计算机辅助技术(通用8篇)
1、CAD 技术简史
CAD技术起步于50 年代。60年代,随着计算软硬件技术的发展,CAD开始迅速发展。在这个时期,CAD技术的出发点是用传统的三视图来表达零件,以图纸为媒介进行技术交流,这就是二维计算机绘图技术。这种以二维绘图为目标的CAD技术一直持续到70年代末期。以后作为CAD技术的一个分支而相对独立稳定地发展。早期应用较为广泛的是CADAM软件,近十年来占据绘图市场主导地位的是Autodesk公司的AutoCAD软件。目前,中国的CAD用户特别是早期用户中,二维绘图仍占相当大的比重。
2、CAD技术史上的几场革命
自从50年代CAD技术发展以来,到今天的广泛应用,此间经历了几次大的技术性革命,历述如下:
2.1 第一次CAD技术革命--曲面造型系统
60年代出现的三维CAD系统只是简单的线框式系统,它只能表达基本的几何信息,不能有效地表达几何数据间的拓扑关系。由于缺乏形体的表面信息,CAE及CAM均无法实现。
进入70年代,正值飞机和汽车工业蓬勃发展的时期。,此间飞机及汽车制造中遇到的大量的自由曲面问题,在当时只能用多截面视图和特征纬线的方式来进行表达。由于三视图方法表达的不完整性以及工业上的应用的需求的推动,此时法国人提出了贝赛尔算法使得用计算机处理曲线及曲面问题变的可行。同时,法国达索飞机制造公司也基于此算法,在二维绘图系统CADAM的基础上,开发出以表面模型为特点的三维造型系统CATIA。CATIA的出现,标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来,首次实现以计算机完整描述产品零件的主要信息,同时也使得CAM技术的开发有了实现的基础。曲面造型系统CATIA为人类带来了第一次CAD技术革命,改变了以往只能借助油泥模型来近似表达曲面的工作方式。在这个时期,CAD技术价格极其昂贵,软件商品化程度也很低。只有少数几家受到国家财政支持的军火商,在70年代冷战时期才有条件独立开发或依托某厂商发展CAD技术。例如:
* CADAM由美国洛克希德(Lochheed)公司支持
* CALMA--由美国通用电气(GE)公司支持
* CV--由美国波音(Boeing)公司支持
* IDEAS--由美国国家航空及宇航局(NASA)支持
* UG--由美国麦道(MD)公司开发
* CATIA--由法国达索(Dassault)公司支持
这时的CAD技术主要应用于军用工业。同时一些民用主干工业,如汽车巨人也开始开
发一些曲面系统为自己服务,如:
* SURP--大众汽车公司
* PDGS--福特汽车公司
* EUCLID--雷诺汽车公司
另外丰田和通用等汽车公司也开发了自己的CAD系统但由于无军方支持,开发经费及
经验不足,其开发出来的软件商品化程度较军方支持的系统要低,功能覆盖面和软件水平
亦相差较大。
2.2 第二次CAD技术革命--曲面造型技术
80年代初,CAD系统的价格依然令一般企业望而却步。这使得CAD技术无法拥有更广阔的市场。为使自己的产品更有特色,以CV、SDRC、UG为代表的系统开始朝各自的发展方向前进。70年代末到80年代初,由于计算机技术的大跨步前进,CAD、CAM技术也开始有了较大发展。SDRC公司在当时星球大战的背景下,由美国宇航局支持及合作,开发出了许多分析模块,用以降低巨大的太空实验费用,同时在CAD技术方面也进行了许多开拓;UG则着在曲面技术的基础上发展CAM技术,用以满足麦道飞机零部件的加工需求;CV 和CALMV则将主要精力都方在CAD 市场份额的争夺上。
尽管有了表面模型,CAM的问题可以基本解决。但由于表面模型只能表达形体的表面信息,难以准确表达零件的其它特性,如质量、重心、惯性矩等,对CAE十分不利,最大的问题在于分析的前处理特别困难。基于对于CAD/CAE一体化技术发展的探索,SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件--I-DEAS。由于实体造型技术能够精确表达零件的全部属性,在理论上有助于统一CAD、CAE、CAM的模型表达,给设计带来了惊人的方便性。它代表着未来CAD技术的发展方向。基于这样的共识,一时间实体造型技术呼声满天下。可以说,实体造型技术的扑几应普及应用标志着CAD发展史上的第二次技术革命。
实体造型技术带来了算发改进和未来发展的希望的同时,也带来了数据计算量的极度膨胀。因此,在当时的硬件条件下,实体造形的计算及显示速度很慢,在实际应用中作设计显的很勉强。由于以实体模型为基础的CAE本身就属于高层次技术,普及面窄;另外,在算法和系统效率的矛盾面前,许多赞成实体造型技术的公司并没有下大力气去开发它,而是转去开发相对容易的表面造型技术,各公司的技术因此再度分道扬镳,实体造型技术因此没能在整个行业迅速推广。推动此次技术革命的SDRC公司也与幸运之神擦肩而过,失去了一次大发展的机会。在此后的十年里,随着硬件性能的提高,实体造型技术又逐渐为众多CAD系统所采用。在这段技术跌宕起伏的时期,CV公司最先在曲面算发上取得突破,计算速度提高很大。由于CV提出集成各种软件,为企业提供全方解决的思路,并采取了将软件的运行平台向价格较低的小型机转移等有利措施,一举成为CAD领域的领导者,市场份额上升到第一位,兼并了CALMA公司,实力迅速膨胀。
2.3 第三次CAD技术革命--参数化技术
正当CV公司业绩蒸蒸日上以及实体造型技术逐渐普及之时,CAD技术的研究又重大发展。如果说在此之前的造型技术都属于无约束自由造型的话,进入80年代中期,CV公司内部以高级副总裁为首的一批人提出了一种比无约束自由造型更新颖、更好的算法--参数化实体造型方法,这种算法主要有以下特点:基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。
当时的参数化技术还有很多技术难点有待攻克,CV公司内部也就是否投资参数化技术展开激烈争论。由于参数化技术核心算法与以往系统有本质差别,若采用参数化技术,势必要将全部软件重写,投资及工作量将非常惊人。另一点就是,当时技术主要用于航空和汽车工业,参数化技术还不能为这些工业中所需的大量自由曲面提供有效的工具,更何况当时CV软件在市场、上呈供不应求之势。因此,CV公司内部否决了参数化方案。
策划参数化技术的这些人在新是想无法实现的情况下集体离开了CV公司,令成立了一家参数化技术公司(Parametric Technology Corp.PTC),开始研制名为Pro/ENGINEER的参数化软件。早期的Pro/ENGINEER软
件性能很低,只能完成简单的工作,但由于第一次实现了尺寸驱动零件设计修改,使人们看到了它给设计者带来的方便性。
