[关键词]听读；快速阅读；多媒体教学
[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]1671-6639（2013）01-0081-08
一、引言
教育部早在2004年的《大学英语课程教学要求（试行）》中明确提出了在快速阅读篇幅较长、难度较低的材料时速度应达到每分钟100词到120词。自2006年大学英语四六级考试增加快速阅读试题后，快速阅读在课堂教学中得到了更多的重视。随着网络计算机技术与大学英语课堂教学整合的深入，传统的重内容轻速度的阅读能力培养模式应该得到改善，教育者应借助网络环境提供的有利条件，尝试新的教学方法，提高学习者的阅读速度和理解能力。
笔者基于认知心理学、建构主义、视听跨通道等相关理论，探讨在计算机网络环境下实施快速阅读训练的新方法及预后结果，尝试探索视觉与听觉相结合、用听觉带动视觉浏览速度的“听读法”，以期在快速阅读训练方面有所突破。
二、理论基础
认知心理学研究表明，人的感官在获取信息时所起的作用是不同的。早在20世纪60年代，心理学家Treicher就已经证实在通常情况下，大脑可记忆10%读过的信息，20%听到的信息，30%看到的信息，50%看并听到的信息。科学研究表明，在所有抵达大脑的信息中，通过视觉渠道获得的信息占83.3%；其次是听觉，占11%[1]。可见，通过视听两个渠道可获得绝大部分信息（约占94.3%）。这表明，参与学习的感官越多，发挥的作用越充分，则越利于对新知识的理解和掌握。因此，学习者在学习过程中应该充分发挥视觉和听觉的作用，将两者有机结合起来，从而提高认知效率。而听读能够使学生在阅读的过程中借助多媒体的帮助，在视觉快速浏览文本的同时辅以同步的听觉刺激，利用听觉带动视觉，提高视与听联合传递信息的效率，从不同感官通道刺激学习者的大脑，获得最佳的阅读效果。在这个过程中，多个感官参与了学习者的认知活动，故视听结合的多通道阅读效果在理论上要优于单渠道的视读效果，有利于提高学习效率，巩固学习效果。
此外，计算机多媒体网络信息技术在课堂上的运用也使得快速听读的实施成为可能。教学活动的实施借助了能够承载声像图文的计算机多媒体，为学习者提供了多维动态的认知环境，拓宽了学生接受信息的通道带宽[2]。多媒体环境下多通道的语言输入十分有助于学习者语言文化和文体图式的建构[3]。学习者可借助多媒体计算机的帮助，通过多渠道获得必要的学习资料，并按照自己的要求来选择学习内容呈现的方式，充分发挥不同感官的功能和作用，从各个角度接受信息刺激而获得大量知识[4]。
基于建构主义的计算机网络技术与英语课程的全面整合使得听说读写的界限不再明显，出现了许多交叉课型[5]。因此，笔者以建构主义理论为指导，借助计算机多媒体网络平台，在快速阅读课堂上尝试采用多感官学习的方法，通过拓宽信息输入通道，将听读与视读有机结合起来，以听觉带动视觉，大胆尝试了新的快速阅读训练模式（简称听读）。本研究旨在通过实验验证两个假设：1.计算机网络环境下的听读训练方法是可行的；2.听读方法能够提高学生的阅读理解能力。
三、研究方法
（一）研究对象
参加本实验的学生为哈尔滨商业大学2009级的233名学生。其中男生81名，女生152名，按照高考英语成绩分成两组：快组入学成绩较高（见表1，表2），平均分为112.374，慢组入学成绩相对较低，平均分为105.6347，Sig.（2-tailed）为0.0000.05，说明快组中实验班和控制班无显著差异。慢组实验班与控制班之间入学成绩平均分分别为106.8267和104.1383（见表5，表6），Sig.（2-tailed）为0.267>0.05，说明慢组中实验班和控制班无显著差异。
（二）研究工具
本实验采用的研究工具包括调查问卷、快速阅读水平测试卷、访谈及课堂信息综合反馈表等。调查问卷、各类测试及课堂信息综合反馈表用于定量分析，对学生的访谈用于定性分析。实验所使用的统计软件为社会科学统计软件包SPSS13.0。
（三）研究过程
实验前根据高考英语成绩确定快慢组以及实验班和控制班。实际授课过程中，实验班与控制班的教师、授课时数、授课内容和授课环境均相同，尽量排除其它人为因素的干扰，控制干扰变量。实验班采用听读模式，即在阅读时辅以与阅读文本同步的朗读声音，利用听觉带动视觉，加快阅读速度。学习者若要做到视听同步，即在阅读的同时听到所读内容，就必须高度集中注意力，严格按照其规定速度进行阅读，期间不能随意调整速度。教师统一控制页面，读过的文本逐行变淡，学生没有重读的机会。读完之后立即切换界面，在规定时间内做阅读理解测试题，并记录所用练习时间。控制班的视读模式则比较自由，尽管读过的文本也会逐行变淡，无法回视，但是由于属于传统的无声阅读，不必保持视听同步，因此学习者在阅读过程中可对速度略作调整。每次课上收集的信息输入表格，进行相关数据分析。
四、数据分析
基于计算机多媒体网络环境下的快速听读实验教学模式的可行性得到了大量数据的支持。现以SPSS统计软件对实验中各方面的数据进行统计分析，并做具体阐述。
（一）快慢组实验前快速阅读成绩比较
实验前进行了阅读初始水平测试。经独立样本T检验（表7，表8）后得出快慢两组平均分分别为13.3858和12.2617（试卷总分为25分），Sig.（2-tailed）为.002
（二）快慢组实验后快速阅读成绩比较
实验后进行了阅读水平测试。经独立样本T检验（表11，表12）后得出快慢两组平均分分别为18.6535和17.8302（试卷总分为25分），Sig.（2-tailed）为0.004
（三）快慢两组实验班和控制班实验前后快速阅读水平对比
从表15、16、17可见：快组实验班前测成绩为13.3729分，后测成绩为19.2542分，提高了5.88136分；快组控制班前测成绩为13.3971分，后测成绩为18.1324分，提高了4.73529分。实验班比控制班提高的幅度略大，为1.14607分。慢组实验班前测成绩为12.6102分，后测成绩为18.4576分，后测成绩比前测高出了5.84746分；慢组控制班的前测成绩为11.8511分，后测成绩为17.0426分，后测成绩高于前测5.19149分。实验班提高的幅度略大，比控制班高出0.65597分。从以上分析可见，实验后快慢两组内实验班成绩均好于控制班的成绩。因此，我们可得出以下结论：实验班的后测成绩较控制班有所提高。在授课教师、授课内容、授课时数、授课环境等条件均相近的情况下，可以说这种差异是由于不同的阅读方式导致的。因此，听读总体上来说是能够更好地提高学生的阅读能力的。值得注意的是，虽然快慢两组实验班的后测成绩较控制班都有所提高，但是慢组提高的幅度略低于快组。经访谈得知，慢组学生对文章中出现的阅读障碍（如生词、难句、背景知识等）、阅读速度、阅读方法及练习等方面的处理不如快组学生。而成绩好的学生更愿意尝试新的教学方法，对听读模式持积极态度，对新知识的理解和吸收相对更容易、更迅速，能力提高得更快。
