视觉实验（精选7篇）
视觉实验 篇1
摘要：随着计算机和成像技术的迅速发展,机器视觉相关的理论和技术在生产和教学中变得越来越重要。本文分析了智能、视觉和计算三者之间的关系,指出了进化和训练对于机器视觉系统的重要性,设计了一种用于机器视觉研究和教学的视觉虚拟平台,提出了基于视觉仿真的机器视觉研究和教学方法。
关键词：进化计算,机器视觉,视觉虚拟平台
当前机器视觉已经成为制造、交通、机器人、军事等领域中各种智能系统中重要部分。虽然大量相关的研究成果不断涌现，但是在复杂、高速、实时的环境下，要利用计算得到相关的视觉信息，却依然很困难，其主要原因在于机器视觉的自适应性问题没能得到很好的解决。目前机器视觉也成为许多高校中电子类专业本科高年级及研究生的一门重要的专业课程。在机器视觉的相关教学中我们发现，呈现在学生面前的是一系列的彼此难以融合的技术和方法，在视觉系统的设计与研究过程中，存在开发与实验的周期过长，由于实际的实验环境的限制，实验过程一般难于重现，相关的算法的性能难于对照和衡量等问题。本文对视觉、智能、和计算三者之间的关系进行了探讨，提出了通过进化计算实现机器视觉的途径，建立了基于进化计算的机器视觉模型；为了方便基于进化计算的机器视觉的研究和实验，本文设计了一种视觉虚拟平台，为进化程序的学习和评价、相关的实验和研究提供了高效的平台。
一、视觉、智能、和计算
早在20世纪50年代人们就注意到人类智能与机器之间可能存在着密切的联系。六十多年来，人工智能在人类思维的部分功能的模拟，比如推理、学习、规划等，取得了较好的效果，但是在模拟认知、心智、形象思维、灵感思维、对未知环境的适应、以及各项功能的有机融合时却远远没有达到预期效果。计算机对于图像的理解问题就是一个典型的难题。对于包括人类在内的纷繁复杂的生物界，进化论认为，生物之间存在着生存斗争，适应者生存下来，不适者则被淘汰，这就是自然的选择；生物正是通过遗传、变异和自然选择，从低级到高级，从简单到复杂，种类由少到多地进化着、发展着。人类的智能和视觉功能是自然界长期演化的产物。生物的进化不是孤立的进行的，实际上，进化可以发生在不同的生物学层次，可以体现在分子水平上DNA和蛋白质序列的协同突变，也可以体现在宏观水平上物种形态性状、行为等的协同演化。从DNA、基因组、蛋白质组、蛋白质结构等相互关系上我们可以看出，在生物演化的过程中，信息扮演了重要的角色。如果我们把生物对于信息的处理看成计算的一种，那么，视觉、智能、计算的关系可用图1表示。
二、视觉虚拟平台
1. 基本思想。
在视觉系统进化计算过程中，系统和外界信息交流是非常关键的，众多的视频材料不仅需要及时提供给学习算法使用，而且常常需要重复使用，以比较各种不同方法的处理效果。我们将虚拟现实技术引入到视觉系统的设计中。借助于这种方式，观察者（人、智能体、或者调用的处理过程）可以“进入”到一个几乎是无限的数据空间之中，与其中的事物或对象进行交互。该数据空间所描述的可以是现实世界中存在的事物；也可以是现实世界中尚未存在，完全是假想的事物。为了验证相关的视觉算法、及缩短算法的开发周期，本文建立了视觉系统的仿真实验平台。在仿真实验平台可以进行目标识别等方面的实验、研究和开发，特别是对于采用进化计算方法进行的训练和测试，具有安全、经济、可重复及不受场地条件限制等优势。
2. 系统结构。
视觉虚拟平台主要功能是：根据已有的媒体材料、检测对象的特性，用视频的方式，再现实验环境或者虚拟出指定的实验环境，以便于视觉系统的研究、开发、训练、调试和性能测试。视觉虚拟平台主要目的是服务于视觉应用程序，为了更方便快捷地设计出高效、准确的、实用的视觉系统，所以其真实性就显得特别重要。为了实现以上功能，本文设计了如图2所示的系统机构，视觉虚拟平台包括：场景和目标描述模块、背景媒体库、运动仿真模块、3维目标建模模块、视频合成模块、虚拟相机和决策编程接口、视频显示等模块组成。系统工作的基本原理是，通过操作人员输入关于场景和目标描述信息，从媒体库中选择适当的背景视频，并对目标进行运动仿真和建模。然后将跟踪目标的图像合成到背景视频中，该视频适当处理后，即可送到虚拟摄像机编程接口输出，或者显示。
3. 场景和目标描述。
为了使得合成的视频真实自然，不仅要求场景和目标图片真实，而且二者之间的融合也非常关键。由于在实际的视觉系统中，目标的信息大多来源于从背景图像中分割出来的目标区域，因此，在虚拟视觉平台的场景和目标描述中，目标的描述的作用更为重要，而场景的描述的作用仅仅是辅助的。本文采用人工指定和拼接的方法，得到背景视频；接着，采用运动仿真物理引擎计算目标的位置姿态。通过参数控制模块，能对获取的视频进行设置，比如视点、视角、采集模式（帧率、幅面）等方面的参数设置。视点和视角的控制采用坐标变换完成。将三维物体在计算机屏幕上显示出来是一个从三维空间到二维平面的投影过程，经历以下几个步骤：(1)调整视点的位置。(2)模型变换，即对模型进行旋转、平移和缩放。(3)投影变换，即把三维模型投影到二维屏幕上的过程。(4)视窗变换，即规定了屏幕上显示场景的位置和尺寸。通过上面的几个步骤，一个三维空间里的物体就可以由相应的二维平面物体表示出来了，也就能在电脑屏幕上正确显示了，与背景视频叠加后就能传递给视觉系统处理了。
