序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇全息影像技術(shù)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1 3D技術(shù)起源及原理

人眼產(chǎn)生3D視覺(jué)的秘密――偏光原理：

人眼在看任何物體時(shí)，由于兩只眼睛在空間有一定間距約為5cm，即存在兩個(gè)視角。這樣形成左右兩眼所看的圖像不完全一樣，稱為視差。這種細(xì)微的視差通過(guò)視網(wǎng)膜傳遞到大腦里，就能顯示出物體的前后遠(yuǎn)近，產(chǎn)生強(qiáng)烈的立體感。這是1839年，英國(guó)科學(xué)家溫斯特發(fā)現(xiàn)的一個(gè)奇妙的現(xiàn)象，至今為止幾乎任何3D影像技術(shù)都是基于這個(gè)原理開(kāi)發(fā)的。

2 3D技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

2.1 3D成像技術(shù)種類

3D成像技術(shù)有很多種，分為不閃式3D技術(shù)、互補(bǔ)色技術(shù)、時(shí)分法技術(shù)、光柵式技術(shù)、普式技術(shù)、全息式技術(shù)等。而其中以時(shí)分法為當(dāng)今所廣泛應(yīng)用，而不閃式技術(shù)和互補(bǔ)色技術(shù)也有著較為廣泛的應(yīng)用。為了方便說(shuō)明我們用互補(bǔ)色技術(shù)解釋立體電影的形成（光的三原色原理――紅、綠、蘭）

⑴互補(bǔ)色技術(shù)是目前比較多電影院采用的技術(shù)，依據(jù)人眼的成像原理，以兩臺(tái)攝影機(jī)模擬人眼左右眼所成的像。再在放映過(guò)程中使用兩臺(tái)放映機(jī)它將不同視角上的成像用不同的顏色印刻在同一副畫面下，互補(bǔ)色3D眼鏡采用的技術(shù)也就是色分法，色分法會(huì)將兩個(gè)不同視角上拍攝的影像分別以兩種不同的顏色印制在同一副畫面中。如果在這樣的情況下，我們直接利用肉眼去觀看紅藍(lán)、紅綠等多種模式類的電影，就會(huì)出現(xiàn)模糊的重影圖像。這樣我們就無(wú)法觀看到紅藍(lán)、紅綠等多種模式類的電影的立體效果。再讓用戶通過(guò)紅藍(lán)立體鏡片來(lái)觀看到立體效果。由于技術(shù)成熟而且眼鏡造價(jià)相對(duì)低廉，所以廣為當(dāng)今的電影院所接受。

⑵時(shí)分法即是（快門法）通過(guò)提高屏幕刷新率把圖像按幀一分為二，形成左右眼連續(xù)交錯(cuò)顯示的兩組畫面，通過(guò)快門式3D眼鏡的配合，使得這兩組畫面分別進(jìn)入左右雙眼，最終在大腦中合成3D立體圖像。計(jì)算機(jī)可以用顯卡將普通2D影像生成3D效果，成為未來(lái)用戶接觸3D視覺(jué)的主流設(shè)備。它也包括紅藍(lán)色分法，但這只是為了讓不具備硬件條件的用戶也能體驗(yàn)3D視覺(jué)的次級(jí)方案，它主要是利用快門原理的時(shí)分法技術(shù)。

時(shí)分法3D視覺(jué)體驗(yàn)的質(zhì)量取決于鏡片液晶的偏轉(zhuǎn)頻率。要獲得理想的視覺(jué)效果，顯示器至少需要120Hz的刷新率，分配到每只眼睛上的圖像刷新率是60Hz。這樣視網(wǎng)膜影像殘留效應(yīng)，人就很難感覺(jué)出來(lái)，圖像就不覺(jué)閃爍。

⑶不閃式3D 電視方式。不閃式3D使用特殊薄膜分離左右影像來(lái)體現(xiàn)3D影像。把分離左側(cè)影像和右側(cè)影像的特殊薄膜貼在3D電視表面和眼鏡上，通過(guò)電視分離左右影像后同時(shí)送往眼鏡，經(jīng)眼鏡的過(guò)濾，把分離左右影像送到各個(gè)眼睛，大腦再把這兩個(gè)影像合成高清晰3D影像。因?yàn)椴婚W式3D能夠體現(xiàn)1秒鐘240張3D合成影像，沒(méi)有重疊畫面和拖拉現(xiàn)象，所以不閃式3D也被稱作世界唯一的240赫茲3D電視。

2.2 裸眼3D顯示技術(shù)

目前3D立體顯示技術(shù)，大部分要依賴特制的眼鏡，長(zhǎng)時(shí)間的觀看會(huì)有惡心眩暈等感覺(jué)。舒適度大大降低。由以下這兩種技術(shù)（視差障壁；柱狀透鏡技術(shù)）的基礎(chǔ)上改良而成的裸眼3D顯示技術(shù)能較好解決這些問(wèn)題，代表3D立體顯示技術(shù)發(fā)展前沿。

⑴視差障壁技術(shù)。在顯示器和眼睛之間設(shè)置一個(gè)柵欄式的擋板，就可以改變奇、偶列圖像的光線走向，使之分別送達(dá)左、右眼，形成立體視覺(jué)效果。這種方法的雙眼視圖也是位于屏幕上的奇列和偶列分區(qū)，實(shí)施是用一個(gè)開(kāi)關(guān)液晶屏、偏振膜和高分子液晶層，利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向?yàn)?0°的垂直條紋寬幾十微米。通過(guò)它們的光就形成了垂直的細(xì)條柵模式，稱之為“視差障壁”。通過(guò)一系列的縫隙來(lái)觀看奇、偶列圖像，這樣的裝置使左、右眼能分別看到對(duì)應(yīng)的圖像，形成立體視覺(jué)效果。

缺陷：由于視差障壁，亮度會(huì)降低，分辨率也降低，導(dǎo)致清晰度將降低。

⑵柱狀透鏡技術(shù)。在顯示器前面板鑲上一塊柱透鏡板（透鏡板由細(xì)長(zhǎng)的半圓柱透鏡緊密排列構(gòu)成）組成裸眼立體顯示的光學(xué)系統(tǒng)，像素的光線通過(guò)柱透鏡的折射，把視差圖像投射到人的左、右眼，經(jīng)視覺(jué)中樞的立體融合獲得立體感。

優(yōu)點(diǎn)：亮度不受到影響，3D顯示效果更好。

缺點(diǎn)：相關(guān)制造與現(xiàn)有LCD液晶工藝不兼容，需要投資新的設(shè)備和生產(chǎn)線

為了克服上述不足，還有一些改進(jìn)版的新技術(shù)：

⑶MLD技術(shù)―微位相差板法。使用微位相差板改變光的偏極態(tài)來(lái)分離左、右眼視圖。也是使用視差圖像來(lái)實(shí)現(xiàn)立體場(chǎng)景，兩幅圖像分別顯示在奇列分區(qū)和偶列分區(qū)。

優(yōu)點(diǎn)：觀看3D影像時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生眩暈、頭疼及眼睛疲勞；分辨率高；可兼容文字等二維影像和3D影像；可視角度大。

⑷指向光源技術(shù)。這種裸眼立體顯示器在LCD像素后面使用線光源提供背光照明，密集的線光源照明使奇、偶列像素的圖像傳輸路徑產(chǎn)生分離，分離后的視差圖像能分別到達(dá)對(duì)應(yīng)的眼睛.全部像素被分為奇、偶列交錯(cuò)的兩個(gè)顯示單元。用來(lái)顯示具有視差的立體對(duì)圖像。

優(yōu)點(diǎn)：分辨率、透光率較高，能沿用現(xiàn)有的設(shè)計(jì)架構(gòu)，3D顯示效果出色

缺點(diǎn)：技術(shù)產(chǎn)品還不成熟。

2.3 全息影像技術(shù)

人類之所以能感受到立體感是由于人的兩眼視差。根據(jù)這個(gè)原理，可以將3D顯示技術(shù)分為兩種：一種是利用人眼的視差特性產(chǎn)生立體感；另一種則是在空間顯示真實(shí)的3D立體影像，如基于全息影像技術(shù)的立體成像。全息影像是真正的三維立體影像，用戶不需要佩戴帶立體眼鏡或其他任何的輔助設(shè)備，就可以在不同的角度裸眼觀看影像。全息顯示技術(shù)的問(wèn)世給真正的立體三維電視帶來(lái)了希望之光。全息電視與立體電視相比，其優(yōu)越之處不僅僅在于立體三維圖像更接近于物體自身，而且還要從人眼對(duì)物體深度感在生理上的心理暗示來(lái)加以考慮。

⑴3D全息影像技術(shù)簡(jiǎn)介。全息技術(shù)最早是應(yīng)用在照相上的。它實(shí)際上是利用了光的干涉原理。把物體特有的光波資訊記錄在感光材料上，經(jīng)過(guò)顯影定影處理後，得到一張全息圖。這張全息圖上面是沒(méi)有圖像的。要想看到圖像，就是要使光波重現(xiàn)。重現(xiàn)的圖像與原物一模一樣，如同透過(guò)窗口觀看外面的景物一樣。移動(dòng)眼睛可以看到物體的不同側(cè)面。觀看前后不同距離的景物時(shí)，效果更加出色，與看話劇演出沒(méi)什么兩樣。

世界上最酷的透明玻璃電視―CLARO推出了一款以前從未見(jiàn)過(guò)的顯示器――透明玻璃電視，名為“Holoscreen”。它不同于現(xiàn)在的任何一款電視，是全息技術(shù)與視覺(jué)審美的無(wú)瑕結(jié)合的產(chǎn)物。它可以接受所有輸入格式。從電視、DVD、錄影、個(gè)人計(jì)算機(jī)到筆記本，都能使用。可稱得上是顯示技術(shù)的大革命。

