時間:2023-04-03 09:47:39
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摘要:本論文主要討論基于Client/Server數(shù)據(jù)完整性約束及其如何實施企業(yè)業(yè)務(wù)規(guī)則,并以SQLServer和PowerBuilder為例,介紹了數(shù)據(jù)完整性約束的實現(xiàn)技術(shù)。
關(guān)鍵詞:Client/Server,數(shù)據(jù)完整性約束,企業(yè)業(yè)務(wù)規(guī)則
DBMS已從早期的分散的一個個計算模型、網(wǎng)絡(luò)/文件服務(wù)計算模型(針對文件)發(fā)展到現(xiàn)在的Client/Server計算模型(針對表中的一行)。Client/Server模型是非對等的(decoupled),客戶發(fā)出服務(wù)請求,服務(wù)器作出響應(yīng),提供服務(wù),即所謂的"請求驅(qū)動"。DB的Client/Server系統(tǒng)由DBServer、客戶應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)組成。DBServer(即后端)負(fù)責(zé)有效地管理系統(tǒng)的資源,主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)安全性、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)等。客戶應(yīng)用程序(即前端)是系統(tǒng)中供用戶與數(shù)據(jù)進行交互的部件,主要任務(wù)是提供交互式界面完成數(shù)據(jù)的錄入、分析、檢查和顯示,向DBServer發(fā)出請求(SQL語句)并接收結(jié)果和錯誤信息。網(wǎng)絡(luò)和通信軟件是系統(tǒng)中客戶和服務(wù)器之間數(shù)據(jù)傳送的工具。
由于現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫都是開放、多用戶共享,因此維護數(shù)據(jù)庫的正確性至關(guān)重要。數(shù)據(jù)庫的完整性描述為數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的完整性約束集合,其中完整性約束指數(shù)據(jù)庫的一個狀態(tài)是否合理,這是一組謂詞。DBS檢查數(shù)據(jù)的狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換,判定它們是否合理,是否應(yīng)予接受。對一個數(shù)據(jù)庫操作,要判定其是否符合完整性約束,全部斷言無矛盾時才可以執(zhí)行。完整性約束的形式化定義I=(O,P,A,R),其中O是完整性約束所涉及的數(shù)據(jù)對象集合,P是對象所滿足的謂詞,A是觸發(fā)檢查的條件,R是約束不滿足時的反應(yīng)動作[2]
一、常見的數(shù)據(jù)完整性約束
根據(jù)分類角度不同,可將完整性約束分為如下幾類:
·域、元組、集合完整性
·立即約束和推遲(到EOT)約束
·狀態(tài)約束和狀態(tài)演變約束。
·標(biāo)準(zhǔn)和定制的數(shù)據(jù)完整性約束
實際的系統(tǒng)中,一般將數(shù)據(jù)完整性約束分為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)完整性約束和定制的數(shù)據(jù)完整性約束。標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)完整性約束是DBS已經(jīng)實現(xiàn)的內(nèi)部規(guī)則,包括域完整性、實體完整性和引用完整性。
域完整性(FieldIntegrity)保證一個數(shù)據(jù)庫不包含無意義的或不合理的值,即保證表的某一列的任何值是該列域(即合法的數(shù)據(jù)集合)的成員。方法是限制列的數(shù)據(jù)類型、精度、范圍、格式和長度等。
實體完整性(EntityIntegrity)保證一個表中的每一行必須是唯一的(元組的唯一性)。為保證實體完整性,需指定一個表中的一列或一組列作為它的主鍵(PrimaryKey)。一個表中每行的主鍵必須確實含有一個值。一個表只能含有一個主鍵,如需要從其它列中除去重復(fù)的值,可以將一個或一組非主鍵列指定為一個候選鍵或唯一值鍵。
引用完整性(ReferenceIntegrity)定義了一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫中不同的列和不同的表之間的關(guān)系(主鍵與外鍵)。要求一列或一組列中的值必須要與相關(guān)的一列或一組列中的值相匹配。從屬的一列或一組列稱之為外鍵(ForeignKey)。被引用的列或一組列稱之為父鍵,父鍵必須是一個主鍵或唯一鍵。外鍵屬于子表或明細表,父鍵屬于父表或主表。若父鍵和外鍵屬于同一表,則稱之為自引用完整性。子表某行的外鍵必須與主表的主鍵相匹配,只要依賴于某主鍵的外鍵仍存在,主表中包含該主鍵的行就不能刪除。
由于每個公司的數(shù)據(jù)庫都有自己獨特的業(yè)務(wù)規(guī)則集,所以系統(tǒng)必須有一種方式來實現(xiàn)定制的業(yè)務(wù)規(guī)則即定制的數(shù)據(jù)完整性約束。定制的數(shù)據(jù)完整性約束可由如下幾種方法實施。
一種最原始的方法是將將每一個完整性約束編入要訪問數(shù)據(jù)庫的每個應(yīng)用程序中,缺點是在每個相關(guān)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序中,開發(fā)者都要對相同的完整性規(guī)則進行編碼、測試和排錯。若某一規(guī)則變動,所有相關(guān)的應(yīng)用程序都得改動。應(yīng)用程序須向DBServer請求大量的數(shù)據(jù),以執(zhí)行該應(yīng)用程序內(nèi)部的數(shù)據(jù)完整性規(guī)則檢查,這將阻塞網(wǎng)絡(luò)。因而這是一種耗時、低性能的方法。
用戶定義的數(shù)據(jù)類型(User-definedDataType)是由標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型導(dǎo)出的新數(shù)據(jù)類型,它比標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型更準(zhǔn)確地限定了數(shù)據(jù)輸入的范圍。
約束(Check)用于限制列的值域,在數(shù)據(jù)類型限制的基礎(chǔ)上對輸入的數(shù)據(jù)進一步進行限制。通過邏輯表達式來定義列的有效值。
缺省(Default)定義了一個數(shù)值,當(dāng)用戶向數(shù)據(jù)表插入數(shù)據(jù)時,若某個域未給定值,系統(tǒng)自動將定義在該域上的缺省作為輸入
值,保證數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的合理性。
規(guī)則(Rule)是一個用來綁定域或用戶定義數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)庫對象,規(guī)則說明了哪些數(shù)據(jù)可以輸入到域中。任何時刻,用戶輸入或修改數(shù)據(jù)(INSERT或UPDATE),DBMS都將檢查該數(shù)據(jù)是否違反綁定在域上的規(guī)則。
計算機理論基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的多維信息空間探析
虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜合了計算機圖形技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù),它在多維信息空間上創(chuàng)建一個虛擬信息環(huán)境,能使用戶具有身臨其境的沉浸感,具有與環(huán)境完善的交互作用能力。并有助于啟發(fā)構(gòu)思。為了建立起和諧的人機環(huán)境,需要采用以人為本的理念,來構(gòu)造虛擬環(huán)境的多維信息空間,確立在此空間中處理問題和提高認(rèn)識的信息處理原則,人的感知系統(tǒng)、認(rèn)知系統(tǒng)、人類以往的經(jīng)驗與知識以及虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)就成為VE多維信息空間的主要組成部分。
1 多維信息空間
