计算机视觉方案十篇

计算机视觉方案篇1

[关键词]计算机辅助环境艺术设计 起源 现状及发展

随着计算机软硬件的进步，计算机辅助设计逐渐成为建筑效果图表现的主流。所谓计算机辅助环境艺术设计是指设计师通过计算机技术表现设计意图，最终以图像的方式告知客户，使客户清晰地理解设计师的设计意图和创意，它是一种更为直接、有效的表现方式，通常又被人们称为计算机建筑效果图。

一、计算机辅助环境艺术设计的起源

计算机的发展及应用，使人们的生活日新月异。计算机辅助设计源于计算机图形技术的产生，计算机辅助设计的研究构想发端于1950年，但使用计算机绘图的最早记录是在1963年，美国麻省理工学院的研究人员伊凡・苏泽兰在美国计算机联合会会议上发表了名为《画板》的博士论文，从而开始了计算机辅助设计的发展历程。他从1950年开始着手开发通过图形技术来处理人与电脑交互对话的操作系统。1963年，这套以电脑主机、显示屏、光电笔和键盘为工具的图形画线系统得到实现。这套图形画线系统开发和引进了许多计算机绘图的基本思想和技术，使用户可以运用电脑画出直线、复杂曲线以及简单的标准部件。

最初CAD被解释为“计算机辅助绘图”，由于当时计算机在设计上的作用是替代传统手工绘图的一种新工具，但随着后来信息技术的飞速发展，计算机技术在各领域的广泛应用，CAD的含义也在不断变化扩展，随着20世纪70年代像素的产生、80年代三维曲面造型系统的开发等，使电脑绘图从只能用“线”这一基本绘制元素发展到可以用点、面、体进行绘制计算机图形，从而使CAD的含义也发展成现在人们比较熟知的计算机辅助设计这个概念了。1970年的威尼斯双年展首次接纳了计算机绘画作品，这也标志着新的视觉艺术形式的诞生得到了社会的承认。

我国的计算机辅助设计起源于20世纪70年代。与国外计算机辅助设计发展的轨迹相似，国内计算机辅助设计的研究与应用基本上是从各高等院校发展起来的。20世纪90年代初，随着我国现代化进程的迅速发展以及计算机的进一步普及，在环境艺术设计和创作领域，计算机技术应用的价值，逐渐得到人们的重视。

二、我国计算机辅助环境艺术设计的现状

计算机作为信息时代重要的技术工具，在环境艺术设计领域得到普遍应用。在20世纪90年代前，国内对环境艺术设计效果的表现是使用手工绘制的方法，到了20世纪90年代初期，计算机辅助设计技术开始在我国建筑业应用。计算机辅助设计技术在建筑设计表现领域以不可逆转的潮流迅速发展。尤其是到了20世纪末，计算机辅助设计逐渐成为建筑效果表现的主流。起初，设计师主要运用Auto CAD软件进行施工图的绘制，在方案阶段还以手绘为主。但随着相关专业软硬件的更新和进步，它自身的强大优势得以显示，同时对传统手绘表现产生了越来越大的冲击。

随着近十几年来我国计算机辅助环境艺术设计的发展，计算机建筑效果表现的类型己经有了很细致的划分，可以分为：计算机建筑效果图、计算机建筑漫游动画和计算机建筑效果虚拟现实。计算机建筑效果图主要是通过3DSMAX，Lightscape，Photoshop等计算机软件制作的静态的效果图。通过计算机三维软件从平面、立面数据中得到透视图，透视点位置及视点角度均可变换，然后再渲染出二维图像，这种方式是目前社会上应用最广泛的。计算机漫游动画是利用3DSMAX软件的三维动画功能，在建筑物的室内或室外的设计阶段就能以可视的、动态的方式全方位展示建筑物所处的地理环境、建筑物外貌和各种附属设施以及建筑物内部空间的效果，使人们能够在未来的建筑物中漫游，因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。

三、计算机辅助环境艺术设计的发展趋势

当前，随着计算机软硬件技术的迅猛发展，计算机辅助设计在环境艺术设计领域受到了广泛的重视和应用，比如各种方案的汇报、投标以及招商广告中随处可见，从而出现了大量的绘图软件的教程以及在教学上更加重视计算机绘图软件的教学课程。人们更多的关注计算机技术，想方设法掌握各种绘图软件，在模型、材质、灯光以及各种渲染技法上花费大量的时间，而忽略了最终的效果图的艺术性。计算机辅助设计是科学与艺术以及计算机与艺术设计相结合的边缘学科。计算机辅助设计在视觉艺术创造规律、形式法则和审美方法与传统的艺术设计是相同的。所谓视觉艺术，是通过人的视觉感受而将客观内容纳入主观心灵并予以对象化呈现的艺术形态。一些美学研究者认为，从审美主体的角度来看，艺术离不开创造者和欣赏者两个方面，而这两个方面都要通过一定的感官和相应的感性物质媒介，前者创造出审美对象，后者达到审美愉悦。所以说，作为视觉艺术的计算机辅助设计作品既要真实的描绘场景，又要使欣赏者达到审美偷悦。不可否认，人们的欣赏水平在不断提高，求新、求异的视觉口味也越来越高。这源于技术的发展、审美的进步，计算机技术的发展对于社会和艺术创造产生了重大的推动作用。

在计算机辅助环境艺术设计发展的初级阶段，设计师的目标是使效果图具有真实感，能够模拟未来场景的真实效果，具有一定的实用性。目前的计算机建筑效果图的风格单一，已经不能满足大众的不断提高的视觉口味。计算机建筑效果图既是表现的技术同时它又是视觉艺术。设计师创造出审美对象，筑物内部空间的效果，使人们能够在未来的建筑物中漫游，因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。使用的软件有Creator系列三维建模工具及Vega场景管理软件。计算机建筑效果虚拟现实技术强调的是一种身临其境的感觉，采用的是人与人之间自然的交互方式。它可以实现逼真的、纯三维的场景，可以全方位、多角度、完全由用户自由控制在场景中漫游。作为建筑师可以从多个角度观察建筑方案，所以说虚拟现实技术不仅可以使用于建筑表现，而且也是一种推敲方案的有利手段。VR技术在我国的环境艺术设计领域中有着广泛的应用前景，将给环境艺术设计带来革命性的改变。

设计师创造出审美对象，要使欣赏者达到审美愉悦而不是审美疲劳。为此，根据目前我国计算机辅助环境艺术的发展情况，未来计算机建筑效果图应呈现艺术化、人情化和多样化趋势。

参考文献：

[1]邓庆尧.环境艺术设计[M].济南：山东美术出版社.

[2]张绮曼.中央工艺美术学院环境艺术设计系―室内设计的风格样式与流派[M].北京：中国建筑工业出版社.

[3]张绮受.中央工艺美术学院一环境艺术设计与理论[M].北京：中国建筑工业出版社.

[4]李小艺.环境艺术设计的新视界阅.北京：中国人民大学出版社.