4. 视频合成。
视频合成实际上就是将背景视频中的每一帧图像，在指定区域叠加指定的目标的图像的过程。考虑到背景和目标交界区域常常是模糊的，即边界区域像素值是背景和目标的一种组合，本文在VC环境中按下列方式完成图像的合成，设Image＿F(i,j）是目标图像中的像素，Image＿B(i,j）是背景图像中的像素，Image＿O(i,j）是合成图像中的像素，二维实数矩阵A＿First(i,j）、A＿Scond(i,j）用于表示像素的比例，相关的算法描述如下：算法1：目标与背景图像的合成算法。第1步：对于每个像素（i,j）：如果在目标图像中，A＿First(i,j）←1；否则，A＿First(i,j）←0。第2步：对于每个像素（i,j）：设置矩形R={（x,y）|i-5<=x<=i+5;j-5<=y<=j+5}.对矩阵A＿First中矩形R内值为1的像素计数得到K.赋值：A＿Scond(i,j）←（k/25）。第3步：对于每个像素（i,j）:A＿First(i,j）←（1-A＿Scond(i,j））。第4步：对于每个像素（i,j）:Image＿O(i,j）←Image＿F(i,j）*A＿Scond(i,j）+Image＿B(i,j）*A＿First(i,j）.将上述算法实现后，对于一组目标图像和背景图像进行合成的效果如下图所示，其中，图3是一帧背景图，图4是目标、背景合成的图片。
三、视觉虚拟平台的应用
视觉虚拟平台主要用于视觉算法的测试、训练以及视觉信息处理的研究和教学，特别是在基于进化计算的机器视觉设计中，为应用程序提供了一个经济、方便、可控的环境，便于程序的演化或参数的优化。本文将视觉虚拟平台应用于足球机器人的视觉模块的设计、测试和教学。使用过程主要包括下面几个步骤：(1)视频数据采集。将足球机器人的视觉模块在比赛过程中的采集到得数据存储、整理。相关的数据包括背景数据和目标数据。(2)对于背景和目标分别建模。(3)设定参数，利用视觉虚拟平台合成特定的视频，并生成相关的标注。图5是视频合成过程中对参数进行设置的截图，设置主要包括：背景设置、目标设置、运动轨迹和姿态设置、视频频率和幅面设置、干扰设置等等。(4)虚拟相机调用，即程序通过API接口，打开、采集、处理或显示、关闭虚拟相机的过程。图6是调用虚拟相机，获取视频并显示、进行机器人小车识别的截图。
本文将视觉、智能看成进化计算的结果，提出了通过进化计算实现机器视觉的途径；本文利用虚拟现实技术，以相关的媒体为基础，以视频的方式模拟了视觉的现实环境，并将运动仿真物理引擎引入其中，设计了视觉虚拟平台，为机器视觉系统的设计与研究提供了有利条件。不仅缩短了系统的开发时间，使得相关的算法容易测试且具有可重现性和可比性，而且为机器视觉的进化计算提供了必要的条件。
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视觉实验 篇2
视觉传达设计视觉语言的创新
从某种意义上讲，视觉传达设计就是“图形语言化”和“语言化图形”的过程。为了达到信息传达的目标，设计师需要始终不渝地寻找、挖掘并创造出最佳的视觉语言，借以表现传达自我的设计理念和艺术主张。19世纪和20世纪的许多艺术和设计运动都是以探索视觉语言新形式为基本目标的，一种新的形式往往就是由反传统的艺术通过反对过去时代的艺术而创生的，“工艺美术运动”、“新艺术”、“现代主义”、“波普设计”和“后现代主义”等流派的设计运动在形式方面的试验与革命，以及为寻找并获得体现时代特征的形式和视觉语言而进行的探索都说明了这一点［2］。视觉语言创新的重中之重在于对图形、文字、色彩这三大视觉元素的创新以及这三大元素相互之间的美学性构成的创新。而对于设计师来说，每一种视觉元素都是其表现自己设计作品的功能与风格的基本要素，在选择这些视觉元素来传达信息时，应该突破一般视觉所习惯的东西，力求以简约化、符号化的形式表现最为丰富的内容。
刍议高校视觉传达设计实验教学 篇3
视觉传达设计在我国的设计教育领域中占有很重要的位置。据相关资料显示, 我国每年从各高校此专业毕业的专科生、本科本有十几万人, 此专业的规模庞大, 这就要求各高校对专业教育模式的高度重视, 对课程的设置、教育管理、教学模式、教学改革等跟上社会发展的潮流, 适应发展需要, 培养人才。现阶段, 我国很多高校在设置专业过程中, 基本还是采用传统的教学课程内容, 教学模式、教学思想等往往停留在旧时代, 跟不上社会发展的脚步。在教学模式方面, 其缺点尤其突出, 直到20世界80年代才出现现代设计教育, 基本上都是照搬照抄国外的教学模式, 没有结合我国的国情相关考虑, 也没考虑我国环境之下的实践能力及创新精神。所以缺乏了创新性, 教育成果并不理想, 学生也不得不到全面的设计知识吸收。面对种种教育的漏洞, 对视觉传达设计专业提出相关质量要求是时代发展的需求, 是教育改革的必然结果。