人類是依靠自己的感知和認(rèn)知能力全方位地獲取知識,在多維化的信息空間中認(rèn)識問題。而通常在計算機中信息的處理只是在數(shù)字化的單維信息空間中處理問題,這就造成了人類認(rèn)識問題的認(rèn)識空間與所用的處理問題的方法空間不一致的矛盾,產(chǎn)生了人們難以理解計算機的處理結(jié)果。更難以把已有的感知經(jīng)驗或認(rèn)知經(jīng)驗與處理結(jié)果發(fā)生直接聯(lián)系。因此。需要突破計算機處理單維信息的限制,而把它擴展成具有處理多維信息的能力。
2 基本構(gòu)成
近年來,人們由于使用了計算機,大大加速了認(rèn)識世界和改造世界的進程。但同時也開始對現(xiàn)有的、用計算機來表示和模擬物理世界的方法表示疑義。例如:當(dāng)需要對一個較復(fù)雜的物理情景進行實時的模擬,并且還希望得到大量直觀的模擬結(jié)果時,我們立即發(fā)現(xiàn)其計算量將大增,即使使用最先進的超級計算機,也只能縮小被模擬的物理情景的規(guī)模或減低對直觀性的要求。客觀的需求迫使我們思考一些問題:“是否應(yīng)當(dāng)改變我們表示和模擬物理世界的方法?”“這種一切依靠單維的數(shù)字化的信息處理方法是合理的嗎?”“怎樣在人對物理世界已有的感知和認(rèn)知的體驗和經(jīng)驗上進行信息處理和加深認(rèn)識?”事實上,由于人類是依靠自己的感知和認(rèn)知能力全方位地獲取知識的,是在多維化的信息空間中認(rèn)識問題的,而現(xiàn)行的信息處理工具(尤其是數(shù)字計算機)只具有在數(shù)字化的單維信息空間中處理問題的能力,這就產(chǎn)生了人類認(rèn)識問題的認(rèn)識空間與所用工具的處理問題的方法空間不一致的矛盾,也就產(chǎn)生了人類較難直接理解信息處理工具的處理結(jié)果,更難以把自己已有的感知體驗或認(rèn)知經(jīng)驗與處理工具的處理結(jié)果發(fā)生直接聯(lián)系。因此,人們迫切地希望突破現(xiàn)有數(shù)字計算機只能處理單維的、數(shù)字化信息的限制,而把它擴展成具有處理多維信息的能力。換言之,在未來的信息社會中,人類希望自己在一個適人化的多維信息空間中去處理問題和提高認(rèn)識。我們把能在這種多維信息空間中進行信息處理的工具或環(huán)境稱為VR系統(tǒng)。人的感知系統(tǒng)、認(rèn)知系統(tǒng)、人類以往的經(jīng)驗與知識以及靈境系統(tǒng)都是構(gòu)成多維信息空間的組成部分,
為了說明多維信息空間的構(gòu)成,不妨把它與傳統(tǒng)的單維信息空間作一比較。在數(shù)字化的單維信息空間內(nèi),信息處理工具(或環(huán)境)是計算機,人與計算機是通過鍵盤、二維鼠標(biāo)和顯示屏幕等發(fā)生聯(lián)系的,人類以往的經(jīng)驗是以數(shù)字化形式存儲在數(shù)據(jù)庫內(nèi)的。在適人化的多維信息空間內(nèi),信息處理工具(或環(huán)境)是VR系統(tǒng),人與VR系統(tǒng)是通過各種先進的傳感器和人機接口系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的,人類以往的經(jīng)驗與體驗(全部的感性知識和理性知識)都是理解問題、尋求解答和提出新概念的基礎(chǔ)。
人是通過傳感器把自己的經(jīng)驗和體驗傳送給以計算機為核心的VR系統(tǒng)的,而VR系統(tǒng)通過作用器把處理結(jié)果輸出給人:人基于過去已有的對該物理情景的經(jīng)驗、人在該物理環(huán)境中的現(xiàn)時體驗以及VR系統(tǒng)的現(xiàn)時輸出,在VR系統(tǒng)的幫助下,經(jīng)過綜合集成獲得了對該客觀世界的認(rèn)識和提高,VR系統(tǒng)對處理這類問題的能力也得到同步的增長。
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計算機理論通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在煤炭企業(yè)信息化建設(shè)中的應(yīng)用
1 概述
3 發(fā)展前景
客觀而論,目前VR技術(shù)所取得的成就,絕大部分還僅僅限于擴展了計算機的接口能力,僅僅是剛剛開始涉及到人的感知系統(tǒng)和肌內(nèi)系統(tǒng)與計算機的交互作用問題,還根本未涉及人在實踐中得到的感覺信息是怎樣在人的大腦中存儲和加工處理成為人對客觀世界的“認(rèn)識”的過程。只有當(dāng)真正開始涉及并開始找到對這些問題的技術(shù)實現(xiàn)途徑時,人和信息處理系統(tǒng)間的隔閡才有可能被徹底地克服了。只有到那時,信息處理系統(tǒng)就再也不只是一個只能處理數(shù)字化的計算裝置或信息處理裝置了。它將是一種具有對多維信息處理功能的機器,將是人進行思維和創(chuàng)造的助手,它將是人對他們已有的概念進行深化和獲取新概念的有力工具。要特別強調(diào)的是:即使到那時,人仍將是這個適人化的多維信息空間的主體。
VR技術(shù)所涉及的領(lǐng)域十分廣泛,它包括信息技術(shù)、生理學(xué)、心理學(xué)和哲學(xué)等多種學(xué)科。目前宣傳媒介對這一領(lǐng)域大肆渲染,把它的功能描繪得天花亂墜,甚至到了不可思議的程度。我們必須清醒地認(rèn)識到,雖然這個領(lǐng)域的技術(shù)潛力是很大的、應(yīng)用前景也是很廣闊的,但目前尚處在它的嬰兒時代,還存在著很多尚未解決的理論問題和尚未克服的技術(shù)障礙。
參考文獻
[2]郭四穩(wěn)多維信息空間的動畫設(shè)計與實現(xiàn)[J]計算機工程與設(shè)計,2007,(09)
【關(guān)鍵詞】視頻;音頻;知識服務(wù);直播在線;學(xué)術(shù)研討會
學(xué)術(shù)期刊作為記錄和傳播科研成果的重要載體,長期以來承擔(dān)著極大的社會責(zé)任,對推動國家科技發(fā)展以及創(chuàng)新交流都起著重要作用。然而,由于學(xué)術(shù)期刊的受眾面窄,優(yōu)秀學(xué)術(shù)成果的大眾普及度不高,有需求的讀者較難找到學(xué)術(shù)研究成果的整體脈絡(luò),學(xué)術(shù)期刊的知識服務(wù)功能受到一定制約。近年來,知識服務(wù)得到了快速的發(fā)展,期刊行業(yè)也試圖在知識服務(wù)領(lǐng)域有所作為,然而,大部分學(xué)術(shù)期刊的知識服務(wù)產(chǎn)品形態(tài)、盈利模式單一。隨著媒體融合發(fā)展的不斷推進,尤其是5G技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用,人工智能、虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)等新一代技術(shù)高速發(fā)展并不斷融入出版領(lǐng)域當(dāng)中,這給學(xué)術(shù)期刊的知識服務(wù)創(chuàng)新發(fā)展帶來了新的機遇。
一、我國學(xué)術(shù)期刊知識服務(wù)的現(xiàn)狀
1.知識服務(wù)產(chǎn)品形態(tài)單一從學(xué)術(shù)期刊產(chǎn)品的形態(tài)來看,即便經(jīng)歷了媒體融合階段,大部分期刊仍舊以紙質(zhì)期刊為主要傳播載體,雖然它們將數(shù)字化內(nèi)容收錄到知網(wǎng)、龍源期刊、萬方數(shù)據(jù)庫等期刊平臺,在一定程度上擴大了學(xué)術(shù)成果的傳播范圍,但出版的載體仍是紙質(zhì)期刊。不可否認(rèn)的是,經(jīng)過媒體融合發(fā)展階段,有部分學(xué)術(shù)期刊社走在前列,實現(xiàn)了線上的數(shù)字期刊出版。然而無論是紙質(zhì)期刊,還是數(shù)字期刊,當(dāng)前我國學(xué)術(shù)期刊出版的形態(tài)仍舊以文字、圖片、數(shù)據(jù)的平面展示為主,這是產(chǎn)品形態(tài)單一的表現(xiàn)。隨著5G商用的推進,智能終端的廣泛普及,人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的高速發(fā)展,人們獲取信息、學(xué)習(xí)知識的途徑與方式發(fā)生了快速的變化,學(xué)術(shù)成果紙質(zhì)化或僅以“文字+圖片+數(shù)據(jù)”展示的數(shù)字版已難以適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境下用戶的需求。