（四）听读调查问卷结果分析
听读问卷主要是为了了解学生对听读实验的感受。问卷包括六部分，分别从阅读速度、阅读题材、阅读技巧等方面入手，收集学生对听读教学各个环节的反馈信息，探讨在听读过程中影响学生理解能力的各方面因素，并对听读模式进行评价。调查表中高于3的平均值表明学生对此陈述持肯定态度，分数越高肯定的程度越高，低于3则表明学生对此陈述持否定态度，分数越低则否定程度越高。各题项均给出了快慢两组的平均值，见表18-21。这里仅列出具有代表性的题项，并进行相关分析。
表18是实验班学生对听读的总体反应，表中可见快慢组的反应基本一致，认为听读可以弥补视觉上的不足（M=3.4935，3.3387），两者可以被有效地结合起来，帮助学生提高阅读能力（M=3.6538，3.7097）。听读有助于对文章的理解（M=3.4744，3.0484），比单纯的视读效果更好（M=3.3766，3.0806）。多数学生认为经过系统的听读训练之后，自己的阅读能力有了较大提高（M=3.4247，3.5500）。
表19是快慢两组对阅读速度的反应，分值接近，基本无显著差异。快慢两组实验班对慢中快三种速度的适应程度均呈递减状态，这表明多数学生能够接受课上以慢速和中速（120-140wpm）播放的文章（M=3.4744，3.6129）。而当速度加快到150-170wpm时，无论是快组还是慢组学生都感到“不适应”，表示“看不懂”，“读不下去”（M=2.4615，2.6452）。但令人欣慰的是，许多学生表示若经过系统训练，能够读懂速度更快一些的文章（M=3.1154，3.2419），这表明学生的阅读能力还有很大的提高空间。
表20的统计结果显示，在听读过程中，由于文章题材、体裁、难易程度等的影响，学生的实际阅读速度有时与设定速度不统一。当实际阅读速度慢于设定速度时，多数学生强迫自己加快速度，尽量跟上设定速度（M=3.6623，3.7258）。反之，当实际阅读速度稍快时，基本不自行阅读，尽量保持与设定速度同步（M=2.4615，2.9677）。
通过对比两组不同水平受试者的阅读实验结果，发现实验班与控制班的阅读成绩差异显著。实验结果及数据分析充分证明了基于建构主义理论的计算机多媒体网络听读训练模式是可行的。实验结果表明，在听读过程中，学习者通过结合视觉和听觉等感官进行跨通道、多感官学习，可以弥补视读单渠道接受信息的不足，扩大信息输入的通道带宽，与单纯的视读相比，获得的信息量较大，在大脑中的记忆时间较长。在听读过程中，与单纯的视读相比，听与读的同步结合迫使学生的注意力高度集中，阅读效果较好。因此可以尝试采用听读的模式来提高和培养学习者的阅读能力。
五、结语
由于听读模式是笔者刚刚尝试的一种新的教学模式，因此尚有许多需改进之处。同视读相比，听读模式的局限性表现在速度比较固定，不可随意调节，因此这种模式更适用于阅读强化训练。我们可以在课堂上，把听读与传统的阅读训练方法科学地结合起来，培养学习者掌握快速阅读的技巧，提高日常阅读的速度和效率。正如前文所述，无论是从建构主义认知理论、认知心理学、跨通道理论，还是网络多媒体技术发展的角度都充分证明了听读教学模式是可行的，也是值得我们去尝试的一种新的交叉课型。
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关键词：三维人脸；特征区域检测；特征提取；Itti视觉注意模型；计算机视觉
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044（2014）03-0621-06
人脸在日常的情感表达与交流中扮演着重要的角色，它是语言和复杂情感的表情载体。人类自身对人脸非常熟悉和敏感，人类视觉系统（HumanVisualSystem，HVS）具备分辨复杂环境下人脸的能力，仅通过少量图片信息就能准确快速地在大脑中重建人脸的三维形状，进而实现身份辨识。然而这种对人来说与生俱来的分析合成能力对计算机而言却显得尤为困难。如何更好地借鉴人类的认知机理和相关的计算机科学最新理论研究成果，建立新的人脸认知计算模型和方法，实现从图像、视频中准确、高效地重建三维人脸是当前计算机视觉、人工智能等领域的一个关键问题。20世纪90年代以来，随着信息技术的发展和需求的增加，借助计算机系统强大的计算能力，并结合在认知科学、计算机视觉、机器学习等领域的研究成果，使计算机在一定程度上具备对人脸的感知能力，成为一个热门的研究课题，涌现了大量的研究成果，其中涉及人脸检测、人脸识别、特征提取、三维重建等，研究方法和手段也逐渐丰富和成熟。
近年来，随着三维图像系统的发展，三维成像设备从实验室走向市场，逐渐普及，使三维数据获取变得便捷。研究人员已逐渐认识到，相比于二维人脸分析方法，三维人脸能更精确地描述人的脸部特征，提供了人脸曲面的解剖结构信息，在光照、姿态和表情变化等方面具有明显的优势，利用人脸的三维信息是克服二维人脸分析的技术瓶颈最有效的方法。同时，随着对人类视觉神经系统、认知心理和认知过程研究的不断深入，建立人类视觉系统感知信息过程的计算理论和计算模型，并将计算机视觉与人类视觉联系起来，建立可与人类视觉系统水平相当的通用视觉模型，正成为计算机视觉研究的新课题和新挑战。
由于传统的对人类视觉注意（HumanVisualAttention）的研究主要针对二维图像，该文将视觉注意模型引入到对三维人脸模型的分析，借鉴了Itti视觉注意模型[][][][]的思想，并结合计算机视觉中对三维人脸图像的处理算法，提出了一种改进的模型。该模型能够对三维人脸数据进行显著性分析，快速定位人脸特征分布的候选区域，进而进行特征点提取。
1相关技术及分析
1.1三维人脸特征点提取