视觉传达设计的范围很广, 其包括了标志设计、包装设计、字体设计、图像设计、书籍设计、广告设计、形象识别的领域内容, 是一门综合性很强的学科, 且具有很强的创新性, 对人才的培养要求也很严格。社会对设计专业的人才要求是不仅具有一定的理性及思考综合能力, 还要有创新能力, 这就要求了高校在丰富课程体系方面加强改革, 使得学生的综合思维能力得到培养。目前来说, 我国的设计教育模式比较落后, 对国外教育的模式过分参照, 没有创新性, 比较死板;且对视觉传达设计的课程较为循规蹈矩, 没有创新, 教学的内容跟不上日益发展的时代需求, 专业范围不够宽阔, 与我国对复合型人才的需求产生了冲突。对于种种教育模式出现的问题, 这要求高校发展动态的课程研究体系, 结合时代发展的需求改革教育体系, 不断创新教育模式, 跟着社会发展的脚步改革。
二、视觉传达设计教学模式的新思路
理论知识和实践探索是视觉传达设计课程的两个重要教学内容。改革教育模式的目标是充分发挥出专业的特有的创新性, 建设新思路, 为社会发展需要培养综合性的设计人才。要改革教学模式就要意识到教学的最终目的就是实践。所以要注重教学实践性, 把教学内容和科研、实践活动结合一起, 结合专业教学成果, 让学生体现专业的使用价值。同时还要不断丰富课程体系, 摆脱传统死板枯燥的教育, 加强校企合作, 开办学术交流活动, 把教育成果推向市场, 让学生感到专业在社会上的优势和大的发展空间。
(一) 创新课程内容
就课程内容创新来说, 我们可以尝试让专业课和修选课的融合一起, 使两课程的教学内容结合, 让学生对上课更感兴趣。例如, 在室外的写生课与室外的摄影课结合在一起, 就能让学生的写生与摄影知识都得到吸收, 且不会感到单一门课的枯燥。通过室外的写生和摄影, 培养的创新思维、发掘主动思考的潜力, 通过实践, 提高学生艺术创意素养, 全面有效掌握视觉设计专业知识。
(二) 增强手绘及快速设计方案
现在视觉传达设计主要通过计算机来表现成果, 在学习的过程中学生也多数接触计算机等专业设备, 从而忽视了动手能力。一个人的艺术天分在手绘方面特别能展示出来, 手绘是设计的一个基础, 学生在使用专业设计的计算机软件同时往往忽视了手绘的能力。高校需要重视学生的手绘设计能力, 手绘能使学生不忘创作设计初心, 多训练学生的快速设计能力, 也让学生更好得感受设计的原始灵感, 培养学生对艺术的敏感性。
(三) 提升学生的创新思维能力
专业要求学生对资料的采集、调研、分析以及思考的处理能力, 有一定的反思能力。这要求高校对学生进行实验累积经验, 激发其创新能力的培养, 促进学生分析问题解决问题的能力提高。教师对学生的课外知识也要给予注重灌输, 给学生丰富课外知识, 了解社会设计行业的发展现状, 例如麦当劳的大M标记设计深入民心, 也可提供国内外优秀设计作品参考, 使得学生对这个专业的了解更加广泛, 也明确其就业发展前景。
三、授课形式的多样化
教师是专业知识的传播者, 是学生吸收知识多少的直接影响者, 在教育事业中的最重要的角色。在高校改革教育模式的同时, 教师也要改变自己的授课模式, 抛开传统的死板授课模式, 结合学生的情况, 制定最合适的上课方案, 充分调动学生的学习主动性和积极性, 启发学生对设计的灵感。实验教学的授课可以多样化, 采取室外活动等新型模式, 科学得进行知识传播。教师可以把原本在室内讲解的专业课本知识在室外举行活动再结合书本内容对学生进行指导, 让学生在实践中学习到专业知识;举行一些设计比赛, 激发学生的设计积极性, 培养学生对设计的灵感;定期带学生去参加画展等设计活动, 让学生了解行业的发展, 学习到优秀作品的借鉴之处, 稳固学生对设计的兴趣, 避免长期单一教学模式使得学生对设计的兴趣日渐下降。要全面改革视觉传达设计专业的教育模式, 不仅要在教育体系上进行改革, 授课的形式上也要进步, 学模式和教学观念共同改变, 不再单纯地依赖国外的教学模式, 开创出视觉传达设计发展的教育新模式, 同时好的导师能培养更多的人才, 也让学生对专业的热爱。对社会设计型人才培养提供了重要的贡献。
视觉实验 篇4
三 创造性思维主导视觉创新手段的运用
视觉传播在每个时代都有每个时代所赋予的特殊的`思想空间，但有一条思想脉络似乎是自古至今一直延续着的，这就是创造性。它在不断变化和渗透交融。形式---反形式；目的---游戏；有意---无意偶然；等级秩序---无序状态；整体化---解构；距离感---参与；选择---组合；形而上学---反讽；确定性---不确定性。每一种都有存在的可能，而其间的正是视觉创新手段的无限空间。好的视觉形象永远不是对于感性材料的机械复制，而是对现实的一种创造性把握，它把握到的形象是含有丰富的想象性、创造性、敏锐性的美的形象。[5]