计算机视觉方案篇2

关键词：机器视觉；四轴飞行器；位姿估计

DOIDOI：10.11907/rjdk.171358

中图分类号：TP319

文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2017）006-0120-04

0 引言

视觉导航技术具有设备简单、信息量大、抗电子对抗和无源性强等特点，其作为自主飞行器的辅助导航技术已经受到业界人士的高度重视，是目前无人飞行器导航技术领域中的研究热点。机载摄像机是飞行器的“眼睛”，通过它，飞行器可以实现避障、位姿估计以及目标识别等。因此，将计算机视觉运用行器辅助导航具有明显优势[1-2]。

基于特征点的视觉导航方法，是近年来视觉导航领域研究较为活跃的内容之一。其基本原理为：将摄像机装载在飞行器上，并在参考目标上预先设置已知的特征点，通过提取已知特征点对应的图像坐标，根据摄像机透视投影模型，实时估计出摄像机相对于参考目标的位置姿态。

本文设计了由3个黑色正方形和1个黑色三角形组成的平面着陆目标图案，以正方形和三角形顶点为图像特征点，提出了一种基于平面单应性变换的图形特征点实时提取标记方法，利用提取的特征点图像坐标及对应的世界坐标，实时估计摄像机的位置参数，将其作为飞行器视觉导航信号。

1 着陆标志物及特征点标记

本文设计的着陆图案如图1（a）所示。着陆图案的边长为60mm，其中小正方形的边长为20mm，等腰直角三角形的直角边长为20mm。在着陆图案中，黑白相间的角点即为设计的特征标记点集。着陆图案可以分成4个部分，形状包括两种类型：I型和II型。如图1（b）所示，定义着陆目标图案的中心为世界坐标系原点，类型I的区域中心处于世界坐标系的X轴正半轴，类型II的区域中心依次分布在其余轴线上，采用右手法则来确定Z轴，可以看到各特征点在世界坐标系中的坐标是明确的。

针对所设计的着陆目标图案，图像处理的目的是确定标志点的位置，然后提取和标识出这些特征点。本文中的图像处理算法流程如图2所示，这里首先使用摄像机获取图像，然后对图像进行预处理，主要包括图像滤波、阈值分割等，最后检测与提取特征点，使用标记算法对其进行标记。

主要算法如下：

（1）阈值分割。阈值分割是指根据像素的灰度、颜色、纹理等特性按照一定的原则将一副图像或景物分割成若干个特定的、具有独特性质的部分或者子集，并提取出感兴趣目标的技术和过程。阈值分割后图像如图3（b）所示。

（2）边缘检测。边缘是不同区域的分界线，是图像局部强度变化最显著的那些像素的集合。本文边缘检测的目的是提取图像中3个四边形的边缘和1个三角形的边缘。边缘提取后图像如图3（c）所示。

（3）角点检测。图像中的角点是指图像中具有高曲率的点，本文使用的是Harris角点检测算法[3]。角点检测后图像如图3（d）所示。

（4）分割标志图案上的三角形。首先筛选出连通区域轮廓，对提取的轮廓进行直线简化，然后计算4个区域轮廓的周长为：Ci（i=1～4）。搜索4个周长中的最小值min（Ci），则min（Ci）所对应的区域I即为三角形区域。

3 实验

得到特征点的像素坐标系的坐标（u，v）及世界坐标系的坐标（xw，yw，zw）后，根据两步法标定原理，利用Matlab/GUI工具 [9]，得到位姿估计模型GUI界面如图6所示。

本文采用如下方案来验证所建立的位姿估计模型的正确性[10]，在着陆目标平板上绘制两个相同的特征图案，如图7所示，设定它们的距离分别为100mm、150mm、200mm、250cm和300mm。

将摄像机（摄像机为Prosilica GT2750 CCD工业相机、16mm镜头，图像大小为像素）固定在着陆目标图案的上方对该着陆目标图案进行拍照，然后利用上述位姿估计模型解算出相对位置估计测量值，得到表1的测量结果。由表1可知，位置估计误差在11mm以内，本文建立的位姿估计模型基本满足位置估计要求。

4 结语

本文以飞行器自主着陆阶段为研究对象，根据摄像机透视投影成像关系，建立了飞行器视觉位姿估计模型，设计了一种着陆目标图案，并对其进行图像处理、角点提取和特征点标记，利用两步法摄像机标定原理对摄像机位姿进行了解算，使用Matlab/GUI工具对该算法加以实现，最后利用实验室现有的条件对其进行了验证。结果证明，本文提出的图像处理及相关位姿估计算法具有一定的导航精度。但是由于需要进行大量的图像处理，耗时较多，还很难满足飞行器自主着陆阶段实时性的要求，因此缩短图像处理时间将是后续研究的重点。

参考文献：

[1]SRIKANTH SARIPALLI，JAMES F MONTGOMERY，et al.Vision-based autonomous landing of an unmanned aerial vehicle[C].Proceedings of the 2002 IEEE International Conference on Robotics & Automation，2002： 2799-2804.

[2]COURTNEY S SHARP，OMID SHAKENIA，S SHANKAR SASTRY.A vision system for landing an unmanned aerial vehicle[C].Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics & Automation，2001：1720-1727.

[3]赵文斌，张艳宁.角点检测技术综述[J].计算机应用研究，2006，10（1）：17-20.

[4]邱力为，宋子善，沈为群.用于无人直升机着舰控制的计算机视觉技术研究[J].航空学报，2003，24（4）：351-354.

[5]TSAI R Y.An efficient and accurate camera calibration technique for 3D machine vision[C].In Proc.CVPR，1986：364-374.

[6]w明.基于图像的物体尺寸测量算法研究[J].软件导刊，2016，15（11）：48-52.

[7]樊冬雪.四轴飞行器视觉导航系统的设计[J].计算机技术与用，2014，40（8）：140.

[8]阮利锋.小型无人直升机自主着陆视觉导航系统设计及仿真[D].上海：上海交通大学，2009.

计算机视觉方案篇3

关键词：ARM OPENCV AdaBoost

近年来,功能各异的视频监控设备越来越多,但是,大多只能简单记录视频画面,将监控到的视频信息存储起来,而不能对所监控到的视频做一定的处理分析和预测。基于ARM的人脸检测系统,为我们的视频监控设备提供了一个视频处理的参考解决方案,在一定基础上加以扩充,可以完成人物识别,危险行为检测与报警等,使视频监控设备更加智能化。

1、视频监控的几项关键技术及发展方向

视频监控的关键技术主要有视频采集压缩算法、视频信号可靠地传输、信息存储调用的智能化与系统的集中管理等。视频监控技术发展方向为分布采集集中管理、高品质图象压缩处理、开放标准统一接口、统一认证以确保安全、操作人性化以及功能集成化、结构模块化和传输多样化。随着不断发展的网络技术,基于嵌入式技术的网络数字监控系统不再是处理模拟视频信号,而是把摄像机输出的模拟视频信号通过视频编码器直接转换为IP数字信号。

2、平台的搭建

ARM之所以应用广泛,是因为有较快得运算速度,较低的价格,开发人员也比较容易接触,程序较易移植过来等特点。EmbeddedLinux也是Linux家族的成员,支持广泛的硬件平台,如PPC、ARM、MIPS等,也继承了Linux的优点——开源、免费,同时也有广泛的应用软件支持,能够比较方便的移植操作系统与应用软件。

3、OPENCV简介

OpenCV是一个开源的计算机视觉库,采用C/C++语言进行编写,可以运行在Linux/Windows/Mac等操作系统上,同时还提供了Python、Ruby以及其他语言的接口。其设计目标就是执行速度尽量快,它采用优化的C语言编写,能够充分利用多核处理器的优势。除此之外,另外一个目标就是构建一个简单易用的计算机视觉框架,开发人员可以利用它更便捷地设计复杂的计算机视觉相关应用程序。其中包含的函数有500多个,覆盖了计算机视觉的许多应用领域,如工厂产品检测、医学成像、信息安全、摄像机标定、立体视觉和机器人等。

4、人脸检测的原理

人脸检测技术的研究要追溯到20世纪70年代,早期的研究主要致力于模板匹配、子空间方法、变形模板匹配等,近几年,集中研究基于数据驱动的学习方法,如统计模型方法,神经网络学习方法,统计知识理论和支持向量计算方法,基于马尔可夫[1]随机域的方法,以及基于肤色的人脸检测等。目前在实际中应用的人脸检测方法多为基于Adaboost[2]学习算法的方法。

Viola是AdaBoost算法的一种,主要基于积分图和级联检测器,其方法框架可大至分为以下三大部分:第一部分,使用Harr-like特征来表示人脸,并且使用“积分图”实现特征数值的快速计算;第二部分,使用Adaboost算法挑选出一些最能代表人脸的矩形特征,用弱分类器按照加权投票的方式,构造为一个强分类器;第三部分,为有效的提高检测速度,将训练得到的若干强分类器串联组成一个级联结构的层叠分类器。

