing 100024， China）

Abstract： In today's rapid development of information technology， holographic projection image technology in culture and arts industry more widely， how collected holographic form information resources to effectively integrate and manage it is particularly important. Construction technique for holographic database based on Jiangxi culture can classify and integrate the collected holographic form resources， and realize reasonable storage and management to the Jiangxi cultural information resources， and improve the efficiency of the use of information resources.

Key words： Jiang Xi culture； holographic image； information resources； database； management system

贛文化是中國文化的重要組成部分，具有悠久的歷史和濃郁的民族特色?；谮M文化的全息影像數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠把贛文化中的核心元素以立體全息影像的方式呈現(xiàn)出來，成為數(shù)字時代展現(xiàn)和發(fā)揚中華民族文化的新方式。

全息投影技術(shù)是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)，本質(zhì)上是通過在空氣或者特殊的立體透明棱錐內(nèi)部形成立體的影像[1]。不同于平面銀幕投影僅能在二維介質(zhì)表面上顯示二維的圖像或視頻信息，全息影像投影通過透視、陰影等效果可以實現(xiàn)立體感的內(nèi)容，全息投影技術(shù)可以真正呈現(xiàn)3D形式的影像，可以從360°的任何角度來觀看影像的不同側(cè)面，實現(xiàn)文字、動畫影像與虛擬現(xiàn)實等之間的完美融合，使得藝術(shù)創(chuàng)作作品的形態(tài)由靜止的平面走向動態(tài)逼真的三維立體空間，對人們的視覺效果產(chǎn)生強力的沖擊和震撼效果，圖1中顯示的是江西儺文化全息視頻影像的一個畫面。

圖1 儺文化全息影像

基于贛文化的全息資源數(shù)據(jù)庫一個最基本的功能在于文化內(nèi)容數(shù)據(jù)化的整合與存儲，因此創(chuàng)建一個容納贛文化相關(guān)資料的數(shù)據(jù)資源庫是未來應(yīng)用于各種贛文化全息影像裝置的基礎(chǔ)。通過構(gòu)建的全息視頻資源庫可以將收集而來的數(shù)據(jù)進行分類、整合和管理，實現(xiàn)在資源庫內(nèi)信息的存儲、檢索、查詢、展示等功能。

在資源庫中，把收集到的贛文化信息資源分為人文江西、紅色江西和綠色江西三部分，每部分又下設(shè)若干子類，例如人文江西包括儺文化、陶瓷文化、茶文化等內(nèi)容[2]。從存儲格式上來分，資源庫的資源包括文字、音頻、圖像和全息視頻等四種形式的數(shù)據(jù)內(nèi)容。由于它們的物理狀態(tài)、文化表現(xiàn)形式、個體特性等因素各有其獨有的特點，因此在資源的保存和管理方法上也不盡相同。

1 需求分析

由于資源庫中包含大量的高精度圖像與全息視頻數(shù)據(jù)，信息量和存儲數(shù)據(jù)量都是非常大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此設(shè)計全息資源庫時與常見的文本數(shù)據(jù)庫不同，需要把大數(shù)據(jù)量的圖像和視頻信息單獨存儲，建立存儲的物理位置與邏輯位置之間的關(guān)系庫等[3]。

通過全息資源庫的人機接口可以進行信息資源內(nèi)容的查詢檢索、調(diào)用、資源庫管理等功能，以及圖像、音頻和視頻的播放等功能。管理員可以對全息資源庫進行增加資源、刪除資源和編輯資源等操作，以及具有普通數(shù)據(jù)庫中常用的維護功能。用戶可以通過系統(tǒng)界面來檢索和查詢自己感興趣的內(nèi)容，系統(tǒng)提供全面、清晰、有效、方便地查詢、瀏覽以及調(diào)用和觀看全息形式的視頻等操作。

2系統(tǒng)架構(gòu)

為了實現(xiàn)全息資源庫的各項功能，同時保證資源庫的方便靈活性和可擴展性，系統(tǒng)采用了B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)構(gòu)架。用戶主要通過WEB瀏覽器與服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫進行交互，通過通用的瀏覽器就可以實現(xiàn)對資源庫的所有訪問。這種系統(tǒng)構(gòu)架模式將實現(xiàn)資源庫的核心部分存于服務(wù)器上，使資源庫的發(fā)開和維護以及使用更方便和具有通用性，具有較高的工作效率。系統(tǒng)構(gòu)架如圖2所示，它基本上由客戶端、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫三層結(jié)構(gòu)組成。

圖2 資源庫系統(tǒng)構(gòu)架

資源庫系統(tǒng)可分為前臺與后臺兩個部分。前臺是指用戶可以通過網(wǎng)頁或接口程序進行瀏覽，主要用于信息資源的檢索、查找和顯示內(nèi)容等工作，后臺是指管理人員對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息進行編輯操作和對數(shù)據(jù)庫的管理工作，主要包括系統(tǒng)管理、信息資源的添加、刪除、修改以及管理前臺頁面的基本顯示等功能。

全息資源數(shù)據(jù)庫的后臺采用MySQL數(shù)據(jù)庫，MySQL是一個精巧的SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，并且是完全網(wǎng)絡(luò)化的跨平臺關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)[4]，同時是具有客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。MySQL功能強大、使用簡便、管理方便、運行速度快、安全可靠性強，能夠為建立全息資源庫和前端程序提供強大動力。

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在全息資源庫系統(tǒng)的開發(fā)過程中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計是創(chuàng)建資源庫系統(tǒng)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)過程中居于核心的地位。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計要規(guī)范化，這將便于日后的數(shù)據(jù)管理，可以防止數(shù)據(jù)錯誤的發(fā)生[5]。

基于贛文化相關(guān)信息資源的收集和整理，包括文字、圖像、音頻和全息視頻等資源，建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫表，同時避免數(shù)據(jù)的過度復(fù)雜和冗余。通過合理的分析，提取圖像、音頻和全息視頻特征信息，建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫表，最后還要創(chuàng)建全息視頻存儲的物理位置與邏輯位置之間的關(guān)系數(shù)據(jù)庫表等。

基于贛文化的全息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)大致由以下五個模塊構(gòu)成：

（1）全息資源數(shù)據(jù)資料庫。用來組織和保存全息視頻、圖像和音頻等資源數(shù)據(jù)，這是調(diào)用和播放全息信息的素材庫，存儲的數(shù)據(jù)量是非常大的。

（2）資源特征數(shù)據(jù)庫。用來保存從全息視頻和圖像、音頻中提取的各種特征，把全息視頻的物理位置與邏輯位置之間建立聯(lián)系，本數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和存儲與播放查詢模塊有緊密聯(lián)系。

（3）查詢與播放處理模塊。此模塊完成用戶不同方式的下的查詢和檢索功能，檢索出的全息視頻可以選擇調(diào)用并在全息投影設(shè)備上播放，此模塊是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的重點。

（4）用戶接口模塊。此模塊的開發(fā)與播放系統(tǒng)中的硬件設(shè)備關(guān)系密切，管理全息投影播放、查詢輸入、查詢結(jié)果如何顯示等功能。

（5）資源數(shù)據(jù)管理模塊。管理員利用此模塊可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中全息視頻、圖像和音頻資源的管理功能，包括增加、刪除和編輯資源，同時將同步編輯相應(yīng)的視頻特征數(shù)據(jù)庫。

4 結(jié)束語

基于贛文化的全息資源庫實現(xiàn)了對贛文化相關(guān)資源的收集、整合和存儲，并以三維全息影像的形式把贛文化所表達的內(nèi)容呈現(xiàn)給觀者，在展示空間中呈現(xiàn)出立體、清晰、多視角的帶有動畫效果的三維影像，能夠讓觀者身心沉浸其中。

運用全息資源庫技術(shù)一方面能對文化資源進行數(shù)字化存儲，另一方面能以立體影像方式完整再現(xiàn)歷史文化，這對于文化遺產(chǎn)的傳承具有重要的意義。隨著虛擬現(xiàn)實和全息技術(shù)的發(fā)展，它必將在文化和藝術(shù)的存儲與展現(xiàn)方面大放異彩。

參考文獻：

[1] 劉姣. 關(guān)于建設(shè)“沉浸式”全息化數(shù)字博物館的構(gòu)想[J]. 才智， 201（13）：330.

[2] 佟婷，宴紫昭. 從體驗性角度淺析全息技術(shù)與非物質(zhì)文化結(jié)合的意義[J]. 電視研究，2015（8）：45.