创新，体现着创造能力，超越意志和追求变化的愿望。所谓“新”，有着相对于历史的、传统的、过去的不同的和变异的涵义。创新，具体而言是对所要传递信息的主题内容、表达形式所进行的创造性构思，它并非哗众取宠和故弄玄虚，而是将美与实高度凝炼，达到利于视觉传播的目的。因此，创新将显示出不同国家、民族文化自我更新的活力和视觉传播者个体的智慧才能。在这个意义上说：视觉传播多样化的体现，除了其价值观念、审美取向打上现代工业文明、信息网络文化烙印的丰富性之外，不同地域文化的丰富性，不同民族文化的丰富性和艺术形式自身在当代的丰富性，三者是重合的。
视觉创新需要整合传统资源，融入当代观念，并把时尚文化贯穿其中。当前，传统文化在视觉表现中运用渐渐成为一种新的趋势。特别是书法应用在视觉传播中,从而使整个视觉作品调古朴典雅、含蓄深邃，既具现代感又有浓重的传统文化内涵。与此相应，中国式吉祥图案的运用也获得了大家的视觉好感。传统纹样蕴含的吉祥意味同样适用于现代社会，适用于传播现代人的美好愿望。最著名的是北京奥运的标志，运用了中国艺术特有的“似与不似之间”的写意手法，恰到好处地传递出“中国结”和“运动员”两个意象，标志形象不仅体现了中国特有的风采，同时也得到了世界的认同。中国传统文化精粹，以现代化全新的视觉形象来表达，使民族的文化精神得到传承和发扬，也使当代视觉传播更具文化性与社会性。
视觉创新，不在于与众不同，因为杂乱无章的与众不同实在没有意义，也不会有好的正面效果，可取的创新意识在于一种能承受某种主题的与众不同。不依常规，沿着不同的方向和角度从多方面寻求问题的各个可能性，在大量的可能面前，找到最适合自己的可能，提炼、挖掘、深入、完善，找到回答问题的最好答案。高质量的视觉传播形态应该是扎根于社会背景的基础上的适当创新，或者是激发受众的潜意识，提升其审美能力。在广告传播中，当商品具有独到的特点时，更需要依托好的表现形式，由于商品本身已具有竞争上的优势，若创意表现杰出，便能一举成功。例如微软公司的一系列的平面广告，用卡通式的笔触在原来的画面上添加几笔，从而使原来的画面展现出不一样的意境。不仅凸显了微软在电脑上的优势，还表现出微软让你随时随地展开自己丰富的想象力，让你的能力得到最为充分的发挥。视觉创新以创造性思维为先导，寻求独特、新颖的意念表达方式和表现形式，以独特的阐述方式说明信息内容，引起人们关注、产生兴趣，从而对该视觉形象留下深刻的印象。创新，能使我们的视觉形象避免平庸，或与别人类似而不能有效达到传播信息的目的。同时，视觉传播过程是一个开放的系统，不断地受到新的技术与意识观念的冲击而更新拓展。视觉创新不仅指观念上有所创新，并且在使用媒介和材料上也有所创新。
视觉实验 篇5
关键词：机器视觉,血凝素含量,单向免疫扩散,扩散环检测
0 引言
血凝素是流感病毒颗粒表面的主要抗原,是流感疫苗中有效的免疫物质[1],是疫苗质量控制中重要的一项,因此准确地测定血凝素的含量与控制流感疫苗的质量有着密切的关系。国际卫生组织要求采用单向放射免疫扩散法(Single Radial Immunodiffusion,SRID)测定血凝素含量[2],原理是抗原的浓度与扩散环的面积(直径的平方)成正比,其关键在于扩散环直径的确定。传统的采用游标卡尺或高清扫描图像方法测量扩散环直径[3,4,5,6,7],都受人为主观因素影响,测量精度、稳定性低,不能全面、准确地反映疫苗质量。
本文采用机器视觉技术[8,9]对流感疫苗血凝素含量进行全自动高精度测量,实现了扩散环图像获取、扩散环直径测量、标准回归曲线绘制、待测品浓度计算、实验数据分析等操作的自动化与智能化,可有效减少测量误差。文中阐述了该方法的核心技术,重点研究了扩散环图像采集与直径检测的软件和硬件设计原理以及实现过程,并通过实验验证此方法的精确性。
迄今为止,基于机器视觉流感疫苗血凝素含量的自动测量与分析系统尚未见报道。此系统的研制成功将为国内流感疫苗质量的检测做出突出的贡献,具有十分重要的实用价值。
1 测量原理
SRID原理[5]为在含有特异抗体的琼脂板中打孔,并在孔中加入定量的抗原,当抗原向周围扩散后与琼脂中抗体相结合,即形成白色扩散环,其直径的平方或面积与抗原浓度成正相关,且与打孔器直径无关[1,2]。同时用标准抗原或国际参考蛋白制成标准曲线,即获取浓度与扩散环直径平方或面积的关系曲线,进而可以定量检测未知标本的抗原浓度。
采用SRID方法测血凝素含量,首先制备血清琼脂板,打孔。将标准品(浓度已知)及待检样品经裂解剂处理后稀释成不同稀释度,加入相应孔中扩散,经染色、脱色后测量扩散环直径,绘制出标准品线性回归曲线y=ax+b(x为扩散环直径平方,y为血凝素含量),进而计算待测品血凝素含量。
扩散环直径测量精度决定了血凝素含量测量的精度。运用机器视觉技术及相关图像处理算法可快速、准确测量扩散环直径,且无人为误差,重复性高,结果便于分析、保存。
2 系统构成
