关键词：数字影像技术；产品设计传播；应用
转变数字影像技术在产品设计中的创新应用不仅给产品设计师带来了方便，同时也给用户带来了更好的体验，让用户对产品设计的认识更加深刻，在一定层面上提高用户的设计审美能力。笔者希望通过探析数字影像技术发展给产品设计传播带来的转变以及应用，能够对体验经济时代下的社会大众带来更好的用户体验。
1数字影像技术的概念
影像有两个层面的定义，传统狭义层面的影像是我们熟知的一种以静态画面形式呈现的形象，不包括那些通过摄像拍摄的动态活动影像，比如照片、书刊、报纸等。而广义上的影像是指物体通过光学装置，电子装置等成像转换后以各种方式呈现出来的形象。本篇文章所指的影像则是广义层面上的影像。数字影像技术就是一个数字影像的系统构成，数字影像在采集或加工过程中，经过计算机数字语言编码的影像，更多地依赖于计算机、数码相机、摄影机等数字化硬件产品，通过这些硬件对影像进行方便、快捷、高效、多样的加工处理，使人们能够以较小的代价，就能够快速地得到更好的影像。完整的数字影像系统包括数字影像的采集、加工处理、存储、呈现、传播、应用等几方面。数字影像的采集可以通过数码相机拍摄、扫描仪扫描、智能手机拍摄等方式完成。早期的时候数字影像采集主要是用平面扫描仪扫描一些像照片、书籍、包装上的影像。如今数字影像采集则主要通过数码相机或智能相机拍摄简单的平面影像；用3D扫描仪、摄像机等先进设备拍摄立体影像。后期的影像加工处理、呈现则是借助于计算机的图像处理软件、影像投影技术等一些现代化先进技术的合成进行的。
2数字影像技术在产品设计传播中的发展应用
工业产品设计从造型层面来说就是一门产品外观造型的视觉艺术，尤其在现代化社会中，功能已不再能够满足消费者的需求，消费者最求的是那些具有设计审美价值的产品。所以如果没有先进的数字影像技术作为产品传播过程中的支撑，许多产品设计师即使拥有再好的天赋和想象力也无法让消费者去认识他们的产品，去为他们设计的产品买单，而数字影像技术的广泛应用为传统产品设计提供许多实现产品设计师想法的应用途径。
2.1数字影像技术早期阶段
数字影像技术发展于20世纪90年代，在那个不成熟的早期阶段，数字影像技术在产品设计传播中的应用很少。在产品设计阶段，主要的应用就是通过扫描仪获得简单的产品图像的采集。设计公司沿用的是传统的产品设计流程，如手绘草图，简单的电脑工程制图，团队成员之间也是通过大量的纸质媒介进行产品设计理念的传播。更多的应用则主要在产品的后期生产和推广阶段，在这个阶段，为了能够让产品被消费者所知道会借助于报纸、杂志等静态书刊影像，也会有电视广告等动态影像。
2.2数字影像技术现阶段
进入了21世纪后，随着数字影像技术在各个行业的发展，许多数码相机、智能手机已经成为大众手中必需品，专业的设计公司也有了专业的计算机、摄像机、投影仪等现代化数字影像设备。智能手机让设计师可以随时随地不受限制地进行设计灵感的抓拍，而且可以通过网络通信技术将设计的产品草图、效果图在人与人之间进行传播浏览，让设计师的产品被更多人欣赏、评论，进而给设计工作上带来更多的便利和可供参考的建议。甚至许多不会手绘的人员通过一些计算机图形软件也可实现自己的设计师之梦。在后期的产品推广上有的公司更是用到了像虚拟现实、增强现实、全息影像等最新的影像技术，让整个产品的在宣传中能够被更多人认识。正是因为相机、摄像机、智能手机等组成数字影像系统的各个应用的发展，才让传统的产品设计传播流程拥有更多变化。一款产品从需求、设计、生产到最终到达消费者手中，大致可分为三个阶段：前期产品调研阶段、中期产品设计阶段、后期产品生产及推广阶段。有些产品可能因为因为资金、人员、设备等因素而在时间、工作量上有所区别，但依旧遵循这样的三个阶段顺序。下面以智能手机设计为例，列出具体的产品设计传播流程及每个阶段所涉及的数字影像技术的应用（见图1）。
3数字影像技术给产品设计传播带来的转变
随着移动通讯技术的发展，近些年来数字影像技术在产品设计传播中正扮演着越来越重要的角色，相机、手机、计算机等硬件已成为产品设计传播中的主要载体，另外虚拟现实、增强现实、全息影像等先进技术也在不断地深入到产品设计中来。正是这些数字影像技术的应用使得产品设计传播的内容、方式、模式及受众接受程度发生了显著的转变。
3.1产品设计传播内容更具真实性
在上个世纪的时候，设计师在进行产品概念设计时，为了能够在同事之间以及和客户之间很好地传达设计的理念，主要采用手绘草图和一些实物模型等表现形式。在后期的产品市场推广中，为了能够向普通大众传达产品设计理念主要以书刊杂志、电视广告、网络广告等简单的传播方式。正是由于这些落后的数字影像技术使得传播的内容不够生动形象，使得最终到达用户手中的产品与宣传的内容存在较大的偏差。如今随着各种先进数字媒体技术的应用，给产品的设计带来了福音。在一些企业内部设计和产品推广展览中，通过借助像那些3D扫描、虚拟现实、5D电影等新的数字影像技术，使得产品设计理念更加具体形象。比如在产品的设计、开发过程中，利用虚拟现实技术通过仿真、模型创建和交互模块制作等使设计表现具体化。用户界面模型的设计与制作能够对数字媒体产品的造型、功能、用户环境、人机交互模式、交互环境等多方面进行模拟，通过人机交互模拟演示，使得产品设计传播内容更具真实性，从而提前预知其在使用过程中可能出现的各种问题，提前做出具有前瞻性的决策和优化方案，从而避免设计缺陷，提高数字媒体产品的成功率，缩短设计周期，降低开发成本，降低制造风险。
3.2产品设计传播方式更具互动性
早期时候，设计人员只有在产品样机做出来之后，才会深入地对产品进行更深入体验，并对有损于用户体验效果的地方做出了的修改。而用户只有在产品正式面向市场时，才会亲身接触产品、体验产品。如今随着虚拟现实技术的应用，一些设计公司为了促进企业内部设计人员与管理人员之间的有效沟通，为了更好地向用户传达产品的设计理念，以及为了更好地提高产品的用户体验，公司通过与一些虚拟现实技术公司合作将一些未来概念产品通过虚拟现实技术让一些管理人员、设计人员以及用户实现产品设计阶段的角色的虚拟互动体验。比如在2014年，福特汽车公司将OculusRift和虚拟现实技术相结合产生了新的应用：借助于OculusRift可以来预览新车的三维立体模型，为了能够实现这一目标，福特公司又将OculusRift和Autodesk的3D虚拟样机软件结合在一起（见图2）。这样的3D虚拟样机软件可以将设计图转化成三维模型。只要工作人员在借助于虚拟现实眼镜，就可实现逼真的仿真观察，设计师可以事先进行体验进而对有损于用户体验的地方进行修改，工程师也可以借此身临其境地观察新车的内外部环境，对这款刚设计出来的新车有直观的认识，并为车的制造提供参考意见。当然最终的用户也可以通过这样的设备预先对新车的整体外观、性能进行了解，而不需要等到真车上市才能体验。在产品设计传播过程中，虚拟现实的应用不仅在时间的进程上将人与产品的互动环节提前，同时也在传播的形式上更具互动性，让产品体验的效果更加丰富多彩。
