数字技术软件论文

数字技术软件论文（精选12篇）

数字技术软件论文 第1篇

寻求新鲜感, 展示匪夷所思的声画效果一直以来都是电影制作者的一个目标, 当电影艺术进入到数字时代, 这个目标变得更加明晰和可行。计算机数字技术参与制作的电影特效正在演绎一幕幕震撼人心的“饕餮盛宴”, 从特效巨擎——美国工业光魔 (Industrial Light&Magic) 的《星球大战》系列、《深渊》系列、《夺宝奇兵》系列、《哈利波特》系列、《侏罗纪公园》系列、《回到未来》系列、《加勒比海盗》系列、《谁陷害了兔子罗杰》、《星际迷航》、《追鬼敢死队》、《终结者》、《变形金刚》、《阿凡达》……到数码领域 (Digital Domain) 的《泰坦尼克》、《美梦成真》、《第五元素》、《后天》再到新西兰威塔 (Weta) 的《指环王》三部曲、《第九区》、《X战警》、《龙骑士》和欧洲米尔公司 (The Mill) 的《角斗士》、《古墓丽影》、《黑鹰坠落》及“画面仓库” (Framestore) 的《蝙蝠侠》、《黄金罗盘》等等, 给全球观众留下了无数难以忘怀的经典形象和瞬间。统计数据显示, 截止2012年7月底, 全国2012年电影票房总收入807200万元, 其中数字特效技术参与制作的影片达到了90%, 票房前十的影片100%都有数字特效技术的参与制作, 《复仇者联盟》、《黑衣人3》、《碟中谍4》、《超级战舰》、《罪恶之城2》、《诸神之战》等影片数字特效镜头达15%——35%。当前, 全球的电影产业正在数字技术的全面介入下迎来新一轮的调整和升级, 我国电影和特效制作行业也处于发展的关键时期, 高度重视数字技术的创作特点和规律, 将技术巧妙的融入到优秀的艺术内容中, 是中国电影在新时期全面发展的关键。

近几年来, 数字雕塑软件技术在数字电影特效制作领域得到了全面的应用, 从《金刚》开始, 到风靡一时的《阿凡达》, 我们都可以看到其身影。在数字雕塑软件还没有出现之前, 数字电影特效制作流程中的数字建模部分还存在着一定的效率低下的问题, 因为传统的影片概念设计和视效呈现相对独立, 概念设计师绘制的草图风格、特点很难在后续漫长、复杂的视效呈现中得以延续和表现, 数字雕塑软件技术的出现从很大程度上改变了这个局面。

1 传统雕塑和数字雕塑

在远古时代, 我们的祖先学会了打磨石器, 开始了人类雕塑的史编。从发掘的古希腊和古罗马、古埃及和古中国的远古文明遗迹中, 我们发现那些悠远时代的人们已经充分利用和享受着雕塑这门艺术。规模宏大的宗教雕塑 (图1) 令人敬仰和崇拜;细微巧妙的青铜纹样, 带来了生活的乐趣。进入到数字时代, 利用计算机语言模拟雕塑语言成为可能, 数字技术延伸了雕塑的审美空间, 丰富了雕塑的造型语言, 艺术表现从现实走向虚拟。我们将这类新的雕塑表现形式称之为数字雕塑, 数字雕塑的概念最早来自美国雕塑协会, 真正展示数字雕塑作品是在1995年法国的一个影像技术活动, 当时只是对几个简单的几何形体进行一些表面数字雕塑。而在电影方面, 具体的运用开始于《加勒比海盗》、《指环王》、《金刚》等好莱坞大片。现在常见的实现数字雕塑的软件有Zbrush、Mudbox和3D-Coat。

数字雕塑是艺术与技术的结合, 与传统雕塑同属于造型艺术门类。但数字雕塑和传统雕塑之间又存在很大的不同。具体而言, 存在空间、实现意义、实现方法和流程不同。

存在空间的不同:在传统雕塑存在于真实的客观空间, 在这个空间中, 对于雕塑作品, 我们可以真实的看到它的大小、形状、布局;真实的触感到它的体积、材料。在传统艺术中, 恐怕也只有传统雕塑才能带给观众如此全面的感受。但数字雕塑是完全存在于虚拟空间 (图2) 中的, 这个空间不是与生俱来的, 而是依靠科技人为创造出来的。这个空间由计算机数字符号所组成, 数字雕塑师必须借助数字软件和各种计算机命令才能完成数字模型的雕塑, 数字雕塑师在工作过程中依靠的完全是自己视觉而非触觉, 数字雕塑作品存在于电子计算机当中, 观众可以从数字软件中看到作品的三维变化, 通过虚拟摄影机, 可以放大、缩小、移动数字雕塑模型。

实现意义的不同:在远古时期, 地球上的祖先通过雕塑来表达对神的崇敬、表达对繁衍的渴望、表达对人类自身的赞美……在传统雕塑中, 从原始社会到现代文明, 雕塑的实现意义不同。而在数字时代, 数字雕塑技术在电影制作中可以为项目快速的创造模型, 带来效率的提高;在动画制作中, 可以直接塑造经典的数字角色;在游戏开发中, 可以把玩家带入更加具有吸引力的空间。

实现方法和流程不同:一般而言, 传统雕塑是包括各种材料为基础的造型艺术, 实现方法和流程通常是从用泥塑型开始, 按照创作对象打骨架、用泥在骨架上建立大体的形状、局部塑造和细节刻画、创作对象的泥塑稿完成后需要根据实际的需要翻制成各种材质的成品 (图3) 。数字雕塑依赖的是数字雕塑的软件 (图4) , 不管是什么样的创作对象, 数字雕塑师都需要在数字雕塑软件中由一个简单部分或者几个简单部分的组合通过特有的数字雕塑工具来完成。比如数字雕塑师要建立一个人物的模型, 那么他可以在软件中用一个圆球来创建头部, 用两个圆球来创建胸部, 然后可以用两个圆球的伸缩变形来创建四肢, 这种创建方法再数字雕塑中称之为Z球创建法, 在这个基础上雕塑师可以进行纹理绘制、模型拓扑和姿态调整等。

在电影特效制作中, 如果把整个流程看成是金字塔的结构, 那么三维建模部分无疑是最底层的部分, 而三维数字雕塑软件和技术则是这个部分的基石。

2 数字雕塑软件技术的视觉语言

2.1 建模构成到图形置换

数字雕塑软件诞生于后工业时代, 数字雕塑软件技术以文本和符号作为载体, 在数字语境下蕴含着多种后现代主义的表现特征。具体到数字电影特效中的应用, 在创作过程中, 数字雕塑软件技术表现的平民化倾向不仅使数字电影特效本身具有了人文主义精神气质, 与此同时, 也有软件技术带给创作者的心灵启迪。软件技术功能命令转化为视觉化的语言, 传递着电影制作者和特效制作者的创造精神。数字雕塑软件技术的创作从一个点出发, 通过概念草图设定的思路来完成数字模型的形状、体量和内在属性的塑造, 数字模型建立的过程是数字雕塑创作者表达自身对对象的客观认识。在这个过程中, 需要做到对数字模型感性认识和内在精神的统一, 这样才能完成数字特效对整个影片的有机配合。任何数字模型都是由内部机构和其他结构共同支撑, 所以数字雕塑创作者需要理性的找到这些支撑点以及其在软件中的合适坐标。当然, 与现实雕塑相比, 这些支撑点都只是虚拟的而不是实物支撑材料, 顶点、曲线、线框的组合、穿插完成模型大体框架的构成。在数字雕塑软件中, 我们可以看到有模型库, 这里的模型都是初步建模构成的, 在没有设置外部结构和属性的情况下, 它们还不到精神层面的模型。在数字电影特效中, 可以直接调用这些模型进行塑造, 赋予材质, 设置灯光和环境, 将特效因素融入到影片中, 这样就可以完成从建模构成到图形置换的过程。通常而言, 这个过程有两种表现形式:

2.1.1 异质同构

在数字电影特效中, 对于角色的形象往往是需要耳目一新, 创意独特才能让观众印象深刻, 现实中我们看到的很多真实的形象或者是符号, 在数字雕塑软件中, 创作者可以把这些形象或者符号任意的组合, 形成具有新奇效果的角色形象。这种表现手法可以称为异质同构。在《加勒比海盗》中, 数字雕塑软件技术塑造的章鱼船长 (图5) 成为当年年度最佳影视造型, 在这个经典的角色塑造, 数字雕塑软件技术便应用到了异质同构的表现形式。我们可以看到章鱼的基本造型与人的五官巧妙结合, 恐怖的满脸触角发怒时抖个不停, 甚至弹钢琴时也是用触角, 这些都给给观众留下深刻的印象。

2.1.2同质异构

同质异构可以理解为在同一种形态中, 通过对形态的造型、颜色、体积等构成元素进行改变而得到新的创意形态。在电影《阿凡达》中, 数字雕塑软件技术应用同质异构的表现形式制作出许多影片需要的角色形象, 比如锤头兽 (图6) 、毒狼 (图7) 、纳威人 (图8) 等等, 数字雕塑软件技术在表现这类角色方面具有快速、高效的优势。

2.2 模型解构和符号重构

数字雕塑软件的数字运算文本是建立在像素之上的, 随着塑造层级的增加像素随着提高, 结构越复杂像素越高。选择部分像素组成线框, 线框的不断增加组成模型的形状, 线框可以建构也可以分解, 创作的过程中可以根据特效的需要进行各部分的解构, 把原始的结构在解构的基础上可以从不同的视觉角度进行重组, 这样就能有新的表意传达。当然这就需要数字雕塑创作者充分的去挖掘这个功能的表现力, 在重构的过程中, 基本的线框已经具备一定的“所指”和“能指”, 所以可以认定基本的线框在语言的属性上符合符号的定义, 不管是原始创建的符号还是分解得到的重构符号, 不仅具有视觉的形象而且具有了语言表意的内涵。数字雕塑软件技术表现的一个很重要的特点就是符号重构, 符号重构基本两种类型。

2.2.1 逻辑重构

逻辑重构可以理解为一种有秩序的重构, 是一种创意形成的方式。在数字雕塑软件技术的创作过程中, 创作者时刻要受到理性思维或者说逻辑思维的控制, 但同时又要受到感性思维或者说是艺术思维的影响。那么在视觉表现上, 数字雕塑创作者要按照一定的逻辑秩序把艺术思维中的抽象形象进行不断的重新构建。在电影《魔戒》中, 咕噜姆 (图9) 是一个令人印象深刻的角色, 是一个具有双重性格的类似半人半兽的形象, 这种双重性格来源于咕噜姆的离奇经历, 所以数字模型在进行塑造时, 必然要把形象的性格气质表现出来。形象的双重性格是一种符号, 怎样在表现咕噜姆人性善良的一面和怪物丑陋的一面就需要将这种符号的进行一定的逻辑重构。

2.2.2 错位重构

错位重构强调一种突然的戏谑性 (图10) , 一般表现对象性格具有狂躁、分裂的特质或者营造恐怖压抑的气氛。

3 数字雕塑软件技术创作的美学特征

3.1 物理新质

数字雕塑软件的运算和存储是以“比特”为基础的, “比特”即bite, 它是0和1的二进制数任意一位, 比特是呈现数字雕塑作品的基本单位, 是数字运算符号生成的源代码。客观物质世界是由原子构成, 数字世界由比特构成。在物质世界中, 原子可以组合成一个个触手可及的实体, 但不受人们精神和意识的直接控制合;在比特的构成规则中, 软件的操作可以随意控制比特的组合形式, 比特善解人意的迎合人们, 性格乖巧的去呈现数字世界。人们的意志完全作用于比特, 比特有自由民主的先天气质和宽广伟岸的胸怀, 在后现代的数字电影特效制作中给予了观众一个非精英化和沉浸体验的民主平台。

