時間:2023-03-02 14:56:14
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇cg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),帶來更深刻的閱讀感受。
設(shè)計中的文脈主義,在建筑中一直是個頗多爭議的話題,尤其是國粹主義者手中的一柄利刃,砍向諸多的現(xiàn)代設(shè)計。它亦曾為政府官員所青睞有加,這一點北京的諸多頭頂“青皮小帽”的建筑便是佐證。筆者并非建筑界內(nèi)人士,斷不敢發(fā)“無知者無畏”式的議論,但有感于近來國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計的不斷異化與盲目的拼貼、移植既往事物中的文化屬性,并簡單的冠之以“文脈”的冠冕,故試圖在產(chǎn)品設(shè)計的領(lǐng)域探討一下什么是文脈,為什么需要文脈以及如何表現(xiàn)文脈。
什么是文脈(What)--文脈的解釋
所謂文脈,英文即Context一詞,愿意指文學(xué)中的“上下文”。在語言學(xué)中,該詞被稱作“語境”,就是使用語言的此情此景與前言后語。更廣泛的意義上,引申為一事物在時間或空間上與他事物的關(guān)系。設(shè)計中譯作“文脈”,更多的應(yīng)理解為文化上的脈絡(luò),文化的承啟關(guān)系。那么什么是文化呢?
文化對于每個人來講都似乎是個很熟悉的東西。比如儒家文化,瑪雅文化,飲食文化,酒文化,甚至廁所文化,地鐵文化等等。文化似乎是一件萬能的魔衣,任何生活瑣事只要套上它就會顯示出莊嚴(yán)的法相。但文化似乎又很陌生:我們不能象把握“蘋果”這類“物詞”一樣,因為文化在這世上找不到它的對應(yīng)物;我們也不能羅列一些“性質(zhì)”詞來描述它的屬性;當(dāng)然,盡管西安的兵馬俑,北京的紫禁城,巴黎的盧浮宮,中國的筷子,西方的刀叉都屬于文化,但是文化也不是個集合名詞,因為那樣,文化便會是一個堆滿人類歷史上所創(chuàng)造的一切事物的雜貨鋪。在歷史上,許多智者哲人試圖給文化一個“精確”的定義,從人類學(xué)家泰勒到哲學(xué)家康德,自1871-1951年80年間關(guān)于文化的定義有164種,但似乎都不能表述文化的全部內(nèi)涵。既然我們對文化的剖析是為了理解文脈的概念及其功用,那么在這一點上,卡西爾的文化觀似乎更有幫助。
設(shè)計中的文脈主義,在建筑中一直是個頗多爭議的話題,尤其是國粹主義者手中的一柄利刃,砍向諸多的現(xiàn)代設(shè)計。它亦曾為政府官員所青睞有加,這一點北京的諸多頭頂“青皮小帽”的建筑便是佐證。筆者并非建筑界內(nèi)人士,斷不敢發(fā)“無知者無畏”式的議論,但有感于近來國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計的不斷異化與盲目的拼貼、移植既往事物中的文化屬性,并簡單的冠之以“文脈”的冠冕,故試圖在產(chǎn)品設(shè)計的領(lǐng)域探討一下什么是文脈,為什么需要文脈以及如何表現(xiàn)文脈。
什么是文脈(what)--文脈的解釋
所謂文脈,英文即context一詞,愿意指文學(xué)中的“上下文”。在語言學(xué)中,該詞被稱作“語境”,就是使用語言的此情此景與前言后語。更廣泛的意義上,引申為一事物在時間或空間上與他事物的關(guān)系。設(shè)計中譯作“文脈”,更多的應(yīng)理解為文化上的脈絡(luò),文化的承啟關(guān)系。那么什么是文化呢?
圖像采集設(shè)備一般包括電視攝像機、CCD攝像器件、掃描儀、圖像采集卡等。對于工業(yè)應(yīng)用上來講,一般通過工業(yè)CCD攝像頭采集圖像,再利用圖像采集卡對圖像進行處理分析[1]。我們采用工業(yè)CCD攝像頭對水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)工況實時采集,因為特殊的工作環(huán)境(高溫多塵),所以要求CCD的精度比較高,而且其精度直接影響到所采集圖像的質(zhì)量。
1. 圖像的獲取
本課題采用面陣CCD攝像機作為探測器進行現(xiàn)場圖像的采集,面陣CCD是具有自掃描方式的面陣成像器件。CCD攝像機又是一種“傳感器件”,它將外界的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電信號,CCD攝像機的精度由像元素決定,像元素越多,精度就越高[2]。在本課題的圖像采集中,使用的是512*512像素的CCD攝像機,為實現(xiàn)對工業(yè)圖像進行分析和處理,必須對攝像機的視頻信號進行數(shù)據(jù)采集,并對視頻信號進行數(shù)字化處理,再對量化的數(shù)值進行分析與處理,然后將處理后的結(jié)果顯示在監(jiān)視器上。
目前,CCD固體攝像器件作為光電變換傳感器已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的使用,被檢測對象的光信息通過光學(xué)系統(tǒng)在CCD的光敏元件上形成光學(xué)圖像。CCD器件把光信息轉(zhuǎn)換成與光強成正比例的電荷量,用一定頻率的脈沖對CCD進行驅(qū)動,在CCD的輸出端可獲得被測對象的視頻信號。
CCD比色測溫原理圖如圖2.1所示:
圖2.1 CCD比色測溫原理圖
2.圖像采集卡
圖像采集卡是工業(yè)圖像采集必不可少的硬件設(shè)備,本課題用到的是DH-CG300視頻采集卡。DH-CG300視頻采集卡是彩/音頻采集卡,它具有使用靈活、集成度高、功耗低等特點,并且擁有PCI圖像卡的功能,它可將圖像直接傳送到計算機內(nèi)存或顯存,是前兩年市場上相當(dāng)流行的一種圖像采集卡,適用于圖像處理、工業(yè)控制、多媒體監(jiān)控、辦公自動化等領(lǐng)域。本課題就是通過此采集卡把CCD采集到的圖像傳輸?shù)斤@示器的。
2.1 DH-CG300主要技術(shù)性能及指標(biāo)
三路復(fù)合視頻輸入,一路S-Video輸入,軟件切換。其中第一路為音視頻復(fù)用,S-Video的亮度信號輸入也可作為復(fù)合視頻輸入。
支持PAL,NTSC或黑白視頻輸入,信號幅度Vp-p = 1V。論文參考網(wǎng)。
圖像最高分辨率:
PAL制:768×576×24位 ;
NTSC制:640×480×24位;
支持YUV422、RGB8888、RGB888、RGB565、RGB555及256模式。
支持計算機內(nèi)容與圖像同屏顯示,圖形覆蓋功能。
支持裁剪與比例壓縮模式。
支持單場、單幀、連續(xù)場、連續(xù)幀的采集方式。
支持Win9x、WinNT、Win2000、WinXP等操作系統(tǒng)。
支持單聲道音頻采集。
2.2 DH-CG300基本結(jié)構(gòu)及工作原理
圖像被CCD采集以后,輸出的多路視頻信號,同時進入視頻采集卡,通過計算機對每幀內(nèi)存的訪問,在顯示屏上可得到動態(tài)的水泥窯內(nèi)的煅燒帶圖像。在PC機windows平臺下,經(jīng)過軟件開發(fā),形成圖像界面風(fēng)格的專用圖像處理軟件系統(tǒng),軟件系統(tǒng)通過對屏幕上顯示的動態(tài)圖像進行分析、處理,利用比色測溫原理可得到水泥窯內(nèi)的熟料溫度和火焰溫度。然后將檢測到的參數(shù)及時反饋到控制操作臺,如果參數(shù)偏離正常工作范圍,則控制裝置需要實時對窯速、噴煤量等參數(shù)進行調(diào)整,以保證回轉(zhuǎn)窯盡可能在最佳狀態(tài)下運行。
DH-CG300的工作原理框圖如圖1.2所示:
圖1.2 CG300工作原理框圖
由上圖可知,CG300圖像采集卡可同時對四路復(fù)合視頻輸入,但是就某一具體時刻來說只能有一路視頻輸入,這四路視頻的切換必須用軟件編程來實現(xiàn)。所以此卡可同時對四個水泥回轉(zhuǎn)窯進行循環(huán)控制。
3.圖像采集及顯示功能的軟件實現(xiàn)途徑
CG300圖像采集卡所帶的函數(shù)庫及控件都可以運行于Visual C++環(huán)境之下,因此采用Visual C++作為開發(fā)工具。Visual C++提供了良好人機交互界面,使軟件操作方便、簡單,適用于普通技術(shù)工人操作。
圖像采集卡安裝好以后,要對其初始化才能發(fā)揮它的采集處理功能。圖像采集卡的開始操作和初始化參數(shù)的設(shè)置需要在應(yīng)用程序的初始化中完成,圖像卡的結(jié)束操作在應(yīng)用程序退出前執(zhí)行。
DH-CG300圖像采集卡有3個復(fù)合視頻接口,可以實現(xiàn)三路視頻切換輸入與一路輸出。在工廠中一般都不是只有一條窯,考慮應(yīng)該在同一界面下對多條水泥窯同時進行控制。在本課題程序中可同時實現(xiàn)對3條窯的控制,即有3路視頻信號輸入,一路信號輸出。論文參考網(wǎng)。
圖1.3 圖像顯示調(diào)節(jié)窗口
4. 圖像灰度值與溫度之間的關(guān)系
4.1 比色測溫的計算
將(1-1)比(1-2)式有:
因為水泥回轉(zhuǎn)窯圖像經(jīng)CCD獲取后,再經(jīng)圖像卡量化為24位/每像素逐點存儲。每一像素點24位包括紅色亮度值(R)、綠色亮度值(G)、藍色亮度值(B),每個亮度值8位。在對CCD的分光特性作了輻射強度與CCD的接受亮度成正比的理想化假設(shè)后,有:
根據(jù)國際照明委員會規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)色光三原色的代表波長是:紅光(R)700nm、綠光(G)546.1nm。論文參考網(wǎng)。藍光(B)435.8nm。
由以上公式,就能對采集的圖像上任一點的溫度進行計算。
4.2 溫度與灰度的對應(yīng)關(guān)系
由紅外線成像原理及紅外線測溫原理可知,不同溫度在圖像上表現(xiàn)為不同的亮度。一般來說,圖像的平均灰度值越小,其表現(xiàn)的溫度越低,反之,溫度越高。也就是說平均灰度值同對應(yīng)溫度之間成正比關(guān)系[5]?,F(xiàn)場看火工就是應(yīng)用了此原理對煅燒帶的溫度進行推斷的。溫度與圖像灰度之間的對應(yīng)關(guān)系如圖2.4所示:
圖2.4 溫度與灰度的對應(yīng)關(guān)系圖
5. 結(jié)束語
利用CCD攝像機、圖像采集卡把水泥窯工作狀況采集到計算機后,是進一步實現(xiàn)爐火溫度自動控制的基礎(chǔ),有較強的應(yīng)用價值。
【參考文獻】
[1]楊舉憲.水泥窯煅燒帶圖像實時溫度檢測與動態(tài)數(shù)據(jù)庫[D].內(nèi)蒙古:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士論文,2004:5-8.
[2]呂鳳軍.數(shù)字圖像處理編程入門[M].北京:清華大學(xué)出版社,1999:112-113.
[3]沈庭芝,方子文.數(shù)字圖像處理及模式識別[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1998:39-43.
[4]徐偉勇等.數(shù)字圖像處理技術(shù)在火焰監(jiān)測上的應(yīng)用[J].北京:中國電力,1994,10: 63-65.