3.3产品设计传播模式更具开放性
在过去，消费者一般都是在产品投入市场后才会接触到，如果产品前期调研充实，设计师对用户的需求抓得准，那么产品获得成功的概率就会越大；如果调研不实、设计不好，就很有可能影响到该产品下一代的迭代。因为在产品投向市场之前，很少有消费者知道该产品的研发设计信息，更别说参与到产品的设计中去，所以这也会导致设计师没有抓住消费者的真实需求，而花费更多精力在没用的设计中，这无形中就会增加了产品的成本，再加上一些其他不确定因素，很容易导致产品设计的失败。如今通过相机、手机、数字影像处理软件等一些数字媒体技术，借助于通信网络平台，设计师可以在产品的前期设计阶段就可以很好地与消费者进行沟通，通过网络大数据的分析，获得更加真实的消费者需求。在一些科技网络平台上经常有新产品的专业测评视频或文字评论，还有一些网友通过计算机图形软件制作的概念产品在平台上，更重要的是许多产品的粉丝还会发表自己的观点。消费者通过这样的形式参与到产品设计中去，打破原有封闭设计模式。比如国内著名的手机制造商小米手机的设计，设计师通过与各大社交平台“米粉”群的深入互动，吸取“米粉”意见，再根据市场情况，设计出让大多数消费者满意的产品，这样的设计创新模式可以说是极具开放性。许多产品在还没有量产之前就已经面向大众，借助一些数字影像技术将这些产品的设计理念在大众中传播，如果已经得到用户的认可，用户也能够接受这样的设计，然后再投入生产，避免产品设计的失败率，减少公司的经济损失。
3.4产品设计传播受众更具差异性
虽然新的数字影像技术已经在产品设计中得到应用，但是我们依然可以看到一个特殊的现象，就是这些新的数字影像技术在企业内部的应用远远落后于在后期产品的市场推广环节。许多新的数字影像技术往往最先应用于产品的宣传推广中并大放异彩，使得产品获得更多用户的信赖，而在公司内部的应用却显得滞后。在许多设计公司内部产品设计传播的方式依然没有太多的变化；虽然计算机已经诞生了好多年，也衍生出许多新的数字产品，像iPadPro、数位板、3D扫描仪、各种计算机图形处理软件等，但依然有很多设计师依旧沿用传统的设计方式，比如传统纸质手绘、实物模型。通过实地访谈，总结以下三点原因：首先、设计人员与用户之间存在认知上的差异，专业的设计师对产品的一些主要功能、设计理念、产品品牌等都有较深的认识，而普通用户关注的却大多是产品所能带给他的切身利益相关的部分，对于产品的设计思想、生产流程都不是很了解；但是产品的购买者却是这些普通大众，所以要想让这些消费者能够很好地了解产品，仅仅通过静态画面展示是远远不够的，所以要想把产品的设计理念很好地灌输给消费者，只有借助那些数字影像技术让产品设计理念显得更直观形象，让消费者更好地理解。其次、由于设计师长期地依赖于手绘和固定的设计软件，对这些都使用得很顺手，足以能够满足他们的工作需求，这也是许多老一辈设计师感情的寄托，就好像古老手工艺一样具有某种情愫。另外，那些先进的数字影像技术虽然能够很好地展现产品，但需要设计师花费更多的学习成本。最后、数字影像技术的设备成本高。一些小的设计公司根本无力购买那些正版的设计软件及硬件设备，就更别说实用那些新的3D虚拟技术、全息影像技术的设备了，而且即使在大的企业使用这些设备的成本也是可观的，所以一些能够通过简单的设计手段就能解决的产品设计就没有必要使用那些设备，所以也只有在最终的产品演示中会使用这些大型的数字影像设备。
4小结
关键词:抠像;蒙板;Alpha通道;Premiere
The Reflection and Practice of Keying Technology in Digital Video Production
YANG Hua-yong
(Department of Information Engineering, City College, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430083, China)
Abstract: Concerning the wide usage of Keying technology in digital video production, this paper gives a comprehensive explanation of this technology in theory and in practice and presents a thorough analysis of the difficulty and typical problems in practice by analyzing Premiere Pro cs4, which provides a reliable process and method in realizing delicate Keying.
Key words: keying; matte; alpha channel; premiere
在影视制作中,为了增加画面容量、增强画面表现力,大量的镜头要通过后期合成制作。在影视合成过程中经常需要利用数字抠像技术,即是指将所需要的目标,从图像中分离出来,并且能够保持目标的边界细节的丰富及生动不存在视觉感知的变化,把前景画面元素和背景完美的融合在一起之后,合成为一幅新的画面或一个新的镜头,而那一个个层就是一幅幅抠像。
由于计算机技术的飞速发展,数字化影像的抠像合成制作过程也进入了数字化时代,可以通过各种轨道透明方式,进行画面的叠加合成。数字化影像的抠像合成主要分为两种形式:蒙板抠像法和色键抠像法。蒙板抠像法通常使用蒙板将画面的彩色部分与其它部分分离开来,通常以图像蒙板键和轨道蒙板键等特技进行抠像处理。蒙版的作用同Alpha通道是一样的,就是通过一个灰度图像对应像素的灰度值来控制前景画面的透明度,一般来说,蒙版和图像的大小是一样的,蒙版中的每个像索和图像中的每个像素是一一对应的。默认情况下,当蒙版中像素是黑色的,表示图像中与其对应的像素是完全透明的,当蒙版中像素是白色的,表示与其对应的像素是完全显示的,当蒙版中像素的颜色是灰色的,表示对应的像素是半透明色。色键抠像法主要利用影像素材自身高亮的变化或单一底色的特征将画面的彩色部分与其它部分分离开来,通常以亮度抠像键或色度抠像等特技进行抠像处理。
1 Premiere Pro系统中抠像技术的使用
为了把前景画面元素和背景完美的融合在一起,下面重点来讲解这些视频特效的使用。
1.1 Lums Key(亮度抠像键)
