1. 什么叫最佳技术原理
在《现代汉语词典》中,原理是指带有普遍性的、最基本的、可以作为其他规律的基础的规律;具有普遍意义的道理。通用技术课程中的内容主要是指较为宽泛的、体现基础性和通用性并与专业技术相区别的技术,是日常生活中应用广泛、对学生发展具有广泛迁移价值的技术。通用技术课程中的技术具有普遍意义的基本规律,经过课程的学习,提高学生技术素养,促进学生全面而有富有个性发展。
《普通高中技术课程标准》指出:高中阶段的技术课程要“注重学生对技术的思想和方法的领悟与运用”。其中提到“技术的思想和方法”具有普遍的规律性,指的就是我们通常所说的技术原理。
《普通高中技术课程标准》在实施建议中提出:教师要重视技术思想和方法的学习指导。技术所内含的思想和方法是重要的课程资源,是提高学生技术素养的关键。在教学中,让学生经历解决具体技术问题的过程,深刻体会其中蕴涵的技术原理,才能更好地运用到日常生活中去。教师在教学时,应重视对学生技术原理方面的学习指导,并把它贯穿在整个教学过程中。技术的思想和方法是通用技术课程的精髓,有利于提高学生的技术素养。为了提高教学质量,结合课程的设计思想和教学实际,在教学过程中,教师注意以下几点:
一.紧密联系学生生活实际,关注技术原理使用。
在教学中,教师要精心挑选一些集中体现技术思想和方法的技术设计实例,引导学生联系生活实际,使用技术思想和方法这把“钥匙”,去打开技术问题的“大门”,从而去体验、领悟技术思想和方法的真谛。例如:在讨论发现问题时,让学生结合生活和学习中遇到的问题,从技术角度深入思考如何发现问题;在台灯的设计分析时,引导学生从人机关系角度思考设计要考虑的要求及因素;在方案的比较和权衡时,类比学习和生活中经常会面临选择,从而理解比较和权衡,再依据设计要求和设计原则筛选方案,让学生体会过程,加深印象,把对比较和权衡的技术思想提升到理论高度。
二.进行试验探究,理解和把握技术原理。
试验是属于技术设计过程中一种重要技术方法,是把科学知识和技术原理物化为技术成果的一条基本途径。在教学中,教师结合教学内容和要求,因地制宜地开展技术试验或设计试验项目,让学生有机会参与试验。
在技术试验过程中,首先要激发学生兴趣,让学生积极主动地参与到技术活动中。要明确试验的目的和要求,了解基本步骤,在试验过程中主动观察,最后以实事求是态度写出简单的技术试验报告。例如:在分析构件中的应力问题时,让学生在亲手实践的过程中体验合理的结构与强度和稳定性的关系。学生技术试验探究中,可以获得直接经验,理解和把握技术原理。教师应注意指导,培养学生实事求是、严谨和负责的科学态度,鼓励和培养学生在试验中进行合作性学习,积极培养团队精神和分工协作的意识。
三.积极参与技术设计实践,体会技术原理。
设计是技术活动中的核心过程。在教学中,应让学生亲历由一系列环节组成的设计活动。技术设计实践中,教师要激发学生对技术问题的兴趣和研究愿望,并注意发挥每个学生的积极性,最大限度地开发每个学生的潜能,促使其主动、有效地参与设计过程,获得直接经验。要强调学生的全程性参与,即每个学生都必须经历设计方案的形成过程、方案转化为产品的过程、交流和评价的过程。只有学生积极参与技术设计实践活动,在活动中注意力集中,专心进行设计实践,才能获得比较完整的体验,从实践中领悟技术的思想和方法。
四.进行交流和评价,深入理解技术原理。
学生在技术设计实践中,不仅应学会主动评价自己的设计过程和最终产品,还应该学生评价他人的技术产品。通过评价活动,可以引导学生注重对技术的探究,有利于形成规范的操作行为,实现情感价值观的体验,提高学生的设计能力,使学生在现实生活中更好地理解技术、使用技术、应用技术解决实际问题。
学生通过设计的交流和评价,培养合作精神,提高审美情趣,更深刻地理解技术原理,学会多角度地思考问题,提高自身的技术素养,更好地融入技术世界,增强学生的社会适应性。
2. 动作捕捉技术是什么原理
动作捕捉字面意思可以直观地理解为通过各种技术手段记录被观察对象(人或物,或是动物)的动作,并做有效的处理。从专业角度来看,动作捕捉是一项能够实时地准确测量、记录运动物体在实际三维空间中的各类运动轨迹和姿态,并在虚拟三维空间中重构这个物体每个时刻运动状态的高新技术。
既然是一项技术,那么总是有各类不同方式实现这项技术的。动作捕捉技术现阶段可以分为以下几种:光学式,惯性式,机械式,声学式,电磁式。
光学式动作捕捉,顾名思义,是通过光学原理来完场物体的捕捉和定位的。是通过光学镜头捕捉固定在人体或是物体上面的marker的位置信息来完成动作姿态捕捉。光学式动作捕捉依靠一整套精密而复杂的光学摄像头来实现,它通过计算机视觉原理,由多个高速摄像机从不同角度对目标特征点进行跟踪来完成全身的动作的捕捉。光学动作捕捉可分为被动式和主动式两种。这个分类是从marker来区别的。主动式是指marker是主动发光甚至可以自带ID编码的,这样镜头在视野中可以通过marker自身发光来观测它,并记录捕捉到其的运动轨迹。而被动式光学动作捕捉是通过镜头本身自带的灯板发出特定波长的红外光,照射到marker上,marker是通过特殊反光处理,可以反射镜头灯板发出的红外光,这样镜头就能在视野里捕捉记录该marker的运动轨迹。
惯性动作捕捉则是采用惯性导航传感器AHRS(航姿参考系统)、IMU(惯性测量单元)测量被捕捉者或物体的运动加速度、方位、倾斜角等特性。惯性动作捕捉需要各类无线控件,电池组,传感器等一些配件。类似一个整装衣服穿在身上,通过各个部位的传感器来捕捉人体或物体的数据。
目前主流的动作捕捉技术是惯性动作捕捉与光学动作捕捉。光学动作捕捉中,由于主动式marker需要供电,在固定marker时需要的配件和线路会影响使用,所以现在主流使用的光学动作捕捉几乎为被动式光学动捕。与被动式光学动作捕捉亚毫米级的精度相比,惯性动作捕捉的误差随着时间而累积,精度上不如被动式光学动作捕捉;在使用环境上,由于惯性动作捕捉的传感器长时间暴露在磁场中可能会造成传感器磁化,所以在使用时要远离磁场(包括但不限于电脑、键盘、电视等)。在自动化控制、运动分析、步态分析、虚拟现实、人机工效、影视动画等领域,被动式光学动作捕捉往往更具优势。考虑到惯性动作捕捉相对被动式光学动作捕捉具有的价格优势,在一些对精度要求不那么高的领域(如部分电影电视中的人群的动作捕捉),往往会选用惯性动作捕捉。