3.2“真实”与丑感

人类关于真实的探讨由来已久, 真实关乎生命的自然所有。在艺术创作中, 真实是基本的出发点, 真实依托于我们对生活对象的感知, 传统艺术作品美学的分析中真实是不可回避的理念。在数字雕塑软件技术创作的作品中, 真实是一种虚拟的存在, 是数字化文本的超真实, 这种真实超越了以往的美学经验和客观世界的物理存在, 这就要求数字雕塑技术创作的美学分析必须突破以往的美学经验和自身的惯性感知, 进入到虚拟的数字真实 (图11) 当中。数字雕塑的真实一方面在视觉上给予了我们很大的震撼, 另一方面在探讨深邃生命本真上给予了我们更大启发。在电影《金刚》中, 数字雕塑软件技术参与制作的金刚成为了一种审美符号, 启发了我们对自然生命重新的思考。在《阿凡达》中, 数字雕塑软件技术制作的公主妮特丽, 她对自身信仰的坚持, 为了保卫家园, 勇敢的与外来侵略进行战斗, 孩子般的纯真和善良, 唤起了观众对角色遭遇的无限同情和优秀品质的认同。在这些作品中, 数字雕塑软件技术对生命的真实进行了更深层次的诠释, 引发着观众重构对真实美感的生成。数字雕塑软件技术创造的真实从某种程度上扩展了审美感受, 同时对现实存在和理论进行着瓦解。但从根本来说, 虚拟的真实脱离不了现实的范畴, 观众进入到“超真实”的世界, 难免对这种真实和现实的界限产生模糊的感觉, 甚至没有办法去区分谁是逻辑的真, 谁是逻辑的假。所以在面对数字雕塑软件技术创造的真实时, 我们应该随时都能从超真实中抽离出来, 不能被其羁绊, 仅仅享受审美的舒畅而无视对人性的关怀和凝思。

数字雕塑软件技术创造的真实中不仅有审美的部分, 也有丑感的部分, 关于丑感, 我们可以理解为表现形式和形象内心表达的丑。表现形式中, 形象狰狞、恐怖、血腥、暴力的僵尸、恐龙、蝙蝠、变异的怪兽 (图12) …….。形象内心表达的丑, 比如好色、狡诈、变态等等。美感的部分和丑感的部分在某个形象中还有可能要随时变换, 在这种变化中, 观众需要接受美感的洗礼同时也要接受丑感的鞭笞。数字雕塑软件技术为数字电影特效制作的镜头中, 常常会让观众产生“既刻失意”的感觉, “既刻失意”是指在美感向丑感的转换中, 观众的精神意识和生理肌体某刻分离, 审美活动完全被丑感牵引, 以致观众本身幻化成了丑的对象。

3.3 草根式的感官快感

愉悦自己的感官, 这是人类的审美本能, 只有在审美活动中通过强烈的情绪触动和反应才能达到。这些情绪触动和反应可以表现为亢奋、激动、尖叫、狂躁甚至出现幻觉、臆想等等。草根式的感官快感是一种表现明显的强烈情感触动, 但这种原始本能的审美观点没有得到真正的重视, 传统美学分析者认为美学的本质是形式主义的, 人类的审美体验中美感是远远高于快感的, 康德的美学核心“无目的性的合目的性”指出:美感是纯粹的, 不包含任何目的性, 但快感却隐含着欲望。欲望自古以来被视为动物性的一个标签, 所以快感的表达自然就比美感的阐发低人一等。在传统美学与艺术家的意识中, 尽可能的把精英式优雅得体的翩翩风度和大声爽然草根式的审美表达区分开来, 试图压抑本能的反应来强调精英式的优越。不过在数字世界中, 在数字雕塑创作者眼里, 以往的审美规则已经发生改变。创作已经变得随心所欲, 普罗大众不必去担心自己的出生、学历、修养, 也不需要背负说教、道义、思想等等的束缚, 而只需要尽情的享受视觉快感的悸动 (图13) 。综于此, 当银幕中出现那么多特效的时候, 我们拍手惊奇、血脉喷张、无所适从……完全感性的让情绪因子喷薄而出, 其实这样的审美体验才是真正的美学回归。

3.4奇观化和狂欢化

数字雕塑软件技术创作的奇观旨在为数字电影特效营造新奇、诡异、耳目一新的画面效果。好奇心是人类的本性 (图14) , 在复制频繁的后现代社会, 观众对新奇的追逐超过了以往任何一个时代。数字雕塑软件技术的出现本身就具有新奇的特点, 这就决定了新奇的技术必定能制作出新奇的电影特效效果, 无论是现实的还是超现实的, 观众只需要好好的享受这种数字技术幻化出的各种效果。当然, 这种新奇的技术和效果日益影响着观众的审美心态, 以致观众有了对新奇效果的惯性思维, 希望特效制作者能满足他们更多的奇观效果的要求。

狂欢化的美学是巴赫金提出的一种美学研究理论, 狂欢化可以理解为聚众狂欢节狂热庆祝的行为、情绪和各种形式。狂欢化在数字雕塑软件技术创作的作品中不仅在形态上有所表现, 更成为一种文本结构蕴含在以叙事为主的数字电影特效之中。数字雕塑软件技术帮助数字电影特效完成了史诗般的厚重、悲剧式的狂欢、幻化着的梦境…….数字雕塑软件技术创作的对象在狂欢化的表意结构中淡化了各自的神秘光环, 拉低了各自的姿态而走进观众。观众则希望透过这种狂欢让感情自由奔放, 影片创作者真诚的将创意元素实现出来。

4 结论

第一, 数字雕塑软件技术是数字电影特效制作流程中重要的一种技术, 数字雕塑软件技术对于改变传统三维建模方式、提高数字建模效率、保证项目可持续实施上有重大影响;

第二, 传统雕塑的艺术表现语言对数字雕塑创作有一定的借鉴作用, 但在数字化语境下, 数字雕塑软件技术具有更加自由、更加丰富的视觉表现语言。传统雕塑的造型规律对于指导数字雕塑建模能起到思路启发的作用, 应该来说传统雕塑艺术和数字雕塑艺术可以得到很好的交叉, 在实践和理论发展方面可以有所表现;

第三, 数字雕塑软件技术在理论研究上还有很大的提升空间, 这种空间会随着数字雕塑软件技术的进一步升级而相应的发展。视觉表现语言在关于造型基础上只是其中一个部分, 造型的创新变化必然会加速创新理论的出现, 当前关于数字雕塑软件技术的艺术化理论研究不多, 加大对其发展的关注和理论研究的重视;

第四, 数字雕塑软件技术必须依赖计算机平台, 是建立在数字处理的基础之上, 但同时又具有雕塑艺术的典型特征, 所以也必须依赖艺术创作的灵感驱使。在数字电影特效的制作中, 数字雕塑软件技术要很好的服务于电影本身, 使技术和艺术表

数字技术软件论文 第2篇

4月4日ITU已通过DRM的标准建议书为ITU-RBS.1514,209月通过欧洲标准为ETSI TS 101 980 V1.1.1。单个调幅频道码率可达24kbps，双频道可达72kbps。在ETSI TS 101 980 V1.1.1标准中，主要规定了了频道使用模式、信源泉编码方式、复用情况、信道编码与数字调制方式等内容。

具体来说DRM信号有三种频道使用模式：半个频道、一个频道和四个频道。半个频道的模式可以用作模拟和数字同播，作为模拟和数字广播的平滑过渡的方法。信源编码推荐了四种方式：MPEG-4 AAC(高级音频编码)，MPEG CELP(刺激线性预测编码)，MPEG HVXC(谐波矢量刺激编码)，SBR(频带复制编码)。复用情况比较复杂，包括信道复用、帧复用、业务复用、数字复用等。信道编码与数字调制方式包括扰码生成多项式(x9+x5+1)、TCM编码方式采用删除卷级码与QAM调制结合的方式，交织深度分为短交织(交织长度为0.4s)和长交织(交织长度为2s)，数字调制方式采用OFDM和QAM调制。

3.2 国外同类产品(SKYWAVE)的性能

SKYWAVE 2000采用的基本技术情况如表3所示。

表3 SKYWAVE 2000采用的基本技术情况

频谱适用波段LF、MF、HF带宽选择复用与现有范围的兼容YES带外发射与发射机Tx有关单频网络支持YES频谱掩蔽在选定的带宽内为矩形系统特性调制/信道编码TCM+RS OFDM/QAM(8、16、64、256)混合/同播方式YES(DSB/VSB)音频编码MPEG-2 Layer3,在电路实施中等待MPEG-4灵活性YES交织深度长交织6.6s短交织0.3s比特率Min6kbpsMax36kbps灵活性YES发射机峰值/平均值功率比4-8dB(与工作模式有关)

SKYWAVE 2000的数字编码与调制原理框图见图2。

3.3 基于软件无线电技术的DRM系统接收机

鉴于广播的特点：带宽窄，一般为9kHz～10kHz;信号动态范围大，短波波段的动态范围高达120dB以上。在软件无线电电台选用实现方案方面必须予以考虑。根据文献[2]的论述，选择了基于中频采样技术的体系结构：在A/D/A与天线之间增加一个宽带变频模块，将全频带的信号变频为一个固定的中频，通过对该中频处理实现预定的功能。图3所示为中频采样软件无线电系统的组成框图。

3.4 基于软件无线电技术的DRM系统发射机

由于广播自身的特点，相比于接收机，发射机的研制更为复杂。基于软件无线电技术的DRM系统发射机由三个较为独立的子系统：数字编码与调制子系统、模拟处理子系统和发射子系统组成，其组成框图及相互关系见图4。

数字编码与调制子系统主要负责数字信号处理和幅度、相位的计算;模拟处理子系统负责将I、O的基带复信号变换到无线发射频率的调相信号或幅相信号;发射子系统实现功率放大及信号发射。

图5

3.5 基于软件无线电技术的DRM系统工作原理

基于软件无线电技术的DRM系统工作原理如图5所示：

图5中，信源编码、复用、能量分集、信道编码、交织、数字基带的OFDM映射部分的功能将在数字编码与调制子系统中利用计算机的处理器、DSP处理器以及专用芯片等通过软件编程来实现。而无线射频信号的生成、稳定载波的产生等模拟处理功能将在模拟处理子系统中通过DDS、I、Q调制器等技术或专用器件实现。

数字广播领域市场广阔，具有很好的发展空间，目前世界各个主要发达国家都在此领域投入了相当的人力、物力、财力。我国在这一领域的研究水平与国际同步，更不能放弃这一优势。

软件无线电技术一经提出就被认为是无线电领域的一场革命，近年来“软件无线电”的思想已经渗透进入了仪器仪表、自动控制、信号处理等诸多领域。我国在这一领域的研究也得取了显著的成果。