亮度抠像非常适合明暗度反差比较大的处理,一般用于非常明亮或自身发光的物体。把明亮发光的物体放在黑暗的背景前拍摄,灯光只打亮被摄物体,就可以拍到背景全黑、前景明亮的画面,然后利用它们的亮度差别来提取通道。拍摄爆炸、飞溅的火星、烟雾等时常常使用这种办法。使用中一般需要注意三个问题:一是注意前景对背景光亮的影响,如火焰、爆炸等产生光亮会照亮原本是黑色的背景,使其与前景的亮度差异减小,干扰抠像;二不使用逆光照明,逆光光源的颜色叠加了被摄物体边缘处物体的反射光在被物体的轮廓处产生了一圈光晕,产生抠像色边,干扰抠像;三是注意前景本身与背景太近而留下较宽较重的内部阴影,如落在前景上的灯光阴影或爆炸后产生的黑烟挡住了火焰等,这些都会引起意外的干扰以至影响抠像效果。
1.2 色度抠像
色度抠像是应用得最广泛的抠像方法。顾名思义,色度抠像就是利用素材画面里前景信息与背景信息在色度上的差异来进行Alpha通道的提取[1]。蓝屏抠像(Blue Screen Key)和绿屏抠像(Green Screen Key)是色度抠像中最常使用的两种方式,所谓蓝屏抠像技术是指把特定的影像从蓝色背景中抠出,再与其它背景叠加,生成特殊的效果,绿屏抠像原理与之相同。
蓝屏抠像键的基本使用方法如下:
1) 将背景素材:背景.mov拖到时间线vide01轨道中。
2) 再将蓝屏素材:人物.jpg拖到时间线vide02轨道中。
3) 从特效面板选取“图像蒙板键”特效,拖放到vide02轨道中影视素材上,设置相应参数,如图1所示。
从原理上讲,只要背景所用的颜色在前景画面中不存在,用任何颜色做背景都可以,但实际上,最常用的是蓝背景和绿背景两种。原因在于,人身体的自然颜色中不包含这两种色彩,用它们做背景不会和人物混在一起;同时这两种颜色是RGB系统中的原色,处理也比较方便[2]。为了便于后期制作时提取通道,进行蓝屏幕拍摄时,有一些问题要注意:首先是前景物体上不能包含所选用的背景颜色,必要时可以选择其他背景颜色;其次,背景方面应布光均匀、减少反射、不能有褶皱,背景色必须较纯,要尽可能避免背景或光照深浅不一;三是再次抠像问题。由于种种原因,有些素材在拍摄时留下一些遗憾,如背景颜色不干净,光线不匀,人物与背景的阴影等等。这样在后期抠像时出现一些麻烦,但只要仔细地选取色键颜色,反复比较,并用放大镜在样本窗里(Sample)放大,用手形工具拖到各个位置仔细观察,一般也能抠干净。总之,前期拍摄时考虑得越周密,后期制作的效果也越好。
1.3 Image Matte Key(图像蒙板键)
图像蒙版是用一个图像素材作为蒙板,控制另外两个素材的透明叠加效果。蒙版素材的黑色表示透明、白色部分不透明,灰度部分半透明。
图像蒙板键的基本使用方法如下:
1) 先利用PhotoShop设计蒙版图像文件。再将背景素材:背景.mov拖到时间线vide01轨道中,然后将需要添加蒙版的影视素材:人物.jpg 放到时间线vide02轨道中。
2) 从特效面板选取“图像蒙板键”特效,拖放到vide02轨道中影视素材上。
3) 在特效控制面板中,单击“图像蒙板键”区域右侧“■”按钮,弹出的窗口中选择一个灰度图作为蒙版,如图2所示。
图2 图像蒙板示意图
使用中一般需要注意三个问题:一是蒙版图像一般可以直接利用Premiere自带的宇幕制作工具建立相应的蒙板的标题文件,也可以使用Photoshop 建立蒙板,只是需要注意的是要保证蒙板形状和彩色部分形状一致;二是对于视频剪辑在拍摄过程中由于光线问题出现偏色、失色等情况,可以对视频剪辑素材利用色彩校正工具对原有一些缺陷进行修正后再处理,如color corrector(色彩调整器)效果;三是蒙版图像也可是动态Mask。利用Photoshop中对影片特效部分的每一帧画面都进行处理,建立蒙板,最终可以建立一个蒙板图片序列,将这个蒙板序列导入作为虚拟素材,并应用图像蒙板抠像肯定可以实现要求的效果。然而这样在两个软件之间反复切换,步骤过于繁琐,应用起来很不方便。可以采用MotionKey 抠像插件,它安装后会在Premiere的切换窗口中增加Motion Key一项。该切换将可以在Premiere中直接“抠”出物体,并为之建立Alpha 通道,并且可以建立动态蒙板。
1.4 Track Matte Key(轨道蒙板键)
轨道蒙版键蒙板也是应用得最广泛的抠像方法,是Premiere中功能最为强大的蒙版特效。使用该蒙板时,首先要指定一个蒙板轨道,然后用这个轨道上的素材作为蒙板图像来完成与背景的合成效果。轨道蒙版键所指定的蒙版可以是图片,也可以是动态视频,还可以先对这个素材添加其他的特效,再去充当蒙版,由此可以看出轨道蒙版的使用是非常灵活的。
下面我们介绍“运动马赛克效果”例子,来充分反映轨道蒙版特点。
这个效果在影像作品中经常可以看到.当画面中某个人物的面孔不希望被看清时,我们可以给这个人物的头部加上马赛克效果,并且当人物头像在画面中移动时,马赛克的区域也会跟随着一起运动,如图3所示。
轨道蒙版的基本使用方法如下:
1) 将需要添加蒙版的素材:背景.mov拖放到时间线的Vide01轨和Vide02轨轨道中,再将蒙版素材放到Vide03轨道中,将两段素材和蒙版素材的开始时间和结束时间对齐。
2) 从特效面板选取“马赛克”特效,拖放到vide02轨道中的素材上。
3) 为vide02轨道中的素材添加轨道蒙版特效,在特效控制面板的 “轨道蒙板键”参数设置中,将“蒙板”选项改为Vide03,将“合成使用”选项改为“蒙板亮度”,这样就可以看到效果了。
4) 为了保证人物头像在画面中移动时,马赛克的区域也必须跟随着一起运动,在特效控制面板通过设定蒙版的位置关键帧,可使蒙版中的圆形区域在整个动画播放期间一直和人物头部重合。
使用中一般需要注意三个问题:一是轨道蒙版与图像蒙版的工作原理相同,但它们的主要表达方式不同,图像蒙版只是为了合成多个画面,轨道蒙版更多的是表现蒙版的运动与变形[3];二是蒙版的绘制水平将直接影响轨道蒙版的最终效果,为了避免抠出来的前景对象边缘出现锯齿和硬边,通常还需要加入边缘羽化值,使抠像边缘呈现一定的柔和度。柔化程度可通过抠像插件的Matte图像观察较为直观,Matte图像中的灰色部分为羽化柔和部分。要获得适当的柔和,需要反复地调整抠像插件的参数;三是复杂运动场景抠像需要制作动态蒙版。动态蒙版抠像的缺点是如果被抠的对象运动幅度很大,边沿会很模糊,蒙版形状也就很难精确绘制了。
1.5 Difference Matte Key(差异蒙板键)
差异蒙板键效果可以通过对比指定的静止图像和素材片段,除去素材片段中静止图像相对应的部分区域。这种蒙板效果可以用来去除静态背景,并替换以其它的静态或动态的背景画面。可以通过输出未包含动态主体的静态场景中的一帧作为蒙板。
其它与抠像有关的特效由于使用相对简单、应用范围较小,本文不再论述。
2 结论
抠像是一个很复杂的技术实现流程,抠像结果的好坏决不仅仅依赖于对抠像工具的选取,必须根据最终所要实现的效果的特点选择有针对性地抠像方式,然后合理安排抠像流程中的每一个环节甚至包括素材的拍摄获取及最终的颜色控制,这样才能得到最精细的抠像结果及最高的工作效率, 来实现自己的创意。
参考文献:
[1] 尹敬齐.premiere pro cs3影视制作[M].北京:机械工业出版社,2009.
