數(shù)字技術(shù)論文精品(七篇)

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篇(1)

關(guān)鍵詞:數(shù)字系統(tǒng)；IC；設(shè)計(jì)

一、數(shù)字IC設(shè)計(jì)方法學(xué)

在目前CI設(shè)計(jì)中，基于時(shí)序驅(qū)動的數(shù)字CI設(shè)計(jì)方法、基于正復(fù)用的數(shù)字CI設(shè)計(jì)方法、基于集成平臺進(jìn)行系統(tǒng)級數(shù)字CI設(shè)計(jì)方法是當(dāng)今數(shù)字CI設(shè)計(jì)比較流行的3種主要設(shè)計(jì)方法，其中基于正復(fù)用的數(shù)字CI設(shè)計(jì)方法是有效提高CI設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。它能解決當(dāng)今芯片設(shè)計(jì)業(yè)所面臨的一系列挑戰(zhàn):縮短設(shè)計(jì)周期，提供性能更好、速度更快、成本更加低廉的數(shù)字IC芯片。

基于時(shí)序驅(qū)動的設(shè)計(jì)方法，無論是HDL描述還是原理圖設(shè)計(jì)，特征都在于以時(shí)序優(yōu)化為目標(biāo)的著眼于門級電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用全新的電路來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能;這種方法主要適用于完成小規(guī)模ASIC的設(shè)計(jì)。對于規(guī)模較大的系統(tǒng)級電路，即使團(tuán)隊(duì)合作，要想始終從門級結(jié)構(gòu)去實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，也很難保證設(shè)計(jì)周期短、上市時(shí)間快的要求。

基于PI復(fù)用的數(shù)字CI設(shè)計(jì)方法，可以滿足芯片規(guī)模要求越來越大，設(shè)計(jì)周期要求越來越短的要求，其特征是CI設(shè)計(jì)中的正功能模塊的復(fù)用和組合。采用這種方法設(shè)計(jì)數(shù)字CI，數(shù)字CI包含了各種正模塊的復(fù)用，數(shù)字CI的開發(fā)可分為模塊開發(fā)和系統(tǒng)集成配合完成。對正復(fù)用技術(shù)關(guān)注的焦點(diǎn)是，如何進(jìn)行系統(tǒng)功能的結(jié)構(gòu)劃分，如何定義片上總線進(jìn)行模塊互連，應(yīng)該選擇那些功能模塊，在定義各個功能模塊時(shí)如何考慮盡可能多地利用現(xiàn)有正資源而不是重新開發(fā)，在功能模塊設(shè)計(jì)時(shí)考慮怎樣定義才能有利于以后的正復(fù)用，如何進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證等。

基于PI復(fù)用的數(shù)字CI的設(shè)計(jì)方法，其主要特征是模塊的功能組裝，其技術(shù)關(guān)鍵在于如下三個方面:一是開發(fā)可復(fù)用的正軟核、硬核;二是怎樣做好IP復(fù)用，進(jìn)行功能組裝，以滿足目標(biāo)CI的需要;三是怎樣驗(yàn)證完成功能組裝的數(shù)字CI是否滿足規(guī)格定義的功能和時(shí)序。

二、典型的數(shù)字IC開發(fā)流程

典型的數(shù)字CI開發(fā)流程主要步驟包含如下24方面的內(nèi)容:

(1)確定IC規(guī)格并做好總體方案設(shè)計(jì)。

(2)RTL代碼編寫及準(zhǔn)備etshtnehc代碼。

(3)對于包含存儲單元的設(shè)計(jì)，在RTL代碼編寫中插入BIST(內(nèi)建自我測試)電路。

(4)功能仿真以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的功能正確。

(5)完成設(shè)計(jì)綜合，生成門級網(wǎng)表。

(6)完成DFT(可測試設(shè)計(jì))設(shè)計(jì)。

(7)在綜合工具下完成模塊級的靜態(tài)時(shí)序分析及處理。

(8)形式驗(yàn)證。對比綜合網(wǎng)表實(shí)現(xiàn)的功能與TRL級描述是否一致。

(9)對整個設(shè)計(jì)進(jìn)行Pre一layout靜態(tài)時(shí)序分析。

(10)把綜合時(shí)的時(shí)間約束傳遞給版圖工具。

(11)采樣時(shí)序驅(qū)動的策略進(jìn)行初始化nooprlna。內(nèi)容包括單元分布，生成時(shí)鐘樹

(12)把時(shí)鐘樹送給綜合工具并插入到初始綜合網(wǎng)表。

(13)形式驗(yàn)證。對比插入時(shí)鐘樹綜合網(wǎng)表實(shí)現(xiàn)的功能與初始綜合網(wǎng)表是否一致。

(14)在步驟(11)準(zhǔn)布線后提取估計(jì)的延遲信息。

(15)把步驟(14)提取出來的延遲信息反標(biāo)給綜合工具和靜態(tài)時(shí)序分析工具。

(16)靜態(tài)時(shí)序分析。利用準(zhǔn)布線后提取出來的估計(jì)延時(shí)信息。

(17)在綜合工具中實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場時(shí)序優(yōu)化(可選項(xiàng))。

(18)完成詳細(xì)的布線工作。

(19)從完成了詳細(xì)布線的設(shè)計(jì)中提取詳細(xì)的延時(shí)信息。

(20)把步驟(19)提取出來的延時(shí)信息反標(biāo)給綜合工具和靜態(tài)時(shí)序分析工具。

(21)Post-layout靜態(tài)時(shí)序分析。

(22)在綜合工具中實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場時(shí)序優(yōu)化(可選項(xiàng))。

(23)Post一alyout網(wǎng)表功能仿真(可選項(xiàng))。

(24)物理驗(yàn)證后輸出設(shè)計(jì)版圖數(shù)據(jù)給芯片加工廠。

對于任何CI產(chǎn)品的開發(fā)，最初總是從市場獲得需求的信息或產(chǎn)品的概念，根據(jù)這些概念需求，CI工程師再逐步完成CI規(guī)格的定義和總體方案的設(shè)計(jì)。總體方案定義了芯片的功能和模塊劃分，定義了模塊功能和模塊之間的時(shí)序等內(nèi)容。在總體方案經(jīng)過充分討論或論證后開始CI產(chǎn)品的開發(fā)。CI的開發(fā)階段包含了設(shè)計(jì)輸入、功能仿真、綜合、DFT(可測試設(shè)計(jì))、形式驗(yàn)證、靜態(tài)時(shí)序分析、布局布線等內(nèi)容。而CI的后端設(shè)計(jì)包括布局、插入時(shí)鐘樹、布線和物理驗(yàn)證等內(nèi)容，后端設(shè)計(jì)一般能在軟件中自動完成，如SIE軟件就能自動完成布局布線。

三、IC開發(fā)過程介紹

IC開發(fā)過程包括設(shè)計(jì)輸入、功能仿真、綜合、可測試性設(shè)計(jì)DFT、形式驗(yàn)證、靜態(tài)時(shí)序分析、布局、插入時(shí)鐘樹、布線、物理驗(yàn)證等內(nèi)容，下面分別進(jìn)行詳細(xì)介紹。

設(shè)計(jì)輸入:一般包括圖形與文本輸入兩種格式。文本輸入包括采用verilog和vHDL兩種硬件描述語言的格式，verliog語言支持多種不同層次的描述，采用硬件描述語言主要得益于采用綜合器來提高設(shè)計(jì)效益;圖形輸入一般應(yīng)該支持多層次邏輯圖輸入，主要應(yīng)用在一些專門的電路設(shè)計(jì)中，但是圖形輸入耗時(shí)費(fèi)力且不方便復(fù)用。

功能仿真:功能仿真的目的是為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)功能的正確性和完備性。搭建的測

試環(huán)境質(zhì)量和測試激勵的充分性決定了功能仿真的質(zhì)量和效益，仿真工具也是比較多，而且功能比較齊全。

綜合:所謂綜合，就是將設(shè)計(jì)的HDL描述轉(zhuǎn)化為門級網(wǎng)表的過程。綜合工具(也可稱為編譯器)根據(jù)時(shí)間約束等條件，完成可綜合的TRL描述到綜合庫單元之間的映射，得到一個門級網(wǎng)表等;綜合工具可內(nèi)嵌靜態(tài)時(shí)序分析工具，可以根據(jù)綜合約束來完成門級網(wǎng)表的時(shí)序優(yōu)化和面積優(yōu)化。

