捕捉技术

捕捉技术（精选12篇）

捕捉技术 篇1

太阳能储量丰富,从理论上讲,只要能够利用太阳能辐射总量的1%,就可以满足全球的能量消耗。而且太阳能不产生二氧化碳,也不存在其他环境问题,是典型的绿色能源。太阳能发电技术主要分为光伏发电技术和聚光发电技术,其中光伏发电技术直接通过太阳能电池将光能转换为电能。聚光发电技术则需要通过反光镜或者透镜等装置将太阳光聚集到一点,再进行光能到太阳能的转化。

始终捕捉阳光

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术,它的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳能电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件。

一年春夏秋冬周而复始,每天日升日落, 太阳的光照角度时时刻刻都在变化。如果太阳能电池板能够时刻正对太阳,那么发电效率将会达到最佳状态。世界上通用的太阳跟踪控制系统都需要根据太阳能电池板安放点的经纬度等信息, 计算出太阳在一年中每一天的不同时刻所在的角度,将一年中每个时刻的太阳位置存储到可编程逻辑控制器、单片机或电脑软件中,也就是说靠计算太阳位置以实现跟踪。采用的是电脑数据理论,需要地球经纬度地区的数据和设定,一旦安装就不便移动或装拆。由于原理、电路、技术和设备复杂,倘若太阳能电池板移动了,就必须重新设定数据和调整各个参数。

瑞士能源公司富于创新精神,在该国的纳沙泰尔湖建立了3个用于太阳能发电的浮动实验室, 十分引人注目。它们坐落在一家净水厂附近,距离海岸150米。每个实验室直径25米,安装100个光伏电池板,以45°的倾角逐一相连。与众不同的是,3个浮动实验室能够旋转220°,始终跟踪太阳的方向,在任何时候都处于捕捉阳光的最佳位置。由于坐落于水中,因此实验室阻力降低,效率提高。它们用电缆和湖底的混凝土块固定,与海岸相连,并且通过逆变器并入电网。逆变器是一种电源转换装置,可将12V或24V的直流电转换成230V、50Hz的交流电或其他类型的交流电。它输出的交流电可用于各类设备,最大限度地满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。

瑞士能源公司为瑞士实施可再生能源开发计划投资1.08亿美元(大约合6.62亿人民币元), 3个用于太阳能发电的浮动实验室是其中的重要组成部分。除了发电外,它们还能用于科学实验和研究。2014年8月,3个浮动实验室建成运营。该公司表示, 它们10年内将使发 电量提高到8 000万千瓦时 以上, 可持续发 电25年,而且在关闭后所有的零件能够被回收利用。

昼夜24小时发电

聚光太阳能发电是新能源发电的一种,使用抛物镜将光线聚集到装有合成油的吸热管上,再把加热到约400℃的合成油输送到热交换器里, 靠合成油的高热量把热交换器里的循环水加热, 水加热后产生的水蒸气推动涡轮转动,使发电机运转发电。与传统发电方式相比,聚光太阳能发电不会对环境造成污染,并且太阳能是取之不尽用之不竭的能源,因此被越来越多的国家采纳并投入生产运营。

我们知道,光伏发电使用太阳能电池板,把太阳能直接变成电能,在阴天也可以运作,而聚光太阳能发电一般只能够在阳光充足、天气晴朗的地方进行。但太阳光并不是24小时都有的,在阴雨天和夜晚没有太阳的时候怎么办呢?能不能将太阳光能储存起来用于晚上发电呢?科学家经过研究发现,熔融盐储热技术就可以弥补聚光太阳能发电的这种不足,解决全天候发电的问题。熔融盐储能技术是目前国际上最为主流的高温蓄热技术之一,具有成本低、热容高、安全性好等优点。在光照充足的情况下,一部分太阳光能用来发电,另一部分太阳光能则转换成热能储存在熔融盐中。在光照不充足时,熔融盐中储存的热能可以用来发电。

西班牙赫尔马太阳能发电厂是全球率先利用熔融盐储能技术,成为世界首座全天候发电太阳能电厂。它位于西班牙南部安达卢西亚省塞维利亚,这里得天独厚,是欧洲大陆光照时间最长的地区之一。从塞维利亚到科尔多瓦的路上,人们可以看到一座巍然屹立的“灯塔”,那是赫尔马太阳能发电厂的中央塔。它以工厂烟囱一样的中央塔建筑为主体,包括集热区、熔盐罐和涡轮发电机组等。集热区围绕高塔安装了2 600面太阳能反射镜,每面反射镜面积120平方米。它们的角度经过精确的计算,对太阳进行实时跟踪, 把太阳光聚焦到塔顶的接收器。在接收器中对传热流体进行加热,将热量集中到两个熔盐罐上。900℃的高温使盐熔化,煮沸周围的水,由过热蒸汽推动常规涡轮发电机组发电。

18年收回成本

赫尔马太阳能发电厂之所以能保障昼夜不停稳定输出电能,全靠两个能够储存全天候产生热能的熔盐罐。罐子里面的储能物质是硝酸 盐,它由60% 硝酸钾和40% 硝酸钠组成。硝酸盐无毒,不会污染环境。这种化合物神通广大, 可保留中央塔生产出来的99% 热能,以备随后重复利用。硝酸盐的工作原理是:在白天受热熔化,吸收热量;到夜晚温度降低时则凝固起来, 释放出大量热量到管道中,照样加热高塔水箱中的水,产生过热蒸汽继续发电。科研人员表示, 熔盐罐只要白天晒9个小时的太阳,那么夜晚释放的热能就足以让发电厂在没有阳光的情况下运行15小时,确保全天候发电,满足夏季用电高峰的能源需求。

传统的光伏太阳能发电厂通过吸收光子的能量直接产生电流,一般只能工作1 200小时~2 000小时。而赫尔马太阳能发电厂一年工作6 400小时,一年的发电量大约11万兆瓦(1兆瓦 =100万瓦),足以满足3万户家庭的用电需求。而且一年减少3万吨二氧化碳排放,十分环保。虽然赫尔马太阳能发电厂的发电装置相对较小,但是由于它能够24小时供电,因此功能和具有50万兆瓦发电量的传统发电厂不相上下。根据设计方案,赫尔马太阳能发电厂造价4.07亿美元(大约合24.92亿人民币),18年后可收回投资。

捕捉技术 篇2

捕捉儿童敏感期读后感篇1

每一次读孙老师的书都会有一种恍然大悟的感觉，这一次也不例外。之前只听说过青春期，更年期等，对于儿童敏感期还是第一次了解。原来儿童的成长是由一个又一个的敏感期构成的，顺利通过一个敏感期，儿童的心智水平就会从一个层面上升到另一个层面。而敏感期发展的好坏直接决定了一个孩子能否成长为一个正常的，优秀的人。

以下是我根据此书对哥哥的女儿——睿嫣，处于儿童敏感期的一些案例分享。

进入口腔敏感期时，睿嫣喜欢在床上抱着大可乐瓶翻滚，并尝试用嘴咬开瓶盖。当时她还不到一岁，做这个动作有些费劲，但她并不气馁，可以持续做十几分钟，时常把自己累得气喘吁吁;睿嫣有一只黄色的小熊，每次给她小熊，她都会去咬小熊的鼻子。去超市看到娃娃时，也是抓过来咬一通;有一次，家里的地上放了一袋芒果，睿嫣抓起来就往嘴里送，芒果皮的味道可不好吃，她马上做出难受的表情，迅速的把嘴里的东西往外吐。哈哈哈，小家伙口的功能已经建立并独立起来，正在用口来认识世界呢!

睿嫣一岁左右时，恰好家里的沙发破了一个不起眼的小洞，她发现了，便开始用手指去抠。小洞被抠大了，棉絮露了出来，她便把棉絮往外掏，于是那段时间她总是专注于这份工作，乐此不疲。接下来我发现她对纸箱子很感兴趣，于是便把她放到纸箱子里，她时而蹲下，时而站起，有时还会扶着箱子不停地摇晃，脸上露出兴奋的表情。一不留神，箱子摇晃得太厉害了，她就面朝地板摔了个大马趴，继而哇哇大哭。无奈，我开始为她留心更安全的地方。然后我发现，每次打开洗衣机时，睿嫣都喜欢往洗衣机里扒拉，但是她个子够不着，什么也看不到。于是我把她抱进去，当然我事先拔掉了电插头。进入这个空间，睿嫣有时手舞足蹈，有时又安静得出奇，她可以自己在里面玩上30，40分钟。很显然，她对这个空间很满意，这种状况持续了一个星期左右吧。当时，我只是想带她的时候省些力气，没想到恰好满足了她在空间敏感期时对空间探索的要求。

3岁左右，睿嫣到了剪纸敏感期。每次握起剪刀，她都会拿起纸张剪个不停。我们会拿一些废报纸给她剪，有时她会要求要一些白纸，我们提供的条件应该是满足了她的需求，所以她并不会拿剪刀去剪衣服啊，窗帘之类的东西。其实，我并没有认真看过她剪的过程，只是每次剪完，她都是一副很满足的样子，我觉得这样就够了。但我妈妈是个爱干净的人，面对睿嫣剪了一地的纸，妈妈会不高兴，会不允许。但我不这么想，因为小时候我也喜欢剪纸，我喜欢把纸张先剪成一条一条的，不完全剪断，然后再一排一排的剪下去，剪得碎碎的。我喜欢听剪刀剪在纸上的“沙沙”声，让我觉得很舒服。我不知道睿嫣是出于什么目的来剪纸，但我看得出剪纸带给她的愉悦感。于是，为了保护我们感同身受的愉悦感，我和睿嫣约定，自己收拾掉废纸是允许她剪纸的唯一条件。睿嫣爽快答应了，也如约做到了。就这样，我俩共同帮助了她自己度过这段剪纸敏感期。