关键词：数字图像融合 摄影测量 系统设计 系统应用
中图分类号： S611 文献标识码： A
1、前言
在目前的摄影测量中，针对摄影区域内难以测量的目标和摄影区域以外的目标，通常都采用卫星图像等多种遥感影像作为摄影测量的主要手段。这类摄影测量手段虽然使用方便，但因为一些客观因素的影响，在单一传感器图像获取方面还有着很多的不足。首先采集出来的图像总会出现影像不清晰、分辨率不高等诸多缺陷；其次部分区域存在的云层也使得摄影测量目标信息获取不完全，从而给目标的解读等一系列工作带来了干扰，进而降低了摄影测量的精度。因此，使用单一传感器来进行遥感图像获取是不能满足摄影测量精度要求的，在实际工作中应该使用数字图像融合技术来对遥感图像进行综合的处理，从而满足摄影测量的精度要求。
2、基于摄影测量的数字图像融合系统设计
为了应对摄影测量工作中单一传感器在遥感图像处理方面的不足，结合图像分析和数字图像融合算法，设计出了一套基于摄影测量的数字图像融合系统。此系统能够利用多种途径对摄影测量区域进行遥感图像的获取，在增强图像获取范围的同时，也大大提升了图像的清晰程度。除此之外，此系统对遥感图像的光谱特征有一定的增强效应，从而满足了摄影测量的精度要求，使其更好的适用到各个行业生产研究中。针对各个行业对于摄影测量的需求，基于摄影测量的数字图像融合系统主要包括文件、显示、预处理、常规融合、加权融合、主成份融合和影像更新等七个模块，下面从几个重要的模块入手，对此系统进行必要的设计分析。
2.1 图像预处理模块
在图像预处理模块方面，整个系统主要有图像增强处理和图像变换两个方面的功能设计，从而来对遥感图像进行预处理工作。在这之中，图像增强处理能够很好的处理图像线性拉伸、直方图均匀化和正态化、图像分段线性拉伸等工作；而图像变换则具有多方面的功能，包括通道合并、图像切割和图像镜像等。
2.2 常规融合模块
一般来说，使用频率最高的图像融合模式一般都是低分辨率多光谱图像和高分辨率全色图像的数据融合。所以HS变换(强度、色调和饱和度)、余弦变换(DCT )、小波变换、HS+小波变换、DCT+小波变换等多种融合方法都被统称为常规融合。使用这些方法进行图像的融合不仅能够得到较高的图像分辨率，还能保留大部分的图像光谱特征。
2.3 加权融合模块
在基于摄影测量的数字图像融合系统中，加权融合模块主要是用来对多个遥感图像的像素进行相应的加权处理，并且也是空间融合法的重要部分。这种加权处理融合的方法在实际计算中能够优化掉繁琐的计算过程，并且其计算方法也比较简单，从而大大提升了摄影测量中对于图像处理的速度。
2.4 主成分分析(PCA)变换融合模块
主成分分析变换融合又被叫做PCA融合法，其主要是利用PCA变换把多波段的图像变换成各个不相关的部分，从而对不同分辨率图像的主成分进行有机的融合处理，把分辨率较高图像的主成分当作总图像的主成分，继而采用必要的逆变换重构技术对图像进行综合的融合处理。除此之外PCA融合法不经能够适用于全色图像和多光谱图像的融合处理工作，还能够适用于多种图像的融合，比如红外图像、SAR图像等。
2.5 影像更新模块
影像更新模块主要是利用时相不同的遥感影像来消除图像中存在的阴影或大面积的云层，即适用新影像来对信息较老的遥感影像进行全面或局部的替换工作，从而完成影像更新工作。影像更新模块的主要原理是以需要更新的影像为基础，对替换影像进行配准、辐射和几何纠正等多方面的工作以后，把替换影像上的替换目标放在需要更新影像的阴影和云层中去。
3、基于摄影测量的数字图像融合系统的应用
下面主要通过对SPOT5卫星影像替换航空影像的云层为例，来谈一谈数字图像融合系统的应用。
3.1 生产应用的技术方法
首先，要选中需要处理的航空影像，以此为标准对SPOT5卫星影像进行必要的预处理工作。在预处理工作中，应该注重对于航空影像灰度方面信息的采集与反复采样工作，从而使航空影像和SPOT5卫星影像拥有近乎一致的分辨率与灰度分布图；其次，以选中的航空影像为主要标准，对航空影像和SPOT5影像进行综合的配准工作。在这之中，主要工作为人为的在两幅图上选取同样的位置，并分别量取其在两幅图上的坐标，进而利用二次多项式拟合等合理的方法，对替换影像进行必要的纠正处理，从而实现两幅图像的匹配工作；再次，在选中的航空图像中标明需要替换的云层区域，通过坐标找到SPOT5卫星影像上的相应位置，进而使用相应的融合技术来对航空图像进行局部的替换工作；最后应该对替换好的航空图像进行必要的灰度处理，以去除图像因为灰度不一致带来了一系列问题（其中最主要的是拼接线问题）。
下面，先对图像进行整个云层去除工作，并把去除前后的图像做对比。其次，在下列三幅图上选取五个具有明显特征的位置，如下图1、图2、图3，并比较其各自的坐标点，同时还要用GPS接收器来测定其坐标从而与影像处理中得出的坐标相比较。
图1 更新以前的航空影像
图2更新以前的SPOT5卫星影像
图3更新以后的影像效果
3.2 数字图像融合系统应用结果分析
对于数字图像融合系统应用结果分析主要分为两个方面：第一是对影像更新质量的分析。一般来说，更新以后的影像在清晰度和解读方面，要明显优于原来的航空图像和SPOT5图像，并且整个图像中包含的信息也大大增多，同时更新以后的影像能够很好的进行数字线划图和正射影像图信息的采集，并且采集的信息与实际的地形变化最为相符。此外，数字线划图和正射影像图进行合理的匹配，能够更加真实的反应影像区域的实际地貌；第二是对影像数据精度分析。如图4所示，综合整个图像更新前与更新后的各个坐标，可以发现更新前航空影像云层出的两个点位高程差分别为60m与20m，明显的超过了允许的误差范围。而影像更新以后的正射影像点的误差分别为-1.1m和-1.0m，基本上满足误差标准。其他区域各点的坐标基本没有变化，因此总体上影像更新以后产生的误差仍在允许的范围以内。
图4 更新前后影像点位坐标差
4、结语
随着科学技术的进一步发展，社会各个行业对于摄影测量的需求也会越来越大。而数字图像融合技术作为摄影测量中重要的一部分，在未来的发展中必将有其新的意义和内涵。本文经过科学合理的探究，较为系统的阐述了数字图像融合技术在摄影测量中的应用，给广大摄影测量技术人员带来了操作性较强的实践经验。因此作为一名优秀的摄影测量技术人员，在当下更应该对数字图像融合技术的核心内容进行深入的了解，积极借鉴国内外关于数字图像融合技术应用的先进经验，给摄影测量的发展做出自己的贡献。
5、参考文献
[1] 武坚,马永刚,李国红,王茂盛. 面向摄影测量的数字图像融合系统的设计与应用[J]. 测绘技术装备,2007,04:29-30+20.
[2] 武坚,郝春生,马永刚,李辉. 数字图像融合技术在摄影测量中的应用[J]. 海洋测绘,2008,04:73-75.
[3] 李玲. 数字图像点特征及边缘特征提取方法的研究与实现[D].西安科技大学,2012.
关键词：数字正射影像 质量检查 数字精度
中图分类号：P28 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）05-0000-00
1 1：2000 数字正射影像图的制作过程
数字正射影像图的制作原理就是对不同分辨率、不同光谱分辨率和不同时相的多源遥感数据和图像投影到需要的地理坐标系或者说进行图像的几何处理。1：2000 数字正射影像图的制作，不同的单位其使用的平台、软件及制作过程也不尽相同，但原理及大体过程基本一致。如图1所示。
2 1：2000 数字正射影像图精度要求
（1）UCXP 数码影像分辨率 6μm，DMC 数码影像分辨率 12μm 、7.2μm。（2）正射影像图地面纠正分辨率：0.2m。正射影像图明显地物的平面位置，对最近野外控制点的点位中误差：平地、丘陵地≤±1.0m；山地≤±1.5m。 （3）相邻图幅接边差一般不大于1.0 m，个别情况不大于2.0m。最大误差规定为两倍中误差。
3主要质检依据
（1）GB/T18316-2008数字测绘成果质量检查与验收；（2）GB/T15967-2008 1∶500，1∶1 000，1∶2 000地形图航空摄影测量数字化测图规范；（3）CH/T9008.3-2010基础地理信息数字成果 1：500，1：1000，1：2000数字正射影像图。
4 DOM生产质量检查与质量评定标准
（1）对原始数据的质量检查。原始数据包括航空摄影的RGB无压缩 tif格式的影像。主要检查航飞质量、摄影质量及各项参数的设定是否满足航测内业1：2000规范中的要求。（2）对外业像控资料及空三加密要求的质量控制。像片控制点选点条件、像片控制点的判刺是否满足要求，平面控制点相对平高控制点相对邻近基础控制点的平面位置精度及空三基本定向点、检查点、公共点不应超过1：2000航空摄影测量空中三角测量加密技术设计书的规定。
5 DOM制作质量检查与控制
数字正射影像生产实行全过程质量控制。成果实行二级检查，所有成果作业员必须经过全面自查。一级检查为生产部门的项目检查，项目检查员须100%机上检查；二级检查为生产单位的质检部门最终检查。各级检查工作应独立、按顺序进行，不得省略、代替或颠倒顺序，并且填写检查记录表。最终检查应审核过程检查记录，审核中发现的问题作为资料质量错漏处理。
（1）作业员必须自检，对自己作业的成果质量负责到底，认真执行各级检验后的纠正和预防措施。（2）检查记录反馈给作业员修改后，项目检查员需逐一核查，核实是否修改成功。（3）二级检查对产品实行抽样检查，抽样比例为30%，检查验收方法为上机实查和部分图幅回放检查， 具体项目为：空间参考系：将数据中的椭球基准、高程基准、地图投影进行核对；位置精度：查看影像接边及对比平面中误差；逻辑一致性：格式的一致性，其中包含文件命名、数据格式、数据组织的正确性；影像质量：影像地面分辨率和影像要素特征；附件质量：元数据内容是否错漏及相关附件的完整、准确性。质检部门检查员还需按规定评定产品的作业质量，评定级别直接影响作业员的收入。
6 结语
质量控制涉及面较广，影响质量的因素很多，作业工序比较复杂。像误差能否及时发现，检测时机选择是否恰当，修正值大小是否适宜都对1：2000正射影像图的最终成图质量影响很大。因此要想真正做到不断提高对1：2000正射影像图的质量检查和控制水平，还需要深入进行研究和探讨。而本文在系统误差的发现、分析、统计、修正等方面，结合平时的工作实践经验，给出了实际的行之有效的处理办法，希望对生产有一定的借鉴作用。
参考文献
[1]GB/T15967-2008 1：500，1：1 000，1：2 000地形图航空摄影测量数字化测图规范.