⑵3D全息影像技術(shù)產(chǎn)品。全息投影3D全息立體投影設(shè)備不是利用數(shù)碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，而是投影設(shè)備將不同角度影像投影至進(jìn)口的MP全息投影膜上，讓你看到不屬于你自身角度的其他圖像，因而實(shí)現(xiàn)了真正的3D全息立體影像，是近期非常流行的技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)的全息投影從技術(shù)上分為三種。1）空氣投影；2）激光束投影；3）日本公司研制了一種利用激光束來(lái)投射實(shí)體的全息影像投射方法。

以360全息成像為例，是由透明材料制成的四面錐體。當(dāng)觀眾的視線透過(guò)椎體的一個(gè)面時(shí)，通過(guò)表面鏡射和反射，能夠從椎體內(nèi)的空間里看到自由飄浮的影像。

2010年上海世博會(huì)中，多個(gè)國(guó)家館就采用了全息投影技術(shù)，其亦幻亦真的感覺(jué)，帶給人全新的視覺(jué)體驗(yàn)?？梢园堰h(yuǎn)處的人或物以三維形式投影在空氣之中?！栋⒎策_(dá)》視覺(jué)團(tuán)隊(duì)把這一技術(shù)應(yīng)用在湖南衛(wèi)視2012跨年演唱會(huì)的舞臺(tái)上，不必借助3D眼鏡、IMAX屏幕，如幻似真的奇幻場(chǎng)面就呈現(xiàn)在舞臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)。全息投影技術(shù)本質(zhì)上是通過(guò)空氣或其它特殊的介質(zhì)形成立體的影像，突破了傳統(tǒng)的聲、光、電等介質(zhì)的局限性，成像色彩鮮艷，對(duì)比度、清晰度都非常高，強(qiáng)烈的空間感和透視感是這種技術(shù)最具魅力之處。全息投影有望超越當(dāng)前的各種3D技術(shù)，成為終極立體顯示解決方案。

3 3D技術(shù)發(fā)展前景

篇（2）

【中圖分類號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009―8097(2009)12―0102―04

一 虛擬現(xiàn)實(shí)研究現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是許多相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域交叉、集成的產(chǎn)物。它的研究?jī)?nèi)容涉及到人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子學(xué)、傳感器、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、智能控制、超聲波、心理學(xué)等。我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到,雖然這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)潛力是巨大的,應(yīng)用前景也是很廣闊的,但仍存在著許多尚未解決的理論問(wèn)題和尚未克服的技術(shù)障礙。

就像電影《黑客帝國(guó)》里描述的那樣,未來(lái)的我們竟可以生活在一個(gè)由電腦控制的虛擬世界里。在這個(gè)世界里,我們同樣擁有各種感覺(jué),同樣擁有親戚朋友,同樣擁有工作,同樣擁有現(xiàn)實(shí)世界的一切“真實(shí)”。只是,這一切都是虛擬的[1]。虛擬現(xiàn)實(shí)如果應(yīng)用于教育有可能是教育技術(shù)仿真的一個(gè)飛躍。虛擬現(xiàn)實(shí)營(yíng)造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境,由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式代之以由學(xué)習(xí)者通過(guò)自身與信息和環(huán)境的相互作用來(lái)得到知識(shí)、技能的新型學(xué)習(xí)方式,能做到在教學(xué)活動(dòng)中“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”。將其引入課堂,展現(xiàn)那些在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的教學(xué)過(guò)程、虛擬各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)環(huán)境,甚至用于遠(yuǎn)程教育,從而生動(dòng)地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。因此,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入高校教學(xué)的研究,勢(shì)必將會(huì)對(duì)探索發(fā)展現(xiàn)代教育思想、提高教學(xué)質(zhì)量水平、改善實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)環(huán)境、優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、加速培養(yǎng)現(xiàn)代化的專業(yè)技術(shù)人才產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響[2]。

如何顯示虛擬場(chǎng)景呢?現(xiàn)在應(yīng)用的虛擬現(xiàn)實(shí)廣角(寬視野)的立體顯示,主要采用多通道平面或環(huán)幕立體投影展示系統(tǒng),需配戴跟蹤頭部運(yùn)動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)頭套,另外一些設(shè)備還需要數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣。這些系統(tǒng)使用復(fù)雜,局限性強(qiáng),仿真效果差,價(jià)格昂貴推廣不易。本文虛擬仿真顯示的設(shè)計(jì)構(gòu)思是采用光技術(shù),利用光投影機(jī)投射而成的3D全息展示系統(tǒng),人可以通過(guò)使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個(gè)環(huán)境中,并操作、控制環(huán)境,實(shí)現(xiàn)特殊的目的,即人是這種環(huán)境的主宰。能將課堂教學(xué)情景、課件內(nèi)容立體真三維可視化,再配合聲音、資源庫(kù)、智能系統(tǒng)等雙向互動(dòng),完全模擬真實(shí)情景,與現(xiàn)場(chǎng)無(wú)異,它具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內(nèi)容、更高的顯示分辨率,以及更具沖擊力和沉浸感的視覺(jué)效果。

美國(guó)麻省一位叫Chad Dyne的29歲理工研究生發(fā)明了一種空氣投影和交互技術(shù),這是顯示技術(shù)上的一個(gè)里程碑,它可以在氣流形成的墻上投影出具有交互功能的圖像。此技術(shù)來(lái)源海市蜃樓的原理,將圖像投射在水蒸氣上,由于分子震動(dòng)不均衡,可以形成層次和立體感很強(qiáng)的圖像。另?yè)?jù)報(bào)道,日本公司Science and Technology發(fā)明了一種可以用激光束來(lái)投射實(shí)體的3D影像,這種技術(shù)是利用氮?dú)夂脱鯕庠诳諝庵猩㈤_(kāi)時(shí),混合成的氣體變成灼熱的漿狀物質(zhì),并在空氣中形成一個(gè)短暫的3D圖像。還有,南加利福尼亞大學(xué)創(chuàng)新科技研究院的研究人員目前宣布他們成功研制一種360度全息顯示屏,這種技術(shù)是將圖像投影在一種高速旋轉(zhuǎn)的鏡子上從而實(shí)現(xiàn)三維圖像,只不過(guò)好像有點(diǎn)危險(xiǎn)?？梢哉f(shuō)這些技術(shù)很多國(guó)家都在研制,毫不夸張的說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)它包含了未來(lái),誰(shuí)最先使用這項(xiàng)技術(shù),誰(shuí)就最先走入未來(lái)的先進(jìn)技術(shù)行列。[3]

二 光技術(shù)及其應(yīng)用效果

1 三維成像如何顯示

人看周圍的世界時(shí),由于兩只眼睛的位置不同,得到的圖像略有不同,這些圖像在腦子里融合起來(lái),就形成了一個(gè)關(guān)于周圍世界的整體景象,這個(gè)景象中包括了距離遠(yuǎn)近的信息。當(dāng)然,距離信息也可以通過(guò)其他方法獲得,例如眼睛焦距的遠(yuǎn)近、物體大小的比較等[4]。

根據(jù)人眼立體視覺(jué)的特性,實(shí)現(xiàn)立體電視的方式也對(duì)應(yīng)為兩大類:一類是利用兩眼的視差特性,使一對(duì)視差信號(hào)的兩幅圖像同時(shí)出現(xiàn)在屏幕上,讓兩眼分別觀看這兩幅圖像來(lái)獲得立體感覺(jué);第二類是利用一只眼睛也能獲得立體感的特性,將一對(duì)視差信號(hào)的兩幅圖像先后輪流地出現(xiàn)在屏幕上,從而獲得立體感覺(jué)。

第三種就是真三維成像,本文擬推薦應(yīng)用光技術(shù)全息三維成像,使用普通光束即可(不需銀幕真三維)。這個(gè)系統(tǒng)可以用來(lái)拍攝諸如籃球比賽的三維影片。如果你的家中有三維播放機(jī),你就可以在虛擬現(xiàn)實(shí)狀態(tài)下觀看籃球比賽,觀看者會(huì)感覺(jué)自己仿佛就在場(chǎng)內(nèi)一樣(見(jiàn)圖1)。全息三維立體顯示正在向全息彩色立體電視和電影的方向發(fā)展。同理,課堂教學(xué)也能夠獲得同樣的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)效果。

圖1 三維播放機(jī)

2 如何實(shí)現(xiàn)光電三維成像

使用課堂多媒體光電三維成像設(shè)備,主教室和各分教室雙方的三維立體全息圖像便瞬間出現(xiàn)在對(duì)方面前,讓兩個(gè)不同空間的人同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)空間,就好像一個(gè)真人站在你面前一樣(見(jiàn)圖2),然后你便可以和他隨意交談,使用各種表情,那是一種呈現(xiàn)在空氣中的光學(xué)立體影像,不需要任何屏幕之類的媒質(zhì),不像今天的網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星遠(yuǎn)程教學(xué)、可視電話還需要一個(gè)屏幕才能顯像。光虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可很好地應(yīng)用到虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的建立。它可以虛擬地建立起與真實(shí)環(huán)境相近的學(xué)習(xí)場(chǎng)景,可以把遠(yuǎn)處的人或物以三維的形式投影在空氣之中,使學(xué)生似乎已處于真實(shí)環(huán)境之中。另外,比如配一套可觸摸超聲波虛擬三維物體的系統(tǒng)設(shè)備?？墒褂脩敉ㄟ^(guò)超聲波高度逼真地觸摸到虛擬圖像,讓人們感覺(jué)如同把三維圖像掌握在手中一樣。

圖2兩個(gè)不同空間的人同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)空間

3 虛擬光電三維成像應(yīng)用原理

以光干涉為例,獲得相干光的方法:兩列或幾列光波在空間相遇時(shí)相互迭加,在某些區(qū)域始終加強(qiáng),在另一些區(qū)域則始終削弱,形成穩(wěn)定的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象。不過(guò),只有兩列光波的頻率相同,位相差恒定,振動(dòng)方向一致的相干光源,才能產(chǎn)生光的干涉。[5]