人脸特征点的选择应根据应用需求而定，在MPEG-4中定义了人脸特征点的国际标准[]：FDP（FacialDefinitionParameters）和FAP（FacialAnimationParameters）。其中FDP定义了人脸的形状、纹理等特征，提供人脸特征点、网格、纹理、人脸动画定义表等数据。MPEG-4定义了FDP的84个人脸的特征点，如图1所示。
图1MPEG-4中定义的FDP特征点
三维人脸特征提取是将三维人脸数据模型转化为特征表示，利用特征来体现原始数据模型的特点。特征点能否准确定位对进一步的研究工作（如三维人脸检测和识别、三维人脸重建等）的效率、可靠性和鲁棒性都有很大的影响。特征点定位主要分为三类：1、基于人脸“三庭五等”的几何对称性，从获取人脸的对称平面开始，进而定位其他的特征点；2、基于人脸的几何特征，利用特征点处的深度、曲率和法线等进行特征点定位；3、基于人脸特征点的统计分布，利用人脸的特征点分布区域的共性，定位特征点分布候选区域，再进行特征点提取。
王跃明等人[6]将特征束的思想引入到三维人脸特征点定位，通过手工标定训练集的特征点，计算特征点处的PointSignature，构成特征束，以此判定人脸特征点的平均区域。A.B.Moreno等人[]使用平均曲率和高斯曲率对三维人脸进行分割，得到人脸特征点分布的候选区域，然后通过五官分布特征，去掉非标准区域，得到真正的特征区域。GaileG.Gordon[]将三维人脸深度图转换到圆柱坐标系中，在圆柱坐标参数下计算每一点的高斯曲率和平均曲率。Dorai等人[]提出SI（ShapeIndex）特征，该特征用来表示每一点的凹凸程度，点p的ShapeIndex是由其最大和最小曲率计算得到。鼻尖的候选点集由SI值在0.85～1之间的点组成，鼻尖点定位于该区域的质心；内眼角的候选点集由SI值在0～0.27之间的点组成，内眼角定位于该区域的质心：
S.Gupta等人[]将人体测量学原理应用于三维人脸的特征提取。通过手工标定25个测量学上常用的特征点，计算这些特征点之间的测地线距离（ISO-GeodesicDistance），选择其中23组距离比例组合成特征向量，最后用线性判别分析（LinearDiscriminativeAnalysis，LDA）对特征进行分类。人体测量学上的基准点和度量富含更多的三维人脸特征。
2.2Itti视觉注意模型
视觉注意机制是灵长类动物处理视觉信息的本质特征，人类视网膜对图像是非均匀采样的，这是视觉注意机制的生物基础。同时，由于高层视觉处理只是对初始视觉传感器信息的一个子集进行处理，因此需要对初始得到的视觉信息进行选择。
视觉注意的计算模型用显著图（SaliencyMap）来表示视觉区域的显著性。显著图不仅通过其像素值表示原图像对应点在视觉区域的显著性大小，而且通过显著性的空间分布来引导注意区域的选择[1]。显著图最初是由Koch和Ullman[]在1985年提出的，其模型利用颜色、方向特征信息构造出一组特征图。Itti显著图模型（IttiSaliencyMap）是LaurentItti等人于1998年提出的[1]，该模型框图如图2所示。他采用bottom-up控制策略的注意模型，在Koch和Ullman模型的基础上，提出一个适合自然图像处理的计算模型。该模型主要包括特征提取、显著图生成和注意焦点转移三个模块：首先采用高斯金字塔结构对输入图像进行多尺度表示，去除图像中的冗余信息，得到颜色、亮度和方向的初级视觉特征提取图，然后利用生物的中心-环绕（Center-Surround）计算策略在每种特征图的内部进行竞争，通过在多个空间尺度上提取初级特征，将得到的多种特征、多种尺度的视觉空间的特征显著图通过组合形成一幅最终的显著图来引导注意；最后采用WTA（Winner-Take-All）机制控制注意转移。WTA机制中被检测出来的胜者，即为显著度更高的注意焦点。由于待注意目标在所有参与竞争的目标中总是最显著的，在竞争中总是会获得胜利，所以需要采用抑制返回检测的机制、就近转移的原则和注意区域尺寸的确定来实现焦点的注意和转移。
在Itti等人最初的论文中[1]，针对无top-down外部命令的情况下，提出了一个特征图归一化算子，以增强显著峰较少的特征图、削弱存在大量显著峰的特征图。在Itti等人后来的工作中[2][3]，比较了多种特征组合策略，发现归一化每一特征图至固定动态范围后再相加将在检测复杂景象中的突出目标时表现出较差的检测性能。于是在归一化的基础上，Itti等人给出了一种新的特征组合策略，通过各特征图内的局部非线性竞争增强现显著峰较少的特征图，而削弱存在大量显著峰的特征图。这种特征内竞争模式与电生理学所观察到的非经典抑制相互作用类似。
3基于Itti视觉注意模型的三维人脸特征检测
3.1三维人脸数据表示
本文的研究中采用点云（PointCloud）来表示三维人脸数据。点云数据是指在一个三维坐标系统中的一组三维元组的集合，这些元组通常以（x，y，z）三维坐标的形式表示，一般主要用来代表一个物体的外表面形状。除（x，y，z）代表集合位置信息以外，点云数据还可以附加一个点的RGB颜色通道信息、灰度值、深度等。
假设p=（x，y，z）∈[?]3表示三维人脸点云数据p中的一个三维的点。由于一个三维的点可以表示成一个三维的向量[p]，所以可以将三维人脸点云数据表示为：
3.2三维人脸数据预处理
一个典型的三维人脸点云数据往往包含十几万个顶点，并且获取的数据往往包含噪声和毛刺，所以需要对这些顶点进行预处理操作。该文采用的预处理操作主要有：
1）向下采样（Downsampleing）：首先定义一个三维的体素网格（3DVoxelGrid），将这个网格在点云数据中移动，并计算落在网格内的点的质心，以这个质心来表示落在网格中的所有点；
2）重采样（Resampling）：采用MLS（MoveLeastSquare）方法对三维人脸点云数据进行规整化。
3）姿态校正（PoseCorrection）：原始三维人脸的姿态并不一致，所以需要对获得的三维人脸数据进行姿态校正，使其正面与z轴垂直。
4）面部区域裁剪（FaceSegmentation）：该文采用P.Bagchi等人[]的方法找到鼻尖位置。在得到鼻尖的位置之后，采用P.Nair等人[]提出的方法进行人脸面部区域的裁剪。
3.3改进的Itti视觉注意模型
为了让Itti视觉注意模型能够处理三维人脸数据，该文对Itti模型进行了改进。改进后的模型如图3所示。
1）从纹理图像数据[T]获取颜色显著图。三维人脸点云数据p中点i在纹理数据中对应的颜色值：