血凝素含量自动测量系统包括图像获取、图像处理与数据分析、自动控制三大功能模块,其具体的结构框图及各部分名称如图1所示。
光源、光学系统、CCD相机、计算机及图像处理与数据分析软件组成了该系统的机器视觉部分[7],主要完成扩散环图像的获取功能,同时通过控制指令与控制盒结合,完成对光源、自动托盘的控制,调整待测玻片成像的亮度、对比度,保证图像质量。图像处理与数据分析软件对采集到的图像进行分析检测,计算血凝素含量。
扩散环图像质量影响测量结果精度。流感疫苗血凝素含量自动测量仪采用工业CCD相机,相机接收采用自动变倍率滤光衰减系统,实现对外界杂散光进行消除。考虑到玻片的透射与镜面反射特性,且测试玻片基色为蓝色,光源采用红色面型背投式光源,保证了图像的高亮度与高对比度。
图像处理与数据分析软件是该系统的核心,按功能可分为扩散环图像获取、图像处理、血凝素含量自动计算三部分。图像获取部分进行系统硬件配置、扩散环图像采集;图像处理对采集到的扩散环图像进行预处理、圆检测等操作,获取扩散环直径数据;血凝素含量自动计算部分完成标准回归曲线生成与绘制、待测品浓度计算等,并对结果进行输出、保存。
3 工作流程
运用SRID原理测量血凝素含量,测量时先检测标准品扩散环直径,利用曲线拟合算法,得到标准线性回归曲线,然后将待测品扩散环的测量值代入标准回归曲线,求出待测品浓度。具体的工作流程框图如图2所示,自动测量仪工作流程主要分为五个环节:
1)玻片放置:将血凝素玻片放于自动托盘上。
2)系统设置:包括相机设置、光源调节,保证获得便于后续处理的高质量图像。
3)图像获取:获取高质量扩散环图像。
4)图像处理:包括图像预处理、边缘检测、精密圆检测,获取扩散环直径数据。
5)数据处理:依据标准品的测量数据,利用稳健拟合获得标准回归曲线,继而测待测品浓度。最后进行数据分析,生成实验报表。
扩散环检测是整个测量过程的关键与难点,其结果直接影响血凝素浓度测量结果的精度。
4 扩散环检测
要进行扩散环检测,首先要获得一幅质量较好的扩散环图像,然后再利用一定的图像处理算法精确检测出圆的各项参数[7,8],包括圆心、半径等。图3为扩散环检测的算法框图。
图像预处理可以有效清除图像采集过程中由光照不均匀、杂质干扰等带来的图像噪声,便于后续图像分析。采用直方图均衡化可以增强图像对比度,增加图像像素灰度值的动态范围。用中值滤波可有效消除孤立点噪声。
边缘是指图像局部强度变化最显著的部分,主要存在于目标与目标、目标与背景、区域与区域之间,是图像分析和理解的第一步。Canny边缘检测算子是最常用、最经典的一种边缘检测算子[12],可提取单像素边缘且定位准确,误判率低,能有效抑制虚假边缘。
圆检测是本系统测量浓度的核心。常用的圆检测方法为Hough变换[9,10,11,12]。Hough变换计算精确度高,对噪生不敏感,不仅可同时检测圆形及同心圆环,而且还可以检测部分圆弧和残缺圆。因此采用Hough变换能够准确计算出玻璃平皿上扩散环的扩散圈的直径。经典的Hough变换计算量大,占用内存多,不适合实际测量操作。引进基于梯度信息的快速Hough变换,节省内存的同时可以大大提高运算速度。
5 实验结果
根据前面的设计,已研制出样机一台,实物图如图4所示。此仪器相机采用德国Basler数字相机,焦距25 mm,像元尺寸10µm,分辨率为1 392×1 040。经标定,相机测量精度为Δd=0.144 9 mm/pixel,浓度精度为ΔC′=0.093 48(µg/mL)/pixel,采用亚像素10细分,浓度精度达:ΔC=ΔC′/10=0.009 348(µg/mL)。
现做两组实验,用以验证该仪器的测量精度与稳定度。实验一是对同一玻璃平皿上的3个型别血凝素(H1N1,H3N2,B)扩散环进行测量,分别使用游标卡尺和检测仪进行。实验二利用83µg/mL的H1N1标准样品稀释出30µg/mL试样,分别对其用游标卡尺和检测仪进行六次测量。实验玻片由长春生物制品研究所提供。标准抗体、标准抗原来源世界卫生组织NIBSC。
5.1 测试精度实验
现分别用游标卡尺和本仪器对扩散环进行测量,游标卡尺是直接对玻片进行测量。图5(a)所示为本仪器采集的扩散环图像,图5(b)为圆检测的结果图像。数据中:
为溶液浓度和扩散环测量直径相关系数的平方值,该值越接近1表明标准溶液采样越准确,拟合样品溶液测量精度越高。
用游标卡尺测量的结果数据如表1,表2。图6为游标卡尺测量标准品回归曲线。
用本仪器测量的结果数据如表3,表4。图7为测量仪测量标准品回归曲线。
5.2 测试稳定性实验
实验二对30μg/mL的H1N1样品进行六次重复测量,采用变异系数来评价仪器的稳定性能,变异系数定义为:CV=σ/μ,其中σ为测试样品的标准差,μ为测试样品的均值。测量结果如表5、表6所示。
由实验数据可以看出:
1)本仪器测量精度可达2µg/mL,相关参数R2>0.99,测量精度完全满足生产质量检测的要求,且明显优于游标卡尺手动测量法。