人脸检测的目的就是从图片之中找出所有包含人脸的子窗口,对人脸的子窗口与非人脸的子窗口进行区分。第一步,在一个20*20的图片中提取出一些简单的特征（Harr特征）,将白色区域内的像素减去黑色区域,因此在人脸与非人脸图片的相同位置上,有着大小不一样的数值,这些特征就是区分人脸和非人脸的依据。第二步,使用上万张切割好的人脸图片和上万张背景图片作为训练样本。训练图片一般都调到到20*20的大小。在这样大小的图片中,可供haar使用的特征数大概有1万个左右,然后通过机器学习算法也就是Adaboost算法挑选数千个有效的haar特征,用来组成人脸检测器。第三步,学习算法训练出一个人脸检测器后,便可以在各种各样的场合使用了。使用时,依次缩放图像比例,最后在缩放后的图片20*20的子窗口中依次判别是否是人脸。

人脸检测技术在门禁系统、智能监控系统中已经得到了很好的应用。另外,目前的笔记本电脑登录时,也陆续使用人脸识别技术作为凭证。同时,人脸检测算法也在数码相机和手机中起作用,作为一个新新的功能提供用户使用。

5、结语

ARM上进行图像处理以及人脸检测与识别等是可行的方案,可以减少硬件成本。 采用Linux+Qt4+OpenCv+Arm是一个方案合理、技术成熟、成本低廉、应用广泛的人脸检测与图像处理的解决方案。

参考文献

计算机视觉方案篇4

    关键词：数字水印 视频 MPEG-4 扩展频谱

随着信息技术和计算机网络的飞速发展，人们不但可以通过互联网和CD－ROM方便快捷地获得多媒体信息，还可以得到与原始数据完全相同的复制品，由此引发的盗版问题和版权纷争已成为日益严重的社会问题。因此，数字多媒体产品的水印处理技术已经成为近年来研究的热点领域之一。

虽然数字水印技术近几年得到长足发展，但方向主要集中于静止图像。由于包括时间域掩蔽效应等特性在内的更为精确的人眼视觉模型尚未完全建立，视频水印技术的发展滞后于静止图像水印技术。另一方面，由于针对视频水印的特殊攻击形式的出现，为视频水印提出了一些区别于静止图像水印的独特要求。

本文分析了MPEG－4视频结构的特点，提出了一种基于扩展频谱的视频数字水印改进方案，并给出了应用实例。

1 视频数字水印技术简介

1．1 数字水印技术介绍

数字水印技术通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到多媒体内容当中，但不影响原内容的价值和使用，并且不能被人的感知系统觉察或注意到。与传统的加密技术不同，数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生，但可以判别对象是否受到保护，监视被保护数据的传播，鉴别真伪，解决版权纠纷并为法庭提供认证证据。为了给攻击者增加去除水印的难度，目前大多数水印制作方案都采用密码学中的加密体系来加强，在水印嵌入、提取时采用一种密钥，甚至几种密钥联合使用。水印嵌入和提取的一般方法如图1所示。

    1．2 视频数字水印设计应考虑的几个方面

·水印容量：嵌入的水印信息必须足以标识多媒体内容的购买者或所有者。

·不可察觉性：嵌入在视频数据中的数字水印应该不可见或不可察觉。

·鲁棒性?押在不明显降低视频质量的条件下，水印很难除去。

·盲检测：水印检测时不需要原始视频，因为保存所有的原始视频几乎是不可能的。

·篡改提示：当多媒体内容发生改变时，通过水印提取算法，能够敏感地检测到原始数据是否被篡改。

1．3 视频数字水印方案选择

通过分析现有的数字视频编解码系统，可以将目前MPEG－4视频水印的嵌入与提取方案分为以下几类，如图2所示。

（1）视频水印嵌入方案一：水印直接嵌入在原始视频流中。此类方案的优点是：水印嵌入的方法较多，原则上数字图像水印方案均可应用于此。缺点是：

·会增加视频码流的数据比特率；

·经MPEG－4有损压缩后会丢失水印；

·会降低视频质量；

·对于已压缩的视频，需先进行解码，然后嵌入水印，再重新编码。

（2）视频水印嵌入方案二：水印嵌入在编码阶段的离散余弦变换（DCT）的直流系数（DC）中（量化后、预测前）。此类方案的优点是：

·水印仅嵌入在DCT系数中，不会增加视频流的数据比特率；

·易设计出抗多种攻击的水印；

·可通过自适应机制依据人的视觉特性进行调制，在得到较好的主观视觉质量的同时得到较强的抗攻击能力。

缺点是对于已压缩的视频，有一个部分解码、嵌入、再编码的过程。

(3)视频水印嵌入方案三：水印直接嵌入在MPEG－4压缩比特流中。优点是不需完全解码和再编码的过程，对整体视频信号的影响较小。缺点是：

·视频系统对视频压缩码率的约束将限制水印的嵌入量；

·水印的嵌入可能造成对视频解码系统中运动补偿环路的不良影响；

·该类算法设计具有一定的复杂度。

2 MPEG－4视频水印的实现

基于上述的各种方案，本文在方案二的基础上提出了一种针对MPEG－4视频编码系统的扩展频谱数字水印技术改进方案，将扩频调制后的水印信息嵌入到视频流IVOP(Intra Video Object Plane)中色度DCT直流系数的最低位。本方案不需要完全解码，大大减少了运算的复杂度，提高了实时性。同时由于水印嵌入在直流系数中，在保证视频效果不失真的前提下，水印具有很强的鲁棒性。

2．1 MPEG－4视频的特点

MPEG－4视频编解码基于VOP(Video Object Plane)。

从时间上看,VOP分为内部VOP(IVOP)、前向因果预测VOP(PVOP)、双向非因果预测VOP（BVOP）、全景的灵影VOP（SVOP）。IVOP只用本身的信息进行编码；PVOP利用过去的参考VOP进行运动补偿的预测编码；BVOP利用过去和将来的参考VOP进行双向运动补偿的预测编码；SVOP一系列运动图像中的静止背景。因此IVOP的图像信息较独立?熏最适合嵌入水印信息。

从空间上看,它由若干个大小为16×16的宏块(Macro Block)组成，每个宏块包括大小为8×8的6个子块。其中4个亮度子块Y，1个色差子块U，1个色差子块V。IVOP编码基本流程如图3所示。

为了不受量化过程的影响，本方案将水印嵌入在量化后的DCT系数中，从而提高了水印生存的稳定性。在MPEG－4压缩算法中，DCT系数的量化是关键，它直接影响视频的质量和码流控制算法。为此，MPEG－4提供了一个供参考的标准量化表。该表根据人类视觉模型(HVS)建立。考虑到人眼对高频信息损失的敏感度较低频损失小很多，因此通常把水印嵌入到中低频信息中，提高了水印信息的鲁棒性。另外, 根据人眼对亮度信息的变化比色度信息较敏感这一特性，为最大限度地保持视频质量，本方案将水印嵌入到色度?穴U子块?雪DCT系数中。由于DCT是目前多媒体视频压缩中被广泛采用的技术基础，因此基于DCT的视频水印方案具有显著的优势。将水印信息嵌入到IVOP色度量化后的DCT直流系数中，不但无需引入额外的变换以获取视频的频谱分布，且水印信息不受DCT系数量化带来的影响。

2．2 视频数字水印算法与实现

在MPEG－4视频中，由于IVOP中色度子块的DCT直流系数是一个在视频流中始终存在且很鲁棒的参数，本方案将水印信息经m序列(最长线性反馈移存器序列)调制后嵌入到IVOP的色度子块DCT的直流系数中。这样水印信息在不影响视频效果的情况下难以去除，所以鲁棒性足够强。本方案采用扩频的方法，以方便有效地检测水印，抵抗各种攻击和干扰，保密性好。关键问题是色度DCT的直流系统是一个对视觉系统很敏感的参数，本方案在色度DCT的直流系数上加水印相当于对其加入微量干扰，必须使这种干扰低于一定的门限值，使人眼的视觉系统对视频中色度的微小变化感觉不到。经过试验将水印嵌入到IVOP的色度DCT的直流系数的最低位能满足要求。

2．2．1 视频数字水印的嵌入

伪随机的扩展序列长度为255(28－1)，每一水印信息位通过伪随机扩展序列的调制嵌入到相应的IVOP色度对应的DCT直流系数(量化后、预测前)的最低位,这样水印信息在不影响视频效果的情况下一般难以去除。同时，嵌入在直流系数的最低位，带来的误差非常小。