80年代末,计算机技术迅猛发展,硬件成本大幅度下降,CAD技术硬件凭台成本从二十几万元降到几万美元,很多中小企业也开始有能力使用CAD技术。由于它们的设计工作量并不大,零件形状也不复杂,更重要的是他们无钱投资大型高档软件,因此他们把目光投向了中低档的Pro/ENGINEER软件。PTC也正是因为瞄准了这一中档市场,才迎合了众多中小企业在CAD上的需求,一举取得成功。进入90年代,参数化技术变得比较成熟起来,充分体现出其在许多通用件、零部件设计上存在的、简便易行的优势。踌躇满志的PTC也因此先行挤占了低端AutoCAD市场,以致于在几乎所有、CAD公司的营业额都在呈上升趋势的情况下,Autodesk公司的营业额却增长缓慢,市场排名连续下挫。继而,PTC公司又试图进入高端CAD市场,与CATIA、SDRC、CV、UG等群雄在汽车及飞机制造业市场逐鹿。目前,PTC在CAD市场份额排名已名列前茅。可以说,参数化技术的应用主导了CAD发展史上的第三次技术革命。
2.4 第四次CAD技术革命--变量化技术
参数化技术的成功应用,使它几乎成为CAD业界的标准,许多软件厂商纷纷起步赶。但是技术理论上的认可并非意味、着实践上的可行性。由于CATIA、CV、UG、EDCLID都在原来的非参数化模型的基础上开发集成了许多其它应用软件,包括CAM、PIPING和CAE接口等,在CAD方面也做了许多应用模块开发;重新开发一套完全参数化的造型系统将花费很大的人力财力。因此他们采用的参数化系统基本上是在原有模型基础上进行局部、小块的修补。考虑到这种“参数化技术”的不完整性以及需要很长的过渡时期,CV、CATIA、UG在推出自己的参数技术以后,均宣称自己是采用复合建模技术,并强调复合建模技术的优越性。
这种复合建模技术,并非完全基于实体,难以全面应用参数化技术。由于参数化技术和非参数化技术内核有本质不同用参数化技术造型后进入非参数化系统后还要进行内部卷转换,才能被系统接受,而大量的转换极易导致数据丢失或其它不利条件。这养的系统由于在参数化和非参数化两方面都不占优势,系统整体竞争力不高,只能依靠某些实用性模块上的特殊能力来增强竞争力。
SDRC公司在1990前摸索了几年参数化技术后,也面临着同样的抉择:是同样采用逐步修补的方式,继续将其I-DEAS软件参数化下去,还是全部改写。SDRC的开发人员积数年的参数化研究经验,发现参数化技术有许多不足。首先,全尺寸约束的硬性规定干扰和制约着设计者创造力和想象力的发挥;其次,如在设计中关键的拓扑关系发生改变,失去了某些约束特征也会造成系统数据混乱。
基于以上的原因,SDRC的开发人员大胆地提出了一种更为先进的实体造型技术--变量化技术,作为今后的开发方向。SDRC的决策者们同意了该方案,并决定从根本上解决这一问题。从1990年到1993年,SDRC公司投资一亿美元,于1993年推出了全新体系结构的I-DEAS Master Series软件。在早期的大型CAD软件中,这是唯一一家在90年代将软件彻底从写的厂家。
变量化技术既保持了参数化技术的原有优点,同时又克服了它的许多不足之处。它的成功应用,为CAD技术的发展提供了更大得空间和机遇。SDRC几年来业务的快速增长,证明了它走的这条充满风险的研发道路是正确的。截止到去年,SDRC的市场排名已由I-DEAS MS1发布时的第九名,上升至第三位。无疑,变量化技术成就了SDRC,也驱动了CAD发展史上的第四次技术革命。
3、结语
(一) 数据测试
在这一测试方法的使用中, 注册会计师要准备模拟需要的业务数据。注册会计师应采用手工计算程序得出结果, 并将其与采用客户应用程序处理的数据结果进行比较。注册会计师必须保证所测试的程序就是实际数据处理中所使用的程序, 并且保证在控制风险估计水平覆盖的整个期间内使用相同的程序。通常, 必须对一般控制进行了解, 并考虑其对上述保证的影响。若注册会计师已经通过客户允许使用终端登记业务, 则可在具有联机登记功能的系统中使用数据测试方法。例如, 计算机舞弊中最简单、最常用的手法是篡改输入。数据在输入前或输入后被篡改了, 通常表现为:虚构业务数据, 如将假存款单输入银行的系统中, 增加作案者的存款数;修改业务数据;删除业务数据, 如从存货系统中删除某个存货数据, 消除购货业务凭证。通过对数据作非法改动, 导致会计数据的不真实、不可靠、不准确或以此达到某种非法目的, 如转移单位资金到指定的个人账户等。可能的舞弊者包括参与业务处理的人员、数据准备人员、源数据提供人员、能够接触计算机但不参与业务处理的人员。可能的证据包括源文件、业务文件、计算机可读文件、磁盘、磁带、异常报告、错误的运行结果等。
(二) 数据处理测试
在数据测试方法中采用了模拟业务。另一些测试客户应用程序的技术包括使用真实的客户数据以测试处理情况, 使用虚拟数据以测试控制情况。由于这些技术相似, 注册会计师在某个特定的电算化会计应用中可能只采用这些技术中的一种。
二、客户文件的测试
使用注册会计师软件测试客户主文件是一种主要手段。使用最广泛的计算机辅助审计技术是通用审计软件。这一技术包括使用能在计算机可读文件上执行特殊审计任务, 如加总和项目比较的软件包。通用软件可用于许多客户, 以执行几种常见的审计任务, 它比专门为特定客户和任务而设计的程序更有效。然而, 通用审计软件包并非为所有目的而设计, 也不是对所有使用计算机的客户均适用。这意味着使用特定运行系统的一系列硬件通常都设计一个特定的软件包。由于有许多审计软件包而且各不相同, 因此, 此处对这类软件的一般属性予以说明。当通用软件远行时, 需要读取客户文件。这一处理是在复制的客户文件上进行的, 不会改变客户的数据。
(一) 文件格式, 客户文件的格式具有多种形式
通用审计软件的优点之一就是能够对不同格式的文件进行处理。由注册会计师对文件格式加以限定, 以作为输入清单的一部分。有些软件包将数据格式改为标准格式。注册会计师必须确定文件位置、区域及这些数据在文件中的位置。
(二) 数据处理指示
通用审计软件是为执行多种处理任务而设计的。软件包必须为注册会计师提供指示软件包执行特定任务的方法, 可采用多种测试方法。在许多情况下, 注册会计师填写标识码或详细的清单以区分不同的任务。另一个测试方法是由注册会计师写出包含类似于COBOL特殊设计命令语言的简化程序。为使所采用的通用审计软件更有效, 注册会计师必须认真进行计划, 不论是采用手工还是通用审计软件, 具体的审计目标都不改变。在这两种情况下, 首要的重点都是根据财务报表认定来提出具体审计目标。然而, 在使用通用审计软件时, 测试前对目标和标准的确定非常重要。在应用手工程序中, 如在注册会计师从会计记录中选取特定项目时, 可能会发现其他异常项目。当使用通用审计软件时, 除非注册会计师事先规定了具体的选取标形, 否则不能对项目进行选取。