以上是我对睿嫣处于部分敏感期的一些记忆，但是当时自己是没有儿童敏感期这一概念的。完全是处于保护孩子爱好的心理。因为，小时候，妈妈总是限制我做这做那。不能做自己喜欢做的事有多痛苦，我不会忘记。所以，我不希望哥哥的女儿和我一样，在没有自由的环境中成长。于是，我会尽量满足她的想法和要求，这么做的目的仅仅是为了弥补自己儿童时期的遗憾。没想到，却误打误撞的帮助了睿嫣。真是让人欣喜。

很感恩能读到这本书，使自己有机会探索儿童成长的秘密。从前不明白哥哥的女儿为什么那么喜欢玩沙子?不明白哥哥的儿子为什么那么喜欢玩水?更不明白表哥的儿子为什么每天早晨起床都要看同一集奥特曼?现在总算是揭开这层神秘的面纱了。当然这些都不足以让自己有足够的信心和把握去指导处在敏感期的孩子做些什么。但至少会让自己和身边的人有更多的宽容和爱意去善待每一个孩子，帮助他们顺利度过一个又一个的敏感期，最终长成正常的，快乐的人，感恩!

捕捉儿童敏感期读后感篇2

所谓敏感期，是指在0—6岁的成长过程中，儿童受内在生命力的驱使，在某个时间段内，专心吸收环境中的某一事物的特质，并不断重复实践的过程。顺利通过一个敏感期后，儿童的心智水平便从一个层面上升到另一个层面。看起来这本书很适合幼儿园的老师看，可是该书中提到：敏感期得到充分发展的孩子，头脑清楚、思维开阔、安全感强、能深入理解事物的特征和本质。0—6岁的儿童，如果敏感期没有得到良好的发展，到了6—12岁还会有弥补的机会，但是，这有个前提，那就是6—12岁期间，儿童必须有一个充满爱和自由的成长环境。现实是，在学习压力下，这个年龄段的孩子得到的心理帮助和关怀非常的少。

而且我们会发现，自己对儿童的密码了解的太少，只是在用自己的思维，成人的价值观来判断孩子的行为，不知道自己其实是严重破坏了孩子自我发展的探索行为。有的孩子问什么会蛮不讲理，因为在执拗敏感期的那段时间里，家长没有耐心的疏导，认为是孩子任性，对孩子没有很好的理解、变通……有问题的儿童，如多动的、痴呆的、焦虑的、自闭的等儿童，正是他们的探索活动被严重阻碍而造成的读完书我们就可以发现，小学阶段有些孩子出现的问题都是因为他的敏感期因为被打扰所以滞后了。关系到小学阶段的有这几个敏感期：

秩序敏感期(2～4岁)

孩子需要一个有秩序的环境来帮助他认识事物、熟悉环境。一旦他所熟悉的环境消失，就会令他无所适从。秩序敏感力常表现在对顺序性、生活习惯、所有物的要求上，如果成人没能提供一个有序的环境，孩子便“没有一个基础以建立起对各种关系的知觉”。当孩子从环境里逐步建立起内在秩序时，智能也因而逐步建构。

对细微事物感兴趣的敏感期(1.5～4岁)

忙碌的大人常会忽略周围环境中的微小事物，但是孩子却常能捕捉到个中的奥秘。因此，如果孩子对泥土里的小昆虫或衣服上的细小图案产生兴趣，正是培养孩子具有巨细无遗、综理密微的习性的好时机。儿童对某事物感兴趣的时候，如果长时间不被打扰，就能形成高度专注的品质，老师和家长不会观察孩子，不了解孩子的发展规律，就会轻易打断孩子的认知过程，这样孩子很难形成专注的品质。

社会规范敏感期(2.5～6岁)

两岁半的孩子逐渐脱离以自我为中心，而对结交朋友、群体活动有兴趣。这时，父母应与孩子建立明确的生活规范，日常礼仪，使其日后能遵守社会规范，拥有自律的生活。

书写敏感期(3.5～4.5岁)、阅读敏感期(4.5～5.5岁)

孩子的书写能力与阅读能力虽然较迟，但如果孩子在语言、感官、肢体动作等敏感期内，得到了充分的学习，其书写、阅读能力就会自然产生。此时，父母可多选择读物，布置一个充满书香的居家环境，即能使孩子养成爱读书的好习惯。

文化敏感期(6～9岁)

幼儿对文化学习的兴趣，起于3岁;而到了6～9岁则出现想探究事物奥秘的强烈需求。因此，这时期“孩子的心智就像一块肥沃的土地，准备接受大量的文化播种。”成人可在此时提供丰富的文化资讯，以本土文化为基础，延展至关怀世界的大胸怀。

只有错误的成人，没有错误的儿童。因为孩子常常不知道自己犯了错误，一旦他们意识到，自己就会反省，孩子有自我反省的能力，老师要耐心的等待孩子改正错误，这是孩子成长的必然过程，有时孩子会故意犯个错误，用明知故犯的方式来试探老师和承认的态度，来验证和体验爱和宽容的感觉。儿童犯了错误是很难为情的，尤其是承认错误的时候，如果能让孩子体面地承认错误并改正，那是最好的。

家校共教，学校是孩子的第二个家，是孩子建康成长的沃土。孩子的培育工作，只靠学校单方面的教育是不够的，家长的紧密配合是必不可少的一个重要环节，家庭是学校重要的合作伙伴，家长应该理解、支持和主动参与孩子的教育工作，与老师建立良好的沟通渠道。家校携手共同教育，为孩子顺利通过敏感期奠定坚实的基础，促进孩子健康成长。

《捕捉儿童敏感期》的确是一本很好的书籍，我们从中得到了很大的启发，并充分认识孩子的敏感期。我们作为幼儿教师看了之后不但可以在敏感期对孩子进行正确的引导而且还可以在做家长工作上有很大的帮助。对于家长提出的疑问也能做出正确的分析，让孩子在充爱、充满快乐自由的环境中成长。不过自己的经验和学识还有点欠缺，还需进一步的阅读分析。

捕捉儿童敏感期读后感篇3

《捕捉儿童敏感期》这本书是我买的第一本育儿书。吸引我的是书名，还不是作者孙瑞雪其人。第一次知道敏感期这个术语是看央视宝贝一家亲节目中了解到的。后来在当当网上看到这本书，想都没想就买下来了。六月底买的，断断续续地看，直到现在才算是看完。由这本书了解到孙瑞雪，然后是蒙氏教育，又在网上搜了几本书入货，结果麦爸笑我除了武侠书和漫画书，只有育儿书能吸引我。

这本书严格的说是由孙瑞雪编著，而不是由她写的。书的内容由200多个家长和蒙氏教育机构老师写的案例加上孙瑞雪的点评组成。案例是按儿童0-10岁的顺序编排而成。

第一次泛读的时候，我有点失望，习惯了看定义、总结的理论模式书让我想象这本书会解释定义什么是敏感期，什么年龄就会经历什么敏感期，会有什么具体表现，成人应按什么步骤来解决应付。拿到书发现不是这样的时候就有点失望。

第二次精读后，我喜欢上了这本书。其实儿童的敏感期并不是一成不变的，不同的小孩会有不同表现，出现的先后和表现程度也各自不同，正因为如此，这本书没有按传统写书模式，观点+事例+总结来传授方法。而是以丰富的案例加上就事论事的分析告诉成人如何解读儿童的行为，从而进入他们的世界，和他们一起成长。

这本书最大的优点在于不用按章节来读，因为都是由案例加分析组成，没有很强的连贯性，可以从任何一个章节进入来阅读，所以适合任何时候、在任何地点来读。尤其适合翻阅型读者。

这本书最大的缺点也在于它的分散性特点，习惯直接接受理论，喜欢按甲、乙、丙、丁和一、二、三、四点来看书的人不适合阅读这种书，也许会觉得这本书不知所云。

总的来说，这本书看起来轻松，但要吃透其中的观点则需要靠个人的悟性。

我个人观点是这本书值得拥有，且需要反复阅读。

摘抄其中一些论点分享：

走路敏感期...成人该放弃自己走路的节奏去配合孩子。

孩子的心是细腻的，只有当我们尽可能细腻起来的时候，才会有机会感受到孩子细腻美妙的情感溪流。

我们普遍存在的问题是，让儿童学习他年龄不能承受的东西，用成人的学习方法和强制手段给孩子灌输知识。

永远不伤害孩子，相信他们都是好样的。遇到问题就积极寻找解决的办法，一种人性的、科学的解决方法。

动作捕捉技术成就特殊电影明星 篇3

20世纪70年代，一位名叫约翰逊的心理学家提出了动作捕捉技术，该技术最初只运用于医疗事业，进入影视领域后，没想到还起了奇效。动作捕捉技术就是将真人表演和计算机技术结合起来，先是借助高科技手段把表演者的动作捕捉下来，然后把其作为电脑中的虚拟角色的运动依据，使虚拟角色的动作和表情能像真人一般自然逼真。