因此,由兩個(gè)(或兩個(gè)以上的)光束,在滿足一定條件下迭加時(shí),在交迭區(qū)的不同地點(diǎn)呈現(xiàn)穩(wěn)定的互相加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象,稱為干涉現(xiàn)象。通常兩個(gè)獨(dú)立的光源或同一光源上的兩個(gè)不同部分都不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。運(yùn)用某些方法,如光的反射或折射,可以將同一光源發(fā)出的光分成兩個(gè)光束,當(dāng)這兩光束在空間經(jīng)不同路徑而重新聚合時(shí),就能實(shí)現(xiàn)干涉現(xiàn)象。

通常采用的方法有兩種:分波陣面法和分振幅法。如楊氏雙縫、菲涅爾雙面鏡、洛埃鏡和薄膜干涉等。下面分析楊氏雙縫干涉原理,如圖4。

圖4楊氏雙縫干涉原理

由垂直于紙面的單縫發(fā)出的柱面波的波前被s1和s2兩縫分成部分,當(dāng)兩束光到達(dá)屏幕P點(diǎn)時(shí),將產(chǎn)生相干疊加,P點(diǎn)的光強(qiáng)

由此可知:半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍加強(qiáng),半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍減弱。

光的衍射原理:光離開(kāi)直線路徑繞到障礙物幾何陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射,只有當(dāng)小孔、單縫或小屏的尺寸小于波長(zhǎng)或和波長(zhǎng)差不多時(shí),才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象[6]。

全息技術(shù)是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)[7]。

根據(jù)相干光干涉、光的衍射原理和利用全息技術(shù)原理推理,三維攝像機(jī)采用激光作為照明光源,并將光源發(fā)出的光分為兩束,一束直接射向感光板,另一束經(jīng)被攝物的反射后再射向感光板。兩束光在感光片上疊加產(chǎn)生干涉,感光板上各點(diǎn)的感光程度不僅隨強(qiáng)度也隨兩束光的位相關(guān)系而不同。所以全息攝影不僅記錄了物體上的反光強(qiáng)度,也記錄了位相信息,如圖4。

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圖4 全息三維攝影原理

感光板采集后的三維動(dòng)態(tài)數(shù)字信息被記錄傳輸全息到存儲(chǔ)器,播放時(shí)用三維全息投影機(jī)播放存儲(chǔ)的全息動(dòng)態(tài)三維數(shù)字信息,同時(shí)利用激光去照射投射的干涉光和衍射光形成的空間立體虛擬光屏上,人眼透過(guò)空間立體光屏就能看到原來(lái)被拍攝物體完全相同的三維立體像(見(jiàn)圖5)。

圖5 動(dòng)態(tài)全息三維投影光電成像

當(dāng)然,被拍攝的不只是人和物體,同樣也包含場(chǎng)景。虛擬光電三維成像就是利用相干光和衍射光等技術(shù)以及激光、全息照相等其它相關(guān)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)光的空間三維成像,根據(jù)前面所述是可行的,可達(dá)到虛擬仿真所需圖像的目的。利用全息投影機(jī),將拍攝全息影像以大畫面顯示,實(shí)現(xiàn)真正無(wú)需戴眼鏡的3D效果。這才是立體顯示的終極目標(biāo)。其時(shí),“人的頭腦就是一部全像攝影機(jī)[8]?！?而“世界是一張全息圖[9]”。全息三維立體顯示正在向全息彩色立體電視和電影的方向發(fā)展[10]。目前,國(guó)外已經(jīng)有電視、展示等部分行業(yè)開(kāi)始使用這項(xiàng)技術(shù)[11]。由于全息立體顯示所需要的技術(shù)比較復(fù)雜,資金投入相對(duì)較高,因此目前還沒(méi)有得到普遍應(yīng)用。相信隨著技術(shù)的發(fā)展,成本的降低,使用投影技術(shù)實(shí)現(xiàn)真正全息立體顯示將會(huì)成為普遍現(xiàn)象。可望在立體電影、電視、展覽、顯微術(shù)、干涉度量學(xué)、投影光刻、軍事偵察監(jiān)視、水下探測(cè)、金屬內(nèi)部探測(cè)、保存珍貴的歷史文物、藝術(shù)品、信息存儲(chǔ)、遙感,研究和記錄物理狀態(tài)變化極快的瞬時(shí)現(xiàn)象、瞬時(shí)過(guò)程(如爆炸和燃燒)等各個(gè)方面獲得廣泛應(yīng)用。

4 光電三維成像與其它虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的異同

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一個(gè)逼真的、具有視、聽(tīng)、觸等多種感知的虛擬環(huán)境,用戶通過(guò)使用各種交互設(shè)備,同虛擬環(huán)境中的實(shí)體相互作用,使之產(chǎn)生身臨其境感覺(jué)的交互式視景仿真和信息交流,是一種先進(jìn)的數(shù)字化人機(jī)接口技術(shù)。

光電三維成像與其它虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的異同見(jiàn)表1。

表1光電三維成像與其它虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的異同

光電三維成像 其它虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

實(shí)時(shí)三維可視化 同左

虛擬環(huán)境由基于真實(shí)數(shù)據(jù)建立的數(shù)字模型組合而成,嚴(yán)格遵循工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和要求,屬于科學(xué)仿真系統(tǒng)。 同左

操縱者親身體驗(yàn)虛擬三維空間,身臨其境。具有雙向互動(dòng)功能,沒(méi)有時(shí)間限制,可真實(shí)詳盡的展示。 同左

以高性能計(jì)算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境,視覺(jué)無(wú)需配帶眼鏡、頭盔顯示器,以語(yǔ)音識(shí)別、聲音合成與聲音定位為核心的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)、通過(guò)超聲波高度逼真地觸摸到虛擬圖像,省卻了數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣等外部隨身設(shè)備。味覺(jué)、嗅覺(jué)與觸覺(jué)反饋系統(tǒng)等功能單元構(gòu)成。是一種較為接近人們生理習(xí)慣,較易接受的一個(gè)虛擬物理環(huán)境。 以高性能計(jì)算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境,以頭盔顯示器為核心的視覺(jué)系統(tǒng)、以語(yǔ)音識(shí)別、聲音合成與聲音定位為核心的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)、以方位跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣為主體的身體方位姿態(tài)跟蹤設(shè)備[12]。以及味覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)與力覺(jué)反饋系統(tǒng)等功能單元構(gòu)成。

三 未來(lái)課堂教學(xué)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究方向

未來(lái)的新型多媒體教學(xué)將是以多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感技術(shù)、光技術(shù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等的有機(jī)結(jié)合,能夠全面整合網(wǎng)絡(luò)各種“資源”而形成先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)平臺(tái)。在這種教學(xué)平臺(tái)上,多媒體教室不再是孤立的,它已融入到校園網(wǎng)教學(xué)系統(tǒng)中,并以校園網(wǎng)資源為“背景”構(gòu)建出一個(gè)富有時(shí)代特色的現(xiàn)代化教學(xué)環(huán)境:即集教學(xué)、管理、娛樂(lè)為一體的“數(shù)字化校園”[13]。多媒體課室是現(xiàn)代教學(xué)環(huán)境建設(shè)的重要組成部分,是教育技術(shù)信息傳遞的展示平臺(tái),是教師了解、聯(lián)系、應(yīng)用教育技術(shù)的橋梁。因此,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建構(gòu)的仿真場(chǎng)景對(duì)教育的發(fā)展起到多么重要的作用。

設(shè)想,未來(lái)的三維虛擬場(chǎng)景將更接近現(xiàn)實(shí),先進(jìn)的傳感設(shè)備,采集現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景內(nèi)所有物質(zhì),將采集到的信息,利用現(xiàn)代分析技術(shù),特別是儀器分析方法,測(cè)定分子的鏈和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)進(jìn)行物質(zhì)“分子結(jié)構(gòu)[14]”分析,比如人的外觀形態(tài)、表層分子結(jié)構(gòu)、味道分子結(jié)構(gòu)、溫度大小、色彩聲音觸覺(jué)等。并將所得分析結(jié)果編組成信息傳輸,還可實(shí)時(shí)同步遠(yuǎn)程分子結(jié)構(gòu)重組,重現(xiàn)虛擬仿真場(chǎng)景,與現(xiàn)場(chǎng)無(wú)異。編組后的信息壓縮存儲(chǔ)于智能資源庫(kù),用戶只要登陸虛擬平臺(tái),即可將編組信息異步分子結(jié)構(gòu)重組重現(xiàn)虛擬仿真場(chǎng)景。不但場(chǎng)景與現(xiàn)場(chǎng)無(wú)異,所有物體和人物都與真的相似,有觸覺(jué)、味道、溫度、聲音、感情等。信息顯示終端可能會(huì)配置物體、味道、溫度等所需的分子編組箱,編組信息按菜單提取并按分子結(jié)構(gòu)重組。應(yīng)用原理如圖6所示范。

圖6未來(lái)的三維虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖

未來(lái)的虛擬校園為的是要提供學(xué)生與講師們另一個(gè)溝通的平臺(tái),給學(xué)生提供一個(gè)能夠共同學(xué)習(xí)、互動(dòng)、分享以及引導(dǎo)創(chuàng)意的空間。學(xué)生們?cè)谌找嫫占暗奶摂M世界里也能感受得到身為學(xué)生的歸屬感,提倡學(xué)生們?cè)诂F(xiàn)實(shí)與虛擬校園中的社交活動(dòng)。也吸引來(lái)自世界各地的訪客通過(guò)虛擬世界來(lái)了解大學(xué),并與在線的學(xué)生與講師們溝通。用戶可以自由塑造自己的虛擬人物,甚至把虛擬人物打扮成和現(xiàn)實(shí)的自己相似的造型。在虛擬教室上課的情況和現(xiàn)實(shí)的課堂情況相似,每個(gè)學(xué)生需找個(gè)位子坐下,而講師在課室的中央或在學(xué)生中間授課。虛擬課堂上可以展示幻燈片,播放影像、音樂(lè),還可以通過(guò)虛擬的麥克風(fēng)同時(shí)與多名學(xué)生即時(shí)交談,與現(xiàn)實(shí)無(wú)異。

當(dāng)然,教學(xué)不是盲目地追求科技的步伐,但科技確實(shí)能夠有效地輔助教學(xué)。虛擬和現(xiàn)實(shí)的教學(xué)平臺(tái),各有不同的教學(xué)效果。能夠巧妙地融合兩種平臺(tái),來(lái)傳授教學(xué)重點(diǎn),才能有效地引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,達(dá)到教學(xué)的目的。

四 結(jié)束語(yǔ)

信息時(shí)代的到來(lái),社會(huì)節(jié)奏的加快,知識(shí)呈現(xiàn)出高速增長(zhǎng)和快速更新之勢(shì)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,還會(huì)有更多的新技術(shù)應(yīng)用在教育技術(shù)中,光技術(shù)就是其中重要的一項(xiàng),21世紀(jì)將是光技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的時(shí)代。我們相信,隨著三維虛擬仿真技術(shù)的快速發(fā)展和軟硬件技術(shù)的不斷進(jìn)步,在不遠(yuǎn)的將來(lái),真正意義上的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將為人類娛樂(lè)、教育和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出新的更大的貢獻(xiàn)。

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參考文獻(xiàn)

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[2]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)走進(jìn)高校[EB/OL].