2.知識服務(wù)模式單一從服務(wù)模式來看,當(dāng)前學(xué)術(shù)期刊的服務(wù)模式也極為有限,這主要是受限于產(chǎn)品形態(tài)單一。從服務(wù)對象來看,學(xué)術(shù)期刊服務(wù)的對象以作者為主,服務(wù)模式主要是“采—編—發(fā)”,作者將稿件投遞到期刊社后,要等待較長的審稿期,最關(guān)鍵的是紙質(zhì)期刊版面有限、刊發(fā)周期長,難以滿足作者快速發(fā)表成果的需求。服務(wù)內(nèi)容也僅限于版面提供,以及針對論文修改的溝通、建議等傳統(tǒng)服務(wù),服務(wù)模式單一。事實上,除了需要發(fā)表學(xué)術(shù)成果的作者,還有大量需要尋找學(xué)術(shù)研究成果的專家、學(xué)者用戶,甚至是廣大的普通用戶。讀者對學(xué)術(shù)成果的需求,就是快速獲取相關(guān)研究成果、數(shù)據(jù),甚至預(yù)測研究方向。受限于單一的產(chǎn)品形態(tài)以及服務(wù)模式,學(xué)術(shù)期刊對專業(yè)讀者群體的服務(wù)是缺失的,更不用說為廣大普通讀者提供知識服務(wù)。而5G時代的到來,知識服務(wù)行業(yè)快速發(fā)展,用戶對學(xué)術(shù)成果的知識服務(wù)需求也將會有較大的改變,這將倒逼學(xué)術(shù)期刊創(chuàng)新知識服務(wù)模式,擴大服務(wù)對象,滿足更多用戶展示、獲取學(xué)術(shù)成果的需求。
二、新技術(shù)創(chuàng)新知識服務(wù)產(chǎn)品形態(tài)
專業(yè)、嚴(yán)謹(jǐn)、精深是學(xué)術(shù)期刊的主要特點,也是學(xué)術(shù)期刊生存的首要法則。然而,利用單一平面化的圖文、數(shù)據(jù)形式來展示專業(yè)的學(xué)術(shù)成果,無論是對專家學(xué)者來說,還是對廣大普通讀者來說,都是相對枯燥的形式,不僅不便于讀者理解獲取,還不利于傳播。在5G時代,學(xué)術(shù)期刊知識服務(wù)首要思考的是結(jié)合新技術(shù)來創(chuàng)新產(chǎn)品形態(tài),改變以往學(xué)術(shù)出版枯燥、刻板的形式,如將產(chǎn)品音頻化、視頻化、3D化,甚至結(jié)合VR/AR技術(shù)等,將學(xué)術(shù)內(nèi)容進行多形態(tài)、立體的全方位展示,使學(xué)術(shù)成果更為直觀。
1.多媒體產(chǎn)品形態(tài),直觀展示學(xué)術(shù)成果與圖文相比,音頻、視頻可以給用戶帶來更為豐富的信息量和更具體的展示,具有更高效的傳播效率。對用戶來說,閱讀科技期刊論文需要擁有較多的知識儲備,需要大量的時間和精力,如果學(xué)術(shù)成果通過音頻或者視頻的形式展示,用戶可快速理解核心內(nèi)容。音頻/視頻的講解可以是論文的作者,也可以是行業(yè)內(nèi)知名學(xué)者,講解內(nèi)容可以是經(jīng)典文獻,也可以是前沿學(xué)術(shù)成果。音頻/視頻講解的模式成本低、制作期短,期刊社可以多元化開發(fā)期刊資源以滿足用戶需求。如醫(yī)學(xué)頂級期刊NEJM和Lancet就相當(dāng)注重視頻和音頻的產(chǎn)品形態(tài),在官方網(wǎng)站上專門設(shè)立了Audio&Video欄目,專門作者的音頻及視頻,幫助讀者理解論文的核心內(nèi)容。Nature每周都會免費的音頻向讀者概述當(dāng)期文章的核心內(nèi)容,這其中還包括世界各地記者以及著名科學(xué)家對論文的評論和分析。我國也有值得借鑒學(xué)習(xí)的做法,中國醫(yī)學(xué)會雜志社在視頻應(yīng)用方面有深度的應(yīng)用。2015年8月,該社獲準(zhǔn)在線出版《中華心血管病雜志》(網(wǎng)絡(luò)版),經(jīng)過兩年多的探索后,中國醫(yī)學(xué)會雜志社進一步深度融合新技術(shù),在2018年12月將《中華心血管病雜志》(網(wǎng)絡(luò)版)更名為《中華心臟病學(xué)視頻雜志》,致力于以視頻和音頻的展現(xiàn)方式報道專業(yè)領(lǐng)域的研究成果。《中華心臟病學(xué)視頻雜志》不僅以傳統(tǒng)的文本形式展示學(xué)術(shù)成果,還以音頻及視頻出版方式傳遞知識,使得實驗研究等更為直觀、生動、可視化。除了可聽可見,《中華心臟病學(xué)視頻雜志》還可以“見人”,即見作者本人——每篇文章的作者都出鏡介紹自己研究的思路、成果,與讀者進行更為直接的交流。近年來,VR/AR技術(shù)在出版領(lǐng)域、教育領(lǐng)域都有較為廣泛的應(yīng)用。VR/AR可以利用計算機制作一個逼真的虛擬環(huán)境,再通過相關(guān)的傳感設(shè)備讓用戶沉浸在虛擬場景中,通過聽覺、視覺、觸覺等與場景交互。相較視頻和音頻,“VR/AR+期刊”的產(chǎn)品形態(tài)無疑更具有互動性,也更便于讀者理解學(xué)術(shù)成果。尤其是隨著5G技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用,AR閱讀眩暈感將得到極大降低,AR內(nèi)容因數(shù)據(jù)傳輸造成的卡頓也將減少,同時5G的應(yīng)用也將帶來AR傳感設(shè)備的技術(shù)變革,降低設(shè)備的開發(fā)、維護成本,這就降低了出版機構(gòu)引入VR/AR技術(shù)的成本。因此,學(xué)術(shù)期刊在結(jié)合VR/AR技術(shù)領(lǐng)域有較大的探索空間,應(yīng)當(dāng)牢牢把握5G時代的VR/AR技術(shù)優(yōu)勢,創(chuàng)新知識服務(wù)產(chǎn)品形態(tài)。
2.直播和舉行在線學(xué)術(shù)研討會,創(chuàng)新學(xué)術(shù)交流服務(wù)發(fā)表、展示、傳播學(xué)術(shù)成果是作者的需求,尋找、獲取學(xué)術(shù)成果是讀者的需求,高效的學(xué)術(shù)交流亦是作者、讀者不可忽略但又長期沒有得到很好滿足的需求。學(xué)術(shù)交流有利于擴大科學(xué)研究的視野,快速檢驗研究成果,是科研中必不可少的環(huán)節(jié)。我國學(xué)術(shù)期刊在建立學(xué)術(shù)交流平臺、促進學(xué)術(shù)交流的發(fā)展中仍存在較大不足,主要原因是學(xué)術(shù)交流的形式多以線下會議為主,不僅需要耗費大量的人力、物力、財力,而且要同時協(xié)調(diào)多方面專家學(xué)者的時間,成本高、頻次低,難以滿足學(xué)術(shù)交流高時效的需求。在互聯(lián)網(wǎng)時代,專家學(xué)者直播和舉行在線學(xué)術(shù)研討會成為一種新的學(xué)術(shù)交流形式,既可以充分發(fā)揮線下研討會在交互性、專業(yè)性方面的優(yōu)勢,又能很好地解決線下會議需要召集人員和解決時間、場地等方面的問題,最為關(guān)鍵的是時效性強、傳播范圍廣、覆蓋面廣,用戶的參與成本更低。尤其是隨著5G技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用,高速率、低時延的技術(shù)特點將會促進直播、在線實時培訓(xùn)交流等形式的常態(tài)化發(fā)展。通過學(xué)術(shù)成果的直播,以及召開在線學(xué)術(shù)研討會,專家學(xué)者可以第一時間與其他學(xué)者分享交流,及時更新研究動態(tài),避免研究成果出現(xiàn)滯后、重復(fù)等問題。如《沉積學(xué)報》在2016年就開始嘗試?yán)肣Q群召開在線學(xué)術(shù)會議,每期有特定的主題,并邀請?zhí)囟ㄖ髦v人(一般以有一定成果和影響力的科研人員為主)主持,至今已召開數(shù)十場在線學(xué)術(shù)會議。通過線上學(xué)術(shù)會議,《沉積學(xué)報》不僅提升了期刊的學(xué)術(shù)水平,增強了作者和讀者黏性,提高了約稿質(zhì)量,還培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的青年學(xué)者,在廣大學(xué)者當(dāng)中建立起良好的期刊品牌形象。未來,《沉積學(xué)報》將在線學(xué)術(shù)研討會當(dāng)作新型知識服務(wù)產(chǎn)品,考慮在線課堂、在線付費會議等形式。無論是專家學(xué)者的直播,還是在線研討會的實時交流,都是力求通過新技術(shù)來創(chuàng)新、提升知識服務(wù)的能力,建立知識服務(wù)的橋梁。
三、專業(yè)類應(yīng)用及工具助力知識服務(wù)發(fā)展
伴隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,專業(yè)類應(yīng)用及工具作為知識服務(wù)的一大門類,圍繞學(xué)術(shù)期刊的科研、寫作等不同環(huán)節(jié),可為科研工作者提供相關(guān)的工具、應(yīng)用服務(wù),將會有更多的創(chuàng)新發(fā)展。