2)本仪器稳定精度远远高于利用游标卡尺进行的测量稳定度,变异系数为0.61%,小于1%。
6 结论
反复实验结果表明,测量仪测量精度可达2µg/mL,测量稳定度高,可有效满足测量要求,全面准确地反映疫苗质量。基于机器视觉的流感疫苗血凝素含量自动测量系统具有自动化测量、智能优化提取、亚像素图像边缘检测、无干扰图像识别、图像综合分析与处理等优点。且相对于手动、半自动测量,该系统更加精确、高效、快捷,克服了人为因素引起误差,为流感疫苗生产质量提供依据,具有重要的社会意义。
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视觉实验 篇6
我国的影视动画经过了多年的设计与研究,已经成为了一种特定的美化情境,落实了人物的真实性格,这样在一定的程度上就形成了特定的人文气质。比如说在《大闹天宫》中的设计就是一种抽象性思维与立体场景的搭配,这样在一定的程度上就能够突出主人公的整体性格,同时也是能够充分地展现我国对古代神话的整体定位。美国卡通在对《冰川时代》中猛犸等动物的形象进行塑造时,主要就是造型甜美,这样在一定的程度上能够摆脱了现实的束缚,向动物赋予了一定思维活力。《冰川时代》中背景就是在全球气温变暖下,动物们面临着不得不迁移的情况,在这个过程中,整个冰川都是别具一格的,在情节设计上也是十分吸引人注意。而在日本动漫中《千与千寻》中,各种各样的动物在塑造让一个任性的女孩掌握到了人生的真谛,让她知道如何才能在社会中生存,整个情节变化十分诡异,情节复杂多变。
但是我国涉及的行业技术一般都停留在制作上,在创新上一直没有受到重视。影视动画近几年崛起就是由《阿凡达》开始的。而我国在各方面的素材设计上并不是很完善,在场景设计上是存在一定的误区,整体设计上创新不够,思路上很片面。同时对于视觉的效果更加的重视,这在一定的程度上必然就会导致艺术元素重叠,使得故事情节与场景存在不是很合理。
二、影视实验动画场景设计中视觉艺术的创建
(一)动画场景设计的艺术性。
随着动画制作技术的提高,人们对于动画故事的情节有着很大的要求。场景在设计中的视觉艺术主要是围绕三个方面来进行的。首先,动画场景造型视觉艺术的表现。场景故事的内容与形式是有着重要的结合,整个场景的造型是动画中整体风格的体现。场景在设计上,主要围绕着整体的人物形象来进行,这样在一定的程度上体会到了动画空间、色彩等方面的安排。场景整体设计的风格在一定的程度上主要是取决于创作人员。其次,场景设计视觉空间层次。动画场景的空间层次主要是依靠二维平面,一般都是利用线条等来模拟空间的场景,这在一定程度上是能够创造出立体而具有层次感的感觉。由于坐标的不同,在画面中的创作具有透视的排列,纵向横向等空间的组合方式,不同的空间形态会给人不同的理念。比如说圆形的空间会给人一种柔美感情,让人体会到一种凝聚感;高大的空间会给人一种稳定的情感;不规则的空间则会给人一种随意情感。最后,环境氛围艺术。场景的环境主要就是为了能够烘托出故事情节。场景环境设计在整个动画中会起到重要的作用。但是往往会被人们忽视,这主要是由于场景环境不是实物,只是观赏者的一种情感。
(二)动画场景设计的创造性。
影视动画设计中需要充分体现出设计者的整体构思。首先,要与传统的文化艺术进行融合。相关的创作人员需要学会与传统的文化艺术内涵进行融合,结合作品的时代来进行创新。在创作的时候要与时代特征融合,这是影视动漫创作的基础。同时不同的地域特征也会影响到创作者的审美观念,甚至会影响到动漫的整体风格。其次,在动画场景设计中,对于主观色彩的应用也是十分的重要,它甚至决定着动画的整体风格与成败。在场景设计中,对于色度的科学组合,对色彩进行应用,利用新的视觉元素来组成不同的主题,这样可以满足观赏者的最大视觉需求。最后,还应该充分地利用科学技术,这在一定程度上能够更新人们的观念,利用计算机技术可以为场景中的设计与人物来进行更新,不断地扩宽新的思路,使得影视动画获得更大的发展空间。
三、总结
影视动画在设计的时候是需要对人物进行塑造,以配合特定的空间等情节,这在一定的程度上为假定性的空间带来感官上的效果。在对这一类作品进行设计的时候,一般的内容都是需要对第二层面的视觉设计指标进行规划,只有在丰富的色彩下,落实高度的创造才华,才能在一定的程度上保证整体色彩的合理,促进文化产品质量的不断提高。
摘要：一部完整的动画需要集中三大元素:故事、角色与场景。一般情况下就是需要在场景上开展动画情节与人物的活动。动画场景在设定的时候需要很强的艺术,同时还需要作者按照故事发生情节来进行创造。本文针对影视实验动画场景设计中视觉艺术的创建来进行分析与研究。
关键词：影视实验,动画场景,视觉艺术
参考文献
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[4]王钦.论影视动画场景设计中视觉艺术的创建[J].考试周刊,2014(01).