数字技术软件论文 第3篇

关键词 multisim 教学改革 数字电子技术

中图分类号：G420 TP710 文献标识码：A

0引言

数字电子技术是理工科专业中一门核心的专业基础课，与高等数学、模拟电子技术和电路分析基础等理论课程联系紧密，且研究问题抽象难懂。该课程实践性强，在电子类实践课程中应用广泛，数字电子技术课程的教学质量直接影响着后续课程的学习。因此，研究数字电子技术教学改革是非常必要的。

传统的数字电子技术教学，主要是先进行理论教学，再通过实验教学让学生更好的理解和掌握理论知识，锻炼学生的动手实践能力。然而，在进行理论学习时，由于教学内容抽象难懂，学生不容易掌握，且不能通过实验现场演示帮助学生通过直观观察辅助理解抽象的理论知识。因此，基于传统的教学缺点，今将multisim软件引入数字电子技术课程教学中，进行教学改革，在多媒体理论教学中，通过实时的multisim软件现场教学仿真演示，学生直接的观察和分析学习抽象的理论知识，有助于学生对理论知识的理解和掌握。

1 multisim软件在数字电子技术课程教学改革中的应用优点

1.1 有效的解决传统教学中存在的问题

在理论教学中引入multisim软件，打破了传统直接理论分析，能够在课程教学过程中实时演示。在各类逻辑电路的应用中，传统的教学知识通过电路图的理论跟分析，让学生掌握逻辑电路的应用，然而由于问题抽象，学生不容易理解和掌握，通过multisim软件进行仿真现场演示，帮助学生理解和掌握，效果良好。

图1 74LS160构成六进制计数器

以时序逻辑电路中的计数器为例，集成十进制同步计数器74LS160和74LS162应用广泛，因此，74LS160和74LS162的应用是重点内容，传统教学是给出应用电路图（如图1所示为利用74LS160构成六进制计数器），理论分析其输入输出。在教学中引入multisim软件进行现场演示，生动直观，学生容易理解掌握。

1.2实验教学中的应用优点

在实验教学中，由于实验条件的限制，传统实验大部分是验证性实验，综合性和设计性的实验较少，在实验教学中，验证性实验主要是利用实验箱，操作简单，不利于学生创新能力和动手能力的培养，引入multisim软件后，学生可以通过软件中丰富的虚拟仪器和元器件设计综合性和创新性实验，培养提高学生的创新能力。

1.3学生自学能力培养中的应用优点

由于知识的更新换代非常快，在当代大学中，培养学生的自学能力是非常重要的，因此，学生的自学设计能力的培养也是大学的重要任务，既有利于学生对知识的巩固和应用，又促进学生创新能力的培养。尤其对于民办高校来说，应用型人才培养是重中之重，引入multisim软件后，学生在课后根据自兴趣和爱好设计仿真自己感兴趣的小制作，培养提高学生的创新和动手能力。仿真软件中有比较全面的模拟仪器和元器件，学生可以在节约支出的情况下，进行电子设计，为参加全国电子设计大赛打下坚实的基础。

2结论

如何提高数字电子技术的教学效果是教学中的重点，在数字电子技术教学过程中引入multisim软件，既有利理论学习的掌握，又培养提高了学生的创新能力和动手能力，为后续的专业课程打下了坚实的基础。

参考文献

[1] 江晓安，董秀峰，杨颂华.数字电子技术[M].西安：西安电子科技大学出版社， 2008：138-180.

[2] 杨志忠，卫桦林.数字电子技术[M].北京：高等教育出版社，2008：222-226.

[3] 尹勇，李林凌.Multisim电路仿真入门与进阶[M].北京：科学出版社，2005：125-228.

[4] 聂典，丁伟. Multisim10计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].北京：电子工业出版社， 2009：307-332.

数字技术软件论文 第4篇

1 MAYA软件基本介绍

世界级的3D动画软件MAYA在动画制作软件方面的功能是很完善的,并且使用比较灵活,初学者也容易学习上手,制作动画的效率也很高,尤其是在渲染动画的真实感方面更为突出.MAYA作为目前最为流行的三维动画制作软件,在国内外绝大多数的3D动画制作当中都采用了该软件,在很多的大城市以及一些经济发达的地区,MAYA软件已经成为了三维动画设计软件的主流设计平台。MAYA的应用领域极其的广泛,比如说《指环王》系列、《星球大战》系列、《最终幻想》系列以及《马达加斯加》等动画作品都是采用MAYA软件,在其他领域MAYA也得到了广泛的应用。和其他的3D制作软件相比,如3DSMAX,其作为3D动画制作的中端软件,容易上手,但是在遇到一些比如角色动画等高级要求的时候其远远不如MAYA的强大,并且3DSMAX主要是应用在建筑动画,室内设计等领域,MAYA更多的应用在了动画、广告、电影、游戏制作领域,并且用户界面也比3DSMAX更加的人性化。作为基础层次更高、更普及的三维动画软件,从建模到动画、贴图到渲染,MAYA都堪称为影视动画应用而生的。

2 基于MAYA的动画角色建模

论文本部分主要在MAYA动画建模的基础上通过人体头部项目设计来进行说明,在本文的研究过程当中,主要是通过动画建模的实际制作来说明MAYA在3D动画角色造型设计当中的重要性。项目设计过程当中,考虑到动画、角色、设计的简洁性,选用了常见的POLYGON多边形制作工具。采用MAYA建模主要是将二维动画向三维动画进行转变,在进行动画角色建模的过程当中要对角色的形态和动画技术进行详细的考虑。

2.1 多边形建模的重要原则

2.1.1 了解建模角色的生理结构

在进行建模的时候,如何通过布线构建出角色的拓扑结构是需要根据角色的生理结构来确定的,这其中包含了角色的形状、肌肉、骨骼等,肌肉的走向是角色拓扑结构的基础,角色建立的面部的表情等走线一定要顺着肌肉的方向。

2.1.2 以四边形为主

角色的模型是由无数个面组成的,在原则上需要我们采用饱满的四边面,而不是尖锐的菱形。在建模的过程当中,三角面不可避免的会被采用,此时应该尽量的放在隐蔽的部分,因为在后期采用Smooth进行圆滑处理的时候,三角面容易出现褶皱或者凸起,在基尼系那个渲染的时候容易影响效果。

2.1.3 均匀布线、面数合理

随着角色模型制作的进行,在角色模型上的面和线条会逐渐增加,但是分布并不是任意的,不能混乱。进行布线的时候,尽量布线均匀,线路才能够清晰明了。边最好也不要出现横跨表现的现象,最坏的情况是边和面呈现出45度角。同时,设计模型的时候力求运用最少的面展现出最逼真的效果,因为面数过多、布线密集会导致系统处理速度的下降、后期修改难度增加、贴度困难等问题。

2.2 多边形角色建模实用性技术

2.2.1 正确的将参考图导入

在制作逼真的三维模型的时候,通常需要有绘制好的参考图片作为参考,一般会用到角色的正面、背面以及侧面的参考图。用Import Image命令分别导入物体的前视图、后视图和侧视图,有时还需要用到角色的顶视图,如果正面以及侧面的图片当中的角色当中的身高等特征两者不相互匹配,那么需要手动或者在修图软件当中进行修改,然后再通过MAYA进行修改。

2.2.2 人物头部的建模方法

一般来说,建立模型的角色通常是比较的复杂的,我们可以根据实际的情况将角色分为几个部分进行建模,然后再集成到一起,比如人的模型可以分为头部、身体躯干、腿、手臂等几个部分来建立模型。在头部建模的时候,可以根据每个部分的大体的几何形状,恰当的选择MAYA当中提供的基本的几何体。比如在建立人头部模型的时候,可以选择长方体,修改一下段数,在四个视图中调整出头部大致的轮廓与参考图片匹配,在正视图中删除一侧的头部,然后可以多五官进行细致的建模布线。

2.2.3眼部等五官的布线方法

选中眼睛附近的六个面,采用Extrude命令,两次挤压,在点、线等模式下,调整点的具体的位置,从而设计出环形的路线,最后删掉六个面,就能够做出眼眶。采用这种类似的方法能够做出鼻子、嘴、耳朵等器官,根据每个器官的不同的生理结构,进行细微的调整,就能够设计出满意的器官模型。

2.2.4 镜像几何体的对称设计

在建立好头部一半的模型后,可以采用镜像命令,进行镜像几何体,从而能够形成完整个的头部模型,最后再通过smooth命令,将头部进行平滑,而人体的其他部分的模型建立的思路和头部建立思路是异曲同工的,可以采用类似的方法进行建模;如图1所示。

3 结语

本文主要对采用MAYA软件进行三维动画角色模型的构建进行了简要的说明,通过一些实际的操作来实现其功能的应用。MAYA制作软件在功能和应用上都是比较齐全和专业的,在建模的过程当中除了需要了解建模的基本的流程,还需要熟悉其他的命令,最终才能够设计出优秀的三维动画数字模型。

摘要：在我国科学技术迅速发展的阶段以及经济全球化一体化的商业大潮的推动,动画带来的产业变革在世界范围内争相的开展。动画作为一个时尚的新词,是造型艺术当中的分支。随着动画技术水平的提高,动画技术早已经能够呈现出三维效果和各种特效。本文基于MAYA动画建模进行了详细的探讨研究,通过一些实际的操作来实现人物头部建模。

关键词：MAYA技术,动画制作,3D

参考文献

[1]李宇.maya2008从入门到精通[M].北京:人民邮电出版社,2008.

[2]李铁.三维动画建模[M].北京:清华大学出版社,2009.

[3]高文胜.数学图像设计基础[M].北京:清华大学出版社,2010.

[4]王至.三维模型技术项目教程[M].北京:中国传媒大学出版社,2011.

[5]张爱华,张淑和.中国动画的教育功能探析[J].科技传播,2014.

[6]赵林.Multi Plot软件设计和开发[J].电脑知识与技术,2014.