[rgb（i）=f（ui，vi），i=0，1，2，...，n]（10）
得到点i的颜色后，用该点的灰度值归一化各个颜色通道，然后建立4个宽调谐（Broadly-tuned）的颜色通道RGBY：
若R、G、B、Y为负值则置为0。然后建立这4个颜色通道的高斯金字塔R（[σ]）、G（[σ]）、B（[σ]）和Y（[σ]）。
2）从位置数据[P]获取深度图[D]。设三维人脸点云数据p的在XY轴的分辨率为M×N，分布区间分别为[xmin，xmax]和[ymin，ymax]，则可以计算得到深度图[D]在XY轴的坐标集：
由于二维深度图[D]中xy坐标值与点云p中xy坐标值并不是一一对应，函数g通过计算点云p中隐式xy坐标（implicitx-andy-coordinates）处的z坐标的插值，得到深度图中的深度值。
3）计算空间法向量[N]。三维人脸点云数据p中点i的法向量计算公式：
其中k是选择的点[pj]的邻域的点数，[p]为邻域内点的质心。
4）计算曲率[C]。本位采用Dorai等人[9]提出最大和最小曲率计算方法，并得到点云数据p中点i的SI（ShapeIndex）特征。加入曲率特征的显著图是为了增强人脸的器官如鼻子、眼睛、嘴巴等的显著性。
4实验结果
为了检测改进的Itti视觉注意模型对三维人脸特征区域检测的有效性，实验采用的平台为IntelI52500KCPU、8G内存、NvidiaGFX460显卡、Ubuntu13.04（x64）操作系统。三维人脸数据集来源于DarrenCosker教授提供的D3DFACS（Dynamic3DFACSDataset）[]数据库，该人脸库包含6位女性和4位男性，总共记录了519张不同表情的人脸三维模型。实验首先对数据格式进行.obj到.pcd的格式转换，利用PCL点云库对三维人脸点云数据进行预处理，生成三维人脸点云数据的深度图像、空间法向量以及空间曲率。通过修改LaurentItti教授开源的神经元计算模型iNVT（iLabNeuromorphicVisionC++Tookit）[]的源代码，使其能够接收并处理三维数据，生成三维人脸图像的显著图。选择阈值[θ]对特征图进行二值化后，选取面积最大的前4个显著区域，并将其用该区域的最大外接矩形进行表示。
实验分两组进行。第一组将自然状态下的三维人脸作为输入，第二组将有表情变化的三维人脸作为输入。实验结果如图4所示。从实验结果可以看出，该文提出的改进的Itti视觉注意模型能够准确检测出有表情和无表情的三维人脸数据中如眼睛、鼻子和嘴巴的分布区域。
5结论
传统的视觉注意模型主要针对二维图像数据进行研究，该文将传统的视觉注意模型引入到对三维人脸数据的处理，提出了一种基于Itti视觉注意模型的三维人脸特征检测方法。该方法通过结合原始数据中的纹理信息和三维人脸点云数据中的空间位置信息、空间法向量、深度信息和空间曲率，生成三维人脸图像的显著图。最后利用生成的显著图快速定位三维人脸的特征区域分布，从而进行三维人脸特征的提取。实验结果证明了该方法具有特征区域检测效果好、适用性广的特点。下一步的工作将集中在对已经检测出的特征区域进行分析，并结合二维纹理数据，尽可能精确的提取出特征区域中的特征点。
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关键词：计算机图形学；计算机视觉；可视化技术
中图分类号：TM862文献标识码：A文章编号：1671-2064（2017）01-0054-02
计算机图形学、计算机视觉以及可视化技术三者均是计算机领域重要组成部分，要做好计算机知识，就要先学好计算机图形学，但计算机图形学学习相对枯燥，尤其是算法教学难以理解，为解决这一问题，计算机视觉与可视化技术被应用到计算机图形学中。可见，三者之间存在一定的联系，因此，有必要对计算机图形学、计算机视觉以及可视化技术展开研究。
1计算机图形学概述
1.1计算机图形学目的
所谓的计算机图形学实际上就是怎样利用计算机表示图形，并利用计算机完成图形计算与处理，而这一过程的实现需要得到相关算法的支持。学习计算机图形学的目的是利用计算机技术为人们呈现既带有美感又不缺真实的图形（如下图1所示），为实现这一目标，就需要按照图形的要求创设合适的场景，并在一些光照模型的作用下，做好光照效果设计，在这一过程中需要计算机图形学能够与其他计算机技术相配合。经过计算机图形学出来的图像，多会以数字图像的方式展示出来，总的来说，计算机图形学与图像处理之间存在着一定的联系[1]。计算机图形学的涉及范围相对宽泛，不仅有图形硬件设计，还包括动画制作，虚拟现实等多个部分。此外，计算机图形学在动画制作中的应用频率也很高，如45分钟一集的动画影片中，85%的画面都需要用算机图形学来完成，由此可见，计算机图形学的应用频率极高，并在动画制作中发挥着不可替代的作用。因此，应重视计算机图形学的应用。
1.2计算机图形学应用
随着计算机图形学的发展，它被应用到各个领域中，并发挥着重要作用。首先，在计算机辅助设计与制造中的应用，这是计算机图形学应用最多的领域，在计算机图形学被应用以后，不仅可以设计出更精准的图形，还能做好人机交互设计，强化修改能力。计算机图形学还被应用到三维形体重建中，利用该技术可以将原理的二维信息转化为三维信息，如在某次工程图纸设计中就应用了计算机图形学，经过一系列的处理以后，三维形体逐渐形成，最终实现了重建。其次，在医学领域中的应用。计算机图形学在医学领域中的应用多以计算可视化的形式展示出来，如在脑部手术中，医生为看清患处真实情况，经常需要利用在可视化技术的作用下将复杂的数据转化为图像，这时就体现了计算机图形学在其中的应用[2]。再者，在计算机动画中的应用，人们看到的动画影片就是计算机图形学作用的结果，以动画人物的行走为例，为保证动画人物的行走与自然人不存在过大差异，就需要应用大量的计算机技术，并在计算机图形学的作用下完成设计。最后，在计算机艺术中的应用。计算机图形学在计算机艺术中也有广泛应用，它不仅可以用于艺术制作，很多场景都是通过计算机图形学来完成的，现阶段，一些人正在利用计算机图形学创设人体模拟系统，其目的是让已故人士再次出现在荧屏上，这一目标的实现就需要得到计算机图形学的支持。
2计算机视觉技术
2.1计算机视觉技术含义
