光信息科学技术的多领域有效应用分析

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年2月5期   作者:程少波
[导读] 光信息科学技术集物理、电子、光学、计算机科学等学科特性

         摘要:光信息科学技术集物理、电子、光学、计算机科学等学科特性,且具有应用型特点。随着经济与科学的迅猛发展,光信息科学技术涉及多领域应用,能够将多种形式的信息转化为光,代替电信号通信。除此之外光信息科学技术还能进行临床试验、绘图测量、智能遥感等,是一门交叉型学科。
         关键词:光信息科学;应用分析;控制技术
引言
         光信息科学技术发展至今尚还处于萌芽阶段,科研项目、学科教学和功能开发还局限于光电一体化阶段,但是仍然在多重领域有较大应用空间。本篇文章通过对光信息科学技术在各大领域上的多重应用为主题,对其有效性进行分析,以供光信息科学领域的相关人员参考讨论。
二、光信息科学与技术在教育领域的应用分析
         在新时代发展与教育改革下,传统的“黑板粉笔”式教育已经不能完全满足学生的学习需求和教师的教学要求,在的光信息科学技术的崛起下,互联网教育逐渐发展起来,让教学逐渐脱离实景,搬上了互联网的平台。光信息科学技术的高速发展带动了虚拟现实技术的产生,教育是发展经济兴邦治国的重中之重,所以学校教学也要跟上时代的发展。
         通过光信息科学技术建立智能桌面互动平台,利用光纤技术实现实验虚拟化:三硝基甲苯、硝化甘油、硝化纤维是化学实验中常见的危险品,摩擦、震动、撞击、碰到火源、高温能引起激烈的爆炸。为了学生和老师的安全,教材上出现的很多实验都不能让学生实际完成。利用光子交互动画进行光信息科学,通过结合形成真实的交互动画场景,在后台设定好化学实验中会发生的各种情况。将化学实验虚拟化,排除危险因素。除此以外,利用相同的原理,可以实现很多在实际没有条件完成的实验:在语文课本中,光信息科学技术能够将晦涩难懂的文言文转化成生动形象的画面。利用虚拟仿真、红外线识别技术等,通过光信息科学与技术让学生参与其中,即能够调节课堂气氛,也能够让学生的学习更加高效。虚拟化、智能化、效率化让学生可以在实践中学习,学生对一般的纸质书籍都会带有一定的抵触心理,所以可以在保留纸质书籍的页面,让学习内容游戏化地呈现在空白纸面上。学生自主去获取知识,而不是被动灌输。历史、政治等其他叙事性强的课程也可以借鉴和语文课程相仿的方式方法,引导学生远程自主学习。
         对于美术鉴赏课程来说,脱离实体,只从幻灯片或者课本上来感受三维的瓷器、古董、油画,“黑板课桌式”教育完全无法达到教学效果。美术不是完全平面的,画家的笔触、颜料的厚度、纸张的质感与重量都是立体的,利用光信息科学技术将真实的物件展示在学生眼前,才能最大限度地让学生得到审美上的体验与熏陶。鼓励学生创作基于光信息科学的交互数字艺术作品,对研究数字艺术也是具有一定的参考价值。
         光信息科学与技术同样适用于远程教育,打破远程教育的单一性,学生可以在千里之外与老师进行积极互动,为学生打造一个虚拟学习环境,将教师所在的教学环境1:1复制到学生的环境中,让学生沉浸在学习的氛围中,提高学习效率和参与感。光信息科学与技术是未来优化教学、提高效率的重要手段之一。


三、光信息科学与技术在制造业领域的应用分析
         随着信息化时代的更新发展,传统工业技术渐渐无法满足人们的要求,光信息科学技术在机器视觉上的应用凭借低损耗和高稳定的优势被广泛应用。多被应用于在钢铁加工、医疗、纺织等领域。
例如:在机械加工中被用作零件尺寸核对检测,在其他工业领域对生产出的产品进行错误识别,对部件的形状和质量进行检测,相比于人工查验,光子技术能够更加精确的识别出产品表面存在的缺陷,对质量的粗糙程度进行更加精密的筛选。在医疗器械生产中,光信息科学与技术打造了机器人视觉传感器,通过激光识别,能够对医学样本进行分析检测,在临床上被应用于血细胞检测,眼球运动检测、肠胃镜、x光射线拍摄等。将光信息技术传感器与互联网相结合,建立数据共享平台。
四、光信息科学与技术在现代娱乐领域的应用分析
         传统投影技术在娱乐领域也早有涉及,无论是对于增强受众互动体验感还是提高受众的兴趣等方面都有着明显的优势。
         例如:博物馆可以应用光信息科学技术替换传统人工语音讲解,在每个展品旁边开设光信息科学解说站,利用更加智能的沉浸式光信息科学将展品的历史、作用、意义进行场景还原,在互动内容中增添系统NPC和与展品相匹配的情景剧;光信息科学也开发出了游戏领域新的潜能,游戏者可以用通过肢体活动简单操纵游戏,直接触碰NPC与其对话交流,和其他玩家进行交易等,实现人机互动。游戏画面不再受到屏幕的限制,突破边框的界限——受众的眼眶、屏幕的边框、摄影机的镜框,再加以立体音效、极致色彩技术,就能够为游戏者从五官的各个感知层面还原游戏场景,满足游戏者的操纵感和掌控感,最大限度还原真实场景,使得游戏体验直接上升到新的水平。
         在新媒体极速发展,媒介大融合时代下,新媒体为受众提供了更多娱乐方式。新媒体艺术也可以利用互动影响技术来作为宣传手段。与此同时,互动摄影技术还能够将虚拟偶像变成事实,拥有千万粉丝的“洛天依”以及“初音”能够跳脱出屏幕,真实立体地展现在粉丝面前,甚至可以为其举办线下演唱会,有效带动粉丝经济和行业发展。同样,爱奇艺、腾讯视频、优酷视频等视频平台也能够通过互动影像,将热播剧中的经典桥段搬进现实。对于短期的演唱会和展会、活动来说,光信息科学系统能够迅速搭建舞台、展厅,吸引受众眼球,最大限度地减少投资支出,是经济且高效的显示模式。
五、光信息科学与技术在其他领域的应用分析
         除了上述应用外,光信息俄学技术还能够进行天文摄像观测,从卫星上遥感地面,对众多遥感卫星数据进行实时接收、加工、储存,并通过计算机图像处理系统和光学图像处理系统对数据胶片进行冲洗、缩放、整合、分割,在地面对卫星进行跟踪和搜索。在军事上能够对目标进行定位跟踪,导弹制导和军用通信等。在航空遥感和卫星侦察等方面也有多重应用。
参考文献:
[1]张 斌, 陈士谦, 汪家升.光信息科学与技术专业实验教学改革与实践[ J] .实验技术与管理, 2006, 23( 10) :23 ~ 25.
[2]王洪君.创新教育思想在实验室建设和实验教学中的体现与实践[ J] .实验技术与管理, 2003, 20( 5) :93 ~ 93.
[3]滕立国.从“挑战杯”谈新形势下实验室工作的几点设想[ J] .广东师范学院学报 ( 自然科学版 ), 2006 ( 6 ) :99 ~ 101.
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