可測試性設(shè)計(jì)DFT:目前大多數(shù)CI設(shè)計(jì)都引入可測試結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般在電路初步綜合后可進(jìn)行DFT設(shè)計(jì)。典型的DFT電路包括存儲單元的內(nèi)建自測BIST電路、掃描鏈電路和邊界掃描電路。BIST電路是為了測試而設(shè)計(jì)的專門電路，它可以來自半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商，也可以用商用的工具自動產(chǎn)生。掃描鏈電路一般是用可掃描的寄存器代替一般的寄存器，由于帶掃描功能的寄存器的延時(shí)與一般的寄存器并不一致，所以在綜合工具進(jìn)行時(shí)序分析時(shí)最好就能考慮這種“附加”的延遲。邊界掃描電路主要用來對電路板上的連接進(jìn)行測試，也可以把內(nèi)部掃描鏈的結(jié)果從邊界掃描電路引入。

形式驗(yàn)證是一種靜態(tài)的驗(yàn)證手段，它根據(jù)電路結(jié)構(gòu)靜態(tài)地判斷兩個設(shè)計(jì)在功能上是否等價(jià)，從而判斷一個設(shè)計(jì)在修改前和修改后其功能是否保持一致。

靜態(tài)時(shí)序分析:靜態(tài)時(shí)序分析是CI開發(fā)流程中非常重要的一環(huán)。通過靜態(tài)時(shí)序分析，一方面可以了解到關(guān)鍵路徑的信息，分析關(guān)鍵路徑的時(shí)序;另一方面，還可以了解到電路節(jié)點(diǎn)的扇出情況和容性負(fù)載的大小。

布局:布局被認(rèn)為是整個后端流程最關(guān)鍵的一步，布局首先是在滿足電路時(shí)序要求的條件下得到盡可能小的實(shí)現(xiàn)面積，其次布局也是把整個設(shè)計(jì)劃分成多個便于控制的模塊。布局的內(nèi)容包括把單元或宏模塊擺放到合適的位置，其目的是為了最大限度地減小連線的RC延遲和布線的寄生電容效應(yīng)，此外，良好的布局還可以減小芯片面積和降低布線時(shí)出現(xiàn)擁賽現(xiàn)象的幾率。

插入時(shí)鐘樹:時(shí)鐘樹又稱時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)，是指位于時(shí)鐘源和它所有扇出的寄存器時(shí)鐘輸入端之間的BUFFER驅(qū)動邏輯，時(shí)鐘樹通常根據(jù)物理布局情況生成。時(shí)鐘樹的插入關(guān)鍵在于如何控制時(shí)鐘信號延時(shí)和時(shí)鐘信號扭曲，因?yàn)檩^大的延遲對解決電路的保持時(shí)間問題不利，較大的時(shí)鐘扭曲往往增加寄存器鎖存不穩(wěn)定數(shù)據(jù)的幾率。但是時(shí)鐘信號延遲和時(shí)鐘信號扭曲問題是對矛盾，如果設(shè)計(jì)對兩者都要求比較嚴(yán)格的話，時(shí)鐘樹的插入往往需要考慮比較多。

布線:布線分為兩個階段完成:預(yù)布線和詳細(xì)布線，預(yù)布線時(shí)版圖工具把整個芯片劃分為多個較小的區(qū)域，布線器只是估算各個小區(qū)域的信號之間最短的連線長度，并以此來計(jì)算連線延遲，這個階段并沒有生成真正的版圖連線。詳細(xì)布線階段，布線器根據(jù)預(yù)布線的結(jié)果和最新的時(shí)序約束條件生成真正的版圖連線。但是如果預(yù)布線的時(shí)間比布局運(yùn)行的時(shí)間還要長，這就意味著布局的結(jié)果是失敗的，這時(shí)候就需要重新布局以減少布線的擁賽。

布局布線完成之后，EDA工具根據(jù)布局布線的結(jié)果產(chǎn)生電路網(wǎng)表，產(chǎn)生真正的互連線延遲數(shù)據(jù)，這樣以前綜合工具DC根據(jù)線負(fù)載模型計(jì)算出來的延遲數(shù)據(jù)與這些互連線延遲數(shù)據(jù)相比是不夠精確的，因此把這些版圖提取出來的互連線延遲數(shù)據(jù)反標(biāo)給DC重新進(jìn)行綜合優(yōu)化，如果生成的網(wǎng)表滿足了時(shí)序、面積及功耗要求后就生成電路版圖，電路版圖經(jīng)過驗(yàn)證就可以制成芯片。超級秘書網(wǎng)：

參考文獻(xiàn)：

篇(2)

去除式加工技術(shù)

去除式加工技術(shù)（也稱減法加工技術(shù)）在工業(yè)上是指用車、銑、磨、削等方式將已成型好的材料固體坯料加工成所需形狀的方法?？谇挥脭?shù)控加工設(shè)備考慮到其加工對象為專用牙科材料，針對牙科材料特性和制作精度的要求，常采用銑和磨的加工方式［3-4］。數(shù)控加工（numericalcontrolmachining，簡稱NC加工）是指用數(shù)字信息控制零件和刀具位移的機(jī)械加工方法?，F(xiàn)有商品化的牙科數(shù)控設(shè)備，根據(jù)其切削主軸的運(yùn)動特性，可進(jìn)一步分為三軸、四軸、五軸等設(shè)備。這里軸的概念是指切削主軸的自由度數(shù)，主軸的自由度越多，靈活性越好，可加工模型的復(fù)雜程度也就越高。三軸數(shù)控設(shè)備適合批量加工倒凹面積小、形態(tài)相對規(guī)整的牙科模型（如基底冠橋）；四軸與五軸設(shè)備更適合加工精度要求高的復(fù)雜形態(tài)牙科模型（如解剖形態(tài)冠橋、種植基臺、正畸托槽等）。典型的牙科多軸設(shè)備有CEREC3D（SIRONA公司）、EVEREST（KAVO公司）、T1（WIELAND公司）、LAVA（3M公司）等。近些年，數(shù)控加工中心這種在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的主流數(shù)控機(jī)床也逐漸引入到口腔領(lǐng)域，它是一種功能較全面、綜合加工能力較強(qiáng)的數(shù)控機(jī)床。

數(shù)控加工中心的特點(diǎn)是：機(jī)床設(shè)置有刀庫，刀庫中存放著不同數(shù)量的各種刀具或檢具；坯料一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動選擇和更換刀具、檢具；機(jī)床可自動改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對工件的運(yùn)動軌跡及其它輔助功能，連續(xù)對工件各表面進(jìn)行多道工序的加工。整個加工過程，最大限度的降低了人手工操作的干預(yù)，大大提高了口腔假體的制造精度和生產(chǎn)效率。現(xiàn)有數(shù)控加工技術(shù)可加工的牙科材料包括牙科金屬（貴金屬、非貴金屬合金、純鈦）、玻璃陶瓷和臨時(shí)性復(fù)合樹脂材料，特別是一些傳統(tǒng)工藝很難加工或是無法加工的材料，比如氧化鋯陶瓷材料，數(shù)控加工技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)。在金屬及其合金材料的加工應(yīng)用方面，數(shù)控加工技術(shù)可用來制造金屬基底冠橋、覆蓋義齒連接桿、正畸用個性化托槽等；在陶瓷材料方面，近年來應(yīng)用廣泛的二次燒結(jié)軟質(zhì)氧化鋯材料是其主要的應(yīng)用領(lǐng)域，可制造氧化鋯基底冠橋、個性化種植基臺、一體化樁核等；針對CAD/CAM椅旁系統(tǒng)的配套材料—玻璃陶瓷，數(shù)控加工一直是其惟一加工方式，工藝上則以磨削為主，有別于其他材料的銑削工藝，可制造嵌體、瓷貼面以及解剖式全瓷冠；另外，應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)生產(chǎn)暫時(shí)性或永久性的牙科復(fù)合樹脂材料，可實(shí)現(xiàn)個性化的即刻修復(fù)體制作。

增量式加工技術(shù)

相對數(shù)控加工的“減法加工”技術(shù)，快速成型（rapidprototyping，RP）技術(shù)被稱為“加法加工”技術(shù)，即增量式加工技術(shù)。其原理是通過離散化將三維數(shù)字模型轉(zhuǎn)變?yōu)槎S數(shù)字模型的連續(xù)疊加，然后由程序控制按預(yù)先確定的順序?qū)⒊尚筒牧弦粚右粚佣逊e成型［5］。RP技術(shù)首先被應(yīng)用于航天工業(yè)，用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最早始于20世紀(jì)90年代初。該技術(shù)最顯著的特點(diǎn)就是克服了傳統(tǒng)去除式加工技術(shù)的局限性，能夠在較短時(shí)間內(nèi)批量制造出各種復(fù)雜形態(tài)的工件，特別是對有內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)NC加工無法制造的工件，RP技術(shù)是較好的解決方案。RP技術(shù)的特性很好地適應(yīng)了口腔醫(yī)學(xué)假體及模型的復(fù)雜形態(tài)特征，加上其在加工速度、可靠性和成本等方面的優(yōu)勢，該類設(shè)備正在成為目前口腔假體及輔助裝置制造技術(shù)的強(qiáng)力手段［6-13］。目前，應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)的RP技術(shù)主要有以下幾種：粉末材料選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（selectivelasersintering，SLS）、粉末材料選擇性激光熔融制造技術(shù)（selectivelasermelting，SLM）、液態(tài)光敏樹脂選擇性固化技術(shù)（也稱立體印刷技術(shù)，stereolithographyapparatus，SLA）、熔融沉積制造（fuseddepositionmodeling，F(xiàn)DM）、三維打印技術(shù)（3Dprinting，3DP）、激光近形成型技術(shù)（laserengineerednetshaping，LENS）等。