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[7]全息技術(shù)[EB/OL].

[8]宇宙只是幻象,世界是意識(shí)的全息投影[EB/OL]

[9]世界是一張全息圖[EB/OL].

[10]全息攝影[EB/OL].

[11]激光全息投影[EB/OL].

[12]虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)平臺(tái)[EB/OL].

[13]李學(xué)哲.多媒體教學(xué)的發(fā)展方向[J].現(xiàn)代教育技術(shù),

篇（3）

作者簡(jiǎn)介：熊翠秀（1980-），女，彝族，云南大理人，湖南城市學(xué)院通信與電子工程學(xué)院，講師；徐蘭云（1965-），女，湖南益陽(yáng)人，湖南城市學(xué)院通信與電子工程學(xué)院，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師。（湖南 益陽(yáng) 413000）

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）29-0099-03

“全息照相”通過(guò)物光與參考光相干疊加形成干涉條紋，該干涉條紋記錄了物光波前上各點(diǎn)的全部信息（包括振幅和相位），因此能再現(xiàn)與原物一致的三維立體圖，并具有可分割性。[1]由于“全息照相”技術(shù)的特殊性，自1960年第一臺(tái)激光器問(wèn)世以來(lái)，全息技術(shù)得到了迅速發(fā)展，在醫(yī)學(xué)、干涉計(jì)量、科研、影視、[2-4]商品防偽標(biāo)簽、身份證的防偽及錢的防偽等方面均有廣泛的應(yīng)用。

鑒于“全息照相”技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，筆者本著提高學(xué)生創(chuàng)新能力，普及生活常識(shí)進(jìn)行素質(zhì)教育的目的，對(duì)“全息照相”實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)模式進(jìn)行探討，這也是湖南城市學(xué)院目前正在嘗試的開(kāi)設(shè)模式。

一、傳統(tǒng)開(kāi)設(shè)模式的不足

“全息照相”實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)專業(yè)“光學(xué)”課程必開(kāi)的實(shí)驗(yàn)，一般情況下只開(kāi)設(shè)基本的暗室激光全息。實(shí)驗(yàn)過(guò)程包括調(diào)整光路、曝光、顯影、水洗、停影、水洗、定影、水洗、漂白及水洗等一系列環(huán)節(jié)，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的要求，整個(gè)過(guò)程很繁瑣，所需要的時(shí)間也比較長(zhǎng)，成功率很低。由于實(shí)驗(yàn)難度較大，一般情況下給物理學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)4個(gè)學(xué)時(shí)。由于中間某個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)都有可能導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)失敗，因此即使學(xué)生認(rèn)真做了實(shí)驗(yàn)都有可能實(shí)驗(yàn)不成功，再加上學(xué)生第一次接觸該實(shí)驗(yàn)，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間把握不當(dāng)，有可能一大組的所有學(xué)生都沒(méi)有拍攝成功，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該項(xiàng)技術(shù)及指導(dǎo)教師的技術(shù)水平產(chǎn)生懷疑，同時(shí)也不可能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

對(duì)于非物理學(xué)專業(yè)的理工科學(xué)生來(lái)說(shuō)，“大學(xué)物理”是公共課，由于受到課時(shí)的限制，一般《大學(xué)物理》教材中沒(méi)涉及到“全息照相”技術(shù)，[5]或只是以小字的形式出現(xiàn)在閱讀材料中。[6]故湖南城市學(xué)院也沒(méi)有開(kāi)設(shè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)“全息照相”技術(shù)的認(rèn)識(shí)完全是一片空白，對(duì)日常生活中的相應(yīng)應(yīng)用也知之甚少。

二、“全息照相”實(shí)驗(yàn)對(duì)工科學(xué)生開(kāi)放的開(kāi)設(shè)模式探討與實(shí)踐

1.“全息照相”實(shí)驗(yàn)對(duì)工科學(xué)生開(kāi)放的內(nèi)涵

素質(zhì)教育強(qiáng)調(diào)要全面提高受教育者各個(gè)方面的素質(zhì)，并注重受教育者的思想道德品質(zhì)、身心健康和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等，是與傳統(tǒng)的應(yīng)試教育相對(duì)應(yīng)的新時(shí)期主流教育方式。[7]學(xué)校必修的公共課和專業(yè)課的課堂教育主要傳授基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)知識(shí)，雖然是素質(zhì)教育，但始終離不開(kāi)各種考試，因此很多學(xué)生以考試及格為目的。為了落實(shí)素質(zhì)教育的職責(zé)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及動(dòng)手能力，各學(xué)校都分別提出了開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室的舉措，具體做法大致都是在正常上班的時(shí)間內(nèi)向?qū)W生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以根據(jù)自己的愛(ài)好和興趣進(jìn)行課程規(guī)定之外的實(shí)驗(yàn)。[8，9]為了進(jìn)一步落實(shí)素質(zhì)教育的職責(zé)，除了普通意義上的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室之外，湖南城市學(xué)院提出了實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目的舉措，且已執(zhí)行兩年。

由于“全息照相”實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間較長(zhǎng)，以及實(shí)驗(yàn)室能容納的學(xué)生數(shù)有限，因此公共課和選修課都沒(méi)有涉及該實(shí)驗(yàn)。但全息技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中有廣泛的應(yīng)用，因此，湖南城市學(xué)院以實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目的方式對(duì)非物理學(xué)理工科專業(yè)的部分學(xué)生開(kāi)放了“全息照相”實(shí)驗(yàn)，目的是實(shí)施素質(zhì)教育，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。該部分學(xué)生掌握了日常生活中的一些相關(guān)的防偽技術(shù)后又可以向不同的人傳達(dá)該技術(shù)，從而可以使更多的人掌握相關(guān)的防偽技術(shù)，也就達(dá)到了素質(zhì)教育的目的。

2.基于素質(zhì)教育的“全息照相”實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)模式的實(shí)踐

（1）指導(dǎo)教師申報(bào)與立項(xiàng)階段。與“全息技術(shù)”相關(guān)的實(shí)驗(yàn)都需要一定的耗材，而由學(xué)生自己出錢買耗材則會(huì)為學(xué)生帶來(lái)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也就不可能開(kāi)展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。每年下半年，湖南城市學(xué)院組織教師申報(bào)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目，指導(dǎo)教師根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件和學(xué)生的基礎(chǔ)申報(bào)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目。學(xué)校根據(jù)經(jīng)費(fèi)預(yù)算和實(shí)驗(yàn)的難易程度配備一定的經(jīng)費(fèi)，以保證實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目得以順利開(kāi)展。

（2）學(xué)生報(bào)名階段。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目立項(xiàng)之后，指導(dǎo)教師根據(jù)申報(bào)書中所寫的招收對(duì)象，在相應(yīng)專業(yè)的班級(jí)介紹與該實(shí)驗(yàn)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和日常生活中的具體應(yīng)用，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；介紹實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間和時(shí)間安排，讓學(xué)生結(jié)合自己的實(shí)際情況自愿報(bào)名。

（3）學(xué)生具體實(shí)驗(yàn)階段。學(xué)生自愿報(bào)名后，根據(jù)指導(dǎo)教師的實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排，學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。首先，指導(dǎo)教師簡(jiǎn)單講解“全息照相”技術(shù)的基本原理和對(duì)實(shí)驗(yàn)的基本要求；其次，指導(dǎo)教師詳細(xì)介紹“全息技術(shù)”在日常生活中的具體應(yīng)用（如防偽商標(biāo)、身份證的防偽標(biāo)簽、錢的防偽標(biāo)志及全息影像等），以及具體的制作方法；最后，以學(xué)生為主、教師為輔，設(shè)計(jì)出具體的實(shí)驗(yàn)方案。在不同的環(huán)境溫度下由學(xué)生分小組完成激光全息和白光全息的單次曝光與重復(fù)曝光實(shí)驗(yàn)。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)出不同環(huán)境溫度下各個(gè)環(huán)節(jié)的比較合理的時(shí)間。

三、基于素質(zhì)教育的“全息照相”實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)模式的質(zhì)量監(jiān)控和成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)

對(duì)“全息照相”實(shí)驗(yàn)開(kāi)放模式進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控和成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)，一方面是為了確保實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目的順利開(kāi)展，保障素質(zhì)教育的實(shí)施；另一方面是為了保護(hù)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)儀器，從學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析再到實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫進(jìn)行全程跟蹤指導(dǎo)和實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)控。對(duì)整個(gè)項(xiàng)目從以下三方面進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目的質(zhì)量，即優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案、規(guī)范指導(dǎo)過(guò)程和創(chuàng)新成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系。