1990年，动作捕捉技术在好莱坞大片《全面回忆》中露了一手。影片中，男主角（施瓦辛格饰）要通过X光扫描射线来进行动作捕捉。我们知道X光具有很高的穿透能力，能够隔着皮肉透视骨骼，所以画面显示出了主角的骨骼和人携带着武器的运动状态。这是人们第一次在大银幕上看到动作捕捉技术，虽然镜头仅有几秒钟，虽然镜头只涉及平面效果，但却是动作捕捉技术的起点，是其发展过程中的重要一步。

茁壮成长塑造经典：

虚弱瘦小的咕噜、身材微胖的安迪·瑟金斯，若不知道电影幕后的故事，你会把他们联系起来吗？咕噜是电影《指环王》三部曲中的角色，他身体畸形、性格扭曲。怎样塑造咕噜，成了个摆在导演彼得·杰克逊面前的大难题。导演最初想通过电脑特效来完成这个艰难任务，但原本只担任配音工作的安迪·瑟金斯却提议由自己来饰演咕噜，而他最后成功了。

瑟金斯虽然演技过人，但受当时动作捕捉技术的限制，咕噜的拍摄被分成了四个部分，瑟金斯的工作量也大大增加。首先，瑟金斯要穿上白色服装与其他演员一起表演（等到了《指环王》后两部的时候，白色衣服才换成了带有跟踪点的动作捕捉服）。接着，技术人员会在电脑上把瑟金斯擦除，替换成咕噜，之前用白色衣服就是为了便于擦除。然后，瑟金斯还得在专门的捕捉车间里，穿上动作捕捉服再表演一遍，这时计算机会把他的表演记录下来，作为角色咕噜的动作数据。最后，动画师会根据瑟金斯的表演，不断完善咕噜的面部细节和动作，之后把制作好的咕噜放回实景镜头中，代替被擦掉的瑟金斯。

神神叨叨的咕噜，让人们见识到了动作捕捉的巨大魅力，甚至在《首映》杂志的评选中，咕噜还获得了“史上100 个最伟大的电影人物”的第十名。动作捕捉技术塑造了一个电影史上的经典角色。

户外捕捉记录面部：

看过《猩球崛起》系列的人，一定会感到困惑，影片中具有真情实感的凯撒等角色到底是怎么来的？难道导演真去请了猩猩来表演？其实该系列电影中并没有一只真猩猩，全都是由人来扮演的。

拍摄《猩球崛起》时，表演者们已经能够走出捕捉车间，亲近大自然了。因为传统的动作捕捉技术主要是光学式动作捕捉，即通过监视和跟踪演员身上的特定光点来完成动作捕捉，所以非常害怕光线干扰。为了走到户外，负责动作捕捉的维塔工作室必须要解决光线干扰问题，最后他们变被动为主动，把演员身上的反光标记点换成了主动发射红外线的LED灯，再用红外摄像机进行数据捕捉，光干扰问题也就迎刃而解了。拍摄续集《猩球黎明》时，当环境较暗甚至拍摄夜戏，就会在动作捕捉服上安装更亮的LED灯，使摄影机能更好地捕捉动作数据。此外，动作捕捉摄影机的线缆也消失了，全部换成无线数据传输。

《猩球崛起》系列在面部表情捕捉上也有重大突破—在《阿凡达》的基础上，开发了“脸部肌肉组织模拟技术”。演员表演时，除穿捕捉服外还要戴上专用头盔，头盔前面安置有摄像头，专门用来记录演员的面部表情。新技术还将原有的皮肤和内部肌肉模拟软件做了改进，为凯撒丰富的面部表情奠定了坚实基础。

基于视觉的人体运动捕捉技术研究 篇4

近年来, 运动捕捉技术在体育分析、虚拟现实、工业操作、游戏动画等领域被广泛应用, 成为运动分析和机器视觉领域的研究热点, 引起了专家学者的极大关注。人体运动捕捉技术主要应用于以下几个方面: 动画制作;体育训练、杂技训练和舞蹈训练;虚拟现实系统;互动式游戏设计;提供新的人机交互手段;机器人遥控等。

但现有的运动捕捉技术因其自身的一些特点和现实条件 (如捕捉设备价格昂贵) 等原因, 制约了该技术的进一步推广和应用。为了解决这一问题, 本文研究一种从视频中捕捉运动信息, 重现人体运动轨迹的方法, 希望能快速便捷获取人体运动数据。

人体运动捕捉由Eadweard Muybridge在1887年的著名实验中首次提出。1973年, 心理学家Johansson[1]做了著名的Moving Light Display实验检测生物运动的可视化感知。Johansson将小的、具有反射性的标记点固定在人体的关节点上, 并记下人体的运动。在展示了标记点的轨迹后, 让表演者辨别已知的运动。这些初步的探讨性实验开创了人类对运动捕捉技术研究的先河。

人体运动分析的挑战性和广泛的需求前景, 使欧、美、日等发达国家的大学与科研院所纷纷投入财力、人力开展研究。IEEE与一些国际期刊也将其作为专题研究内容, 并定期举办专题会议, 以便为该领域的科研人员提供更多交流机会。

目前国内哈尔滨工业大学、浙江大学、中国科学院计算技术研究所等单位开展了相关研究工作, 其尚属一个新兴研究领域。哈尔滨工业大学基于体育视频进行人体运动分析;浙江大学基于运动视频研究人体动画生成技术;中国科学院计算技术研究所开展了手势识别技术的研究。

1 视觉运动捕捉的原理和分类

运动捕捉技术是借助运动捕捉系统对运动物体的三维运动轨迹进行捕捉和数字解析的一种高新技术。运动捕捉系统是一种用于准确测量运动物体在三维空间运动状况的高技术设备, 它基于计算机图形学, 通过排布在空间中的多个视频捕捉设备将运动物体 (跟踪器) 的运动状况以图像的形式记录下来, 经计算机处理, 得到不同时间上, 不同物体 (跟踪器) 的空间坐标[2]。

现有的人体运动捕捉系统从原理上可分为:电磁式、机械式和光学式, 如图1所示。电磁式捕捉系统对捕捉场景中的金属物非常敏感, 演员表演复杂的运动比较困难, 运动数据采样率低, 难以满足快速的运动分析需求, 且这种设备非常昂贵;机械式运动捕捉依靠机械装置跟踪和测量运动轨迹, 机械结构对表演者的动作阻碍和限制很大, 使用不方便;光学运动捕捉系统的捕捉镜头价格昂贵, 虽然可捕捉实时运动, 但后期处理的工作量较大。

运动捕捉系统由传感器、信号捕捉、数据传输、数据处理等部分构成, 软、硬件配合负责跟踪与处理。

(a) 电磁式运动捕捉 (b) 机械运动捕捉 (c) 光学运动捕捉

2 人体运动跟踪方法

人体运动分析首先需要对人体进行跟踪, 即在连续的图像帧之间进行特征匹配 (形态、速度、位置等) , 以得到人体的运动数据。常用的数学方法有动态贝叶斯网络、卡尔曼滤波及粒子滤波等。按所跟踪的不同特征分类, 主要有模型跟踪方法、区域跟踪方法、活动轮廓线跟踪方法、特征跟踪方法等。

在模型跟踪法[3]中, 线图模型、二维模型和三维模型是传统的3种人体表达方法;区域跟踪方法[4]分整体跟踪和部分跟踪;活动轮廓线跟踪方法是利用封闭的曲线轮廓来表示运动体, 随运动体的移动该轮廓线实现自动更新, 最新的轮廓线跟踪算法是在 (x, y, t) 空间构造一个曲面, 设置水平初始曲线并构造该曲线的能量函数, 包围运动体区域, 该能量函数依运动物体区最小化使曲线逼近运动物体区, 完成对运动物体的跟踪;特征跟踪法[5]包括特征提取和匹配, 从图像中提取人体特征, 再在序列图像间匹配这些特征, 实现跟踪。

3 视觉运动捕捉技术难点

虽然很多研究者都在进行视频运动分析的研究, 但从最新的研究成果来看, 各种客观因素使从视频中直接获取人体运动数据仍然面临着诸多困难, 其中主要的困难是来自于人体自身及其运动的复杂性和摄像机成像过程中固有的信息丢失。

研究中面临的主要困难包括:1) 人体的非刚性结构和非刚体运动;2) 人体的高维表示, 在跟踪和重建人体运动时, 应该如何表示人体, 即人体模型的建立问题;3) 在视频中, 人体可能被周围物体遮挡或自身部分遮挡, 造成部分人体信息的缺失, 从而影响到准确定位和跟踪;4) 从3D到2D投影造成的深度歧义, 3D物体投影到2D图像会丢失深度信息, 尤其是从单个摄像机拍摄的视频推导人体的三维信息, 这种问题的研究是逆向问题, 研究人员不得不通过各种办法来简化问题或采取不同的先验知识来帮助解决问题。

4 视觉捕捉系统设计

本文选择适合跟踪的杆状人体骨架模型和便于进行视觉处理的HSI色彩模型, 把人体看成是由不同关节点连接而成的刚体集合, 一个刚体以一条线段来描述, 这样运动就简化为骨架运动。人体模型共包含18个人体关节点, 本文称它们为特征点, 如图2所示。