1.科研工作輔助工具在信息匱乏的時代,人們的主要需求是能夠獲取更多信息;在信息爆炸的時代,如何對科研信息進行篩選、分類、管理、分析、探究,則變得尤為關(guān)鍵。如在科研的選題方向上,科研人員需要客觀地評估各項指標(biāo),保證科研的創(chuàng)新性、高起點,如果沒有專業(yè)工具輔助,科研人員將會受到個人經(jīng)驗的干擾。人大數(shù)媒科技(北京)有限公司開發(fā)的移動學(xué)術(shù)科研服務(wù)平臺壹學(xué)者,就提供“課題立項助手”服務(wù)。這一服務(wù)主要基于大數(shù)據(jù)分析、關(guān)聯(lián)挖掘和推薦、聚類算法三大技術(shù)開發(fā),幫助科研人員快速了解相關(guān)學(xué)科的研究趨勢及熱點,并且根據(jù)研究方向推薦同學(xué)科以及跨學(xué)科的合作學(xué)者。在選題預(yù)判環(huán)節(jié),用戶可通過輸入關(guān)鍵詞,獲取近年來在不同學(xué)科領(lǐng)域的文章數(shù)量,了解該選題的研究熱度,隨后可以分析文章的收錄系數(shù),了解當(dāng)前研究文章的質(zhì)量,還可以分析關(guān)鍵詞的研究熱點、研究空白點等。
關(guān)鍵詞:VR;AR;應(yīng)用前景
1 虛擬現(xiàn)實VR概述
虛擬現(xiàn)實技術(shù)(Virtual Reality,VR)是20世紀(jì)90年代初崛起的一種實用技術(shù)。VR技術(shù)指借助計算機以及最新傳感器技術(shù)創(chuàng)造的一種嶄新的人機交互手段,其核心是建模與仿真。它是一種能夠讓現(xiàn)實中的人在計算機所創(chuàng)造的虛擬信息世界中體驗與現(xiàn)實世界同樣的事和物。它具有多感知性、沉浸性、交互性和構(gòu)想性的基本特征。這種虛擬技術(shù)集合了計算機圖形圖像技術(shù)、現(xiàn)實仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)等的多種科學(xué)技術(shù)。它能夠模擬出人的視覺、聽覺、觸覺等的感官功能。使人們在計算機所創(chuàng)造的虛擬世界中通過語言、動作等方式進行實時交流,可以說這種技術(shù)的發(fā)展前景是非常廣闊的,無論是生活上還是軍事上都有非常廣泛的發(fā)展前景。
2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征以及涉及的相關(guān)技術(shù)
2.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征
(1)多感知性的特征,是指視、力、觸、運動、味、嗅等感知系統(tǒng),從人類理想的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展來說,是希望能夠完全的模擬出現(xiàn)實中所有的感知,如在VR營造的環(huán)境中聞到各種味道、能夠有觸碰里面事物的感覺等,如同人在現(xiàn)實中一樣,但因目前的技術(shù)掌握和傳感技g的限制,僅僅只能模擬出一部分。
(2)沉浸性又稱浸沒感或臨場感、存在感等,具體是指人以第一人稱存在于虛擬世界中的真實體驗。當(dāng)然,以目前技術(shù)還沒有達到最理想的程度。
(3)交互性就是指人在虛擬世界中,能夠像在現(xiàn)實世界中一樣,可以通過對一些物體的抓取、使用等動作,感覺到所觸碰的物體的重量、形狀、色澤等一些人與物體之間的互動信息。
(4)構(gòu)想性,即將所想的物件、所做的事情在虛擬世界里面呈現(xiàn)出來,這樣做能達到什么樣的效果,那樣做又能達到什么樣的效果,甚至還可以把在現(xiàn)實世界不可能存在的事和物都可以在虛擬世界中構(gòu)想出來。
2.2 VR技術(shù)中涉及的相關(guān)技術(shù)-軟件
(1)立體視覺現(xiàn)實技術(shù):人通過視覺所獲取到的信息是人本身所有感覺中最多的一種感官,所以虛擬現(xiàn)實技術(shù)中立體顯示技術(shù)占有不可或缺的重要地位。
(2)環(huán)境構(gòu)建技術(shù):在虛擬世界中,構(gòu)件環(huán)境是一個重要的環(huán)節(jié),要營造一個區(qū)域的環(huán)境,首先就要創(chuàng)造環(huán)境或建筑模塊,然后在這個基礎(chǔ)上再進行實時描繪、立體顯示,從而形成一個虛擬的區(qū)域環(huán)境。
(3)真實感實時描繪技術(shù):要在虛擬世界中實現(xiàn)與現(xiàn)實世界相同的事物,僅靠立體顯示技術(shù)還是遠遠不夠的,虛擬世界中必須存在真實感和實時感,簡單來說就是實現(xiàn)一個物體的重量、質(zhì)量、色澤、相對位置、遮擋關(guān)系等的技術(shù)。
(4)虛擬世界聲音的實現(xiàn)技術(shù):在虛擬世界中雖然視覺是獲取信息的重要途徑之一,除了視覺還有很多感官系統(tǒng)可以獲取到周圍的信息。如聽覺,這種技術(shù)就是在虛擬世界中實現(xiàn)聲音,這樣人在虛擬世界里不僅能夠看得到也能聽得到。
2.3 VR技術(shù)涉及的相關(guān)技術(shù)-硬件
(1)輸入設(shè)備。與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相關(guān)的硬件輸入設(shè)備分成兩大類:一是基于自然的交互設(shè)備,用于虛擬世界的信息輸入;另一種是三維定位跟蹤設(shè)備,主要用于輸入設(shè)備在虛擬世界中的位置進行判定,并輸送到虛擬世界當(dāng)中。
虛擬世界與人實現(xiàn)自然交互的形式有很多,比如有數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服、三維控制器、三維掃描儀等。
數(shù)據(jù)手套是一種多模式的虛擬現(xiàn)實硬件,通過軟件編程,可進行虛擬場景中物體的抓取、移動、旋轉(zhuǎn)等動作,也可以利用它的多模式性,用作一種控制場景漫游的工具。數(shù)據(jù)手套的出現(xiàn),為虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)提供了一種全新的交互手段,目前的產(chǎn)品已經(jīng)能夠檢測出手指的彎曲度,并利用磁定位傳感器來精確地定位出手在三維空間中的位置。這種結(jié)合手指彎曲度測試和空間定位測試的數(shù)據(jù)手套被稱為“真實手套”,可以為用戶提供一種非常真實自然的三維交互手段。
數(shù)據(jù)衣是為了讓VR系統(tǒng)識別全身運動而設(shè)計的輸入裝置。數(shù)據(jù)衣對人體大約50多個不同的關(guān)節(jié)進行測量,包括膝蓋、手臂、軀干和腳。通過光電轉(zhuǎn)換、身體的運動信息被計算機識別。通過BOOM顯示器和數(shù)據(jù)手套與虛擬現(xiàn)實交互數(shù)據(jù)衣。
(2)輸出設(shè)備。人在虛擬世界中要體現(xiàn)沉浸的感覺,就必須實現(xiàn)現(xiàn)實世界中的多種感受,如視、聽、觸、力、嗅、味等感官感覺,只不過以目前的虛擬技術(shù)只實現(xiàn)了視覺、聽覺和觸覺罷了。
(3)VR構(gòu)成設(shè)備。虛擬現(xiàn)實世界的構(gòu)成,主要的設(shè)備就是計算機本身了,虛擬世界的所有景象都是靠一個個模型造成的,而這些模型則是由計算機制作出來的。一般計算機被劃分成四個部分:第一,高配置的個人計算機,專門用于普通的圖形配置加速卡,實現(xiàn)于VR技術(shù)中的桌面式特征;第二,高性能圖形工作站,就是一臺高配置的圖形處理計算機;第三,高度并行系統(tǒng)計算機;第四,分布式虛擬實現(xiàn)計算機。
3 VR技術(shù)的應(yīng)用范圍
VR技術(shù)從誕生到現(xiàn)今已經(jīng)歷了幾個年代,其應(yīng)用范圍也越來越廣,如醫(yī)學(xué)方面,可以提供給醫(yī)生進行模擬手術(shù),這樣大大提高了現(xiàn)實中手術(shù)成功的概率。如游戲方面,近年來游戲中的VR如朝陽一樣如火如荼的發(fā)展,游戲者在游戲中體驗著VR技術(shù)帶來的身臨其境與敵人面對面進行廝殺的。如建筑方面,運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將建筑的形式以真實的角度展現(xiàn)在投資方、設(shè)計方、施工方以及后期的物業(yè)管理和更高層次的政府,這把之前的二維平面表達方式或者動畫表現(xiàn)方式進行了升級,使用者可以全方位的感受建筑的空間、尺度和材質(zhì),這對非設(shè)計人員參與到設(shè)計當(dāng)中很有幫助,這使得我們未來的建筑將綜合更多因素,更加合理化,還有軍事、科技、商業(yè)、建筑、生活等。
4 結(jié)語
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一個極具潛力的研究項目,是未來的重要技術(shù)之一。它在理論、軟件或者硬件的領(lǐng)域上都依賴著很多技術(shù),當(dāng)然其中也有較多的技術(shù)只實現(xiàn)了理論,硬件方面還是有待完善的。不過可以遇見,在未來,虛擬現(xiàn)實技術(shù)絕對會被廣泛的應(yīng)用。
參考文獻:
[1] 李袁.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2009,19(36):3-5.