(1.重慶師范大學(xué) 影視傳媒學(xué)院,重慶 400047;2.重慶師范大學(xué) 美術(shù)學(xué)院,重慶 400047)
摘 要:傳統(tǒng)電影理論奠基石的“影像本體論”中影像強調(diào)兩要素:一是原物必須存在、二是與原物完全一樣。但是,到了數(shù)字電影時代其遭遇了前所未有的挑戰(zhàn),因為其無法解釋CGI(計算機生成圖像)。作為數(shù)字電影時代的“視像本體論”除了兼容影像本體論,還能解釋CGI,因而更適應(yīng)數(shù)字化時代的需要。
關(guān)鍵詞:影像本體論;CGI;視像本體論
中圖分類號:J901文獻標(biāo)識碼:A
"Image Ontology" in Digital Film times
TANG ZHONG-hui,GONG Wen
一、“影像本體論”
正如蒙太奇理論成為世界各國主流電影的創(chuàng)作理念一樣,以法國電影理論家安德烈•巴贊(1918-1958)為代表的一派電影人提出了從藝術(shù)本體論到具體創(chuàng)作手法自成體系的一整套美學(xué)主張,對世界電影的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。早在1945年,巴贊就寫出了那篇經(jīng)典論文《攝影影像的本體論》,并于1958年將自己的論文集定名為《電影是什么》(這已成為電影美學(xué)的經(jīng)典著作)。特別是他創(chuàng)立的“影像本體論”(ontologization of the Bazinian image)已成了傳統(tǒng)電影理論的奠基石。
在談到“影像本體論” 時,我們首先要理清“影像”這個概念的含義。巴贊的原文是image,英法文中的image相當(dāng)于中文的“影像、圖像、鏡像”等,其拉丁文有復(fù)制、再現(xiàn)之意。Image的基本含義就是圖像與原物一模一樣。影像這個概念有兩要素:一是有原物存在,二是與原物完全一樣?!坝啊鳖櫭魉剂x就是“影子”,是原物的造影,它離不開原物。中文的“影像”含義也只有這一種[1]。巴贊的image基本上是嚴(yán)格意義上的影像,因為他明確在前面加了個限定詞“攝影”。應(yīng)該這樣說,巴贊的“影像本體論”是時代的產(chǎn)物,因為20世紀(jì)40到20世紀(jì)60年代是電影的黃金時代,無論電影的產(chǎn)量、觀眾、影像,還是電影藝術(shù)、理念、理論都處于一個大發(fā)展時期。巴贊當(dāng)年提出影像本體論,既是對過去的總結(jié),也是為未來的發(fā)展尋求支點,建立電影領(lǐng)域的真實美學(xué)理論。
安德烈•巴贊在書中提出:“19世紀(jì),隨著客觀記錄視覺形象和聲音的技術(shù)相繼問世,出現(xiàn)了一種新的形象范疇。這些形象與產(chǎn)生這種形象的現(xiàn)實間的關(guān)系需要嚴(yán)格加以確定。不從這種哲學(xué)角度確定影像和現(xiàn)實的關(guān)系,就不可能正確地提出與此直接有關(guān)的美學(xué)問題?!边@種努力就體現(xiàn)在全書的開篇論文《攝影影像的本體論》。巴贊論述的攝影成像的客觀性時特別強調(diào)“不讓人介入”,這為他后來的美學(xué)立論提供了哲學(xué)依據(jù)。接著他就重點論述了影像與現(xiàn)實物的逼真關(guān)系。他強調(diào)“同一”(歐美語言中為identity),也就強調(diào)了兩個事物完全相同,在一系列同義詞、近義詞中它是最強的。由此可以提煉出巴贊“影像本體論”的核心命題:攝影把客觀現(xiàn)實中的物體如實地轉(zhuǎn)現(xiàn)到它的摹本上,所生成的影像與被攝物同一。它具有自然的屬性,影像產(chǎn)生于被攝物的本體,它就是這件原物的副本。巴贊的影像本體論從本質(zhì)上界定了電影影像的逼真性和客觀性。他要在影像本體論這塊基石上建立他的“真實美學(xué)”理論大廈。巴贊認(rèn)為,由于電影可以“完整無缺地再現(xiàn)現(xiàn)實”,而影像生成的客觀性意味著它“不用人加以干預(yù),參與創(chuàng)造”,便可“賦予影像以任何繪畫作品都無法具有的令人信服的力量”。電影的這些特質(zhì)使它具有復(fù)現(xiàn)真實的美學(xué)意義,這也就是“真實美學(xué)”的理論基礎(chǔ)。
二、 數(shù)字電影時代的CGI(計算機生成圖像)
數(shù)字電影時代的CGI就是“無中生有”。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷廣泛運用,CG(Computer Graphics 大陸譯為“計算機圖形學(xué)” ,港臺譯為“電腦繪圖” )也大規(guī)模介入電影創(chuàng)作,尤其是CGI(Computer-Generated Imagery 計算機生成圖像,CGI是CG技術(shù)的一種實際應(yīng)用)完全不用攝像機參與便能創(chuàng)造出像影像一樣逼真的圖像來??梢哉f,CG技術(shù)是可以造出任何人類所能想象的逼真效果,藝術(shù)家的創(chuàng)造能力可以得到最大的發(fā)揮。CGI沒有現(xiàn)成圖像為底,憑空生成新圖像,電腦動畫就是一種動態(tài)的CGI。電腦動畫很快就發(fā)展成為CG的一個高級應(yīng)用領(lǐng)域并在影視藝術(shù)領(lǐng)域中獲得日益廣泛的應(yīng)用。
“數(shù)字化對電影的革命性挑戰(zhàn),應(yīng)該說其意義上遠遠超過了當(dāng)年聲音進入默片或彩色代替黑白對電影產(chǎn)生的影響。數(shù)字化技術(shù)將不可思議地擴展電影的表現(xiàn)空間的表現(xiàn)能力,創(chuàng)造出人們聞所未聞、見所未見,甚至想所未想的視聽奇觀和虛擬現(xiàn)實?!保?]
CG技術(shù)20世紀(jì)70年代開始用于電影制作,電影創(chuàng)作中運用CG技術(shù)是個漸進的過程。在1982年夏季公映的兩部影片中CGI水平才有進步的提高:首次脫離電腦屏幕而直接成為場景元素,正是在這層意義上人們把它們視為最早的CGI電影。第一部是《星際旅行Ⅱ:可汗的憤怒 》 中有一名為“創(chuàng)世紀(jì)”的一分鐘段落就完全是由CGI組成的。描寫一枚攜帶有生命體的火箭撞向一顆死寂的行星,巨大的火焰熄滅后,低地出現(xiàn)了湛藍的海水,山澗長出了茂密的火焰,死星演化出了生命。整個段落畫面壯觀,色彩自然,片中首次采用離子系統(tǒng)(CG中基本造型手段之一)來表現(xiàn)火焰的燃燒。另一部CG電影是迪斯尼投入巨資拍攝的《電子世界爭霸戰(zhàn)》,片中有15分鐘的CGI,描述的真人落入電腦內(nèi)部的虛擬世界與壞人搏斗,所以有大量真人與CGI背景的合成鏡頭,CGI場景就有200多個。1985年的《少年福爾摩斯》中制作了電影史上的第一個CGI人物(一個畫出來的中世紀(jì)騎士最終變成了真人)。直到1989年CG電影才最終走向成熟,其里程碑就是卡梅隆執(zhí)導(dǎo)的《深淵》,片中利用離子系統(tǒng)制作的NTO(非地球生物)造型奇特,它像水一樣可以自由變換形體?!渡顪Y》中有一個經(jīng)典的場面就是:一個NTO進入海底基地,它像一股懸空游動的水流不斷變換著形態(tài)游向女主角,隨后它又變化出一個會笑的水質(zhì)人臉,背景還能從透明的水臉透現(xiàn)出來,只不過產(chǎn)生了折射形變。其中的水臉特別真實,就像“真有其物”一樣,其實現(xiàn)實中根本就不可能存在。今天的好萊塢,CG特效已成為電影創(chuàng)作的一種常規(guī)手段。動作捕捉在今天應(yīng)用也相當(dāng)廣泛,如《指環(huán)王》中的人物咕嚕,其造型是CGI,但其動作卻完全是真人的,是由一個真人演員表演、再利用動作捕捉技術(shù)將動作移植給咕嚕,甚至其面部表情的變化也取自真人,最后造就的“咕?!?,形象是虛擬的,動作表情卻是真人的??梢?,CGI技術(shù)在電影領(lǐng)域的應(yīng)用,正如這一行的專家威廉姆斯所說:“現(xiàn)在,藝術(shù)家已經(jīng)開始可以按照自己的想象來創(chuàng)造形象了?!?/p>
從電影誕生直到20世紀(jì)80年代,“影像本體論”都是符合當(dāng)時電影創(chuàng)作的實際情況的。然而,人類對物質(zhì)世界的探索是永無止境的,隨著數(shù)字化的神奇發(fā)展,CG技術(shù)開始大規(guī)模介入電影創(chuàng)作,尤其是CGI(計算機生成圖像)是完全不用攝影機參與便創(chuàng)造出來的像影像一樣逼真的圖像。20世紀(jì)90年代后大批穿插有電腦特效畫面的影片絡(luò)繹不絕地闖入人們的眼簾,影片中那些真的不能再真的物象,在現(xiàn)實生活中根本就找不到原物或類似的對等物( 此前電影中的特效畫面或用模型、或靠美工;前者有實物,后者逼真度不如實物)。 如《侏羅紀(jì)公園》(1993年)中一些只出現(xiàn)局部畫面的恐龍多由模型制作,然而片尾相互廝殺、動作暴烈的恐龍則完全是CGI。其形象逼真得如假包換,但現(xiàn)實中根本找不到原物,模型和美工均無能為力,惟有CGI才能活靈活現(xiàn)地演繹出如此驚心動魄的搏殺場面。
CGI的問世使幾十年來人們深信不疑的影像本體論面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn):如它們是影像,那被攝物在哪兒?它們與何物同一?或者說它們是何物的鏡像?如這些CGI不是影像,那它們又是什么?該如何稱呼?巴贊的“影像本體論”適用于整個傳統(tǒng)電影領(lǐng)域,然而到了數(shù)字化時代它的正確性受到了質(zhì)疑。我們都知道“影像”具有兩要素,無端丟棄其中一要素,那影像也就不成其為影像了( 沒有物象,哪來鏡像?)。從影像本體論的角度來看,沒有被攝物的攝影,影像就是無源之水。也就是說, “影像本體論”是無法解釋數(shù)字化電影時代的新事物CGI。
三、 “視像本體論”
理論從來都是對實踐活動的總結(jié),當(dāng)實踐突破了原有理論的范圍時,原理論的革新也是遲早將會發(fā)生的。影像本體論到了數(shù)字化時代已顯陳舊,學(xué)界群體現(xiàn)在必須進行電影電視學(xué)界的理論創(chuàng)新,必須創(chuàng)立一個能適應(yīng)數(shù)字化時代新現(xiàn)實、能流暢解釋CGI(計算機生成圖像)的新學(xué)科體系,這首先便必須創(chuàng)立一個能取代影像本體論的新本體論,因為它是新體系的基石。同時新本體論必須向下兼容影像本體論,也就是說,它必須既能圓滿解釋傳統(tǒng)電影現(xiàn)象,又能完美解釋CGI這樣的新事物、新現(xiàn)象。
對于CGI(計算機生成圖像)引發(fā)的電影理論革命,學(xué)界許多敏感的先知先覺者已經(jīng)有所動作,許多人寫文章都點明“巴贊影像本體論已解體”,還有人疾呼“電影技術(shù)革命顛覆了傳統(tǒng)電影美學(xué)”(我們認(rèn)為“解體、顛覆”有些言重,因為影像本體論對大多數(shù)電影還是適用的,只是無法解釋CGI現(xiàn)象,所以筆者認(rèn)為“影像本體論出現(xiàn)了裂隙”,需要進行修正、補充)。近年來陸續(xù)有學(xué)者提出了一些新見解,遺憾的事,盡管提出了“虛擬現(xiàn)實主義”、“虛擬美學(xué)”等理論名稱,卻鮮有具體內(nèi)容,大多羅列些現(xiàn)象、打出了旗號,然后便沒了下文,別說理論細(xì)節(jié),連框架都沒有提出。特別是20世紀(jì)90年代,當(dāng)數(shù)字虛擬影像生成技術(shù)被美國電影大量使用,并以此為依托,開辟出了新的,過去連想都不敢想的題材領(lǐng)域,人們發(fā)出了“后電影時代”來臨的呼聲[3]。時代正呼喚新理論,電影美學(xué)正處于轉(zhuǎn)型期,就像蒙太奇理論造就了蘇聯(lián)學(xué)派,長鏡頭理論火了法國學(xué)派一樣,但愿CGI能催生一個中國學(xué)派。谷時雨先生就此做出了巨大的貢獻,他所倡導(dǎo)的“視像本體論”不僅修正了影像本體論的缺憾,而且還對其進行了補充和發(fā)展,因而更適應(yīng)數(shù)字化時代的需要。