特征点之间的线段代表刚体, 因此它们在任何时刻都不会形变, 而且各个线段 (即人体骨架) 之间的长短比例关系作为先验知识可以从解剖学中获得。

RGB是一种广泛采用的模型, 易于硬件实现。但同一种颜色在强弱不同的光照下RGB值相差较大, 而在利用颜色特征进行跟踪时, 常常只需要颜色信息, 希望去掉亮度的干扰, 所以本文采用HSI模型, H表示色调, S表示饱和度, I表示亮度。

本文采用Kalman滤波与Camshift相结合的跟踪算法, 场景中的目标在每一帧图像中的位置构成了目标运动的轨迹, Kalman滤波根据以往的目标位置信息预测本帧图像中目标的可能位置, 然后运用Camshift算法就可以在这个位置的邻域内找到目标的真实位置。

进行运动捕捉首先通过一个或多个摄像机获取视频数据流, 利用二维跟踪技术计算出关节点的二维运动序列, 之后通过摄像机标定及三维重建完成运动捕捉。运动捕捉系统过程图如图3所示, 系统设计结构图如图4所示。

视觉捕捉系统包括视频采集、跟踪、重建和显示4个模块。

1) 视频采集:用普通摄像头拍摄人体运动视频, 在人体关节点处用不同的色块标记 (色块是与背景色不同的任意三种颜色的物体) , 对拍摄的背景无要求。

2) 跟踪模块:采用基于模型和特征同时结合预测机制减少遮挡影响, 即基于Kalman预测与Camshift相结合, 并根据色块颜色信息跟踪。提取各帧色块中心的图像坐标, 即生成色块 (即关节点) 的运动序列。

3) 重建模块:完成2D坐标向3D坐标的映射。先进行摄像机标定, 再利用人体生理约束和摄像机成像原理将二维数据映射到三维空间上。

4) 显示模块:在OpenGL中显示关节点的三维坐标, 实现人体运动的再现。

为了验证本文方法的效果, 采用普通摄像头拍摄了一段手臂运动视频做实验。系统对视频进行分析, 在OpenGL中恢复出手臂的三维坐标, 在200多帧的跟踪中, 在大部分情况下得到了良好的实验结果, 标定的平均误差在一个像素以内, 利用重建后得到的三维坐标可以正确地恢复出人体手臂的运动状态。

5 小结

基于视觉的人体运动捕捉技术, 在跟踪与捕捉的精确度、快速性及可靠性方面具有很大的挑战性和重要的意义。本文介绍了运动捕捉技术研究进展、分类和常用的几种基于视觉的人体运动跟踪方法, 提出利用普通的摄像头拍摄人体运动视频, 通过标记关节点进行运动捕捉的流程和框架, 并采用基于Camshift和Kalman滤波的自动跟踪算法。实验结果验证了系统的有效性, 改变了传统运动捕捉的方式, 在捕捉效果达到要求的条件下, 将使得捕捉的过程更方便。由于单目视频捕捉技术本身的缺陷和不完善性, 本系统还需要在系统自动化标注、提高跟踪鲁棒性等方面进行深入研究和实践。

参考文献

[1]G Johansson.Visual motion perception[J].Scientific American, 1975 (14) :76-78.

[2]王士华, 赵伟峰.MOTION CAPTURE运动捕捉高级教程[M].北京:北京希望电子出版社, 2002:112.

[3]I A Karaulova, P M Hall.A hierarchical model of dynamics for tracking people with a single video camera[J].Ln:Proc British Machine Vision Conference, Bristol, UK, 2000:352-361.

[4]Stephen J McKenna.Tracking groups of people[J].Computer Vision and Image Under-stangding, 2000, 80 (1) :42-56.

捕捉教育契机 篇5

法国教育家卢梭曾说过：“问题不在于教孩子各种学问，而是培养他们爱好学问的兴趣，而且这种兴趣充分地增长起来的时候，要教他以研究学问的方法。”所以，我们认为要重视捕捉科学启蒙教育契机，做好随机指导。

今天下午的午点是草莓,以前午点总是由老师或值日生发，面对一个个红艳艳的草莓，我忽然间灵机一动，我何不自已“懒”一下，让每一个孩子都自己来拿午点，练习数数呢?我把这个提议告诉孩子们，他们听了都十分高兴。我向他们提出要求，每人拿六个，然后孩子们便一个个的自己拿。我在旁边静静地观察，只见有的小朋友一个一个地数，有的两个两个地拿，拿回后放在自己的小餐盘上，午点发完了，只见小朋友们都在数着自己的草莓，有的将草莓排成一排，按大小个排起了队。我说：“孩子们你们的草莓都拿够了吗?我们再来数一遍吧!”“一、二、三、四、五……”教室里立刻响起了孩子们数数声。“老师，我的草莓够数了。”“老师我正好拿了六个。”“老师、老师…”我顺着声音一看，原来是魏羽浓，他正用焦急的眼神看着我。“有什么事吗?告诉我。”“我刚才一数，我的草莓不够，差一个。”“那你拿了几个呢?”“五个。”“那你再拿几个就够了?”“再拿一个。”这时候魏羽浓拿了一个草莓，高兴地坐到了自己的座位上。有不够数的，也有多拿的。这不，王子豪就被李运达检举了，他多拿了一个。王子豪不好意思的将草莓退了回去。我发现许多孩子把草莓排成一横排，有的把大个放在左边，有的把小个放在左边，于是我又向孩子们提出了新的建议，“草莓就像小兵一样，请你们把它们按大小个排好队，好吗?”孩子们马上动手摆了起来。“这个最大，我把它放在最前边，这个小点，放在第二……这个最小，我把它放在最后。”不用老师指导，孩子们将草莓按大小个排列的非常好。这次午点，孩子们自己练习了按数取物，按大小排序，效果非常好。

在我们的日常生活中，教师要抓住身边的教育内容，用多种方法指导幼儿学习，使孩子们愿意学习，喜欢学习，积极学习。

捕捉技术 篇6

现就2011年3月25日收盘后17只涨停个股为例谈谈具体运用。

涨停个股的相同现象

对照涨停个股，同一种技术指标中要有相同现象发生。通过尝试发现该日涨停个股中所出现相同现象来捕捉机会。

如图1所示，(见图中紫红色竖线处)涨停前，2011年3月22日出现均价线MA6、12、24、48、96、192皆向下呈无序排列现象。其中较大均价线MA96、192两线为死又。

如图2所示，(见图中紫红色竖线处)涨停前，2011年3月22日出现均价线MA6、12、24、48皆向下呈无序排列现象。此较大均价线MA96、192两线尚未出现。

如图3所示，(见图中紫红色竖线处)涨停前，2011年3月23日出现均价线MA6、12、24、48、96、192皆向下呈无序排列现象。其中较大均价线MA96、192两线为死叉。

由表及里，提高选股命中率

上述各图景说明了一个相同现象：由小到大翻倍的各均价线皆向下呈无序排列。原理在于“由小到大翻倍的各均价线皆向下”为极弱，极弱生强与“呈无序排列”即已有部分均价线呈多头排列之内强为强化(图1为均价线MA12、24、48三线多排，图2为均价线MA24、48两线多排，图1为均价线MA24、48两线多排)，所以向上将是必然。

值得关注的是：1、突出“极弱”内容。所有线或相对所有线数值递减向下，与此同时还出现了较大两条均价线的死叉；2、突出“内强”性。在“无序排列”中已有部分均价线呈多头排列的均价线数值越大越好、条数越多越好。如上图例中以图1均价线MA12、24、48三线多排的较好。

该法选股简捷，所观察内容仅－K线图的均价线，这是最原始、最基本、最简单的技术指标。还可以某一条件利用电脑股票软件粗选。如图1与图3相同条件“均价MA96线下穿均价MA192线”进行股票软件粗选。如图2为次新股可设立“公司上市96个交易日内”进行以基本面为内容的股票软件粗选。这样，即可缩小范围提高选股效率。

此外选股也易得。涨停个股具有某方面内容领先作用，如某题材股票涨停了，往往该题材股票也就起动了，因而就有人即时买入同题材尚未涨停股票。相仿，如“由小到大翻倍的各均价线皆向下呈无序排列”现象后股票涨停了，往往出现该现象的其它股票也就被激活了，之后也肯定有类似现象的股票涌现。

再好的方法所选股票为单一的，犹如植物缺空气、水分、土壤无法生长。而对照多个涨停个股皆有相同现象发生，正说明好苗出土，季节适宜；因此随即发现类似现象的股票也总会生长的。

模拟实战操作

2011年3月25日运用“均价MA96线下穿均价MA192线”条件进行股票软件粗选，共出现锦江股份(600754)、杭钢股份(600126)、国金证券(600109)、宝德股份(300023)、苏常柴A(000570)五只股票。再精选之，类似“由小到大翻倍的各均价线皆向下呈无序排列”现象的，仅如图4锦江股份(600754)与如图5宝德股份(300023)两只股票。但因出现最小均价线MA6不是向下却勾上这一细节而逊色。