数字音乐课堂授课系统软件 第5篇

五线谱主页面包括：多功能显示窗，乐理显示，五度转盘，播控乐谱，概念教学区，主界面，同步键盘。

简谱主页面包括：时值设置，乐理显示，简谱按键，简谱节奏显示，声音设置，同步键盘，声音设置包括钢琴声和人体仿真声。

音乐百科包括：音乐百科名人，音乐百科乐器，名曲，乐理等。其乐理包括符号，和弦，调式，音程，装饰音等内容。音乐乐器橱窗3D效果展示。

1.集成化教学平台：歌唱教学模块、乐理教学模块、演奏示范与课堂活动展示模块、五线谱与简谱混合教学模块、电子白板互动教学模块、MS-Office音乐课件播放模块、多媒体教学模块、音乐云资源模块、音乐微课制作模块，音乐乐器橱窗3D效果展示。

2.歌唱教学

1.在同一页面内可以分别播放五线谱和简谱乐谱。可从任意位置选择任意范围进行播放。可跨小节播放，可播放单音符。

2.在同一页面内对可播放的五线谱和简谱谱曲课件进行范唱播放、伴唱播放、谱曲播放、节奏播放和唱名播放，五种播放模式可从任意位置选择任意范围进行切换。

3.可通过选择任意歌词确定播放范围，包括多段落与跨段落歌词选择，对所选范围可进行范唱播放、伴唱播放、曲谱播放、节奏播放和唱名播放。

4.范唱播放、伴唱播放、曲谱播放、节奏播放和唱名播放时乐谱和歌词同步高亮显示。

5.唱名播放模式下可改变调式、速度。

6.谱曲播放模式下五线谱与简谱谱曲课件的音符、歌词、虚拟钢琴键盘同步高亮显示。

7.支持段落、反复、跳转、省略等播放顺序标记，能实现乐谱的完整播放。包括终止符在中间位置，例如《歌唱祖国》能正确播放。

8.课件谱曲播放时，可直接操作电子琴或电钢琴的音色按钮改变音色进行播放，可任意调用电子琴或电钢琴的音色通过电子琴或电钢琴的扬声器发声。

9.用户可以自行添加VSTI音色库。

10.歌唱教学模块下具有完备的电子白板讲解标注功能。包括：笔迹标注，擦除，手势操作放大/缩小/页面漫游，标注的笔迹可与课件同步缩放。

11.歌唱教学模块下可将曲谱与笔迹标注内容完整转移到电子白板互动教学模块进行曲谱编辑与修改。

12.歌唱教学模块下可将曲谱与笔迹标注内容完整导出为DOC、PDF、JPG、PNG格式的文件。

3.乐理教学

1.MIDI键盘、虚拟钢琴键盘与五线谱表相互映射。教师在进行MIDI键盘演奏示范过程中，虚拟钢琴键盘同时显示乐符在键盘上的弹奏位置。

2.虚拟钢琴键盘可一键显隐音名、唱名，包含等音显示，并可随调式同步转换。

3.支持15种调式讲解，14组音程尺，32组和弦同时对照讲解。

4.虚拟钢琴键盘上的等音，可以根据键盘触摸区域输入升音和降音，并在五线谱表上显示有升音符和降音符的变音音符。

5.支持乐理知识课件讲解，包括：记谱法、音、音律、乐音体系等。

6.可在五线谱表上直接弹奏发声，并在五线谱表的相应位置进行标记。

4.演奏示范与课堂活动展示

1.教师演奏示范画面与课堂活动全景画面，具有三种以上呈现方式。

2.MIDI键盘琴键影像与虚拟键盘琴键一一对应。

3.虚拟钢琴键盘可一键显隐音名、唱名，包含等音显示，并可随调式同步转换。

4.可直接操作电子琴或电钢琴的音色按钮改变音色进行播放，可任意调用电子琴或电钢琴的音色通过电子琴或电钢琴的扬声器发声。

5.五线谱与简谱混合教学

1.同一页面内满足五线谱乐谱与简谱乐谱的混合编写与讲解。支持五线谱与简谱所有音乐元素的编写。其中简谱至少包含十六分音符、三十二分音符、连音线、延音线、高音、低音、变音标记等。

2.支持五线谱乐谱的关联、移动、组合与拆分。

3.支持简谱乐谱的关联、移动、组合与拆分。

4.支持可播放的五线谱乐谱、简谱乐谱与文本、表格混合编辑，可将谱表中的乐符和乐符组直接拖动至文本或表格中，可设置文本或表格中乐符的大小、颜色、行间距、基线。

5.可在五线谱与简谱混合编辑页面内直接插入文本框，并可设置四种边框类型：矩形、圆角矩形、菱形、圆形。可对文本框进行旋转。

6.可在五线谱与简谱混合编辑页面内直接插入表格，并对表格单元进行拆分、组合，可对表格整体进行移动、复制粘贴及克隆，可设置表格颜色、层次。

7.支持五线谱与简谱混合编辑页面内，直接播放课件中的音频、视频、动画等多媒体对象

8.五线谱与简谱混合编辑页面内具有完备的电子白板讲解标注功能，标注内容与课件同步移动、缩放、保存。笔迹类型包括：铅笔、荧光笔、虚线笔、直线虚线笔、箭头虚线笔、直线笔、毛笔。其中毛笔具有智能笔锋功能。

9.支持五线谱与简谱混合编辑页面的手势操作：放大/缩小/页面漫游。

10.五线谱与简谱混合编辑页面内可将曲谱与笔迹标注内容完整转移到歌唱教学模块。

11.可在五线谱与简谱混合编辑页面内进行音乐知识讲解。

12.同一个课件文件中可包含多个五线谱乐谱、简谱乐谱与音乐知识等课件页面。一键呈现多页面课件导览图，并可快速定位课件页面。

6.MS-Office音乐课件播放

1.嵌入式PPT课件播放，可直接在软件界面内以放映模式打开。

2.嵌入式PPT课件播放，可直接在PPT里进行标注讲解，可将标注笔迹保存至原PPT文件中。

3.嵌入式PPT课件播放，一键转到白板页面内进行内容讲解。

4.嵌入式PPT课件播放，一键转到展台页面内进行对照讲解。

5.嵌入式PPT课件播放，一键保存为图片格式自动收录到收藏夹内。

6.嵌入式PPT课件播放，一键呈现多页面课件导览图，并可快速定位课件页面。

7.嵌入式WORD课件，可直接在软件界面内以只读方式打开，可进行笔迹标注。

8.嵌入式WORD课件，书写笔迹类型包括：铅笔、荧光笔、虚线笔、直线虚线笔、箭头虚线笔、直线笔。书写笔迹可自动识别为直线、三角形、圆形、矩形等。

9.嵌入式WORD课件，支持页面缩放与页面漫游等手势操作。

10.嵌入式WORD课件，一键呈现多页面课件导览图，并可快速定位课件页面。

11.嵌入式WORD课件，一键转到白板页面内进行内容讲解。

12.嵌入式WORD课件，一键转到展台页面内进行对照讲解。

13.嵌入式WORD课件，一键保存为图片格式自动收录到收藏夹内。

7.视频展台教学

1.集成化的视频实物展台，具有独立的展台讲解功能。

2.可进行板书书写、页面缩放、参照等操作。一键抓取展台页面内容，以图片形式保存到固定目录。

3.书写笔迹类型包括：铅笔、荧光笔、虚线笔、直线虚线笔、箭头虚线笔、直线笔。书写笔迹可自动识别为直线、三角形、圆形、矩形等。

4.可一键抓取展台下的内容进行参照，参照窗口与展台窗口可分别进行移动及缩放。

8.白板工具

1.常规白板教学工具包含：幕布、聚光灯、局部快照、提醒等。

2.局部快照包含：以图片形式插入到五线谱与简谱混合编辑页面内，以背景形式插入到五线谱与简谱混合编辑页面内，插入到视频展台的参照窗口。

用数字软件弥补照片缺陷（上） 第6篇

原理：

[亮度对比度]

这是能够最快速改善反差的方法，反差永远和明度有关系，它是一个完美的组合。为了达到更好的效果，一般适合在[色阶]之后做，因为确定了亮度才能研究色彩，不能相反。

这幅在逆光下拍摄的花卉，反差较大，层次较少，类似的照片往往只需要用[亮度对比度]一步就可以做到色彩平衡，以及层次丰富和影调丰满，达到最佳状态。

色彩昏暗的小银饰静物

用[曲线]调整，使画面色彩和影调明丽淡雅，具体调整步骤：

原理：

[曲线]

功能与色阶基本相同，特色是能够比较精细、平滑地纠正全色彩图或分色比例，能够锁定部分亮度而改变其他部分，运用得好时，能在0.5个EV的密度差中改变色彩平衡。适合在照片接近完成时最后的精调。用得早了作用不大。

暗部没层次的湖边小景

用[色阶]调整

暗部曝光量得到明显改善后用[色彩范围]选出天空

用[可选颜色中性色]加蓝天空

原理：

[色阶]

检查和调整改善“曝光量”的利器，能够最快和最有效的扩展和压缩影调，把稍许曝光不足、曝光过度的画面立即改变到正确，保证0-255数字输出的正常状态。[色阶]是第一步，先把“曝光量”作好才能谈到其他，也就是把中灰的密度放到蒙赛尔色彩系统“橄榄肚”的高度，评价和认识色彩才有意义。[色阶]还能分别对RGB或CMYK单色进行亮度调节。

色彩暗淡的桃园小景

原理

[色彩平衡]

适合处理多种色彩混合复杂的照片，在许多复合色交叉中，[色彩平衡]能在红绿蓝黄品青的暗调、中间调、高光分别改变，以最简单的算法，至少能有18种校色的能力。

色彩准确生动，比用sRGB色彩模式拍摄要好许多。

用[色彩平衡]结合[色阶]、[色相饱和度]和[可选颜色]调整，其调整步骤：

链接 （《大众摄影》第4期 数字课堂）sRGB适用于绝大多数显示器，但是其色域窄，相对艳丽而层次少；Adobe RGB是专业的选择，虽然在原始图像上看，色彩比较平淡，但色域宽，色彩的记录能力最好，有优良的后期制作空间，能够最大限度地再现色彩。

数字技术软件论文 第7篇

随着嵌入式系统的发展,数字化影像采集及处理系统越来越广泛的应用于生产生活与工作当中,在消费电子、工业监控、军事等领域都可见其身影,而随着芯片性能的高集成度,系统的整体体积也变得越来越小,这使得移动可视通讯技术迅速发展起来,图像传感器是数字摄像头的重要组成部分。下面将分别介绍系统软件整体的设计框架和核心思想。

1 DSP固件的功能介绍

当连接到电脑主机上时候,它将充当信息传送员,将FLASH中的PID/VID以及固件版本号等相关信息搬入DSP内部存储器,并传给主机;当主机打开摄像头视频程序的时候,它将告诉设备初始化作业,将DSP重置,并指挥DSP选择片外FLASH作为寄存器收发指令;当PC给出分辨率变更的指令时,固件将起到协调数据传输的作用,当然,一些用户发出的图像参数上的调节指令,最终也是通过固件完成的,所以对其设计至关重要,其固件可以用C语言汇编语言进行编写。

2 DSP固件设计

2.1 DSP系统初始化

DSP系统初始化主要是完成以下两个部分的工作,首先是对DSP自身进行初始化作业,其次则是对USB控制芯片进行初始化作业。

2.2 CMOS图像传感器初始化

程序对CMOS图像传感器进行初始化就是对芯片内部的寄存器进行赋值设置。通过对内部寄存器的赋值,我们可以得到一些比较理想的影像参数,如白平衡、色温控制等等。通过寄存器地址的赋值,我们可以得到曝光强度的区间范围及曝光时间参数的设定。

3 图像处理算法

3.1 数字图像处理技术简介

数字图像处理又称为计算机图像处理,其目的是改善图像的质量,它以人为对象,以改善人的视觉效果为目的。图像处理中,输入的是质量低的图像,输出的是改善质量后的图像,常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。

图像处理的研究内容很多,如图像的边缘提取、图像的分割、图像增强、图像恢复、图像编码压缩等等,这里介绍一下本系统所涉及到的内容-图像恢复,应用的处理算法为图像插值算法。

3.2 图像插值算法

就是指对图像中数据丢失的局部区域进行修补填充,以恢复图像的完整性和原有的视觉。常见的插值算法有邻阈插值法、双线性插值法,立方卷积法等等,以上三种插值法插值后的图像质量较差,尤其是对图像边缘的处理会出现模糊现象,但对不改变图像大小,而是改变图像质量,减少坏点和补亮暗点的部分,是可以接受的,这里仅介绍一种弥补坏点,减少亮暗点的插值思想。

CMOS图像传感器将A/D转换后的信号数据传输给DSP,DSP比对判断这些信号数据的完整性,若数据完整,则通过调取FLASH中的设定值赋予数据并传给USB总线到PC,若判断数据有缺陷,则将该缺陷值与其邻近8点的信号数据进行比较,最后插值一个比较合适的值赋予该缺陷值,得到一个完整的数据,经过处理传输给USB总线。