视觉实验 篇7
从此次八大美院基础课部教学展示与交流中各位系主任的介绍中可以看出, 目前国内的艺术院校基础部的核心课程仍然是以素描、色彩、和二维与三维空间中的构成训练为主流。
前二者是针对写实艺术为出发点的基础训练, 后者是基于包豪斯体系下的认知与表达训练。前者这种基础训练方式在中国的绝大多数院校的基础美术教育中占绝对优势, 并以中央美院的基础部课程设置为代表, 通过掌握解剖与透视知识并结合大量静物、风景、人体、人物组合的练习, 能完成复杂、大型的场景与人物组合的写实题材甚至具象类的创作。其文脉来自西方文艺复兴以来发展起来的、并借由苏联现实主义美术进而得到加强的写实艺术的深厚传统。后者脱胎于现代主义艺术的再现原则, 在色彩与画面结构构成上要求学生有主观表达、再现的能力, 以中国美院和湖北美院的基础部为代表实施地相对成熟。至此, 我们也可以将国内美术院校在这两个方向对美术基础的认知追溯到徐悲鸿和林风眠在上世纪初的不同的理解和选择上。
二、国内美术高校基础课部现有课程体系难以解决的问题和原因
而今天, 国内大多数的美术院系在设置基础课程时都不同程度地将二者结合起来——但这组看似面面俱到的“组合拳”真的能帮助学生在今天面对后现代主义语境下的当代艺术时, 建构一套有效表达艺术观点的艺术语言和方法论吗?过去甚至到现在仍被很多人习以为常的逻辑是:只要掌握好学院里提供的坚实地素描造型基础, 才有能力在日后将这些准确地造型进行夸张和变形, 转化为主观形体表现;只有掌握了自然色的原理, 才能学会运用主观色。而且, 造型越准确, 变形越容易;自然色原理越谙熟于心, 主观色彩表现的能力越得心应手, 再加上严谨的构图训练, 学生才能在日后的创作中自如地将这些元素串联起来, 组成一幅完整的绘画。而事实上如我们所见, 这种流水线似的培养路径让掌握得好的学生倾向于固步自封——改变的性价比太低, 而且现实中大多数情况是有老师把学生带进传统, 却少有老师教学生突围传统——事实上他们自己也多是这种论调的受害者, 自身已画地为牢;在此近乎严苛的标准下画得“差”的学生自然深受打击甚至放弃绘画。
这种我们熟视的现实与课程设置之初衷的背离何以产生?原因是语境变了。服务于政治宣传的艺术时代已经成为特定历史时期的艺术样式主流, 在今天, 忠于自我的艺术表达成为这个时代艺术家的普遍认同。这意味着他们所需要的技能基础不再是简单地复制、画准某个形体结构或光色关系。如栗宪庭先生所言:“一个真正的艺术家必须永远坚持个人的感觉。对杜尚和博伊斯提过的两个口号笔者深有所感, 一个是生活就是艺术, 一个是人人都是艺术家。它的革命性在于, 是艺术从繁难的技艺、从象牙塔中解放出来。”当语境时过境迁, 又怎么能够企图用过去的方法来解决现在的问题呢?因此, 面对今日的艺术语境, 这套“组合拳”便如一个既有的技术参考指南, 学生从中获得的营养无外乎业已存在的一些表达艺术想法的风格和技法, 而美术史的逻辑催生新的风格与技法, 如何能企图通过仅仅让学生一一了解过去的风格和技法就让他们从中“变化”出新的风格和技法呢?更何况历史进入后现代主义语境, 艺术早已不是风格和技术的罗列, 传达观念或成为艺术作品的新的使命。
三、针对当代艺术语境下的基础教学新尝试
具体到教学实践中, 如何在当代艺术的语境下回应这个问题?事实上, 笔者所在的湖北美术学院视觉艺术基础部近些年来一直在进行这方面的探索。以其课程设置为例, 大一一年的课程为“造型语言基础之素描”、“造型语言基础之色彩”、“图式语言 (黑白) (色彩) ”、及“中国传统造型”, 在教学理念上已经开始将“素描与色彩分而治之”的概念进行合并, 并以具体的知识点教学为线索。具体来说, 以素描为例, 课程被分为“形”、“体”、“色”、“迹”;以色彩为例, 课程被分为“色”、“调”、“空间”、“迹”。而图示语言则重在用形式构成的元素来表达自我的想法;中国传统造型则开设书法与线描课。教研室只给出大的教学思路, 每个教师有相当的自由来调配整个课程的教学方案与细节安排。