三、使用计算机作为审计工作工具
(一) 电子棋盘对照表
对于注册会计师而言, 有各种各样的应用软件包可以供用。注册会计师可使用电子棋盘对照表或专门为注册会计师设计的软件。电子棋盘对照表是电子存储和控制的工作表, 带有许多行和列, 可在行与列中确定数字间的数学关系。电子棋盘对照表用于为一般的会计或与审计相关的计算生成模板。模板就是特定的组成部分之间关系的模型。
1. 试算表工作底稿。
注册会计师从键盘上输入会计科目及金额以准备一张未经调整的试算表。电子棋盘对照表格在模板的假定、指导、指示的基础上编制主要明细表和财务报表, 并根据所输入的调整分录重新计算结果。
2. 分析程序。
另一个模板可利用输入到试算表中的相同的数据计算账户余额间特定的比率或百分比关系。
3. 复合计算。
若一项计算的各个组成部分及相互关系能够确定, 则模板可用于多种复合计算。例如, 某个模板可在税前收益和相关的纳税申报时间表中一系列项目的基础上计算公司的纳税准备, 包括递延税款和应付税款分析。
(二) 自动生成工作底稿
实际上, 计算机能够自动生成注册会计师的工作底稿。过去, 由于计算机所处理的数据是由手工通过键盘输入的, 因此, 计算机没有能够广泛应用于对客户文件的详细测试。然而, 现在通过调制解调器下载数据及将客户文件脱机转换到磁盘中可以解决这一问题。在审计中所使用的计算机是否有效率, 取决于输入数据时所费的时间、购买或开发软件的能力、注册会计师对计算机使用的熟练程度。通常, 注册会计师的工作底稿文件包括打印出来的最终试算表工作底稿副本、电子棋盘对照表、计算机输出的报告。这些文件及其他工作底稿应该像任何其他工作底稿一样指明编制者和复核者。通常复制在磁盘上的信息或其他计算机可读资料都应保存在文件中。
(三) 专家系统
一些会计师事务所使用专门的计算机软件, 称为专家系统。也称为“人工智能”, 用于设计审计程序以及协助注册会计师分析复合系统的内部控制属性。例如, 在一般控制中使用专家系统内部控制调查表, 当注册会计师进入这类计算机时, 该系统会询问当前所使用的运行系统是什么。然后, 该系统还会询问那些与硬件及运行系统相关的问题。随着每一个问题的回答, 该系统逐渐将问题缩小到特定的计算机环境上。同样, 在审计程序的设计中, 注册会计师应提供特定审计范围方面的信息, 以及该系统所要求的与审计程序相关的信息。使用这一自动化工具有助于为注册会计师在该领域提供大范围的相关信息, 但不能完全用其代替注册会计师的判断。
摘要:计算机在审计中的另一类应用是完成与审计相关的任务, 以替代手工劳动。计算机是现代注册会计师完成审计任务不可缺少的工具, 使用计算机是注册会计师提高工作效率的基本手段。注册会计师可以利用计算机编制计划和审计工作底稿、进行审计分析、查询有关法规条例、分析审计资料等。
以下我就慢慢从它的概念入手,逐步从其地位,优越性以及到未来的发展方向,让大家一步步认识CAI这个新的时代宠儿。
一、计算机辅助教学的广义及狭义含义
教师通过将平时教学所需的信息,编辑成软件预先储存在计算机里,然后在教学现场过程中,教师根据其需要,可以迅速,准确,方便和随意的调用这些信息来为教学服务,从而使计算机成为了一种对教学具有强有力的支持和帮助的工具,这就是广义概念上的计算机教学辅助。
计算机辅助教学它的应用范围比较广大,但是目前在基础教学中主要涉及的有三个大的方面:1、计算机出题目2、计算机考试3、多媒体辅助教学。我们目前主要应用及研究的是第三个方面的内容。即,使用计算机进行处理文字,声音,图像,动画以及一些压缩信号源等信息,并将教学里需要展示的东西以多媒体信息的方式制作成相交式的软件工具储存在计算机中。然后根据教学需要可通过交互式灵活地调用信息以辅助其教学模式,这不仅是目前我们在教育体系中最普遍使用和最具发展价值的基础模式,也是CAI在日常教学中普遍的狭义定义。
二、计算机辅助教学的地位及优越性
1、以多媒体为核心技术的计算机辅助教学手段,能以生动的图画,形象的操作演示,巧妙的结构思想,引领整个课堂进入一个全新的客观带动主观的境界。一旦在实际课堂上应用它时,它的优越性和生命力就会完全迸发出来,其优势不可替代。
2、计算机辅助教学,除了能体现出传统教学无法表现出的生动效果之外,还能够增多课堂的容量,提高学生对于新知识的感知速度,加深对知识的理解与应用。源于计算机辅助教学的直观教学效果,教师讲解时能够比原先更清晰直观,更具吸引力,同时使新旧知识的联系更为紧密和不可分,从而使学生的消化和接收更为迅速。
3、计算机辅助教学还能够让学生和教师自由的调整和控制学习进程。由于计算机具有很强的交互性,其信息传递和反馈速度很快,可以及时的在教与学之间作出反应和转换,这样一来教师对不同学生的学习状况都能够充分把握,甚至于对于每一个学生的不同掌握程度都能够及时的测试,并进行单独指导。
4、计算机辅助教学因其本身以计算机技术作为工具和载体,具有极强的传播性,它能够反复多次的被使用,可以轻易的被进行修改更新和移植,能让更多的教与学得到实现和启发。同时,由于计算机本身具有信息储量大,读写方便的特征。CAI不但可储存海量的信息数据,还可以随时调用各个时期,各个阶段,各个个体的数据资料,这确实是数据信息收集和传播使用方式的一次大变革。它的功能还对于其对教育信息化工程的发展和普及,功不可没。
三、计算机辅助教学的发展现状与前进方向
1、计算机辅助教学模式的转变来自于我国信息技术的大力发展。
一是由原本的个别化教育模式向课堂化演示教学模式转变,在我国刚引入CAI的概念以及发展初期,所用的硬件都是单机形式,以教师为指导中心,教师和学生之间的沟通还是较少。但之后随着90年底初期多媒体技术的日趋发展成熟和投入教学领域的设备不断更新,使得教与学有机的结合和更多的得到沟通,教师和学生在课堂上实现了交互式的联系,双赢的结果就是教与学的效率大大提高。
二是由原本的课堂演示模式向多媒体网络教学模式转变。进入90年代后期,网络通讯无比发展的时代,学生已经可以突破地域以及时间上的限制,进行互助互教,小组学习讨论等多种合作性远程型的学习。教师也可以通过网络,随时检查学生的学习进度和情况,解答学生的疑难问题,布置作业。在局域网或者internet上都能做到,使资源的共享性大大提高,让教学成为一种开放式的没有距离的沟通。
2、计算机辅助教学模式的进步得益于学习理论的不断进步。CAI是以学习理论為指导而编制的,理论基础的区别,也决定了CAI模式的区别。我国教育领域的学习理论经历了从行为主义,认知主义到建构主义的发展脉络,从而引起了计算机辅助教学模式从“操作与练习型”“问题解决型”一直到协作随机通达型的转变过程。