4 完整的信号处理

最终数据信号会通过USB数据总线传输给PC机,PC通过系统影像译码程序解读出来进行数字图像的显示。

4.1 5V电压通过USB总线送给摄像头后提供DSP的电源-

LDO开始工作,DSP开始做内部存储器的初始化,期间通过I2C读取EEPROM内记录参数,再通过USB信号送出请求,和PC完成沟通,并提供PID,VID等信息。

4.2 当需要预览视频时候,DSP通过PWR_DN打开提供CMOS

图像处理器电源的LDO,VDDA_SEN&VDDD_SEN输出,这时候,CMOS图像传感器开始做内部初始化,通过SEN_CLK,RESET,S_PCK,I2C等信号配合完成,并打开相应的输入输出准备接受CMOS图像传感器的数据信号。

4.3 CMOS图像传感器初始化完成后即开始进入光电转换动作,

通过micro lens将光信号转化成相应电压当量信号,再透过ISP处理后从D0~D7并行送出,期间需要VSYNC和HSYNC的配合完成。

4.4 D0~D7从CMOS图像传感器传输给DSP后,DSP会加载

FLASH中所早已经写好的初始参数,对信号数据进行微调,并通过USB控制芯片传送到USB总线,传输给PC,PC则通过软件的译码,转换成PAL或者NTSC等制式的仿真影像输出。

在当今的数字化时代背景下,DSP已成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件,被誉为信息社会革命的旗手。业内人士预言,DPS将是未来集成电路中发展最快的电子产品,并成为电子产品更新换代的决定因素,它将彻底变革人们的工作、学习和生活方式。

参考文献

[1]张卫宁,粟华,马昕.DSP原理与应用教程.北京:科学出版社,2008.

[2]任建国主编,张家祥,徐从启,孟志强,李益华.DSP开发技术实例与技术.北京:国防工业出版社,2007.

数字技术软件论文 第8篇

关键词：软件无线电,集群通信系统,网络技术,现状

软件无线电技术在我国出现于20世纪90年代, 它是我国移动通信业发展的重要里程碑, 因为围绕这种技术为核心的通信体系不但为人们的日常生活提供了便利, 也应用于较为专业的通信领域相关行业, 是比较大众化的一种通信技术。

1 软件无线电

1.1 定义

软件无线电的核心是宽带A/D和D/A能够最大限度的接近射频端, 它是一种利用数字信号处理技术来取代集成电路, 从而实现无线通信多功能的通信技术。从理论上讲, 它是利用宽带滤波、低噪声放大器等原理将射频信号数字化, 重构数字信号进行数字远程通信的技术。

1.2 概述

软件无线电起源于美国军事, 作为美国国防部的一种叫做易通话 (speakeasy) 的战术系统而出现。1992年, 美国为了索马里战争的长线作战需要, 通过美国国内的MILTRE公司, 在美国的国家远程系统会议上提出了以军事技术为适用基础的软件无线电概念, 它主要服务于美军三军的多频段多功能无线通信, 并提供多个军用电台, 是美军作战必不可少的通讯手段。软件无线电技术的出现, 取代了传统的通信电台, 节约了通信方面的开支, 同时也增强了通信技术的互通性与保密性。它的核心思想就是:利用软件的功能多变性和延展性来实现多功能的智能化无线电通信设备, 它能够使通用的硬件平台更加标准化、模块化并增加其开放性。它的出现让A/D和D/A转换器无限可能的接近了天线设备, 进一步的增强了通信系统的灵敏度和辨识度。某种意义上讲, 软件无线电技术的出现重新定义了世界范围内的通信系统。

1.3 特点

软件无线电具有多重特点, 这些特点很好的契合了当今信息社会发展的节奏和方向。

(1) 灵活性。

由于软件无线电技术的技术基础是软件模块, 所以通信系统中的软件无线电技术可以靠改变和增加软件模块来为通信系统增添新的功能。这些模块的兼容性和功能性都极强, 可以做到与任何国内外电台进行通信, 也可以作为射频中继出现。并且, 模块的增减完全取决于使用者的需求, 这样做的目的让通信系统的运营开支具备了相当高的可控制性。

(2) 开放性。

软件无线电技术使所使用的模块和设计结构都具有开放性。它能够按照通信设备硬件的改变而改变, 这为新时代通信领域中硬件的扩展提供了可能性。

1.4 软件无线电的关键技术

其实, 软件无线电的发展方向就是个人计算机平台, 因为目前的软件无线电技术已经具备了标准化、软驱动、模块化等技术指标, 这些指标都极类似于目前的计算机。再者, 它的软件硬件平台结构、可实施的软件数字信号处理功能和多频段的数字信号转化过程都类似于目前的计算机技术, 同时, 它还具有很强的兼容性。但是就目前的软件无线电技术来说, 还有许多提升空间, 要解决的问题还很多。例如宽带多频段天线的前置放大器和功率放大器。因为理想化下的软件无线电系统应该能做到全部无线通信频段的覆盖, 但是由于一些通信设备中内部电阻阻抗的不兼容性, 使得不同频段的电台天线不能通用。在这方面, 美国在近年来已经研制出适用于不同频段电台的倍频程宽带天线, 例如AadmsRussell公司的AN-400型超宽带叶片状天线, 它可以覆盖从30~400MHz的全频段, 这种天线不但覆盖面大, 而且倍频程宽带功放功能也能很好的优化电路C A D结构。

2 集群通信系统

集群通信系统是近年来通信技术领域中的一个新名词, 它也是移动通信系统的一个重要分支。在通信过程中, 主叫和被叫所建立的通信链路方便快捷, 具有很高的信道利用率, 所以它主要应用于专业的通信领域里, 集群通信系统的出现, 代表了传统模拟信号无线电对讲系统已经被数字信号所代表的集群系统所取代。

2.1 集群通信的基本特征

集群通信技术一般采用共用频率和设备, 它能够将各个部门的专有频率进行集中管理, 并分配给各部门使用, 合理有效的分配了资源。而由于共用频率, 也使得各个部门所建设的控制中心和基地信号发射接收台设备也能够集中管理和共享使用。集群通信系统可以覆盖大面积区域, 并且能将各个部门的网络互联, 做到通信服务的最优化。而除了一些正常的通信业务, 集群通信系统也提供气象、地理等信息的预报和实时发布。

2.2 基于软件无线电技术的数字集群系统应用

按照我国集群通信的常用频率800MHz为例, 我国在频段中已经建设了超过600个信道, 为公安、海关、法院、司法、军队和武警等各个部门所使用。在这些行业领域, 由软件无线电技术作为技术支撑的数字集群系统做到了其特有的调度功能和团组呼叫特性, 为我国的安全事业提供了可靠的保障。而随着现今社会的快速发展和软件无线电技术的不断进步, 已经有越来越多的行业领域将具有这种技术的集群通信系统纳入到了自己的行业应用技术内。

2.3 实际应用所需的前提条件

(1) 智能天线技术应用。这种技术应用可以提高系统的频谱利用率, 增强保密性并降低基站发射元件的使用成本。

(2) TDD双工方式。它是将上下行共享于同一信道的一种技术操作, 它能按照实际情况将信道资源合理分配给不同部门。

(3) 软件无线电技术。这是核心技术, 它能够优化整个集群通信系统, 提高通信的速度反应, 增加系统安全性。

3 基于软件无线电的集群通信系统应用基站

按照集群移动通信系统的工作频段、占用带宽、信用间隔等应用指标, 并基于软件无线电技术, 建立了一套集群通信系统应用基站的接收分系统。它的构造原理是将模拟信号变为变频信号, 把高频段信号变为中频, 并采用A/D采样数字化进行设计。数字信号的采样频率必须满足:fs≥ (r+1) B0。其中B0为中频带宽, r为滤波器矩形系数。当r=2或3时, 就可以计算出不同带宽条件下所需的不同采样频率fs。当中频带宽B0较大时, 它的采样速率会达到45MHz左右, 这种高速的A/D既能够满足大动态范围的通信要求, 也能够实现通过12位A/D转换器对采样频率的转化。目前我国最高的通信采样率已经达到65MHz, 预计在近几年内将实现14位A/D的200MHz采样率。

4 结语

我国目前软件无线电技术的发展也会受制约于移动通信基站中频段和制式的变化, 这涉及到硬件平台的大面积更换与资金的大量消耗, 所以如何快速普及基于软件无线电技术的数字集群系统对我国通信事业来说任重道远。

参考文献

[1]孙蓓雄.基于软件无线电技术的数字集群系统研究[D].南京:南京理工大学, 2006.

[2]孙蓓雄.基于软件无线电技术的数字集群系统研究[J].无锡商业职业技术学院学报, 2006, 6 (3) :21-22.

数字技术软件论文 第9篇

关键词：数字媒体技术,课程体系,游戏开发,实践

随着信息技术的发展和互联网的普及, 以高速互联网、移动网络、数字广播电视、IPTV等为载体的数字媒体迅速发展。数字媒体技术专业是一个以计算机技术为主, 艺术为辅, 技术与艺术相结合的新兴专业。教育部于2004年正式批准设置数字媒体技术专业, 至今已有100多所高校新办或改办了数字媒体技术专业。[1]重庆大学软件学院立以软件工程为基础, 结合数字媒体新技术, 培养能胜任软件系统分析与设计、数字媒体产品创作及编辑、数字内容传播、数字娱乐等领域的理论研究和应用研发工作的数字媒体技术专业人才。作为数字媒体技术重要应用领域的游戏开发近年来一直保持高速发展势头, 国内从事动漫游戏自主研发的企业越来越多, 国产游戏份额越来越大, 自主研发的力量越来越强, 培养复合型游戏开发人才的需求在不断增长。游戏设计与开发作为数字媒体技术专业中一个非常重要的方向, 在课程设置上要结合当前的产业发展需要和行业发展需求, 加强专业基础, 加强不同学科间的交叉和渗透, 重视动手实践能力的培养, 注重创新能力的培养, 为应用型、复合型、创新型人才的培养打下坚实基础。[2]国内很多高校在游戏人才的培养教育方面做了大量有益的探索, 分析了培养现状及存在的问题, 提出市场对游戏软件人才的需求及能力素质模型。[3]重庆大学软件学院开设了多门游戏相关课程, 并与公司企业合作, 结合实训实习以及创业实践等多种方式, 培养游戏产业所需人才。

1 基础理论知识教学

数字媒体技术专业的游戏人才需要扎实的理论基础知识, 具体包括数学基础、计算机基础、软件工程基础、数字艺术基础、数字媒体技术基础。

1.1 数学基础

数学基础为游戏开发提供数学和应用数学的理论和科学支撑, 进行数字媒体的获取、处理、存储、传输都需要大量的应用数学知识。游戏中的数字图形的表示、生成、处理, 游戏中音频图像视频的处理, 游戏的算法都离不开数学基础的支持。重庆大学软件学院数字媒体技术专业的学生必须学习高等数学、线性代数、概率论与数理统计课程。

1.2 计算机基础

游戏开发是以计算机技术为依托, 结合计算机图形学、数字图像处理技术才得以实现, 因此掌握计算机学科的基本理论、方法、工具是数字媒体技术专业学生所必须具备的。具体课程包括:信息系统基础、程序设计基础、数据结构与算法、数据库原理与设计、计算机组成与结构、操作系统原理、计算机图形学、数字图像处理等。