篇2

二、多媒體技術(shù)在舞臺設(shè)計中的應(yīng)用

多媒體藝術(shù)的發(fā)展在一定程度上依賴于不同階段來自技術(shù)領(lǐng)域的影響。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，更多的電子、物理技術(shù)運用進多媒體舞臺設(shè)計中，為舞臺設(shè)計注入新的活力。1．LED大屏幕的使用近年來，隨著LED顯示技術(shù)的飛速發(fā)展，憑借著高亮度，低電壓，功耗小、壽命長、容易拼接等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用到舞臺設(shè)計當(dāng)中。高亮度可以讓舞臺更加絢麗多彩，容易組合拼接更是可以隨意按需要將屏幕裝飾成各種形態(tài)，既可以作為背景屏使用，更作為舞臺道具被隨意裝飾擺設(shè)，具有非常大的可塑性。而低能耗，性能穩(wěn)定，壽命持久更可以保證舞臺的安全使用。它的誕生深刻地影響著裝飾藝術(shù)和其他藝術(shù)形式，基于它這些顯著的優(yōu)點，高性能的全彩LED屏一出現(xiàn)即成主舞臺設(shè)計的寵兒，被廣泛應(yīng)用在各種舞臺設(shè)計當(dāng)中。從小舞臺劇到大型文藝會演，它的身影總是那么璀璨。如：北京奧運會開幕式中的擊缶表演，安置在缶敲擊面四周的LED燈光與現(xiàn)場的背景燈光相互配合，營造出變化千萬的開幕式“倒數(shù)”效果。還有空中升起的“奧運五環(huán)”標(biāo)志和表演中心舞臺上的卷軸，都是由LED燈管所組成的。2．聲光電的運用舞臺的發(fā)展與舞臺聲音的發(fā)展是并存的。隨著舞臺的一系列變化，舞臺聲音的運用也融入了高新科技的成分。多媒體技術(shù)在舞臺聲音上的運用，使舞臺的縱深空間大大增加，使舞臺聲音的層次也更加豐富了。舞臺聲音也成為舞臺多媒體技術(shù)的重要表現(xiàn)手段。八聲道可以營造出一個立體的空間聲音場，坐在下面的觀眾可以清晰的聽到雨水從沿著屋檐的鐵皮雨管從左邊流到右邊，可以聽到風(fēng)從左邊的樹梢上吹過，聽到右前方鳥兒的啼鳴。以往，這些感受是根本不可能實現(xiàn)的，但現(xiàn)在通過多聲道的控制，完全可以給觀眾營造出極致的現(xiàn)場視聽效果。同時舞臺布光是演出空間構(gòu)成的重要組成部分，是根據(jù)情節(jié)的發(fā)展，對人物內(nèi)心和特定場景進行全方位的燈光設(shè)計。如：百老匯名劇《貓》運用聲、光、電等各種現(xiàn)代技術(shù)手段創(chuàng)造出夢幻般的舞美效果，其強烈的視聽沖擊力讓觀眾真正置身于貓的世界。如從天而降的大鞋，巨型下水道口，貓通向天國的長廊，這些大型道具在全電子控制下制造出讓人瞠目結(jié)舌的視覺效果。3．互動讓舞臺空間得到更大的擴展虛擬互動系統(tǒng)結(jié)合了多媒體技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)字圖像技術(shù)，其核心技術(shù)是混合現(xiàn)實，混合現(xiàn)實技術(shù)是通過計算機產(chǎn)生影像，提供給觀眾一個可以感觀的虛擬客觀世界的一種技術(shù)。這種技術(shù)提前了虛擬現(xiàn)實與現(xiàn)實混合的后期制作時間，讓人身臨其境地感受到現(xiàn)實環(huán)境和虛擬物品處在同一時空。實時混合現(xiàn)實技術(shù)是比較尖端的新技術(shù)，我們所研究的舞臺多媒體藝術(shù)則必須是實時混合的。這有利于虛擬世界和真實世界相融。讓人們在現(xiàn)實的世界中感受虛擬空間所存在的事物，這種身臨其境的感覺給觀眾帶來的更強的感官感受。近年來戲劇界不斷進行多媒體戲劇的嘗試，在新的作品中采用大量的影像與互動媒體技術(shù)作為敘事的表現(xiàn)手段，將248影像與表演兩個空間互相交錯，演員可以與電腦制作出來的虛擬的角色在舞臺上進行對話交流，甚至舞蹈，為觀眾制造出更多元的藝術(shù)體驗。如：中國音樂劇《蝶》將先進的混合現(xiàn)實技術(shù)和動漫技術(shù)融入其中，在劇中加入全息影像技術(shù)，代替演員和LED大屏幕動畫出場的將是重生一般的全息虛擬造像，無論從哪個角度來看，效果都將事半功倍，讓人贊不絕口。

三、未來舞臺多媒體藝術(shù)的發(fā)展方向

1．更廣闊的舞臺空間目前，多媒體技術(shù)在舞臺上的運用，還僅僅是在舞臺背景上進行嘗試。多媒體技術(shù)仍可以運用在舞臺表演的其他方面。比如把舞臺背景的場景擴展到觀眾席，讓觀眾有身臨其境之感。我們設(shè)想是否可以將觀眾席置于方形背景之中，讓多媒體背景將在場觀眾包圍，并且配合燈光和現(xiàn)場煙霧等舞臺效果營造更為幻化虛擬的舞臺空間。讓觀眾不再僅僅是本論文由整理提供

旁觀者，而是置身于舞臺之中。如2007年星光大道年度總決賽中北京選手張芯的歌曲節(jié)目《天下無雙》。其背景為三個錯落擺放的屏幕上顯示的翠綠的竹林，加上綠色的朦朧燈光，虛無縹緲如同仙境。但是，為何不把觀眾也融入進這動人的場景中去呢？如果把觀眾席周圍也擺放上大尺寸的顯示屏，展現(xiàn)出竹林的場景，逼真的效果是否更能打動臺下的觀眾？2．加強舞臺的預(yù)示性多媒體技術(shù)應(yīng)該可以用來模擬整場舞臺表演，即導(dǎo)演可以在正式表演之前對整場演出，包括場景，燈光，特技效果，演員表演等進行全方位模擬（如三維模擬效果，更加真實）。多媒體模擬演出的演出效果有很強的預(yù)視性，可以在演員進場彩排之前看到舞臺的大體效果，以及為安排演員所在位置提供參照等等。同時導(dǎo)演只需在模擬的多媒體影像中就能很好的掌握整個演出的時間，減少屢次彩排所造成人力，物力，財力的消耗。2008年春晚在播出前進行了5次彩排，導(dǎo)演在最后兩次彩排的時候仍在調(diào)整時間。整整5次彩排花費人力物力難以想象。假設(shè)多媒體技術(shù)運用到舞臺演出模擬上，那么導(dǎo)演對整場演出就能更好把握。

總結(jié)

多媒體藝術(shù)給舞臺設(shè)計注入了一股新的活力，使舞臺設(shè)計形式等出現(xiàn)了根本性的轉(zhuǎn)變。從產(chǎn)生，發(fā)展到今天的廣泛運用，它的優(yōu)越性讓我們看到多媒體技術(shù)將成為今后舞臺設(shè)計中必不可少的中堅力量。它的優(yōu)越性讓我們看到今后舞臺設(shè)計的多元化，可以說它給了設(shè)計者更大的設(shè)計空間去展現(xiàn)舞臺的魅力。換個角度想，它同樣加大了設(shè)計者的技術(shù)難度和能力要求，設(shè)計者不僅要掌握好傳統(tǒng)的舞臺布景設(shè)計，也要研究透多媒體技術(shù)的運用和表現(xiàn)形式。同樣，在新興多媒體技術(shù)的研究和發(fā)展上，我們還停留在初級階段，要想多媒體技術(shù)在舞臺發(fā)展上走得更遠，仍需要不斷的努力與研究。從舞臺背景的運用延伸到其他領(lǐng)域，讓多媒體技術(shù)融入舞臺的方方面面。

∷參考文獻

[1]李興國主編：《影視藝術(shù)與高科技應(yīng)用》，中國傳媒大學(xué)出版社，2005．7

篇3

作者簡介：熊翠秀（1980-），女，彝族，云南大理人，湖南城市學(xué)院通信與電子工程學(xué)院，講師；徐蘭云（1965-），女，湖南益陽人，湖南城市學(xué)院通信與電子工程學(xué)院，高級實驗師。（湖南 益陽 413000）