3、教学模式的多元化发展,也一直引起CAI发展的多元化进程。不同的教学模式需要有不同的教育软件来加以支持,不过每个课件本身都具有特定的教学目标,固定的教学模式以及完整的教学内容,这就决定了在每个教学活动的进行过程中具有一定的局限性。不能完全与之灵活多变的教学模式相适应。所以《电化教育研究》一书从从1997年起陆续连载了黎加厚老师的《从课件到积件,我国学校课堂教学计算机辅助教学的新发展》,为CAI可以适应不同教学模式不同教学环境下的发展提供了很合理的建议和设想。今后在课件,积件等方面的多元化必将成为CAI发展多元化的趋势。
4、计算机辅助教学在今后的发展方向。目前我们国家已经认识到计算机辅助教学在教学活动领域中的重要突出作用,在教育者培训机制上都应采取积极主动的态度来,对于CAI软件的开发和应用方面也应该给予充分的重视。定位CAI软件的研发和应用的本质就是为了改革教学,提高学生质量,而不在于形式上的使用,要把研发、应用和教师活动培训以及的结合在一起,使研究和应用相辅相成,互动相连,才是CAI的正确发展之路。
总之,计算机辅助教学作为现代教学中一颗蓬勃向上的新星,是我们教育工作者不断努力为之共同进发的朋友,它的进步和长足发展,是教育革命不断向前发展,为我中华民族下一代教育水平和人才素质水平提高的保证。让我们拥抱这个灿烂的世纪,欢迎CAI的更美光辉。
改革开放,对人才的素质的要求越来越高,它促使教学体制、教学方法进行改革。从实施素质教育入手,提高教学质量。树立现代的教育观念,运用现代的教育技术是开展现代教学改革的重要方面。多媒体计算机集文字(TEXT)、图形(GRAPHICS)、图像(IMAGE)、动画(MOVIE)、声音(SOUND)、视频(VIDEO)等功能于一体,表达的信息量大,具有图、文、音、像并茂的优点。在教学过程中运用计算机辅助教学,可使形、声、色浑然一体,创设生动、形象、具有强烈感染力的情境,调动学生学习的积极性,使学生更好地掌握知识,从而提高教学的效果。下面就此谈谈我的一些粗浅的体会。
一、运用多媒体计算机辅助教学,激发学生学习数学的兴趣。
心理学认为,兴趣是积极探索某种事物的认识倾向,它是学生学习的动力源,是智能和心理发展的催化剂。学生一旦对学习发生强烈的兴趣,就会激发内在的学习愿望和学习动机,就会聚精会神,努力追源,并感到乐在其中。多媒体计算机通过定格、慢放、加速、重复、图像的变化、色彩以及声音配合等效果,充分发挥其直观、形象、新奇、促思等优势,引起学生的好奇心,激发学生求知欲,活跃学生的思维。例如在“分数的基本性质”一课中,一上课老师就说:“同学们,今天我给大家讲一个故事”,一边说一边简单地操作鼠标,与计算机连接的电视机显示器上出现了画面,学生一下子被屏幕上的有趣的画面吸引了,随着萤屏的演示,老师继续讲故事:猴山上的小猴子最喜欢吃猴王做的那些又香又甜的大饼,一天猴王做的大饼刚出炉,它的三个孩子吵着说 “我要吃饼,我要吃饼
。”于是猴王把三块大饼分给三只小猴子吃,它先把第一块饼平均切成四块分给老一一块,老二嫌小吵着说“一块太少了,我要两块”,猴王便把第二块饼平均切成八块分给老二两块;老三更贪了吵着说
“两块太少了,我要三块”,于是猴王把第三块饼平均切成十二块分给老三三块。同学们,你知道哪只猴子分到的饼多吗?因为有形象的故事情节,有多媒体计算机生动有趣的图象动态显示,使抽象的数学概念形象化,激发学生以极大兴趣投入学习。
又如在教学“面积和面积单位”时,运用计算机的画画板辅助教学,帮助学生进一步理解面积的意义。教师在屏幕上画出下面图形:
让学生选择喜欢的颜色给图形涂色,学生们十分感兴趣地挑选喜欢的颜色给图形涂色,每涂一个,老师就让学生回答这个图形的面积是什么?当涂到第五个图形时,颜料一下子都跑到外面充满整个莹屏,学生被愣住了,为什么呢?这时教师抓紧时机问:“这个图形的面积又是什么呢?”学生们惊喜地发现:这个图形不是封闭图形,它没有面积。这种无声的、动态的形象显示,不仅一下子激发孩子们的好奇心,引起他们对学习新知识的高度兴奋,并且在教师有声的语言引导下进入学习过程,达到启迪思维,激发兴趣的目的。
二、运用多媒体计算机辅助教学有利于学生掌握重点,突破难点。
电化教学的核心是要提高教学质量。教学过程中,只有当学生掌握知识的重点,突破难点的情况下,才能谈得上提高教学质量。利用多媒体计算机突破教学过程中的重点、难点是很好的教学手段。
例如在教学“相遇问题”应用题时,运用软件直观演示辅助教学,创设情境,帮助学生较深刻地理解题目中数量间的关系。教师简单地操作鼠标,屏幕上首先出现了一条铁轨,上面有一辆火车从左往右地行驶,一会儿,另一辆火车也从右往左地驶过来,两列火车在逼真的火车运行时发出的声音中相对开出,直到相遇。这时屏幕上出示了一道应用题:“甲乙两列火车从两地相对行驶,甲车每小时行驶75千米,乙车每小时行驶69千米。甲车开出后1小时乙车才开出,再过2小时两车相遇。两地间的铁路长多少千米?”教师再操作鼠标,屏幕上出示了线段图,在线段图上分别标出了每小时火车所行的路程。这样难点在火车形象运行的动态演示和直观的线段图中得以解决,它比老师的任何解释都具有说服力,增强了感观上的剌激。演示一结束,学生们很快就列出正确的算式解答。因此,利用多媒体计算机辅助教学可以使学生清楚地掌握概念,获得正确的结论,并尝到成功的喜悦,强化了学习的兴趣。
三、运用多媒体计算机辅助教学有利于学生思维的发展。
小学生的认识特点是从形象思维为主向抽象思维为主过渡,要使学生理解抽象的数学概念,就必须为学生提供必要的感性材料,使之借助事物的具体形象或表象进行思维,从而逐步理解和掌握知识。而多媒体计算机通过模拟演示,突出实际操作过程,让学生进行观察、比较、分析、综合、抽象和概括,通过引导学生经历获取知识的思维过程,达到培养智能,启迪思维的目的。
例如在“圆柱的认识”教学中,利用软件演示,帮助学生学习圆柱的形成和侧面面积的计算:
①教师操作鼠标,屏幕上出示几个圆柱的实物图;再操作鼠标,圆柱实物图背景消去,剩下闪烁的圆柱立体图,学生从圆柱实物图抽象出圆柱的立体图,初步认识了圆柱。
②操作鼠标,屏幕上出现一个长方形,然后这个长方形绕着它的一条边旋转一周,形成一个圆柱体,让学生掌握圆柱的形成过程和认识圆柱的底和高。
③操作鼠标,圆柱的底面随着闪烁慢慢地从上往下移,让学生认识圆柱不但两个底面的面积相等,而且从上到下的粗细一样,也就是说每个横截面的面积都相等。
④待学生掌握了圆柱的特征后,老师引导学生观察、讨论:把圆柱的侧面展开会是什么图形呢?让学生展开思维,各抒已见,自由发挥;有的认为圆柱侧面展开是长方形,有的认为是平行四边形,有的认为是正方形。到底哪个答案对呢?老师不急着表态,而是操作鼠标,让学生观察屏幕上的演示:把圆柱的侧面竖着剪开,打开后得到一个长方形。
⑤操作比较:如果把侧面斜着剪能否得到一个长方形?斜着剪得到一个什么样的图形?