[关键词]刑事影像 数字化 刑事影像技术 应用
中图分类号：D9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0277-01
随着科学技术的不断进步，我国的刑事影像技术逐渐的实现了数字化，对我国的刑事影像处理工作创造了诸多的便利条件，而且该技术的应用前景十分广阔，能够为和谐社会建设贡献力量。基于此，本文在分析数字化刑事影像技术的基础上，具体的阐述了数字化刑事影像技术在刑事影像处理工作（包括刑事照相、辅助物证检验、模糊或者低质量的刑事图像增强、刑事图像重建与演示、刑事图像分析与鉴定等）中的应用。
一、数字化刑事影像技术介绍
所谓的数字化刑事影像技术，是指：利用先进的计算机技术以及相应的电子设备进行刑事影像处理，同时也可以从三个层次分析数字化刑事影像技术，即：（1）低层次的数字化刑事影像技术。该层次包括刑事图像的采集、压缩、存储、输送、显示等，同时还包含刑事图像的合成、变换、复原、增强等，另外，该层次的数字化刑事影像充分的体现出图像的数字水印及信息隐藏技术的特点；（2）中层次的数字化刑事影像技术。该层次包括刑事图像的测量、分类、描述、分割、边缘检测等技术，能够有效的对图像的纹理、颜色、运动、形状等基本特性进行科学分析，而且能够有效的提取并且验证虹膜、指纹、人脸等生物特征；（3）高层次的刑事影像技术。该层次可以理解为图像剖析，主要包括图像校准以及匹配技术、在分析内容的基础上实现图像检索技术、在先进的三维场景中实现重建技术，同时，该层次的数字化刑事影像技术还体现出对图像的感知、判断决策、理解等描述性特征。
二、数字化刑事影像技术在刑事影像处理工作中的应用
1、数字化刑事影像技术在图像采集及传输工作中的应用
数字化刑事影像技术在图像采集及传输工作中的应用主要包括现场照相、物证照相以及图像辨认。（1）现场照相。随着数字化技术的不断发展，我国刑事影像中的现场照相改变传统的胶片照相模式才，利用数码相机无需进行化学冲洗等一系列繁琐的过程，大大的提升了刑事现场照相的效率及质量。另外，现场照相完成之后，照片可以直接输入计算机，利用先进的图像处理软件，对采集到的数字照片进行科学的裁切、编辑、打印、标注，并且严格的按照刑事照片制卷质量标准对处理过后的数字照片进行成卷。除此之外，现场照相所获取到的所有物证图像信息可以与公安图像管理系统（如指纹自动识别系统、人相识别系统、足迹查询系统等）进行连接，更加便捷的对刑事照片进行归档管理。（2）物证照相。物证照相与现场照相有诸多类似的地方，但是区别在于：无证照相利用数字图像处理技术，对数字图像进行科学的分色，方便相关文件的字迹、弹药残留、体液、足迹等物证信息的显现及验证。（3）图像辨认。数字化刑事图像技术具有叫强大的图像存储与管理功能，能够高效的对采集到的人犯面貌照片、物证及尸体等照片的辨认，而且对于面貌不易被辨认的尸体照片，可以利用先进的计算机技术，进行适当的修复，及时的改变辨认条件，而且可以有效的降低人工模拟图像所特有的主观性，从而有效的提升刑事图像的辨认度。
2、数字化刑事影像技术在改善刑事图像质量工作中的应用
模糊或者低质量的刑事图像增强是改善刑事图像质量工作的重点，在实际操作中，往往需要利用数字图像处理软件对模糊或者低质量的刑事图像的对比度、色彩、锐化程度、平滑状态等进行增强，主要是为了有效的弥补人眼视野小、感光范围狭窄、分辨力低、时间鉴别能力弱、图像灰度识别能力弱等局限性，从而大大的提升刑事影像的使用价值。另外，在刑事影像的处理工作中，利用数字化刑事影像技术可以实现刑事图像重建与演示，将退化的图像有效的还原到原本的面目，如监控中所出现的车辆车牌号在运动状态下比较模糊，则可以利用数字化刑事图像处理技术，通过成像设备、去噪等，还原真实的车牌号。
3、数字化刑事影像技术在图像鉴别工作中的应用
辅助物证检验、刑事图像分析与鉴定等均属于图像鉴别工作的范畴。在数字化刑事影像技术的支持下，可以实现图像鉴别的简化，而且可以高效的鉴别出图像的真伪，避免伪造的刑事影像给社会安全带来的不稳定性安全隐患，同时，利用自动成像原理，根据刑事场景的特征，利用计算机方法，鉴别篡改留痕等，还原刑事图像的真实性及原始性，从而为刑事辨别工作提供一定的帮助。另外，数字化刑事影像技术在图像鉴别工作中的应用，能够有效的提升刑事侦查质量，有利于维护社会秩序安全，总之，数字化刑事影像技术在图像鉴别工作中的应用价值良好，且对于整个刑事影像处理工作具有指导性的作用。
结语：
总而言之，刑事影像技术实现数字化，与现代社会发展需求相适应，能够极大程度的提升刑事影响处理工作的工作效率及质量，另外，数字化刑事影像技术具有时效、便捷、质量高等应用优势，在刑事照相、辅助物证检验、模糊或者低质量的刑事图像增强、刑事图像重建与演示、刑事图像分析与鉴定等刑事影像处理工作中具有较高的应用价值，而且该技术的应用前景一片光明，能够为我国刑事影像处理工作改革提供一定的参考与指导。本文的分析阐述可能存在一定的片面性，但是不能忽视其研究价值，期望产生一定的积极效用。
参考文献：
[1] 张慧.浅析刑事影像技术在案件侦查工作中的重要作用[J].科技风，2014，（4）：174-174.
[2] 朱晓光.刑事影像技术在案件侦查工作中的重要作用[J].科学导报，2015，（4）：236-236.
[3] 陈文奎.浅析刑事影像技术在侦查、调查取证工作中的重要作用[J].法制与社会，2009，（7）：173-173.