“視像本體論” 探討的是視像(可視圖像,即射入人眼的圖像,可以是真實圖像,也可以是虛擬物像),藝術(shù)面對的兩大基本問題,既與現(xiàn)實的關(guān)系問題和時空問題,也就是“逼真性”、“四維性”。逼真可以分為兩類:一類就是“實有其物”,即能找出現(xiàn)實世界真正存在的原物,能將兩者加以對比判斷逼真與否;另一類就是“虛有其表”,即現(xiàn)實中不存在對等物,但究其實質(zhì),它仍然是現(xiàn)實世界某一事物的變形產(chǎn)物。“四維性”即時間和空間共同構(gòu)成四維,還指其載體要能根據(jù)敘事的需要,可以在四維的雙向度上自由地延伸、縮放和切換。四維性很重要的,視像藝術(shù)的許多藝術(shù)效果(如搖、拍、推、拉、蒙太奇等)的獲得都取決于這種轉(zhuǎn)換的可行性和自由度。其實就是視像藝術(shù)的運動性,也就是藝術(shù)形象在四維時空中的動態(tài)變化。
“視像本體論”是數(shù)字電影時代的重要嘗試,我們完全有必要對影像本體論和視像本體論做一比較。巴贊時代只有兩種圖像生成方式:手繪與攝影,攝影影像具有最高的逼真性――同一性。而視像本體論將圖像的逼真度分出三個層次:寫真、留真、和仿真。其中的留真完全等同于影像本體論中的同一性;寫真就是巴贊所說的“較低級”手繪圖像。其中仿真是信息時代新開發(fā)出的第三種圖像生成方式――CG(計算機圖形學(xué))的產(chǎn)物,其最大特點在于它的逼真程度在人的視覺感受上和影像一樣,然而它又不一定像影像那樣具有現(xiàn)實的對照物。影像是機械裝置遵循自然規(guī)律客觀生成的,而仿真視像則完全是人借助電腦虛擬生成的,是人的主觀產(chǎn)物。兩者唯一相同的是它們的衡量標(biāo)準(zhǔn),即都必須在視覺感受上的高度逼真。巴贊的影像本體論還有一個重大缺陷,那就是它只從本體論的角度闡釋了影像在視覺形象方面的真實性和客觀性,而完全沒有涉及其與四維時空的關(guān)系,沒有論述影像在四維時空中的變化(沒有闡釋影像的運動性)。巴贊在文中予以考察的是靜像(繪畫和照相),但卻不加說明地推延到動像(“攝影”一詞既包括靜態(tài)的照相,又涵蓋動態(tài)的電影),于是影像的運動性就這樣令人遺憾的被他忽略了。然而他依據(jù)影像本體論建立的電影真實美學(xué)主要論述的卻是影像的動態(tài)真實,這不能不說是個重大的缺失。而視像本體論正好彌補這一缺憾,力求從本體論的層次來定義影像的動態(tài)真實,即為影像記錄的時空變化(如鏡頭的切換、蒙太奇的生成)留出理論闡釋的空間。
參考文獻:
“CG”原義是計算機圖形Computer Graphics的縮寫,核心意思為數(shù)碼圖形。CG的概念正隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓展在不斷擴大,如今的CG已迅速應(yīng)用到科學(xué)、藝術(shù)、電影、商業(yè)、廣告、教學(xué)等領(lǐng)域,幾乎囊括了當(dāng)今電腦時代中所有的視覺藝術(shù)創(chuàng)作活動,如三維動畫、影視特效、平面設(shè)計、網(wǎng)頁設(shè)計、多媒體技術(shù)、印前設(shè)計、建筑設(shè)計、工業(yè)造型設(shè)計等[1]。
CG技術(shù)是計算機技術(shù)、影視技術(shù)、圖形圖像處理技術(shù)相互融合的結(jié)果。它貫穿于影視制作的編輯、動畫及特技效果創(chuàng)作流程中,為創(chuàng)作者開辟了廣闊的發(fā)展空間,改變了影視業(yè)的生產(chǎn)方式,給影視創(chuàng)作觀念帶來了巨大的沖擊,可以說是一場思維意識的革命。同樣,CG技術(shù)以奇幻的視覺特效、真實再現(xiàn)的表現(xiàn)手法等獨特優(yōu)勢融入教育電視節(jié)目創(chuàng)作領(lǐng)域中。
隨著社會對教育電視節(jié)目的需求,一些優(yōu)秀欄目相繼在熒屏上出現(xiàn),贏得了許多觀眾的認(rèn)同和喜愛。然而,從全國電視節(jié)目創(chuàng)作的總體情況來看,教育電視節(jié)目的寂寞冷清狀況與各地電視臺一哄而上地開辦各種綜藝娛樂節(jié)目、爭先恐后地播放武打、言情類電視劇的火爆場面形成了鮮明的反差。但是,美國Discovery系列節(jié)目的久映不衰,也充分證明真正優(yōu)秀的教育電視節(jié)目是能夠擁有廣闊市場的。這說明我國的教育電視節(jié)目創(chuàng)作確實存在著一些問題[2]。比如:節(jié)目內(nèi)容和形式缺乏趣味性、忽視科學(xué)精神和人文關(guān)懷、節(jié)目的制作水平受限、選題不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)取?/p>
CG技術(shù)的運用拓展了教育電視節(jié)目的選題范圍,促使教育電視節(jié)目的表現(xiàn)形式向“樣式豐富生動、可視性和時效性更強”變革,改變了教育電視節(jié)目的制作方式和創(chuàng)作理念,搭建了創(chuàng)作者和科學(xué)家之間的交流平臺,使教育電視節(jié)目的創(chuàng)作進入“只有想不到,沒有做不到”的新境界。
一、利用CG技術(shù)拓寬節(jié)目的選材范圍
傳統(tǒng)的教育電視節(jié)目選材,受制作技術(shù)的限制較大。許多好的題材內(nèi)容,由于技術(shù)所限放棄,即使勉強進行制作,最終完成的節(jié)目也達不到預(yù)期質(zhì)量要求。隨著CG技術(shù)在教育電視節(jié)目制作中的應(yīng)用,可以實現(xiàn)畫面空間位置、形狀變換和畫面移動、變形等CG特技;實景視頻與三維動畫的合成;在三維動畫基礎(chǔ)上完成虛擬實景圖像設(shè)計;還能與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合,等等,都使教育電視節(jié)目的選材范圍受制作技術(shù)因素的影響越來越小。利用CG技術(shù),可以將抽象的肉眼不可見的科學(xué)現(xiàn)場進行視覺化模擬。在BBC環(huán)保紀(jì)錄片《拯救我們的地球》中,比如對二氧化碳的視覺化描述就是利用電腦特級制造出由大量黑色二氧化碳?xì)怏w密布空氣的視覺沖擊;同樣,對于我們無從拍攝的一些歷史類、遠古文明類的文明痕跡、生物形態(tài),也可以進行展現(xiàn)。在《故宮》這部片子中,借助CG技術(shù),完美地把故宮這個世界上最大的宮殿,歷經(jīng)明、清、民國和中華人民共和國,長達600多年的歷史立體地、翔實地展現(xiàn)在觀眾面前。
基于CG技術(shù),教育電視節(jié)目的創(chuàng)作者們可以結(jié)合受眾的年齡層次、區(qū)域環(huán)境、文化背景、收視情趣和生活狀況等不同的個性差異情況,不受任何限制地確定節(jié)目的內(nèi)容,全方位地滿足受眾對教育電視節(jié)目的大眾化需求。
二、利用CG技術(shù)豐富節(jié)目的表現(xiàn)形式
以中央電視臺《探索發(fā)現(xiàn)》欄目組的解釋,所謂電視節(jié)目的娛樂化就是融合多種影視元素來增強節(jié)目的表現(xiàn)力和感染力。而將CG技術(shù)介入,就是以提供觀眾有用的知識為目的,使節(jié)目的表現(xiàn)形式更加豐富生動,更具交互性,使節(jié)目的敘述故事化,用平等交流的姿態(tài)來講述發(fā)生的事情。利用CG技術(shù),教育電視節(jié)目的敘事可采取懸念、鋪墊、揭秘等方法,實現(xiàn)對已知領(lǐng)域的重新發(fā)現(xiàn)與對未知領(lǐng)域的追問,使觀眾始終處在一種探求的心理狀態(tài),始終處在選擇答案的抉擇當(dāng)中,從而緊緊地吸引觀眾的眼球。如《探索發(fā)現(xiàn)》欄目播出的《考古中國之河姆渡文明之謎》一片,通過設(shè)懸念,提出疑問,發(fā)展懸念,最后由挖掘出的大量稻谷和骨制農(nóng)具以及利用CG技術(shù)復(fù)原的“干欄式建筑”,得出結(jié)論河姆渡是新石器時代晚期的一處氏族聚落生活遺址,后因洪水被埋藏在地下,揭示懸念。
借助CG的表現(xiàn)手段,節(jié)目的創(chuàng)作者用懸念引起觀眾的好奇心,以具有戲劇性情節(jié)沖突的故事激起觀眾的求知欲望,將追問與揭秘結(jié)合,節(jié)奏緊湊,持續(xù)吸引觀眾。同時輔以沉穩(wěn)、冷靜、自然、細(xì)膩的敘事風(fēng)格,深刻不乏新鮮生動,配上音樂的烘托,讓觀眾情感專注地看完全片,并享受著獲得知識的樂趣,大大增強了可視性。
三、利用CG技術(shù)改變節(jié)目的制作方式
CG技術(shù)在節(jié)目的后期制作過程中,幾乎是無所不能:對畫面的影調(diào)、色彩、反差的修改;鏡頭組接的非線性;影像合成、動畫制作、字幕疊加等特技畫面與效果的制作;以及我們頭腦中無法拍攝的畫面和異想天開的奇異視覺效果等等。CG技術(shù)不僅僅是一種影視制作手段,它為創(chuàng)作者開辟了廣闊的發(fā)展空間,給影視創(chuàng)作觀念帶來了深刻的沖擊,徹底改變了傳統(tǒng)的節(jié)目制作方式。
教育電視節(jié)目在制作時為了使節(jié)目在講述時顯得生動,往往會利用CG技術(shù),采用多種制作手段提高其視覺效果,如資料展示、真實再現(xiàn)、視頻特技等。這些古老的歷史畫面以電視手段呈現(xiàn)到觀眾面前,讓人體會到前所未有的真實與震撼。大型歷史文獻紀(jì)錄片《故宮》中,美國好萊塢的動畫制作團隊利用CG技術(shù)不但復(fù)原了許多難以用實景恢復(fù)的真實歷史,而且增強了視覺感染力,如第一集中上萬人運送大石的場景,明成祖在城墻上閱兵的壯觀場面;第二集中的順治進京;第三集中太和殿廣場上的盛大的登基典禮;第四集中的李自成攻入北京等等。
總之,為提高教育電視節(jié)目的可視性并愉悅觀眾是對的,但絕不是惟一的最高追求。教育電視節(jié)目的娛樂化要講究“度”。因為節(jié)目的好看與否不僅僅在于娛樂,還要以內(nèi)容為主。在我們以多元化的內(nèi)容滿足受眾的多元化需求的時候,千萬別忘了教育電視節(jié)目(也有教育功能)的社會責(zé)任。
四、利用CG技術(shù)增加節(jié)目的娛樂成分
對于教育電視節(jié)目的“娛樂化”,有人為之拍手叫好,認(rèn)為這是對傳播者地位的弱化和對受眾地位的強化,體現(xiàn)了對受眾的人文關(guān)懷。大名鼎鼎的美國Discovery、國家地理頻道推出的節(jié)目,追求的就是知識性與趣味性并重,教育與娛樂并重。同樣,深受觀眾喜愛的中央電視臺科教頻道《探索•發(fā)現(xiàn)》《走近科學(xué)》等欄目的制片人也著重強調(diào)電視具有消遣和娛樂等重要功能,反對節(jié)目將科學(xué)知識硬邦邦地、專業(yè)地袒露出來的做法。有人則對其提出批判,認(rèn)為科學(xué)知識經(jīng)過休閑修飾和快樂加工后,將產(chǎn)生一定的信息變異和意義損耗,是當(dāng)前以電視為代表的電子媒介信息泡沫化在教育電視節(jié)目上的表現(xiàn)。不管怎樣,娛樂化節(jié)目也要講究“度”,這樣教育電視節(jié)目才能健康發(fā)展。
CG技術(shù)在增強教育電視節(jié)目的娛樂上起到了積極的作用。運用flas,虛擬現(xiàn)實技術(shù)、三維動畫等CG手段來融入節(jié)目的創(chuàng)作,使節(jié)目以觀眾為中心,增強互動,寓教于樂。
五、利用CG技術(shù)體現(xiàn)節(jié)目的科學(xué)思想