伪随机的扩展序列产生代码如下：

＃define M＿LEN 255

＃define M＿SERIES 8

for(i＝0;i＜M＿SERIES;i＋＋) m[i]＝1;

for(i＝M＿SERIES;i＜M＿LEN;i＋＋)

{

m[i]＝ m[i－1]＋m[i－5]＋m[i－6]＋m[i－7];

m[i]＝m[i]％2;

}

水印信息位扩展调制方式为：

·水印信息位为0，伪随机的扩展序列不变；

·水印信息位为1，伪随机的扩展序列取反。

这个过程可以用异或运算实现。代码如下:

WMij ＝ Wi ＾ m[j];

／?觹每一水印信息位扩展调制成255位的扩展调制位*／

这里Wi表示水印信息码流(WMij表示水印信息扩展调制码流。设UDCij表示视频IVOP色度DCT的直流系数)量化后、DC预测计算之前?雪序列，为了方便，用一个字节表示一位二进制码流信息。

水印嵌入过程如下：

if (WMij) UDCij ｜＝1;

／*根据扩展调制后的码流嵌入水印信息*／

else UDCij ＆＝0xFFFE;

2．2．2 视频数字水印的提取

水印信息提取是水印信息嵌入的逆过程,代码如下:

if (inv＿UDCij ＆ 1) inv＿WMij ＝ 1;

else inv＿WMij ＝ 0;

这里inv＿UDCij表示带有水印信息的视频IVOP色度DCT的直流系数(反量化前、DC预测计算之后)序列； inv＿WMij表示检测到的水印信息扩展调制码流。每个IVOP色度子块在解码时得到一位扩展调制的信号位，每连续255个扩展调制的信号位可解调得到1位水印信息，具体分析如下：

用与原始伪随机序列结构相同且完全同步的序列与得到的连续255个扩展调制的信号接收序列进行异或运算，统计运算后1的个数记为OneCount。由于m序列的自相关函数只有两种取值(1和－1／(2n－1))，属于双值自相关序列。因此，如果数据未受到任何攻击和干扰，OneCount只有两种结果：255或0。当OneCount＝255时，得到的水印信息位为1；当OneCount＝0时，得到的水印信息位为0。如果数据受到攻击或干扰，OneCount有多种结果。根据统计分析，当OneCount＞127时，得到的水印信息位为1，并且这255个IVOP色度子块中有(255－OneCount)个子块受到攻击或干扰；当OneCount＜127时，得到的水印信息位为0，并且这255个IVOP色度子块中有OneCount个子块受到攻击或干扰。这样既可以统计总共有多少视频IVOP色度子块受到攻击或干扰,同时又能极强地恢复出原始水印信息。

3 试验结果分析

计算机视觉方案篇5

论文摘要：文章在介绍虚拟现实技术等相关概念的基础上，探讨虚拟技术的在产品概念设计中的应用，这项技术的使用让设计思路和设计表达更上一个全新的台阶，在产品的开发过程中，保证产品开发的一次性成功。

目前国际上流行的一种“故事版情景预言法”的概念设计，就是将要开发的产品置于一定的人、时、地、事和物中进行观察、预测、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面设计表达展示给人们。于是，产品在设计的开始便多了一份生命和灵气。然而，设计表达在信息时代已是多元化的展示形式，虚拟现实技术的应用，使设计思路和设计表达如虎添翼。让人多了一种直观的、亲切的及交互的感受，这样开发设计的产品与传统相比，大大减少了投放市场的风险性，也为 企业 决策人寻找商机、判断概念产品能否进一步开发生产，提供更好的依据。

一、虚拟现实与虚拟现实技术

（一）虚拟现实（virtualreality，vr）及虚拟设计（virtualdesign，vd）

虚拟现实（virtualreality，vr）是利用 计算 机省城一种模拟环境，通过多种传感设备使用户“沉浸”到该环境中，实现用户与该环境直接进 自然 交互的技术。这里所谓模拟环境就是计算机生成的具有色彩的立体图形，它可以是某特定现实世界的真实体现，也可以是纯粹构想的世界。wwW.133229.cOm传感设备包括立体头盔、数据手套、数据衣服等穿戴于用户身上的装置和设置现实环境中的传感装置。自然交互是指用日常使用的方式对环境内的武体进行操作并得到实时立体反馈。虚拟现实是一种全新的人机交互系统，它能对介入者产生各种感官刺激，如听觉、视觉、嗅觉、触觉，给人身临其境的感觉，人能以自然的方式与计算机生成的环境进行交互操作。

虚拟设计是以“虚拟现实技术为基础，以机械产品为对象的设计手段”，借助这样的设计手段，设计人员可以通过多种传感器与多维的信息环境进行自然地交互，实现从定性和定量综合集成环境得到感性和理性的认识，从而帮助深化概念和萌发新意。

（二）虚拟现实技术

虚拟现实技术是人的想象力和 电子 学等相结合而产生的一项综合技术，它利用多媒体计算机仿真技术构成一种特殊环境，用户可以通过各种传感系统与这种环境进行自然的交互，从而体验比现实世界更加丰富的感受。

二、概念设计的定义及内涵

pahl和beitz在《engineeringdesign》一书中提出“概念设计”这一名词以来，人们对概念设计进行了十几年的研究。他们将其定义为：在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理极其组合等，确定出基本求解途径，得到求解方案，这部分设计工作叫做概念设计。

国内的学者也对概念设计进行了大量的研究，其中邓家褆在《产品概念设计》一书中将“产品概念设计”定义为“由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序的，可组织的，有目标的设计活动，它表现为一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体、不断进化的过程。”

在几十年的时间里，人们对概念设计的研究日益增加、不断深入，使概念设计的内涵更加广泛和深刻。主要体现在:根据产品生命周期各个阶段的要求进行市场需求分析、功能分析、功能的工作原理、动作行为的构思、行为载体的选择和方案的组成的等。可见，确定方案是概念设计的最终结果，产品生命周期全过程的满足才是概念设计的关键。设计方法上更加全面融合各种方法，寻求综合最优方案，同时使设计更具创造性。

概念设计是对产品或部件的构思，目的是捕捉产品的基本形状。这个阶段，产品的形状和精确尺寸尚未确定，设计人员有一定变更自由，所以尽可能考察设计方案，以便选出生产成本最低、创意良好的方案。利用传统的计算机辅助设计，往往多是二维交互工具，缺乏三维或者多维的功能，但是产品却是三维的部件，这样必然导致人机交互效率低。现行的计算机辅助设计系统要求定义零件的尺寸，而在产品的概念设计阶段这样的尺寸可能无法精确得到或者根本没必要精确定义，这样必然影响设计效率和周期。传统的计算机辅助设计需要两类人员配合，即产品的设计人员和电脑绘图员，产品设计人员有关产品的概念信息通过草图或者口述的方法传达给电脑人员，这样导致信息的丢失或者绘图者的曲解，而如果设计者本人直接参与电脑辅助设计建模的话，由于现行的电脑辅助设计系统的操作复杂和交互能力若，大大分散了设计者的精力，限制了思路。为了克服这样的限制，充分发挥设计人员的创造性，人们开始把虚拟现实技术引入计算机辅助设计系统进行概念设计，将虚拟现实技术和概念设计有效结合，利用丰富直观的交互手段，在虚拟环境中进行概念设计，从而节省产品精确描绘和尺寸定义的时间，这就是基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计，即虚拟概念设计。

三、虚拟概念设计的研究方向和应用前景

（一）概念设计中应注意的两个问题

1.虚拟现实环境下的概念可视化。概念可视化是指设计师透过画面或者模型，将市场的需求转换成可视化的具体形态。概念设计是否能符合目标用户的要求，“眼见为实”的图面或者模型是最具有说服力的。

2.虚拟现实环境下的人机交互界面。想实现人机互动，必须解决一系列技术问题，形成和谐的人机环境。虚拟现实就是一种基于可 计算 信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用计算机技术为核心的 现代 高科技省城逼真的视听触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以 自然 的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、互相影响，从而产生“沉浸”于等同真环境的感受和体验。