所谓的计算机视觉技术，实际上就是用计算机取代人眼做识别、跟踪以及测量等，同时也兼顾图形处理，其目的是让图像在计算机被处理以后更适于识别。对于计算机视觉技术来说，意在实现人工智能，主要是从图像与多维数据等方面实现人工智能系统设计[3]。计算机视觉是一种在相关理论与模型基础上发展起来的视觉系统，其主要构成部分有以下几种：
（1）程序控制，这一点主要体现在机器人设计上；（2）事件检测，多体现在图像监测上；（3）信息组织，主要体现在图像数据库等方面。计算机视觉三个阶段如图2所示，通过观察图1可以发现，计算机视觉存在于图像处理始终，从早期处理直到后期结束都存在，最终实现了3D描述，可见，计算机视觉具有十分重要的作用[4]。
2.2计算机视觉技术的应用
现阶段，现代社会已经进入信息化时代，计算机技术也被应用到各个领域，并发挥着重要作用。计算机视觉的应用促使计算机实现了智能化，在该技术的支持下，计算机可以像人一样透过视觉看待世界万物，且具有良好的适应能力，但这一目标的实现还需要很长时间，需要一系列的努力才能实现。现阶段，计算机视觉应用最多的就是车辆视觉导航，然而，这种导航还没有实现完全自主导航，这也是需要进一步研究的地方。计算机视觉技术的适应性较好，特别适合在工业领域应用，即便是存在电子在干扰或温度变化较大的地方都能很好的运行，其整体效果也不会受到影响，再者，计算机视觉技术的嵌入性较好，成本相对较低，尤其适合在PC方案中使用，同时，具有一定的非接触能力，能够获取大量信息，且不受距离限制，总的来说，计算机视觉技术总体效果较好，适合利用在各种工业环境中应用，因此，应重视计算机视觉技术的应用[5]。同时计算机视觉还被应用到移动机器人设计中，主要是利用小波模板展示人体形态，然后做图像扫描，这样就可以顺利完成小波变换，进而了解到人的存在。同样，将计算机视觉应用到机器人设计上，可以自动检测出正在行动的人或车辆，而无法检测到静止的人，之所以会出现这样情况，主要是由于其中采用率步态分析法。
3可视化技术
3.1可视化技术含义
可视化技术是一种综合了计算机图形学与图像处理于一体的技术，它可以将复杂的数据转化为图像并在屏幕上展示出来。在可视化技术中，融合了以上两种技术的特点，并在多个领域都有应用，随着可视化技术的应用，不仅有效实现了数据表示，还强化了数据处理能力，更对数据决策分析有一定作用[6]。现阶段，虚拟现实技术已经成为可视化技术主要发展方向。
3.2可视化技术的应用
首先，在计算机图形学教学中的应用，计算机图形学相对枯燥，相关知识也很抽象，不便于学生理解，在计算机图形学中最重要的部分是曲线曲面，而这些曲线曲面多是与数学模型有关，具有一定的抽象性，学生理解难度较大，以往教师只能通过一系列的公式演算帮助学生理解，尽管这样依然难以让学生掌握曲线变化情况，学生依旧无法正确理解。为减少这种情况的发生，可视化技术被应用到计算机图形学教学中，教师将抽象的知识用动画的形式展示出来，学生只要观看动画，拖动一定的控制点就可以了解到曲线变化情况，这样一来不仅增加了教学趣味性，学生也可以随意变动曲线，让复杂的知识变得简单，深化学生对计算机图形学知识的深度理解，同时，利用可视化技术在一定条件下，还可以完成代码编译，如在ActoinScriPt中做编译，这样也可以增强学生的理解能力[7]。
其次，在医学领域中的应用。医学领域对于可视化技术的应用主要体现在放射治疗与矫正手术上。通过可视化技术可以屏幕上看到手术整个过程，并将原来细节部位放大，手术医生观察的更加细致，手术成功几率也会大幅度提升，患者生命也能得到保证（如图3所示）。如在对某名患者进行身体检查的过程中需要应用到可视化技术，由于通过检查会获得大量数据，而这些数据又相对复杂，但在可视化技术下就可以通过图表、曲线图或立柱图的方式展示出来，经过可视化技术的作用，了解到患者的血糖为5.6mmol/L，医生可以根这一数据做出诊断，而不必再分析这些数据。据不完全统计，80%的医疗检查工作都是需要利用可视化技术。
地质勘探是我国最重要的工作之一，由于多数矿藏都深埋地下，即便使用探测仪受多种因素影响也无法了解到实际矿藏情况，这就需要应用到可视化技术，在可视化技术的作用下，相关工作人员可以了解到地下有无矿藏，如果存在矿藏，相关工作人员也可以了解到矿藏所在位置与实际储备量，进而为矿藏开采奠定基础。如在地质勘探中，相关工作人员利用可视化技术做地形图整理，然后从中提取地形数据，再用CATIA做导入，这样就可以完成地形模型创建，这样就完成了三维地质模型创建工作，同时在相关工作台的影响下，还可以完成地形数据导入，进而生成一定的地形云点，如果其中存在错误，可视化技术也可以将其中的错误内容删除，这些都是可视化技术所带来的好处[8]。由此可见，可视化技术已经成为地质勘探中不缺少的技术。
最后，在气象预报中的应用（如图4所示）。利用可视化技术能够将数据转化为图像，通过观察图像就可以了解到云层变化情况，同时也能了解到实际风力大小与风走向等，气象预报人员就可以根据图像做出精准分析，需要了解气象变化的人也能了解到现实情况，如果气象条件恶劣，相关工作人员也可以及时做出工作调整，减少危险事件的发生。据不完全统计，可视化技术在气象预报中的应用频率高达100%，由此挽回的经济损失高达13.2亿元，可见，可视化技术在气象预报中的应用十分有必要，因此，应重视可视化技术在气象预报中的应用。
4结语
通过以上研究得知，计算机图形学、计算机视觉以及可视化技术三者各具特色，三者间也存在一定的关系，尤其是可视化技术综合了前两者的特点，并融合了其他技术，在很多领域中都有应用。可视化技术是现阶段应用最多的一种技术，在计算机图形学教学中也有应用，并发挥着不可替代的作用。本文分析了计算机图形学、计算机视觉以及可视化技术的含义与应用，希望能为相关人士带来有效参考，正确利用这些技术。
参考文献：
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[3]滑瑞朋.计算机图形学的应用及研究[J].山西科技，2012（05）：37-38+45.
[4]刘涛，仲晓春，孙成明，郭文善，陈瑛瑛，孙娟.基于计算机视觉的水稻叶部病害识别研究[J].中国农业科学，2014（04）：664-674.
[5]关然，徐向民，罗雅愉，苗捷，裘索.基于计算机视觉的手势检测识别技术[J].计算机应用与软件，2013（01）：155-159+164.
[6]许志杰，王晶，刘颖，范九伦.计算机视觉核心技术现状与展望[J].西安邮电学院学报，2012（06）：1-8.