科學(xué)性是教育電視節(jié)目的基本特性??茖W(xué)是嚴(yán)肅的,是建立在真實基礎(chǔ)上的,在某種意義上說,教育電視節(jié)目失去了真實性也就喪失了科學(xué)性??茖W(xué)真實性是教育電視節(jié)目的生命,那么什么樣的真實才算是真實的?在數(shù)碼影像技術(shù)發(fā)展的今天,CG技術(shù)對教育電視節(jié)目的介入,這種具有虛擬特性的技術(shù)入侵,必然引起人們對教育電視節(jié)目“真實性”的爭論??v觀歷史,在中國教育電視節(jié)目歷史上留下深刻印記的節(jié)目《鐵西區(qū)》《八廓南路十六號》等確實是嚴(yán)格遵守這種真實標(biāo)準(zhǔn)的。而對現(xiàn)代教育電視節(jié)目《圓明園》《故宮》,包括美國的Discovery的系列節(jié)目在內(nèi),則有人認(rèn)為,片中的實景是利用CG技術(shù)“真實再現(xiàn)”的虛擬手段,實現(xiàn)的三維技術(shù)合成,內(nèi)行的觀眾便會在觀看過程中發(fā)現(xiàn)這些人造景觀留有的動畫的影子,片子還有演員的模擬再現(xiàn),這種虛擬重現(xiàn)的片子是對教育電視節(jié)目的真實性的抹殺,也是對教育電視節(jié)目最本質(zhì)的科學(xué)美感的顛覆。于是,在業(yè)界有專業(yè)人士提出這種靠CG技術(shù)“真實再現(xiàn)”的虛擬作品是否能歸類為教育電視節(jié)目的疑問[3]。
教育電視節(jié)目的內(nèi)容是以種種科學(xué)現(xiàn)象作為切入點,傳播科學(xué)知識和科學(xué)精神的,其科學(xué)性主要體現(xiàn)在節(jié)目內(nèi)容的“真實存在”。而空間、時間客觀因素的阻礙必然使得教育電視節(jié)目創(chuàng)作者不能隨心所欲拍攝到所需要的鏡頭,顯然教育電視節(jié)目又是以影像為第一傳播要素的,“真實存在”卻沒有影像的支撐,這樣的作品必然受到觀眾的遺棄。其次,過于強求教育電視節(jié)目原生態(tài)真實性原則,必然導(dǎo)致教育電視節(jié)目選題的范圍縮減。但是歷史、科學(xué)卻給教育電視節(jié)目帶來了豐富而具有趣味性、娛樂性的題材。歷史的不可再現(xiàn)性、科學(xué)的微觀肉眼不可見性又與教育電視節(jié)目的影像為第一傳播要素相沖突,而CG技術(shù)的發(fā)展解決了這一沖突。教育電視節(jié)目市場遭遇瓶頸這么多年,因為CG技術(shù)的介入帶來新的發(fā)展想象力,這些新生的具有蓬勃市場生命力的新教育電視節(jié)目形態(tài),我們是不能拒之門外的。
我們換個角度思考,如果沒有CG技術(shù)的介入,美國Discovery頻道的大量的關(guān)于人腦或宇宙的科普教育電視節(jié)目也根本制作不出來。教育電視節(jié)目的“科學(xué)真實”本來就是藝術(shù)化的真實,教育電視節(jié)目之“真”,乃是科學(xué)真理的顯現(xiàn)與發(fā)現(xiàn),CG技術(shù)“真實再現(xiàn)”的表現(xiàn)手法并沒有違背教育電視節(jié)目創(chuàng)作應(yīng)遵循的“真”的原則,反而使歷史的再現(xiàn)更加真實,從而牽動觀看者內(nèi)心的情緒,起到錦上添花的效應(yīng)。
六、結(jié) 語
CG技術(shù)只是一種技術(shù)手段,如何實現(xiàn)技術(shù)與影視藝術(shù)的完美結(jié)合,使CG技術(shù)更好地服務(wù)于教育電視節(jié)目創(chuàng)作,需要在實際的影視創(chuàng)作中不斷總結(jié)和探索,以利用CG技術(shù)來尋求解決問題的方法,梳理CG技術(shù)在教育電視節(jié)目創(chuàng)作中的應(yīng)用對策,為目前的教育電視節(jié)目制作人員在技術(shù)與藝術(shù)之間尋求創(chuàng)作的契機,為更多的教育電視節(jié)目制作人員提供一些新的創(chuàng)作啟發(fā),以豐富節(jié)目的多變性和趣味性,滿足電視觀眾的需求。
[參考文獻]
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動畫設(shè)計中應(yīng)用CG插畫藝術(shù)是系統(tǒng)化的過程。作為數(shù)字化技術(shù)載體,其藝術(shù)形式上可以展示一定的規(guī)模,不僅具有宏大動畫場景,而且設(shè)計細(xì)致入微,能夠?qū)赢嫷慕巧r托出來,任務(wù)角色獨具特色,所設(shè)計的場景環(huán)境能夠突出設(shè)計思想,也可以作為情感傳遞的工具。信息時代的發(fā)展,CG插畫藝術(shù)在數(shù)字技術(shù)的推動下更好地發(fā)展起來,使得動畫效果更為精湛,具有良好的發(fā)展前景。
一、CG插畫藝術(shù)的理解
“CG”是一切圖形的總稱,英文全稱為“ComputerGraphics”。隨著信息技術(shù)不斷更新?lián)Q代,視覺設(shè)計應(yīng)運而生,相關(guān)的產(chǎn)業(yè)形成,按照國際標(biāo)準(zhǔn),“CG”為視覺的設(shè)計與相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)的總稱。“CG”中所涵蓋的內(nèi)容包括與視覺藝術(shù)有觀點各種創(chuàng)作活動。比如,在設(shè)計平面印刷品的時候,所涵蓋設(shè)計內(nèi)容包括三維動畫的設(shè)計、網(wǎng)頁設(shè)計和影視特效的設(shè)計,通過運行計算機設(shè)計軟件對圖形進行設(shè)計。日本對于“CG”的界定是非常明確的,專門用于指數(shù)碼技術(shù)所創(chuàng)作的作品,其設(shè)計內(nèi)容不僅包括純藝術(shù)創(chuàng)作的作品,還包括廣告設(shè)計作用,而且設(shè)計的技術(shù)范圍不斷擴展。隨著時代的發(fā)展,“CG”的界定得以擴展,與媒體文化產(chǎn)業(yè)相結(jié)合,逐步產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。在使用CG插畫藝術(shù)的時候,就是運用視覺藝術(shù)表現(xiàn)形式,將產(chǎn)品的信息、服務(wù)信息等等都通過CG插畫藝術(shù)形式傳遞給消費者。CG插畫藝術(shù)所涉及到產(chǎn)業(yè)也非常多,包括各種插畫、書籍插圖的設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)界面的設(shè)計以及產(chǎn)品包裝設(shè)計等。隨著電子傳媒的發(fā)展,CG插畫藝術(shù)融入到該產(chǎn)業(yè)中,使得媒體產(chǎn)業(yè)得以藝術(shù)化展示。CG插畫的表現(xiàn)形式也多樣化,諸如時尚插畫、幻想畫等都是電子傳媒與CG插畫藝術(shù)融合的結(jié)果。
二、動畫場景設(shè)計對CG插畫藝術(shù)的運用策略
(一)動畫場景的表達中采用CG插畫藝術(shù)更具有直觀性
動畫角色活動需要在動畫場景中進行。采用CG插畫藝術(shù)可以為動畫片設(shè)定特定的劇情空間、塑造相應(yīng)的時間環(huán)境,這是CG插畫藝術(shù)的基本功能的,對動畫片的藝術(shù)風(fēng)格起到了決定性的作用。設(shè)計動畫場景的過程中,在動畫影片中除了對動畫橘色進行造型之外,還可以根據(jù)環(huán)境和時間的變化而對角色造型進行改變。采用CG插畫藝術(shù)所塑造的動畫場景與環(huán)境存在著區(qū)別,也不同于背景。所謂的“環(huán)境”,所涵蓋的內(nèi)容是非常多的,除了自然環(huán)境和地理環(huán)境之外,還包括時代環(huán)境和特定的社會歷史環(huán)境,主要是為動畫角色提供活動的空間,創(chuàng)造生活的場所。所以,“環(huán)境”的范圍是非常廣的。“背景”是作為動畫景物存在的,其作用就是將動畫的主體烘托出來。“場景”就是在展開劇情的時候,所創(chuàng)設(shè)的空間為動畫角色提供了活動場所。動畫場景中場景空間是基本構(gòu)成元素,將“環(huán)境”“物質(zhì)”“角色”以及“背景”綜合概括,形成新的組合元素。在設(shè)計動畫場景的時候,既不是寫生,也不是照相,而是在設(shè)計處理中使得畫面產(chǎn)生了變形,設(shè)計師按照主觀想象對原型進行延伸,構(gòu)建唯美主義的造型,給人以耳目一新之感。比如,動畫片《圣傳》中所設(shè)計的動畫場景,就是主建筑為棗核形,所對應(yīng)的就是修羅城。修羅城建在水底,與主建筑相互映襯,兩者大體上雷同,但是在設(shè)計特點上存在著差別。主建筑所體現(xiàn)出來的是神秘感,包括水道、六芒星,所設(shè)計的造型都戶給人以神秘感。隨著動畫技術(shù)的發(fā)展,CG插畫藝術(shù)的運用使得動畫作品各位直觀,立體感更強,對于動畫場面的描繪上,簡單而純凈,在手法的運用上多采用夸張的手法,對比鮮明,做到虛擬與現(xiàn)實相結(jié)合,更符合受眾的審美,提高對受眾的吸引力??傊?,CG插畫藝術(shù)運用了計算機輔助設(shè)計,為動畫片場景設(shè)計起到了重要作用。動畫片的創(chuàng)作要獲得長弓,運用CG插畫藝術(shù)可以調(diào)和藝術(shù)氛圍,特別是特定環(huán)境的設(shè)計上,更具有真實性。
(二)故事情節(jié)的表達中采用CG插畫藝術(shù)更具有趣味性
CG插畫藝術(shù)用于動畫創(chuàng)作中,使得動畫內(nèi)容更有趣味性。人類的一個重要情感需求就是通過媒體獲得情趣,動畫的趣味性就可以滿足受眾的這一需求。如果CG插畫藝術(shù)用于動畫創(chuàng)作中并得到廣泛認(rèn)可,就意味著CG插畫藝術(shù)在動畫領(lǐng)域具有成功的表現(xiàn),而且對動畫片的藝術(shù)品味以及娛樂效果都起到?jīng)Q定性的作用。動畫片所要表現(xiàn)的主題就是運用獨特的藝術(shù)創(chuàng)作手法將動畫故事演繹出來,給觀眾傳遞豐富多彩的視覺藝術(shù)成果,同時對現(xiàn)代娛樂起到了引導(dǎo)的作用。CG插畫設(shè)計中,動畫設(shè)計師通常會采用比較夸張的創(chuàng)作手法,比如,往往涂鴉、變形的設(shè)計手法用以對動畫主題角色的刻畫,為動畫角色提供服務(wù)。在動畫場景的設(shè)計中,要求動畫主題運用CG插畫藝術(shù)設(shè)計手法,可以使得場景設(shè)計要符合主題需求,將故事的社會歷史背景、地理環(huán)境、文化風(fēng)貌等都展示出來。演繹故事情節(jié)中,動畫角色是作為主體存在的,根據(jù)角色表演的需求對動畫場景進行設(shè)計。場景也會成為故事情節(jié)中的“角色”,根據(jù)故事情節(jié)的需要,運用CG插畫藝術(shù)設(shè)計手法可以將故事情節(jié)設(shè)計為分鏡頭,從不同的場景角度對動畫主題進行展示,設(shè)計師對特定的內(nèi)容進行夸張設(shè)計,以使得動畫片更具有趣味性,而且個性化展示,以滿足不同的受眾需求。比如,日本的動畫片《龍貓》就是以自然環(huán)境為背景進行設(shè)計,在畫面的設(shè)計上運用了CG插畫藝術(shù)手法,森林、小溪、農(nóng)田等,包括鳥類、昆蟲、人類等,加之各種不可抗拒的自然現(xiàn)象,構(gòu)成了具有獨特氣息的日本動畫。整個的動畫表達都是自然、淳樸的,與復(fù)古情懷的動畫片完全不同,使得動畫片充滿了娛樂性,而且趣味性更強。
(三)主題意境的表達中采用CG插畫藝術(shù)強化動畫效果