捕捉技术 篇7

1 现代三维运动捕捉系统

从技术的角度来说, 运动捕捉的实质就是要测量, 跟踪, 记录物体在三维空间中的运动轨迹。表演者负责根据剧情做出各种动作和表情, 运动捕捉系统将这些动作和表情捕捉并记录下来, 然后通过动画软件, 用这些动作和表情驱动角色模型, 角色模型就能做出与表演者一样的动作和表情, 并生成最终所见的动画序列。当然, 系统捕捉的不一定是表演者的动作, 也可以是物体的运动或者表演者的表情、摄像机与灯光的运动轨迹等。进入21世纪以来三维运动捕捉技术的日渐成熟, 使动画工作者从“K帧”的工作中解脱出来, 从而节省了大量的工作时间, 同时也缩减了动画的制作成本。目前的运动捕捉系统运用不了不同的工作原理, 常见的有:机械式捕捉系统、声学式捕捉系统、电磁式捕捉系统和光学式捕捉系统。

2 三维运动捕捉系统的优缺点

由于使用的技术原理不同, 各类运动捕捉系统具有各自的优缺点。现在我们就以动画制作的角度, 从系统的价格、定位精度、实时性、使用方便程度、可捕捉运动范围大小、抗干扰性、多目标捕捉能力等诸多方面对常见三维运动捕捉系统进行评析。

2.1 机械式捕捉系统

机械式捕捉系统由多个关节和连杆组成, 可以伸缩的连杆长度和动作演员匹配, 同时附着在演员的肢体上。在演员运动时, 安装在关节部位的角度传感器可以测量出关节旋转的角度变化。数据处理设备可以根据关节角度变化和连杆的长度计算出连杆末端在空间中的位置和运动轨迹。优点:1) 价格低;2) 动作数据的精度高;3) 各套连杆装置互不影响, 可多角色同时表演。缺点:1) 使用不便, 连杆阻碍、限制角色运动, 激烈的运动效果几乎无法实现;2) 需要及时调整连杆与关节的形态, 不利于采集长时间的连续动作。

2.2 声学式运动捕捉

声学式运动捕捉装置由发送器、接收器和处理单元组成。发送器是一个固定的超声波发生器, 接收器一般由呈三角形排列的三个超声探头组成。当超声波发生器运行后, 可以测定超声探头的空间位置。处理单元根据探头的空间位置得出角色运动的轨迹。

优点:1) 价格较低;2) 角色不受接收器形态的限制, 打滚、跌倒等激烈动作都可以实现。缺点:1) 精度不高;2) 超声反馈信息有延时性, 实时采集的效果不好;3) 受噪声和多次反射干扰较大;4) 操作麻烦, 需要测点温度、湿度等场地参数。

2.3 电磁式运动捕捉

电磁式运动捕捉在运行后, 其自带的发射源可以在空间产生按一定时空规律分布的电磁场。穿着接收器的演员在电磁场中表演时, 接收传感器将接收到的信号通过电缆传送给处理单元, 根据这些信号可以解算出每个传感器的空间位置和方向。

优点:1) 可以捕捉传感器的方向信息;2) 速度快, 实时性好, 可以直接驱动三维模型运动;3) 价格较低。缺点:1) 场地要求严格, 系统受金属制品干扰严重;2) 电缆对演员动作限制大, 不能采集激烈的运动。

2.4 光学式运动捕捉

典型的光学式运动捕捉场地由多台高速摄像机组成, 演员穿上单色的衣服, 在身体的关键部位 (肢体顶端和关节处) 粘贴上特制的标志或反光点, 高速摄像机可以记录每个反光点的运动轨迹序列, 进而分析出角色整体的运动数据。在后期经过各反光点之间的连线建立匹配的骨骼关系, 驱动三维模型的运动。

优点:1) 演员的运动不受物理限制;2) 摄像机采样速度高, 能够达到每秒60帧以上, 可以采集激烈的运动;3) 场地要求较低, 不受噪声、温度、金属制品的影响;4) 实时性强, 便于调整和修改。缺点:1) 价格较高;2) 装置定标繁琐, 后期修改反光点参数工作量大。

3 结语

三维运动捕捉系统极大地提高了动画制作的效率, 降低了成本, 而且使动画制作的过程更为直观, 效果更为生动。随着科技的进步, 运动捕捉系统会越来越易操作, 其在动画制作领域的地位也会越重要。

摘要：随着科技的进步, 三维运动捕捉系统越来越多的进入到角色动作的创作中。给动画中角色动作的创作带来了极大地便利, 从而大大的降低了动画制作的成本。想要利用好三维运动捕捉系统需要认识各系统的优缺点, 有的放矢的利用三维运动捕捉系统进行科学研究和艺术创作。

浅议矿用捕捉器的技术改进 篇8

1.1 功能

既然是跑车防护装置,那么就必须具备两个功能,一是具有识别功能,就是能通过传感器识别上行下行车辆是否为正常行车;二是具有防护功能,对正常运行的车辆能顺利放行,对跑车事故车辆能进行阻挡保护,防止发生事故。

1.2 要求

(1)跑车防护装置在阻挡事故跑车的过程中吸收能量要大,缓冲效果要好,对跑车及跑车防护装置因事故而造成的损失应减少到最低程度。(2)跑车事故发生时要及时地防护,防护结束后,跑车防护装置又能够及时地复位,能较快地恢复生产,在正常运行过程中,跑车防护装置的能量要尽量地做到小消耗。(3)跑车防护装置结构要简单,动作要可靠,平时的维护与检修要方便。

2 吸能缓冲装置技术方案

(1)在原碰爪式捕提器一端焊接两根弹簧导杆,导杆可选用C46×60材料,起支撑作用;弹簧可选用型号为准64×准16×163,能较好地吸收碰撞时的能量。(2)吸能缓冲框架可采用20”工字钢进行焊接。(3)将原碰爪式捕捉器两端与轨道连接垫板去掉,框架即为16”工字钢,其它结构尺寸保持不变。

3 吸能缓冲装置工作原理及技术特征

3.1 工作原理

当矿车以正常速度运行时,矿车与碰铁之间的碰撞比较轻微,碰铁摆动角度比较小,碰铁也不会撞击钩头挡轴,系统处于开启状态,矿车可正常通过;当跑车发生事故时,矿车行驶的速度会变大,这时矿车对碰铁的撞击比较猛烈,碰铁摆动的幅度同时增大,碰铁就会撞击钩头挡轴,使挡轴沿着碰铁进行渐开线运动,瞬间钩头抬起抓住跑车后轴,捕捉器在缓冲框架内由弹簧控制进行滑动,释放能量,阻止跑车。

3.2 主要技术特征

(1)碰铁前端的圆弧是以直径为准l00m的基圆作出的渐开线圆弧,圆弧延长线是长为40m直线段,直线段的倾角为18°。(2)当捕捉器的框架与水平的倾角α≥15°时,碰铁与钩头固定轴的中心距应为110mm;当捕捉器的框架与水平的倾角α<15°时,碰铁与钩头固定轴的中心距应为116mm。(3)碰抓的材料选用ZG45即可达到技术要求,其它的选用Q235钢即可。(4)缓冲的框架选用20”工字钢,弹簧选用60Si Mn合金钢丝,经过热处理后,弹簧的硬度HRC=45,弹簧的工作圈数n=7,总圈数n1=8.5,弹簧的高度H=163mm,弹簧的中径D2=64mm,弹簧的外径D1=80mm,弹簧丝的直径准=l6mm。

4 碰撞力与压缩弹簧的计算

4.1 碰撞力计算(1)矿车自重为592kg,最大负荷为1600kg;(2)倾角α为5°,15°,25°时;(3)g=9.8m/s2;(4)u=0.0095;

根据力的公式F=ma可求得碰撞力F=?

首先对矿车进行受力分析,如下图1所示:

由牛顿运动定律得到:

分别代入公式(2)中,分别得到碰撞力F为1665.6(N)、5366.6(N)、8901.8(N)。

4.2 压缩弹簧的计算

4.2.1 压缩弹簧的选用

根据碰撞力计算可知:弹簧最大工作载荷Fmax=8901.8N,为使弹簧可靠工作,取Fmin=1665.6(N),工作行程λ0=20mm,由工作条件选用III组60Si Mn弹簧钢丝,试取d=16mm,弹簧指数C=4,弹簧两端固定。

查机械设计手册得到:σB=1000Mpa

确定许用应力:[ι]=0.5σB=0.5×1000=500Mpa

4.2.2 确定钢丝直径

计算结果与初估值相近,因而取d=16mm

4.2.3 计算中径、外径:

4.2.4 求工作圈数

查表知:G=8000Mpa

取n=7圈

考虑到弹簧两端各取(3/4-1)圈的支承圈,总圈数为n1=n+1.5=7+1.5=8.5(圈)。

5 总结

通过以上计算可知,碰爪式捕捉器改装吸能装置的设计是可行的,结构也简单,改装也较容易,通过增加两根压缩弹簧,利用压缩弹簧来吸收碰撞时产生的能量,以减少对矿车轴的损害,两弹簧安装在框架内,改装的过程非常简单,改装后的捕捉器经济耐用,不改变原捕捉器的主要技术参数,但可以很好地解决跑车撞断轴的问题,确保了安全生产,而且改进后的捕捉器能大大地提高运输效率,起到了事半功倍的作用。