关键词：视觉艺术网络虚拟现实
艺术活动反应时代的现象，且在各种意义上，艺术与时代革新或改造的根本精神，有着密切的关系。在艺术创作的过程中，感情的自发形成占了大部分，但在有些状态下理性的计划性成分亦占有相当的比例，尤其在新媒体、新美学观念、新素材及新的科学技术高度发展的今天，以理性为诉求的创作灵感，已占有绝对的重要性及审美价值。
科技的革新，从计算机、网络到虚拟现实，在艺术创作上产生极大的变化，具有实验精神的先驱艺术家们热衷于新媒体与材料与新艺术形式的探求，从十九世纪末到今天，其中发生了难以计数的艺术运动，一部新媒体艺术史，几乎就是一部近代科技史，而我们仍然活在其中，变化日新月异，很难去归纳风格，或下任何定论。到目前为止，网络艺术、包括虚拟实境的交互式装置，似乎是互动艺术的主流。科学的发明与发现，大量地运用在改善人类生活上，不过是近五十年的事，却带给人类前所未有的便捷与刺激。改变的不仅是物质的层面，在精神上的意义也相当深远。
尤其是60年代末70年代初，当电子媒体与计算机科技开始普及之时，媒体深深影响我们对世界的认知，人们视野变宽了，世界变小了。当时，艺术、科技与科学间的关系常受争议。艺术与科技运动吸引许多艺术家、科学家、工程师以及业者参与，意图发展出跨领域的合作架构，然而时至今日，这种系统化的合作模式，仍然只是一个理想。因为科技、艺术都是文化有机整体的一部分，原本就不容分割。
运用科技的视觉艺术，一个明显的议题便是科技带来的艺术品复制性与真实性的问题，一切展演都只是以复制品呈现，要观赏者破除原有的观赏习惯，在传统上的艺术价值包含了独创性、唯一性、与真实性，都将被重新思考。
数字化科技成熟后，讲求光与速度，去物质化的虚拟影像透过媒体四处传播，复制已经不再是模仿、替代真实或是真实的幻觉，数字世界已然成为另外一种真实。因为影像可被转换为数字语言，可被任意操弄，因而影像成为一种信息，于是艺术行为也大大不同于前，艺术家在庞杂的影像信息中，选择、过滤、重新组装，不只是利用技术来解决视觉问题，开发新的视觉经验，更利用新媒体去呈现人们生活中的种种困境，作品意义的产生存在于事件的脉络还有与观赏者的互动中。观赏者从最早的被
动接受，到目前已然成为参与者，甚而是展演内容的提供者。以往视觉艺术的形式，可大分为平面的绘画与立体的雕刻，而影像的领域今后将与前述二者并列为视觉艺术的重要形式之一。未来随着计算机图像处理，多媒体、高画质等新媒体技术的高度发展，传统的录像技术也将面临新的整合。
十九世纪八十年代以后高科技产品发展迅速，计算机、雷射光线、传真机、复印机、卫星传播等。这些尖端科学技术，都成为创造想象和架构的创作工具，这些新的媒介能仿真真实世界，也能创造出幻想境界中的奇景。高科技艺术是十九世纪八十年代以后，兴起于美国的新艺术。它是泛指以运用高科技创造的现代美术作品，诸如计算机艺术、雷射光艺术等作品，在美学领域中带来明显意义，结合了人类智能和科技产生的大量新颖技巧。潜藏在这种深具潜力的新视觉技巧下，有一个更深入的意义：在高科技的辅助下，视野更加瞭阔，并为艺术创作，提供了新的美学向度，跳跃连结代替线性思考，多向度空间取代绘画透视，前所未有互动性功能。
尤其是，自从计算机出现以后，因为可以储存、修改，容易重新绘制及复制，所有有关绘画的行为起了很大的改变。1952年美国的BenF.Laposky利用计算机做出一个抽象的图像，1956年才开始能创作出彩色的电子影像，1960年德国K.Alsleben及W.Fetter发表最早的计算机绘图作品，直至1994年网际网络开始盛行，四、五十年间，人们对于空间的思考模式随之改变，我们离开了复杂而趋向一个快速沟通、大纲式了解的理想。我们不再需要画一堆很复杂辅助线去处理放置一个三维物体于二维平面上的问题，计算机影像帮我们解决了这些问题。因此，艺术家已把兴趣放在如何避免复杂的建构，因为人们想象的空间已经改变，波浪的、拥挤的西方绘画已被纯粹的、无限空间的现代绘画所取代。
计算机对现代艺术造成的冲击及影响之巨，超乎想象。计算机一般被认为是一个空间可视化的简单辅助工具，但它不只是一件工具，一种媒体和材料，更重要的是一种新的美学方向，新的再现可能。多数计算机艺术的创作者，深信虽然计算机本来不是为艺术创作的理由而发明，但它会持续发展出特有的本质，继续为艺术家提供最好的工作伙伴。
通常，计算机比传统铅笔的方式更简单、便宜、快速地生产，计算机让艺术家与音乐创作者更快速的生产，这也就是我为什们称之为“罐头艺术”的原因，然后，计算机也可提供一种艺术替代品更快速的方法，这也是我为什么称其为“麦当劳艺术”。当然，计算机艺术有它的隐忧。虽然计算机为艺术带来发展的新契机，却也有不少令人不安的地方。
第一：由于计算机也是科技的产物，自然有现代和传统的冲突，如何把过去的传统艺术，配合新的计算机媒材，加以融合表现出来，呈现附合时代的新风貌而被接受，是值的深思的问题。因为全世界都是用相同的软件和设备，如果一窝蜂的跟着主流，则艺术创作则会划地自限，而显露大量复制和类似的肤浅平面感，失去艺术的美感和深度。第二：如同前面提到的，工具的方便，却造成个人风格的丧失，并且
失去敏锐度，因为一旦创作者习于依赖计算机的修改功能，创作的动力则渐渐退去，例如：惯用PHOTOSHOP的摄影者很可能因此，不在意拍照的决定性时刻，因为可以透过计算机仿真修改，不怕拍不好，但即使效果逼真，却失去艺术价值了。
关键词：戏剧舞台设计；数字时代；灯光
在戏剧艺术发展的漫漫历史进程中，人们在惊叹于其艺术表现力之余更是对以文学叙事的戏剧艺术司空见惯。直到近代以来，以数字3D虚拟影像技术、CG技术为代表的数字化技术的演变与推进，使戏剧艺术重新得到关注，而作为其重要组成部分的舞台灯光造型元素，更是成为人们关注的焦点。以计算机技术为标志的数字技术的出现，拓展并完善了戏剧舞台设计在传统意义上以镜框式舞台设计为标志的时空观念与纪实主义美学的基础。数字技术时代背景下，灯光作为舞台设计造型元素中重要的组成部分，对戏剧艺术叙事美学进行了多维度的改变与完善，并把戏剧艺术的发展推向一个新的高潮，为他人研究灯光艺术在舞台设计中的影响拓展了一个崭新的视角。