在从教期间, 本人参与了前三门课的教学, 执笔的此刻也正进行着素描教学的实验。下面笔者将具体阐述自己的构想与实践。首先, 本人的思路是回到原点。回到原点意味着重新思考“‘基础’为何”这个问题。如果艺术的目标不再仅仅只是创作大型主题式绘画, 那么其“基础”自然已不限于为创作如重大题材做前期的技术准备——速写为搜集人物动态与场景素材、素描为准备写实造型能力和深化细节刻画、色彩为全幅作品着色。那么本人以为, “基础”还应该包括对学生艺术观的培养, 甚至可以说, 使学生以美术史的大构架为起点, 把艺术视为一门学科, 进行美术理论的相应阅读, 全面地构建起针对这门学科的知识体系, 逐渐形成艺术观并最终从艺术的角度找到对自我与对外界的认知与表达——这也是使每个学生建立起自身对艺术评价标准的过程。而在这种观念下, 任何技法都可以成为表达自我艺术观念的手段。因此手段的获取或应被视为第二阶段的培养目标——而我们所熟悉的高等院校艺术专业的基础课培养模式多已形成在低年级 (大一或大二阶段) 应培养学生的技法能力, 到高年级进入创作课程的概念。而仅仅拥有技术却未经思维训练的学生在其后的创作课中的创造力很可能乏善可陈。
因此, 本人将教学分为两个部分:理论课与实践课, 并在系部教学方向的基础上进一步进行教学实验, 尝试打破所谓“素描”、“色彩”、“图示语言”的分隔, 再将其中的所有知识点按新的逻辑顺序进行排列组合进行教学。
首先是理论课的讲授。虽然艺术院校中会开设中西美术史的相应课程, 但问题是进度慢, 细节庞杂, 学生难以对美术史大观形成概念。在基础部现有的课程设置体系下, 本人在六周的素描课中以美术史中每个时期艺术风格的形成的内部逻辑为切入点, 在四周的色彩课中以色彩在美术史中的发展为线索。以两条线索展开讲授美术史从古文明艺术——东、西罗马艺术——文艺复兴以来古典艺术、现代艺术、至后现代艺术的发展, 以快速导入与艺术家个案分析的方式帮助学生清晰自己的思维或者技法处于哪个阶段, 并有助于他们打开眼界和思维, 在前辈艺术家的视点之上进一步进行学习。
其次是实践课的教学。笔者以为, 在视觉艺术的框架内, 其基本功的高下在于能否用画面的语言来准确表达自己的艺术观念或感受。以素描教学为例, 在当代艺术的背景下, 以苏派素描教学为主流的坚冰已见松动, 不再成为学院教学死死抱住的不变真理渐成为共识。当下应尝试打破单一的标准, 重新定义基础素描教学。李迪在其文《素描思考》中提出:“恢复并扩展对‘素描’一词的理解是很重要的, 否则有点大词小用了”, “素描的好处在于其方便而直觉, 亦能触及心灵, 触及神经。很少雕琢但见真情。看似简单但能深刻。”在教学中, 笔者亦坚持让学生从学会以视觉艺术的方式表达最简单的感受或想法开始。
在课程前期, 在经过美术高考模式化加工的学生思维禁锢的情况下, 先以肌理实验打开他们动手的欲望, 在实际操作的过程中, 各种未曾发现的效果会促使其想象力与表达欲的复苏。当然, 以学生目前的年龄与见识必然会有其自身的局限, 这也正是伴随每周理论课的必要——给学生提供大量的不同时期、不同形态的艺术作品的阅读会促使其艺术观的形成。在经历一本本草图的锻炼之后, 其思维由具象向抽象的转变、表达的艺术性转化的能力都可见提高。
课程后期再将其中有可能性的草图转化为较为成熟的黑白灰为主的作品 (可理解为素描) , 甚至色彩的呈现 (色彩课在此时作为技术准备进行有目的的插入) 。这一过程是自然而然的, 一开始就是以“找自己”为起点的, 所以整个过程都是学生自主寻找的过程。重点是, 在这一过程中, 学生自己决定是需要用传统写实的方式去表现, 还是用随意的涂鸦方式来表现, 或者其它更多技术或综合材料的探索。此时, 如果是需要过硬的素描基础, 学生自己会在此过程中反复练习, 直到写实技巧充分成熟。如果一开始作品需要的是其他媒材或手段, 学生也会自动寻找资源解决技术问题。在以表达想法为中心的教学过程中, 可以看到, 只要学生有了感兴趣的方向, 技术不会再是表现手段中的障碍。犹如初为人父母之人常感叹受教于孩子的成长, 学生们被激活的创造力也让笔在课程中获益匪浅。
摘要：2016年的3月18日广州美术学院基础部举行了其成立十周年的教学展及研讨会 (广州美院造型基础部于2004年成立, 到此次活动举办时实际已有12年历史) , 国内八所专业美术学院和广西艺术学院的基础部主要负责人均到会发言, 介绍各所美院的基础教学发展现状 (四川美术学院是目前唯一没有设立基础部的专业美院, 但据此次与会发言的该校版画系系主任李川老师的介绍, 其成立基础部的具体操作事宜亦已提上日程) 。笔者于2013年从四川美术学院硕士毕业并进入湖北美术学院视觉艺术基础部工作至今近三年, 担任了“素描”、“色彩”、“图示语言”等课程的基础教学工作, 结合在日常工作中的所想和此次与会的见闻, 值此湖北美术学院视觉艺术基础部成立十周年之际将思路略作整理、成文, 望抛砖引玉使高等院校艺术专业的基础教学得到重视与讨论。