摘要：本文针对矿用碰爪式捕捉器在矿井斜巷的提升运输中存在事故,跑车总是撞断矿车轴的现象,为解决此类事故的重现,考虑为碰爪式捕捉器增设弹性吸能缓冲装置,简单介绍了其工作原理,同时对增设的吸能缓冲装置提出合理的设计方案,并对吸能缓冲装置所选用的弹簧进行了计算检验。

捕捉技术 篇9

碳捕捉与储存项目的资金需求量巨大, 并且从某些方面甚至推动了化石能源的使用。此外与太阳能板、风力发电机、潮汐发电等设备相比, 碳捕捉与储存设施天生就不具备足够的吸引力, 因此在过去10年内, 该技术的发展十分缓慢。目前, 全世界还没有实施过一个完整的、大规模的碳捕捉与储存项目。

由于该技术设施需要大量的额外资金成本, 这将降低电厂的灵活性。此外, 发电公司建设风力发电场可以获得资金支持, 而建设碳捕捉与储存设施却无法得到任何补贴, 再加上碳市场疲软, 因此发电公司对安装碳捕捉与储存设施没有足够的动力。

未来几十年, 廉价的煤炭和天然气仍将是发电的主要燃料, 因此碳捕捉与储存技术将具有十分重要的作用。除此之外, 为避免气候变化, 人们需要能够从大气中去除二氧化碳的“负碳”技术。目前看来, 碳捕捉与储存技术和生物质发电将是最好的选择。

当然, 碳捕捉与储存也取得了一定的进展。英国《能源法案》中已有具体的条款支持该技术的研发应用, 此外政府正在启动一个总计1.25亿英镑的研发经费项目, 并对一个10亿英镑的示范工程进行招标。而欧盟也在努力打造一批碳捕捉与储存技术的示范项目。

由碳基金发起的一项研究表明, 到2050年, 碳捕捉与储存产业的发展可对英国GDP累计贡献30～160亿英镑。

捕捉技术 篇10

发生在哥本哈根的这场政治博弈, 表面上是对环境和全人类未来发展的讨论, 但其真正的焦点却是碳排放权和碳交易, CO2已无可辩驳地成为商品, 具有巨大的发展潜力。如何利用掌握碳交易定价权的机会来重新划分世界版图将是各国博弈的重点。

而作为发展中国家的中国, 减缓温室气体排放的目标是根据国情采取的自主行动, 是对中国人民和全人类负责的, 不附加任何条件, 不与任何国家的减排目标挂钩。但我国产业发展基本还是依靠传统化石能源, 能源利用中的70%为煤炭, 仍处于煤炭时代, 这种能源结构即使到2050年也难以完全改变。因此, 目前中国应将更多的资金和精力放在对煤炭的清洁技术以及减排, 高度重视气候变化问题, 坚定不移地走可持续发展道路, 从国情和实际出发, 积极推进经济和产业结构调整、优化能源结构、实施鼓励节能、提高能效等政策措施, 不断增加应对气候变化科技研发投入, 努力减缓温室气体排放。

国务院总理温家宝在2009年12月25日主持召开国务院常务会议中讲到:到2020年, 单位GDP中CO2排放比2005年下降40%~45%, 作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划, 并制定相应的国内统计、监测、考核办法。

山西主导产业的能源结构基本上仍是依靠煤炭, 技术落后、资金短缺等因素, 在短时间内很难摆脱高能耗的产业模式, 为实现2020年单位GDP中CO2排放比2005年下降40%~45%的减排目标, 其比较可行的方案就是通过科技研发投入和技术引进, 达到碳减排的目标。

CO2减排技术

CO2是对气候变化影响最大的气体, 它产生的增温效应占所有温室气体总增温效应的63%, 且在大气中的留存期最长, 可达200年。一系列的研究表明, 全球气候变化对自然生态系统造成重大影响, 进而威胁到人类社会的生存和发展。在未来几个世纪, 预计能源使用和消耗将进一步增加。为减少温室气体的排放, 世界各国均采取了一系列减排技术措施, 目前, CO2减排技术可分为源头减排和下游减排两大类。

源头减排包括调整经济结构、能源结构、产品结构。建立低能耗、低排放的企业, 对高能耗工业进行改造, 用高新技术提升传统产业, 发展附加值高的低能耗新兴产业等;推广节能技术, 提高能源利用效率;大力发展可再生能源、高效的煤洁净利用技术、天然气发电技术、多联产技术等;改变人们生活方式, 倡导低碳、零碳消费等。

下游减排是指将不得已排放的CO2进行分离回收、碳捕获和封存等。回收分离CO2技术主要有化学吸收法、吸附分离法、气体膜分离和低温蒸馏法等, 尽管已在工业上广泛使用, 但仍存在一些问题, 例如投资大、成本高、能耗高, 在回收CO2的同时又在排放CO2。

与分离技术不同, CO2捕获和封存技术则以其存储容量大、地下保持时间长、环境友好等诸多优点, 被美国为首的一些发达国家认为是可选择的有效技术之一。

CCS技术

CCS (Carbon Capture and Storage) 技术是一种将排放源产生的CO2进行收集、运输并安全存储到某处, 使其长期与大气隔离的过程, 主要由捕获、运输和封存3个环节组成。一是捕获。是指将CO2从化石燃料燃烧产生的烟气中分离出来, 并将其压缩的过程。目前针对化石燃料电厂的捕获分离系统主要有三种, 即燃烧后捕获系统、燃烧前捕获系统和氧化燃料捕获系统。二是运输。CO2的运输, 指将分离并压缩后的CO2通过管道或运输工具运至存储地。三是封存。是指将运抵存储地的CO2注入到如地下盐水层、废弃油气田、煤矿等地质结构层或者深海海底以及海床以下的地质结构中。

1) 碳捕获。对于大量分散型的CO2排放源是难于实现碳的收集, 因此碳捕获的主要目标是像化石燃料电厂、钢铁厂、水泥厂、炼油厂、合成氨厂等CO2的集中排放源。针对电厂排放的CO2的捕获分离系统主要分为燃烧后系统和富氧燃烧系统。燃烧后捕获与分离主要是烟气中CO2与N2的分离。化学溶剂吸收法是当前最好的燃烧后CO2收集法, 具有较高的捕集效率和选择性, 而能源消耗和收集成本较低。除了化学溶剂吸收法, 还有吸附法、膜分离法。富氧燃烧系统是用纯氧或富氧代替空气作为化石燃料燃烧的介质。燃烧产物主要是CO2和水蒸气, 另外还有多余的氧气以保证燃烧完全, 以及燃料中所有组成成分的氧化产物、燃料或泄漏进入系统的空气中的惰性成分等。

2) 碳运输。输送大量CO2的一般采用管道运输, 在碳输送环节中, 主要考虑的是成本。管道运输的成本主要由3部分组成:基建费用、运行维护成本, 以及其他的如设计、保险等费用。由于管道运输是成熟的技术, 因此其成本的下降空间预计不大。对于250 km的运距, 管道运输CO2的成本一般为1~8美元/t。当运输距离较长时, 船运将具有竞争力, 船运的成本与运距的关系极大。

3) 碳封存。碳的地质封存技术是直接将CO2注入地下的地质构造当中, 如油田、天然气储层、含盐地层和不可采煤层等都适合CO2的储存。

地质封存取决于这些构造的物理和地球化学的俘获机理。CO2注入后, 储层构造上方的大页岩和黏质岩起到了阻挡CO2向上流动的物理俘获作用。毛细管力提供的其他物理俘获作用可将CO2留在储层构造的孔隙中。随着CO2与现场流体和寄岩发生化学反应, 地质化学俘获机理开始发挥作用。如果CO2在现场水中溶解, 充满CO2的水的密度越来越高, 因此会沉伏于储层构造中而不是浮向地表。此外, 溶解的CO2与岩石中的矿物质发生化学反应形成离子类物质并转化为碳酸盐矿物质。

不可采煤层也可用以储存CO2, 因其可吸附于煤层表面, 但是否可行则取决于煤床的渗透性。储存过程中会产生甲烷气体, 并可加以开采利用。

含盐地层中主要是高度矿化的盐水, 并无利用价值, 有时用于存放化学废弃物。盐碱含水层的主要优点是其巨大的储存容量, 且地理分布较广, 对CO2的运输而言较为方便。

CCS技术进展

当前, CCS技术已受到国际科技和产业界的密切关注。由于其与现有能源系统基础构造的一致性, 受能源资源条件限制较小, 该技术尤其受到工业化国家的广泛关注与密切重视, 美国、欧盟和加拿大等都制定了相应的技术研究规划, 开展相应的CCS技术的理论、试验、示范及应用研究。根据国际能源署的统计, 截至目前, 全世界共有碳捕获商业项目131个, 捕获研发项目42个, 地质埋存示范项目20个, 地质埋存研发项目61个。其中, 比较知名的有挪威Sleipner项目、加拿大Weyburn项目和阿尔及利亚In Salah项目等。

CCS技术是一项极具潜力的、可有效减少CO2排放的前沿技术, 该技术有可能在经济发展与环境保护两个方面实现双赢局面。因此, 我国和山西省也应密切关注CCS技术的研究现状和最新进展, 及早开展相关技术研究规划和理论与试验的示范与应用。