1.3 软件工程基础

软件工程是计算机科学的理论和技术与工程管理的原则和方法相结合, 研究如何科学有效地进行软件产品的定义、设计、开发和维护。游戏作为一个产品包含文化创意、艺术设计和软件开发。游戏程序的制作就是一个软件开发过程, 也一样遵循软件产品从可行性分析、需求分析、设计、实现、测试、维护升级一整套流程。所以作为基础, 数字媒体技术专业需学习软件工程导论、软件需求分析、软件项目管理、软件测试理论与方法、软件体系结构与设计模式等课程。

1.4 数字艺术基础

软件学院数字媒体技术专业本科生来源于理科类高考生, 缺乏艺术相关基础。而游戏是一个典型的文化创意、艺术设计和软件开发相结合的产物。游戏软件开发过程中需要与剧情创作、美工设计、音频视频制作的人员协作。游戏软件开发自身也需要一定的艺术修养, 了解媒体艺术领域知识, 成为技术和艺术相结合的复合型人才。在教学中安排了数字艺术导论、色彩与平面构成、数字摄影摄像、数字作品创意策划等课程。

1.5 数字媒体技术基础

游戏开发作为数字媒体技术在应用上的一个重要方向, 需要数字媒体技术基础的支撑。具体开设有数字媒体概论、数字化音视频技术、Direct X图形程序设计、网站策划与Web程序设计、虚拟现实技术、移动多媒体应用开发等课程。

1.6 游戏相关课程

游戏开发是一个应用性很强的技术, 所以数字媒体技术专业本科生游戏开发能力的培养采用课堂教学与实践教学相结合的模式。首先在课堂上讲授相关背景知识、技术基础, 对以后在游戏的设计和开发过程中需用到的工具、方法加以系统地讲解。开设的课程有数字动画与游戏设计、游戏引擎分析与设计、游戏中的人工智能。

2 实践创新能力培养

采取分层次、分阶段、循序渐进的模式, 由浅入深、由简单到综合、课内外结合, 并通过开放式实践教学, 鼓励学生自主立项, 充分调动学生学习的积极性和主动性, 培养学生的工程实践能力。依托学科, 分步导向, 构建实践教学体系。

2.1 课程实验

用于巩固和加深学生对于特定理论知识点的理解程度的实验。根据课程教学计划, 在专业课程中安排与课程同步的验证性实验。在专业基础实验室开展计算机图形学、数字图像处理、多媒体技术等软件工程方面, 及素描、速写、色彩等人文艺术方面的基础训练。在实践教学过程中, 学生会获得绘画、摄影摄像、数字媒体制作、计算机图形图像处理、动画设计、游戏开发以及音视频后期编辑、虚拟现实技术与人工智能技术应用等方面的专业知识。

艺术基础素质的培养:通过艺术赏析、绘图和绘画、形态构成基础、视觉传达设计等系列课程的学习和实践, 培养学生的艺术欣赏和艺术理解能力。

基本程序设计能力的培养:通过程序设计语言和面向对象程序设计、数据结构、软件技术基础、Java程序设计等系列课程从浅入深完成学生基本程序能力的培养。

数字媒体前期制作能力的培养:通过数字媒体与数字艺术、多媒体技术、平面设计与摄影摄像、计算机图形与图像处理等系列课程培养学生对数字媒体技术专业有充分的认识, 具备多媒体技术和计算机图形图像处理的应用能力。

动漫游戏设计能力的培养:通过动画设计、动画制作、游戏概论等系列课程使学生掌握动漫游戏前期的设计与制作的基础概念和技术。

2.2 课程设计

要求学生采用特定的系列技术, 运用已有的知识模拟系统分析、设计和实施的过程。采取团队实践的手段, 遵循软件工程原则, 是用面向对象方法, 进行中等规模的应用开发。结合数字媒体技术专业培养计划进行计算机绘图课程设计和数据库课程设计。

在课程设计中, 依据项目的大小, 可以安排学生独立完成, 或者分组完成, 培养学生在项目开发过程中的合作交流能力。从小项目开始锻炼, 为以后走入职场打下基础。

另外加入数字媒体技术方向的课程设计, 使学生能够掌握和应用数字媒体作品制作和数字娱乐软件开发的各种专业知识和技术。学生按照指定的实践教学计划要求选择课题, 提出设计方案进行讨论, 最后在教师指导下完成课题。学生必须提交书面设计文档, 学生也参加对于课题完成质量的评价, 并最终以小型报告的形式提交课题。培养学生运用专业知识进行数字媒体作品的制作和数字娱乐软件的开发。

2.3 专业实训

实训环节着眼于, 在未走出校门的情况下, 在学院内部构造一个与在企业里实习相类似的工作环境, 针对在校学生项目实战经验缺乏的突出问题, 设计制定了合理的实战训练过程。基于一个具有一定规模的实际应用项目, 是用主流的开发环境, 采用符合软件产业界标准的软件过程规范, 进行半封闭式企业化管理, 让学生能够切身经历一个完整游戏项目开发的过程, 培养和提高学生的实战技能和团队合作能力。

实训过程由软件企业具备丰富的项目开发经验的开发人员或学院教师指导, 并带领学生在项目开发团队中扮演不同的角色, 与团队其他成员共同完成实际项目。并在此基础上增加对学生职业素质以及求职技巧的培养, 让学生具有更强的核心竞争力, 能够在目前日益激烈的社会竞争中凸显自己的实力, 能够使学生的毕业实习实现“零适应期”。

学生通过在实习基地或工程训练实验室中的实习活动体验游戏的制作工作, 增加游戏作品创作和制作工程经验及团队精神的培养。专业实训安排在不同的学期末或者学期开始, 集中2-3周时间完成, 具体安排见表1。

2.4 工程实践

数字媒体技术专业的工程实践主要是指在短期或较长期培训之后, 学生在实习单位直接参与企业实际课题的研发, 在实践中进一步巩固所学知识, 增强创新意识, 培养动手能力和专业技能, 提高就业竞争能力。部分学生到工程实践教学基地完成, 部分学生在国内外软件公司完成。工程实践可以与毕业设计结合起来, 一同开展。

3 结论

游戏人才是兼具数字媒体技术与艺术修养的复合型人才, 须具有扎实的应用数学、计算机科学、软件工程的理论基础, 和丰富的编程开发经验, 掌握游戏这种特殊产品的创作开发技能。相较欧美日韩等发达国家, 我国游戏产业起步较晚, 但正在迎头赶上。高等学校在进行科研创新的同时, 也要密切联系社会, 与相关行业沟通交流, 共同探讨符合产业发展的游戏人才的培养。

参考文献

[1]教育部示范性软件学院数字媒体技术专业规范研制专家组.高等学校数字媒体技术专业规范[M].北京:高等教育出版社, 2011.

[2]田元.数字媒体技术专业游戏设计与开发方向本科课程设置的探讨[J].大学教育, 2013, 15:108-110.

数字技术软件论文 第10篇

1 电视包装的设计理念

1.1 电视包装概念

先进社会,媒体行业不在是传统意识上的信息传统唯一途径,电视媒体在信息传播中更加的向人们展示一定的文化,因此电视媒体更像是一个文化性产品。电视包装已经成为电视台在吸引节目中的主要因素,拓宽电视台在电视市场中的占有率。电视包装中一定要具有特色,这样才能够让观众观众中充满兴趣。电视包装就是电视媒体营销的形式,使用就有特色性的电视包装,能够更加电视台节目观众数量。

1.2 电视包装的形式

电视台在包装中通过使用的形式不同所具有的宣传效果之间也存在差距,因此电视包装形式可以分别为电视频道包装与电视栏目包装两种形式,这两种包装形式具有不同的特色。

电视频道包装就是对于电视台中的主持人及节目等介绍,增加电视台在社会中的影响力,吸引更多的观众。电视频道包装能够将电视台的节目内容以另一种形式重新展现,明确电视台在电视市场中的定位。电视频道的包装就是对于电视台整体性包装,电视台每天需要制作多档电视节目,其中一个电视节目制作的在精良都无法代替电视台整体制作水平,因此电视频道包装对于电视台电视节目制作质量具有直接性影响,观众对于电视台整体发展水平拥有全新的印象。

电视栏目包装就是对于电视台众多节目中的某一个具体的栏目包装,这种包装形式通常以该栏目的名称命名,在包装上要与其他电视栏目区分开,主体与题材在电视栏目包装中都要统一,进而保证电视栏目的完整性。

2 电视包装中的数字软件的综合应用

数字软件技术对于电视包装行业具有推动性作用,电视行业在从原来的自力更生逐渐转变成自主创作模式,这种发展趋势说明我国电视行业人员正在共同努力。电视包装行业已经发展十分成熟,包装的质量也显著性提高,设计人员在对于电视包装中设计风格逐渐多样化。电视包装中应用数字软件技术也越加成熟,电视台也能够通过数字软件精准找到其在电视市场中的定位,数量电视品牌形象。

2.1 新闻类电视节目中数字软件的应用

2.1.1 新闻类节目特点

电视节目中的核心内容就是新闻类节目的制作,新闻类节目也是电视台社会功能的具体表现。新闻类节目通过与叙事的形式对于新闻时间讲解,在通过对于新闻事件场所的信息的采集,为人们提供新闻发生的真实情景。

2.1.2 新闻类电视包装特点

新闻类节目制定原则就是保证新闻内容的真实准确,严谨的风格一直是新闻类节目制作的特色。在对于新闻类电视包装中应该使用较为简洁清爽的方式设计为了能够保证新闻类节目的真实性,新闻类电视包装中主要使用的颜色以冷色调为常用色,字体规范,音乐具有积极向上的特点。

2.1.3 新闻类电视包装案例分析

社会在不断发展中,新闻类节目制作形式越出现创新,各各电视台新闻类节目所报道的新闻范围涉及人们实际生活中的方方面面。本文就以中央电视台的《新闻联播》为例,对于数字软件在电视包装中的应用分析。《新闻联播》是我国播放时间最长、影响力最广的新闻类节目,《新闻联播》的片头曲已经拥有将近20年的历史,这个简短的片头曲为什么能够在这么长的时间内一直应用在《新闻联播》中呢?音乐专家曾经表示过,《新闻联播》片头曲简短庄重,与我国发展形象十分吻合,在色彩使用上也较为明亮,具有一定激情,人们能够在拥有深刻的印象。

2.2 娱乐类电视节目中数字软件的应用

2.2.1 娱乐类节目特点

电视台所制作的娱乐节目就是为人们带去欢乐,并且在欢乐的过程中人们能够感受到一定的社会意义。电视台在制作电视节目中,娱乐类电视节目数量及种类都是电视台电视节目制作中占据最多的,总共播出时间也是最长的。电视台可以从多个角度为人们提供娱乐性的娱乐节目。娱乐类节目特点就是与社会大众之间的距离较短,体现真善美。

2.2.2 娱乐类电视包装特点

娱乐类节目经常会为观众们带来夸张等情绪,因此在对于娱乐类电视包装中使用的色彩与其他电视节目包装较为多样,色彩搭配也更加多元化,最好能够彰显出娱乐节目的个性。设计人员在对于娱乐类电视包装中,经常使用冷色系与暖色系形成对比,视觉上的冲击更大。

2.2.3 娱乐类节目电视包装案例分析

近几年,我国电视中的娱乐类节目数量逐渐增加,人们在娱乐类节目选择形式也越来越多,娱乐节目包装创意性质量越来越高。本文就以浙江卫视所制作的《今晚高8度》分析,《今晚高8度》娱乐节目在片头中,使用的颜色全是粉色性,为人们带来了时尚及娱乐性的氛围,片头中的麦克风突出该节目的音乐形式。

3 结论

数字软件技术是数字时代发展中的成果,电视行业数字化发展是数字时代下的必然趋势。电视包装一直在电视制作中承担着重要的作用。电视行业发展中,电视包装能够帮助电视台精准找到其在电视市场中的定位。数字软件技术的成熟对于电视发展具有保障性意义。本文以数字软件技术在电视包装中的应用简单性分析,希望能够帮助到电视行业的发展。

参考文献

[1]吕侠.电子技术在电视包装中的应用策略[J].中国传媒科技,2013(04):170-171.