1.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案

指導(dǎo)教師布置了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，學(xué)生通過(guò)相關(guān)書籍和網(wǎng)絡(luò)查詢資料，自行設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生把已設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案交給指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師從以下三方面對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行審核：一是現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件能否滿足實(shí)驗(yàn)方案的需求。如果實(shí)驗(yàn)條件不具備，要把實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行適當(dāng)修改，直到湖南城市學(xué)院現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件能滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案。二是實(shí)驗(yàn)方案是否能起到普及日常生活常識(shí)，即達(dá)到素質(zhì)教育的目的。三是實(shí)驗(yàn)方案對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)難度是否適當(dāng)。由于是課余時(shí)間的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目，如果難度太大，一方面學(xué)生不能順利的獨(dú)立完成，另一方面所需要的時(shí)間太長(zhǎng)，則會(huì)影響學(xué)生對(duì)其他課程的學(xué)習(xí)。滿足以上實(shí)驗(yàn)方案，既能保證學(xué)生在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下順利完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，又能起到普及日常生活常識(shí)進(jìn)行素質(zhì)教育的目的。

2.規(guī)范指導(dǎo)過(guò)程

為了有效地對(duì)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，從實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的操作環(huán)節(jié)到實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告的書寫都要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，具體就是要提供一些具體的過(guò)程材料，且過(guò)程材料以表格的形式提供。

（1）實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程。首先，通過(guò)網(wǎng)上查閱文獻(xiàn)及閱讀相關(guān)的書籍，學(xué)生畫出所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的光路圖、列寫所需的實(shí)驗(yàn)儀器、沖洗藥水及相應(yīng)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)所需的時(shí)間。其次，指導(dǎo)教師提供實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)儀器和相應(yīng)的沖洗藥品。結(jié)合指導(dǎo)教師提供的信息和學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案再次修改實(shí)驗(yàn)方案。所有材料都以表格的形式提供，以備以后參考和結(jié)題時(shí)提供過(guò)程材料。

（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程。指導(dǎo)教師不參與實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程，但對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行全程跟蹤指導(dǎo)，實(shí)時(shí)記錄學(xué)生操作過(guò)程中出現(xiàn)的各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以便及時(shí)指出學(xué)生不當(dāng)?shù)牟僮鞣绞?，盡量使實(shí)驗(yàn)成功，如果實(shí)驗(yàn)不成功，學(xué)生對(duì)“全息技術(shù)”產(chǎn)生懷疑，也就不可能達(dá)到教學(xué)目的。此外，也可以讓學(xué)生及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，指導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)成敗的原因。

（3）學(xué)生書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)課的必須要求，是對(duì)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的書面考查。書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過(guò)程能夠培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和作風(fēng)，幫助他們樹立學(xué)術(shù)意識(shí)，鍛煉語(yǔ)言表達(dá)能力，有利于他們將來(lái)總結(jié)研究資料，撰寫科技論文等等。[10]對(duì)于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目，雖然不是必修的實(shí)驗(yàn)課程或課程實(shí)驗(yàn)，但仍然要書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以便考查該項(xiàng)目的教學(xué)目的達(dá)到與否。另外，也方便指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)給出更合理的評(píng)價(jià)。對(duì)于該實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目“全息照相”實(shí)驗(yàn)，筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式和平時(shí)學(xué)生的課程實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)課程的報(bào)告大致一致，但內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)不同。本次學(xué)生書寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?shí)驗(yàn)原理；實(shí)驗(yàn)儀器；實(shí)驗(yàn)藥品；實(shí)驗(yàn)方法及步驟；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)分析（數(shù)據(jù)分析是本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重點(diǎn)之一）；誤差分析及問(wèn)題討論（誤差分析是本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重點(diǎn)之二，主要分析本次實(shí)驗(yàn)成功、失敗或?qū)嶒?yàn)結(jié)果不太理想的原因及改進(jìn)的措施，問(wèn)題討論可以分析一些具體的應(yīng)用實(shí)例）。實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程允許不成功，只要“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析”和“誤差分析及問(wèn)題討論”兩部分寫好了，就達(dá)到了普及日常生活常識(shí)，進(jìn)行素質(zhì)教育的目的，也就達(dá)到了教學(xué)目的。

3.創(chuàng)新成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系

實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目“全息照相”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是素質(zhì)教育，一方面培養(yǎng)受教育者的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，另一方面培養(yǎng)受教育者的認(rèn)識(shí)水平，普及日常生活常識(shí)，而不是以傳統(tǒng)的考試通過(guò)為目標(biāo)。因此，成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式也要體現(xiàn)教學(xué)目的的兩方面。筆者將本次實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目“全息照相”實(shí)驗(yàn)的成績(jī)分為實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)兩部分，且比例為70%和30%，把兩部分成績(jī)按該比例折合為總評(píng)成績(jī)。實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)綜合體現(xiàn)了兩方面的教學(xué)目的，而實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)則體現(xiàn)第二方面的教學(xué)目的。

其中，實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)是對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的評(píng)價(jià)，采用“表現(xiàn)性評(píng)價(jià)”方式。[11]該評(píng)價(jià)方式注重對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)，包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)儀器的合理選擇、實(shí)驗(yàn)操作（包括光路的調(diào)整、曝光及沖洗等環(huán)節(jié)）和根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案的能力等。筆者在本實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目中招收了8名學(xué)生，分2批做實(shí)驗(yàn)，每批4名學(xué)生，因此可以保證指導(dǎo)教師對(duì)每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程全程跟蹤進(jìn)行實(shí)時(shí)“表現(xiàn)性”評(píng)價(jià)。由于筆者在本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用“表現(xiàn)性”評(píng)價(jià)方式，加上該實(shí)驗(yàn)過(guò)程比較繁瑣，因此允許實(shí)驗(yàn)不成功。具體做法是：在不成功的情況下首先看學(xué)生的態(tài)度，學(xué)生認(rèn)真對(duì)待從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案到最后整理實(shí)驗(yàn)儀器的每個(gè)環(huán)節(jié)，雖實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想，但學(xué)生認(rèn)真分析了不理想的原因，且分析了原因之后調(diào)整各個(gè)環(huán)節(jié)再重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有所改善，則達(dá)到了教學(xué)目的，因此也對(duì)其實(shí)驗(yàn)操作給予很好的評(píng)價(jià)成績(jī)。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一方面實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法及步驟、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)誤差分析及問(wèn)題討論）內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的一個(gè)匯總，[12]是對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)。[13]另一方面實(shí)驗(yàn)報(bào)告又可以提升學(xué)生的認(rèn)知水平。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)一系列預(yù)想不到的現(xiàn)象，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過(guò)程中會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行一一分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象給出合理的解釋，因此書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生提高認(rèn)知水平的有效環(huán)節(jié)，是完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程后必須的一項(xiàng)任務(wù)。結(jié)合該實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和該實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目的教學(xué)目的，筆者對(duì)本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)?cè)u(píng)定的具體做法是：在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的各項(xiàng)內(nèi)容完整的情況下，重點(diǎn)看“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析”和“實(shí)驗(yàn)誤差分析及問(wèn)題討論”兩部分。不管實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果如何，只要這兩部分分析到位，則會(huì)對(duì)該份實(shí)驗(yàn)報(bào)告給予很好的評(píng)價(jià)成績(jī)。

四、教學(xué)效果

1.基本情況

通過(guò)教師申報(bào)和立項(xiàng)，學(xué)生自愿報(bào)名的方式，實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目“全息照相”實(shí)驗(yàn)共招收了8名電子信息工程專業(yè)的學(xué)生，分2批，每批4名學(xué)生，每2名學(xué)生組成1個(gè)小組。其具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是對(duì)激光全息和白光全息進(jìn)行單次與重復(fù)曝光實(shí)驗(yàn)，其中激光全息的單次和重復(fù)曝光實(shí)驗(yàn)已完成，白光全息的相關(guān)實(shí)驗(yàn)將在下半年進(jìn)行。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

首先由第一批的4個(gè)學(xué)生在白天進(jìn)行激光全息的單次曝光實(shí)驗(yàn)，2個(gè)小組都沒(méi)拍攝成功。學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析原因，排除了實(shí)驗(yàn)過(guò)程出錯(cuò)的可能性，最后檢查實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的門有微小的縫隙，此外，玻璃窗的遮光紙有多處破裂的地方，初步判斷是因?yàn)槁┕鈱?dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。于是把實(shí)驗(yàn)調(diào)整到晚上，測(cè)量室溫之后，也重新調(diào)整了曝光、顯影及定影所用的時(shí)間。在室溫21℃下，曝光、顯影和定影的時(shí)間分別用25s、4min和8min，成功拍攝了激光全息的單次曝光全息圖，很清晰的再現(xiàn)了被拍攝物。在相同的室溫下用單次曝光所用的各環(huán)節(jié)的時(shí)間制作了激光全息重復(fù)曝光的全息圖，對(duì)每塊干板曝光2次，第一塊干板在拍攝過(guò)程中不小心動(dòng)了參考光，導(dǎo)致只有一次成功曝光，第二塊干板從兩個(gè)不同方向成功曝了2次光。經(jīng)過(guò)沖洗之后，第一塊干板再現(xiàn)了一個(gè)三維小物，而第二塊干板再現(xiàn)了兩個(gè)三維小物。一個(gè)星期后，第二批學(xué)生進(jìn)行激光全息的單次和重復(fù)曝光實(shí)驗(yàn)，其室溫為17℃。在該室溫下，曝光、顯影和定影的時(shí)間分別取27s、4min和9min，成功制作了激光全息的單次曝光全息圖。對(duì)于重復(fù)曝光實(shí)驗(yàn)，2個(gè)小組的學(xué)生都出現(xiàn)了相同的失誤，即曝光之前不小心動(dòng)了參考光，導(dǎo)致參考光沒(méi)有投射到干板上，再次調(diào)整了參考光之后，又進(jìn)行了1次曝光。因此重復(fù)曝光的干板都只再現(xiàn)了1個(gè)三維小物。

由于時(shí)間有限，湖南城市學(xué)院指導(dǎo)教師在“光學(xué)實(shí)驗(yàn)”的“全息照相”實(shí)驗(yàn)中一直沒(méi)有涉及重復(fù)曝光，學(xué)生對(duì)書上的提法一直持懷疑態(tài)度，直到本次實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目成功制作了重復(fù)曝光的全息圖之后才真正信服，這對(duì)教師和學(xué)生來(lái)說(shuō)都是對(duì)知識(shí)的一種升華。

五、總結(jié)