【摘要】 作为一项新兴而又成熟的医学影像技术，数字减影血管造影在未来临床应用上具有很大的前景。而对于这么一项高新技术，我们更有必要了解其技术原理以及重要应用，从而才能在未来更好地为人来服务。
【关键词】 数字减影血管造影技术；原理；应用
引言
数字减影血管造影（Digital Subtraction Angiography DSA）又称数字血管成像，是一项基于X射线成像与电子计算机数字图像处理综合应用技术，能使血管增强到肉眼可见水平。
1 数字减影血管造影的简介及发展史
传统的血管造影影像是由许多的解剖机构相互重叠构成的复合影像，特别是解剖较为复杂的部位，血管影像难以辨认，给临床诊断带来困难。对于X射线的减影原理，在伦琴发现了X射线不久后，Haschck和 Lindenthal就在尸体上进行了手的动脉血管造影的实验研究。1923年，Berberich和Hirsh 首次在人体上了做了血管造影检查。20世纪50年代初期，Seldinger对动脉插管的方法进行改进。计算机图像的出现后，使DSA检查技术迅速发展，作为一种新的医学影像诊断和治疗技术。DSA技术操作简单，对患者也比较安全，影像显示很清楚，它不只限于血管造影（静脉与动脉造影），目前已经有数字关节造影以及数字喉结造影等各种应用的报告。随着数字图像减影技术的完善，它已取代了大多数常规血管造影，并在不断扩大应用领域。
在模拟影像减影的基础上，数字减影血管也得到了高速的发展。而三个主要的研究机构在这方面的研究与发展作出了较大的贡献。首先是亚利桑那大学的Nudelman教授等于1977-1979年应用影像增强器和数字X线成像技术获得了第一张狗的颈动脉时间减影图像；其次是Heintzen和Brennecke等人于1977-1978年研制成第一台可作实时减影的设备，对狗的心脏造影进行了数字视频处理后获得的减影图像；第三是Winsconsin大学的Mistretta和Kruger等于1970-1978年间对各种数字减影方法和有关技术进行了深入研究如碘的K缘成像等，从而促进了数字视频运算处理技术的研究和开发。
2 数字减影血管造影技术原理
数字减影血管造影技术原理的基本步骤包括1）X射线数字影像的获取 2） 血管造影技术 3）数字减影处理技术 4）图像的输出与储存。
DSA是数字X线成像的一个组成部分，而数字X线成像技术是通过电子计算机将X线重叠的图像信息进行数字化处理。
2.1 X射线数字影像的获取:DSA技术中X射线影像一定要是数字图像才能进行下一步的减影处理，因此，采集数字图像的X光机自然是数字X射线照相机。对于数字影像的采集次数，由于DSA与普通的X射线照相不同，所以要求采集同一部位造影前后两次不同的影像资料，以便进行对比减影。
2.2 血管造影技术:血管造影技术就是向血液中注射显影剂，使血管在X射线的照射下能够被显示出来。现在血管造影技术已经十分成熟，普遍使用的血管造影剂为碘试剂，在少见的有使用碘试剂禁忌症的病例中，会使用二氧化碳作为造影剂。在伦琴发现X射线后两个月，Lindental首次在离体上肢的动脉内注入白垩溶液进行动脉造影的尝试，并取得了成功。
2.3 数字减影处理技术:所谓DSA的技术核心就是数字减影处理技术，就是利用计算机数字图像运算中的减法函数进行计算分析的。数字图像的减法运算：两个不同时间拍摄的图片（T1和T2），T1减去T2即为在T1中去除含有T2的图像内容。在实际的临床操作就是用注射显影剂之后的数字影像减去没注射显影剂之前的数字图像（蒙版），所得的图像就是注射显影剂之后与注射显影剂之前信号强度不同组织，从而你可以得到清晰的血管图像。
2.4 图像的输出与储存:经模转换器（A converter）处理后数字减影像既可转换为模拟图像，并以不同灰阶度的影像显示于电视监视屏上。由计算机瞬间完成减影的过程，当造影剂在血管内移动的同时，陆续输入计算机的造影像瞬间与蒙片自行顺次减影并形成一系列减影像，从而可实时观察到其动态，即实时显像。
3 数字减影血管造影技术的应用
3.1 高血压的诊断:DSA对于发现青年人的大动脉炎价值最大，它可发现主动脉或(和)主要分支的管腔边缘比较光滑、粗细不均或比较均匀的向心性狭窄，以至完全阻塞。在中老年高血压病人有主动脉粥样硬化时，可发现动脉管腔不规则，边缘粗糙，进而管腔狭窄直至闭塞。DSA还可诊断肾动脉纤维肌结构不良，造影主要显示肾动脉远端2/3及分支狭窄。总之，DSA对继发性高血压和长期高血压所致的动脉粥样硬化，有诊断和鉴别诊断的价值，且操作较简单，损伤小，临床应用越来越广泛。
3.2 脑血管疾病的诊断:对于动脉瘤、动静脉畸形等定性定位诊断，DSA是最佳的诊断手段。不但能提供病变的确切部位，而且亦可清楚地了解病变的范围及严重程度，为手术提供较可靠的客观依据。另外，DSA可清楚地显示动脉管腔狭窄、闭塞、侧支循环建立情况等，对于脑出血、蛛网膜下腔出血，可进一步查明导致出血的病因，如动脉瘤、血管畸形、海绵状血管瘤等。
3.3 肝癌介入治疗中的运用:原发性肝癌由于其多中心发生的特点及肝内转移，在主要病灶外还往往有较小的子灶和微小病灶；另外肝癌手术切除或介入术后，肝动脉正常的血管走行大都发生改变，肿瘤复发或局部转移病灶常存在肿瘤新生血管和肝内外的多支肿瘤异常供血动脉。常规DSA摄影的空间分辨力很高，可使用各种后处理功能提高图像质量，能充分显示细小血管结构和较小肿瘤病灶，利于观察肿瘤血管和肿瘤染色。而且不同角度DSA在肝癌的肝段及亚肝段的栓塞治疗中对肿瘤的供血动脉以及小病灶的显示效果显著，对小肝癌和APS的鉴别诊断很有帮助。
4 结语
综上所述，DSA技术是医学影像高尖科技的综合应用的产物，从胶片成像到数字成像，从普通的数据复制到数字减影处理，几乎每一步都是里程碑式的飞跃。而且未来DSA的发展方向将向高度一体化、系统化、程序化、自动化、网络智能化的方向发展。DSA对脑血管病诊断，不失为一种行之有效的诊断方法。然而，由于它是一种创伤性检查，所以对脑血管病不应作为首选或常规检查方法，需要掌握好适应症和禁忌症，并做好有关准备工作。
参考文献
［1］ Kyoichi Hiroshima，Digital Subtraction Angiogram Registra―tion Method with Local Distortion Vectors to Decrease Motion Artifact，Journal of Biomedical Informatics，2001：182―194.
［2］ Erik H．W．Meqefing，Retrospective Motion Correction in Digital Subtraction Angiography：A Review，IEEE Trans―actions on Medical Imaging，18(1)，1999：2-21.
［3］ 徐跃，黄泉荣，沈克涵等．医学影像设备学．北京:人民卫生出版社．2002．224～255.