中圖分類號：G642.423 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）29-0099-03

“全息照相”通過物光與參考光相干疊加形成干涉條紋，該干涉條紋記錄了物光波前上各點的全部信息（包括振幅和相位），因此能再現(xiàn)與原物一致的三維立體圖，并具有可分割性。[1]由于“全息照相”技術(shù)的特殊性，自1960年第一臺激光器問世以來，全息技術(shù)得到了迅速發(fā)展，在醫(yī)學(xué)、干涉計量、科研、影視、[2-4]商品防偽標(biāo)簽、身份證的防偽及錢的防偽等方面均有廣泛的應(yīng)用。

鑒于“全息照相”技術(shù)的應(yīng)用價值，筆者本著提高學(xué)生創(chuàng)新能力，普及生活常識進行素質(zhì)教育的目的，對“全息照相”實驗的開設(shè)模式進行探討，這也是湖南城市學(xué)院目前正在嘗試的開設(shè)模式。

一、傳統(tǒng)開設(shè)模式的不足

“全息照相”實驗是物理學(xué)專業(yè)“光學(xué)”課程必開的實驗，一般情況下只開設(shè)基本的暗室激光全息。實驗過程包括調(diào)整光路、曝光、顯影、水洗、停影、水洗、定影、水洗、漂白及水洗等一系列環(huán)節(jié)，對每個環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的要求，整個過程很繁瑣，所需要的時間也比較長，成功率很低。由于實驗難度較大，一般情況下給物理學(xué)專業(yè)開設(shè)4個學(xué)時。由于中間某個環(huán)節(jié)出錯都有可能導(dǎo)致整個實驗失敗，因此即使學(xué)生認真做了實驗都有可能實驗不成功，再加上學(xué)生第一次接觸該實驗，對各個環(huán)節(jié)的時間把握不當(dāng)，有可能一大組的所有學(xué)生都沒有拍攝成功，導(dǎo)致學(xué)生對該項技術(shù)及指導(dǎo)教師的技術(shù)水平產(chǎn)生懷疑，同時也不可能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

對于非物理學(xué)專業(yè)的理工科學(xué)生來說，“大學(xué)物理”是公共課，由于受到課時的限制，一般《大學(xué)物理》教材中沒涉及到“全息照相”技術(shù)，[5]或只是以小字的形式出現(xiàn)在閱讀材料中。[6]故湖南城市學(xué)院也沒有開設(shè)相關(guān)的實驗，學(xué)生對“全息照相”技術(shù)的認識完全是一片空白，對日常生活中的相應(yīng)應(yīng)用也知之甚少。

二、“全息照相”實驗對工科學(xué)生開放的開設(shè)模式探討與實踐

1.“全息照相”實驗對工科學(xué)生開放的內(nèi)涵

素質(zhì)教育強調(diào)要全面提高受教育者各個方面的素質(zhì)，并注重受教育者的思想道德品質(zhì)、身心健康和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等，是與傳統(tǒng)的應(yīng)試教育相對應(yīng)的新時期主流教育方式。[7]學(xué)校必修的公共課和專業(yè)課的課堂教育主要傳授基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識，雖然是素質(zhì)教育，但始終離不開各種考試，因此很多學(xué)生以考試及格為目的。為了落實素質(zhì)教育的職責(zé)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及動手能力，各學(xué)校都分別提出了開放性實驗室的舉措，具體做法大致都是在正常上班的時間內(nèi)向?qū)W生開放實驗室，學(xué)生可以根據(jù)自己的愛好和興趣進行課程規(guī)定之外的實驗。[8，9]為了進一步落實素質(zhì)教育的職責(zé)，除了普通意義上的開放性實驗室之外，湖南城市學(xué)院提出了實驗室開放項目的舉措，且已執(zhí)行兩年。

由于“全息照相”實驗所需時間較長，以及實驗室能容納的學(xué)生數(shù)有限，因此公共課和選修課都沒有涉及該實驗。但全息技術(shù)在現(xiàn)實生活中有廣泛的應(yīng)用，因此，湖南城市學(xué)院以實驗室開放項目的方式對非物理學(xué)理工科專業(yè)的部分學(xué)生開放了“全息照相”實驗，目的是實施素質(zhì)教育，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。該部分學(xué)生掌握了日常生活中的一些相關(guān)的防偽技術(shù)后又可以向不同的人傳達該技術(shù)，從而可以使更多的人掌握相關(guān)的防偽技術(shù)，也就達到了素質(zhì)教育的目的。

2.基于素質(zhì)教育的“全息照相”實驗開設(shè)模式的實踐

（1）指導(dǎo)教師申報與立項階段。與“全息技術(shù)”相關(guān)的實驗都需要一定的耗材，而由學(xué)生自己出錢買耗材則會為學(xué)生帶來經(jīng)濟負擔(dān)，也就不可能開展相應(yīng)的實驗。每年下半年，湖南城市學(xué)院組織教師申報實驗室開放項目，指導(dǎo)教師根據(jù)自己的實驗教學(xué)經(jīng)驗、實驗室現(xiàn)有條件和學(xué)生的基礎(chǔ)申報實驗室開放項目。學(xué)校根據(jù)經(jīng)費預(yù)算和實驗的難易程度配備一定的經(jīng)費，以保證實驗室開放項目得以順利開展。

（2）學(xué)生報名階段。實驗室開放項目立項之后，指導(dǎo)教師根據(jù)申報書中所寫的招收對象，在相應(yīng)專業(yè)的班級介紹與該實驗相關(guān)的基礎(chǔ)知識和日常生活中的具體應(yīng)用，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；介紹實驗所需的時間和時間安排，讓學(xué)生結(jié)合自己的實際情況自愿報名。

（3）學(xué)生具體實驗階段。學(xué)生自愿報名后，根據(jù)指導(dǎo)教師的實驗時間安排，學(xué)生進實驗室。首先，指導(dǎo)教師簡單講解“全息照相”技術(shù)的基本原理和對實驗的基本要求；其次，指導(dǎo)教師詳細介紹“全息技術(shù)”在日常生活中的具體應(yīng)用（如防偽商標(biāo)、身份證的防偽標(biāo)簽、錢的防偽標(biāo)志及全息影像等），以及具體的制作方法；最后，以學(xué)生為主、教師為輔，設(shè)計出具體的實驗方案。在不同的環(huán)境溫度下由學(xué)生分小組完成激光全息和白光全息的單次曝光與重復(fù)曝光實驗。分析實驗結(jié)果，總結(jié)出不同環(huán)境溫度下各個環(huán)節(jié)的比較合理的時間。

三、基于素質(zhì)教育的“全息照相”實驗開設(shè)模式的質(zhì)量監(jiān)控和成績評價

對“全息照相”實驗開放模式進行質(zhì)量監(jiān)控和成績評價，一方面是為了確保實驗室開放項目的順利開展，保障素質(zhì)教育的實施；另一方面是為了保護實驗室的實驗儀器，從學(xué)生實驗方案的設(shè)計、學(xué)生實驗過程、實驗結(jié)果的分析再到實驗報告的書寫進行全程跟蹤指導(dǎo)和實時質(zhì)量監(jiān)控。對整個項目從以下三方面進行質(zhì)量監(jiān)控和評價實驗室開放項目的質(zhì)量，即優(yōu)化實驗方案、規(guī)范指導(dǎo)過程和創(chuàng)新成績評價體系。

1.優(yōu)化實驗方案

指導(dǎo)教師布置了實驗內(nèi)容后，學(xué)生通過相關(guān)書籍和網(wǎng)絡(luò)查詢資料，自行設(shè)計具體的實驗方案。學(xué)生把已設(shè)計的實驗方案交給指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師從以下三方面對學(xué)生的實驗方案進行審核：一是現(xiàn)有的實驗條件能否滿足實驗方案的需求。如果實驗條件不具備，要把實驗方案進行適當(dāng)修改，直到湖南城市學(xué)院現(xiàn)有的實驗條件能滿足學(xué)生的實驗方案。二是實驗方案是否能起到普及日常生活常識，即達到素質(zhì)教育的目的。三是實驗方案對學(xué)生來說難度是否適當(dāng)。由于是課余時間的實驗室開放項目，如果難度太大，一方面學(xué)生不能順利的獨立完成，另一方面所需要的時間太長，則會影響學(xué)生對其他課程的學(xué)習(xí)。滿足以上實驗方案，既能保證學(xué)生在現(xiàn)有實驗條件下順利完成相關(guān)實驗，又能起到普及日常生活常識進行素質(zhì)教育的目的。

2.規(guī)范指導(dǎo)過程

為了有效地對實驗室開放項目進行質(zhì)量監(jiān)控，從實驗方案的設(shè)計、實驗的操作環(huán)節(jié)到實驗研究報告的書寫都要進行嚴(yán)格的監(jiān)控，具體就是要提供一些具體的過程材料，且過程材料以表格的形式提供。