1符号学视角下的舞台设计艺术
从本体论上来讲，舞台设计可以定义为在戏剧演出活动中空间、时间、意义和交往的组织。舞台空间即具有符号与造型的所指，同时兼具审美装饰的美学内涵，并在一定的思想和美学原则支配下对戏剧演出空间按照一定的美学原则进行崭新的结构与组合，既有幻觉的营造又有美学的升华并蕴含有丰富的哲理，是一门综合的艺术形式。戏剧是一种交流活动是“人与人之间思想感情交流的一种方法”。戏剧不仅仅是主体与客体之间的关系更是认识现实的一种方式，认识的中介是形象。灯光作为信源到达信道的媒介被作为观众的信宿所接受。灯光作为舞台进行文化表达的中介，在戏剧中的交流是多层次的、不限于演出者与观众的。舞台灯光不仅可以通过光的元素对观众进行视觉引导，而且通过其冷暖、色调、明暗变化向观众传达出强烈的情感和深刻的内涵，在戏剧艺术的发展中占有十分重要的地位和作用。舞台空间作为一个对演员创造有用的物质空间，同时还作为审美对象的审美空间。任何东西已经放在舞台上就会产生超出该东西感性物质意义从而成为一个记号或符号。
作为现代科技的产物，戏剧舞台美术的设计形态一直随着技术的发展而处于一种不断的动态变化之中。从黑白到彩色、从二维布景绘画到三维影像画面表达，舞台设计在表现艺术、生活的同时更是在仿真手段的技术基础上营造出一种视幻觉的生理与心理真实。传统的舞台置景已经对戏剧的时空观与纪实美学做出了许多尝试。而舞台灯光借助现在虚拟影像技术手段更是焕发出新的生命与活力，进一步提升了戏剧舞台设计的真实美学基础。
感官刺激与视觉消费是当代艺术文化发展的趋势所在。后现代消费性社会的形成为现代舞台灯光技术的应用提供了坚实文化语境。并一定程度上改变了传统戏剧与观众之间的观演关系，给受众客体一种“如临其境”的感觉。
舞台如同生活艺术进行表达和诠释的符号，约翰・迪利符号学观点认为“一切符号都是关系，其中交织着自然与文化，独立于人类思维之物与人类思维所创造之物，进而形成一个经验的世界，并且展现出一个人类既不脱离自然，也不被自然所吸收，而是与之互为依存的整体。[1]可见，舞台设计中的符号具有认知性、普遍性、约束性与独特性的特点，从符号的角度研究灯光将更好地处理视觉、空间、戏剧与交流之间的关系。
2数字化技术背景下的舞台灯光设计
后消费时代背景下的数字技术发展对于艺术领域的推动是不可或缺的，其以崭新的视觉形式与独特的舞台形象、空间塑造魅力带来了舞台设计艺术的革新，颠覆并打破了传统舞台设计中的诸多“哥德巴赫猜想”。数字技术支持下的布景、道具、灯光依据计算机独特的虚拟性可以实现人机的有效合作，可以保证整个舞台设计的灯光、布景、道具、服饰、化妆及效果等各个方面都能够依据剧情发展实现完美结合，进而能够创作出优良的演出环境。
声光电的运用与互动拓展了舞台空间。运用计算机技术合理配置灯光可以产生无可比拟的感情力量。现代科学技术的发展促进了舞台灯光技术和设备的现代化，灯光技术和设备的迅猛发展和在舞台中的广泛应用，使舞台中灯光的形式日新月异。既能通过灯光的基本造型元素对时间、季节环境进行立体化的表现，还可以塑造舞台的空间形象与纵深，影响并左右着舞台前景、中景与近景的可见性。捷克著名的舞台设计家斯沃博达曾说过“视觉与空间的运动不只是舞台装置的特性，更重要的是戏剧的本质，活动性成为组织舞台空间生气勃勃的力量。”[2]可见灯光的重要性，既可以表达时间流逝、创造环境、再现雷电风云、日月星辰等自然现象，还可以代替传统的布景道具表达空间的转换，其还可以利用机械的手段创造活动布景与舞台进行流动的、美的空间表达。《猫》的灯光设计师运用计算机技术合理调配声、光、电，制造出了逼真完美的舞台效果，震撼的视听效果使观众感受到了猫的真实世界。新技术新设备的不断出现与广泛应用更是对舞台设计艺术的发展起到了难以比拟的推动作用。高科技影像设备应用于舞台设计空间，led技术以及全息虚拟影像技术的应用都展现出了超强的功能意味。以舞台和音效为代表的视听特效技术在舞台中的广泛应用更是为其提供照明、塑造人物与场景的技术。并能配合节目内容渲染气氛，以增强节目的感染力，增强舞台的整体视觉效果。计算机技术为舞台设计提供了新的动力和灵感，从根本上影响和改变舞台设计的形式等，其优越性使人们相信计算机技术在将来的舞台设计中将成为绝对的中坚力量。同时，它的优越性使人们了解未来舞台设计发展的多元化，它也为设计者提供了广阔的设计空间去展示和发挥舞台的魅力。
3结语
从真实美学的角度来说，计算机数字技术背景下产生的对戏剧空间假定性的突破为角色表演提供了广阔空间。在传统戏剧舞台艺术中，戏剧表演必须要有一个“真实的场景”才能激发出震撼人心的表演能量。而数字计算机技术对演员的表演则提出了挑战，它打破了传统戏剧的假定性场景，由于数字技术能够制造出现实世界不存在的虚拟事物，当演员和这些虚拟物相搭配演对手戏时，就打破了以体验为基础的现实主义表演美学。
参考文献：
1数字时代背景下对电影摄影与镜头的再思考
《电影艺术词典》对摄影艺术概念的界定为:电影摄影师运用摄影机、镜头、胶片把对象及其动作记录下来的过程。而数字时代背景下摄影的概念被界定为:以计算机数字编码技术代替传统胶卷媒介为载体，通过计算机通信系统控制摄影设备的运动并直接形成计算机图形或者胶片画面图像，并借助于数字合成技术对获得的原始图像进行处理从而形成富有艺术内涵意味的画面图像的过程数字影像技术相对于传统摄影通过曝光控制与色调调节等不断消去非必须部分的减法过程相比，是一种从无到有逐步添加画面元素来完成创作的加法过程。数字影像技术能够捕捉到传统手段难以拍摄到的事物、场景。《地心引力》中运动镜头的创新性使用，给观众带来了鬼魅的视觉效果体验，让人们感受到震撼的近乎完美的电影纪实画面影像效果。随着数字影视技术的发展和完善，电影摄影概念的界定也在不断发生变化，过去由于传统拍摄方式和技术的局限严重束缚了电影创作的发展，如今数字技术迅猛发展，影视工作者可以凭借数字影视技术手段打破传统意义上借助光学镜头客观拍摄的镜头，可以借助计算机数字特效制作手段实现电影画面的制作，某一天，无论是摄影机拍摄还是借助于计算机媒介制作的画面广泛意义上都属于电影画面的范畴。