⑥思考:这个长方形(或平行四边形)的长(底)和宽(高)与圆柱的什么有关呢?在什么条件下展开后的圆柱体的侧面是个正方形?这时又怎样计算圆柱的侧面面积?学生通过计算机的形象演示、教师提出的问题,结合自己的操作过程和观察比较过程,能有条有理地讲述圆柱侧面面积怎样推导出来。学生通过充分的动眼、动手、动脑、动口,不但弄清楚知识之间的来龙去脉,也活跃和发展了学生的思维。
四、借助多媒体计算机辅助教学,增加课堂密度,强化学习动机。
课堂教学的时间是十分有限的,学生的注意力的集中亦有其规律。借助多媒体计算机信息量大的特点,在教学中精心设计形式多样的练习,进行人机对话,计算机对学生的答案即时作出反应,对的会出示一个小孩子哈哈笑的声音,或会发出掌声、动听的音乐声和以示表扬的说话;做错时,那小孩子会难过得流泪,或发出沉沉的声音表示再动脑筋,重做一次;及时的反馈,使学生很快知道学习结果,满足其求知欲望。这样,不但能增加课堂密度,缩短反馈时间,而且能吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,强化学习动机。
一、全面提升教师与学生的计算机水平
1、对相应软、硬件的不熟悉使得教学效果不理想
在当前多媒体教学几乎已经被绝大多数学校所普及运用,但是一些教师因为对设备的不熟悉使得其在使用的过程中频频出现错误甚至最终耽误课堂进度的现象也并不是没有发生的。社会在发展,技术在进步,因此教师们也就应该不断的加强自身的学习来更好的适应社会的需求,而学生们同时也应该学会理解和接受一些全新的教学工具和教学方法,网络技术也在其中,所以加强对相应设备和技术在辅助教学中的使用就是对教师以及学生的一种锻炼和提升。甚至当前一些年纪较大的老师连网都不上,而教学方式和备课也只有那几种,换了一届又一届的学生,总是以相同的教学方案来应对无疑是非常不妥当的。因此,在面对不断发展的社会,作为老师就一定也要跟着社会的节奏进行成长,而学生也同样要不断的适应更为先进的教学方式,这样才能得到更为快速的学习和成长。
2、在教授知识的同时也提升教师及学生的计算机技术
在一些老师以及学生对相应计算机网络技术不够了解的基础下,运用相应的技术进行教学就是对老师和学生计算机基础能力的提升。比如实时的进行同类型题目的检索和讲解,运用网络上海量的资源让学生们对相应的知识点也能够更加深刻的学习和认识。这样老师的授课不仅能够更加多元化,以增加课堂互动的方式改善师生课堂关系,从而提升学生们的自主学习性,还能让课程知识的讲解在网络这样一个巨大的知识平台下变得更加完善而通俗易懂。还有QQ群、微信群等网络社交软件的使用,这样即便学生们在课后遇到了学习中的难点需要知道也同样可以通过这类的软件求助老师,而老师们也可以运用自身在课外的一些空余时间进行相应的解答。这样在提升了学生们成绩的同时也让相应的网络技术进入到各自的生活,对这些技术和知识有了一定的了解和实践运用在学生今后的发展中一定是会产生很大作用的。
二、创造形象直观的环境并方便教学
1、网络技术的运用让教学环境更为形象直观
在网络的平台中有海量的资源,在老师进行过相应的梳理和筛选之后,呈现给学生们的,往往是更加经典而值得学习的内容。同时在网络技术的帮助之下也能让整个课堂的教学环境更加形象直观。比方说在进行写景文章的学习时,通过网络下载一些和文章描写类似的风景图或者视频短片,在具象化的教学之下,一定能够帮助学生们更好的理解相应的描写语句以及作者的写作状态,同时更好的`推进课堂的教学进程。还有在进行一些实验性的题目讲解时,完全可以在网上搜索一些成功是实验视频,下载下来作为案例教学。这样比对着书本空洞的实验步骤要更为直观而简洁一些。总而言之网络技术在结合计算机进行辅助教学就是为了能够让学生们获得更为丰富的辅助知识,从而帮助其对相应学习内容进行更为深入的理解。最终通过计算机进行模拟的具象化数据无疑是比书本上的抽象形容要更容易被学生们所接受的了。
2、远程视频教学让教学方式更加多元化且便捷
而远程视频教学的发展也让计算机辅助教学真正得到了质的飞跃。以往的传统教学需要老师站在讲台上,学生们坐在台下听讲,那么老师以及学生的同时到场无疑就成为了必要因素,可实际上因为一些物理地域的现在这样的条件往往在一定时间内难以良好达成,远程视频教学通过多人连入的会议模式就会在物理地域上极大放松了要求,只要在有网络的地方,学生就可以进行听课。比方说在夜间,人们出行不便,那么传统教学所需要的师生同时到达统一地点的条件就难以得到良好的满足,而运用远程视频教学也就真正良好的对相应教学进行了非常有效的辅助,在极大程度上对教师和学生带来了便利,同时教学效果也同样能够得到相应的保证。从而让很多人因此能够拥有更多学习的机会,在自身其他空闲的时间也能够通过网络的方式进行相应知识的学习。
结束语
计算机技术在当前人们的生活中已经运用的非常普及,同时网络作为计算机技术的衍生物也已经几乎遍及到生活的每一个角落。因此不论今后从事任何行业的工作,基本的计算机基础以及网络基本知识的掌握还是必不可少的。然而在当前的教育体系之下,过多的重视卷面分数,往往就会在一定程度上忽视对计算机能力的提升,这对学生今后的发展是非常不利的。所以良好的使用相应的网络技术在计算机辅助教学中就能在提升成绩的同时加强计算机的时间训练,有助于学生和教师的综合能力成长。
参考文献:
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[2]俞蓉蓉.计算机辅助技术在自闭症儿童教育干预中的应用进展[J].中国特殊教育,2015,09:33-40.