關(guān)鍵詞:VR;電影藝術(shù);沉浸式;觀影
虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)是一種以計算機技術(shù)為核心,借助傳感頭盔、數(shù)據(jù)手套等設(shè)備,讓用戶在虛擬生成的三維動態(tài)環(huán)境中發(fā)生實體行為的仿真性技術(shù)。這種技術(shù)的誕生突破了原來以視覺、聽覺為主的感知系統(tǒng),用戶可以產(chǎn)生觸覺、味覺等感覺通道。它所涉及的核心技術(shù),主要包括人工智能、計算機傳感技術(shù)、人機接口技術(shù)、計算機圖形學(xué)、實時計算機模擬技術(shù)等。自20世紀(jì)90年代此項技術(shù)成型以來,已廣泛的應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、考古、工業(yè)、軍事、建筑、教育、農(nóng)業(yè)等方面,是各國家高新技術(shù)研究水平的體現(xiàn)。
21世紀(jì)以來,隨著影視藝術(shù)不斷在制作技術(shù)層面的提升,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電影產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用日益寬泛。就目前影業(yè)的發(fā)展趨勢來看,西方電影的發(fā)展已至瓶頸,模式的成型與好劇本的稀缺導(dǎo)致了好萊塢等電影集團難以找到出口。20世紀(jì)80年代佳片涌出的時代已經(jīng)久遠,因此虛擬技術(shù)的應(yīng)用被認(rèn)為是西方電影產(chǎn)業(yè)又一個時期轉(zhuǎn)變核心因素。很多人也認(rèn)為,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用給電影帶來了新的觀影體驗,新的電影時代即將到來。
1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電影藝術(shù)中的應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電影藝術(shù)中的技術(shù)應(yīng)用方式是利用多臺攝影機,包括虛擬攝影機在擁有360°全景畫面和漫游不同場景的新媒介下來講述故事。近年,隨著VR技術(shù)的成熟與影視人的呼吁,多部VR短片成功制作,如《Henry》《Lost》《二重奏》等。《Lost》短片擁有很強烈的游戲感,通過一些明顯的視覺元素將觀眾指引到故事的動作中心,而且觀影的方式也十分新奇,不僅可以站著看,還可以坐著、趴著看,當(dāng)你固定了你的視角以后,隨著你凝視的視角,影片動作的進行仿佛真的迷失了一般。《二重奏》是由迪斯尼推出的一部標(biāo)準(zhǔn)的360°全景電影,影片講述的是一對青梅竹馬的伙伴一起成長、經(jīng)歷、陪伴的故事,影片中有一只小狗,而小狗是兩人交匯在一起的關(guān)鍵元素。觀眾可以在觀影過程中選擇男孩、女孩不同的成長視角,最后通過小狗的牽引完成故事的結(jié)局。而故事的導(dǎo)演格蘭?基恩說:“通過擁抱新的技術(shù),我發(fā)現(xiàn)自己又重新燃起了對動畫的熱愛”。確實,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電影短片的制作應(yīng)用已經(jīng)成型。
在電影長片中,虛擬現(xiàn)實技術(shù)也作為影片的重要元素出現(xiàn)在多部影片當(dāng)中,如《黑客帝國》《阿凡達》《鋼鐵俠》《夏日大作戰(zhàn)》等。《阿凡達》中很多場景突出了“連接”技術(shù),而這項技術(shù)就是虛擬現(xiàn)實技術(shù)。而在最新的《鋼鐵俠3》中,制作方花費大量資金對虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行應(yīng)用,影片有一個橋段是托尼和佩珀在托尼的實驗室觀看能量云,觀眾在影院觀影時可以通過佩戴專業(yè)設(shè)備跟隨主角視角進入到能量云里,欣賞這新世界的美妙。由此看來,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在長片電影中的應(yīng)用可以是其他游樂項目及主客觀視角的展現(xiàn),帶來獨特的交互式觀影效果。
2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電影藝術(shù)中的缺陷
虛擬現(xiàn)實的出現(xiàn)也帶來了新的問題,你要怎樣來觀看故事?導(dǎo)演需要怎樣來講故事?那又要如何將表達的故事展現(xiàn)出來?這是VR技術(shù)必須要解決的核心難題。雖然很多公司都渴望利用VR新技術(shù),但很多公司從捕捉素材開始,要如何在現(xiàn)有的三維的顯示世界里表現(xiàn)360°的世界就是一個致命的難點,更何況要讓此項技術(shù)來講述一個精彩的故事,并把人們的情感聯(lián)系帶入其中,更是難上加難。
想要制作一部精良的VR電影不僅僅需要藝術(shù)才華,首先需要解決的是技術(shù)問題。雖然這種全新故事帶來了前所未有的沉浸式觀影體驗,但是長時間的觀影容易讓觀眾感到惡心反胃。有觀者經(jīng)過體驗VR電影后表示:“剛開始確實對這種新的電影技術(shù)帶來的全新視覺歡心不已,但隨著故事的進行,全景的視角讓人感到暈眩,開闊的視角容易導(dǎo)致對劇情的忽視”。VR影片的觀影研究也表明20分鐘左右的VR電影是極限,而必須借助裝備與數(shù)字化環(huán)境中的對象也是導(dǎo)致VR電影難以普及的重要原因,除去極度熱衷新興技術(shù)的人群愿意購買、攜帶傳感設(shè)備外,甚少有人愿意購買這樣技術(shù)產(chǎn)品。而影院也表示,單場或少量影場可以專門配置VR設(shè)備,但是由于添置設(shè)備帶來的資金投入務(wù)必會導(dǎo)致票價的提升。根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)在的電影環(huán)境普及與配置VR裝備還需要時間,除非傳感頭盔能普及如同人類愿意便攜的日常用品一般,那么VR電影將故步自封。并且創(chuàng)造VR內(nèi)容是一個耗時、復(fù)雜又昂貴的過程,不管是拍攝現(xiàn)實世界還是創(chuàng)建虛擬世界,都需要嚴(yán)格的掃描和編輯能力,而且專業(yè)的設(shè)備的耗材也帶來了極大的資金增項。