本文以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，提高學(xué)生的認(rèn)知水平，普及日常生活常識(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)為目的，嘗試對(duì)“全息照相”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開(kāi)設(shè)模式的探討和改革，通過(guò)擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和采取“表現(xiàn)性”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程評(píng)價(jià)方式，有效激發(fā)了學(xué)生思考問(wèn)題的興趣，進(jìn)一步提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

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篇（4）

一座略顯陳舊的小樓，坐臥在高樓大廈林立的美國(guó)硅谷地帶，毫不起眼，如果你不仔細(xì)打量，很難對(duì)這座普通的白色小樓產(chǎn)生興趣。

但就是在這里，硅谷的精英們?cè)诨I劃著一場(chǎng)史無(wú)前例的大學(xué)變革――利用10周的時(shí)間，培養(yǎng)出學(xué)生們的指數(shù)意識(shí)，再用指數(shù)科技，影響地球上的十億人口。

不需要入學(xué)考試，也沒(méi)有煩人的論文，但在入學(xué)的第一天，新來(lái)的學(xué)生，就肩負(fù)著拯救人類的使命。他們?cè)趯W(xué)校后勤人員的引導(dǎo)下，根據(jù)自己的興趣，會(huì)領(lǐng)到一張表格，表格按人類當(dāng)今最棘手的幾大問(wèn)題分類：能源問(wèn)題、污染問(wèn)題、人類健康問(wèn)題等。

“同學(xué)們，你們這學(xué)期的任務(wù)是挑選一個(gè)人類的重大挑戰(zhàn)，比如‘缺乏干凈的飲用水’，然后提出一個(gè)能影響十億人生活的積極想法。”在2010年奇點(diǎn)大學(xué)開(kāi)學(xué)的第一天，校長(zhǎng)演講詞剛剛通過(guò)全息影像技術(shù)傳遞?？死赘?文特爾，第一個(gè)測(cè)試人類基因組的科學(xué)家，坐在一旁；兩個(gè)腰部以下癱瘓的人，正在演講臺(tái)上使用機(jī)器外骨骼行走。

在隨后的午餐時(shí)間，一個(gè)解決全球糧食問(wèn)題的小組，很快聚集在了一起，他們將討論如何喂飽世界70億人口。

“關(guān)于人造肉呢？”一個(gè)略微發(fā)胖的人建議道?！艾F(xiàn)在我們可以做的是牛排，”一個(gè)醫(yī)生模樣的人回答道，“但它會(huì)花費(fèi)您2萬(wàn)美元。”桌子對(duì)面的一個(gè)漂亮的拉丁裔男子沖著兩人，笑了一下。

如果你覺(jué)得這是一些神叨叨的人在做一場(chǎng)不切實(shí)際的白日夢(mèng)，那就錯(cuò)了。那個(gè)略微發(fā)胖的人擁有自己的公司，醫(yī)生模樣的人名叫羅伯特?哈里，已經(jīng)創(chuàng)立了一家生物技術(shù)公司，專門從事開(kāi)拓性干細(xì)胞治療。漂亮的拉丁裔男子是墨西哥第二富，2012年《福布斯》全球富豪排行榜第37位，名叫里卡多?薩利納斯?普里戈。

而在這個(gè)教室里的50個(gè)人中，一半的人實(shí)際上做的事情已對(duì)10億人帶來(lái)積極的影響。比如互聯(lián)網(wǎng)之父文頓?瑟夫，是TCP/IP協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的聯(lián)合設(shè)計(jì)者之一，現(xiàn)在是谷歌副總裁兼首席互聯(lián)網(wǎng)顧問(wèn)。還有埃隆?馬斯克，投資創(chuàng)立了研制出世界上第一輛能在3秒內(nèi)從0加速到60英里的電動(dòng)跑車的公司，2015年12月22日9時(shí)29分，SpaceX成功發(fā)射獵鷹9號(hào)火箭，發(fā)射10分鐘后完美回收一級(jí)火箭，創(chuàng)造了歷史，而他是SpaceX的首席執(zhí)行官兼首席技術(shù)官。

2045年的預(yù)言

這些世界最聰明的頭腦聚集在這里，是為了做一件大事：用最新的科技，迎接奇點(diǎn)時(shí)代的到來(lái)。“奇點(diǎn)”，在物理學(xué)里是指“黑洞里一個(gè)點(diǎn)”，在這個(gè)點(diǎn)，一切物理定律都失效。但在奇點(diǎn)大學(xué)的指導(dǎo)精神里，“奇點(diǎn)”是指AI（人工智能）超越人類智能的時(shí)刻。人類也將可以與計(jì)算機(jī)融合，把自己的思想卸載到一個(gè)電腦上，實(shí)現(xiàn)永生，產(chǎn)生一種新的人類物種――奇點(diǎn)人。而這個(gè)時(shí)間并不遙遠(yuǎn)，奇點(diǎn)大學(xué)的校長(zhǎng)預(yù)測(cè)在2045年，奇點(diǎn)時(shí)代就會(huì)來(lái)臨。

此前，雷?庫(kù)茲韋爾校長(zhǎng)在20世紀(jì)80年代曾成功預(yù)言蘇聯(lián)會(huì)解體，互聯(lián)網(wǎng)會(huì)擊敗最好的人類棋手，電子閱讀器、在線教育等數(shù)十款軟件會(huì)上線。在1999年，他為十年之后的世界做出的108項(xiàng)預(yù)測(cè)，89項(xiàng)是正確的，另有13項(xiàng)“基本正確”。

如今，奇點(diǎn)這一概念贏得了美國(guó)硅谷最富有和最聰明人的青睞。NASA將自己的研究中心提供給奇點(diǎn)大學(xué)作校園空間，在奇點(diǎn)大學(xué)建校之初，谷歌公司捐贈(zèng)了25萬(wàn)美元，公司的早期創(chuàng)始人每人捐贈(zèng)了10萬(wàn)美元，微軟、思科、英特爾等6家硅谷公司都紛紛投錢給學(xué)校。在奇點(diǎn)大學(xué)官網(wǎng)上，滾動(dòng)播放的是谷歌的聯(lián)合創(chuàng)始人拉里?佩奇的名言：“如果我是一名學(xué)生，這就是我想要的。”

在奇點(diǎn)大學(xué)，教師和演講者都是各領(lǐng)域頂級(jí)的專家，登上奇點(diǎn)大學(xué)講臺(tái)的人包括參與人類基因組測(cè)序、合成了首個(gè)人造細(xì)胞的克雷格?文特爾、登月宇航員巴茲?奧爾德林、“互聯(lián)網(wǎng)之父”文頓?瑟夫等。老師們包括來(lái)自斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院、卡耐基-梅隆大學(xué)、哈佛大學(xué)和其他知名大學(xué)的研究人員，谷歌、思科、德勤、考夫曼基金會(huì)、諾基亞等著名企業(yè)的高管也會(huì)參與講座。

不一樣的大學(xué)

正是因?yàn)橹塾谖磥?lái)，奇點(diǎn)大學(xué)沒(méi)有普通大學(xué)的基礎(chǔ)課程，課程也沒(méi)有經(jīng)過(guò)美國(guó)官方的授權(quán)，所以奇點(diǎn)大學(xué)并不會(huì)授予學(xué)位和學(xué)歷，嚴(yán)格意義上說(shuō)它只是一個(gè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。但這個(gè)教育機(jī)構(gòu)招收門檻比哈佛大學(xué)還高，他們只招收最聰明的學(xué)生，每年2%的招收比例，遠(yuǎn)高于最難入的學(xué)校――斯坦福大學(xué)（5%），而且一期課程的學(xué)費(fèi)高達(dá)2.5萬(wàn)美元。

盡管條件如此苛刻，奇點(diǎn)大學(xué)每年80個(gè)學(xué)生的名額，還是會(huì)收到世界各地約4000人踴躍報(bào)名。2010年，奇點(diǎn)大學(xué)一共招收了來(lái)自全球35個(gè)國(guó)家的80個(gè)學(xué)生，60%的學(xué)生都有自己的公司，其他的都是從倫理學(xué)到AI的學(xué)界精英。比如大衛(wèi)?達(dá)爾林普爾被招錄進(jìn)來(lái)時(shí)，正在波士頓的麻省理工學(xué)院攻讀人工智能博士學(xué)位。

毫不夸張地說(shuō)，大衛(wèi)是個(gè)天才。在他18個(gè)月大時(shí)，他的家庭醫(yī)生注意到他已經(jīng)能記住所有美國(guó)50個(gè)州的州府，所以建議他在家里學(xué)習(xí)。他爸爸教他程序，媽媽教授了倫理智慧，以及書上學(xué)不到的東西，他也從電腦上自學(xué)到許多東西。大衛(wèi)在14歲時(shí)成為MIT最年輕的本科生，19歲的他計(jì)劃用兩年的時(shí)間完成博士學(xué)位。

像大衛(wèi)這樣的人，在奇點(diǎn)大學(xué)里隨處可見(jiàn)。這些人或多或少都會(huì)有好萊塢科幻片里的英雄情節(jié)，對(duì)于他們而言，學(xué)位和學(xué)歷這些已經(jīng)不重要了，更重要的是讓自己的智慧能真正造福人類。

世界最聰明人的盛會(huì)

為了創(chuàng)造世界一流的教學(xué)環(huán)境，展現(xiàn)最新的科技成果，每年開(kāi)學(xué)儀式上，奇點(diǎn)大學(xué)都會(huì)別出心裁。比如2012年的開(kāi)學(xué)儀式上，校長(zhǎng)化身為機(jī)器人，一個(gè)方形上部、圓形底部的機(jī)器人在嘉賓里來(lái)回滾動(dòng)，跟嘉賓交談，而其本人則坐在幾米開(kāi)外的電腦前，指揮操作。