【关键词】数字影像 数字技术 戏剧舞台
1 数字影像的发展
任何一种艺术形式在特定的历史环境中的发展都不是孤立的，都不可避免受其所处时代的科技成果的浸润，反映在创作手段、表现形式、技术以及材料等各个方面，并且各个艺术形式之间也在互相影响、互相交融。舞台空间艺术的发展也是如此，从最早的祭场、神坛、庙堂、庭院到镜框式、伸出式 舞台剧场；从自然光照明到电脑灯光技术；固定舞台到机械转动台面等等，这一切无一不在反映着科学技术的进步为舞台艺术带来的巨大变化。
1.1 先进的数字成像技术
艺术的发展当然离不开技术的发展作为其基本保障。影像在内舞台艺术中越来越广泛的运用，当然也与成像技术的日益成熟有着密不可分的关系。
（1）数字投影技术；有研究表明，投影机和动画、电影的发展是分不开的。最早的利用光影的技术始于十七世纪一个名为阿塔纳斯珂雪耶稣会教士发明的“魔术幻灯”，后来逐渐变成玩具，其在现代的名称叫作投影机。而随着科技的发展与进步，数字投影将投影技术又从便携性、可视性等各方面提到了一个新的高度，这也使得投影在舞台空间中的运用方式更加多样化、自由化。数字投影技术是以数字投影机为典型的产业技术，主要包括显像管CRT、液晶LCD和数字光处理器DLP技术等。这些技术因其灵活性被广泛使用在各类舞台以及展示中。
（2）全息式投影技术；随着成像技术不断发展，像素越来越高，人们能够在更大的屏幕上看到更清晰明亮、色彩丰富的视频和图像，但它们始终有一个限制，即它们是二维的。我们眼睛所看到的真实世界不只是简单的平面图像（图1-图3），而是具有景深的立体三维的，这种对真实世界模拟与再现的探索，使得立体投影技术得到了极大的发展。这当中，全息式投影因不需要佩戴任何立体眼镜， 在舞台艺术中最常用到，包括全息膜投影、幻影成像技术、雾幕影像和LED成像技术等。
图1 Diesel在72届佛罗伦萨时装展上举行的高科技时装秀
图2 幻影成像技术 图3 雾幕投影
1.2 数字影像的特点与优势
数字技术的诞生使得影像无论是从创作手法、画面表现力还是使用层面都有着自身的特点和优势。
首先，数字影像从创作手法上来讲有着极强的灵活性。这包括了创作手段和表现手法两个层面的涵义。创作手段是从技术角度出发，计算机技术的产生使得影像的创作更加平民化、大众化，究其原因正是计算机技术的产生使得其创作手段趋于更加灵活，并且各类视频制作软件的开发也使得影像的创作手法更加趋于丰富。其次，数字影像有着极强的画面表现力。画面本身就是作为一种极强的表现力而存在的，而影像作为运动的画面，比相对静止存在的画面具有更强的表现力，同时，这种“运动”本身也在传递着思想，是静止画面所无法达到的效果。而创作手段和手法的创新，也使得影像作为一种活动画面在表现手法上有了很多新的突破，更加贴切地传递着创作者的思想。而舞台也是一个传递思想的空间，也正是有了数字影像的加入，才使得舞台空间也变得更富表现力。最后，数字影像在实际运用当中更加方便灵活，且不易受到干扰。前面我们提到过的数字成像技术，使得影像在舞台空间中的运用更加灵活自由。我们知道，光影对舞台空间的影响是巨大的，而投影在舞台空间中运用时必然也受到舞台灯光的影响，这也是投影技术在舞台空间中的应用受到一定限制的原因之一。此时，LED技术就很好地解决了这一问题。它的诞生使得舞台影像的实际载体在舞台空间中运用起来更加灵活自如，也不受灯光等其它舞台元素的干扰。
2 化合的产物――数字影像在舞台空间中的应用形式
2.1 光与影的重构――与舞台灯光等造型元素的结合
舞台空间的设计也是一门造型艺术，在这其中，灯光则是最重要的造型手段之一，它在舞台空间造型艺术中起着极其复杂的作用。灯光可以更加巧妙地控制观众的视觉注意力，并且直接影响舞台画面的明暗、色彩、节奏等等。随着计算机技术的发展，通过电脑控制的舞台灯光的灵活性也使得它可以创造出其它舞台造型元素所无法比拟的瞬息万变的空间感，这也使得灯光可以创造或模拟环境。
现代舞台灯光最大的发展和最突出的特点便是影像的应用。当代西方著名舞台美术家约瑟夫・斯沃博达曾经说过：“利用灯光和投影代替颜料画的布景，这就是未来！”随着数字技术的发展，产生影像的技术手段也越来越成熟，从最初的投影到现在的LED成像技术，除了影像质量的提高以外，更重要的是使得影像与灯光的结合方式更加丰富，更加充分和自由。
灯光与影像的结合是相互的。我们知道，光线可以控制观众的注意力，因此灯光在与数字影像结合时，起到的主要作用是通过制造光影引导视线，让观众看创作者希望他们看到的部分，而将那些不想被观众所见的部分隐匿在黑暗当中。以便在与影像结合时最大程度地在舞台空间中制造戏剧幻觉。而另一方面，影像本身也是一种光源，并且是具有一定画面感的光源，它与舞台灯光的结合使得光影变幻产生的舞台空间造型更加丰富。可以说，灯光在空间中的灵活多变性与影像自身所具有的画面表现力，二者的结合让舞台的空间表现力绽放出犹如火山喷发之势的夺目光彩。
孟京辉导演的话剧《关于爱情的最新观念》中（如图4至图5），在转换到表现人物的心理活动时，通过舞台灯光暗下来，让演员转移位置，当聚光灯再次亮起时，演员已经站在了凳子上，背景投影则呈现出变幻莫测的虚幻影像，舞台灯光只照亮了人物躯体部分，而支撑人物站立的凳子则隐匿在了黑暗当中――灯光和影像通过这种造型方式配合，不仅实现了舞台上演员位置的转移，形成了写实到写意的转场，同时制造出人物漂浮、游离于虚无缥缈的思维与想象世界当中这样一种戏剧幻觉，从而更加生动直观并且深刻地反映了戏剧内涵。
图4 话剧《关于爱情的最新观念》 图5 话剧《关于爱情的最新观念》
2.2 流动的舞台艺术――与舞台装置的结合
随着工业革命的爆发，机械转台于1896年在德国慕尼黑被首次引用到了舞台艺术当中。从此，舞台艺术便与机械装置产生了不可割舍的复杂关系。机械装置的加入，大大增强了舞台空间的变化性，使得空间表现方式活泼起来，由过去的相对静止成为流动的舞台空间。
以国家大剧院歌剧院为例，整个舞台可以看做是一个大的较为复杂的舞台机械装置，它由一块纵向的椭圆形背景屏、半包围舞台的背景台阶、一块长方形投影幕、两个斜面圆环共同组成的圆形旋转舞台以及靠近观众席两个可移动主舞台构成。这其中，除了背景台阶以外的椭圆形背景屏、投影幕、圆形旋转舞台、主舞台均可以通过机械操作控制它们的上下左右移动；而椭圆形背景屏和舞台半包围台阶均由LED液晶显示构成，可播放事先制作好的数字影像，长方型投影幕可以通过传统投影方式呈现影像。此外，在观众席也追加了投影设备，使得镜框式舞台的镜框乃至观众席都可以产生影像。
数字影像的介入，使得舞台装置在空间变换的基础上，画面表现力也大大增强。影像与装置的结合，主要作用于舞台布景方面。在此，我们姑且把装置狭义地理解为“有机械控制、可运动的部分”，影像与装置的结合方式大致就可以分为两种：
（1）数字影像作为装置的一部分存在；影像其实是作为一个虚无的概念而存在，它必须透过一定的实体介质才能得以呈现，如我们所见的画纸、银幕、投影等等。因此，数字影像作为装置的一部分存在，即承载影像的客观实体本身是属于舞台装置的一部分。这种结合方式中，影像所表现的空间、内容都是隶属于其所在的大装置，与装置内的其他机械运动，如舞台的旋转、变换等相互配合，共同构成一个舞台装置的整体，从而产生舞台空间的流动效果。在国家大剧院歌剧院中，长方形投影屏就属于此。在舞蹈史诗《复兴之路》的演出中，长方形投影不断升起和落下，或呈现与戏剧空间相对应的时空影像，一烘托戏剧氛围；或利用灯光将演出空间分割成为前景区和后景区，以更为细腻的动作层次展现戏剧动作。（如图6至图7）
图6 《复兴之路》 图7 《复兴之路》
（2）数字影像作为对装置个体的补充独立存在；舞台装置只是舞台空间中的一部分，除它以外还有很多作为补充或辅助戏剧表现的元素，如灯光、音响、布景等等。当然，还有一些影像的存在方式独立于舞台机械装置之外，是对舞台装置的一种补充或说明，交代或延伸空间环境，或是体现戏剧内涵。如近几年在春晚舞台上也多次使用到的虚拟舞台，将虚拟的数字影像利用增强现实技术（AR）合成到镜头当中，作为对戏剧动作环境的说明，同时也对舞台所表现的动作环境空间的进行了延伸，是作为舞台装置的一种补充而存在的。