SLS和SLM技術(shù)SLS和SLM技術(shù)的成型原理相似，都是在工作臺上逐層鋪粉，激光束在計(jì)算機(jī)的控制下按照分層截面輪廓信息對實(shí)心部分所在的粉末進(jìn)行熔融固化，逐漸形成各層輪廓，從而堆積成實(shí)體。SLS和SLM技術(shù)主要針對金屬及其合金材料，裝備有惰性氣體保護(hù)倉的設(shè)備還可熔融燒結(jié)純鈦粉末，成型出致密度較高的純鈦工件，很好的解決了純鈦鑄造缺陷的問題。現(xiàn)有口腔SLS和SLM設(shè)備的成型精度比初期產(chǎn)品已有很大提高，成型精度可達(dá)到20μm左右，完全可以滿足口腔臨床對制造精度的要求。但對于成型大尺寸修復(fù)體（如多單位基底橋），由于加工過程缺乏足夠的外周剛性約束，金屬成型過程中的殘余應(yīng)力可能會導(dǎo)致形變，影響精度。往往通過增加支撐分散應(yīng)力、分段成形和軟件預(yù)補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)加以改善。此外，SLS和SLM設(shè)備的可成型空間往往較大，適合于批量化的大規(guī)模生產(chǎn)，制造效率也較數(shù)控加工好。SLS和SLM技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要應(yīng)用包括：金屬（包括純鈦及鈦合金）基底冠橋、CAD設(shè)計(jì)的可摘局部義齒支架、外科手術(shù)用鈦板以及正畸個性化托槽的數(shù)字化制造。典型的設(shè)備有EOSM270（德國EOS公司），國內(nèi)在此方面也有初步的研發(fā)成果。SLA技術(shù)SLA技術(shù)成型原理是使用光源（激光或可見光）投射，分層選擇性地固化液槽中的液態(tài)光敏樹脂，使逐層固化堆積成型。SLA技術(shù)主要針對復(fù)合樹脂類材料的特性而研制，現(xiàn)有技術(shù)的成型精度往往比SLS和SLM技術(shù)略高，可達(dá)到10～20μm的精度，但現(xiàn)有應(yīng)用于口腔材料的設(shè)備成型尺寸沒有SLS和SLM設(shè)備寬裕，適合制造小批量小尺寸的口腔假體和模型。另外，現(xiàn)有SLA設(shè)備中配備有口腔生物性材料的還為數(shù)不多。

SLA技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要應(yīng)用包括：鑄造用基底冠橋蠟型、贗復(fù)體蠟型的制造；外科、種植手術(shù)用導(dǎo)板的制造；外科手術(shù)三維診斷及術(shù)前規(guī)劃設(shè)計(jì)模型的制造；牙周夾板、可摘義齒樹脂基托部分的快速制造。3DP技術(shù)3DP工作原理類似于噴墨式打印機(jī)的工作方式，采用逐點(diǎn)噴灑黏接劑來黏接粉末材料，或逐點(diǎn)噴灑樹脂液滴并同步光固化的方式，最后逐層堆積成型。其打印噴頭可以有2個或多個，可同時(shí)噴射1種或多種材料，因此有較高的成型速度。這種技術(shù)的成型精度與SLA技術(shù)相近，最高可達(dá)到15μm左右，成型空間尺寸也與SLA設(shè)備近似，同樣適用于小批量小型工件的制造。3DP技術(shù)可成型的粉末材料包括石膏粉末、部分金屬粉末，可用于打印牙科診斷用牙頜模型或用于制造CAD全口義齒陰型；可成型的液態(tài)樹脂光敏材料與SLA的材料近似，同樣可用于牙科鑄造用蠟型、頜骨支架功能性替代體、顏面部贗復(fù)體（義耳、義鼻、義眼）、隱形正畸矯治器、手術(shù)導(dǎo)板等治療輔助裝置的制造。此外，3DP技術(shù)目前也正在用于三維生物打印，選擇與機(jī)器相適應(yīng)的生物支架材料以及細(xì)胞，要同步打印形態(tài)具有一定空間形態(tài)和細(xì)胞分布的三維生物體，可用于組織工程（如頜骨、牙齒）的重建或再生。#p#分頁標(biāo)題#e#

其他數(shù)字化制造技術(shù)

機(jī)器人技術(shù)機(jī)器人技術(shù)是醫(yī)療自動化技術(shù)的又一種表現(xiàn)形式。我國在口腔機(jī)器人領(lǐng)域的研究起步較早，2001年北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院建立了一套完整的機(jī)器人輔助全口義齒人工牙排牙制作系統(tǒng)，最后用CRS-4506自由度機(jī)器人首次實(shí)現(xiàn)了由機(jī)器人輔助排列全口義齒人工牙列［14-16］。同年，美國OraMetrix公司發(fā)明了SureSmile系統(tǒng)，通過口腔正畸矯正弓絲彎制機(jī)器人，使弓絲彎制這一復(fù)雜的過程簡單化、程序化，可精確穩(wěn)定控制和移動牙齒，大大提高了工作效率，縮短了療程［17-18］?？梢姡瑱C(jī)器人技術(shù)作為數(shù)字化制造技術(shù)的又一亮點(diǎn)，已成為未來制造技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。短脈沖激光技術(shù)激光是20世紀(jì)人類偉大的科學(xué)發(fā)明之一，激光技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在當(dāng)今世界的科研、生產(chǎn)和生活之中。在眼科醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，激光切削技術(shù)在眼角膜切削方面的研究應(yīng)用取得了一定的進(jìn)展，并被廣泛應(yīng)用和推廣。在牙科領(lǐng)域，高功率脈沖激光由于在切割牙體硬組織方面具有微爆破和微蒸發(fā)的特效，常被應(yīng)用于齲齒的治療；另外，激光牙齒漂白，俗稱為“鐳射美白”也是其在牙科領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)之一。激光技術(shù)在牙科領(lǐng)域的應(yīng)用目前在國外已成為一門最新的熱門的牙科應(yīng)用研究領(lǐng)域［19-20］。國內(nèi)現(xiàn)有學(xué)者針對短脈沖激光器的牙科應(yīng)用開展相關(guān)研究，旨在利用短脈沖激光器高光束質(zhì)量和高峰值功率的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)超精密牙體切削預(yù)備的目的?？梢?，擺脫傳統(tǒng)激光技術(shù)二維切割的約束，向三維空間精密切削拓展，是牙科數(shù)字化、自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

篇(3)

（1）促進(jìn)了藝術(shù)創(chuàng)作的大眾化

藝術(shù)創(chuàng)造需要投入大量的時(shí)間和精力，繁縟的傳統(tǒng)藝術(shù)設(shè)計(jì)所耗費(fèi)的時(shí)間之長、訓(xùn)練過程之艱苦都是生活節(jié)奏越來越快的現(xiàn)代人所難以接受的，以高技術(shù)代替大量傳統(tǒng)技法訓(xùn)練的數(shù)字化藝術(shù)設(shè)計(jì)只需要很短時(shí)間的培訓(xùn)就可以進(jìn)行簡單的藝術(shù)設(shè)計(jì)，大大縮短了藝術(shù)創(chuàng)作的過程，這對追求簡易快捷的現(xiàn)代人來說具有極大的吸引力。同時(shí)，在數(shù)字化環(huán)境中，各種繪圖軟件為創(chuàng)作多樣化的設(shè)計(jì)效果提供了方便，人們可以從各種預(yù)存的“素材庫”中尋找自己需要的形象，進(jìn)行色彩調(diào)配、重新組合表現(xiàn)新的感覺；而應(yīng)用軟件中畫筆、數(shù)位板等數(shù)字繪畫技法的設(shè)計(jì)為人們隨心所欲的展現(xiàn)自己的藝術(shù)創(chuàng)作提供了可能性，這種便捷的表現(xiàn)形式不僅更貼近大眾，為人們獨(dú)立實(shí)現(xiàn)自己的想法、展現(xiàn)自己的藝術(shù)構(gòu)思和藝術(shù)設(shè)計(jì)提供了平臺。美國學(xué)者在談到數(shù)字化藝術(shù)設(shè)計(jì)作品時(shí)說到：對于專業(yè)人員來說，數(shù)字化技術(shù)不僅能證明計(jì)算機(jī)分析現(xiàn)存技術(shù)或規(guī)則的潛力，幫助藝術(shù)家理解藝術(shù)創(chuàng)作的過程，而且還能證明普通人的創(chuàng)造能力，使人們從中獲得創(chuàng)作的樂趣。