篇（5）

“什么是新媒體”——這個(gè)新媒體時(shí)代最為核心的命題，實(shí)際上從一開(kāi)始又重復(fù)了直觀描述的謬誤，最為常見(jiàn)的是從“相對(duì)性”的路徑予以闡釋。業(yè)界豐富和迅速的變動(dòng)，常常使研究者以滯后的姿態(tài)對(duì)新的媒體形態(tài)予以確認(rèn)，而相對(duì)性的抽象把握，一方面很難跳出傳統(tǒng)媒體所形成的樊籬，另一方面對(duì)于新媒體的本質(zhì)又形成了巧妙的規(guī)避。時(shí)至今日，新媒體的“現(xiàn)象層面”，如傳播特點(diǎn)（如及時(shí)性、互動(dòng)性、廣泛性）和傳播影響（去中心化、高效率、民主提升）被重復(fù)詮釋，各種不同的新媒體形態(tài)（如微博、網(wǎng)絡(luò)視頻、手機(jī)報(bào)）的研究豐富多元，然而林林總總的樣式和提法似乎都缺乏一個(gè)有效的歸整、一個(gè)有效的串聯(lián)和一個(gè)有效的尺度。

而以智能手機(jī)和個(gè)人電腦為平臺(tái)的App（英文application program的簡(jiǎn)稱，即客戶端應(yīng)用程序）的開(kāi)發(fā)和普及應(yīng)用，似乎為這種尺度的建立提供了可能。一方面，App為人們進(jìn)入各種媒體內(nèi)容設(shè)立了統(tǒng)一入口（如微博、網(wǎng)絡(luò)電視），并在不同平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了內(nèi)容的有效對(duì)接，達(dá)成了某種一致性和歸整性；另一方面，App就像新媒體時(shí)代一個(gè)必然要實(shí)現(xiàn)的預(yù)言，它的初現(xiàn)并不耀眼，但隨著其自身的發(fā)展與進(jìn)化，App逐漸呈現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力與難以阻擋的勢(shì)頭。本文對(duì)于App的探索和賦值，就是試圖建立一個(gè)理解新媒體的通道和把握新媒體的尺度，同時(shí)說(shuō)明App何以成為新媒體時(shí)代的界碑，并將繼續(xù)成為新媒體演進(jìn)與變革的又一起點(diǎn)。

一、App：“媒介即訊息”的最佳注腳

1964年，傳播學(xué)先驅(qū)麥克盧漢出版了《理解媒介——論人的延伸》一書。在此書中，他提出“媒介即訊息”的觀點(diǎn)，被譽(yù)為傳播界的“哥白尼革命”。在《媒介即訊息》這一章節(jié)中，他說(shuō)：“我們這樣的文化，長(zhǎng)期習(xí)慣于將一切事物分裂和切割，以此作為控制事務(wù)的手段。如果有人提醒我們說(shuō)，在事務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際過(guò)程中，媒介即訊息，我們難免感到有些吃驚”①。

這一論斷之所以讓人吃驚是因?yàn)樵谝酝慕?jīng)驗(yàn)和研究中，媒介本身被高度聚焦的情形并不多見(jiàn)。而麥?zhǔn)喜粌H從莎士比亞的文學(xué)作品中獲得靈感，還從他人的醫(yī)學(xué)理論著作、經(jīng)濟(jì)學(xué)家的學(xué)說(shuō)、電影、繪畫和戲劇藝術(shù)，甚至從軍事歷史中獲得大量旁證，試圖闡釋這一思想的普適性。他將這一觀點(diǎn)分為兩層含義：第一層含義是，任何媒介（即人的延伸）對(duì)任何個(gè)人和社會(huì)的影響，都是由于新的尺度產(chǎn)生的，我們的任何一種延伸（或曰任何一種新技術(shù)），都要在我們的事務(wù)中引進(jìn)一種新的尺度。

這里的“尺度”指的是在人們的實(shí)踐活動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生與媒介相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和方式，這種標(biāo)準(zhǔn)和方式并不是由媒介的具體內(nèi)容帶來(lái)的，而是由媒介本身的性質(zhì)決定的，也就是“由它引入的人間事務(wù)的尺度變化、速度變化和模式變化”。②App的出現(xiàn)正是對(duì)這一觀點(diǎn)的典型印證。相較于個(gè)人電腦的出現(xiàn)確立了一種互動(dòng)的尺度——傳統(tǒng)媒體的內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)化之后并沒(méi)有發(fā)生多大變化，變化的只是接受內(nèi)容的方式、容量；手機(jī)的出現(xiàn)確立了一種自主的尺度，自主訂閱手機(jī)報(bào)、手機(jī)視頻，在任意的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行自主閱看，打破了時(shí)間和空間的線性結(jié)構(gòu)，從而確立了一種新的人與媒介的互動(dòng)關(guān)系——App在電腦上通過(guò)雙擊的方式進(jìn)入，在智能手機(jī)上大多通過(guò)觸摸的方式進(jìn)入（有的智能手機(jī)通過(guò)鍵控操作），它所建立的這種特定的互動(dòng)關(guān)系和內(nèi)容獲取方式，也形成了一種新的尺度，這種尺度并非在互動(dòng)、自主方面有所突破，其最迷人之處在于將以前出現(xiàn)的各種媒體形態(tài)設(shè)定了一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，或者說(shuō)“進(jìn)入界面”。無(wú)論是電視、報(bào)紙、廣播還是FaceBook、Twitter、人人網(wǎng)、新浪微博、騰訊微博都變身為App，我們不必再輸入特定網(wǎng)址，也不必調(diào)到特定頻道，瞬間的點(diǎn)擊和回應(yīng)帶來(lái)了不同以往的信息獲取模式。有學(xué)者對(duì)這種新的模式做出了很好的概括：“應(yīng)用”簡(jiǎn)化了獲取信息的路徑；“應(yīng)用”強(qiáng)化了專業(yè)化服務(wù)；“應(yīng)用”以開(kāi)放的方式促進(jìn)了“長(zhǎng)尾”需求的滿足；“應(yīng)用”有助于固化受眾的習(xí)慣；“應(yīng)用”推動(dòng)了新媒體的收費(fèi)模式的普及。那么由此而言，對(duì)這種新的尺度的概括甚或就可被稱之為App尺度。

根據(jù)最近一次由美國(guó)公司尼爾森對(duì)近12000擁有聯(lián)網(wǎng)終端的用戶的調(diào)研結(jié)果，70％的平板電腦用戶和68％的智能手機(jī)用戶，在看電視的時(shí)候會(huì)同時(shí)使用他們的終端與電視進(jìn)行即時(shí)互動(dòng)，而App已經(jīng)毫不意外地成為了嫁接其中的“通道”。正因?yàn)榇?，不光電視媒體，包括報(bào)紙和廣播等傳統(tǒng)媒體也把App作為向移動(dòng)終端延伸和進(jìn)行新媒體布局的重要策略?，F(xiàn)在面向開(kāi)放平臺(tái)由第三方開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的App已經(jīng)有百萬(wàn)之多（最主要的Appstore有60萬(wàn)、AndroidMarket有25萬(wàn)），可以說(shuō)，作為智能科技的優(yōu)秀代表，App帶來(lái)了一種全新的媒體應(yīng)用方式，也創(chuàng)造了全新的媒體交互環(huán)境，而這種傳播方式則不可避免地會(huì)對(duì)人類的思考方式和行為方式產(chǎn)生影響。

媒介即訊息的第二層含義是：一種媒介是另一種媒介的內(nèi)容?！把哉Z(yǔ)是文字的內(nèi)容，正如文字是印刷的內(nèi)容一樣，而印刷則是電報(bào)的內(nèi)容。如果有人問(wèn)‘言語(yǔ)的內(nèi)容是什么？’那么就有必要回答說(shuō)‘它是思想的實(shí)際過(guò)程，這本身是非語(yǔ)言的?！彪娨暢霈F(xiàn)之后，電影成為電視的內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)之后，電視、廣播、報(bào)紙都成為網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容，媒介的效力似乎就可歸因于將另一種或幾種媒介作為內(nèi)容的能力。

五年前，人們還沉浸于網(wǎng)絡(luò)電視所帶來(lái)的豐富海量的視頻內(nèi)容中，如今的年輕一代，甚或老人兒童，都已經(jīng)開(kāi)始熟稔地用手指在手機(jī)屏幕上滑來(lái)滑去，通過(guò)點(diǎn)觸App，進(jìn)入到媒體豐富有趣的內(nèi)容中去，或者實(shí)現(xiàn)有益而富有創(chuàng)造力的各種應(yīng)用。而微博、博客、播客等各種形態(tài)的媒體內(nèi)容，都依附于App的新尺度之下，成為App的內(nèi)容。這更加印證了麥?zhǔn)纤f(shuō)的，“沒(méi)有一種媒介具有孤立的意義和存在，任何一種媒介只有在與其他媒介的相互作用中，才能實(shí)現(xiàn)自己的意義和價(jià)值”③，App與其他媒體之間的良好互動(dòng)印證了工具和技術(shù)之間的互相結(jié)合才能產(chǎn)生應(yīng)有的功能。

作為基于電腦和手機(jī)開(kāi)發(fā)的客戶端技術(shù)，App帶來(lái)了一種新的塑造力和整合力，它不再只是承載內(nèi)容的一個(gè)入口或通道，從以上兩種意義而言，它本身就是內(nèi)容，與載體不可分離。App以此作為新媒體發(fā)展的界碑令人鼓舞，一是祛除了之前新媒體樣態(tài)的某種雜亂性，再者又以嶄新的樣態(tài)實(shí)現(xiàn)了某種超越性。進(jìn)一步說(shuō)，App成為一個(gè)兼容性極強(qiáng)、延展性極大的容器，這種對(duì)媒介的管理方式和再實(shí)現(xiàn)方式無(wú)論如何也是革命性的。

二、世界被把握為App

馬丁·海德格爾在20世紀(jì)70年代提出世界圖景的概念，他說(shuō)：“世界圖景……指的并不是一幅關(guān)于世界的圖畫，而是作為一幅圖畫而加以理解和把握的世界……”他注意到當(dāng)前的世界越來(lái)越趨于視覺(jué)化，無(wú)論是在大街上、購(gòu)物商場(chǎng)、ATM的取款機(jī)旁還是高速公路上，攝像鏡頭在一刻不停地記錄人們的行動(dòng)。而人們工作和休閑的主要方式也越來(lái)越集中于接觸包括從電腦到DVD在內(nèi)的各種視像媒體。當(dāng)然，這一情景在今天依然方興未艾。