图8 春晚《春暖花开》虚拟舞台影像
（3）触不到的演员――与戏剧动作的结合；数字影像因其丰富的创作手段和表现形式，能够产生比灯光、道具、服装等其它不在场信息发出者更加丰富的信息量。它甚至可以作为舞台空间中一个虚拟存在的表演者参与到戏剧动作中，形成与动作主体（演员）在表演上的交流与互动。而随着三维立体成像技术的出现与发展，舞台上甚至可以投影出立体的、虚拟的人物影像。这也使得数字影像甚至可以独立作为动作主体（演员）进行一系列戏剧动作并发出信息。如歌手周杰伦就曾在他的个人演唱会上利用虚拟投影技术，实现了与已故女歌手邓丽君“穿越时空”隔空对唱的效果（如图9）。这使得数字影像不仅可以与戏剧动作主体配合共同完成戏剧动作，甚至在不久的将来可以替代动作主体完成整个戏剧动作。
图9
戏剧艺术是一门综合艺术，舞台空间在戏剧艺术中占领着举足轻重的地位。而随着数字技术的发展，数字影像在创作手段上更加简捷、灵活，画面的表现力更加丰富，应用起来也更加自如。影像的融入大大丰富了戏剧舞台的表现形式。戏剧舞台在光、影等造型艺术方面的表现力更加丰富，舞台运动方式更加活泼，戏剧的表演模式也有所突破。
3 结语
【关键字】数字技术影视制作素材存储合成
前言
数字技术在影视制作中的介入和应用从根本上改变了影视作品的质量和特性，也使影视制作平台发生了巨大的变化，促使影视制作产生了划时代的变革。这场变革开始于美国，最先使用数字技术制作电影的著名导演詹姆士·A·卡梅伦认为:“视觉娱乐影像的制作和技术正在发生着一场革命，这场革命给我们制作电影和其他视觉媒体节目的方式带来了如此深刻的变化，以至于我们只能用出现了一场数字化文艺复兴运动来描述它。”著名导演乔治·卢卡斯也认为:“我在发展数字技术方面的主要兴趣在于能加快电影制作的过程，从而使我能够以更有效的方式实现我的想法。我一直致力于改进我在电影制作方面的能力，因为主要的电影制作过程仍然停留在19世纪。数字技术可以节省大量的时间和能源，它可以使电影制作人员更富有创造力(无论是在特殊效果还是在后期制作方面)并且使电影制作工作更加轻松。”
在数字技术条件下，影视作品的制作工序大大简化，制作人员可以比较容易地集导演、摄影、美工等于一身，能够更好地表现自己的创作意图，使影视作品更充分地表现创作人员的个性，从而为影视制作人员提供了更为广阔的制作空间。
一、影视素材创作数字化
数字化非线性编辑系统以及计算机合成技术的普及和应用，使得影视镜头中的景物可以由无数个独立拾取、记录和处理的影像元素来合成，从而大大拓宽了制作人员的创作想象力。许多影视素材都是通过实拍，然后利用专门的采集设备转化为数字影视素材的，再根据创作人员的实际需要，进行不同的特效处理;有的影像素材，从头到尾都是创作人员通过不同的编辑软件创作出来的。这些素材可以是图形、图像等静态素材，也可以是动画、录像等动态素材，还可以是声音素材。
图形、图像作为一种静态素材在影视制作中是必不可少的。这些素材可以通过拍摄、采集或扫描等方式使其数字化，然后通过图形、图像处理软件制作成各种效果。如果制作人员具有一定的绘画功底和相关的图形图像处理软件的知识，甚至可以自行创作，而且自行创作可以完全按照自己的设想去实现，并可充分利用所使用的图形、图像处理软件的集成功能。常用的图形、图像处理软件有Photoshop、Painter、PaintBrush、Illustrator、CorlDraw以及PhotoDraw等等。
作为动态素材的录像视频素材，主要是通过摄像机拍摄，然后利用计算机软件或硬件，将呈现在屏幕上的影像截获，并以一定的格式存储起来，从而获得可利用的数字化视频素材，这一过程通常被称为视频捕获或抓帧。通过抓帧得到的原始素材，可以通过视频处理软件做二次处理，从而为更好地实现制作人员的创作要求提供了条件。这类处理软件有Premiere、AfterEffects以及VideoStudio、DSP等等。还有一种动态素材——动画，它可以完全不受时间和空间的限制，由创作人员利用计算机技术，根据剧本或创意进行制作，大大提高了影视作品的美感和技术含量，这类软件有Maya、3DSMAX以及Software3D等等。
近几年，随着音频技术数字化的发展，数字音频工作站(DAW)已经成为专门的计算机化硬盘录音系统。该系统能够实现音频的编辑和处理功能，支持处理长样本文件(文件大小只受硬盘大小的限制)，而且可以随机存取编辑。音频素材记录在硬盘上，无损编辑不会影响原始录音文件的效果，同时还支持DSP数字信号处理，可以将一个片断或在整个音频样本实现编辑，不管是实时的还是非实时的，都不会影响信号的质量。
二、影视素材存储数字化
随着存储技术、计算机技术以及网络技术的发展，视频、音频等数字化影视素材的处理手段的不断更新，原来记录在电影胶片、磁带上的声音、视频和图像将逐渐被存储在硬盘等数字存储设备上，使常规的胶片、磁带的存储转向数据硬盘存储，视频磁带录像机逐步被数字录像机所取代，这将是数字化发展的又一个飞跃。
数字化存储设备主要有磁存储器(如硬盘存储器)、光盘存储器(如CD-ROM、DVD等等)以及半导体存储器。这些存储设备存储的素材都是数字素材，使用起来非常方便。3种数字存储器各有利弊，作为单个的存储器都不能满足影视级的存储需要。目前许多影视素材(无论是高清的还是标清的)是以视频、音频、图像等形式存储在硬盘阵列系统中的。通过网络技术将诸多影视编辑系统设备与硬盘阵列连接起来，各个编辑系统就可以通过网络连接设备访问硬盘阵列，从而形成在线数字素材库。
例如，目前中央电视台电影频道所使用的S2A8000光纤磁盘阵列，不仅速度快、效率高，而且容量大、可扩展性强，并采用了先进的虚拟存储技术，使数字素材的存储看起来就像存储在一个大存储池中;而且采用了高宽带和并行处理方式，使影视制作人员可以随时根据自己的需求快捷地得到所需的数字素材。
三、影视合成数字化
在影视制作的过程中，影像合成占据着非常重要的地位，它是将多种原始素材通过特效混合处理的过程。如抠像、叠加以及色彩通道合成等多种合成手法都在影视制作中得到了应用。这些技法在乔治·卢卡斯的代表作《星球大战》中，得到了非常成功的应用。
如今随着计算机技术的发展，以及数字技术在影视制作过程中的广泛应用，数字影视合成的手段和方法都得到了很大的扩展。它运用先进的计算机图像学的原理和方法，将多种原始素材通过专门的采集设备数字化，并用计算机将这些数字化素材合成为最终作品，然后输出到磁带或胶片上。其画面效果要比传统的光学合成方式要好得多。例如曾轰动一时的影片《泰坦尼克》，就以数字化的合成技术实现了诸多惊人的视觉效果，其中最为经典的男主人公教女主人公在甲板上飞翔的镜头大家还记忆犹新。它就是通过在绿色背景下运用运动控制捕捉技术进行原始素材的拍摄，然后用三维软件设计“泰坦尼克”号，通过虚拟摄像机拍摄一段轮船以及海水运动的画面，最后在合成软件中进行最终的效果合成。这些数字化的制作和合成手段及方式，都为影视作品的制作提供了新的思路，同时影视工作者在使用计算机进行数字合成的过程中，强烈地感受到数字合成技术的便利性和手段的多样性;合成的作品比传统的合成效果更加精美，更加不可思议。这成为了推动数字合成技术发展的巨大动力。
目前我国在影视制作方面对数字技术的应用能力也在逐步提高，逐渐拥有了世界水平的一些软件、硬件设备，已具备了影视数字加工、数字特技制作的基本条件，并完成了诸如《紧急迫降》、《惊涛骇浪》、《极地营救》、《十面埋伏》等多部数字化技术含量较高的影视作品。当前根据我国影视制作的数字化的发展进程，最为重要的是要不断地培养一批具有创作能力的复合型技术人才，以不断提高我国数字化制作能力。
参考资料：
[1]《影视多媒体》，郭斌主编，2004年11月北京广播学院出版社;
[2]《电视剧作艺术》，杨田村编著，北京广播学院出版社;