VR電影的產(chǎn)生是一種全新的影視藝術(shù)形式,它是電影與游戲的混合體,并且影片的生產(chǎn)制作從場景、拍攝開始,到演員的表演和剪輯方式都需要重新設(shè)計。VR科技公司盡最大的努力吸引電影制作者進入到VR電影的開發(fā)中來,而現(xiàn)實是由于現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實技術(shù)硬件的短板。就現(xiàn)有的影片反饋來看,視覺效果的提升舉步維艱,多數(shù)影片利用的是配合視覺特效工具與CG技術(shù)來達到VR的程度,很多電影制作專業(yè)人士則期待VR技術(shù)進步以后再投入到新電影產(chǎn)業(yè)當(dāng)中。
3 對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展與展望
就現(xiàn)有的VR技術(shù)手段,在長片電影中的應(yīng)用還只局限于某個情景或元素的展現(xiàn),完整的VR長片的制作并不現(xiàn)實。電影屬于創(chuàng)作藝術(shù),觀者完整的觀影需要有節(jié)奏、劇情與未知的結(jié)局,這都需要創(chuàng)作者主觀的牽引,如果影片完全由觀眾自主掌控,各種新的問題將隨之而來。
電影藝術(shù)的發(fā)展歷程是二維影像――三維立體――四維立體――全景沉浸式觀影。全景沉浸式的觀影方式必然如同任何科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律一樣,由于自身的短板缺陷,注定其只是一個過渡性模式。2015年,美國的Magic Leap公司表示“直接利用Magic Leap技術(shù)”實現(xiàn)拜托虛擬現(xiàn)實,必須借助設(shè)備而達到增強現(xiàn)實的功能,并且不使用任何的合成技術(shù)。這種技術(shù)是利用特殊的透鏡――光子廣場芯片,把數(shù)字內(nèi)容投射在觀者的透鏡上,徹底解決傳感設(shè)備帶來的有限視角與延時問題,如果研發(fā)成功,將如同人平時佩戴的眼鏡一般輕便。筆者認(rèn)為,這項技術(shù)將是VR技術(shù)的出口,而這項技術(shù)的突破也將改變?nèi)俺两接^影的方式。
電影對VR技術(shù)的應(yīng)用確能抓住觀影者的眼球,因為熱點能帶動關(guān)注。目前就VR技術(shù)在游戲產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用來看,游戲迷們對于此項技術(shù)對游戲帶來的新玩法表現(xiàn)出了十分的熱誠,同時也帶來了價值數(shù)十億美元的經(jīng)濟效應(yīng)。由此看來,每一個喜歡觀影的人都是潛在的受眾群體,如果VR在電影產(chǎn)業(yè)取得成功,將帶來極大的經(jīng)濟效應(yīng)。
參考文獻:
[1] 趙沁平.虛擬現(xiàn)實綜述[J].中國科學(xué),2008(08).
[2] 陳浩磊.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的最新發(fā)展與展望[J].中國科技論文在線,2011(01).
西格啦芙就是SIGGRAPH呀!那么,SIGGRAPH又是什么東東?其實,SIGGRAPH可以拆成兩部分SIG+GRAPH。這個SIG呢,就是ACM Special Interest Group中后三個單詞第一個字母的縮寫。噢,不就是專屬興趣組嗎,有什么了不起,你可能會說我還當(dāng)過班里的小組長呢。你可不能小瞧這個小組,它不是你想象的那個樣子,它可是ACM的分組。
那么,這個ACM是什么意思呢?沒錯,是個縮寫,全稱是Association for Computing Machinery,意思是計算機學(xué)會。這個學(xué)會可是世界上最大的計算機科學(xué)與教育的學(xué)術(shù)組織,聚集了全球一大批杰出的計算機專家學(xué)者和工程技術(shù)人員。按照他們官方的說法,該組織鼓勵對話,共享資源,征服挑戰(zhàn),依靠凝聚杰出的計算機領(lǐng)軍力量,不斷提升行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),表彰優(yōu)秀技術(shù)先鋒,為全體會員提供終身學(xué)習(xí)、職業(yè)進修和專業(yè)交流的各種機會和保障。
我們自然會想到,計算機應(yīng)用范圍如此廣泛深入,滲透在我們的學(xué)習(xí)、工作、生活的各個方面,一個專業(yè)的學(xué)會交叉覆蓋的領(lǐng)域是如此之廣泛,以至于會員都有數(shù)十萬,開一次年會不得聚集上百萬人啊?因此,為了有效地開展學(xué)術(shù)交流,ACM不得不按計算機學(xué)科分支舉辦年會。會員可以根據(jù)自己的專業(yè)方向和研究興趣,加入不同的興趣小組。每個興趣組都有個英文縮寫,前綴都是SIG,后面的字母縮寫就是專業(yè)名稱。例如SIGGRAPH中的GRAPH就代表圖形圖像分支,會員涵蓋了來自全球各國計算機圖形圖像和交互技術(shù)領(lǐng)域數(shù)以萬計的頂級專家學(xué)者和業(yè)界專業(yè)領(lǐng)軍人物。別看它號稱是興趣組,可是每年召開一次的年會總會吸引幾萬名專業(yè)人士出席,參會人數(shù)最高紀(jì)錄達到過5萬之多。
其實人家很文藝
西格啦芙既然是計算機的分支學(xué)會,你可能會覺得它是一群玩程序的理工男的世界,錯!其實他們很文藝!不可否認(rèn),參加西格啦芙年會的許多大咖在計算機領(lǐng)域都是頂尖的先鋒人物,是圖形圖像技術(shù)領(lǐng)域真正的權(quán)威,許多參會者帶來的成果展示的確要亮瞎你的眼。
如果你喜歡看電影,甚至是動畫電影,那我就不用多說了,隨便挑幾部很火的動畫片或科幻電影,例如《瘋狂動物城》《星球大戰(zhàn)》《海底總動員》,等等,他們的導(dǎo)演和視效總監(jiān),甚至整個主創(chuàng)團隊,都會齊刷刷地來參會,來解密那些精彩的電影都是怎樣拍出來的。迪士尼、夢工廠、皮克斯、工業(yè)光魔、數(shù)字王國等的導(dǎo)演、制片明星見面會,讓人們眼花繚亂,馬不停蹄地奔波于不同的場次。大多數(shù)畫面內(nèi)容都是首次披露,使用的技術(shù)是最新最頂尖的,甚至是別的地方、別的時間再也無緣一見的!