[2]刘杰.电视包装中动画的内涵与应用研究[J].科技风,2013(08):106.

[3]许央琳,杜海燕.AE技术在电视包装中的应用研究[J].信息通信,2014(12):18-19.

计步软件：手机一抖，数字变了 第11篇

现在各类手机计步软件的流行，不仅可以使平日没有时间做有氧运动的朋友们通过记录步数来保证运动量，同时也能带动很多平常很少锻炼的长辈加入晒步数促健康的“健步一族”。送手环、送运动、送健康逐渐成为一种社会新风尚，这也说明越来越多的人开始关注运动，关注健康。

但是，很多人遇到了一些运动的误区，比如认为一万步就够了，不必额外走更多；为了让步数超过“目标”小伙伴而运动；认为页面显示步数达标，今日的运动量就达标了等等。下面就来介绍一些方法，让热爱健步运动的朋友们能够合理根据计步软件的提示，科学计划完成每日运动量。

“一万步”≠一万步

“日行一万步”已成为众所周知的健身口号，微信运动中也将一万步以上标记为黄色，而不足一万步则显示为绿；“一万步”似乎已成为衡量百姓运动的一项常规指标。很多朋友误以为只要每日步行达到一万步，即可满足健康运动量，殊不知这“一万步”很有说法。

首先，生活步数并不等于运动步数。生活步数是指我们日常生活中无法避免的步行运动，比如早晨起身去洗手间，从单位门口走到自己的办公桌前，去吃饭去购物等等，还有很多从事服务行业的销售人员或服务生的每日步行等。这些步行速度偏慢，强度较低，走路姿势往往也不正确，所以以上这类步行并不是有效的或者说对健康有益的步行。

很多朋友忙碌一天后，一看手机发现今日步数已达一万步，就很欣慰，认为自己的日运动量达标了，其实不然。据调查显示，成年人的每日生活步数平均约2000-3000步（特殊职业者除外），也就是说我们的一万步中至少有三分之一是不可避免的生活步数，这部分步数其实没有起到增益健康的作用。

手机抖一抖，数字变化了

很多朋友认为微信运动或是其他计步软件可以精确地记录我们的步行数字，于是很在乎手机上数字的大小，有时候将几百甚至几十步的差别和体重秤上的数字变化一样看重。那么就让我们从手机计步器的原理方面，分析一下这些数字是如何产生的。

大多数手机内置震动传感器或协助处理器，可以根据这些设备的感应运动产生的加速度大小及时间间隔来统计步数。简单说来，就是根据步行或跑步时的人体重心变化来计数的，也就是说一次震动就可被记录为一步。这么说来，一次深蹲、一次弯腰捡东西、行驶在颠簸的路面上等引起重心变化的运动都可被我们的手机误认为迈出了一步。据我所知，很多朋友为了能晒出漂亮的微信运动成绩单，常常通过蹦蹦跳跳或是摇动手机来“增加步数”。

可见手机计步软件的精确度并不是很高，其记录的数字只是步数的大致范围，不可以单纯地盲目相信用数字来衡量我们一日的步行量。

“为了超过你，我也是蛮拼的”

微信运动的普及，无疑调动了广大群众对于健步走的积极性，人们越来越热衷于晒成绩、拼步数。但这份运动成绩单中往往隐藏着一种隐形竞争，很多朋友为了将自己的排名靠前，尽可能的多运动刷成绩甚至以其他方法（如前文所述）增加数字提前排名，这就聪明反被聪明误了。

运动收益并不随着运动强度或运动频率的增加而增加，而运动风险或运动所带来的副作用反而会增加。因此，运动最重要的是量体裁衣，因地制宜。尤其对于有心血管疾病、腰脱或关节炎等运动系统疾病、呼吸系统疾病的朋友，选择自身实际情况所能耐受的运动量最为重要。

举个例子来说，一位健康的成年人每日走8000步（步频步数姿势正确）最为适宜，而对于一位患有冠心病的老年人来说，3000-5000步已属不错。因此，在我们盲目关注微信运动排名及步数的同时，不要忘记衡量自身基础健康状况，记录适合自己的步数才最重要。

以上几点微信运动中的误区，你是否觉得中枪了呢？微信运动确实调动了大众运动的积极性，能够帮助监督、督促我们进行有规律的日常步行有氧运动，但要合理认识其功能，更要结合自身情况，抱以坦诚而对自身健康负责任的态度去走步。

数字技术软件论文 第12篇

我国教育部于2007年在37所国家示范性软件学院中批复了近10个软件工程 (数字媒体技术) 第二类特色专业建设点, 北京工业大学软件工程 (数字媒体技术) 就是其中一个。自2008年算起, 历经4年, 项目建设已近结束, 我们需要对成果进行总结, 并等待着验收。

特色专业建设是实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的核心内容之一[1], 旨在根据国家经济、科技、社会发展对高素质人才的需求, 引导不同层次、类型的高校根据自己的办学定位, 确定自己的个性化发展目标, 发挥已有的专业优势, 办出自己的专业特色, 提升专业建设的整体水平, 提高人才培养的质量、效益和人才竞争力的重要手段[2]。

特色专业的建设关键在于专业是否有特色, 是否有明确的特色定位或特色凝练, 是否做到“人无我有, 人有我优, 人优我新”。为此, 北京工业大学紧扣国家文化遗产传承和保护的战略要求, 紧扣北京产业转型——发展文化创意产业的需要, 紧扣北京市紧缺人才培养的需求, 在为北京市培养发展文化创意产业的具有较高的综合艺术素养, 具有良好职业道德和综合素质, 掌握计算机、软件工程的基本理论, 数字艺术基础知识, 以及数字媒体制作与开发专业知识, 具有综合技术应用能力及艺术理解能力的, 能够进行数字媒体内容的制作与加工、组织与管理、交互与控制、表示与呈现、通信与传输等软件开发工作且具有现代意识的复合型高级人才的办学定位指导下, 提出了用数字皮影打造软件工程 (数字媒体技术) 的专业特色, 并在此基础上通过数字皮影知识要素及技术要素构成一条知识与技术主线将培养方案中的各个课程紧密联系起来, 开展专业课程建设、实验环境建设、科研教学团队建设以及学生科技活动平台建设, 最终形成了“人无我有”且影响较好、示范性较强、形成鲜明特色的软件工程 (数字媒体技术) 专业。

1 数字皮影概念

皮影是我国一种古老的民间艺术, 是一种由说、唱、音乐相结合, 由艺人操控表演的融合戏剧、音乐、美术等多种艺术手段的表演形式, 被誉为“电影的鼻祖”、“最早的卡通” (动画) [3]。特别是它的平面化、艺术化、卡通化、戏曲化的艺术特点, 使得皮影有着深厚的群众基础和广泛的社会影响以及悠久的历史。中国皮影于2011年11月26日, 被联合国教科文组织列入人类非物质文化遗产名录[4]。

数字皮影是指:

(1) 通过计算机技术将皮影的制作和表演转变为可度量的数字、数据, 再应用这些数字、数据建立适当的数字化模型, 并转化为一系列二进制代码, 由计算机统一处理;

(2) 利用人机交互技术 (如多点触控、鼠标、键盘以及视频捕捉等) 控制皮影模型的运动 (或表演) ;

(3) 利用计算机动画、游戏等技术进行特效展现和特殊表演展现;

(4) 利用网络技术支持异地多人在线实时的表演。

因此, 数字皮影不是单纯的动画制作或游戏制作, 而是使表演者在计算机上通过人机交互设备对数字皮影道具进行操纵, 配合视觉、听觉上的渲染, 达到与传统皮影戏表演高度吻合的程度。

数字皮影可衍生各种娱乐性表演, 如戏曲、话剧、相声、舞蹈等;可衍生各种体育运动项目动作编排与表演, 如体操、健美操、太极拳等。

数字皮影支持多种学科的交叉与融合, 如:美术、戏曲、动画、影视等艺术, 平面设计、骨骼建模、动画制作、实时渲染、视音频后期编辑与合成、视频捕捉、虚拟现实等数字媒体技术, 程序设计、数据库管理、网络通信、操作系统、游戏开发、图形图像处理、人机交互、人工智能等计算机技术或软件技术。

数字皮影支持数字媒体技术专业, 数字艺术学科的特色建设, 如:打造学生科技活动平台、兴趣小组以及基于数字皮影的表演团体, 制作健康、积极向上的网络数字艺术作品, 培养学生文化艺术的素质修养和创意、创新与创业意识, 培养学生的科技活动和科研学术能力。

数字皮影支持教师开展精品课程、专业教材及实践教学案例的建设, 开展教育教学的研究与改革, 开展科研学术研究与项目开发, 形成以数字皮影为核心内容的学科和专业特色。

因此, 我们可以此为开端, 通过特色专业建设, 创新地应用数字技术开创物质文化和非物质文化遗产保护人才的培养先河, 开创民间艺术传承, 发展的新途径和新路子。

2 基于数字皮影的课程设置

软件工程 (数字媒体技术) 特色专业除了公共基础课程外, 是以专业数学基础、专业英语、艺术基础、计算机与软件基础、软件工程以及数字媒体技术为主线构成专业基础和专业主干课程。其中, 专业数学基础课程有:线性代数、离散数学、数学建模、概率与数理统计;艺术基础课程有:形态构成与视觉传达、艺术赏析、计算机绘图、平面设计、动画制作以及游戏概论;计算机与软件基础课程有:计算机导论、程序设计入门、面向对象程序设计、数据结构与算法、Java程序设计、计算机组成原理、数据库原理、计算机网络、操作系统、编译原理、信息安全技术、计算机体系结构以及J2EE与中间件技术;软件工程专业课程有:软件工程导论、软件测试技术、需求分析与UML设计、软件项目管理与过程控制;数字媒体技术专业课程有:数字媒体技术导论、计算机图形学、数字图像处理、网络流媒体技术、用户界面设计、视频音频制作与处理、数字影视特技应用、高级游戏特性与游戏引擎、人机交互技术、虚拟现实技术与应用、高级脚本与插件技术等。对于那些实践性较强的课程我们配套有实验课程和课程设计。另外, 在大三下学期、大四上学期, 开设有创新学分及工程训练课程。