動畫片的主題意境不同,動畫設(shè)計也會有所不同。CG插畫藝術(shù)的設(shè)計表現(xiàn)體現(xiàn)在角色的設(shè)計和景物空間的設(shè)計上,使得所設(shè)計的場景讓受眾對故事的發(fā)展充滿期待,由此喚起對動畫主題的想象。比如,《森林大帝》的動畫設(shè)計上,動畫家將其創(chuàng)作為連續(xù)劇,主要的故事內(nèi)容是非洲,這里被譽為“黑色大陸”。白獅子潘加是“森林之王”,當(dāng)妻子遇到危險的時候,為了救妻子而失去了生命。妻子產(chǎn)下了一只小白獅,取名“雷歐”,這只小白獅非常勇敢,猶如其父親一樣,在成長中經(jīng)歷了坎坷而成為了“百獸之王”。動畫片將非洲大陸的自然景觀呈現(xiàn)出來,加之故事內(nèi)容的渲染,使得動畫創(chuàng)作者的對大自然的熱愛、對生命的敬畏都體現(xiàn)出來。整個的動畫片中都貫穿著“生命的尊嚴(yán)”,這也是動畫片的主題。動畫設(shè)計就是對動畫環(huán)境進行布局,將故事內(nèi)容呈現(xiàn)出來。在藝術(shù)設(shè)計上運用CG插畫藝術(shù),在色彩、線條的運用上,在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上都藝術(shù)化,使得動畫意境被塑造出來,將受眾的想象力激發(fā)起來。動畫設(shè)計中,將假定性時空塑造出來,通過變性效果就可以使得動畫片的主題得以強化。一部優(yōu)秀的動畫設(shè)計作品可以將動畫片的內(nèi)在涵義充分地表達出來,隨著時間的推移,動畫場景設(shè)計也會相應(yīng)地作出改變,以滿足動畫片的需求。
三、結(jié)語
綜上所述,CG插畫屬于是一種視覺傳達藝術(shù),在設(shè)計動畫場景的過程中就采用這種技術(shù),可以獲得良好的效果。信息時代,各種視覺藝術(shù)涌現(xiàn)出來,在商業(yè)行為頻繁的社會環(huán)境中,CG插畫的作畫手法不僅效率高,而且可以將動畫虛擬表達出來,作為現(xiàn)實生活內(nèi)容存在。隨著CG插畫藝術(shù)迅速發(fā)展起來,插畫的形式也多種多樣。CG插畫的表現(xiàn)形式多元化,成為了繪畫領(lǐng)域中獨特的創(chuàng)作手法。對CG插畫藝術(shù)的風(fēng)格進行研究,把握動畫設(shè)計的內(nèi)在涵義,對CG插畫藝術(shù)在動畫領(lǐng)域中更好地發(fā)展起到了推動作用。
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計算機輔助設(shè)計(compute aideddesicln)自1946年在麻省理工學(xué)院誕生以來,開始只是應(yīng)用于航天、自動化、生物等高科技領(lǐng)域,80年代以來CAD開始在各個應(yīng)用領(lǐng)域普及,而三維圖形技術(shù)的發(fā)展卻比計算機輔助設(shè)計慢得多,計算機三維技術(shù)的最初雛形最早能夠追溯到1962年。那一年在馬塞諸塞州科技學(xué)院(MassachusettsInstitute of Technology)里念書的沙赦冷搏士(lvanSutherland,Ph.D)寫了個程序可以直接在“陰極射線管”(Cathode Ray Tube)上,在各種不同的立體幾何圖形上畫一些“光線”(Linesof light)。這種程序他把它叫做“基本圖”(Sketchpad),可以使用光筆交互地處理、顯示二維和三維線框物體,這個系統(tǒng)主要還是用機的模擬。到60年代中期,實時全色彩渲染的動畫系統(tǒng)開發(fā)成功,但這時的絕大多數(shù)陰極射線管(CRT)顯示器卻是單色的,不能夠在計算機顯示設(shè)備上預(yù)覽,在今天看來,這種程序簡直就像“原始人”一樣,但是就是這個“原始人”打開了一扇在電腦應(yīng)用領(lǐng)域里全新的大門——計算機圖形圖像技術(shù)。計算機圖形圖像技術(shù)經(jīng)過四十幾年的發(fā)展,逐步發(fā)展成為蘊藏著巨大商機的熱門領(lǐng)域,計算機三維技術(shù)則是這個領(lǐng)域中一門重要技術(shù)并逐漸成為影視特技、計算機三維動畫、影視廣告設(shè)計、電子游戲、虛擬現(xiàn)實、互聯(lián)網(wǎng)視頻信息處理等技術(shù)中的一個重要的組成部分,而且其應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓寬,正在改變著電影和影視廣告設(shè)計行業(yè)的整個前后期制作和傳播流程。計算機三維技術(shù)由于其高效、自由的特點在國際影視制作舞臺上得到了空前高速的發(fā)展。好萊塢作為世界電影制作的最前沿,同時也是展示美國計算機三維技術(shù)的舞臺,其電影產(chǎn)品對計算機三維技術(shù)的應(yīng)用能力,以及所誕生出來的影視作品中所展現(xiàn)的藝術(shù)成就也是走在世界前列的。正是因為計算機三維技術(shù)具有種種傳統(tǒng)技術(shù)所不能達到的能力和優(yōu)勢,這種技術(shù)幾乎已經(jīng)成為當(dāng)前影視制作的通用技術(shù)。
近幾年在我國上映的好萊塢大片,從早期的《侏羅紀(jì)公園》、《星球大戰(zhàn)》、《泰坦尼克號》、到最近的《哈里波特》、《寂靜嶺》、《世界大戰(zhàn)》、《加勒比海盜》、《魔戒》、《金剛》、《北極特快》、《貝奧武夫》等,在運用計算機三維特技方面取得了全球性的轟動,同時也給影視廣告設(shè)計界帶來寶貴的經(jīng)驗,推進了CG技術(shù)在全球影視廣告設(shè)計范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用。所謂CG技術(shù),即計算機圖形圖像技術(shù)的英文Computer Graphics縮寫,是在1977年美國導(dǎo)演喬治·盧卡斯導(dǎo)演的美國影片《星球大戰(zhàn)》大獲成功后而風(fēng)靡全球的,在《星球大戰(zhàn)》中首次應(yīng)用了計算機技術(shù),在拍攝該片時,美國沒有一家特效制作公司能夠制作這部電影特效,盧卡斯便自己組建了工業(yè)光魔,用來開發(fā)和制作這部電影中所需要的特殊效果,全片用到了300多項特效制作技術(shù),這是計算機技術(shù)第一次在電影特效制作方面的嘗試。1989年憑著科幻片《終結(jié)者》一舉成名的美國另一位導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆推出了策劃已久的科幻片《深淵》,在這部電影中,LIM為其制作了大量的特殊效果,其中首次制作了一個全CG的水柱變形影像,同時運用了數(shù)字技術(shù)制作了海底的高級智慧生物,由于CG的制作使觀眾看到了全新的視覺效果,其影像也更為真實。這在當(dāng)時觀眾中引起了一片驚嘆之聲,LIM憑借《深淵》很快在影視特效領(lǐng)域中開拓了一片新天地,對此,詹姆斯·卡梅隆這樣說道:“視覺娛樂影像制作的藝術(shù)和技術(shù)正在發(fā)生著一場革命,這場革命給我們制作電影和其他視覺媒體節(jié)目的方式帶來了如此深刻的變化,以至于我們只能用出現(xiàn)了一場數(shù)字化文藝復(fù)興運動來描述它?!?/p>
計算機技術(shù)在動畫制作方面的應(yīng)用成績是有目共睹的,從第一部彩色影院動畫片《白雪公主》征式上映以來,其中除了少數(shù)的偶動畫、沙動畫、針幕動畫、水墨動畫等特種動畫以外,動畫片基本上都是二維動畫片的天下,但自從1995年皮克斯公司推出世界上第一部純?nèi)S動畫長片《玩具總動員》以來,動畫片市場的重心就逐漸向計算機三維動畫轉(zhuǎn)移,幾乎每部三維動畫影片都是“票房炸彈”。從《玩具總動員》的1.92億美元,到《怪物史瑞克》的2.67億美元,再到《海底總動員》的3.287億美元——三維動畫影片的票房可謂節(jié)節(jié)攀升?!豆治锸啡鹂恕分心菨饷艿纳?、綠油油的草地,《海底總動員》中那奇幻的海底世界,《汽車總動員》中那些表情生動但又真實無比的汽車,三維動畫所帶來的驚人的視覺效果,是二維動畫無法比擬的。三維動畫依賴的計算機三維技術(shù)通過電腦強大的運算能力來模擬現(xiàn)實,需要完成建模、賦材質(zhì),調(diào)動作、渲染等步驟。除了視覺效果“逼真”之外,與傳統(tǒng)的二維動畫相比,三維動畫還具有許多突出優(yōu)勢:它不受幀數(shù)的限制,在模擬動作燈光都設(shè)置妥當(dāng)?shù)那疤嵯?,渲染程序可以自動產(chǎn)生足量的畫面,使影片看起來如同現(xiàn)實一般流暢自然:在著色方面,三維動畫的渲染步驟是一次性的過程,不必再像二維動畫那樣逐幀著色,大大減少了重復(fù)勞動。
人類社會發(fā)展的基本軌跡是:原始社會—農(nóng)業(yè)社會—工業(yè)社會—信息社會。人工智能的目標(biāo)是用計算機模擬人的智能,以最大限度地解放和延伸人的智能,無疑是信息社會的制高點。語言是人思維的物質(zhì)外殼,人不可能離開語言而具備真正屬于人的高級智能。因此,模擬人類語言智能的自然語言處理無疑是人工智能的重要研究方向。然而,迄今為止的研究表明,在可以預(yù)見的將來,語義處理將是自然語言處理的瓶頸所在。原因是語義十分復(fù)雜,而基于現(xiàn)有計算機軟硬件的自然語言處理要求語義形式化。解決這一問題的根本之道是:探索新的句法標(biāo)注模型,進行大規(guī)模的語義標(biāo)注,基于語料庫進行語義知識獲取和自然語言處理。
一、句法標(biāo)注模型
語言的復(fù)雜性在于語言與認(rèn)識的關(guān)系。語言具有意義,而意義是入對主客觀世界的認(rèn)識結(jié)果。主客觀世界的復(fù)雜性決定了意義的復(fù)雜性,進一步?jīng)Q定了語言的復(fù)雜性。語言本身又可以視為人的主客觀世界中的一部分,因此語言研究是一種特殊的認(rèn)識活動,是人對語言的認(rèn)識。由此可見,語言離不開認(rèn)識。人對主客觀世界的認(rèn)識可以如此描述:認(rèn)識主體借助認(rèn)識工具按照認(rèn)識方法處理認(rèn)識對象獲得認(rèn)識結(jié)果。認(rèn)識是由多種認(rèn)識因素(主體、工具、方法、對象)共同作用的活動,認(rèn)識結(jié)果是這一活動的產(chǎn)物,被多種認(rèn)識因素共同決定,任何一種認(rèn)識因素的改變必然導(dǎo)致認(rèn)識結(jié)果出現(xiàn)或大或小的差異。顯然,認(rèn)識結(jié)果與認(rèn)識對象不能等同,是認(rèn)識主體對認(rèn)識對象的選擇性反映,認(rèn)識具有主觀能動性。從這個意義上講。認(rèn)識不可能也不應(yīng)該去被動地還原認(rèn)識對象,而是從符合主體目的性出發(fā),力求簡單有效地描述和預(yù)測認(rèn)識對象。借用模型的概念,認(rèn)識結(jié)果就是認(rèn)識對象的模型(model),認(rèn)識就是建立認(rèn)識對象的模型,簡稱建模(modeling)。這是一種實用主義認(rèn)識觀。
模型一般分為心理模型(psychologicalmodel)、數(shù)學(xué)模型(mathematicalmodel)和物理模型(physicalmodel)。心理模型是認(rèn)識對象在人認(rèn)識中的定性關(guān)系,是數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ);數(shù)學(xué)模型是認(rèn)識對象在人認(rèn)識中的定量關(guān)系,是物理模型的基礎(chǔ);物理模型是人借助特定材料和工具按照認(rèn)識對象的數(shù)學(xué)模型實現(xiàn)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)意義上的建模主要指建立數(shù)學(xué)模型和物理模型,一般意義上的建模還包括建立心理模型。人的認(rèn)識能力是有限的,表現(xiàn)在:人不能建立任意認(rèn)識對象的心理模型,也不能建立任意心理模型的數(shù)學(xué)模型,也不能建立任意數(shù)學(xué)模型的物理模型。由于具有明確的實用主義特點,建模在理工科領(lǐng)域大行其道,在文科領(lǐng)域也逐漸受到青睞。人類將二進制數(shù)學(xué)模型成功實現(xiàn)為晶體管物理模型,并開發(fā)出越來越復(fù)雜和先進的計算機軟件和硬件,從而進入信息時代。20世紀(jì)以來一些主要或次要的語言理論都或多或少應(yīng)用了數(shù)學(xué)模型,特別是一些面向語言計算的語言理論。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,人們對計算機自動或輔助處理語言信息的需求越來越大。但計算機的根本缺陷在于,凡是不能建立數(shù)學(xué)模型的信息都無法處理。傳統(tǒng)語言理論往往只在心理模型層面定性研究,無法滿足這一需要。因此有必要引入數(shù)學(xué)模型研究語言,稱為語言數(shù)學(xué)模型,簡稱語言模型(1anguagemodel)。統(tǒng)計語言模型(sta-tisticallanguagemodel)就是一個成功的例子。但統(tǒng)計語言模型的性能取決于訓(xùn)練語料的規(guī)模和質(zhì)量。目前,由于語料的不斷積累和計算機技術(shù)的不斷進步,語料規(guī)模已不成問題,語料中包含語言知識的數(shù)量和質(zhì)量才是關(guān)鍵。