（1）實驗方案的設(shè)計過程。首先，通過網(wǎng)上查閱文獻及閱讀相關(guān)的書籍，學(xué)生畫出所設(shè)計實驗方案的光路圖、列寫所需的實驗儀器、沖洗藥水及相應(yīng)的每個實驗環(huán)節(jié)所需的時間。其次，指導(dǎo)教師提供實驗室現(xiàn)有的實驗儀器和相應(yīng)的沖洗藥品。結(jié)合指導(dǎo)教師提供的信息和學(xué)生自己設(shè)計的實驗方案再次修改實驗方案。所有材料都以表格的形式提供，以備以后參考和結(jié)題時提供過程材料。

（2）實驗過程。指導(dǎo)教師不參與實驗的操作過程，但對整個實驗過程進行全程跟蹤指導(dǎo)，實時記錄學(xué)生操作過程中出現(xiàn)的各種實驗現(xiàn)象，以便及時指出學(xué)生不當(dāng)?shù)牟僮鞣绞剑M量使實驗成功，如果實驗不成功，學(xué)生對“全息技術(shù)”產(chǎn)生懷疑，也就不可能達到教學(xué)目的。此外，也可以讓學(xué)生及時記錄實驗現(xiàn)象，指導(dǎo)學(xué)生分析實驗成敗的原因。

（3）學(xué)生書寫實驗報告的過程。實驗結(jié)束后，書寫實驗報告是實驗課的必須要求，是對實驗課教學(xué)的書面考查。書寫實驗報告的過程能夠培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和作風(fēng)，幫助他們樹立學(xué)術(shù)意識，鍛煉語言表達能力，有利于他們將來總結(jié)研究資料，撰寫科技論文等等。[10]對于實驗室開放項目，雖然不是必修的實驗課程或課程實驗，但仍然要書寫實驗報告，以便考查該項目的教學(xué)目的達到與否。另外，也方便指導(dǎo)教師對學(xué)生的實驗給出更合理的評價。對于該實驗室開放項目“全息照相”實驗，筆者認為實驗報告的形式和平時學(xué)生的課程實驗或?qū)嶒炚n程的報告大致一致，但內(nèi)容的側(cè)重點不同。本次學(xué)生書寫的實驗報告應(yīng)包含：實驗?zāi)康?；實驗原理；實驗儀器；實驗藥品；實驗方法及步驟；實驗數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)分析（數(shù)據(jù)分析是本次實驗報告的重點之一）；誤差分析及問題討論（誤差分析是本次實驗報告的重點之二，主要分析本次實驗成功、失敗或?qū)嶒灲Y(jié)果不太理想的原因及改進的措施，問題討論可以分析一些具體的應(yīng)用實例）。實驗操作過程允許不成功，只要“實驗數(shù)據(jù)分析”和“誤差分析及問題討論”兩部分寫好了，就達到了普及日常生活常識，進行素質(zhì)教育的目的，也就達到了教學(xué)目的。

3.創(chuàng)新成績評價體系

實驗室開放項目“全息照相”實驗的教學(xué)目標(biāo)是素質(zhì)教育，一方面培養(yǎng)受教育者的創(chuàng)新能力和動手能力，另一方面培養(yǎng)受教育者的認識水平，普及日常生活常識，而不是以傳統(tǒng)的考試通過為目標(biāo)。因此，成績評價方式也要體現(xiàn)教學(xué)目的的兩方面。筆者將本次實驗室開放項目“全息照相”實驗的成績分為實驗操作成績和實驗報告成績兩部分，且比例為70%和30%，把兩部分成績按該比例折合為總評成績。實驗操作成績綜合體現(xiàn)了兩方面的教學(xué)目的，而實驗報告成績則體現(xiàn)第二方面的教學(xué)目的。

其中，實驗操作成績是對實驗過程的評價，采用“表現(xiàn)性評價”方式。[11]該評價方式注重對學(xué)習(xí)過程的評價，包括學(xué)生實驗方案的設(shè)計、實驗儀器的合理選擇、實驗操作（包括光路的調(diào)整、曝光及沖洗等環(huán)節(jié)）和根據(jù)實驗事實調(diào)整實驗方案的能力等。筆者在本實驗室開放項目中招收了8名學(xué)生，分2批做實驗，每批4名學(xué)生，因此可以保證指導(dǎo)教師對每位學(xué)生的實驗過程全程跟蹤進行實時“表現(xiàn)性”評價。由于筆者在本實驗過程中采用“表現(xiàn)性”評價方式，加上該實驗過程比較繁瑣，因此允許實驗不成功。具體做法是：在不成功的情況下首先看學(xué)生的態(tài)度，學(xué)生認真對待從設(shè)計實驗方案到最后整理實驗儀器的每個環(huán)節(jié)，雖實驗結(jié)果不理想，但學(xué)生認真分析了不理想的原因，且分析了原因之后調(diào)整各個環(huán)節(jié)再重新進行實驗，實驗結(jié)果有所改善，則達到了教學(xué)目的，因此也對其實驗操作給予很好的評價成績。

對于實驗報告，一方面實驗報告是學(xué)生對實驗（實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗儀器、實驗方法及步驟、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理和實驗誤差分析及問題討論）內(nèi)容和實驗各個環(huán)節(jié)的一個匯總，[12]是對實驗的總結(jié)。[13]另一方面實驗報告又可以提升學(xué)生的認知水平。實驗過程中可能會出現(xiàn)一系列預(yù)想不到的現(xiàn)象，寫實驗報告的過程中會對實驗現(xiàn)象進行一一分析，對實驗現(xiàn)象給出合理的解釋，因此書寫實驗報告是學(xué)生提高認知水平的有效環(huán)節(jié)，是完成實驗過程后必須的一項任務(wù)。結(jié)合該實驗的特點和該實驗室開放項目的教學(xué)目的，筆者對本次實驗報告的成績評定的具體做法是：在實驗報告的各項內(nèi)容完整的情況下，重點看“實驗數(shù)據(jù)分析”和“實驗誤差分析及問題討論”兩部分。不管實驗操作的結(jié)果如何，只要這兩部分分析到位，則會對該份實驗報告給予很好的評價成績。

四、教學(xué)效果

1.基本情況

通過教師申報和立項，學(xué)生自愿報名的方式，實驗室開放項目“全息照相”實驗共招收了8名電子信息工程專業(yè)的學(xué)生，分2批，每批4名學(xué)生，每2名學(xué)生組成1個小組。其具體的實驗內(nèi)容是對激光全息和白光全息進行單次與重復(fù)曝光實驗，其中激光全息的單次和重復(fù)曝光實驗已完成，白光全息的相關(guān)實驗將在下半年進行。

2.實驗結(jié)果

首先由第一批的4個學(xué)生在白天進行激光全息的單次曝光實驗，2個小組都沒拍攝成功。學(xué)生結(jié)合實驗過程分析原因，排除了實驗過程出錯的可能性，最后檢查實驗室發(fā)現(xiàn)實驗室的門有微小的縫隙，此外，玻璃窗的遮光紙有多處破裂的地方，初步判斷是因為漏光導(dǎo)致實驗失敗。于是把實驗調(diào)整到晚上，測量室溫之后，也重新調(diào)整了曝光、顯影及定影所用的時間。在室溫21℃下，曝光、顯影和定影的時間分別用25s、4min和8min，成功拍攝了激光全息的單次曝光全息圖，很清晰的再現(xiàn)了被拍攝物。在相同的室溫下用單次曝光所用的各環(huán)節(jié)的時間制作了激光全息重復(fù)曝光的全息圖，對每塊干板曝光2次，第一塊干板在拍攝過程中不小心動了參考光，導(dǎo)致只有一次成功曝光，第二塊干板從兩個不同方向成功曝了2次光。經(jīng)過沖洗之后，第一塊干板再現(xiàn)了一個三維小物，而第二塊干板再現(xiàn)了兩個三維小物。一個星期后，第二批學(xué)生進行激光全息的單次和重復(fù)曝光實驗，其室溫為17℃。在該室溫下，曝光、顯影和定影的時間分別取27s、4min和9min，成功制作了激光全息的單次曝光全息圖。對于重復(fù)曝光實驗，2個小組的學(xué)生都出現(xiàn)了相同的失誤，即曝光之前不小心動了參考光，導(dǎo)致參考光沒有投射到干板上，再次調(diào)整了參考光之后，又進行了1次曝光。因此重復(fù)曝光的干板都只再現(xiàn)了1個三維小物。

由于時間有限，湖南城市學(xué)院指導(dǎo)教師在“光學(xué)實驗”的“全息照相”實驗中一直沒有涉及重復(fù)曝光，學(xué)生對書上的提法一直持懷疑態(tài)度，直到本次實驗室開放項目成功制作了重復(fù)曝光的全息圖之后才真正信服，這對教師和學(xué)生來說都是對知識的一種升華。