1.教学软件又称为。
A.课件 B.多媒体 C.操作系统 D.应用软件 2.建构主义学习理论强调认知主体是。A.教师 B.学习者 C.教务 D.辅导员 3.继课件之后的第二代教学软件称为。
A积件 B.课件 C.网络课件 D.智能型课件
4.能利用计算机来模拟某种真实的实验现象,自然现象或社会现象的课件是。A.游戏型 B.个别辅导型 C.操练与练习型 D.模拟型
5.把课件分为框面型,生成型,数据库型和智能型是按课件的以下哪种类型分的。A.结构类型
B.模拟类型
C.游戏类型
D.学生特点 6.能对用户的操作做出响应的是。
A.计算图标 B.显示图标 C.擦除图标 D.响应图标
7.Authorware中用于显示文字,图形,静态画像,也是用来显示变量,函数值的即时变化的是。
A.移动图标
B.显示图标
C.计算图标
D.交互图标
8.Authorware的多媒体功能可使用以下哪个图标播放电影。A.移动图标 B.显示图标 C.数字化影像图标 D.交互图标
9.背景和文字叠在一起,若只希望显示文字不显示背景则选用。A.数字化影像图标 B.视频图标 C.擦除图标 D.声音图标 10.Flash存储动画的格式是。
A.swf B.bmp C.png D.tif 11.决定了各个场景的切换以及演员出场,表演的时间顺序的称为。
A.关键帧 B.时间线 C.控制面板 D.舞台
12.设计者可以通过这三种视图方式对网页进行浏览,默认方式为。
A.预览视图方式 B.普通视图方式 C.HTML视图方式 D.报表视图 13.万维网的简称为。
A. 16.在总体设计的基础上进行的详细设计是。
A.单元设计
B.总体设计
C.交互设计
D.媒体设计 17.智能计算机辅助教学的英文简写是。
A.CAI B.ICAI C.CIA D.NCAI 18.智能计算机辅助教学系统由的组成部分有专家系统,学生的认知模型和。
A.知识库 B.元知识 C.陈述性知识 D.过程性知识
19.教师与学生不在一地,但具有交互性的教学方式是。
A.智能教学 B.多媒体教学 C.远程教学 D.讲授教学
20.在智能计算机辅助教学系统中,根据学生的认知情况和知识库的内容,做出智能化的教学决策的是。
A元知识
B知识库
C学生认知模型
D专家系统 21.CMI是指。
A.计算机辅助教学 B.计算机管理教学 C.计算机辅助教育 D.计算机辅助设计 22.建构主义学习理论强调认知主体是。A.教师 B.学习者 C.教务 D.辅导员 23.积件的结构中 用于存储教学资源。
A积件组合平台 B.积件库 C.课件 D.以上都可以 24.以向学生传授新知识为目标的课件是。A.游戏型 B.个别辅导型 C.操练与练习型 D.模拟型 25.课件系统的附属文字资料是。
A.课件管理文档 B.课件开发文档 C.课件用户文档 D.课件需求文档 26.格式是波形文件的一种存储格式。A.wav B.MIDI C.MP3 D.RM 27.Authorware中可以建立条件分支结构的图标是。
A.计算图标 B.判断图标 C.数字化影像图标 D.显示图标 28.Authorware的中 图标用于存放其程序代码。A.移动图标 B.显示图标 C.计算图标 D.交互图标 29.为实现超媒体链接可采用。
A.群组图标
B.计算图标
C.导航图标
D.交互图标 30.Flash存储动画的格式是。
A.swf B.bmp C.png D.tif 31.Flash中绘制和编辑图形与电影画面的长形区域称为。
A.时间线
B.舞台
C.控制面板
D.工具箱 32.以下不属于网络课程特点的是。
A.时空性 B.操作性 C.共享性 D.交互性
33.覆盖范围很大,跨越城市,国家以及遍布全球的网络系统称为。A.局域网 B.城域网 C.广域网 D.千兆网 34.可以验证课件的教育价值和软件质量。
A.课件开发 B.可行性分析 C.课件设计 D.课件评价 35.下面属于文本编辑的软件是。
A.画笔 B.Word C.Flash D.PhotoShop 36.用文字构想出的一个虚拟的教学场景称为。
A.文字脚本 B.制作脚本 C.框架设计 D.教师模型设计 37.智能计算机辅助教学的英文简写是。
A.CAI B.ICAI C.CIA D.NCAI 38.Telnet是一种基于________的终端仿真协议。
A.FTP B.TCP/IP C.BBS D.WWW 39.网络教学软件主要由学生界面, 和管理员界面组成.A.教学界面 B.系统界面 C.教师界面 D.网络界面 40.智能导师系统的英文缩写是。
A.CAI B.CBE C.ITS D.TCP
二、填空题
1.一个网络计算机辅助教学系统主要由三个组成部分,分别是、和。2.Powerpoint是 课件写作工具 3.计算机辅助教育简称。4.超文本标记语言简称。
5.文字媒体是课件中不可缺少的,课件中的文字可以来源于直接接入、和。
6.课件开发环境包括 , 和其他环境 7.多媒体课件必须注重
性、性、性和技术性。8.数字图像可以分为以下两种形式: 和矢量图
9.结构设计是网络课程设计的重要工作,它包括功能设计和。10.超文本标记语言简称。11.动画素材分为 动画和
动画两种。
12.课件中人机交互的常用方式是:
、等。
三、概念题 1.教学过程: 2.教学单元设计: 3.积件:
4.计算机辅助教学(CAI): 5.网络课程: 6.远程教学: 7.舞台:
8.网络计算机辅助教学(NCAI): 9.游戏型课件:
四、简答题
1. 阐述什么是计算机辅助教学模式,并列举几个常见的模式。2.简述网络课程的特点。3.简述单元设计包括的内容。4.简述课件设计的基本要求
5.按课件的教学类型,课件可分为哪些类? 6.简述课件的评价过程。7.简述CAI系统的组成。
8.简述课件开发的一般流程。
9.什么是流体媒体文件?其特点是什么? 10.简述目前常用的课件制作工具的分类。11.简述网络课程设计原则。12.简述课件评价的分类。
五、论述题
1.论述计算机辅助教学的特点 2.试述课件设计中应遵循的原则 3.论述多媒体课件开发步骤。
草图是符号系统的一种特殊形式,具有语义、语法和模糊的特征,能满足设计人员纵向和横向的思维活动。通过手绘草图,设计师可以定义图形的大致轮廓形状(以草图形式表达的拓扑结构),将手绘图形的信息转换为几何特征,将图形的线型、线宽及其他信息转换为属性特征,对一个具体的图形对象进行定义。