（2）為設(shè)計(jì)師表達(dá)設(shè)計(jì)意圖提供了新的平臺

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已成為數(shù)碼圖形制作的重要手段，具有強(qiáng)大的生命力。越來越適合處理高質(zhì)量圖象的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件已成為藝術(shù)設(shè)計(jì)表現(xiàn)的主流。設(shè)計(jì)人員可以運(yùn)用數(shù)字化繪圖和數(shù)字化三維動態(tài)手段等輔助電腦設(shè)計(jì)的諸多軟件將復(fù)雜的四維空間形象繪制在二維空間，反映空間狀態(tài)、構(gòu)造和裝飾材料的質(zhì)感，尤其是在藝術(shù)設(shè)計(jì)的后期制作中數(shù)字化繪圖軟件更是體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢：數(shù)字化圖形技術(shù)的發(fā)展不僅豐富了設(shè)計(jì)的表現(xiàn)手法，提升了設(shè)計(jì)的藝術(shù)效果、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，而且還能較好地反映空間的視覺效果、寫實(shí)地模擬真實(shí)的空間環(huán)境、裝飾材料的光影等，從休閑到工作、從娛樂到學(xué)習(xí)、從欣賞到創(chuàng)造改變著人們的創(chuàng)造性思維和審美習(xí)慣，為人們的預(yù)期判斷提供了更加可信的依據(jù)；而數(shù)字化圖形技術(shù)還可以對效果圖進(jìn)行造型、色彩、燈光等進(jìn)行反復(fù)修改，有助于多角度展示設(shè)計(jì)的構(gòu)思和表達(dá)。

（3）改變了視覺設(shè)計(jì)

以傳統(tǒng)藝術(shù)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)擺脫了傳統(tǒng)藝術(shù)環(huán)境單一化、表態(tài)化的視覺傳達(dá)形式，實(shí)現(xiàn)了視覺傳達(dá)的綜合化、動態(tài)化和瞬間化，加強(qiáng)了藝術(shù)設(shè)計(jì)在人們生活中的地位，影響著人們的感官和思想。如2008年北京奧運(yùn)會印章的設(shè)計(jì)不僅讓全世界從中感受到中國文化的藝術(shù)魅力，而且還給觀眾留下了深刻的印象。數(shù)字化技術(shù)對視覺藝術(shù)的影響不僅造成了人們對藝術(shù)品個性化創(chuàng)意的忽視，也非常容易將藝術(shù)設(shè)計(jì)帶入發(fā)展的死胡同，這顯然與技術(shù)發(fā)展的初衷是相違背的。

篇(4)

在非遺的繼承工作中，數(shù)字復(fù)原技術(shù)、再現(xiàn)技術(shù)成為了有效的工具；在非遺的傳播工作中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字信息系統(tǒng)等提供了便捷、高效、互動性強(qiáng)的平臺；在非遺發(fā)展創(chuàng)新的過程中，數(shù)字輔助設(shè)計(jì)、輔助編排等技術(shù)提供了支持。本文將就這幾個方面的非遺保護(hù)工作所涉及的數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和分析。

（一）采集與存儲

非遺保護(hù)工作的基礎(chǔ)首先是非遺的采集與保存。由于非遺具有形式多樣、非物質(zhì)形態(tài)和信息量龐大等特點(diǎn)，對非遺進(jìn)行完整有效的采集、編碼，并長期存儲和系統(tǒng)重現(xiàn)存在一定難度。數(shù)字化技術(shù)為非遺保護(hù)中多種數(shù)據(jù)形式的記錄工作提供了強(qiáng)有力的工具。傳統(tǒng)數(shù)字化采集技術(shù)包括使用圖文掃描、文字識別、錄影、錄音等技術(shù)獲得文字、二維圖像、視頻和音頻信息。然而，由于非物質(zhì)文化遺產(chǎn)豐富多樣的形式和巨大的信息量，傳統(tǒng)的采集和記錄技術(shù)存在難以重現(xiàn)、可編輯性差等問題。例如在傳統(tǒng)舞蹈的采集和保存中，演員的動作多通過文字、照片、視頻進(jìn)行記錄，但上述方式對表演的記錄并不精確和全面，在沒有指導(dǎo)的情況下難以進(jìn)行完整重現(xiàn)，且無法進(jìn)行修改和編輯。近年來，全息拍攝、三維掃描、動作捕捉、地理信息技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)逐漸興起和成熟。根據(jù)意大利佛羅倫薩大學(xué)MassimilianoPieraccini等人的研究，三維技術(shù)已經(jīng)在文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。③[3]在國內(nèi)，已有學(xué)者討論了動作捕捉技術(shù)在楚文化編鐘樂舞數(shù)字化保護(hù)④以及泉州拍胸舞采集⑤中的應(yīng)用。這些現(xiàn)代數(shù)字信息獲取與處理技術(shù)突破了傳統(tǒng)保護(hù)方式難以達(dá)到的保真效果，為非遺的保護(hù)提供了新的可能性。數(shù)字化存儲技術(shù)也為非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的存儲提供了許多新手段。非遺轉(zhuǎn)化為數(shù)字化形式后，往往以文字、圖片、音頻、視頻、三維模型等多種形式進(jìn)行儲存，這些非遺數(shù)據(jù)來源多樣、結(jié)構(gòu)異質(zhì)，大多包含較大信息量，并有長期保存、方便管理的需求。在物理層面，除了以傳統(tǒng)的光盤、磁盤作為存儲介質(zhì)外，磁盤陣列、分布式存儲等技術(shù)為大容量存儲提供了可能，而光纖和一系列網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也成為支持?jǐn)?shù)據(jù)的異地存取的有利條件。在數(shù)據(jù)層面，數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)管理和檢索技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了非遺數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，完整有序、便于檢索的數(shù)據(jù)也為非遺的開發(fā)與利用提供了便利。于此同時(shí)，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)則成為節(jié)省存儲空間、壓縮存儲成本的重要工具。

（二）復(fù)原與重現(xiàn)

由于非遺的傳承往往依賴其固有的文化生態(tài)環(huán)境，在現(xiàn)代文明的沖擊下，許多珍貴的非遺已不再具有完整形態(tài)。例如部分傳統(tǒng)舞蹈、傳統(tǒng)音樂的部分技法已經(jīng)失傳，在今天已經(jīng)難以完整繼承和學(xué)習(xí)。在這一問題上，數(shù)字化技術(shù)為非遺的形態(tài)復(fù)原保證了技術(shù)上的可能性，同時(shí)也為非遺的繼承和發(fā)揚(yáng)提供了支持和輔助。目前，數(shù)字化修復(fù)與演變模擬技術(shù)在非遺保護(hù)中的應(yīng)用主要分為兩類：⑥一類是將三維建模、虛擬漫游、圖像處理、人工智能等技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)場調(diào)查和保護(hù)修復(fù)等各個環(huán)節(jié)；另一類是結(jié)合專家的領(lǐng)域知識進(jìn)行藝術(shù)品的虛擬復(fù)原和演變模擬。例如根據(jù)專家的經(jīng)驗(yàn)知識以及保存較為完好的木雕花紋，綜合利用圖像處理、三維建模、人工智能等技術(shù)，修復(fù)變形、脫落、損壞的木雕藝術(shù)；⑦又如利用專家知識、文獻(xiàn)記載和已知技法，通過計(jì)算機(jī)模擬還原失傳技法。在非遺的重現(xiàn)工作方面，多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都為完整、系統(tǒng)重現(xiàn)非遺提供了解決方案。尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過對視覺、聽覺、觸覺等感官的全方位模擬，配合三維掃描、動作捕捉等采集技術(shù)，不但能高保真度地還原展示對象，還能讓體驗(yàn)者產(chǎn)生身臨其境的感受。ChengYang等人指出，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重建和模擬著名歷史文化活動能促進(jìn)公眾更為積極和深入地參與非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的保護(hù)。⑧