我国CCS的发展现状

我国CO2排放总量大, 目前已位居世界第二, 仅次于美国。作为负责任的大国, 我国政府高度重视气候变化与温室气体排放问题, 提出了在2006—2010年间单位GDP的能源消耗降低20%的节能减排目标。我国政府也明确表示, 在可持续发展的框架下, 与国际社会一起, 积极寻求应对气候变化的有效途径, 并根据自己的能力和国情为减缓气候变化做出应尽的努力。

我国对CCS技术的发展给予了高度重视, CCS技术作为前沿技术已被列入《国家中长期科技发展规划 (2006—2020) 》;在国家科技部2007年的《中国应对气候变化科技专项行动》中, CCS技术作为控制温室气体排放和减缓气候变化的重点技术被列入专项行动的4个主要活动领域之一。“十一五”期间, 国家“863”计划也对发展CCS技术给予很大支持。2007年6月国家发展和改革委员会在公布的《中国应对气候变化国家方案》中强调重点开发CO2的捕获和封存技术, 并加强国际间气候变化技术的研发、应用与转让。

我国与国际社会一起积极开展了CCS技术研究与项目合作。2007年启动了“中欧碳捕获与封存合作行动”, 到目前, 已有12个欧方机构和8个中方机构参与了此项行动;2007年11月20日, 启动了“燃煤发电二氧化碳低排放英中合作项目”;2008年1月25日, 中联煤层气有限责任公司 (以下简称“中联煤”) 与加拿大百达门公司、香港环能国际控股公司签署了“深煤层注入/埋藏二氧化碳开采煤层气技术研究”项目合作协议;自2002年以来, 中联煤和加拿大阿尔伯达研究院已在山西省沁水盆地南部合作, 成功实施了浅部煤层的CO2单井注入试验。

CCS技术环境、经济和社会因素

CCS技术作为应对全球气候变暖的一种有效措施, 正在逐步受到科学界和企业的关注。然而, 这项技术的进一步发展还会受到环境、经济和社会诸多因素的影响。

1) 环境风险评估与风险缓解与补救。CO2作为一种带有窒息特性的酸性物质, 其捕获和存储会对人类健康和安全、对自然和环境造成一定的风险, 风险主要与可能泄漏有关。具体说, 碳捕获和存储对当地健康、安全和环境的危害来源于3方面:浅层地下和近表面环境处气态CO2高浓度产生的直接效应;溶解的CO2对地下水化学的影响;CO2注入替代流体所造成的效应。从来源推断出可能潜在的主要风险包括:CO2逃逸到大气层后对人体健康与安全的潜在危害、CO2泄漏和盐水取代对地下水的危害、对陆地和海洋生态系统的危害、诱发地震、引起地面沉降或升高。对地质存储风险的有效缓解可从仔细地选择厂址, 实施监测, 在管理上实施有效的监管, 实施补救措施以及排除和限制泄漏的起因和后果等。然而, 在某些场合下, 泄漏还是有可能会发生的, 需要采取补救措施, 以终止泄漏或阻止对人类或生态系统造成的危害。

2) 公众意识。CCS作为一项新兴的CO2减排技术, 除在化石能源生产和研究的企业和机构外, 对其可以作为一种潜在的减排选择方式还了解不多。因此政府需要在提高公众对这项技术优缺点的知晓方面扮演一个重要角色, 需要将公众意识普及与技术开发放在同等重要的地位给予考虑, 以保证公众意识的提高和合理的应对。

3) 经济评估。如果将CCS技术用于电力生产企业的CO2减排中, 每千度电的费用估计会增加0.01~0.05美元。随着技术开发的进步, 规模经济的扩大等, 未来碳捕获和存储技术的费用将会降低。根据预测, 在未来10年, 捕获的费用将可能下降20%~30%。更多的新技术目前尚在研究和示范阶段, 随着这些技术的成熟运用, 将可望有更多的降价空间。运输和存储的费用也将随着技术的进一步成熟和规模化的增加而逐渐下降。

4) 市场障碍。除了上面谈到的经济因素外, 市场障碍也不容回避, 这包括从事风险的组织机构和部门、技术不确定性和市场的不确定性几个因素。从组织机构讲, 要求能源企业、油气海运企业、产油企业和政府在20~30年内通力合作和大量的前期资本投入, 这就需要建立一种机制在利益相关者之间能均衡分摊风险, 以使项目顺利进展。

CCS在山西应用及实施的现状

山西省是煤炭生产和消费的重点省之一, 由于石油和天然气资源有限, 2050年之前主要能源结构仍然是以煤炭为主。而根据山西省的能源结构, 并按照现在的工业发展能力, 要保持或提高生活水平, 在相当长的一段时间内煤炭就必然要更多地用于满足不断增长的能源需求。因此, 山西省作为CO2排放的大省, 面对来自国际社会和国内发展的双重压力, 面临着这种能源发展态势和煤炭的严重污染, 需要即刻开展相关重点研究, 并逐步实施一系列重大战略和重要技术, 以此来减少CO2排放而又不降低能源服务水平和人民生活水平。

首先, 在战略上必须从国情、省情出发, 构建科学合理的能源环境经济一体化的能源资源利用系统, 以此支撑我国经济和社会的发展;其次, 在技术上要采取更积极的态度, 将CO2加以收集和压缩并储存到地下。虽然截止到现在, 有关CCS的研究国内、省内仍不完善, 将其储于地下或废弃煤田中将对环境产生何种类型以及何种程度的影响仍未明晰, 但值得肯定的是, 随着研究的不断发展和边干边学效应的持续深入, CCS技术必将日益成熟, 也非常有可能成为未来各国实现减排目标最主要的方法。

利用CCS技术时可捕获的CO2源有很多, 但根据山西省的省情, 主要的可捕捉CO2排放源是工业生产和电力行业, 如以煤炭作为主要燃料的火力发电厂、水泥厂、钢铁厂、铝厂等企业。

据有关CCS技术的文献显示, 关于CCS应用行业的相关研究中定性研究多于定量分析, 缺乏结合技术成本和捕获规模的详细定量研究。而从实践的观点来看, CCS项目必须同时满足技术可行和经济可行, 技术可行意味着项目满足技术上的可操作性, 经济可行意味着进行项目的成本有效。所以, 一个可行的CCS项目除了必须选择固定排放源之外, 还要在捕获规模和捕获成本两个方面具备可操作性。

因此, 结合捕获成本和捕获规模对CCS应用进行定量研究显得尤为必要。综上所述, CCS技术可能是一项应对能源和环境提出的严峻挑战的可选措施, 也是一项应对气候变化的重大战略举措。而在CCS技术应用的层面来讲, 从电力行业和工业生产的烟道气中分离CO2进行地下储存, 是最为有效的途径, 但关于CCS技术应用的具体细节, 还有待结合捕获规模和捕获成本进行定量研究。然而, 火力发电厂、水泥厂、钢铁厂、铝厂由于其排放量大, 且易于分离和富集CO2, 是山西省应用CCS技术潜力最大的产业企业。

同时, 山西省地处华北平原, 在深层地壳存在大量的水, 因为高盐度往往无法使用, 含盐渍深水层实际上是可能较为理想的CO2储存地点, 注入CO2不会干扰水资源。而且, 山西省的废弃煤田和不可开采的煤层较多, 也比较适合CO2的地下封存。

另外, 在与国际合作中, 山西省人民政府代表团在2009年12月上旬就CO2地质封存研究方面以及利用CO2增加油气产量的做法和经验已经和美国怀俄明州地质调查局罗纳德局长签署了关于“二氧化碳地质封存项目”合作备忘录和研究合作协议书, 开始了山西省CCS方面的国际合作研究和应用。

关于推进CCS实施的建议

目前, 山西省在以减少碳排放为目的所开展CCS方面的研究、实施几乎是空白, 才刚刚起步。为此, 笔者建议应尽快和重点开展以下几方面的工作。

1) 加大CCS基础性研究。山西作为CO2排放大省, 虽已积极参与温室气体CO2减排行动, 密切关注CCS技术进展, 并着手开展了一些研究与实践工作, 但如何进行CO2捕捉、如何选择合适的存储地点等研究, 还未见开展相关工作的研究报道。在后续的研究中, 应主要开展以下一些基础研究:碳捕获技术的研究, 特别是针对煤基多联产技术、氢能技术等的研究;确定山西省目前主要和集中的CO2排放源的位置;研究山西省CCS的存储地质潜力, 包括盐水层、废弃煤矿等地质结构层的碳封存潜力;研究在CCS实施中, 可能的风险与不确定性分析, 并提出应对措施;对相关的法律问题的研究等。

2) 开展国际、省市合作, 学习、消化、吸收有关CCS研究的方法与经验;与国外合作开展碳捕获分离技术的研发;与国外合作开展具有净效益的强化开采煤层气等示范项目。进一步推动与发达国家和有关国际组织开展CDM的实质性合作, 获得额外的资金或先进的环境友好技术, 从而可以促进山西省CO2减排和经济社会的可持续“双赢”发展。

3) 调整产业结构, 减少CO2源排放。通过技术创新、产业绿色转型、加快新能源开发等手段, 改变现有的能源结构, 尽可能减少煤炭、石油等高碳能源消耗, 多用可再生能源。加快淘汰落后生产能力, 重点抓钢铁、火电、电解铝、焦炭等高能耗产业的淘汰落后产能工作。同时, 要把应对气候变化作为山西省经济社会发展的重大战略, 将减排目标作为约束性指标纳入山西省国民经济和社会发展的中长期规划;加强对节能、提高能效、洁净煤、可再生能源等低碳和零碳技术的研发和产业化投入, 加快建设以低碳为特征的工业、建筑和交通体系, 从而减少碳排放, 最终达到CCS实施的成本。