五、總結(jié)

本文以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力，提高學(xué)生的認知水平，普及日常生活常識，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)為目的，嘗試對“全息照相”實驗進行開設(shè)模式的探討和改革，通過擴充實驗教學(xué)內(nèi)容、改進實驗教學(xué)方法和采取“表現(xiàn)性”的實驗過程評價方式，有效激發(fā)了學(xué)生思考問題的興趣，進一步提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，達到了良好的教學(xué)效果。

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篇4

【中圖分類號】G40-057 【文獻標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009―8097（2011）04―0145―04

隨著科技的發(fā)展與經(jīng)濟水平的提高，手機由于其功能強大，價格低廉的特點，被廣泛應(yīng)用于日常生活中，成為當(dāng)前信息傳遞的主要工具之一。良好的人機交互性直接影響著學(xué)習(xí)者對其所呈現(xiàn)信息的接受效率。帶有增強現(xiàn)實功能的智能手機將使人們的工作、學(xué)習(xí)與生活變得更加便捷也將會使學(xué)習(xí)更具意義。

一 相關(guān)定義

隨著遙感技術(shù)（Remote Sensing，RS）、地理信息系統(tǒng)（Geography information systems，GIS）和全球定位系統(tǒng)（Global positioning systems，GPS）的發(fā)展，及空間信息處理技術(shù)的不斷成熟，空間數(shù)據(jù)可視化已成為人們認知空間的重要組成部分，多維和多時相數(shù)據(jù)信息及過程的顯示能有效地幫助用戶增強獲取空間信息能力。

1 虛擬現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）是運用計算機圖形系統(tǒng)、各種顯示及控制等接口設(shè)備，在計算機上生成可交互的三維環(huán)境，以幫助用戶提供沉浸感覺的技術(shù)。VR比傳統(tǒng)的空間信息可視化更具沉浸感、交互感與想象感。強調(diào)在虛擬環(huán)境中的視覺、聽覺、觸覺等感官的完全浸入，將用戶拋離現(xiàn)實世界而完全沉浸于由計算機所控制的虛擬信息空間之中。

2 增強現(xiàn)實

增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)上，將計算機所生成的虛擬物體、虛擬場景等內(nèi)容疊加到現(xiàn)實情境之中，對當(dāng)前用戶所感知的真實情境進行“擴張”。隨著計算機視覺技術(shù)的發(fā)展AR系統(tǒng)模型更具靈活性、真實感。

3 接合自然

接合自然（Articulated Naturality）是將虛擬對象與現(xiàn)實世界進行無縫結(jié)合，擺脫傳統(tǒng)的機械互動，幫助用戶走出機房，擺脫鼠標(biāo)、鍵盤的束縛，使人們獲取信息的手段回歸自然。接合自然技術(shù)使AR的功能得到了加強與延伸，為AR在移動終端設(shè)備中的應(yīng)用提供了技術(shù)支持，也使AR技術(shù)在人們的工作、學(xué)習(xí)與生活中得到了更廣泛的應(yīng)用。

二 “視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強現(xiàn)實技術(shù)

以往的增強現(xiàn)實系統(tǒng)對顯示器配置以及虛擬對象制作技術(shù)要求較高，無法真正將現(xiàn)實環(huán)境與虛擬信息進行實時高效的銜接。顆豆柏德公司作為全球領(lǐng)先的接合自然移動服務(wù)供應(yīng)商，將視聯(lián)網(wǎng)（Articulated Naturality Web）技術(shù)植入手機，讓更多的用戶使用到這一先進技術(shù)。視聯(lián)網(wǎng)所強調(diào)的是接合自然與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的完美接合，將空間數(shù)據(jù)可視化，通過手機屏幕呈現(xiàn)“增強”后的數(shù)字畫面，讓用戶有更深層次的體驗。例如，用手機攝像頭拍攝天空，屏幕上會疊加一天的天氣情況。拍攝某一名勝古跡，就可以獲取相關(guān)信息等等?！耙暵?lián)網(wǎng)”支持的AR服務(wù)在豐富人們獲取信息方式的同時也使信息更具實時的互動性與實用性。

1 功能特點

（1）現(xiàn)場性

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用更具現(xiàn)場性。AR將虛擬對象與真實環(huán)境進行自然融合，呈現(xiàn)給用戶一個真實的新環(huán)境，用戶所感知到的只有虛擬對象與現(xiàn)實世界相結(jié)合的唯一世界。用戶可以從各個角度，甚至可以進入虛擬對象的內(nèi)部進行觀察，使用戶更直觀地掌握和理解學(xué)習(xí)對象，更深刻的認識和理解客觀事物的本質(zhì)及規(guī)律。AR系統(tǒng)更加強調(diào)現(xiàn)實世界的重要作用，將用戶在現(xiàn)實世界的存在性與其感官效果達到有效統(tǒng)一，使用戶沉浸感增強。

（2）開放性

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強現(xiàn)實技術(shù)更具開放性。用戶通過支持AR功能的網(wǎng)絡(luò)平成信息共享。以SPRX mobile公司的Layar軟件為例，用戶將手機攝像頭拍攝某一圖書館，手機屏幕上就會呈現(xiàn)此圖書館的藏書信息。不僅如此，Wikitude世界瀏覽器，用戶除了能夠查看已有信息外，還可以通過Wikitude軟件編寫、分享信息，并采用維基模式進行數(shù)據(jù)維護，充分體現(xiàn)了Web3.0時代的網(wǎng)絡(luò)資源共建與共享理念。[1]

（3）實時互動性

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強現(xiàn)實技術(shù)更具實時互動性。AR系統(tǒng)要求當(dāng)用戶的位置和視線方向發(fā)生變化時，計算機所生成的虛擬對象也要實時地發(fā)生改變。增強現(xiàn)實技術(shù)按照用戶要求將系統(tǒng)所產(chǎn)生的三維虛擬對象或虛擬信息實時疊加到用戶所處的真實環(huán)境的視頻流當(dāng)中，此時虛擬對象隨著用戶周圍真實場景而變化，使這種復(fù)合視覺效果變得更加完美與真實。同時，用戶可以在真實場景中與虛擬對象進行交互。以手機為終端的AR交互方式更為自然。用戶利用手機攝像頭捕捉真實的動態(tài)畫面，再通過陀螺儀和重力感應(yīng)識別等功能完成用戶動作、方向和位置的改變，通過手機與周圍環(huán)境進行實時互動。

（4）實用性

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強現(xiàn)實技術(shù)更具實用性。目前，谷歌、諾基亞、三星、iPhone多款手機都具有AR系統(tǒng)。[2]以iPhone上的TwittARound軟件為例，只需將攝像頭對準(zhǔn)天空就可以判斷當(dāng)前的天氣狀況。手機中的AR已經(jīng)被應(yīng)用于商業(yè)、游戲、旅游等領(lǐng)域。以智能手機代替昂貴的AR設(shè)備，使這一技術(shù)的應(yīng)用更廣泛。

2 關(guān)鍵技術(shù)

構(gòu)造一個AR系統(tǒng)需要解決很多的關(guān)鍵技術(shù)問題，主要包括輸出技術(shù)、跟蹤和定位技術(shù)、界面與可視化技術(shù)以及標(biāo)定技術(shù)。[3]

（1）輸出技術(shù)

AR系統(tǒng)輸出單元呈現(xiàn)的是虛擬世界與現(xiàn)實世界合成的平面影像或者全息影像。AR系統(tǒng)通過輸入、分析、處理等一系列的流程把相關(guān)信息進行轉(zhuǎn)換加工，最終要通過輸出單元進行顯示，來反映出所表示的信息。而人腦所感知事物的信息，大部分來自視覺，視覺是人最主要的感覺通道。因此，AR系統(tǒng)中輸出技術(shù)甚為關(guān)鍵。AR系統(tǒng)輸出設(shè)備包括：頭箍顯示器、手持顯示器和投影顯示器。在移動手機終端中所采用的顯示設(shè)備是手持顯示器。它屬于平面LCD顯示器的一種，使用捆綁的攝像機提供基于視頻透視的增強。手持顯示器充當(dāng)一個窗口或放大鏡，顯示用VR覆蓋的真實對象。而更先進的是投影顯示器，即把所需的虛擬信息直接投影到真實對象上進行增強，用戶通過手機屏幕進行觀看。

（2）跟蹤和定位技術(shù)