（三）傳播與共享

在信息時(shí)代，非遺的展示、傳播和共享也有了新的形式。數(shù)字博物館、數(shù)字圖書館以及數(shù)字檔案館等數(shù)字資源展示與共享平臺逐漸興起。這些數(shù)字資源展示與共享平臺主要分為數(shù)據(jù)平臺與體驗(yàn)平臺兩種形式，數(shù)據(jù)平臺和體驗(yàn)平臺既可以有機(jī)結(jié)合，也可以各有側(cè)重。檢索平臺通過建立網(wǎng)站、連接數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)用戶隨時(shí)查閱、檢索相關(guān)非遺資源，部分線上博物館提供了非遺資源的申報(bào)途徑和非遺保護(hù)的交流場所。例如開通與2006年6月9日的“中國非物質(zhì)文化遺產(chǎn)網(wǎng)中國非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字博物館，”⑨展示與傳播了中國和世界非物質(zhì)文化遺產(chǎn)專業(yè)知識，并提供了非遺保護(hù)工作的信息交流平臺。這些線上平臺在用戶接口層與動態(tài)網(wǎng)站架設(shè)、交互式程序設(shè)計(jì)等技術(shù)密不可分；在邏輯和數(shù)據(jù)層則要求通過元數(shù)據(jù)、語義網(wǎng)等設(shè)計(jì)，以確保非遺資源的可獲取性。體驗(yàn)平臺把數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于博物館展示領(lǐng)域，極大拓展了展示的空間和手段，增強(qiáng)了互動性和趣味性。在數(shù)字博物館里，只需簡單操作即可讓展品清晰、全面、交互式和情景式地呈現(xiàn)在閱覽者面前。一些在傳統(tǒng)博物館難以展示的寶貴工藝流程、民俗、音樂、戲曲，則可相對系統(tǒng)地進(jìn)行模擬，并更為鮮活地得到重現(xiàn)，例如深圳博物館的“深圳民俗文化展，”⑩通過場景復(fù)原和多媒體展示等數(shù)字化展示方式對深圳民俗文化進(jìn)行了全面立體的介紹。此外，閱覽者可以與展示平臺進(jìn)行互動，提升參與度，例如展開虛擬漫游，獲得更為深入和豐富的體驗(yàn)。在以上過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)是互動式展示的技術(shù)基礎(chǔ)；而在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和相關(guān)協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)的支持下，這些展示平臺既可以與傳統(tǒng)博物館結(jié)合，也可以不依托博物館實(shí)體而進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)展示。

（四）輔助設(shè)計(jì)與輔助開發(fā)

非遺的保護(hù)與開發(fā)是對立統(tǒng)一的關(guān)系。合理的開發(fā)和創(chuàng)新不但無損于傳統(tǒng)，更能創(chuàng)造出符合現(xiàn)代環(huán)境的新形式，有利于非遺在現(xiàn)代市場環(huán)境下獲得新的生存空間，從而部分化解現(xiàn)代文明與文化遺產(chǎn)生存空間之間的沖突。其中，數(shù)字化輔助設(shè)計(jì)以及數(shù)字化編排與講述技術(shù)（VirtualStoryteller）為非遺的發(fā)展和開發(fā)利用提供了有效的方法。在傳統(tǒng)工藝品的藝術(shù)特點(diǎn)提取以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作中，數(shù)字化輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)在平面設(shè)計(jì)和三維設(shè)計(jì)領(lǐng)域均能發(fā)揮重要作用。其實(shí)例有浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院CAD中心的敦煌壁畫藝術(shù)的數(shù)字化知識提取與輔助創(chuàng)作系統(tǒng)的研究，以及浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究所的斑銅工藝品輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。127在口頭文化遺產(chǎn)的保護(hù)中，數(shù)字化故事編排與講述技術(shù)將文化遺產(chǎn)的表現(xiàn)形式全面升級。該技術(shù)提供了基于人工智能的虛擬環(huán)境，這些虛擬環(huán)境整合了音樂、戲劇、詩歌等多種表現(xiàn)形式，并具有自動編排故事情節(jié)的能力。該技術(shù)的一大特點(diǎn)是具有交互性，用戶能夠根據(jù)自身需要參與故事的講述。目前韓國漢城Nabi藝術(shù)中心的已成功舉辦基于數(shù)字技術(shù)的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)故事講述技術(shù)競賽，在這一競賽中，不同風(fēng)格的數(shù)字故事講述技術(shù)被有效地應(yīng)用于非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的保護(hù)中。在音樂與舞蹈類文化遺產(chǎn)的保護(hù)工作中，數(shù)字化舞蹈編排與聲音驅(qū)動技術(shù)提供了新思路。該技術(shù)旨在收集和保存多種舞蹈文化的視覺效果與相關(guān)聲頻，建立動作和音頻庫，并通過對舞蹈動作特點(diǎn)和音頻特點(diǎn)的分析，開發(fā)出基于動作的舞蹈編排系統(tǒng)和聲音驅(qū)動的舞蹈編排系統(tǒng)。

二、技術(shù)視野下非遺保護(hù)數(shù)字化的現(xiàn)狀與問題

我國是一個非遺大國，各民族在其發(fā)展過程中均創(chuàng)造出了燦爛的非物質(zhì)文明。由于受社會轉(zhuǎn)型期的影響，瀕危非遺數(shù)量龐大、種類繁多。然而，我國非遺保護(hù)數(shù)字化工作的開展晚于許多發(fā)達(dá)國家，面臨的困難也更多。近年來我們在非遺保護(hù)的數(shù)字化工作中取得了許多成績，但也暴露了大量問題。從技術(shù)及其應(yīng)用的角度看，這些問題可以歸納為目前新技術(shù)在非遺保護(hù)工作中只得到小范圍、淺層面的應(yīng)用，沒有深入和有機(jī)地與非遺保護(hù)工作結(jié)合，尚未能真正體現(xiàn)幫助非遺在現(xiàn)代社會合理嬗變、尋求新生存空間的作用。本文將在下文中對非遺數(shù)字化保護(hù)的現(xiàn)狀和問題進(jìn)行討論。

（一）數(shù)字化資源質(zhì)量不高，可利用性差

隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和現(xiàn)代文明的迅速滲透，對瀕危非遺資源進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)的需求不斷增長。近年來，許多寶貴的非遺資源通過各種形式轉(zhuǎn)化為了數(shù)字格式，形成了一定數(shù)量的非遺數(shù)據(jù)資源。然而，這些非遺數(shù)據(jù)資源部分存在質(zhì)量不高、可利用性差等問題，主要體現(xiàn)在以下兩個方面。首先，數(shù)據(jù)的完整性、一致性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性不足。這一問題首先在數(shù)據(jù)采集階段存在。這一方面是由于對非遺的數(shù)據(jù)采集方式較為陳舊，大多停留在較為單一的文字、照片等形式，錄影、錄音較少，三維掃描、動作捕捉等新技術(shù)則沒有得到推廣，導(dǎo)致難以完整、系統(tǒng)地對非遺進(jìn)行記錄；另一方面是由于我國非遺數(shù)量大種類多，采集工作往往缺乏連貫性和一致性，采集效率低下，導(dǎo)致采集結(jié)果有許多錯、漏、冗、雜且缺乏及時(shí)性。同時(shí)，數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化程度低，可利用性差。目前國內(nèi)非遺數(shù)據(jù)大部分停留在簡單存檔階段，在數(shù)據(jù)采集后，許多數(shù)據(jù)資源既沒有經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗提升質(zhì)量，也沒有接受其它處理，為數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化制造了困難。在這種情況下，非遺數(shù)據(jù)庫缺乏充分結(jié)構(gòu)化和統(tǒng)一管理，難以快速檢索、難以提取有價(jià)值信息，因而難以分析和開發(fā)利用，難以展示和共享，也難以進(jìn)一步指導(dǎo)非遺保護(hù)工作。