（二）虚拟现实技术在概念设计中的前景

在虚拟现实环境下，进行产品的概念设计是虚拟现实技术的基本内容。在电脑虚拟现实提供的良好的可视化条件下，对电脑辅助设计建立的三维模型在几何、功能、加工与装配等方面进行交互性的修改，利用虚拟现实给用户提供诸如视听触觉等各种感知交互手段，最大限度地方便用户的操作，从而减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。相关人员可以对原型的各方面包括视觉效果、部件间比率进行评价。针对不同用户的爱好要求，在不同的虚拟环境中，亲自体验修改模型；选择产品的可选部件，观察设计和修改过程。

概念设计是设计过程的初步阶段，它的目的是获得做够多的有关产品式样和形状的信息，同时它又是设计过程中的重要阶段，因为产品成本的60%～70%是由这个阶段决定的。面对日益加剧的产品市场竞争的挑战，可以预见，基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计必有长足 发展 ，最终将与现有计算机辅助设计系统实现无缝集成。激烈的全球市场竞争，各国投入大量的资金对虚拟现实技术及其在 工业 设计领域中的应用进行深入研究。将研究的成果及时转化为生产力，这是产品迅速占领市场的关键。

参考 文献

[1]周洪玉，王慧君，周岩．虚拟现实及应用的研究[j]．哈尔滨理工大学学报，2005，(5)．

[2]薄瑞峰，李戈．虚拟现实技术在计算机辅助概念设计中的应用[j]．华北工学院学报，2004，(10)．

计算机视觉方案篇6

关键词：虚拟现实技术 建筑领域 应用

随着社会的发展进步，计算机科学逐步走进到我们生活的多方面的同时，也改变了传统的建筑设计方法。虚拟现实技术综合利用多种高新技术，创造出一个非常真实的虚拟世界。在建筑设计中运用虚拟现实技术可以实现设计人员的创作过程在其系统创建的可视、可听、可感的三维虚拟世界中完成。虚拟现实技术在建筑领域中不但提供出了创新的表现手法，同时也为创作方法和定义带来了变革。

一.计算机技术的引入

计算机技术在建筑设计中的应用已经走向成熟，不过在早期的建筑领域中，主要表面在模仿传统工具的使用方式，对传统的图纸、针管笔等的使用办法进行简易的模仿。比如计算机协助设计重点是用来协助工作者将设计、计算、画图、资料备份与处理，这些繁琐的项目都是由计算机完成，而设计者的工作重点在于创造性的构思，最后由计算机利用图形设备把最终的设计结果展示出来。随着技术的创新，虚拟现实技术――VR可以制造出一个身临其境的感觉，它是一项综合性的计算机图形交互技术。它将多项功能合于一体，包括计算机图形学、多媒体、多传感器等，通过计算机建立的三维空间图像来实现目标，传统的计算机协助设计是以静态的，而虚拟现实技术是利用视觉、听觉以及触觉，通过图表或者是动画的形态呈现，在建筑领域中可以应用到设计、施工、装修等。

二.虚拟现实技术在建筑领域中的应用

1.建筑设计领域

在建筑设计领域中，不仅需要空间形象思维，还需要周全用户的感受，是一个创新的设计过程，其中包括规划、设计等。建筑物的最终效果会受到多方面的因素影响与限制，比如：设计人员的艺术境界、生活阅历、设计的经验与水平等。在相同的建筑设计功能要求的基础上，每一位设计人员的作品都会有不同的外形、不同的格调。如果是采用真实感的三维图形的虚拟现实技术来设计，就可以把设计人员的构思利用视、听、触的方式展现出来，能够使用户、专家犹如身在其中，并给予意见和建议，使设计达到最优化。而且还可以减轻设计者的工作强度，减少设计周期，提升设计质量，降低投资。

2. 建筑施工领域

虚拟现实技术可以用于建筑施工领域，可以对繁杂的方案给予对照与优化。比如在设计大型的土方工程挖运系统的时候，在日挖土量一定的环境下，怎样确定挖土机与载重汽车的最佳匹配，从而使挖运系统达到最佳的整体效益就是最优设计。大型土方工程挖运系统中，挖土机与运土载重汽车的匹配方案繁多，如果把所有方案的效益逐一进行对比，是无法实现的。对于这一类似的问题可以采用虚拟现实技术来进行对比、优选。另外，一些有的大型工程项目来说，如果投资不幸没有成功，那么就会带来非常大的经济损失。对于这一类似的问题，也能够通过虚拟现实仿真技术来给予仿真试验及评估，之后再进行裁决。还能够对一些不确定因素给予预先模拟。

3. 建筑装修领域

建筑装修设计的综合过程十分的繁杂，在以往的设计过程中，装修设计人员依照建筑图纸组织出虚拟的室内模型，然后将设计理念运用到室内的模型中，最后通过多种视图等方式来展现设计效果。不过这种分散的平面展现方式不能使施方和用户全方位的明白装修效果。此外，琐碎的工作量与费用估算过程不能使用户快速无误的对装修方案给予评选。虚拟现实技术将实际房间的模型输入到电脑，设计人员在需要装修的空间内，根据其构思去进行装饰并改进，可以随时转换自己在空间中的位置，对所设计的结果进行多方位的观察，并进行动态装饰，直到最终确定结果，非常的轻松简单。在将来的装饰工程中，虚拟现实技术能够代替目前的实际模型，彰显出虚拟现实技术强大的生命力。同时有效的提升了装修设计的效率，方便了设计人员与用户之间的沟通，使用户的满意度达到最佳。

4.虚拟现实技术的动态漫游

利用虚拟现实技术在空间数据库的帮助下能够构造出三维虚拟环境，在这种环境下我们能够与计算机完成以视觉为主体的全方面的动态互动交流。建筑模型能够进行可视化的动态显示与可视点的判别等功能，包括多角度观察，进行放大，能够漫游、旋转、以及任意确定路线的飞行或者是点面结合行驶的效果。虚拟现实技术在建筑设计中还能够让我们在一个虚拟的环境下从多个角度去观察与欣赏它内部、外部空间的动感形象与平面布局。虚拟现实技术所产生的融合性，比传统的模型与效果图更加的形象与完整。视景虚拟与动态漫游技术，也是衡量方案的主要手段。利用虚拟现实技术在设计工程中能够实时动态展示设计的方案，能够实时对设计方案进行和规划，及时的发现问题并予以改进。

三.总结

建筑施工非常的复杂，在整个过程中会出现很多无法解决的难题。随着网络技术与计算机的快速发展，虚拟现实技术在建筑领域中的作用逐渐重要起来，尤其是在三维可视化发展的地理信息系统、虚拟和真实两者的合成等技术的支持下，虚拟现实技术发挥着重大的作用。

参考文献：

[1]赵能. 虚拟仿真技术在建筑设计中的应用研究[D].长沙理工大学，2009.

[2]陈正华，王向阳，韦建中. 虚拟现实技术在建筑领域的应用[A]. 中国土木工程学会计算机应用分会、中国建筑学会建筑结构分会计算机应用专业委员会.计算机技术在工程建设中的应用――第十二届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C].中国土木工程学会计算机应用分会、中国建筑学会建筑结构分会计算机应用专业委员会：，2004：6.