4) 应对气候变化, 科技是基础。要大力推进应对山西省气候变化的科技专项行动的实施工作, 加大气候变化方面的科技投入, 提高自主创新, 加强研发, 不断通过技术创新, 提出适合山西省CCS发展实际的新途径, 形成一大批具有自主知识产权并能够为科技界所认可的研究成果。

如何瞬间捕捉战机 篇11

(2002年4月1日弈于联众网站)

中炮对三步虎

△隋向彬□张晓霞

1、炮二平五马2进32、马二进三炮2平1

△1I00000000001是黑龙江省巴彦县知名棋手，多次获得县体委、总工会举办的象棋比赛冠军，此局是在联众网上与“猛大师”所弈。□黑方采用右三步虎布局，并不多见，然而运用熟练者却能够占有敌短我长的优势。

3、马八进七车1平24、车九平八车2进6

△黑方右车过河，占据有利地形，着法积极。

5、炮八平九车2平36、车八进二卒3进1

△黑方左翼兵力未动，先进3卒，着法强硬。

□急于冲卒造成右翼子力出动缓慢，宜走炮8平6为好。

7、车一平二卒3进1

□再度进卒仍然操之过急，此时可走车9进2保炮，应当说没有太大的問题。

8、炮九退一车3平4

△红方炮九退一不如走车二进四看住黑卒。

9、炮九平七卒3进1(图)10、马七退五………

△局势至此，到了关键时刻，红方出子速度快，但有窝心马之弊，黑方车卒抢攻在前，双方各有顾忌。

□如图形势，红方一心要谋取黑方的强子，但忽略了黑方存在的弃子抢攻手段，其实此时红方可以走车八进四吊住黑方，下着马七退九，黑方很难应付。

10、…………车4进211、炮七进六车9进1

12、炮五进四马8进7

□妙手解忧，反夺先手。

13、炮五退二炮8平314、马五进四炮3进7

15、仕六进五车9平416、马四进五…………

□先跳马将军也不敢抽吃黑车，不如先走仕五进六，前车退1，车八平六，车4进6，相三进五，车4进1，车二进五，将5进1，车二平八，尚可对攻。

16、…………马7进517、马五进七马5退3

18、马七退五士4进519、仕五进六后车进6

20、车八平六车4退121、相三进五炮3退2

22、仕四进五车4退323、马五进三将5平4

24、相五退七炮1进425、相七进九炮3进2

△炮3进2妙手，至此红方回天乏术。

26、相九退七炮1进327、仕五退六车4进5

28、帅五进一车4退129、帅五进一炮1平8

30、后马退二车4平8(黑胜)

捕捉技术 篇12

视频捕捉技术是多媒体技术发展的产物, 该技术可将屏幕上的软件操作过程、网络教学课件、网络电视、网络电影、聊天视频等录制成FLASH动画、WMV动画、AVI动画或者自播放的EXE动画。[1]屏幕录像专家不仅具有其强大的长时录制功能和后期编辑功能, 而且在长时录像时还能保持声音的完全同步。因此, 它是制作各种屏幕录像和软件教学动画的首选软件。

软件学习过程中学习者的认知特点

在传统科目教学中, 做笔记是学习者普遍采用的一种学习策略[2]。而软件是一类特殊的教学内容, 由于教师操作过快, 学习者要听要看还要做笔记, 显然跟不上教师的步伐。在这种特殊的教学内容和学习者认知特点的需求下, 视频捕捉技术应运而生。教师借助话筒和视频捕捉软件, 将自己的讲解内容和操作步骤录制下来, 用作课堂的视频教学材料。这种教学策略符合软件教学中学习者的认知特点。众所周知, 一切认知行为都是由动机引起的, 学习动机是认知活动中重要的必备条件之一。[3]在软件学习过程中, 及时跟踪教师的每一步操作是学习者持之以恒的获知学习内容的关键因素。而视频捕捉技术给学习者提供了可行性条件, 它把教师的演示过程声画并茂地呈示给了学习者。学习者通过反复观看和上机练习, 就可以轻松掌握软件的基本操作, 有余力的同学可以在此基础上进行更深层次的创造性学习。由执教者自己制作的视频教学课件不但贴近教学目标, 而且符合学习者的认知特点, 更是迎合了信息技术与学科整合的教改思想。

网页制作软件导学案例的设计与实现

下面以Dreamweaver为学习对象来实现视频捕捉技术的教学应用。

1. Dreamweaver的导学内容

Dreamweaver是一款可视化的网页制作软件。它使用方便, 扩展性强。[4]对初学者来讲可从三方面层级式展开学习:Dreamweaver简介、视频导学案例和自主学习方法的引导。

2.Dreamweaver软件导学案例的设计方案

首先, 将导学内容制成PPT, 再使用屏幕录像专家录制视频案例, 同时对画面进行配音合成, 最后将视频文件以其支持的格式保存并链接到PPT中。 (1) 使用屏幕录像专家将PPT和教师的讲解合成一个完整的EXE视频文件。 (2) 作为软件教学, “工作界面简介”是重点内容, 要给学习者足够的感官刺激。打开Dreamweaver工作界面, 边操作边讲解各工作区的功能, 同时使用屏幕录像专家将整个过程和讲解内容录制成视频动画。在“Dreamweaver简介”的视频教学内容中, 教师对软件的每一步操作清晰可见, 学习者即看即会。这种视频教学策略有其独特的生存优势和升值空间, 充分体现了视频捕捉技术在软件导学案例制作领域中的应用价值。 (3) “完整网页制作过程”是视频导学案例的关键部分, 下面以“博客”为主题, 为学习者制作了“如何使用Dreamweaver制作一个完整网页”的实战视频导学案例。

屏幕录像专家进行长时录制, 单个视频文件的播放时间就会太长, 导致学习者视觉疲劳, 严重影响其学习效果。而屏幕录像专家还有一个优点, 就是它强大的后期编辑功能, 它具有截取、合成和格式转换等功能。因此, 我们利用其截取功能把录制好的视频文件根据博客网页的制作流程截取成五段视频。具体制作步骤如下: (1) 创建站点。运行Dreamweaver软件, 使用“站点”菜单创建名为“blog”的本地站点; (2) 页面布局设计。在站点中新建一个名为“index.html”的首页文档。在设计视图中依据网页构成元素使用布局工具栏设计网页整体布局。 (3) Logo、Banner的制作。依据博客风格制作并合适的logo、Banner图片。 (4) 导航链接的制作。依据导航栏目添加对应的链接。 (5) 添加页面内容。依据页面布局添加对应的页面信息, 例如网页图片、文本的添加, css样式的设计等, 详细的操作步骤都囊括在案例视频文件中。

将以上五大步骤分别录制作成独立的视频动画, 通过学习者的自主式强化学习, 使其在短时间内破解网页制作的神秘之门, 从而体会学习的成功和乐趣。

构建视频导学案例存在的问题及解决方案

在使用屏幕录像专家录制Dreamweaver导学案例时可能会出现画面不流畅, 讲解配音的噪声太大等诸多问题。因此, 要录制出好的视频教学内容, 需要注意以下几点:

1.电脑分辨率的设置。将电脑屏幕显示分辨率设为800x600, 颜色质量设为16位。这样在录制时占用的系统资源较少, 并且能够保证画面的流畅。

2. 文件保存路径的设置。要给生成文件另行指定保存路径, 确保足够的磁盘空间和长时录制的顺利进行。

3. 音频属性设置。

采样位数设为“16”, 采样频率设为“11025”, 如若音质不佳, 可设为“22050”;声音来源要选择“Microphone”或“话筒”。除了将屏幕录像专家的音量设为最低外, 还要把话筒和音箱的音量调到最低。这样可以最大限度降低讲解配音的噪声。为了避免环境的干扰及话筒的“噗噗”声, 最好选择一个安静空间, 给话筒自制一个防尘罩。

4. 文件保存格式。文件保存为默认的EXE格式。EXE格式文件兼容性好, 占用空间小。

以上对硬件的属性设置和客观录制环境的要求, 对案例中人的要求也是很严格的。教师讲解要精炼, 语速要适中, 还要和操作保持良好的同步。

结束语

总之, 基于视频捕捉技术构建Dreamweaver软件导学案例利于学习者及时跟踪教师的具体操作步骤和详细讲解过程, 通过对案例的反复观赏和上机操练, 再次加强学习者对Dreamweave软件的运用和掌握, 最终提高教学效果。

摘要：基于视频捕捉技术的软件导学案例, 有助于提高教学效率和效果。文章以屏幕录像专家录制视频案例介绍了视频捕捉技术在软件教学中的具体应用。

关键词：视频捕捉技术,导学案例,网页制作

参考文献

[1]Pchome下载中心.屏幕录像专家7.5软件介绍[EB/OL].<http://download.pchome.net/multimedia/videocap/page-250-2-2-1.html>.

[2][3]陈琦, 刘儒德.当代教育心理学[M].北京:北京师范大学出版社, 2005.