（二）技術(shù)應(yīng)用程度低，未能發(fā)揮數(shù)字化優(yōu)勢

我國非遺保護(hù)的數(shù)字化起步較晚，目前數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用普遍僅存在于淺表層。從應(yīng)用范圍看，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的工作通常是較為簡單的存檔、記錄，對非遺的深度開發(fā)、再詮釋較少；從應(yīng)用深度看，應(yīng)用了數(shù)字化技術(shù)的非遺保護(hù)項(xiàng)目往往僅在形式上數(shù)字化，未能充分發(fā)揮數(shù)字化的優(yōu)勢；從技術(shù)層面看，目前在非遺保護(hù)中得到應(yīng)用的技術(shù)往往較為簡單落后，許多新的研究成果并未得到實(shí)際應(yīng)用。當(dāng)前，國內(nèi)非遺的數(shù)字化應(yīng)用主要集中于非遺的存檔記錄工作。在非遺的保存工作中，又主要集中于拍照、圖文掃描、錄音、錄影等傳統(tǒng)形式，三維掃描、動作捕捉的應(yīng)用數(shù)量較少。而在傳統(tǒng)形式中，非遺資源又以文字和圖像資料居多，視頻、音頻資料數(shù)量稀少，難以發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)在保存工藝流程、歌舞、曲藝等活態(tài)文化遺產(chǎn)中的作用。在非遺傳播與共享方面，盡管應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)字博物館建設(shè)、應(yīng)用元數(shù)據(jù)和語義網(wǎng)技術(shù)的數(shù)字圖書館、檔案館建設(shè)已成為學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)話題，研究成果大多僅針對其技術(shù)實(shí)現(xiàn)，未指向?qū)嶋H應(yīng)用。據(jù)有關(guān)調(diào)查，在我國公共圖書館的特色館藏或自建館藏中建有非物質(zhì)文化遺產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫的只占到6%。而現(xiàn)有的非遺資源數(shù)字展示平臺大多僅有單一的展示風(fēng)格和極少的交互性，檢索功能不完備，用戶界面不友好，未能充分發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)交互性、趣味性強(qiáng)的優(yōu)勢。在非遺的開發(fā)與發(fā)展方面，盡管一些研究項(xiàng)目已經(jīng)取得了許多成果，例如浙江大學(xué)CAD&CG國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的“民間表演藝術(shù)的數(shù)字化搶救保護(hù)與開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)研究”及“云南斑銅工藝品數(shù)字化輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)”，大部分工作大多仍停留在研發(fā)和試驗(yàn)階段，尚未投入實(shí)際應(yīng)用，研究成果的轉(zhuǎn)化依舊任重道遠(yuǎn)。

（三）缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、整體化，難以資源共享

非遺資源形式多樣，分屬民間文學(xué)、傳統(tǒng)音樂、曲藝、傳統(tǒng)技藝、傳統(tǒng)醫(yī)藥、民俗等多個門類，其數(shù)據(jù)包含文字、圖像、音樂、視頻、三維模型等多種形式，保護(hù)工作專業(yè)人員構(gòu)成也各不相同。目前，這些結(jié)構(gòu)異質(zhì)的非遺資源在國內(nèi)的存儲和管理大多各自為政，未能形成一個非遺數(shù)據(jù)資源的有機(jī)整體。即使是同一門類的非遺資源，不同項(xiàng)目之間也未能建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議對非遺保護(hù)的數(shù)字化進(jìn)行規(guī)范和指導(dǎo)。同時(shí)，許多非遺保護(hù)項(xiàng)目并未遵守同國際元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)字圖書館建設(shè)的最新標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，難以與國外項(xiàng)目進(jìn)行交流與共享。這種現(xiàn)象導(dǎo)致了不同的非遺保護(hù)項(xiàng)目難以共享資源，存在重復(fù)勞動等問題。

三、非遺保護(hù)數(shù)字化的未來

篇(5)

秘密共享源于經(jīng)典密碼理論，是指將共享的秘密在一個用戶集團(tuán)里進(jìn)行合理分配，以達(dá)到由所有集團(tuán)成員共同掌管秘密的目的[7，8]。秘密一旦被共享，集團(tuán)里任何單個成員都能且僅能在集團(tuán)中其它成員的同意下合作得到該秘密。一個秘密共享體制由秘密的分發(fā)者D、參與者集合P={P1，P2，…，PN}、接入結(jié)構(gòu)Γ、秘密空間S、分配算法、恢復(fù)算法等要素構(gòu)成，其中Γ是由P的某些子集作為元素組成的集合，即Γ2Γ，其元素稱為Γ的授權(quán)子集。一個P上的滿足一般接入結(jié)構(gòu)Γ的秘密共享方案是指：

(1)對于Γ的任何一個授權(quán)子集A∈Γ，A中的全體成員可以利用他們所擁有的秘密份額來恢復(fù)秘密S；

(2)對于Γ的任何一個非授權(quán)子集BP，BΓ，B中的成員無法利用他們的秘密份額來重新恢復(fù)秘密S。

秘密共享的概念最早由Shamir和Blakley在1979年提出，并給出(r，n)秘密共享門限方案。所謂(r，n)(其中r、n為正整數(shù)，且r≤n)秘密共享門限方案是指在用戶數(shù)為n的用戶集團(tuán)內(nèi)共享某個秘密(如K)的方法。在這個方法中，任意r個屬于集團(tuán)的用戶都能合作計(jì)算出K的值，但當(dāng)用戶個數(shù)少于r時(shí)不能計(jì)算出K。如n個用戶間共享一個密鑰K，每個用戶i持有一個密鑰碎片ki(i=1，2，3，…，n)，基于其中任意不同的r(r≤n)個密鑰碎片ki1，ki2，…，kir(1≤i1，i2，…，ir≤n)都可以恢復(fù)出密鑰K，而由任意r-1個或更少的密鑰碎片都不能得出關(guān)于密鑰K的信息。

應(yīng)用(r，n)秘密共享體制，攻擊者必須獲得超過一定數(shù)量(門限值r)的秘密碎片才能獲得密鑰，這樣提高了系統(tǒng)的安全性；當(dāng)某些碎片(不超過n-r個)丟失或被毀時(shí)，利用其它秘密份額仍然能夠獲得秘密，這樣提高了系統(tǒng)的可靠性。在恢復(fù)秘密K時(shí)，參與者必須提供正確的秘密份額，否則恢復(fù)會失敗，不正確的秘密份額又稱為惡意子密。秘密共享體制在實(shí)際當(dāng)中應(yīng)用廣泛，可用于分散重要的信息，如通信密鑰的管理、數(shù)據(jù)安全、銀行網(wǎng)絡(luò)管理、導(dǎo)彈控制發(fā)射等。

對于聯(lián)合數(shù)字水印來說，其嵌入過程與一般水印的嵌入過程相同。但是在聯(lián)合用戶的應(yīng)用背景下，當(dāng)檢測過程不成功時(shí)，嵌入單一聯(lián)合數(shù)字水印不具備分辨單個聯(lián)合用戶的能力。例如設(shè)用戶為A、B，當(dāng)水印檢測成功時(shí)，即可認(rèn)定用戶A、B都為具有部分聯(lián)合所有權(quán)的用戶，而且A、B一起擁有對水印作品的所有聯(lián)合所有權(quán)。但當(dāng)水印檢測不成功時(shí)，無法分辨下列三種所有權(quán)分布情況：

(1)用戶A、B皆為不合法的聯(lián)合用戶。

(2)僅用戶A為不合法的聯(lián)合用戶。

(3)僅用戶B為不合法的聯(lián)合用戶。

為了分辨單個聯(lián)合用戶，除了嵌入生成的長度為2L的聯(lián)合數(shù)字水印W外，用戶A可以嵌入自己的長度為L的水印W1，同時(shí)用戶B也嵌入屬于用戶B的長度為L的水印W2。這樣檢測結(jié)果可能有以下情形：

(1)成功檢測到所有水印：W、W1、W2。

(2)水印W、W1檢測不成功，僅成功檢測水印W2。

(3)水印W、W2檢測不成功，僅成功檢測水印W1。

(4)所有水印檢測均不成功。

對以上情形分別判斷為：

(1)所有水印被成功檢測，用戶A、B都為合法聯(lián)合用戶。

(2)僅成功檢測水印W2，那么僅用戶B都為合法聯(lián)合用戶。

(3)僅成功檢測水印W1，那么僅用戶A都為合法聯(lián)合用戶。

(4)所有水印均不能被成功檢測，用戶A、B都不具備聯(lián)合所有權(quán)。

[摘要]本文簡要介紹數(shù)字水印技術(shù)的定義，給出了數(shù)字水印系統(tǒng)框架的描述，并大致介紹了聯(lián)合數(shù)字水印的一些思想。針對DCT變換在比特率較低時(shí)，會出現(xiàn)明顯塊效應(yīng)的缺點(diǎn)，提出一種采用Gabor變換的嵌入方法，使聯(lián)合數(shù)字水印技術(shù)更加完善。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字水印聯(lián)合數(shù)字水印秘密共享體制離散余弦變換DCT

參考文獻(xiàn)：

[1]陶亮，陶林.DGT與DCT在圖像編碼中的性能比較.

[2]陳海永.DCT域圖像水印算法的研究.

[3]陶亮，莊鎮(zhèn)泉.二維實(shí)值離散Gabor變換與DCT在圖像編碼中性能的比較.200.