為了實現(xiàn)積極有效的交互，并實現(xiàn)互通互聯(lián)的訪問，AR系統(tǒng)需要進行跟蹤和定位，準(zhǔn)確地獲取用戶的確切位置以及視域方向，以確定觀察點和虛擬生成的物體在三維場景中的準(zhǔn)確位置。目前在準(zhǔn)備好的室內(nèi)環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn)較好的定位效果。當(dāng)用戶處于室外、移動的環(huán)境中，AR利用移動終端內(nèi)置的一系列傳感器。例如，相機、羅盤儀、GPS和慣性加速器等收集數(shù)據(jù)，跟蹤計算對象在戶外的實時位置，使用戶能夠與周圍有趣或有用的目標(biāo)物體進行交互。

（3）界面與可視化技術(shù)

用戶能夠與AR系統(tǒng)進行交互，并且能夠有效地將交互信息在顯示器上完美呈現(xiàn)，是許多研究人員正在考慮的問題。在室外移動的真實環(huán)境中與虛擬信息進行實時交互存在困難，于是研究人員將目光轉(zhuǎn)向了智能手機軟件開發(fā)來解決此類問題。

（4）標(biāo)定技術(shù)

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強現(xiàn)實要進行精確的定位就需要進行大量測量與標(biāo)定。例如，手機攝像機參數(shù)、視域范圍、傳感器偏移、對象定位與變形等。在手機系統(tǒng)中采用LBS（基于位置的服務(wù)）來標(biāo)定用戶所在的地理空間位置并提供與其相關(guān)的各類信息服務(wù)。常用的POI（Point of Interest）包括三個維度的信息：名稱、類別與坐標(biāo)（精度、緯度）。系統(tǒng)利用手機自帶攝像頭定位虛擬對象的三維數(shù)據(jù)：GPS坐標(biāo)、數(shù)字羅盤測定的手機朝向 、加速器測量的設(shè)備與地面夾角度數(shù)。用戶需要通過這三個參數(shù)對顯示屏中真實景物與虛擬對象進行標(biāo)注與修改，否則當(dāng)與其他用戶的這三個參數(shù)不匹配時，用戶所觀看的信息將產(chǎn)生偏移。

三 基于“視聯(lián)網(wǎng)”的增強現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

目前，增強現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)、游戲娛樂、醫(yī)療、軍事、商務(wù)、旅游、工業(yè)等方面。[4]過去由于增強現(xiàn)實技術(shù)與設(shè)備成本較高，未被真正應(yīng)用與教學(xué)當(dāng)中。近年來隨著移動技術(shù)的迅猛發(fā)展，研發(fā)人員將手機作為AR系統(tǒng)應(yīng)用新平臺，結(jié)合“視聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，使AR系統(tǒng)應(yīng)用更趨于平民化，也更具實用性。

以下筆者結(jié)合“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強現(xiàn)實技術(shù)特點闡述其在教學(xué)中的應(yīng)用：

1情境教學(xué)

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的增強現(xiàn)實技術(shù)比以往的增強現(xiàn)實技術(shù)更具現(xiàn)實性與真實性。為教師進行情景教學(xué)提供了更為真實的學(xué)習(xí)情境。情景教學(xué)是在教學(xué)過程中，教師有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩的，形象的、生動的、具體的場景， 以此引起學(xué)生情感態(tài)度的體驗，幫助學(xué)生深入了解學(xué)習(xí)內(nèi)容或?qū)W習(xí)對象。在情境教學(xué)過程中更注重情境性的創(chuàng)設(shè)，真實的活動及文化背景利于學(xué)習(xí)者知識的獲得、應(yīng)用與情感的體驗。當(dāng)學(xué)習(xí)者處于某一學(xué)習(xí)環(huán)境中時，虛擬信息就會通過手機推送給學(xué)習(xí)者有關(guān)信息將現(xiàn)實世界進行增強，幫助情境創(chuàng)設(shè)。諾基亞“即指即現(xiàn)”功能是一種新型的手機信息服務(wù)。用戶將他們可接入互聯(lián)網(wǎng)的手機的攝像頭對準(zhǔn)實際的目標(biāo)物體后，手機顯示屏就會顯示與之關(guān)聯(lián)的數(shù)字內(nèi)容及服務(wù)。[5]目前，我國正在使用增強現(xiàn)實技術(shù)進行圓明園重建。學(xué)習(xí)者通過手機此功能觀看虛實接合的影像，并可以將其存儲紀(jì)念。它將學(xué)習(xí)者置身于圓明園真實的環(huán)境中，再對環(huán)境進行增強，不僅能幫助學(xué)生加強對歷史或建筑等相關(guān)知識的記憶，更能激發(fā)學(xué)習(xí)者的愛國熱情。

2 教育游戲

“視聯(lián)網(wǎng)”支持的AR教育游戲為體驗式學(xué)習(xí)提供了良好的學(xué)習(xí)途徑。體驗式學(xué)習(xí)是通過實踐參與認識學(xué)習(xí)對象或?qū)W習(xí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)方式，注重教學(xué)媒體的可視、可聽、可感與實時互動。AR技術(shù)能夠?qū)ξ⒂^世界、自然環(huán)境等進行模擬增強，通過智能手機終端實現(xiàn)與其進行實時交互。AR功能的教育游戲可以讓不同地理位置的玩家，以虛擬身份共處于同一場景中進行實時互動游戲。玩家通過競爭在虛擬的世界中樹立自己的身份與地位，引起學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，使教育游戲更具沉浸感?！耙暵?lián)網(wǎng)”支持的AR教育游戲不受動作、性別、年齡、身份等特性的限制使此類游戲吸引了更多的用戶， 利于群體資源共享與激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。[6]

3 活動教學(xué)

活動教學(xué)是指在實踐活動中的教學(xué)，是在教學(xué)活動過程中構(gòu)建具有教育性、實踐性與創(chuàng)造性的主題活動，以此為中心組成學(xué)習(xí)團隊，通過教師或團隊成員之間的相互幫助，激勵學(xué)習(xí)者主動參與、主動實踐、主動探索、主動創(chuàng)造及資源分享，使問題得到解決?；顒咏虒W(xué)效果不僅取決于活動主題的選擇、活動設(shè)計與組織，在過程進行中，學(xué)習(xí)者能否及時便捷地獲取信息，也是影像活動教學(xué)效果的關(guān)鍵因素。“視聯(lián)網(wǎng)”支持的AR技術(shù)能夠及時獲取與分享學(xué)習(xí)資源。實時而又具有交互功能的信息系統(tǒng)在活動學(xué)習(xí)過程中提高了信息的搜集、獲取、分享效率，有效提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率與熱情。增強現(xiàn)實將提供全新的搜索模式，以圖片代替文字自動搜索，學(xué)習(xí)者用手機攝像頭照下某物體，程序?qū)Σ东@的圖片進行分析識別后進行搜索，豐富了信息搜索方式，提高信息搜索效率，幫助學(xué)習(xí)者即時拍攝獲取相關(guān)信息。利用“視聯(lián)網(wǎng)”支持的AR技術(shù)實時發(fā)表言論，在線的交流， 通過SekaiCamera 手機軟件，將學(xué)習(xí)者對某一事物的評論，圖片和動畫等疊加到通過iPhone攝像頭捕獲的影像上，將自己公開的言論顯示在真實的攝像當(dāng)中，激發(fā)學(xué)習(xí)者頭腦風(fēng)暴。

4 操作技能培訓(xùn)

AR使操作技能培訓(xùn)更具現(xiàn)實性與真實性?！耙暵?lián)網(wǎng)”支持的AR設(shè)備使學(xué)習(xí)者通過手持屏幕得到虛實疊加的模擬場景，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者融入角色，它比傳統(tǒng)的操作技能培訓(xùn)方式更具趣味性與實用性。通過陀螺儀和重力感應(yīng)技術(shù)判斷學(xué)習(xí)者的操作或地理位置的變化，改變屏幕顯示的內(nèi)容信息。例如，在醫(yī)學(xué)解剖課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者通過AR軟件將虛擬的生命體、機械器材與真實的場景相融合，通過拖動或點擊屏幕認識對象組成、解剖知識及器械操作等內(nèi)容，通過屏幕觀察試驗結(jié)果影像，也可以將其作為視頻資料存儲便于的鞏固學(xué)習(xí)。AR使操作技能培訓(xùn)更加具有趣味性與安全性，同時也降低了實驗成本。

四 展望

基于“視聯(lián)網(wǎng)”的增強現(xiàn)實技術(shù)給人們帶來更多的驚喜。目前，已有眾多AR軟件被應(yīng)用于智能手機當(dāng)中，雖然目前還沒有一款軟件是針對教育而開發(fā)，但隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和人們對教育關(guān)注度的提高，將會有優(yōu)質(zhì)的AR教育軟件問世。AR手機終端由于其成本低、便攜帶以及實時交互等特點將成為未來教學(xué)的重要工具。