2.1 支撑数字皮影特色建设的一些重要课程

数字皮影涉及皮影文化艺术资料、皮影素材、皮影媒体内容、皮影动画及戏曲影视、皮影游戏、皮影表演、皮影社区或皮影门户、皮影博物馆等内容。基于这些内容, 我们在前面介绍的课程中可以引入数字皮影知识要素和技术要素, 如:在艺术赏析课程中可引入皮影艺术鉴赏, 在形态构成与视觉传达、平面设计以及计算机图形学等课程中可引入皮影设计, 在动画基础、音视频处理、数字影视特技等课程中可引入皮影动画制作, 在游戏概论、高级游戏特性与游戏引擎、人机交互技术等课程中可引入皮影游戏开发和皮影表演控制, 在程序设计课程、数据结构等课程中可引入皮影运动建模和皮影控制算法, 在网络课程中引入网络皮影在线实时表演, 在数据库课程中引入皮影媒体内容管理, 等等。

事实上, 数字皮影的精髓和灵魂是数字皮影表演, 它涉及以下内容:

1) 从幕后走进计算机, 从幕布展示走向屏幕显示;

2) 从传统皮影的制作过程变为图像扫描和图像处理过程、平面设计过程、骨骼设计过程以及运动模型设计过程;

3) 从传统灯照影视及特效表演变为镜头特效、动漫特效、游戏运动特效等现代效果;

4) 从传统皮影的物质造型变为具有重力、碰撞特性的现代数字皮影运动模型;

5) 从传统竹棍操纵变为计算机的鼠标、键盘、多点触控以及视频捕捉等组合的现代人机交互表演操作;

6) 从传统的社团场地表演变为异地的网络社区在线表演和观赏;

7) 从传统的民间艺人表演变为类似于网络游戏的全民娱乐, 并走入家庭或社区、走进企业或学校、走进课堂或文化室。

8) 从传统的皮影地域文化体验变为集皮影文化艺术资料、皮影素材库、数字皮影媒体内容管理、皮影动画及戏曲影视、皮影游戏、皮影表演娱乐、皮影社区及门户于一体的网上数字皮影博物馆。

为了能够进行某出数字皮影戏的表演, 我们必须开发或构建一个该皮影戏的数字皮影表演平台。开发一个数字皮影表演平台要用到各种计算机技术和数字媒体技术。如:程序设计、数据库、网络、流媒体、操作系统、图形图像、信息安全、软件架构、软件开发、软件测试、项目管理、平面设计、动画、游戏、音视频后期处理、脚本编程、人机交互等。当然, 学生能够在该平台上进行皮影戏的表演, 除了要具备一定人文艺术修养外, 还必须经过长时间的训练具备有数字皮影戏曲的表演特长。

2.2 数字皮影重要建设课程

我们在大四第一学期, 充分应用前期所学的专业知识, 将数字皮影相关内容设置创新学分课程和工程训练课程, 共计8个学分。

创新学分课程2门课 (每门课分别为2学分, 48学时) :数字皮影动画与游戏制作, 数字皮影表演平台技术。其中, 数字皮影动画与游戏制作课程以3DMax或Maya为开发和应用平台, 充分地应用了骨骼技术 (如骨骼动画) ;而数字皮影表演平台技术课程则是以Adobe Flash CS5为开发和应用平台, 具体课程内容有:皮影素材的平面制作与加工、皮影媒体内容的组织与管理、皮影骨骼引擎技术、皮影骨骼及运动模型、多点触摸和交互控制编程、皮影表演特效及舞台切换、网络皮影表演平台技术以及皮影表演动画生成。

工程训练4学分 (共4周) , 要求学生开展与数字皮影相关的作品设计。

3 基于数字皮影的学科建设

“211”高等院校必须将拓展学生的知识视野, 并为学生今后进一步从事科学研究打下基础作为本科人才培养的重要目标之一。学科建设是高等院校发展的龙头, 能起到引导方向、凝聚团队、搭建平台的作用。首先, 学科建设为专业建设提供了优质的教育资源。通过学科水平的提高, 学术成果的转化, 使教学内容不断更新, 教学方法和手段不断改进;同时, 学科建设为培养高素质的师资队伍创造了条件。教师参加科学研究, 不仅可以直接创造研究成果, 更重要的是丰富了专业知识, 提高了教学能力和水平, 有利于将最新的学科知识传授给学生;另外, 学科建设使实践教学条件得以改善;最后, 学科建设有利于学生直接参与实验或科研项目, 使他们在学科建设的过程中快速地提高综合能力和综合素质[5]。

基于上述分析我们看到:学科建设是专业建设的知识源泉和动力, 学科建设必须与专业建设紧密结合, 以科研反哺教学, 丰富教学内容。提高专业建设水平要靠学科建设来支撑。

3.1 学科建设中的科研学术工作

我们在软件工程 (数字媒体技术) 特色专业的建设过程中, 非常重视学科建设, 自始至终地将数字皮影的科研学术工作作为学科建设的重要内容来抓。学校及北京市教委通过北京市教委基金、北京市教委科技创新平台等项目的经费资助给予了我们学科建设的大力支持。我们通过这些科研项目及学术活动的开展, 建立起一支高水平的学术队伍, 培养出一支高素质的师资队伍, 搭建了能够支持教师科研、学生科技活动的数字皮影表演平台实验室。

在这4年的学科建设中, 我们取得了丰硕的科研学术成果。如:发表各类期刊、会议学术论文及教学研究论文10多篇 (其中EI检索的6篇) , 申请软件著作权3项 (“数字皮影交互软件”软件著作权被北京发明协会评为“中国移动G3杯”暨第六届北京发明创新大赛优秀奖) ;学生以数字皮影相关技术研究或相关项目开发为题, 开展本科毕业设计和研究生的论文工作。其中, 本科毕业设计10多人, 研究生论文课题20多人;学生以科技活动的成果“数字皮影交互平台”参加团中央组织的第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛荣获三等奖, 以科技活动的成果《法场救太君》的皮影动画获第三届中国学院优秀奖。另外, 软件工程 (数字媒体技术) 特色专业建设成果为2009年国家优秀教学成果 (二等奖) “面向产业服务北京拓展软件工程专业方向的探索与实践”提供了重要支撑。

2011年底, 作者作为特邀嘉宾在第五届中国数字传媒教育与发展论坛年会做“让民间艺术插上数字技术的翅膀更高地飞翔——开辟皮影艺术传承、发展的新路子”主题发言, 受到大会的欢迎和与会者的关注。国内同行专家对我们在数字皮影上取得的科研学术成果给予了很高的评价, 认为:科研学术成果具有很强的创新性和先进性, 其数字皮影表演的思想、方法和技术实现等填补了国内空白, 也为民间皮影艺术数字化提供一种新的方法、手段或途径, 这对推进皮影表演艺术及民间表演艺术的数字化有很好的借鉴作用和推广价值。

3.2 学科建设中的知识创新与应用

北京工业大学作为研究型大学十分注重知识创新, 将创造知识用于服务社会和转化为优质的教学资源放在重要的位置。我们基于这种理念, 在2011诺贝尔奖获得者北京论坛、2011年第六届中国北京国际文化创意产业博览会以及2011北京青年创新创业博览会等各种场合积极地宣传和展示我们在数字皮影方面取得的研究成果, 寻找和创造将创新知识服务于社会的机会。特别是在北京文博会上, 参展的“多点触摸式数字皮影交互平台”受到了参观者的极大好评, 并受到包括CCTV2, CCTV13、中国广播网、新京报、新华网、中国视障教育网、经济日报、科技日报等在内国内知名媒体的积极报道。与此同时, 我们积极与国内著名的龙天皮影剧团牵手, 联合打造数字皮影戏, 实现高科技与传统皮影艺术的完美结合。

另外, 我们有意识地将创新知识转化为教学资源, 对科研学术成果进行开发和凝练, 设计了2门本科生创新学分课程:数字皮影动画与游戏制作, 数字皮影表演平台技术。这些课程 (包括工程训练) 引起了学生的极大兴趣, 并提交了高质量的、创意程度高的数字皮影戏。如:武松打虎、葫芦娃、东郭先生与狼、花木兰、采桑女、人生成长、街舞、骑马格斗以及十八相送等数字皮影戏。同时, 学生也对数字皮影课程给予了积极的评价: (1) 数字皮影课程在让我们发挥能力和想象力的同时也给了我们很大的启发——保护传统的非物质文化遗产是可以通过现代技术来实现的; (2) 本课程通过将软件工程与数字媒体技术的结合, 很好地培养了我们创意、创新及科技活动等的实践能力和技术综合应用能力, 特别让我们了解到我国博大精深的皮影艺术如何与先进技术合二为一成为数字皮影或进行数字皮影表演的, 这对我们今后的学习和工作是一笔财富。

总之, 学生通过上述课程的实践与创新活动, 深刻体会到民间传统艺术数字化保护和发扬的意义和技术实现, 开拓学生的创新思路, 培养学生的创新意识;使得学生在民族传统戏曲、艺术修养、文字与口头表达、交流和沟通以及现代意识等综合素质上得到明显提高;另外, 这些课程扩大了学生参加科技创新、科技竞赛等活动的领域, 如:平面设计、动漫设计、游戏设计等大赛以及“挑战杯”等科技大赛;最后, 学生可以针对数字皮影制作与表演中的各种关键技术问题开展深入的探讨和研究, 成为毕业设计或毕业论文的重要工作内容。

4 结语

我们以数字皮影为基础开展软件工程 (数字媒体技术) 的专业特色建设, 得到了高等学校同行专家的高度评价和充分认可。他们认为:目前很多院校将数字媒体技术专业的建设要么定位不清晰, 要么一窝蜂地定位在影视、动画和游戏上, 这本身就是缺乏创新和缺少特色的一种表现。北京工业大学基于数字皮影开展软件工程 (数字媒体技术) 特色专业的建设, 为我国高等院校特色专业建设开了一个好头, 给出了在特色专业建设上进行创新的好思路。其特色专业建设经验与成果有一定的示范性和推广性。同时, 专家们也希望我们进一步分析数字皮影要素, 要将有关课程引入数字皮影要素的内容落实到课程大纲上, 并进行多个轮回的实践和总结, 编写出核心教材, 建立专业核心课程的精品课程, 使基于数字皮影的软件工程 (数字媒体技术) 特色专业的建设成果能够真正被借鉴和推广。

摘要：根据教育部对对第二类特色专业建设点的建设目标及要求, 针对软件工程 (数字媒体技术) 特色专业的办学定位和人才培养需求, 提出用数字皮影打造软件工程 (数字媒体技术) 特色专业特色的建设方案, 并以此为基础, 开展特色专业建设, 包括:课程建设、实验环境建设、科研教学团队建设以及学生科技活动平台建设。与此同时, 对建设成果进行凝练和总结, 使其能够被借鉴和推广。

关键词：软件工程,数字皮影,数字媒体技术,专业特色

参考文献

[1]耿卫东等.面向数字媒体技术专业的数字化学习平台建设[J].计算机教育, 2010 (16) :99-101, 105.

[2]百度百科.特色专业.http://baike.baidu.com/view/2745450.htm#1.

[3]中国美术学院皮影数字博物馆.皮影数字博物馆简介.http://digitalmuseum.zju.edu.cn/front.do?methede=showTheme&oid=8a8691a629916f65012991b395d30006&schoolid=7.

[4]北京日报.联合国教科文组织宣布中国皮影戏列入“非遗”名录[EB/OL].http://www.bjd.com.cn/jryw/201111/29/t20111129_1270038.html.2011.11.29