如果說(shuō)視覺(jué)化是對(duì)世界的等值復(fù)制，那么App所做的努力就是將原版復(fù)制的世界進(jìn)行再壓縮和凝聚。論及其必要性，首先作為一種策略，視覺(jué)化的把握已是現(xiàn)狀，然而其龐大、不確定性致人于迷茫，其效率也值得質(zhì)疑。相比而言，App是一次更深刻的推進(jìn)，其“凝聚—點(diǎn)擊—釋放”的設(shè)計(jì)原理、高級(jí)簡(jiǎn)約的編程邏輯，符合新媒體時(shí)代的效率和技術(shù)主義崇拜。而其簡(jiǎn)單的操作方式，更是有助于大范圍的普及，從而帶來(lái)點(diǎn)擊行為或觸摸行為的泛化。

其次，App并非作為對(duì)視覺(jué)化策略的否定，而是另辟蹊徑，借助程序語(yǔ)言對(duì)世界進(jìn)行二度編碼，從后果來(lái)看，App有助于理解日常生活的譜系，理順認(rèn)識(shí)世界的途徑，甚至后現(xiàn)代主義——即斷裂的、碎片化的文化——也可以通過(guò)App獲得簡(jiǎn)潔的想象和理解。

回到日常生活中，盡管大多數(shù)人對(duì)于媒介的變化和使用技巧不甚敏感，甚至很少去思考媒介與自我建立的關(guān)聯(lián)和影響模式，事實(shí)上，某種潛移默化的演變直到新的生活習(xí)慣的形成會(huì)確鑿地在人的思維、行為中植入新的尺度。App在無(wú)形中已經(jīng)成為人們進(jìn)入日常生活和現(xiàn)實(shí)世界的入口，通過(guò)這個(gè)入口，一個(gè)虛擬的空間得以釋放，或者個(gè)體的精神層面得以展示，人們?cè)诒舜瞬煌５慕换ブ蝎@得日常生活譜系的排列、定義和功能。正如一個(gè)幼童通過(guò)iPad的應(yīng)用程序進(jìn)入游戲世界，通過(guò)App建立同虛擬世界的某種關(guān)聯(lián)，這一行為其實(shí)也對(duì)應(yīng)了現(xiàn)實(shí)生活中的某種映射——生活中的入口比比皆是，而人們傾向于選擇更為簡(jiǎn)單和直接的途徑，這也正是App的精神特質(zhì)。當(dāng)然這一現(xiàn)象并不是基于生活經(jīng)驗(yàn)的探討，而是說(shuō)明App有助于一種生活思維的確立。有趣的是，人們并不會(huì)對(duì)這一過(guò)程中存在的種種變化駐足反思，相反，他們只是很自然地去使用和感受。而研究者往往在人的慣常行為的基礎(chǔ)上進(jìn)行理論總結(jié)和提升，如果人們回過(guò)頭去檢討所被賦予的意義，會(huì)發(fā)現(xiàn)日常生活或許真的可以被約化如此。

如上文所說(shuō)，后現(xiàn)代主義的文化是一種碎片文化，一方面，世界失去了其完整性，中心已不復(fù)存在，世界解構(gòu)了所有的一切，剩下的全是支離破碎的零亂的東西。但這些碎片能夠不斷變化出一些新的排列組合，從而帶來(lái)異常的豐富和多元性。另一方面，碎片的自我復(fù)制和分裂致使信息出現(xiàn)了過(guò)量危機(jī)，信息泛濫和快速變動(dòng)帶來(lái)空前的虛無(wú)和疲鈍。

App的出現(xiàn)正是在一定程度上試圖做出這種彌合，首先，它屏蔽了背后泛濫的信息海洋和各種符號(hào)，世界似乎被簡(jiǎn)約為一個(gè)小方形的快捷圖標(biāo)，人們不是直接面對(duì)一個(gè)令人不知所措的碎片化現(xiàn)實(shí)，而是一個(gè)被重新編碼的精致界面。其次，App亦重新進(jìn)行了內(nèi)容的編排和組合，無(wú)論是呈現(xiàn)于電腦屏幕還是手機(jī)屏幕上，文本的展示與組合呈現(xiàn)出精心設(shè)計(jì)的結(jié)果。同時(shí)，其反應(yīng)靈敏，手指輕輕一點(diǎn)，屏上迅即變動(dòng)；可根據(jù)各人喜好，將文字和圖片任意放大或縮??；更加賞心悅目；更加便捷省力；反饋成舉手之勞。這種隨心所欲和有點(diǎn)娛樂(lè)的心態(tài)覆蓋了信息量大所帶來(lái)的煩躁無(wú)措。從這個(gè)意義上而言，碎片化的世界雖然沒(méi)有得以徹底改觀，但在一定范圍內(nèi)得以重新建構(gòu)。

依然從策略的角度出發(fā)，App給我們帶來(lái)了新的認(rèn)識(shí)視角和想象。已經(jīng)有媒體開(kāi)始把App作為營(yíng)銷推廣策略，④而不得不承認(rèn)，集納眾多報(bào)紙App的iPad也是目前美國(guó)報(bào)業(yè)所探索出的報(bào)紙轉(zhuǎn)型的最為成功的策略……可以預(yù)見(jiàn)，App還將在各種向度上走得更遠(yuǎn)。只是，當(dāng)世界被把握為App——意為人們通過(guò)此方式與世界的互動(dòng)，人文主義學(xué)者所擔(dān)心的技術(shù)控制和工具主義的泛濫是否會(huì)愈演愈烈？還是說(shuō)人們把App認(rèn)同為向樸素主義的回歸？這兩個(gè)方向截然對(duì)立的問(wèn)題，取決于App對(duì)世界進(jìn)行把握的有效性和范圍，也有待其發(fā)展一段時(shí)間之后進(jìn)行檢驗(yàn)。

三、App+云：美麗的未來(lái)世界

“云”在當(dāng)今是一個(gè)熱門詞匯。在新媒體時(shí)代，“云”帶來(lái)的就是這樣一種變革——由蘋果、谷歌、IBM這樣的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)公司來(lái)搭建計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、運(yùn)算中心，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方式把本來(lái)分散在世界各地的軟件資源整合起來(lái)。因而，云計(jì)算在本質(zhì)上是分布式處理和網(wǎng)格計(jì)算。原理上，用戶只需要一臺(tái)筆記本或者一個(gè)手機(jī)，就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的一切。與以往不同的是，這些資源并不在本地而是分布在遠(yuǎn)程服務(wù)器上的?！霸啤眮?lái)幫我們完成搜索、儲(chǔ)存、計(jì)算和推送等工作，所以也有人認(rèn)為云計(jì)算其實(shí)是一種服務(wù)理念。

可見(jiàn)，對(duì)“云”的闡釋有很多路徑，對(duì)于App而言，“云”意味著App的再虛擬化。因?yàn)楫?dāng)前大多App的開(kāi)發(fā)都是基于本地的應(yīng)用程序，無(wú)論是游戲、內(nèi)容或各類服務(wù)應(yīng)用，都會(huì)把相應(yīng)的入口、路徑等設(shè)計(jì)成內(nèi)置編碼。而在云時(shí)代，App本質(zhì)上只相當(dāng)于一個(gè)超級(jí)鏈接，所有的展開(kāi)、應(yīng)用、登錄看似在本地，實(shí)際都是在它所指向的遠(yuǎn)程服務(wù)器上運(yùn)行。也就是說(shuō)，用戶通過(guò)App這一個(gè)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而找到互聯(lián)網(wǎng)上任何其他節(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)群，這種模式正是對(duì)云服務(wù)的經(jīng)典詮釋。

1979年，保羅·萊文森在其博士論文中首次提出了他最為著名，也是奠定了他“技術(shù)樂(lè)觀主義”基調(diào)的重要理論——媒介進(jìn)化的“人性化趨勢(shì)”理論。他認(rèn)為，媒介給我們提供的實(shí)際上是越來(lái)越人性化的、自然的和“前技術(shù)”的交流方式。他在論文中提出了媒介演化的三個(gè)階段：第一個(gè)階段，一切交流都依賴生物學(xué)的感知和認(rèn)知方式，表現(xiàn)為眼睛、耳朵、記憶和想象。然后，我們發(fā)明了文字之類的傳播技術(shù)，借此我們得以跨越生物學(xué)極限進(jìn)行交流，跨時(shí)空進(jìn)行交流，這樣我們就進(jìn)入了第二個(gè)階段。在第三個(gè)階段，收音機(jī)給我們提供口播新聞而不是文字寫的新聞，電視則給我們提供更加真實(shí)的形象……技術(shù)領(lǐng)域給我們提供的一切都是最好的東西，使我們既可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程交流、長(zhǎng)時(shí)間交流，又可以不失去自然的世界。⑤應(yīng)該說(shuō)，在App與云結(jié)合的時(shí)代，每一個(gè)客戶端對(duì)應(yīng)的其實(shí)是一個(gè)偌大的虛擬云環(huán)境，App則成為這一云世界的入口，無(wú)線互聯(lián)、家庭娛樂(lè)、社區(qū)生活、遠(yuǎn)程控制、全息影像等都在App中凝聚，進(jìn)而又在“云”中得以釋放。App與云的結(jié)合從根本上實(shí)現(xiàn)了更好地為人類服務(wù)的目的，是媒介“人性化趨勢(shì)”進(jìn)化的兌現(xiàn)。同時(shí)，它又超越了媒介演化的三個(gè)階段，應(yīng)該說(shuō)，它們正在將人們引入第四個(gè)階段，在這個(gè)階段，自然世界和虛擬世界的界限會(huì)逐漸消弭，個(gè)人和集體的能力趨于平衡，全球性和地方性的互動(dòng)地帶既是虛擬的，又是真實(shí)的，甚至可以說(shuō)現(xiàn)代生活就發(fā)生在擬像之中，這絕非日常生活的一部分，而正是生活本身。