计算机视觉方案篇7

关键词：Photoshop 色彩 色彩基础理论 色彩模式 数字化

数字化色彩的基础是建立在“CIE标准色彩系统”的光学色彩之上的，是一个混色系统，研究物体的发射光，是一个加色模式.而应用色彩是一个显色系统，研究物体反射光，是一个减色模式，它局限于显色系统的色彩理论.数字化色彩则包含显色和混色两种色彩系统的色彩理论，它以传统的色彩构成教学模式为前提，以一种新的载体的形式出现。电脑作为一种工具，它的数字化进程还表现在对专业性的消解和减弱，曾经我们引以为自豪的绘画功底也变得不是那么重要了，过去只有经过专业训练的人才能胜任的工作，现在借助电脑后一般人都能完成，对专业性的消解，更突出了对其他艺术要素的追求和表达，这其实对人脑提出了更高的要求，我们必须有新的创意和想法，必须关注以前无法顾及的层面。

数字化色彩有着不可比拟的优势，如虚拟的现实性、复制修改的快捷性。作的方便性等方面。虽然电脑在色彩显示、打印等方面还不能完全令人满意，电脑也不能完全自如地达到手绘的效果如随意性、偶然性以及笔的轻重所传递的情感等等。但是数字化已是一个必然的趋势，而且数字化图像将随着科技的发展，电脑的更成熟而更普及。

五彩缤纷的世界中存在着若干种颜色，为眼睛可作为识别颜色最直接的工具，以不同颜色就成为区分不同元素的重要因素。那么所能记录与呈现眼睛所看见的色彩信息的主流工具就是计算机，论是静止或者动态都可在计算机显示器上无与伦比的呈现出来。

1、研究目标

了解其物理理论，懂得数字图像颜色的形成，学会在现代数字艺术中随心所意的应用色彩，是处理好图片的关键。从现有的研究成果来看，关于计算机色彩设计的研究概论性或技术性的研究占主要部分，涉及具体产品应用研究尚有不足，这也是本文试图开拓的领域。通过分析认知客观性和视觉生理特征，从色彩视觉感受性、色彩视觉混合性等角度论述人类认知共性对计算机色彩视觉认知的影响。

2、研究内容

在现代设计活动中，数字技术已经渐渐渗入到人们生活中的每一部分。利用数码相机采集数字图片，利用数字软件处理图形、设计，利用数字技术展开虚拟实物设计等，也成为了辅助设计手段的重要组成部分。为提高三维设计平台上计算机辅助色彩设计的效率，提出了一种新的计算机辅助色彩设计模式，在色彩调和法则的指导下完成满足调和关系的多彩方案，在此基础上通过映射对产品进行赋色。

计算机图形学、计算机绘画、计算机音乐、计算机辅助设计、电影技术、电视技术、计算机软件和硬件技术等众多学科的最新成果都对计算机动画技术的研究和发展起着十分重要的推动作用50年代到60年代之间，大部分的计算机绘画艺术作品都是在打印机和绘图仪上产生的。一直到60年代后期，才出现利用计算机显示点阵的特性，通过精心地设计图案来进行计算机艺术创造的活动。

在现代人的生活中，色彩已经成为生活的必需。与人们生活密切相关的视觉传达设计、产品设计和环境艺术设计等一切现代设计都离不开色彩设计。如视觉传达设计：广告设计、包装设计、书装设计、影视艺术、舞台美术、展示设计、计算机图形设计、动画艺术等；产品设计：服装设计、服饰品设计、染织图案设计、家具设计、实用工业造型设计等；环境艺术设计：建筑艺术设计、室内设计、城市规划设计、园林景观设计等，色彩设计直接影响到设计物和环境的美观，实用美术中的“七分颜色三分花”、“远看颜色近看花”、“先看颜色后看花”之说，生动地说明了色彩在产品设计中的重要意义。优秀的色彩设计能加强产品的艺术感染力，给人以新颖、时髦、舒适、愉快的美感，从而引起消费者的购买欲望。因此，色彩设计在现代设计中不仅具有美学价值，而且还具有促进消费、推销商品的经济意义。

在当今的信息社会里，视觉交流将在人们的生活中发挥更大的作用。计算机软件等高新技术在视觉信息的采集、贮存、传播、展示中得到广泛应用，视觉交流的潜力不断地得到开发，同时，电视、录像、全息摄影等视觉传达的手段大大地扩展了人们的时空天地，丰富了人们视觉艺术享受的内容。可以预言，以色彩为载体的视觉信息社会的蓬勃发展，必将绐色彩设计开辟一个个崭新的领域。

我国的计算机动画技术起步较晚。1990年的第11届亚洲运动会上，首次采用了计算机三维动画技术来制作有关的电视节目片头。从那时起，计算机动画技术在国内影视制作方面得到了迅速的发展，继而以3D Studio 为代表的三维动画微机软件和以Photostyler、Photoshop等为代表的微机二维平面设计软件的普及，对我国计算机动画技术的应用起到了推波助澜的作用。

机动画的应用领域十分宽广 除了用来制作影视作品外，在科学研究、视觉模拟、电子游戏、工业设计、教学训练、写真仿真、过程控制、平面绘画、建筑设计等许多方面都有重要应用，如军事战术模拟。

学习和借鉴国内外传统的装饰艺术和姐妹艺术的色彩表现方法，是丰富和提高现代色彩设计表现技巧的重要途径，也是色彩设计基础训练不可缺少的部分。作为中国的色彩设计师，尤其应注重对中华民族传统色彩装饰历史和艺术风格的研究。古代的装饰艺术家和能工巧匠们经过艰苦的艺术实践，积累了丰富的色彩装饰的技巧和经验。发现了色彩装饰美的许多规律，创造了色彩装饰的许多法则，形成了具有东方民族特点的色彩装饰风格，现代的具有中国特色的色彩设计学体系只有扎根于本民族优秀的传统色彩艺术的基础上，才能不断发展和完善起来。因此，现代色彩设计的研究切不可割断历史，相反地，应该注重对优秀的传统色彩装饰艺术的学习和研究，并进一步发扬光大，在继承的基础上不断发展，在借鉴的过程中不断创新。

参考文献：

计算机视觉方案篇8

【关键词】“80后” 平面设计师 像素化 视觉语言

像素化视觉语言是“80后”设计师以童年电玩经验为基础来进行作品创作的基石，所以在论证设计师的童年游戏经历与成为平面设计师后的设计作品视觉形式之间的关系中，被当做具有鲜明特点的案例进行佐证。因此，笔者根据全球“80后”设计师的对话、访谈中，探讨设计师童年的游戏经历对于其作为成熟的平面设计师时的创作风格演化、发挥的不同可能性。

一、“80后”设计师的设计创作与儿时电子游戏体验之关a联

在调查访谈中，笔者发现了一些当下全球“80后”平面设计师的设计风格与他们儿时电子娱乐经验之间的联系。就像克罗地亚设计师Sinisa Cvahte在电子邮件中说，之所以从产品设计专业转行进入平面设计领域，根源是无法割舍童年时对电玩荧屏中的像素平面符号的喜爱。在对话访谈的诸多设计师的案例中，这样的情况屡见不鲜。

（一）计算机与平面设计

如同纽约鬼才设计师Stefan Sagmeister所说，他们几乎是最后一代手工制作设计作品的设计师，而“80后”设计师几乎在设计项目的后期中依赖计算机辅助完成作品。冰岛平面设计师Siggi Eggertsson在自己的博客中介绍过，他认为他所钟爱的绘画与计算机的结合部分就是“设计”。这种观念深埋于当代“80后”设计师的心中。而使用计算机进行视觉设计工作，必然要运用计算机的计算原理来思考某些设计上的执行问题。例如在某些情况下我们如果不了解矢量图形与像素点阵组成图形的不同的计算方式，将难以确定手中的设计应该如何进行执行与制作。

（二）像素语言的表达形式

像素点阵的另一魅力是，其自相似性与当下炙手可热的混沌理论的契合。从一粒最初的单元形，一个像素点开始，不断丰富，随着像素点的数量的增加，图形的细节越来越多。在最初增加的相对数量较少的像素点阵形成的图形中，这种对每个不可分割像素点的色彩控制便显得尤为重要。如德国设计师Sergio Ingravalle所做的视觉实验，以六个竖排列的像素点来表现人们熟悉的像素形象――这即是原始红白机游戏中的像素形象的特点，高度概括的极简风格式的像素形象反而给了观者发挥想象的翅膀。随着硬件技术的提升、屏幕单位面积内像素点数量剧增，形象越来越清晰、画面越来越精美，但是视觉上的遐想空间却越来越少。越具象的图形，其单位面积内使用的像素点数量越大。所以，极简的像素图形即有明确的视觉形式特性，但同时是一个抽象的意象，以明确的视觉特征引导观者对其抽象部分发挥想象力。在“80后”的红白机游戏经历中感受到的视觉刺激延展想象过程，本质与当代的设计师的工作可谓相似：受到设计项目中的种种限定、限制的情况下，发挥创意在执行过程中将想象中的图形语言充分表达――设计师们受到像素外缘轮廓限制、像素数目限制等限制下进行视觉语言创作。