今年的西格啦芙――顯現(xiàn)可能
西格啦芙的年會主要包括5種不同形式的展示交流:學(xué)術(shù)論壇、藝術(shù)畫廊、動畫節(jié)、高新技術(shù)展、明星見面會。另外,還有掀起會議的大會主題演講和頒獎儀式。今年的西格啦芙于7月24~28日在美國加州阿納海姆舉辦,大會主題是“顯現(xiàn)可能”。
美國航空航天局火星探索女科學(xué)家、宇宙飛船操控總工程師娜金?柯格斯做了主題演講。她的演講使近萬名與會者群情激奮,讓人們重新思考自己在宇宙的地位,人類探索宇宙的可能性,以及人工智能機器人能達到的極限。她向來自全世界74個國家和地區(qū)的聆聽者放言:“世上無難事,只要有大膽的正確創(chuàng)意。”
西格啦芙萬人矚目的電腦動畫節(jié),給人們不斷地帶來新的驚喜,最佳動畫片《借時間》(Borrowed Time)由美國團隊完成,創(chuàng)意奇特,故事生動,風(fēng)格h異,制作精良。要知道,西格啦芙的最佳動畫片是可以自動入圍奧斯卡最佳動畫短片獎的噢!西格啦芙的動畫片基本代表了動畫技術(shù)的最高水平。
評委會獎獲得者是新西蘭的作品《宇宙洗衣房》(Cosmos Laundromat),這是一部潛在的開放源商業(yè)動畫電影。另外,西格啦芙現(xiàn)場創(chuàng)作競賽勝出的是一部由四家3D和游戲公司組成的團隊合作的結(jié)晶,作品展現(xiàn)了高超的實時動作捕捉技術(shù)。最重要的工程技術(shù)獎,脫穎而出的是一項實時面部捕捉視頻圖像山寨技術(shù)。
西格啦芙最新技術(shù)成果展呈現(xiàn)了20件互動產(chǎn)品,特別強調(diào)科學(xué)探索、高清晰度、數(shù)字影院技術(shù)、以及科學(xué)藝術(shù)融合的互動敘事手法。最為醒目的是一架5米高的巨型機器人Mk.1,體驗者可以登上機器人,通過雙足移動來操縱機器人的運動,該機器人就像是一副巨大的高腳蹬。
VR技術(shù)亮點紛呈
今年的西格啦芙還有一個亮點,就是VR村。虛擬現(xiàn)實的確是個熱門話題,人機互動本來就是西格啦芙的強項,圖形圖像可視化又是西格啦芙科研的基礎(chǔ),虛擬現(xiàn)實(VR)、增強現(xiàn)實(AR)和混合現(xiàn)實(MR)自然是西格啦芙得天獨厚的領(lǐng)域。今年征集的西格啦芙優(yōu)秀論文里,有5%的VR專題;而在應(yīng)用展示項目成果中,大會近1/4的項目都與沉浸式的虛擬現(xiàn)實有關(guān),VR深入到每一個項目當(dāng)中,VR和AR市場越來越大。VR演講者的話題從藝術(shù)的VR技術(shù)(Artistic VR Techniques)到游戲《邦德》(Bound)創(chuàng)作的解析,帶給人們身臨其境的體驗。
在Artistic VR Techniques中,Oculus公司展示藝術(shù)家如何利用Quill工具在VR中完成三維插圖創(chuàng)作。
游戲Bound:Plastic Studio為PS4創(chuàng)作的VR游戲場景演示。
VR電影《入侵!》(Invasion!)中的情節(jié)和沉浸式故事講述中的人機交互。
Google Tango項目把現(xiàn)實世界轉(zhuǎn)換為立體像素。
由索尼公司、東京大學(xué)和山口藝術(shù)中心完成的平行眼(Parallel eyes)的項目,通過眼部跟蹤,利用第一人稱視角來探索人類的能力和行為。每個用戶都可以實時看到其他用戶第一人稱視角的景象,同一時間最多4人。這個全新的技術(shù)裝置把VR帶入了有形的物理空間,建立了一個巨大的不受限制的VR環(huán)境。
日本動畫《攻殼機動隊: VR劇場版》(GHOST IN THE SHELL: THE MOVIE Virtual Reality Diver)投入VR技術(shù),實現(xiàn)360度立體影像,將觀賞時的空間呈現(xiàn)感帶來前所未有的突破。
眼部追蹤在頭戴式可視設(shè)備(HMD)中越來越常見了,也有少數(shù)人將腦電波傳感器加入到HMD設(shè)備中。在AR和VR領(lǐng)域,眼部追蹤已經(jīng)是一件很簡單的事情,但是腦電波數(shù)據(jù)有時會受到干擾,在實時分析腦電波原始數(shù)據(jù)方面還需要做很多工作。VR環(huán)境可以根據(jù)用戶的壓力層級、注意力來作出反饋,或者幫助我們提升記憶力和學(xué)習(xí)能力。目前,神經(jīng)反饋還是一項全新的技術(shù),在VR領(lǐng)域存在著巨大的潛能。
迪士尼帶來一個以叫“IRIDiuM”(Interactive Rendered Immersive Deep Media,交互渲染沉浸式深層媒體)的項目,根據(jù)追蹤用戶的頭部姿勢,配置高精細的沉浸實時內(nèi)容。在第二階段,來自慣性測量單元(Interial Measurement Unit)的數(shù)據(jù)可以被用來追蹤頭部和上半身,肌電圖傳感器也可偵測到手部活動和抓取動作。它們的實時解算器(real-time solver)會根據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)來預(yù)估出用戶姿態(tài),從而帶來更深度的媒體體驗。
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實技術(shù);游戲領(lǐng)域;交互性;虛擬時空;3D游戲
一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)
VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有3I特性,交互性、沉浸性和構(gòu)想性。使用者可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),增強現(xiàn)實中的各種體驗,在某些特定情況下,還能突破各種局限性,讓使用者得到超越現(xiàn)實的更加真實的體驗。VR虛擬現(xiàn)實技術(shù),包含了很多的計算機基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù),如計算機圖像顯示技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、計算機流程處理技術(shù)等。通過這些技術(shù),可以達到模仿使用者嗅覺、聽覺、視覺和觸覺等效果,讓使用者在虛擬環(huán)境中,能夠得到真實世界當(dāng)中的體驗,而且規(guī)避到其中的一些傷害,并且能夠通過自身行動與周圍環(huán)境之間形成交互與互動,創(chuàng)建一種多維信息空間。除此之外,虛擬現(xiàn)實技術(shù)還具有超越現(xiàn)實的虛擬性,作為一種新型技術(shù),它所能達到的虛擬效果絕對是最為逼真,交互性最強的,這也是他被稱為虛擬現(xiàn)實的原因,將虛擬照進現(xiàn)實。虛擬現(xiàn)實作為新型計算機技術(shù),其核心當(dāng)然離不開計算機,它主要也是靠計算機來生成一個可交互的虛擬環(huán)境,虛擬環(huán)境能夠產(chǎn)生立體效果的關(guān)鍵在于外設(shè),與傳統(tǒng)鼠標(biāo)鍵盤的交互方式不同,虛擬設(shè)備包括多種多樣的交互設(shè)備,里面配置有陀螺儀、速度感應(yīng)計等,可以提供全方位的運動監(jiān)測,用于三維空間的運動感應(yīng)。其中,虛擬現(xiàn)實頭盔、數(shù)據(jù)衣和三維投影儀等都比較成熟,而像數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)跟運動跟蹤器等裝置主要用于虛擬現(xiàn)實交互。與現(xiàn)實中的感官體驗相比,虛擬現(xiàn)實技術(shù)一樣做到了視覺系統(tǒng)與運動感知系統(tǒng)的分離,不僅如此,還大大提高了分辨率、大場景的虛擬效果,并且?guī)в辛Ⅲw聲效,可以使人產(chǎn)生強烈的浸沒感。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊,在文物保護、室內(nèi)設(shè)計、交通模擬、虛擬現(xiàn)實3D游戲等領(lǐng)域,都有著不錯的發(fā)展,虛擬現(xiàn)實技術(shù)正在一步步改變我們的生活。本文就主要講一下虛擬現(xiàn)實在游戲中的應(yīng)用。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在游戲中的應(yīng)用