參考文獻

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Based on " Articulated Naturality Web " Augmented Reality in Teaching Research

LI Ting1ZHU Kun2LI Ziyun3

篇5

“什么是新媒體”――這個新媒體時代最為核心的命題，實際上從一開始又重復(fù)了直觀描述的謬誤，最為常見的是從“相對性”的路徑予以闡釋。業(yè)界豐富和迅速的變動，常常使研究者以滯后的姿態(tài)對新的媒體形態(tài)予以確認，而相對性的抽象把握，一方面很難跳出傳統(tǒng)媒體所形成的樊籬，另一方面對于新媒體的本質(zhì)又形成了巧妙的規(guī)避。時至今日，新媒體的“現(xiàn)象層面”，如傳播特點(如及時性、互動性、廣泛性)和傳播影響(去中心化、高效率、民主提升)被重復(fù)詮釋，各種不同的新媒體形態(tài)(如微博、網(wǎng)絡(luò)視頻、手機報)的研究豐富多元，然而林林總總的樣式和提法似乎都缺乏一個有效的歸整、一個有效的串聯(lián)和一個有效的尺度。

而以智能手機和個人電腦為平臺的App(英文application program的簡稱，即客戶端應(yīng)用程序)的開發(fā)和普及應(yīng)用，似乎為這種尺度的建立提供了可能。一方面，App為人們進入各種媒體內(nèi)容設(shè)立了統(tǒng)一入口(如微博、網(wǎng)絡(luò)電視)，并在不同平臺上實現(xiàn)了內(nèi)容的有效對接，達成了某種一致性和歸整性；另一方面，App就像新媒體時代一個必然要實現(xiàn)的預(yù)言，它的初現(xiàn)并不耀眼，但隨著其自身的發(fā)展與進化，App逐漸呈現(xiàn)出強大的生命力與難以阻擋的勢頭。本文對于app的探索和賦值，就是試圖建立一個理解新媒體的通道和把握新媒體的尺度，同時說明App何以成為新媒體時代的界碑，并將繼續(xù)成為新媒體演進與變革的又一起點。

一、App：“媒介即訊息”的最佳注腳

1964年，傳播學(xué)先驅(qū)麥克盧漢出版了《理解媒介――論人的延伸》一書。在此書中，他提出“媒介即訊息”的觀點，被譽為傳播界的“哥白尼革命”。在《媒介即訊息》這一章節(jié)中，他說：“我們這樣的文化，長期習(xí)慣于將一切事物分裂和切割，以此作為控制事務(wù)的手段。如果有人提醒我們說，在事務(wù)運轉(zhuǎn)的實際過程中，媒介即訊息，我們難免感到有些吃驚”。

這一論斷之所以讓人吃驚是因為在以往的經(jīng)驗和研究中，媒介本身被高度聚焦的情形并不多見。而麥?zhǔn)喜粌H從莎士比亞的文學(xué)作品中獲得靈感，還從他人的醫(yī)學(xué)理論著作、經(jīng)濟學(xué)家的學(xué)說、電影、繪畫和戲劇藝術(shù)，甚至從軍事歷史中獲得大量旁證，試圖闡釋這一思想的普適性。他將這一觀點分為兩層含義：第一層含義是，任何媒介(即人的延伸)對任何個人和社會的影響，都是由于新的尺度產(chǎn)生的，我們的任何一種延伸(或日任何一種新技術(shù))，都要在我們的事務(wù)中引進一種新的尺度。

這里的“尺度”指的是在人們的實踐活動中會產(chǎn)生與媒介相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和方式，這種標(biāo)準(zhǔn)和方式并不是由媒介的具體內(nèi)容帶來的，而是由媒介本身的性質(zhì)決定的，也就是“由它引入的人間事務(wù)的尺度變化、速度變化和模式變化”。App的出現(xiàn)正是對這一觀點的典型印證。相較于個人電腦的出現(xiàn)確立了一種互動的尺度――傳統(tǒng)媒體的內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)化之后并沒有發(fā)生多大變化，變化的只是接受內(nèi)容的方式、容量；手機的出現(xiàn)確立了一種自主的尺度，自主訂閱手機報、手機視頻，在任意的時間和地點進行自主閱看，打破了時間和空間的線性結(jié)構(gòu)，從而確立了一種新的人與媒介的互動關(guān)系――App在電腦上通過雙擊的方式進入，在智能手機上大多通過觸摸的方式進入(有的智能手機通過鍵控操作)，它所建立的這種特定的互動關(guān)系和內(nèi)容獲取方式，也形成了一種新的尺度，這種尺度并非在互動、自主方面有所突破，其最迷人之處在于將以前出現(xiàn)的各種媒體形態(tài)設(shè)定了一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，或者說“進入界面”。無論是電視、報紙、廣播還是FaceBook、Twitter、人人網(wǎng)、新浪微博、騰訊微博都變身為app，我們不必再輸入特定網(wǎng)址，也不必調(diào)到特定頻道，瞬間的點擊和回應(yīng)帶來了不同以往的信息獲取模式。有學(xué)者對這種新的模式做出了很好的概括：“應(yīng)用”簡化了獲取信息的路徑；“應(yīng)用”強化了專業(yè)化服務(wù)；“應(yīng)用”以開放的方式促進了“長尾”需求的滿足；“應(yīng)用”有助于固化受眾的習(xí)慣；“應(yīng)用”推動了新媒體的收費模式的普及。那么由此而言，對這種新的尺度的概括甚或就可被稱之為app尺度。

根據(jù)最近一次由美國公司尼爾森對近12000擁有聯(lián)網(wǎng)終端的用戶的調(diào)研結(jié)果，70％的平板電腦用戶和68％的智能手機用戶，在看電視的時候會同時使用他們的終端與電視進行即時互動，而App已經(jīng)毫不意外地成為了嫁接其中的“通道”。正因為此，不光電視媒體，包括報紙和廣播等傳統(tǒng)媒體也把App作為向移動終端延伸和進行新媒體布局的重要策略?，F(xiàn)在面向開放平臺由第三方開發(fā)設(shè)計的App已經(jīng)有百萬之多(最主要的Appstore有60萬、AndroidMarket有25萬)，可以說，作為智能科技的優(yōu)秀代表，App帶來了一種全新的媒體應(yīng)用方式，也創(chuàng)造了全新的媒體交互環(huán)境，而這種傳播方式則不可避免地會對人類的思考方式和行為方式產(chǎn)生影響。

媒介即訊息的第二層含義是：一種媒介是另一種媒介的內(nèi)容。“言語是文字的內(nèi)容，正如文字是印刷的內(nèi)容一樣，而印刷則是電報的內(nèi)容。如果有人問‘言語的內(nèi)容是什么?’那么就有必要回答說‘它是思想的實際過程，這本身是非語言的?！薄娨暢霈F(xiàn)之后，電影成為電視的內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)之后，電視、廣播、報紙都成為網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容，媒介的效力似乎就可歸因于將另一種或幾種媒介作為內(nèi)容的能力。

五年前，人們還沉浸于網(wǎng)絡(luò)電視所帶來的豐富海量的視頻內(nèi)容中，如今的年輕一代，甚或老人兒童，都已經(jīng)開始熟稔地用手指在手機屏幕上滑來滑去，通過點觸App，進入到媒體豐富有趣的內(nèi)容中去，或者實現(xiàn)有益而富有創(chuàng)造力的各種應(yīng)用。而微博、博客、播客等各種形態(tài)的媒體內(nèi)容，都依附于App的新尺度之下，成為App的內(nèi)容。這更加印證了麥?zhǔn)纤f的，“沒有一種媒介具有孤立的意義和存在，任何一種媒介只有在與其他媒介的相互作用中，才能實現(xiàn)自己的意義和價值”，App與其他媒體之間的良好互動印證了工具和技術(shù)之間的互相結(jié)合才能產(chǎn)生應(yīng)有的功能。

作為基于電腦和手機開發(fā)的客戶端技術(shù)，App帶來了一種新的塑造力和整合力，它不再只是承載內(nèi)容的一個入口或通道，從以上兩種意義而言，它本身就是內(nèi)容，與載體不可分離。App以此作為新媒體發(fā)展的界碑令人鼓舞，一是祛除了之前新媒體樣態(tài)的某種雜亂性，再者又以嶄新的樣態(tài)實現(xiàn)了某種超越性。進一步說，App成為一個兼容性極強、延展性極大的容器，這種對媒介的管理方式和再實現(xiàn)方式無論如何也是革命性的。