計算機的語言知識主要來源于人。將語料中包含的語言知識標(biāo)注出來,有助于計算機獲得更豐富、更有價值的語言知識,從而提高語言處理水平,這就是語料標(biāo)注(corpustagging)。一般認(rèn)為主要包括詞匯標(biāo)注(1exicaltagging,分詞、詞結(jié)構(gòu)標(biāo)注、詞性標(biāo)注、詞義標(biāo)注等)、句法標(biāo)注(syntaxtagging,語法樹標(biāo)注、語義樹標(biāo)注等)、語篇標(biāo)注(discoursetagging,語體標(biāo)注、領(lǐng)域標(biāo)注等)等內(nèi)容。經(jīng)過標(biāo)注的語料還可以用于語言學(xué)研究、語言教學(xué)、語言測試、詞典編撰等諸多理論研究和實踐應(yīng)用領(lǐng)域,越來越受到人們重視,并形成一門新興學(xué)科——語料庫語言學(xué)(corpuslinguistics)。目前,相對句法標(biāo)注,詞匯標(biāo)注有更成熟的規(guī)范、準(zhǔn)確率更高的技術(shù)和更大的標(biāo)注規(guī)模。句法標(biāo)注的主要困難在于,沒有一個真正成熟的語法或語義標(biāo)注模型。句法結(jié)構(gòu)尤其是語義結(jié)構(gòu)很難統(tǒng)一描述,現(xiàn)有的句法理論還不完善,難以制定統(tǒng)一規(guī)范,標(biāo)注主觀性很大,自動標(biāo)注準(zhǔn)確率比較低。因此,句法標(biāo)注成了語料標(biāo)注的瓶頸問題。由于句法知識在語言知識中的重要地位,有理由相信:如果有了大規(guī)模、高質(zhì)量的句法標(biāo)注語料庫,圍繞語料庫的各種研究和應(yīng)用有可能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。因此,研究句法標(biāo)注模型應(yīng)是當(dāng)務(wù)之急。語料庫語言學(xué)屬于交叉學(xué)科,句法標(biāo)注模型是語料庫語言學(xué)的基礎(chǔ)理論,又與語言學(xué)的句法理論密切相關(guān)。一方面可以借鑒現(xiàn)有句法理論,另一方面,也可以從語料庫語言學(xué)的角度研究句法,提出新的句法標(biāo)注模型。
二、現(xiàn)有句法標(biāo)注模型
句法標(biāo)注(SyntaxTagging,ST)以句子的語法知識和語義知識為標(biāo)注對象,是語料標(biāo)注的重點、難點所在,要以一定的語法理論為基礎(chǔ)。根據(jù)語法理論制定的句法標(biāo)注規(guī)則、過程和結(jié)果,稱為句法標(biāo)注模型(SyntaxTaggingModel,STM)。短語結(jié)構(gòu)語法(PhraseStructureGrammar,PSG)和依存語法(DependencyGrammar,DG)是現(xiàn)有句法標(biāo)注的兩種基礎(chǔ)語法理論,彼此卻有很大的不同?;赑SG的句法標(biāo)注模型稱為短語結(jié)構(gòu)句法標(biāo)注模型(PSG—basedTaggingMod—el,PSGTM),基于DG的句法標(biāo)注模型稱為依存句法標(biāo)注模型(DG—basedTaggingModel,DGTM)。根據(jù)現(xiàn)有語料標(biāo)注的實踐結(jié)果來看,PSGTM與DGTM都存在一定缺陷。
美國語言學(xué)家喬姆斯基(NoamChomsky)于1957年出版專著《句法結(jié)構(gòu)》,從而奠定了短語結(jié)構(gòu)語法(PSG)的理論基礎(chǔ)。其后發(fā)展起來的許多語法理論可以直接或間接歸到這一流派,如中心詞驅(qū)動的短語結(jié)構(gòu)語法(HPSG)、廣義短語結(jié)構(gòu)語法(GPSG)等。到目前為止,PSG仍然是最重要的句法標(biāo)注基礎(chǔ)理論,為世界上眾多語料庫項目所采用和發(fā)展。法國語言學(xué)家特思尼耶爾(LucienTesnire)于1959年出版專著《結(jié)構(gòu)句法基礎(chǔ)》,從而奠定了依存語法(DG)的理論基礎(chǔ)。其后發(fā)展起來的許多語法理論可以直接或間接歸到這一流派,如詞匯依存語法(WD)、概念依存理論(cD)、核心依存理論(KD)等。相對PSG而言,DG偏重于語義,在CD、KD上表現(xiàn)得十分明顯。另外,DG更簡潔、直觀、經(jīng)濟,適應(yīng)性更強,因此反而有后來居上之勢,目前已經(jīng)成為世界上較為通用的句法標(biāo)注基礎(chǔ)理論。不過,在具體的句法標(biāo)注實踐中DGTM還是暴露出一些問題,“對一些沒有明確依存關(guān)系的成分,標(biāo)注起來則有些力不從心”,存在“依存失敗”現(xiàn)象,最突出的是難以標(biāo)注缺省結(jié)構(gòu)。缺省結(jié)構(gòu)一直是句法標(biāo)注中經(jīng)常出現(xiàn)而且很難解決的問題。
人類的自然語言符合經(jīng)濟性原則,而缺省結(jié)構(gòu)恰恰體現(xiàn)了這一原則。借助句子的前后上下文省略一些成分,人們?nèi)匀荒軌蚶斫?,但對計算機來說卻是一種挑戰(zhàn)。句法標(biāo)注的根本目的是讓計算機能夠正確提取句子的語法和語義知識。缺省結(jié)構(gòu)在真實語料中大量出現(xiàn),常常使得原本正常的句法結(jié)構(gòu)變得異常,難以按已有規(guī)則進行標(biāo)注。這是任何句法標(biāo)模型都必須面對的問題,目前PSGTM和DGTM都還沒能夠很好地解決。以DGTM為例,在很多情況下,DGTM不但不能正確標(biāo)注缺省結(jié)構(gòu),反而在一些語言規(guī)則的強制限定下給出違背真實語法或語義結(jié)構(gòu)的標(biāo)注結(jié)果,形成干擾信息。請看以下4個句子:
句1:我看一下下書
句2:(真是好書啊?)我看一下
句3:我看一本書
句4:(好多書啊!)我看一本
句2是句1的賓語省略句,句4是句3的賓語省略句。(為簡便起見,把“一下”、“一本”作為一個詞處理)。
問題出在句4。句1和句3的依存結(jié)構(gòu)是不同的,然而句2和句4卻有了相同的依存結(jié)構(gòu)。因為句4省略了“書”,根據(jù)DG理論,“一本”必須依存于獨立謂語成分“看”。于是“看一本”和“看一下”依存結(jié)構(gòu)相同,實際上違反了句3的正確結(jié)構(gòu)。當(dāng)然,我們可以采取補救措施,為d1標(biāo)注一個特殊的依存關(guān)系屬性Cerror(即依存失敗),但這不是好辦法。
三、改進DGTM
美國認(rèn)知語言學(xué)家蘭蓋克(Ronaldw.Langach.er)分別于1987年、1991年出版專著《認(rèn)知語法基礎(chǔ)》一、二卷,開創(chuàng)了認(rèn)知語法(CG)理論,關(guān)于語法結(jié)構(gòu)有如下觀點:如果一個構(gòu)件A使另一構(gòu)件B的一部分抽象變?yōu)榫唧w,那么構(gòu)件A就叫做概念自主(coneep.tuallyautonomos)的構(gòu)件,構(gòu)件B就叫做概念依存(conceptuallydependent)的構(gòu)件。
舉例來說:獨立地看,“一本”隱含一個抽象的、可數(shù)的、可用“本”量化的事物,可表示為“一本(x)”?!皶笔埂皒”變得具體,因此“書”是概念自主的,“一本”是概念依存的。從信息表達的角度來看,“書”表達了相對完整而具體的信息,因此是概念自主的;“一本”表達了不完整不具體的信息,因此是概念依存的。從數(shù)學(xué)表達式的角度來看,“一本”類似函數(shù),“書”類似參數(shù),函數(shù)的地位顯然是第一位的,決定了對參數(shù)的處理過程和返回參數(shù)。例如,“舊書”與“一本書”的區(qū)別不在“書”,而在“舊”和“一本”。再從閱讀認(rèn)知過程來看,當(dāng)人們讀到“一本”時,實際上已經(jīng)在期待“一本”后面那個具體事物跟著出現(xiàn)。為什么我們覺得“我看一本”是缺省句?因為“看”和“一本”相對“書”都是概念依存的,因此人們會判定,“我看一本”的缺省成分可能是“書”。而讀到“我看書”時,人們不會認(rèn)為這是一個省略句,因為“書”表達的信息已經(jīng)自足了。
由此有足夠的理由認(rèn)為:在句法結(jié)構(gòu)中,“一本”應(yīng)是“書”的父結(jié)點,而不是按傳統(tǒng)的補足中心原則,中心成分總是限定成分的父結(jié)點。依存成分是自主成分的父結(jié)點,這一原則可以稱為依存中心原則(DependencyHeadPrinciple,DHP)。采取這種原則的DGTM必然會有不同的標(biāo)注結(jié)果。
深入研究發(fā)現(xiàn),僅僅采用DHP是不夠的,DGTM的其他參數(shù)也需要改變。例如,“看(x)”和“一本(x)”這兩個表達式在與其他詞語組合時是有區(qū)別的?!翱?x)”與“我”組合時由“看”與“我”產(chǎn)生聯(lián)系?!翱础迸c“一本(x)”組合時卻是“x”(書)與“看”發(fā)生聯(lián)系。代表表達式與其他詞語組合的成分稱為返回參數(shù),不同表達式的返回參數(shù)是不同的。例如?!耙槐?x)”返回參數(shù)為“x”,“看(x)”返回參數(shù)為“看”。正因為如此,表達式“看(一本(書))”成立,“一本(看(書))”不成立。另外,表達式“(x)一下”的返回參數(shù)為“x”,即“看”;表達式“(x)看”的返回參數(shù)為“看”。根據(jù)這些定義,句1、2、3、4的改進DGTM。
根據(jù)函數(shù)、輸入?yún)?shù)、返回參數(shù)的關(guān)系,各句結(jié)構(gòu)的逆構(gòu)造過程如下:
句1:我看一下書:(((我)看(x))一下)(書)=((看(x))一下)(書)=看(x)(書)=看(x=書)
句2:我看一下:((我)看(x))一下=(看(x))一下=看(x)
句3:我看一本書:((我)看(x))(一本(書))=看(x)(書)=看(x=書)
句4:我看一本:(我)看(一本(x))=看(x)
句1和句3的x有明確取值,為完整句。句2和句4則是缺省句。基于看(x)和一本(x)的知識,可以預(yù)測并判定缺省結(jié)構(gòu)及其成分。
直觀看來,改進DGTM與原DGTM的標(biāo)注結(jié)果有了很大的差異由于不采用補足中心原則,因此改進DGTM標(biāo)注結(jié)果并不符合在補足中心原則影響下人們長期以來形成的語感。但更符合人們閱讀認(rèn)知經(jīng)驗,而且可以按函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)給出形式化地解釋,其解釋結(jié)果符合句子本身的語法和語義結(jié)構(gòu),沒有錯誤和干擾信息。因此,改進DGTM更適合計算機處理,更符合句法標(biāo)注的本來目的。
四、結(jié)語
【中圖分類號】G612 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1005-6017(2014)03-0028-05