3D游戲,所追求的是一種虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn),一直致力于為玩家?guī)碜钯v的感官體驗。游戲的發(fā)展從最初的簡單文字游戲,一步步到后來的大型網(wǎng)絡(luò)3D游戲,都是為了能給用戶帶來更好的真實性與交互性,希望能達到如客觀世界一般存在一個游戲的虛擬世界。3D游戲,即是三維游戲,3D游戲通過三維空間的原理,在游戲中運用了長、寬、高等三種度量,來達到游戲世界對客觀世界的真實還原,相對于2D平面游戲,也更加的吸引人。場景就是游戲世界各種活動所發(fā)生的場所,在游戲中起著很重要的作用,對于3D游戲開發(fā)來說,目前適合虛擬現(xiàn)實技術(shù)的有:冒險類、動作類、賽車類和角色扮演類。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)游戲技術(shù),目的是僅僅是為了滿足玩家的精神追求,更加注重游戲世界的設(shè)定,而忽視了玩家體驗,將玩家拒之于顯示器之外,玩家只能通過操作角色來體驗游戲中的各種設(shè)定,游戲體驗僅僅停留于鍵盤跟鼠標(biāo)的操作,并不能真正達到一種真切的感官體驗。隨著網(wǎng)絡(luò)游戲時代、技術(shù)的發(fā)展,人們更加傾向于去進行帶有實際體驗的虛擬現(xiàn)實3D游戲,虛擬現(xiàn)實類游戲,占據(jù)著更多的市場,這種大大提高了玩家體驗,與傳統(tǒng)的3D游戲完全是不一樣的游戲,能讓玩家在其中得到感官上滿足。虛擬現(xiàn)實技術(shù)游戲模擬方面展現(xiàn)出它的優(yōu)勢,玩家通過一系列的可穿戴設(shè)備,與游戲中的角色合二為一,它可以模擬任何世界上客觀存在的物質(zhì),也可以模擬人腦中抽象出來的精神物質(zhì),更加真實的體驗到游戲中的角色就是自己,自己就是游戲中的角色。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在3D游戲中的應(yīng)用完全的將人類智慧的結(jié)晶,科技的成果展現(xiàn)出來,它將虛擬現(xiàn)實技術(shù)的逼真性、互動性、沉浸性和構(gòu)想性表現(xiàn)得淋漓盡致。計算機可以阻止一個虛假的圖像在墻壁前停止,但它卻很難阻止真人的行動,操作者在虛擬空間中的運動是不受限制的,可以自由出入于這個空間,這也是傳統(tǒng)模擬游戲與虛擬現(xiàn)實游戲之間存在的最大的差別,也是虛擬現(xiàn)實技術(shù)賦予游戲的獨特魅力。
三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)前景和未來發(fā)展
虛擬現(xiàn)實技術(shù)現(xiàn)在的發(fā)展能夠?qū)⒁恍┖唵蔚?D游戲進行完全的操作,但在一些大型3D網(wǎng)絡(luò)游戲中,仍然很難以讓玩家得到一個足夠良好的游戲體驗,所以還有很大的發(fā)展空間,讓玩家能夠真切的去體驗游戲世界當(dāng)中的各種體驗,讓游戲帶給玩家更多的快樂。
VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一個新型技術(shù),近年來一直備受關(guān)注,僅在2015年間就有200多家風(fēng)投企業(yè)對VR行業(yè)總計投入了35億美元。這其中,很多明星、影視導(dǎo)演也熱衷于網(wǎng)絡(luò)新技術(shù),像大家都很熟悉的林志穎,便有自己的科技公司,像黃曉明、張藝謀等藝人,也準(zhǔn)備進入VR行業(yè)。國內(nèi)一些大型企業(yè),如聯(lián)想、小米、華為也都積極致力于VR硬件設(shè)備的開發(fā)。盡管現(xiàn)在VR行業(yè)看上去一片大號,但由于3D游戲主機在國內(nèi)市場剛剛解禁,市場占有份額不打,限制了國內(nèi)VR技術(shù)的發(fā)展,目前國內(nèi)的VR技術(shù)水平與國際頂尖技術(shù)仍然存在較大的差距,仍然需要我們繼續(xù)的努力來發(fā)展VR技術(shù)。(作者單位:西華大學(xué))
參考文獻:
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論文摘要:本文從虛擬現(xiàn)實技術(shù)幫助學(xué)生獲取緘默知識、改變學(xué)生的學(xué)習(xí)手段與學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)三個方面,探討虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響。
一、 虛擬現(xiàn)實幫助學(xué)生獲取緘默知識
(一)緘默知識
緘默知識是英國學(xué)者波蘭尼于 1958年首次提出的一個新概念。他指出:“人類有兩種知識,通常所說 的知識是用書面文字或地圖、數(shù)學(xué)公式來表述的,這只是知識的一種形式,還有一種知識是不能系統(tǒng)表述的,如我們有關(guān)于自己行為的某種知識。如果我們將前一種知識稱為顯性知識的話,那么我們就可以將后一種知識稱為緘默知識。”緘默知識往往不容易被人們所注意,但并不能說明緘默知識在人類實踐活動沒有價值或微不足道。恰恰相反,緘默知識是非常重要的一種知識類型,事實上它們在支配著人的認(rèn)識活動的整個過程,是人們獲得顯性知識的“向?qū)А薄J紫龋挥型ㄟ^緘默知識或緘默認(rèn)識到途徑,人們才能發(fā)現(xiàn)一個有新意的真正的科學(xué)問題,因為這些科學(xué)問題還是問題,還不明了,處于隱蔽模糊的狀態(tài),當(dāng)然不可能有明確的邏輯證明,只能依靠經(jīng)驗直覺(其中包含緘默知識)而達到;其次,科學(xué)家要做出科學(xué)的發(fā)現(xiàn),就必須將那些一般意義上的科學(xué)技巧如觀察、記錄、描述、資料分 析等個性化 、實踐化,轉(zhuǎn)變 為他自己獨特的知識,這個個性化、實踐化的過程實 際上是把一般意義的科學(xué)技巧(顯性知識)與個人的緘默知識相結(jié)合的過程;再次,在任何科學(xué)理論的論證過程中,在各個階段都會有意想不到的情形發(fā)生,這是繼續(xù)進行研究還是終止,在很大程度上也是一個不能加以清晰表達的建模過程;最后,一個可與陳述是否被人們接受,也依靠人們的緘默知識來幫助,人們在心目中都有一套說不清道不明的認(rèn)同這種說法拒絕另一種說法的標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)是緘默知識的一部分。由此可以看出,緘默知識在人的認(rèn)識活動中是至關(guān)重要的。
(二)虛擬現(xiàn)實技術(shù)幫助學(xué)生獲取緘默知識
虛擬現(xiàn)實技術(shù)所具有的沉浸性和交互性使得學(xué)習(xí)活動具有實踐的性質(zhì),虛擬實踐以信息的符號化轉(zhuǎn)換為物質(zhì)載體,這就擺脫了原始狀態(tài)下虛擬思維的對象的虛無與神秘,同時也解決了原型條件實踐下對象創(chuàng)設(shè)的諸多局限于無奈。在虛擬現(xiàn)實的環(huán)境下,學(xué)習(xí)者可以通過對大陸現(xiàn)實素材進行可控的疊加、分解、重組、試探和驗證,來尋找和發(fā)現(xiàn)事物各種新的可能性,并展示其接近現(xiàn)實的真實圖景。遨游于虛擬世界中,學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)到的知識將是帶有情境性的包含緘默知識在內(nèi)的完整、豐滿的知識,而不只是抽去汁肉的骨架式的顯性知識。
二 “右腦革命”——虛擬現(xiàn)實技術(shù)改變學(xué)生的學(xué)習(xí)手段
布萊克斯利在 1980年出版的((右腦與創(chuàng)造》中寫道:“計算機革命,從根本上說,它乃是左腦革命的延伸。計算機實際上是擴展了我們 進行抽象邏 輯思維的能力。而對于右腦所進行 的那種類型的思維,不能對計算機抱有不恰當(dāng)?shù)纳萃!边@段話 明確表明計算機技術(shù)只是能擴展我們進行抽象邏輯 思維的能力,而對于我們的形象思維的能力卻是無能為力。
在虛擬世界里,人們不僅僅可以通過邏輯的方式進行學(xué)習(xí),更主要是通過形象化的方式進行學(xué)習(xí)。虛擬技術(shù)被稱為第一個推動人們身體活動獲取知識的智能技術(shù)。虛擬技術(shù)提供的學(xué)習(xí)和認(rèn)識方式,不僅僅是邏輯和形象的結(jié)合,還特別有認(rèn)知能力和感知能力的結(jié)合。
三、學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)
(一)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維
虛擬現(xiàn)實技術(shù)打破了傳統(tǒng)的意向傳授知識的教學(xué)模式,學(xué)生可以最大限度地發(fā)揮主動性和積極性,夠開導(dǎo)學(xué)生思維的流暢性、變通性和精細性,為培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維提供了豐富的資 源和便利的空間,將學(xué)生的學(xué)習(xí)、練習(xí)及自我測驗結(jié)合起來,形成一種生動、活潑、積極的教學(xué)方式 ,這是任何傳統(tǒng)的教學(xué)方式、方法所達不到的,具有不可替代的功能和作用。
(二)培養(yǎng)學(xué)生的形象思維
形象思維的基礎(chǔ)是觀察能力、聯(lián)想能力和想象能力 (包括再 造想象和創(chuàng)造想象)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠構(gòu)造出最佳的課堂教學(xué)環(huán)境,能夠提供和展示各種現(xiàn)實的學(xué)習(xí)情境,誘導(dǎo)學(xué)生即席思考,激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想。例如利用計算機模擬物理中的電子云圖。核外電子運動的規(guī)律與普通物體的運動規(guī)律不同,用眼睛看不見,用儀器觀察不到、測量不出來,而且核外電子的運動也沒有確定的軌道,運算速度極快,既看不到、又不能測定算出它在某一時刻所在的位置,只能用統(tǒng)計的方法描述它。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所提出的各種假設(shè)模型進行虛擬,通過虛擬系統(tǒng)便于工作可直觀地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果。
參考文獻