二、世界被把握為App

馬丁?海德格爾在20世紀(jì)70年代提出世界圖景的概念，他說：“世界圖景……指的并不是一幅關(guān)于世界的圖畫，而是作為一幅圖畫而加以理解和把握的世界……”他注意到當(dāng)前的世界越來越趨于視覺化，無論是在大街上、購物商場、ATM的取款機旁還是高速公路上，攝像鏡頭在一刻不停地記錄人們的行動。而人們工作和休閑的主要方式也越來越集中于接觸包括從電腦到DVD在內(nèi)的各種視像媒體。當(dāng)然，這一情景在今天依然方興未艾。

如果說視覺化是對世界的等值復(fù)制，那么App所做的努力就是將原版復(fù)制的世界進行再壓縮和凝聚。論及其必要性，首先作為一種策略，視覺化的把握已是現(xiàn)狀，然而其龐大、不確定性致人于迷茫，其效率也值得質(zhì)疑。相比而言，App是一次更深刻的推進，其“凝聚一點擊―釋放”的設(shè)計原理、高級簡約的編程邏輯，符合新媒體時代的效率和技術(shù)主義崇拜。而其簡單的操作方式，更是有助于大范圍的普及，從而帶來點擊行為或觸摸行為的泛化。

其次，App并非作為對視覺化策略的否定，而是另辟蹊徑，借助程序語言對世界進行二度編碼，從后果來看，App有助于理解日常生活的譜系，理順認識世界的途徑，甚至后現(xiàn)代主義――即斷裂的、碎片化的文化――也可以通過App獲得簡潔的想象和理解。

回到日常生活中，盡管大多數(shù)人對于媒介的變化和使用技巧不甚敏感，甚至很少去思考媒介與自我建立的關(guān)聯(lián)和影響模式，事實上，某種潛移默化的演變直到新的生活習(xí)慣的形成會確鑿地在人的思維、行為中植入新的尺度。App在無形中已經(jīng)成為人們進入日常生活和現(xiàn)實世界的入口，通過這個入口，一個虛擬的空間得以釋放，或者個體的精神層面得以展示，人們在彼此不停的交互中獲得日常生活譜系的排列、定義和功能。正如一個幼童通過iPad的應(yīng)用程序進入游戲世界，通過App建立同虛擬世界的某種關(guān)聯(lián)，這一行為其實也對應(yīng)了現(xiàn)實生活中的某種映射――生活中的入口比比皆是，而人們傾向于選擇更為簡單和直接的途徑，這也正是App的精神特質(zhì)。當(dāng)然這一現(xiàn)象并不是基于生活經(jīng)驗的探討，而是說明App有助于一種生活思維的確立。有趣的是，人們并不會對這一過程中存在的種種變化駐足反思，相反，他們只是很自然地去使用和感受。而研究者往往在人的慣常行為的基礎(chǔ)上進行理論總結(jié)和提升，如果人們回過頭去檢討所被賦予的意義，會發(fā)現(xiàn)日常生活或許真的可以被約化如此。

如上文所說，后現(xiàn)代主義的文化是一種碎片文化，一方面，世界失去了其完整性，中心已不復(fù)存在，世界解構(gòu)了所有的一切，剩下的全是支離破碎的零亂的東西。但這些碎片能夠不斷變化出一些新的排列組合，從而帶來異常的豐富和多元性。另一方面，碎片的自我復(fù)制和分裂致使信息出現(xiàn)了過量危機，信息泛濫和快速變動帶來空前的虛無和疲鈍。

App的出現(xiàn)正是在一定程度上試圖做出這種彌合，首先，它屏蔽了背后泛濫的信息海洋和各種符號，世界似乎被簡約為一個小方形的快捷圖標(biāo)，人們不是直接面對一個令人不知所措的碎片化現(xiàn)實，而是一個被重新編碼的精致界面。其次，App亦重新進行了內(nèi)容的編排和組合，無論是呈現(xiàn)于電腦屏幕還是手機屏幕上，文本的展示與組合呈現(xiàn)出精心設(shè)計的結(jié)果。同時，其反應(yīng)靈敏，手指輕輕一點，屏上迅即變動；可根據(jù)各人喜好，將文字和圖片任意放大或縮小；更加賞心悅目；更加便捷省力；反饋成舉手之勞。這種隨心所欲和有點娛樂的心態(tài)覆蓋了信息量大所帶來的煩躁無措。從這個意義上而言，碎片化的世界雖然沒有得以徹底改觀，但在一定范圍內(nèi)得以重新建構(gòu)。

依然從策略的角度出發(fā)，App給我們帶來了新的認識視角和想象。已經(jīng)有媒體開始把App作為營銷推廣策略，而不得不承認，集納眾多報紙App的iPad也是目前美國報業(yè)所探索出的報紙轉(zhuǎn)型的最為成功的策略……可以預(yù)見，App還將在各種向度上走得更遠。只是，當(dāng)世界被把握為App――意為人們通過此方式與世界的互動，人文主義學(xué)者所擔(dān)心的技術(shù)控制和工具主義的泛濫是否會愈演愈烈?還是說人們把App認同為向樸素主義的回歸?這兩個方向截然對立的問題，取決于App對世界進行把握的有效性和范圍，也有待其發(fā)展一段時間之后進行檢驗。

三、App+云：美麗的未來世界

“云”在當(dāng)今是一個熱門詞匯。在新媒體時代，“云”帶來的就是這樣一種變革――由蘋果、谷歌、IBM這樣的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)公司來搭建計算機存儲、運算中心，再通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方式把本來分散在世界各地的軟件資源整合起來。因而，云計算在本質(zhì)上是分布式處理和網(wǎng)格計算。原理上，用戶只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來實現(xiàn)所需要的一切。與以往不同的是，這些資源并不在本地而是分布在遠程服務(wù)器上的?！霸啤眮韼臀覀兺瓿伤阉鳌Υ?、計算和推送等工作，所以也有人認為云計算其實是一種服務(wù)理念。

可見，對“云”的闡釋有很多路徑，對于App而言，“云”意味著App的再虛擬化。因為當(dāng)前大多App的開發(fā)都是基于本地的應(yīng)用程序，無論是游戲、內(nèi)容或各類服務(wù)應(yīng)用，都會把相應(yīng)的入口、路徑等設(shè)計成內(nèi)置編碼。而在云時代，App本質(zhì)上只相當(dāng)于一個超級鏈接，所有的展開、應(yīng)用、登錄看似在本地，實際都是在它所指向的遠程服務(wù)器上運行。也就是說，用戶通過App這一個節(jié)點，進而找到互聯(lián)網(wǎng)上任何其他節(jié)點或節(jié)點群，這種模式正是對云服務(wù)的經(jīng)典詮釋。

1979年，保羅-萊文森在其博士論文中首次提出了他最為著名，也是奠定了他“技術(shù)樂觀主義”基調(diào)的重要理論――媒介進化的“人陸化趨勢”理論。他認為，媒介給我們提供的實際上是越來越人性化的、自然的和“前技術(shù)”的交流方式。他在論文中提出了媒介演化的三個階段：第一個階段，一切交流都依賴生物學(xué)的感知和認知方式，表現(xiàn)為眼睛、耳朵、記憶和想象。然后，我們發(fā)明了文字之類的傳播技術(shù)，借此我們得以跨越生物學(xué)極限進行交流，跨時空進行交流，這樣我們就進入了第二個階段。在第三個階段，收音機給我們提供口播新聞而不是文字寫的新聞，電視則給我們提供更加真實的形象……技術(shù)領(lǐng)域給我們提供的一切都是最好的東西，使我們既可以實現(xiàn)遠程交流、長時間交流，又可以不失去自然的世界。應(yīng)該說，在App與云結(jié)合的時代，每一個客戶端對應(yīng)的其實是一個偌大的虛擬云環(huán)境，App則成為這一云世界的入口，無線互聯(lián)、家庭娛樂、社區(qū)生活、遠程控制、全息影像等都在App中凝聚，進而又在“云”中得以釋放。App與云的結(jié)合從根本上實現(xiàn)了更好地為人類服務(wù)的目的，是媒介“人性化趨勢”進化的兌現(xiàn)。同時，它又超越了媒介演化的三個階段，應(yīng)該說，它們正在將人們引入第四個階段，在這個階段，自然世界和虛擬世界的界限會逐漸消弭，個人和集體的能力趨于平衡，全球性和地方性的互動地帶既是虛擬的，又是真實的，甚至可以說現(xiàn)代生活就發(fā)生在擬像之中，這絕非日常生活的一部分，而正是生活本身。