数字时代背景下，既是看起来连贯的电影镜头也有可能不是同一片段拍摄的。《云水谣》中影片开头交代环境氛围的长镜头在不同场所、空间游荡，通过房屋、门台、窗户最后落在厅堂的拍摄手法，是常规的长镜头方式所无法实现的。在这个过程里就涉及了运动控制系统与计算机信息技术相结合技术，实现了多个独立镜头通过数字化手段实现的无缝链接而使观众看不出任何的处理痕迹。运动控制系统与数字计算机技术相结合并有效利用数字虚拟技术与影视三维特效技术可以有效控制虚拟摄影机来模拟这种运动，在此基础上通过后期合成技术把不同的镜头元素组合剪辑成一个镜头的艺术形态进行呈现。相比传统剪辑手段由于技术的局限而往往造成时空空间统一的完整性遭到破坏来说，运动控制系统大大拓展了电影纪实美学的发展与假定性场域的突破。通过虚拟摄影技术的应用可以实现不通过镜头拍摄而将场面拍摄下来以保证时空的真实性与统一性。数字技术不仅丰富了传统的影视制作手段、也大大延伸了作为主体的创作者的思维空间，引发了关于影视镜头新的阐释与思考。笔者认为数字时代背景下电影镜头的界定有了更深的意义与内涵延伸，无论其借助人为操作的摄影机还是计算机制作出的镜头拍摄都可以成为电影镜头，而不受拍摄时问长短、空间调度是否经过剪切处理影像等。
2高科技语境下运动镜头对时空的拓展
高科技语境下的电影运动镜头相比传统镜头表现出了巨大的新意，其打破了传统长镜头保持时空完整的特性，将不同的时空画面融为一体创造出了以客观形态出现的主观化(虚拟)时空。运动镜头具有多视角、多维度展示银幕虚拟时空形象的能力，《盗梦空间》中，运动镜头将虚幻的梦境与现实时空有机的融合在一起，人为的虚拟时空场景、动画与实物有机结合在一起。创造出了满足观众视觉审美需求的虚拟时空场域。数字时代背景下，传统艺术形式从有韵味的原始艺术形态转向机械的数字特效处理时代，后消费时代人们的消费观念也由专注于艺术本身的观赏性向追求精神娱乐消遣转变。高科技语境下的电影运动镜头重在给观众营造一种震撼心灵的视觉体验，强化创作者与剧情的关系，把观众从剧情中解脱出来而全身心的享受电影视听画面带来的鬼魅效果与刺激快感。这种运动长镜头的使用强调影像与现实的亲近关系，力图通过营造视觉奇观来强调影像的娱乐价值构建。
3高科技语境下影片制作观念的变化
高科技语境下的电影镜头更注重数字特效创造出的鬼魅视听奇效。数字时代的电影制作区别于传统的电影制作方式往往初始于电影的构想，就把数字技术的影响因子考虑进去，打破了流传百年的电影制作工艺流程。影片策划、创作初期就要考虑到运动镜头产生视觉效果的可能性。在此过程中，特技制作公司就必须进行特效效果制作的实践，其所需费用也占据了整个经费预算的较大比重。《泰坦尼克号》中气势磅礴的TD35镜头与《黑客帝国》中绚丽的子弹时问是电影运动镜头特效实践运用的典范，创造出了震撼人心的视觉体验，使影片增添了许多浪漫色彩元素。
4电影真实性与虚拟性空间
摄影的美学特性在于表达真实这是巴赞电影纪实美学的基础;克拉考尔认为当影片记录和揭示物质现实时，它才成为名副其实的影片。纪实主义从电影艺术诞生之初至今统治了其艺术形态基本架构将近百年的时问;另一方面，电影进行纪实表达的过程也是伴随着假定性的设计，银幕上最终呈现的只是主观的现实影像而非客观现实主体的表达。影片相应的编导、表演、摄影摄像、录音、美术等都是经过筛选而出的伪造现实，其本质就具有人为主观处理以符合剧情戏剧性表达的属性。以摄影造型视听语言为例，摄影机的运动、速度变化以及焦距的更换、光影色彩的运用与统一等都存在影视创作者主观意识上处理的痕迹，是艺术家基于客观现实、对现实生活进行艺术化处理与创造的过程。
意大利电影理论家卡努杜在谈到电影影像时强调:电影既是艺术，就不只是现实的翻版。德国美学家明斯特伯格则更进一步地认为:电影不存在于银幕，只存在于观众的头脑里。在数字信息时代之前理论学家就已经认识到了电影艺术本身所具有的假定性属性;如今，数字时代的巨大发展对电影的制作方式产生了革命性的影响，不但大大拓展了电影创作的空间场域，使艺术家的聪明才智得以创造性的发挥，同时也动摇了电影纪实美学的基础。区别于传统胶片摄影拍摄各元素统一不可分离的特性，数字技术可以把组成影像的不同成分进行有效的分离，并根据电影创作需求进行艺术化的后期处理与制作，把这些分别拍摄下来的影像元素有机地，按照一定的美学原则进行加工，形成一个看似天衣无缝实则由多个摄影镜头元素组合而成的电影影像镜头。这种影像虽然是人工合成的，但它在视觉表象上却具有客观世界物质现实的外观。数字技术进入电影艺术的创作中，不但可以创造出符合观众视觉享受的客观真实场景，如史前世界的恐龙家园、星球大战中的太空虚拟景象，甚至可以创造出现实生活中客观存在的场景，并赋予运动镜头虚拟的特性，颠覆了巴赞镜头中的现实主义就是空间的统一，现实主义存在于同一现实空间中的认知。数字技术的语境下，电影实现了实拍真实影像与虚拟设计影像的完美融合与统一，创造出不符合电影纪实本性与物理现实的视觉真实，给观众营造一种不可抗拒的真实感。
电影本质上属于一种交流手段，它可以在视听展现活动与观众所具有的超越电影之外的视觉经验与社会经验之间构筑交流渠道。观众通过多种渠道与方式把电影中呈现的事物与对真实世界的感知和心理体验进行对比，生活习性会促使观众下意识的接受那些生活中相对熟悉的事物，并清晰的理解影片情节的设置进而延伸到对主题思想内涵的理解。电影赋予那些时空中符合观众视听经验的影像以营造出一种真实感以符合观众的视听经验以及影像应有的特征。数字影像技术的实现是基于计算机系统的编码机制，信源到信宿的传递过程既是电影影像转换为光线，结构，音响与运动等因素的动态媒介形态转换过程。《超凡蜘蛛侠》中摄影机运动镜头穿越地板而进行不同空间场域的穿梭，在满足观众实物参照要求与真实心理感觉体验的基础上实现了观众与影片的交流并做出符合其心理真实的反映。尽管这种富有摄影现实主义特色的交流是通过影视特效制作进行展现的，但是其建立的基础是在实实在在的真实感觉信息基础之上，这就引发了电影视觉真实与心理真实的问题。无论是电影人对于视觉真实的营造还是观众对于感觉真实的拓展都是无限延伸的。
5运动镜头对电影发展的推动与拓展