诚然，最终的设计执行结果是否拥有美感，是评定设计任务完成情况的一类标准，但是随着设计任务的持续推进、设计专业的不断发展，这一学科逐渐与各类学科交叉往来。设计工作者的最终目的有时也并非仅仅为了完成一件视觉上的作品，更多与某个项目相关的要素不断加入设计的工作之中，设计师也需要从单纯的视觉工作中跳脱出来，重新审视设计工作本身，有时设计模式比设计出一个结果显得更加重要。

“80后”设计师正是从电玩中学到了“模式行为”与“混沌行为”的差别：模式行为以结果为导向，混沌行为以多变的具有开放性的形式方法为导向。也许可以这样阐述设计任务执行模式的演变历程：从为了设计结果，设计走向以设计出一种“方法论”来解决设计，再到设计出一种“混沌模式”来以多变的、数种方法方式叠加解决设计案例的方案。

二、“80后”设计师的童年游戏经历对创作风格的影响

（一）视觉语言像素图形

这几乎是儿时的电子游戏荧幕体验对于成年后的设计师的视觉语言影响最大的部分，笔者根据全球各地“80后”设计师们的访谈对话，可以看出，访谈对象普遍流露出追忆美好童年电子娱乐荧幕体验的情结，纷纷强调像素形象、符号、图标、场景等赋予自己对于平面设计语言的认知天赋。

（二）图形造型方式的影响：对于充满想象力的像素图形的视觉补足

基于上述一点，极简像素图像为幼年时期的设计师提供了某种“供视觉想象力补足”的图形。这一点在日后设计师从业后的影响表现为，对视觉语言“说与不说”“直白与含蓄”等相关视觉语言问题上的独特理解。另一方面，这种“供视觉想象力补足”的图形的最大魅力不在于图形本身已绘制完毕的部分，而是空缺出来的想象空间。

（三）极简风格、装饰风格的兼容

在艺术史上，极简风格总是与装饰风格相对立。但是在“80后”设计师的作品中体现出了二者的融合。大量的年轻设计师对自己的作品进行了画面饱满的装饰创作，但是画面的所有单体视觉元素均掷地有声、简洁明了。装饰的元素即是所表达物的形式本体。

（四）设计师进行界面设计以及对于操作界面使用的影响

作为对于“80后”这一代人早期的操作界面使用的启蒙引导，PC机界面上简单易懂的选项设定、数据显示、对话框的设计、工具以及项目面板的设计，让这一代人对电子操作界面从简到繁，逐步熟悉。

（五）取消透视――以二维世界的视角将图形图像置于前后分层式的场景中

在传统的电子游戏荧幕上呈现的图形图像往往是这样：全部形象、场景、元素、符号强制扁平化置于同一的二维平面世界。空间关系仅限于前景与背景之间的交错叠加，从而使人眼的焦点彻底二次元化。而纯粹的二维图像却又激发了人的想象力，为缺失、精练的二维抽象化图像进行想象力的补充。

当代的电子娱乐图形处理已经达到臻于超写实的境况，虽然满足了人们对于画面质感的越来越高的要求，但是丧失了视觉想象力的空间。像素艺术其形式语言与构架逻辑，为当下的设计师提供了更广阔的思维方法与艺术形式。

参考文献：

计算机视觉方案篇9

重点研究方向与现状

在计算机视觉方面，实验室目前主要在做基于手提摄像机（单目）和多目相机的标定、三维重建和基于非线性RTCam相机模型的统一相机几何模型研究。因为在实际视频应用中会出现各种各样的非线性失真，不同的几何模型在成像中有不同的原理，在航空、深海探测等专业领域这些模型都会用到，所以在视觉方面我们有必要做这个研究。这在投影应用当中也有用武之地，大屏幕投影是具有非线性失真的，如屏幕放不直会出现梯形投影，这个模型有望解决这一问题。

模式识别和人工智能（视频智能处理算法）应用范围很广，其发展对国民经济建设和国防现代化建设有着广泛和深远的意义。这也是当前重点研究内容，为了适应不同场合识别处理算法也不尽相同。实验室目前进行研究和优化的算法有：人脸检测算法、火灾检测算法、车牌识别算法、入侵检测算法、流量统计算法、动态跟踪算法、人形检测算法、去雾算法等，几乎涵盖了所有应用。

基于非线性RTCam相机模型的统一相机几何模型研究

关于嵌入式系统，既有基于TI-DAVINCI（DM6467、DM6437、DM365、DM368、DM647、DM648）、OMAP处理器、TI多核处理器系列的嵌入式软硬件系统；还有基于ADI　Blackfin（BF561、BF533、BF548）系列的嵌入式软硬件系统和基于Freescale　PowerPC系列的嵌入式软硬件系统的研究。

其中TI-DAVINCI是一种崭新的软件架构，我们的很多研究都在上面开发，摄像机上用得也很多，但是能在摄像机里面真正把这种嵌入式系统应用好的并不多见，如何在低功耗高性能方面增强嵌入式系统的能力是目前着力要做的功课。

对于嵌入式系统而言，多核技术较过去可以提供更高的处理器性能、更有效的电源利用率，并且占用更小的物理空间，具有许多单核处理器无法具备的优势。在高端通信和影像等计算密集型应用领域，多核嵌入式系统已经成为发展的必然趋势。正是前瞻性地看到这种发展方向，实验室进行了基于XILINX　Microblaze、Tilera　64核处理器、TI多核DSP等各种多核嵌入式系统设计。

今后网络服务器、媒体网关服务器、云计算中心、物联网数据安全设计都会涉及多核技术，它成为一个必须研究的技术课题。

产品成果及方案

下面就实验室研发出的产品及方案向来宾进行介绍。

高清智能IP相机是研究成果的具体应用产品，融合了高清照相、智能处理和高速传输功能。它由CCD+FPGA组成前端AFE采集系统，当然也可更换CCD，目前可支持200万、400万像素采集；DM368/DM365组成ENC编码系统，负责进行H.264、MPEG4、MJPEG编码、支持多流同时编码；DM6437组成VCA智能视频处理算法系统，负责进行各种智能处理算法识别，模块功能可动态配置，并且模块数量可以根据需要进行插拔实现。设备接口方面，具有视频数据接口、以太网接口、USB接口支持（支持3G-WCDMA，可以进行短信传递及视频发送组成）、各种外部触发接口及通信接口，并支持SD卡（最大16G）。同时此设备还内嵌WEB服务器，并添加了人脸检测及数量统计、火灾检测、车牌识别、去雾算法等。适用于智能交通、航空航海、火灾检测、公共安全等众多领域。

传统的相机都是由成像部分、图像传输部分组成的，现在99%的相机都没有智能处理部分。我们所做的相机不光要有传输，而且要有智能处理，例如火灾检测可以检测出火焰，在校园里面可检测出自行车或行人。还有去雾的方法，考虑到速度问题，进行了基于DSP的优化和相关改进，这对于改善浓雾天气的交通环境非常有用。

计算机视觉方案篇10

论文摘要：艺术设计领域计算机辅助设计应运而生，计算机辅助艺术设计对现代教育教学即产生了巨大的推动作用，这便促使高校将计算机辅助设计提高到一个重要的位置。但高科技的介入也从另一方面阻碍并制约了现在艺术设计教育教学的发展。

当今社会，随着计算机各项技术的发展，计算机辅助设计得到了社会各界广泛的重视和运用。在艺术设计领域计算机辅助设计也应运而生。所谓视觉艺术，是通过人的视觉感受而将客观内容纳入主观心灵并予以对象化呈现的艺术形态。计算机辅助设计软件帮助设计者将作品意图得到充分表现，同样也使用这种先进手段使受众达到精神的审美愉悦。随着人们的生活物质水平的提高，人们的精神水平也在不断提高，视觉品味也随之升高。这都得益于计算机技术的发展推动了人们审美观念的进步，所以计算机技术的发展对于社会和艺术设计产生了不可低估的强大作用。例如在平面设计中标志设计、招贴设计、版式设计、字体设计使用电脑制图辅助设计比比皆是。在环境艺术设计中室内空间设计、景观设计、家具陈设等大都也都是利用计算机设计方案。