国际上对草图技术方面进行了大量研究,也开发了不少原型系统,如UCBerkeley大学基于SATIN自由笔迹应用开发工具包,开发了DENIM和SketchySPICE两个应用实例。DENIM是个网站设计工具,支持概念设计阶段的信息处理,允许设计者快速勾画网页,并支持手势设计和笔划处理;SketchSPICE系统是一个简单的电路设计工具,用户可以勾画与或非门电路及其连接情况,其中加入了特定的识别特征和领域知识。但目前这些系统大多集中于构思结果的表达上,而且对形状构思过程的辅助支持力度不够。国内对草图技术的研究基本上停留在探索阶段,国内外陶瓷产品设计的软件种类不少,但是草图技术在这一方面的应用还是空白。在此所提的陶瓷产品设计智能草图技术就是试图将纸上徒手草绘和CAD技术的各自优势集成起来,提供一个智能化的草图平台,在纸上草图和计算机支持的设计技术之间架起一道桥梁。
2 相关研究
智能草图技术是基于对设计思维、草图行为及其特点的研究,纸上草绘和计算机支持的设计技术各自有自己的优势和不足,如果能够将优势融合到一起,将是一件十分有意义的工作。尤其是现在面向后期详细设计阶段的CAD技术已经发展日益完善,开发实现计算机对草图的支持,可以保证计算机对整个设计过程的支持和辅助,将整个设计过程一致地统一起来。而且,计算机本身的优异特性必将提高早期设计阶段的效率和设计水平,特别是通过智能创新技术可以提升草图设计的创新性能。对草图行为深入的理解是实现智能草图技术的关键。草图行为和设计思维密切相关,草图行为是人类内在思维的外化或者具体化,是可视化形象或者设计师感知能力的必要延伸。根据计算机本身的特点,对于计算机支持的智能草图技术,大致可以从4个方面来考虑:即智能草图中的自然交互行为、草图表达与自由手绘草图输入、设计意图捕捉与草图识别,以及基于草图的几何建模。图1给出了计算机支持的手绘陶瓷图案草图技术体系框架。
3 系统功能和基本构思
在陶瓷产品设计的初期,设计者的需求往往是模糊的,对自己的设计可能还仅仅停留在风格上的简单描述。设计者一般会根据自己的经验或者根据客户的要求,从自己的案例库中提取一个或几个方案,然后由客户选择并与设计师共同修改设计来完成。这种情况下用户的需求往往与设计师已有的方案有一定的冲突,并不满意现有方案或方案的一部分,还希望看到设计师更多的方案,同时也希望自己能全程参与设计或是发表意见。面对设计过程中客户的这些要求,设计师希望能够快速作出反馈,及时将需求迅速转换为切实可行的草图方案,并根据客户的意见即时进行修改。
针对这些需求,提出通过计算机辅助草图来获取设计师的意图,实现设计过程。所谓草图是指对初步方案的大致描绘,是设计师表达设计思维的一种交互界面,它更注重的是设计构思的表述,而对于尺寸不要求较高的精确度。如在设计的最初阶段,设计师往往采用简单的线条快速地勾画出心目中粗略成型的草图方案。通过简单草图的勾绘,一方面可以即时记录设计师的灵感,同时又可以向客户提供更快更多的设计方案,从而避免了设计师花费大量时间、精力完成的精细方案而又未被客户接受这种情况的发生。这时草图就起到了沟通设计师与客户之间桥梁的作用。
现在的设计者大都已经适应了二维草图设计,但平面设计毕竟不是设计的最终结果,客户希望看到的是陶瓷设计方案的三维效果图。因此本系统的设计功能重点在于一旦二维草图方案得到设计师和客户的认可后,如何转换为三维效果图。设计师在积累了大量的经验和成功案例后,常常采取在以往案例(包括其他设计师的经验)的重新组合、修改的基础上完成新方案,因此这时设计的重点是选用何种风格类型的陶瓷部件进行布局,以及如何进行图案设计。为适应设计师的设计习惯,系统将陶瓷产品细分为日用陶瓷、卫浴陶瓷和建筑陶瓷等几类,并将它们的部件三维模型分门别类输入图库,如图2所示。
4 陶瓷草图设计系统构建
基于草图的计算机辅助陶瓷设计系统,以VC++6.0为开发工具,采用ThinkDesign分门别类建立三维模型库,包括日用陶瓷、建筑陶瓷和卫浴陶瓷素材库。通过对现有的陶瓷企业中陶瓷产品的设计流程和生产工艺流程的详细研究,对陶瓷产品的设计流程进行深入分析和分解,挖掘出陶瓷三维CAD系统中需要人机交互的步骤,以及需要由系统自动完成才能更好地提升企业设计产品效率的关键步骤;在对设计流程分解的基础上对要建模的陶瓷产品进行分类,并对复杂的产品完成部件分解。陶瓷产品的分解部件不同于机械行业等其他行业的产品零部件,陶瓷产品的部件分解主要是在设计过程中的部件分解,而最后的产品一般情况下是一个不分割的整体。譬如,在设计过程中,对于日用陶瓷产品中较为复杂的产品“壶”,将其部件分解为壶体、壶把、壶嘴、壶盖和盖钮,有提梁的壶,还有个提耳部件。然后建立各类部件的三维模型素材库,茶壶三维模型素材库如图3所示。
在引入产品的部件素材库后,一个陶瓷产品的设计步骤和设计流程必将发生革命性的变化,现有的企业也不需要在各个不同的软件系统间将产品的模型倒来倒去造成细节丢失;而且重新设计的产品设计流程也将指导后续的研究过程,帮助完成监督、半监督以及无人监督的设计步骤的选择和实现。例如,要实现一个茶壶的设计,可以根据需要在素材库中选择所想要的各个部件,然后把它们组装在一起,再根据客户的需求对各个部件进行局部拉伸造型,设置参数,最后进行装饰。
该系统依托ThinkDesign在曲面处理和固体造型的先进技术和内核,利用ThinkDesign在固体造型处理上的顶级技术GSM,开发简单易用的陶瓷产品异型构造功能,通过建立分类的陶瓷产品部件模型三维素材库帮助产品设计人员快速设计出新产品。
通过这种方法可能产生多个三维模型方案,这是因为从二维图元到陶瓷产品部件素材库中的三维模型是一个一对多的映射;而不同部件的组合则是多对多的映射。多个方案给设计师尤其是需求还不是很清楚的客户提供了更大的选择余地,因此在该设计过程中,客户不仅可以发表意见,甚至可以亲身体验参与方案的选择设计活动。
5 结语
基于草图的陶瓷概念设计技术可以帮助设计师在概念设计阶段充分利用已有的经验和知识,在较短的时间提出高质量的设计方案。同时从系统的三维模型素材库中调出的陶瓷产品部件可以组合出大量的方案,增加了设计师与用户选择的余地。
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关键词:计算机辅助技术;美术领域;成功应用