篇(6)

關(guān)鍵詞：高清數(shù)字技術(shù)；電視節(jié)目；推動；影響

電視是以科技進(jìn)步為依托的現(xiàn)代電子媒介，高清電視技術(shù)的出現(xiàn)必然給電視節(jié)目制作帶來新的活力，自從2005年9月1日，中國第一個《央視高清》頻道正式開播以來。按照國家廣電總局的規(guī)劃，2008年數(shù)字高清電視地面?zhèn)鬏斎嫱茝V；2009年央視新臺址全部啟用高清制作系統(tǒng)，每天需要高清節(jié)目自產(chǎn)量達(dá)50h；而中國高清接收設(shè)備的發(fā)展早已超前于高清節(jié)目制作和播出，有統(tǒng)計(jì)資料表明，僅2005年國內(nèi)就賣出支持高清電視的接收機(jī)100萬臺以上，中國高清時(shí)代已經(jīng)大踏步走來。

一、標(biāo)清與高清技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之對比

目前，中國執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視(英文縮寫SDTV，簡稱“標(biāo)清”)標(biāo)準(zhǔn)，是1982年2月公布CCIR601，現(xiàn)改為ITU-RBT.601《演播室數(shù)字電視編碼參數(shù)》標(biāo)準(zhǔn)。

分辨率720×576、總有效像素41萬、畫幅寬高比4:3、場頻50Hz、隔行掃描。記做576／50i。2000年8月公布GYfr155—2000《高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。對應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)ITU-RBT.709，這是中國規(guī)定的高清晰度數(shù)字電視(英文縮寫HDTV，簡稱“高清”)標(biāo)準(zhǔn)。分辨率1920×1080、總有效像素207萬、畫幅寬高比16:9、場頻50Hz、隔行掃描。記做1080／50i。高清畫面像素?cái)?shù)5倍于標(biāo)清，16:9畫幅比標(biāo)清寬了1／3。其畫面細(xì)節(jié)的豐富度和色彩還原能力有了極大的提高。當(dāng)我們使用大屏幕寬屏電視機(jī)觀看高清節(jié)目時(shí)，那恢宏遼闊的寬幅畫面、清晰細(xì)膩的逼真圖像、豐富分明的層次、自然亮麗的色彩，無不帶給我們身臨其境的真實(shí)感和極大的視覺享受。

二、鏡頭

標(biāo)清鏡頭成像面積58.1mm2，寬高比4:3；高清鏡頭成像面積51.8mm2，寬高比16:9。兩者具有不同的感光成像面積，使得兩者的感光靈敏度不同。另外，由于鏡頭折射特性基本不變，而拍攝同樣大小的實(shí)景轉(zhuǎn)到不同面積的成像面上時(shí)，鏡頭焦距就要不同，這樣拍攝的景深也就不同了。和標(biāo)清比較，用高清鏡頭拍攝時(shí)靈敏度降低、景深范圍縮小。另外，由于高清圖像像素?cái)?shù)5倍于標(biāo)清，其像素點(diǎn)細(xì)小到只有標(biāo)清的一半左右，而觀看高清圖像時(shí)一般都采用大屏幕電視機(jī)，使得圖像對調(diào)焦誤差非常敏感。調(diào)焦稍有偏差，立刻就能在屏幕上看出來。這樣一來，高清鏡頭本身景深就小，拍攝的圖像對調(diào)焦誤差又敏感，再加上由于靈敏度低需開大一擋光圈，景深就更小了。因此，高清拍攝對聚焦操作提出了更高更嚴(yán)格的要求。

三、曝光

調(diào)整光圈的目的就是準(zhǔn)確地控制曝光量，曝光量直接影響到畫面的層次、細(xì)節(jié)、色彩飽和度。只有準(zhǔn)確把握曝光量。才能得到更完美的圖像。因?yàn)楦咔鍞z像機(jī)水平清晰度提高，其畫面寬容度更接近電影膠片，層次比標(biāo)清更加豐富。在拍攝景物時(shí)。需認(rèn)真觀察被攝景物的明暗程度及明暗部分的分布范圍，根據(jù)亮部和暗部的取舍及與拍攝主體的關(guān)系，確定曝光量并調(diào)整光圈的大小。高清攝像機(jī)還提供了伽馬曲線的調(diào)整。當(dāng)拍攝的景物高亮度部分比較大且超過了CCD所能表現(xiàn)的范圍時(shí)，圖像的高光部分就會出現(xiàn)泛白現(xiàn)象，導(dǎo)致高光部分層次和細(xì)節(jié)丟失。當(dāng)被攝景物處于比較暗的環(huán)境中，如果超過CCD的最低照度范圍，圖像暗部就會層次減少甚至丟失，表現(xiàn)為畫面一片漆黑。這時(shí)可以通過調(diào)整拐點(diǎn)、伽馬曲線和黑伽瑪曲線進(jìn)行畫面的補(bǔ)償和修飾。為了充分表現(xiàn)高清晰的畫面。更需要發(fā)揮照明的作用。如果光用得不好，畫面上有可能會模糊不清，這類似于焦點(diǎn)不實(shí)的現(xiàn)象。特別是如何有效地利用畫面水平方向的擴(kuò)展部分，這就更需要合理運(yùn)用燈光照明技術(shù)。在陰天或多云天氣下拍攝時(shí)，需要燈光輔助以達(dá)到較好的成像效果。在亮度反差很大的晴天拍攝時(shí)，使用反光板等會得到效果較好的圖像?？偠灾咔迮臄z時(shí)照明用燈量要比標(biāo)清多。高清拍攝時(shí)照明光線性質(zhì)的硬與軟對物體外觀的清晰度會產(chǎn)生很大的影響，從畫面的總體效果來說，由于硬光能勾劃出被攝景物的輪廓，質(zhì)感十分明顯，所以使我們感到空間感強(qiáng)。而柔光照明很容易產(chǎn)生平淡的無立體感的圖像，因而就不能提供最佳清晰度。但從畫面的局部效果來說，可能由于硬光造成過大的明暗反差，而使物體細(xì)部的再現(xiàn)能力降低。而柔光所造成的細(xì)膩的影調(diào)層次，相反能提高我們對物體細(xì)部的分辨能力，故此感覺畫面清晰度高。因此高清攝像照明時(shí)宜使用較軟的光線，這對提高畫面的清晰度是有利的。布光要均勻，光比要小，注意營造透視感。在拍攝現(xiàn)場為保證精確曝光，要使用專業(yè)監(jiān)視器和波形監(jiān)視器。波形監(jiān)視器的參數(shù)值可為曝光提供客觀標(biāo)準(zhǔn)，專業(yè)監(jiān)視器可得到現(xiàn)場實(shí)拍圖像的主觀感覺。觀看圖像時(shí)要注意保持觀看環(huán)境黑暗，一般采用黑布將監(jiān)視器和觀看者頭部完全遮蓋住，觀看圖像層次是否豐富。亮度是否適中。

四、構(gòu)圖

高清電視比標(biāo)清電視畫幅變寬，16:9的寬畫幅比4:3標(biāo)清橫向加長了1／3，視角很寬。16:9的構(gòu)圖方式顯的大氣，而且包含了更多的信息量，這在拍攝大場面或大全景時(shí)非常有表現(xiàn)力。更接近電影的視覺效果。從電視畫面的角度看，構(gòu)圖就是鏡頭語言，通過畫面講述拍攝者要表達(dá)的內(nèi)容。在視覺效果上，需要掌握一些規(guī)律，尤其是使用16:9畫幅比進(jìn)行構(gòu)圖時(shí)。從突出主題出發(fā)，畫面離不開線、形、色調(diào)、影調(diào)這四大元素。根據(jù)上述要求。在16:9的構(gòu)圖中，由于水平視角的增大，更需要留意線條在畫面上的延伸感，形成視覺上的透視感。由于畫幅變寬，景物增加，構(gòu)圖上要注意主體和陪襯體的合理位置，既要有對比又不失平衡，虛實(shí)的比例也要控制恰當(dāng)。采用搖攝時(shí)，由于水平方向視角變大導(dǎo)致水平運(yùn)動的物體在屏幕上停留的時(shí)間變長，若按一般速度進(jìn)行橫向搖攝，觀眾就會感覺節(jié)奏緩慢拖沓。此時(shí)適當(dāng)加快搖攝速度，可加快鏡頭節(jié)奏及加強(qiáng)鏡頭動感。