1 计算机辅助设计对现代艺术教育教学的推动

计算机辅助设计是计算机技术与艺术设计相结合的边缘学科。它在设计的艺术创造规律、形式美法则等方面与先前传统的艺术设计是一样的。只是在完成途径与传统教学大不相同。并且得到的作品效果较从前的传统教学相比大有提高，教学效果从理解专业课程的角度来讲，效果较从前要好。

以三大构成学科为例，在三大构成设计中：①平面构成的训练基本可以分为重复、近似、发射、渐变、特异、密集、肌理等几个大类。以重复和特异为典型例子，大量相同单元形的重复出现可以体现出整体感、秩序感、节奏感和韵律感，从而制造出强烈的视觉效果。在传统的基础训练中，手绘是唯一办法。但耗时不短，以有作用骨骼和绝对重复为基本条件，以基本可以形成规模的单元形数量来训练，想要达到理想效果并突显其构成特点，一般要花上好几个小时。而这只是平面构成中一个小的单元，所以考虑到学生的手绘能力与程度，一般在作业中省去几个单元，只挑选相对重点的单元进行手绘练习。在练习过程中很多学生有畏难情绪，很多好的想法被复杂的形式所打断，不再考虑。②再有就是在色彩构成明度训练中的九调训练。九个调子要分别调色组合表达以达到某一种效果，从而理解色彩之间的关系和实际应用效果。在这个训练中，几种颜色的分阶段渐变以及画面中的平涂效果都将会影响学生对色彩关系的理解。颜料脱胶、调配、绘画功底都将在很大程度上制约着画面质量，从而影响学生的理解程度。③在立体构成训练中，点线面体块的练习必不可少。材料的寻找以及制作对于高职学生有一定的难度。这也阻碍了学生在形式上的发挥，影响作业效果，也影响对立体构成设计的的理解。

计算机辅助设计介入到三大构成教育教学中后，上述情况得以改观。首先，作业可以较从前多布置一些草图，让学生多几种想法，在很多种设计方案中选取几幅作为作业。这样可以得到最好的设计结果，使学生从大量的手工作业中摆脱出来，而且不用再考虑手绘功底给作业带来的影响。其次，使学生将重点放在设计想法上，用更多的时间来拓宽自己的设计思路，锻炼自己的设计思维。最后，在修改作业方面，用计算机软件制作的构成作业也体现出巨大的优越性。随时可以修改画面效果，其灵活性可塑性都是手绘作业所不能比拟的。

再以建筑环境艺术设计为例。第一、手绘的室内外空间设计效果单一，真实感差，与设计出的实体有很大的差距，而设计师的目标正是使效果图具有和最终场景相同或接近的真实感，能够模拟和演示即将成型的空间设计的最后效果，具有非常高的参考价值。在实际教学中就是学生要以效果图来表达自己的想法和多种设计方案，要将设计方案表现的淋漓尽致来提升自己设计理念与目的，从而完成教师布置的作业。由于绘画基础和表现技法以及工具的制约会使学生的设计效果大打折扣，也使自己的设计意图暗淡无光。第二、手绘效果图在速度上同使用计算机软件设计效果图也有很大差距。手绘效果图占用了大量时间，使学生将丰富多样的富有实际意义的想法因为时间原因而被搁浅。所以在教学中也不能满足学生提交多种方案的速度要求。第三、用手绘效果图由于数据的误差较大，作为实体的参考依据已不能满足现代社会对设计表现的要求。

从前在教学中手绘的建筑环艺的效果图主要以静态为主，以很多各个角度的场景做辅助，来了解设计单体之间的关系和相互之间的影响。这种方式只能给人一种片面的印象，而没有身临其境的感受。而学生则可以利用先进的计算机软件（主要是通过3DSMAX，Lightscape，Photoshop等计算机软件）创造出审美对象、设计方案，不仅可以制作出事物及场景的外观效果，还可以将筑物内部空间的效果让人一览无余，而且还可以让人们能够在即将设计出的未来建筑物中漫游（利用3DSMAX软件的三维动画功能）。在这里计算机软件制作的效果图以虚拟现实的技术实现了真是的三维的场景。这样便可以全方位、多角度的在场景中漫游，也使教师与学生可以从多个角度研究推敲设计方案，得到最客观的结果。

从环境艺术设计效果图的最终效果而言，计算机辅助设计帮助学生将图纸以最精美和最精确的一种方式呈现在教师和众多同学面前。而在设计过程中，在环境艺术的室内或室外的设计从一开始就能以可视的、动态的方式全方位展示设计实体所处的地理环境、实体外貌和各种附属设施以及实体内部空间的效果。计算机辅助设计最终成为设计方案及装修效果展示、教师对作品评价的有力工具。

2 计算机辅助艺术设计对现代教学的制约

现代艺术设计经过近百年的历程，虽然与计算机技术的相结合，得到了从内容到形式上的变化和发展，但是目前一些设计似乎走进了一个误区，好像电脑画面效果越精美就越能吸引人，越能体现其设计水平。很多学生在做平面设计类作业时忽略原创想法，只想借助高科技手段将美轮美奂的精美图片进行简单拼凑，以求得在设计视觉上的冲击，以此掩盖设计理念想法上的空洞，却不知这种片面追求画面效果不但是舍本逐末，而且近于无的放矢。将应该关注的内容放在了一边，以高科技为借口将设计想法掩埋在美丽的视觉效果下。学生正确方式应该将原本要学习内容理解消化，然后借助计算机辅助设计表达出自己的想法。因为一切技巧必须从内容出发，目的是为了传达设计所要表达的信息，技巧不过是一种比较先进的手段，是用来辅助制作最终效果的。

计算机辅助设计进入到设计教育领域，减少了一些由于小的误差而出现了多种设计方案的可能性。做过设计的人都知道，手绘草图虽然费时而且不太精准，但是正是由于这些原因也会为原本已经僵化的设计思路打开一条很偶然的通道。手绘的人为因素比较多，多种画笔的应用，会带来多种肌理效果，突然画歪的一个线条有可能就可以演变成另一个设计方案。在教育教学中，对于正在学习设计的学生来讲，这无疑可以为他们的设计思路多一种可能性而埋下伏笔。从而缓解肠思枯竭的学生们“憋不出”设计方案的状态。计算机辅助设计的出现加快了设计想法“成型”的速度，过程相对简单，这也不利于教学中学生对教学内容的理解。而手绘作业在绘制过程中可以控制其消化理解的节奏，在学生将设计想法付诸实现的过程中把课上所学的概念内容逐步消化理解。

在教育的大的指导方向上有很多高校似乎也进入到了一个误区。有很多设计课程被简单的加入到计算机专业中去，或是将艺术专业与计算机专业合并共同培养人才。这些都是高科技出现的弊端。社会对新型人才的需求，使高校中新的学科和课程急剧增设。例如：电脑广告设计、动漫设计、网页制做、数码影像设计等数码艺术课，但在增加的同时也要符合教育的内在规律。艺术教育教学由此走到了了一个模棱两可的地步，是培养计算机人才还是培养艺术人才？然而计算机的软件制作与艺术设计并不矛盾，只是要在艺术的前提下，利用先进手段提高设计的表现力。

3 总结

计算机辅助设计的出现推动了现代设计的教育教学，使学生在设计学习中进入到了一个非常先进的领域。计算机辅助设计的出现提高了学生的设计思维，拓宽了学生的设计思路，但同时也在很大程度上制约了艺术设计教育教学。所以，高科技的介入要在某个前提下有度的实施。但无论如何，计算机辅助设计最终会进入艺术设计教育领域，这无疑是历史的进步、艺术的拓展和教育革命的成果。我们在教育教学中更应不断地更新观念，接受新的高科技手段来服务于教育教学。

参考文献：

[1]电脑在平面设计中带来的革命《世界现代平面设计史》王受之.

[2]对数码技术的理性思考《数码设计》2001/3.