1 计算机辅助技术概述
计算机辅助技术(Computer Aided Technologies)是采用计算机作为工具,将计算机应用于产品的设计、制造和测试等过程的技术。辅助人们在特定应用领域内完成任务的理论、方法和技术。它包括了诸如计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教学(CAI)等各个领域。
2 计算机图形图像技术的发展历程
1952年,美国的Ben ?Laposke利用模拟计算机制作出世界上最早的数码图形《电子抽象画》预示着数字艺术时代的到来。早期的计算机美术作品主要是由科学家和工程师在工作中偶然获得的,大多数作品是平面的几何图形。代表作品有1963年Kenneth Know Iton的打印机作品《裸体》和1967年日本GTG小组的《回到方块》。1963年,美国《计算机与自动化》杂志社举办一次年度“计算机美术比赛”。又把计算机图形技术在美术领域的应用向前推进了一步。1968年英国伦敦举办第一次世界计算机美术大展“控制论珍宝”标志着计算机图形技术进入世界性研究与应用阶段,计算机与计算机图形技术逐渐走向成熟,大学也开始设置相关的研究课题,CAD应用系统和三维造型系统出现并逐渐得到完善。从1984年至今,以微型计算机和工作站为开发平台的个人计算机图形系统逐渐走向成熟,这一时期有大批商业美术应用软件问市。以苹果公司的MAC 机和图形化系统软件为代表的桌面创意系统被广泛接受,CAD成为美术设计领域的重要组成部分。
20世纪70年代末计算机图形图像处理技术传入中国后,最开始是在国内各大高等院校开展研究,并迅速扩大到全国,计算机美术设计的发展给中国美术界带来了巨大的影响,艺术家用惯了画笔的双手拿起了形状上和使用方式上都完全不同的鼠标,进行绘画创作,对于多年养成的习惯很难在短时间内接受这一新鲜事物。80年代末,三维动画软件传入我国,并利用三维动画软件制作了第11届亚洲运动会电视节目的片头。从此计算机三维动画技术被广泛应用在电视栏目包装和影视广告制作中。90年代,随着个人计算机硬件技术的不断提高和Windows操作视窗以及大量应用软件的出现,计算机辅助美术设计广泛应用在平面的或立体的视觉艺术设计中。近几年,随着计算机软件技术的迅速发展,计算机辅助技术与美术结合得更加紧密,并深刻地影响着未来美术发展的方向。
计算机美术是一门计算机科学和艺术相结合的学科,是随着电子计算机技术日新月异的发展产生的,它要求创作者既要懂的美学原理又要懂计算机操作规程。它把计算机作为创作工具,按照美学原理,以图像和图形的形式进行信息交流和升华,有着自身的特点,创造了新的艺术形式。它的成果使人们得到美的享受,也为人类社会创造了新的文化形式。计算机美术又是一门新兴的边缘学科,它很好地将计算机技术与传统美术创作融为一体。根据创作的目的和功能不同,计算机美术也可分为应用美术与欣赏性美术。从作品上来看,与之相对应的也是纯绘画作品和实用美术作品两种。所谓纯绘画作品,也叫欣赏性美术作品,是指满足欣赏和娱乐等精神需求,以审美为目的的艺术,给欣赏者带来美的享受和艺术的体验。它包括类似传统油画、水彩、版画、国画等艺术形式,也出现了具有交互性、多媒体的新的艺术形式;所谓应用美术设计,就是以实用为目的的,实用与审美相结合的美术设计作品。包括建筑设计、平面设计、工业产品造型设计、服装设计、企业形象设计、广告设计、书籍装帧设计、动画设计、影视特效、游戏开发、虚拟现实等等。是计算机技术与美术设计相结合产生的广泛应用于今天的电脑艺术设计。其实,这种划分也是相对的,纯绘画并不排斥功利的目的,应用美术设计也追求审美的目的,只是侧重不同而已。[1]
3 计算机辅助技术在绘画中的成功应用
技术永远是艺术创新的催化剂。文艺复兴时期,艺术家使用投影装置进行画稿放大创作油画;19世纪,色彩理论和光学技术的进步,照相机的出现,促使了印象主义画派的诞生;20世纪初期,德国化工厂里生产出的新颜料,让现代派绘画狂热和充满想象力;今天,计算机技术迅速发展,公文包一般大小的笔记本电脑的运算能力却是以往大型计算机的上百倍,成为现代艺术创作的重要工具,计算机文化也是这个时代的文化最强音。计算机广泛应用到“摄影、互联网、艺术设计、虚拟现
实和传统绘画艺术”中,主要表现形式有数字摄影摄像、卡通动漫、网络游戏、虚拟现实、多媒体展示、广告设计、数字插画、数字电影特效等等。其应用范围之广,视觉效果之强烈,传播速度之快,是过去一切传统视觉艺术形式无法比拟的。当前,人们在利用计算机进行传统艺术绘画创作时,通常有两种方法:一是利用计算机绘画软件,操纵鼠标或绘图板直接绘制;二是把搜集到的绘画素材输入到计算机后,利用图像处理软件把所需图像进行拼贴、挪用、再次合成等手段制作绘画草稿。利用计算机图形图像处理技术制作的计算机美术作品,其震撼的视觉效果是传统绘画作品没有的,扣动了艺术家的心弦,驱使更多的从事传统绘画艺术的画家加入到尝试利用计算机辅助绘画创作中,探索新的藝术表现形式及语言。如日本天文插画大师“加贺谷穰”早在1991年就利用计算机进行插画构图和草图制作,后来就全部利用计算机来制作,开创了最早利用计算机绘画的先河,创作了“数字绘画”技法。其作品,常以宇宙空间为背景,结合神话故事,所描绘的少女纯洁而又美丽,肌肤光洁而散发着光辉,画面极其精细,给人以宁静深邃的感觉,非常富有装饰性。旅美台湾画家周心怡利用计算机绘制了百余幅装饰感极强的数字装饰绘画,其作品中“花影婆娑,仙子飞舞”,是传统与现代的结合,有点、线、面、与肌理的综合运用,平面与立体的混搭。画面意境优美,色彩艳丽,装饰效果极佳。画家程广把照片用计算机处理成马赛克效果,按照色彩数字编号把图像复制到画面上。荷兰籍画家田崴,回国后创作的多幅油画都充分利用计算机辅助技术制作初稿,在创作中期也经常把油画拍摄下来输入电脑进行再次的调整或添加新的视觉元素。
在这新技术、新材料、新的社会背景下,计算机技术与艺术的联姻,成为新世纪的时代特征。计算机辅助技术应用在美术领域,给那些古老的绘画艺术带来了新生,产生了新的艺术表现形式,并给艺术家进行绘画创作带来诸多便利和帮助,已经成为艺术家不可缺少的助手和有效工具。
参考文献:
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