五、聚焦

由于高清攝像機(jī)水平視場角大，清晰度高，景深范圍又比標(biāo)清小。畫面包容景物多，就使我們?nèi)菀缀雎阅承┘?xì)節(jié)。再加上攝像機(jī)的尋像器尺寸小，分解力低，使得我們在尋像器中看起來很清楚的畫面，放到大屏幕監(jiān)視器上會發(fā)現(xiàn)焦點(diǎn)并未調(diào)實(shí)。因此我們在拍攝現(xiàn)場要盡量使用專業(yè)監(jiān)視器，而且屏幕越大越好。比如屏幕20英寸，分解力1000線以上的專業(yè)監(jiān)視器就可以保證拍攝畫面清晰。標(biāo)清拍攝聚焦時(shí)，一般先將鏡頭變焦至最大推上去聚焦。因?yàn)榇藭r(shí)景深最小，焦點(diǎn)是否調(diào)實(shí)較容易判斷。調(diào)實(shí)后再將鏡頭變焦拉回來到所需景別，這樣焦點(diǎn)就算調(diào)實(shí)了，而在高清拍攝時(shí)就不能這樣了。因?yàn)樽兘圭R頭在變焦時(shí)，普遍存在著微量的像面漂移現(xiàn)象，不同焦距處的最佳焦點(diǎn)位置并不精確一致。這在標(biāo)清拍攝時(shí)不成問題，而在高清拍攝時(shí)就不允許了。因此高清拍攝時(shí)要先把鏡頭變焦至所需景別，把它作為定焦鏡頭直接在該焦距狀態(tài)下精確調(diào)焦，此時(shí)當(dāng)然離不開專業(yè)監(jiān)視器了。在沒有專業(yè)監(jiān)視器的情況下，我們可以借鑒電影拍攝的方法，先直接測

量調(diào)焦距離，再將鏡頭上的調(diào)焦基線轉(zhuǎn)動至該調(diào)焦刻度值上。

六、清晰度

高清技術(shù)要求在整個制作環(huán)境、制作態(tài)度等方面要更加嚴(yán)謹(jǐn)，對每一個環(huán)節(jié)的要求也大大增加了。一些細(xì)小的缺陷，在標(biāo)清時(shí)看不出來，而在高清大屏幕監(jiān)視器上卻非常刺眼。甚至一只蚊蟲落在頭上或者布景上，就會導(dǎo)致拍好的鏡頭前功盡棄。

七、兼容性

中國的現(xiàn)狀為標(biāo)清、高清兩種電視標(biāo)準(zhǔn)并存。為適應(yīng)由標(biāo)清到高清的平穩(wěn)過渡，高清節(jié)目制作也要考慮標(biāo)清接收機(jī)收看的問題。除去清晰度下變換問題，主要問題還是16:9畫幅如何轉(zhuǎn)為4:3畫幅。我們可以將16:9畫面橫向直接收縮為4:3畫面，但畫面要產(chǎn)生變形(變窄)，此方法不可取。不變形的轉(zhuǎn)換方法有兩種：

7.1信封模式

也就是“偽遮幅”畫面。上下用兩道黑條遮擋住畫面，畫面完整，但不滿屏。為適應(yīng)這種模式，高清制作時(shí)不要將同步字幕直接制作在畫面上?？梢詥为?dú)制作一個字幕文件，高清播出時(shí)鍵人到畫面中，而標(biāo)清播出時(shí)鍵人到畫面下方的黑條上，以使畫面最大限度地?zé)o遮擋展現(xiàn)在屏幕上。

篇(7)

秘密共享源于經(jīng)典密碼理論，是指將共享的秘密在一個用戶集團(tuán)里進(jìn)行合理分配，以達(dá)到由所有集團(tuán)成員共同掌管秘密的目的[7，8]。秘密一旦被共享，集團(tuán)里任何單個成員都能且僅能在集團(tuán)中其它成員的同意下合作得到該秘密。一個秘密共享體制由秘密的分發(fā)者D、參與者集合P={P1，P2，…，PN}、接入結(jié)構(gòu)Γ、秘密空間S、分配算法、恢復(fù)算法等要素構(gòu)成，其中Γ是由P的某些子集作為元素組成的集合，即Γ2Γ，其元素稱為Γ的授權(quán)子集。一個P上的滿足一般接入結(jié)構(gòu)Γ的秘密共享方案是指：

(1)對于Γ的任何一個授權(quán)子集A∈Γ，A中的全體成員可以利用他們所擁有的秘密份額來恢復(fù)秘密S；

(2)對于Γ的任何一個非授權(quán)子集BP，BΓ，B中的成員無法利用他們的秘密份額來重新恢復(fù)秘密S。

秘密共享的概念最早由Shamir和Blakley在1979年提出，并給出(r，n)秘密共享門限方案。所謂(r，n)(其中r、n為正整數(shù)，且r≤n)秘密共享門限方案是指在用戶數(shù)為n的用戶集團(tuán)內(nèi)共享某個秘密(如K)的方法。在這個方法中，任意r個屬于集團(tuán)的用戶都能合作計(jì)算出K的值，但當(dāng)用戶個數(shù)少于r時(shí)不能計(jì)算出K。如n個用戶間共享一個密鑰K，每個用戶i持有一個密鑰碎片ki(i=1，2，3，…，n)，基于其中任意不同的r(r≤n)個密鑰碎片ki1，ki2，…，kir(1≤i1，i2，…，ir≤n)都可以恢復(fù)出密鑰K，而由任意r-1個或更少的密鑰碎片都不能得出關(guān)于密鑰K的信息。

應(yīng)用(r，n)秘密共享體制，攻擊者必須獲得超過一定數(shù)量(門限值r)的秘密碎片才能獲得密鑰，這樣提高了系統(tǒng)的安全性；當(dāng)某些碎片(不超過n-r個)丟失或被毀時(shí)，利用其它秘密份額仍然能夠獲得秘密，這樣提高了系統(tǒng)的可靠性。在恢復(fù)秘密K時(shí)，參與者必須提供正確的秘密份額，否則恢復(fù)會失敗，不正確的秘密份額又稱為惡意子密。秘密共享體制在實(shí)際當(dāng)中應(yīng)用廣泛，可用于分散重要的信息，如通信密鑰的管理、數(shù)據(jù)安全、銀行網(wǎng)絡(luò)管理、導(dǎo)彈控制發(fā)射等。

對于聯(lián)合數(shù)字水印來說，其嵌入過程與一般水印的嵌入過程相同。但是在聯(lián)合用戶的應(yīng)用背景下，當(dāng)檢測過程不成功時(shí)，嵌入單一聯(lián)合數(shù)字水印不具備分辨單個聯(lián)合用戶的能力。例如設(shè)用戶為A、B，當(dāng)水印檢測成功時(shí)，即可認(rèn)定用戶A、B都為具有部分聯(lián)合所有權(quán)的用戶，而且A、B一起擁有對水印作品的所有聯(lián)合所有權(quán)。但當(dāng)水印檢測不成功時(shí)，無法分辨下列三種所有權(quán)分布情況：

(1)用戶A、B皆為不合法的聯(lián)合用戶。

(2)僅用戶A為不合法的聯(lián)合用戶。

(3)僅用戶B為不合法的聯(lián)合用戶。

為了分辨單個聯(lián)合用戶，除了嵌入生成的長度為2L的聯(lián)合數(shù)字水印W外，用戶A可以嵌入自己的長度為L的水印W1，同時(shí)用戶B也嵌入屬于用戶B的長度為L的水印W2。這樣檢測結(jié)果可能有以下情形：

(1)成功檢測到所有水?。篧、W1、W2。

(2)水印W、W1檢測不成功，僅成功檢測水印W2。

(3)水印W、W2檢測不成功，僅成功檢測水印W1。

(4)所有水印檢測均不成功。

對以上情形分別判斷為：

(1)所有水印被成功檢測，用戶A、B都為合法聯(lián)合用戶。

(2)僅成功檢測水印W2，那么僅用戶B都為合法聯(lián)合用戶。

(3)僅成功檢測水印W1，那么僅用戶A都為合法聯(lián)合用戶。

(4)所有水印均不能被成功檢測，用戶A、B都不具備聯(lián)合所有權(quán)。

[摘要]本文簡要介紹數(shù)字水印技術(shù)的定義，給出了數(shù)字水印系統(tǒng)框架的描述，并大致介紹了聯(lián)合數(shù)字水印的一些思想。針對DCT變換在比特率較低時(shí)，會出現(xiàn)明顯塊效應(yīng)的缺點(diǎn)，提出一種采用Gabor變換的嵌入方法，使聯(lián)合數(shù)字水印技術(shù)更加完善。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字水印聯(lián)合數(shù)字水印秘密共享體制離散余弦變換DCT

參考文獻(xiàn)：

[1]陶亮，陶林.DGT與DCT在圖像編碼中的性能比較.

[2]陳海永.DCT域圖像水印算法的研究.

[3]陶亮，莊鎮(zhèn)泉.二維實(shí)值離散Gabor變換與DCT在圖像編碼中性能的比較.200.