【作者簡介】林泳海(1964-),男,山東諸城人,魯東大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院教授,博士;姚炳輝(1983-),男,福建泉州人,華東師范大學(xué)2005屆本科生;周燕云(1989-),女,上海人,上海市閘北區(qū)萬榮幼兒園園長,高級教師。
一、問題的提出
教育部體育衛(wèi)生與藝術(shù)教育司和國家體育總局群眾體育司2001年2月聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于在學(xué)校開展“圍棋、國際象棋、象棋”三種棋類活動的通知》(以下簡稱《通知》)[1]?!锻ㄖ废掳l(fā)后,各地學(xué)校、幼兒園紛紛響應(yīng)。在原有教學(xué)基礎(chǔ)上,國際象棋進學(xué)校的活動蓬勃開展起來。據(jù)統(tǒng)計,國際象棋進學(xué)校超過1000所,涉及20多個省份,并且處于進一步的增長當(dāng)中。幼兒園開展國際象棋活動,主要作為一項智力方面的競技體育活動。
有關(guān)國際象棋的相關(guān)實驗研究國內(nèi)并不多見。國際象棋特級大師謝軍(2001)曾以197名10歲~14歲少年兒童作為研究對象,采用瑞文標(biāo)準(zhǔn)測驗進行測試,結(jié)果表明:國際象棋活動對兒童、少年的智力發(fā)育具有積極作用[2]。劉適蘭(2003)則通過對國際象棋訓(xùn)練班的跟蹤觀察[3],得出結(jié)論:國際象棋活動對兒童良好心理素質(zhì)的形成起著重要的作用,是智力開發(fā)的必要條件。2004年在蘇州召開的“百校國際象棋進課堂研討會”,隨后出版了論文集,收集的87篇論文中有關(guān)幼兒園的占47篇,基本上分為經(jīng)驗總結(jié)和教案教學(xué)法兩種類型。這些研究體現(xiàn)以下特點:1. 停留在實踐層面上,以經(jīng)驗總結(jié)為主;2. 缺乏足夠的實驗數(shù)據(jù)支持和理論分析;3. 實驗研究主要在中小學(xué)青少年階段,而幼兒園層面的實驗研究較少。
本研究目的是:通過設(shè)實驗組和比較組,探索國際象棋活動對幼兒心理發(fā)展的影響,為幼兒園開展國際象棋教育活動提供一定的理論支持與參考。
二、研究方法
(一)研究對象
選取上海市閘北區(qū)北站幼兒園和普陀區(qū)白玉新村幼兒園大班各20名幼兒,年齡跨度為6.5±0.16歲,男女各半,分為國際象棋組(以下簡稱CG)和普通組(以下簡稱GG)。北站幼兒園以國際象棋為特色,所選被試從小班即已開始學(xué)習(xí)下棋;白玉新村幼兒園被試由跟班教師指認(rèn)中上水平幼兒。兩所幼兒園均為二級園,師資力量以及幼兒的家庭背景相似。
(二)測試工具
通過在北站幼兒園近一年不定期觀察、聽課,與教師、孩子交流,并且搜集、翻閱教師國際象棋教案。在此基礎(chǔ)上,進行測試設(shè)計,通過瑞文測驗以及自編測試材料,測試圖形推理、空間知覺、數(shù)字推理、言語發(fā)展和自制力等方面內(nèi)容。
(三)測試一:圖形推理
1. 測試材料
采用瑞文標(biāo)準(zhǔn)推理測驗進行測試,避免知識經(jīng)驗以及語言的影響。瑞文測驗由60道題組成,分為5個系列,每個系列各有其重點與操作水平,每個系列12道題,在難度比較上,A系列最易,E系列最難。
2. 測試過程
測驗為個別進行,幼兒選擇答案時有兩次判斷機會,可以自我更正。
3. 記錄與計分
以幼兒第二次答案為計分依據(jù),每項正確得1分,錯誤不計分。
(四)測試二:空間知覺
1. 測試材料
從霍佛(Hoffer,1977)提出的七項空間知覺能力中[4],通過中大班幼兒預(yù)測試,挑選出三項與中班幼兒有區(qū)分性的題目對大班幼兒進行測試,分別為:圖形―背景知識能力(Figure-ground perception),即能辨認(rèn)出嵌于背景中的圖形,在充滿交叉與“隱藏式”圖形的復(fù)雜背景里指認(rèn)一特殊的組成部分;空間關(guān)系知覺能力(Perception of spatial relationships ),即有能力看出二三個物體與自己的關(guān)系或這些物體間彼此的關(guān)系;視覺分辨能力(Visual discrimination),能指認(rèn)物體間相似或相異的能力,像分類物體、幾何模型教具、屬性積木等。
2. 測試過程
測驗為個別進行。教師向被試說明指導(dǎo)語,然后由被試獨立完成,主試記錄實施過程中被試的操作細(xì)節(jié)。
3. 記錄與計分
主試對測試結(jié)果進行賦值,三項中最高分均為5分(完全正確),依次分出五種相關(guān)情況,最低分為1分。
(五)測試三:數(shù)字推理
1. 測試材料
力圖降低任務(wù)難度,減輕幼兒負(fù)擔(dān),減少兩園由于教學(xué)差異造成的影響。主要從五方面入手,分別為:順數(shù)、倒數(shù);奇數(shù)、偶數(shù);相鄰數(shù);聯(lián)數(shù)(末尾等于第二個序列的開頭)四個維度進行測試。
2. 測試過程
測驗為個別進行。教師說出指導(dǎo)語:“找一找,下面的數(shù)字排列有什么規(guī)律,下一個應(yīng)該填什么數(shù)字?!比缓笥杀辉嚜毩⑼瓿?。
3. 記錄與計分
四個方面計7個空格,總分7分,錯一格扣1分。
(六)測試四:言語發(fā)展
1. 復(fù)述材料與計分
采用兒童熟知的“豬八戒吃西瓜”的典故,為避免主試口語表達的干擾,分為三句話:第一句“豬八戒吃西瓜”,第二句“豬八戒喜歡吃大西瓜”,第三句“胖胖的豬八戒喜歡吃甜甜的圓圓的大西瓜”。主試講完一句,被試跟著復(fù)述一句。
采用現(xiàn)場記錄的方式,把被試復(fù)述的話記錄在卡片上??偡譃?分,被試在復(fù)述的過程中凡是出現(xiàn)以下四種情況的:缺詞、詞序顛倒、添詞、沒有說完,出現(xiàn)一次扣一分,扣完為止。
2. 描述材料與計分
主試向被試呈現(xiàn)一幅畫,畫面內(nèi)容為:一個小男孩坐在椅子上,男孩左旁站有一個小女孩半舉著右手。主試說出指導(dǎo)語:小朋友,請問你看到了什么?期待被試回答:我看到了一個小男孩坐在椅子上,一個小女孩在和他招手(打招呼)。
采用現(xiàn)場記錄的方式,把被試復(fù)述的話記錄在卡片上,為5分制計分。評分要素如下:男孩、女孩、坐在椅子、招手(招呼),描述符合句子結(jié)構(gòu)且含有一個要素為2分,兩個要素為3分,三個要素為4分,四個要素均表達且符合語言邏輯得5分,羅列具體要素而沒有呈現(xiàn)邏輯性為1分。
(七)測試五:自制力
1. 測試材料
經(jīng)過預(yù)測,決定設(shè)計由1和0兩個數(shù)字構(gòu)成的約40×20矩陣,上面不規(guī)則分布著73個數(shù)字0,要求被試把所有的零劃掉,即“劃零測驗”,并設(shè)計觀察記錄表,記錄被試在回答過程中的小動作。
2. 測試過程
每次測驗由兩個被試同時進入獨立房間,輪流測試,其中一個進行測試,一個在一米開外玩玩具。在測試開始時,主試拿起一塊糖果告訴被試:“等你把紙上的零劃掉,這顆糖就是你的了。現(xiàn)在老師把糖放桌上,你可以開始劃零了?!?/p>
3. 記錄與計分
用“正”字記錄,每出現(xiàn)一次記錄一筆。主試從以下三方面考察記錄被試作答過程中的表現(xiàn):一為不時抬頭看糖果,二為停頓觀望旁邊的小朋友玩耍,三為有點累的時候會停下筆休息再完成任務(wù)。劃零結(jié)果與觀察結(jié)果均賦值。頻率在0次~3次的為5分,4次~6次為4分,7次~9次為3分,10次~12次為2分,13次~15次為1分,16次以上為0分。
三、研究結(jié)果
(一)兩組幼兒測試結(jié)果
表1顯示,CG幼兒在圖形推理(p=0.000)、空間知覺(p=0.009)、數(shù)字推理(p= 0.002)、言語描述(p=0.027)以及自制力(p=0.002)方面要優(yōu)于GG幼兒,存在顯著差異水平;在言語復(fù)述(p=0.09)方面GG幼兒得分略高于CG幼兒,但沒有顯示差異水平(參見圖1)。
(二)圖形推理測驗結(jié)果
進一步考察兩組幼兒在圖形推理方面存在的實質(zhì)差異,對圖形推理能力測驗作進一步的細(xì)化,我們發(fā)現(xiàn):CG幼兒與GG幼兒相比較,A組成績,即知覺分辨能力、圖形比較能力方面(p=0.022);B組類比、組合能力方面(p=0.000);C組比較、推理能力方面(p=0.004);D組排列與系統(tǒng)變化方面(p=0.012)均達到了顯著差異水平,其中B、C兩組達到極其顯著差異水平。E組互換、套合等推理與綜合能力,兩組幼兒的得分明顯低于其他組得分,說明該組難度較大,經(jīng)檢驗p>0.05,不存在顯著性差異水平。為了更好的說明結(jié)果,現(xiàn)把兩組幼兒各項得分成績展示如下(表2)。
(三)空間知覺測驗結(jié)果
由表3我們可以清楚地看出,三種空間知覺能力的平均成績,A組“圖形―背景知識能力”一項中兩組幼兒平均得分相等,經(jīng)檢驗p>0.05,不存在顯著差異;B組“空間關(guān)系知覺能力”中,p
(四)自制力測驗結(jié)果
對于自制力測驗,主要從幼兒劃零測驗結(jié)果和劃零過程觀察記錄進行評分。由表4我們可以看出,兩組幼兒在劃零測驗結(jié)果的成績差異未達到顯著水平(p>0.05);劃零過程觀察記錄得分則顯示差異達到極其顯著差異水平(p
四、討論
(一)國際象棋幼兒心理特點分析
從表1中我們不難看出,CG幼兒無論在圖形推理、空間知覺、數(shù)字推理,還是言語描述以及自制力方面,其成績得分均高于GG幼兒成績,CG幼兒心理能力要比GG幼兒明顯得高。從一定程度上說明,國際象棋活動對幼兒早期的認(rèn)知發(fā)展有積極的影響。
表3表明,國際象棋活動對幼兒圖形推理能力的促進作用是不均衡的,CG幼兒圖形推理能力的發(fā)展也是不平衡的。其中“類比、組合能力”以及“比較、推理能力”方面發(fā)展較為顯著,次之為“知覺分辨能力、圖形比較能力”和“排列與系統(tǒng)變化能力” ,對于“互換、套合等推理與綜合能力”一項,則與GG幼兒沒有差異。鑒于兩組幼兒的得分較低,我們趨向歸因為幼兒的心理尚未發(fā)展到這個水平。
空間知覺能力指的是“從空間中辨認(rèn)和區(qū)分刺激物,并通過它們與已有經(jīng)驗的聯(lián)系來解釋這些刺激物的能力”(Del Grande,1987)[5]。表3顯示,國際象棋幼兒在“空間關(guān)系知覺能力”和“視覺分辨能力”的發(fā)展優(yōu)于普通組幼兒,而“圖形―背景知識能力”沒有顯示顯著差異。已有研究表明,大班幼兒基本能理解圖形的典型特征,并在頭腦中形成穩(wěn)定的某種圖形的“標(biāo)準(zhǔn)樣式”,同時能進一步理解圖形之間較復(fù)雜的組合關(guān)系,但存在不穩(wěn)定性。在“圖形―背景知識能力”一項的測試中,測試者呈現(xiàn)給被試的是一幅圓形和正方形相互交叉的圖形,幼兒都能按照指導(dǎo)語“用顏色填滿圓形”完成第一步任務(wù),而第二步“用線條描出正方形的邊”時,很多幼兒描到正方形與圓形交叉的邊緣,就停止了動作,沒有把交叉在圓形里面的部分描出來,導(dǎo)致兩組幼兒的成績沒有顯著差異,在一定程度上驗證已有的結(jié)論。
表4顯示,GG幼兒“劃零測驗”得分成績略高于CG幼兒,但沒有顯著差異。測試中沒有一個幼兒未完成任務(wù)而交卷,兩組幼兒都能堅持完成“劃零測驗”這一既定任務(wù)。但觀察記錄顯示,GG幼兒停筆觀看旁邊幼兒玩耍、注視糖果的頻次要高于CG幼兒,CG幼兒抵制誘惑、抗拒干擾的能力遠比GG幼兒要來得強,由此說明兩組幼兒自制力還是有差別的。
這里有必要對兩組幼兒言語發(fā)展測試結(jié)果做一個說明。語言測試分成復(fù)述和描述兩部分,考察兩組幼兒口語表達情況。結(jié)果顯示差別:國際象棋組幼兒的句子結(jié)構(gòu)更符合邏輯、也更嚴(yán)謹(jǐn),但普通組幼兒口語表達的連貫性、完整性則占有優(yōu)勢,這跟國際象棋活動本身依靠內(nèi)在邏輯思維而缺少外在的語言交流有關(guān)。在描述測驗中,測試者讓幼兒描述所看到了什么,普通組有4個幼兒羅列了具體事物,如:我看到了頭發(fā)、衣服、椅子、裙子……CG幼兒沒有一例;在復(fù)述測驗中,CG幼兒則頻繁地表現(xiàn)出缺詞、添詞、次序顛倒等。
(二)國際象棋活動對幼兒心理特點影響因素分析
1. 國際象棋特點的影響因素
幼兒對圖形的認(rèn)識是在生活經(jīng)驗中從具體而熟悉的物體開始的,很早就產(chǎn)生了關(guān)于物體的概念。CG幼兒從小班起就開始學(xué)棋,國際象棋走進他們的生活,成為幼兒身邊熟知的事物,而國際象棋本身具有的特性,則深深影響著幼兒的發(fā)展。
國際象棋棋子富于立體化形象化,很容易吸引幼兒的注意力,適宜幼兒記憶以及對棋子形狀的分辨。國際象棋棋盤是一個8×8黑白相間的64格,棋格左右對稱,并且每個格子都有其固定格位。底邊從左到右用a-h八個小寫字母表示,從白方到黑方用1-8表示,如白車在a1上,每個棋子與棋格一一配對;棋子布局呈左右對稱,通過下棋可以明確棋子與自己的空間關(guān)系,增強空間關(guān)系知覺能力。
另外,棋盤上有正方形、三角形規(guī)則,棋子的走動路線有橫(車)、直(兵)、斜(象)線;每個棋子都賦予分值(如:兵1分,馬3分,車5分等)。通過國際象棋,幼兒可以學(xué)到最基本的圖形推理(圖形分辨、比較、類比組合)、空間關(guān)系知覺和數(shù)字推理等基礎(chǔ)知識。
2. 國際象棋活動過程的影響因素
下棋是要動腦筋的,看著對方落子,既要考慮對策,還要記棋譜。運用前人的經(jīng)驗教訓(xùn),增強理解能力,養(yǎng)成獨立思考和三思而后行的好習(xí)慣(劉適蘭,2003)[3]。
下棋過程是一個“猜想”的過程。從開局起,出子就有不同的風(fēng)格。幼兒每下一步棋,就要想下一步接著怎么走,還要猜測對手下一步會怎么走,如何應(yīng)對,若是對手不這么走,自己又該怎么應(yīng)對。
下棋過程是一個“判斷”過程。國際象棋不僅有嚴(yán)格的規(guī)則,也有著多變的戰(zhàn)略技術(shù)(連環(huán)套、送吃、交換、聯(lián)兵)。所謂“一招不慎,全盤皆輸”,初學(xué)棋者,都要從最基本的殘局或策略(三步殺、單后殺王)學(xué)起,然后過渡到戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用。在實戰(zhàn)中,要充分判斷對手使用的戰(zhàn)術(shù)策略,以期尋求最佳策略。
下棋過程也是“找出錯誤”的過程。幼兒要能找出對手的疏忽破綻給予痛擊,這就需要幼兒有全局觀,對局勢發(fā)展進行演繹推理。
以上所述,可以看出下棋的動態(tài)過程對幼兒的影響主要集中在推理能力的培養(yǎng),同時也滲透到對“排列與系統(tǒng)變化”等方面的影響。
下棋的靜態(tài)過程則是鍛煉自制力的過程(楊麗珠等,2003)[6]。通常大班幼兒下一盤棋要15分鐘~30分鐘,在這段時間里要求幼兒要能抵制誘惑,有抗拒誘惑干擾的能力。北站幼兒園范鳳嵐老師曾舉例子:有次她問一個調(diào)皮的小朋友:“為什么平時你總是特別調(diào)皮,像一只小猴子,可是一到下棋的時間就成了一只小白兔呢?”小朋友說:“因為下棋的時候我要動腦筋,想辦法贏別人,如果思想開小差就會被別人贏去了,所以就沒辦法調(diào)皮了?!眹H象棋大班幼兒自制力已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)階段,幼兒對行為規(guī)則的理解和掌握逐漸深入,逐漸內(nèi)化,形成一種自覺的意識,進而來約束控制自己的行為,達到行為與規(guī)則的統(tǒng)一。一方面由于自制力的發(fā)展和下棋過程的緊張,大班幼兒主要以內(nèi)化的邏輯思維為主,下棋過程中極少有言語交流。除了產(chǎn)生爭議或一方出其不意吃了對方的子,幼兒會發(fā)出言語,但交流有限。社會交往說認(rèn)為,言語的發(fā)展不僅需要先天的語言能力和一定的生理成熟,更需要在交往中發(fā)揮語言的實際交際功能。相關(guān)研究也表明:兒童語言是在個體與環(huán)境相互作用中,尤其在與人們語言交流中,在認(rèn)知發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的(朱曼殊,1982)。[7]這可解釋兩組幼兒在言語描述和言語復(fù)述中所體現(xiàn)的差異。
(三)國際象棋教學(xué)活動對幼兒心理特點影響因素分析
1. 國際象棋教學(xué)組織形式的因素
在幼兒園開展國際象棋教育活動,主要以集體教學(xué)為主對幼兒施與影響,因而教學(xué)的組織形式便成了至關(guān)重要的一環(huán)。上海廣中新村幼兒園在開展國際象棋活動中,大量滲透兒歌,如《棋盤歌》:白一格,黑一格,黑白格子作戰(zhàn)場。你一步,我一步,比比誰的本領(lǐng)大。既達到了棋子的教育目的,也涉及了邏輯推理的知識。上海市浦東區(qū)金鑰匙幼兒園老師的教案則涉及了“數(shù)”,諸如“排次序”:教師請小朋友按照分?jǐn)?shù)多少,給棋寶寶排隊。分?jǐn)?shù)多的排上面,分?jǐn)?shù)少的排下面,上下排成一排。結(jié)果遇到了象和馬難分上下,最后由小朋友把馬和象并列一起,這又涉及到數(shù)的推理知識。
傳統(tǒng)的國際象棋學(xué)習(xí)主要以專門訓(xùn)練為主。國際象棋國家少年集訓(xùn)隊(職業(yè)化,已不接受正常學(xué)校教育)的群組在本次測試中的成績落后于同齡的在校青少年(謝軍,2001)[2]。這為幼兒園開展早期國際象棋教育提供經(jīng)驗教訓(xùn),國際象棋活動在幼兒園開展應(yīng)符合幼兒的發(fā)展特點。
深圳銀鷹第一幼兒園萬鴿慶在教學(xué)中融入成語故事,不僅“幫助孩子理解國際象棋中不易明白的戰(zhàn)術(shù)”,又“激發(fā)了他們學(xué)習(xí)成語的欲望”。上海市龍江幼兒園開展了國際象棋游戲化教育,“帶動了幼兒整體素質(zhì)的提高”,證明多樣化的國際象棋教育是幼兒發(fā)展的有利輔助。國際象棋教育形式多樣化有助于幼兒的交往表達,彌補了幼兒下棋長時間靜思的不足。
2. 國際象棋教育訓(xùn)條對幼兒心理特點影響
從接觸棋起,教師就把“落子無悔”這一訓(xùn)條傳達給每位幼兒。嚴(yán)格的棋規(guī)能幫助幼兒形成“落子無悔”遵守規(guī)則的作風(fēng)。大班幼兒下棋已經(jīng)形成一種默契:一有爭議,只有在“落子無悔”這個規(guī)則的范圍內(nèi),爭議才會有效?!皠俨或?、敗不餒”則又是每位學(xué)棋的孩子要牢記的準(zhǔn)則,沒有永遠勝利的將軍,也沒有永遠失敗的小兵。諸如此類,對幼兒從小養(yǎng)成靜心、耐心、專心的行為習(xí)慣是必不可少的,也是學(xué)習(xí)國際象棋不可忽略的潛在教育價值所在。
國際象棋國家隊原總教練劉文哲在闡述國際象棋教育目的時說:“簡單的說,四個字:教棋育人?!痹诮虒W(xué)結(jié)構(gòu)的安排上,他指出學(xué)齡前(5歲~6歲)主要為“游戲性、娛樂性;利他主義、集體主義”,這符合結(jié)果中一些項目CG幼兒與GG幼兒沒有顯著差異的結(jié)論,進一步說明國際象棋教育活動開展,要符合幼兒的心理發(fā)展水平。
五、結(jié)論
(一)CG幼兒在圖形推理、空間知覺、數(shù)字推理,言語描述以及自制力方面,要優(yōu)于GG幼兒,說明早期國際象棋教育活動有利于幼兒心理整體發(fā)展。
(二)國際象棋教育活動形式多樣化,“教棋育人”,符合幼兒心理的心理特點,有利于幼兒認(rèn)知和個性的發(fā)展。
【參考文獻】
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中圖分類號: F224-39 文獻標(biāo)識碼: A 文章編號: 1673-1069(2017)02-154-2
1 仿生模式識別的引入
為了適應(yīng)現(xiàn)實需要,人們開始希望機器能夠代替人類完成某些繁重的識別工作。我們通常所說的模式識別就是指運用機器進行分類識別。以往的識別方法,多數(shù)是建立在“分類劃分”的基礎(chǔ)上,根據(jù)給定的分類準(zhǔn)則來找尋“最優(yōu)的分類界面”,具體的實現(xiàn)算法也都是注重于不同類樣本的區(qū)別,即,一類樣本與有限種類已知樣本之間的區(qū)分?;诖顺霭l(fā)點的局限性,識別當(dāng)中出現(xiàn)的問題是顯而易見的:首先,如果遇見未學(xué)習(xí)過的新事物,常常會牽強地認(rèn)為它是某一類已學(xué)過的舊事物;其次是對未學(xué)習(xí)過的新事物進行學(xué)習(xí)時,往往會破壞掉原來的規(guī)矩,打亂舊事物的識別。針對以上的缺陷,才有了仿生模式識別的概念。仿生模式的目標(biāo)是找到同類事物的最佳覆蓋面。
2 仿生模式識別在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的超曲面劃分
2.1 多權(quán)值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高維封閉曲面
(5)式中Wji和W′ji是方向權(quán)值,它們決定了曲面的方向,W′ji是核心權(quán)值,它決定了曲面的幾何中心。Xj為第j個輸入端的輸入;n是輸入空間維數(shù);p為冪參數(shù),用以控制曲面的彎曲程度;s表示單項正負(fù)號方法的參數(shù),若S=0單項符號只能為正,若S=1時單項的符號和Wji的符號相同;若設(shè)置了S=0,則該式就變成了一個封閉超曲面的神經(jīng)元。f函數(shù)的基設(shè)置為一個定值時,輸入點的軌跡是一個封閉的超曲面,其核心位置由決定。
用p值來改變封閉超曲面的形狀,如圖1~圖8所示。若使權(quán)值取不同的值,就相當(dāng)于將封閉曲面在不同方向進行拉伸或壓縮,θ取值不同,則偏離核心位置的程度也不同。
2.2 通用超曲面神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算式
上式中,Ymi(t+1)是輸入空間的第i個神經(jīng)元在輸入第m個對象,在t+1時間的輸出狀態(tài)值。i是神經(jīng)元數(shù)量,最大是1024。Wji與W′ji是第j個輸入節(jié)點至第i個神經(jīng)元的“方向”權(quán)值和“核心”權(quán)值;fki是第i個神經(jīng)元的輸出非線性函數(shù),下標(biāo)ki是第i個神經(jīng)元的非線性函數(shù)在函數(shù)庫中的序號;Imj表示的是第m個輸入對象中的第j個輸入值;W′cgi和是Wcgi第cg個(取值范圍[1,256])神經(jīng)元輸出到第i個(取值范圍[1,1024])神經(jīng)元的權(quán)值“核心”和“方向”權(quán)值;p表示的是冪參數(shù);而S是單項正負(fù)符號規(guī)則;(t)為當(dāng)輸入為第m個對象時第cg個神經(jīng)元在時間t的輸出狀態(tài)值,θ([1,1024])是第i個神經(jīng)元的閾值;λi是神經(jīng)元非線性函數(shù)坐標(biāo)比例因子;Ci是神經(jīng)元輸入規(guī)模比例因子。
由傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和經(jīng)向基RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及超曲面神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對圖9中三類事物的分類邊界分別為折線和圓環(huán)及橢圓的并,可見超曲面神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有更準(zhǔn)確的分類效果。
3 總結(jié)
仿生模式識別是對事物逐類分別訓(xùn)練“認(rèn)識”的過程。它的顯著優(yōu)點是對于沒有經(jīng)過訓(xùn)練的對象會拒識,而新增加樣本的訓(xùn)練不會影響到原有的識別。因此,仿生模式識別,較之原有的識別模式識別效果更佳,可以廣泛應(yīng)用在人臉識別,語音識別等眾多領(lǐng)域。
參 考 文 獻