第一篇:数字水印技术:概念、应用及现状
讲述了数字水印技术的概念、产生背景、分类、应用状况、研究动态和现实案例。
一、引言
随着信息时代的到来,特别是Internet的普及,信息的安全保护问题日益突出。当前的信息安全技术基本上都以密码学理论为基础,无论是采用传统的密钥系统还是公钥系统,其保护方式都是控制文件的存取,即将文件加密成密文,使非法用户不能解读。但随着计算机处理能力的快速提高,这种通过不断增加密钥长度来提高系统密级的方法变得越来越不安全。
另一方面,多媒体技术已被广泛应用,需要进行加密、认证和版权保护的声像数据也越来越多。数字化的声像数据从本质上说就是数字信号,如果对这类数据也采用密码加密方式,则其本身的信号属性就被忽略了。最近几年,许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线,尝试用各种信号处理方法对声像数据进行隐藏加密,并将该技术用于制作多媒体的“数字水印”。
二、数字时代的密写术 — 数字水印
数字水印(Digital Watermark)技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记,这种标记通常是不可见的,只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。嵌入数字作品中的信息必须具有以下基本特性才能称为数字水印:
1.隐蔽性:在数字作品中嵌入数字水印不会引起明显的降质,并且不易被察觉。
2.隐藏位置的安全性:水印信息隐藏于数据而非文件头中,文件格式的变换不应导致水印数据的丢失。
3.鲁棒性:所谓鲁棒性是指在经历多种无意或有意的信号处理过程后,数字水印仍能保持完整性或仍能被准确鉴别。可能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数/模与模/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。在数字水印技术中,水印的数据量和鲁棒性构成了一对基本矛盾。从主观上讲,理想的水印算法应该既能隐藏大量数据,又可以抗各种信道噪声和信号变形。然而在实际中,这两个指标往往不能同时实现,不过这并不会影响数字水印技术的应用,因为实际应用一般只偏重其中的一个方面。如果是为了隐蔽通信,数据量显然是最重要的,由于通信方式极为隐蔽,遭遇敌方篡改攻击的可能性很小,因而对鲁棒性要求不高。但对保证数据安全来说,情况恰恰相反,各种保密的数据随时面临着被盗取和篡改的危险,所以鲁棒性是十分重要的,此时,隐藏数据量的要求居于次要地位。
数字水印技术的基本思想源于古代的密写术。古希腊的斯巴达人曾将军事情报刻在普通的木板上,用石蜡填平,收信的一方只要用火烤热木板,融化石蜡后,就
可以看到密信。使用最广泛的密写方法恐怕要算化学密写了,牛奶、白矾、果汁等都曾充当过密写药水的角色。可以说,人类早期使用的保密通信手段大多数属于密写而不是密码。然而,与密码技术相比,密写术始终没有发展成为一门独立的学科,究其原因,主要是因为密写术缺乏必要的理论基础。
如今,数字化技术的发展为古老的密写术注入了新的活力,也带来了新的机会。在研究数字水印的过程中,研究者大量借鉴了密写技术的思想。尤其是近年来信息隐藏技术理论框架研究的兴起,更给密写术成为一门严谨的科学带来了希望。毫无疑问,密写技术将在数字时代得以复兴。
三、数字水印的分类
数字水印技术可以从不同的角度进行划分。1.按特性划分
按水印的特性可以将数字水印分为鲁棒数字水印和脆弱数字水印两类。鲁棒数字水印主要用于在数字作品中标识著作权信息,如作者、作品序号等,它要求嵌入的水印能够经受各种常用的编辑处理;脆弱数字水印主要用于完整性保护,与鲁棒水印的要求相反,脆弱水印必须对信号的改动很敏感,人们根据脆弱水印的状态就可以判断数据是否被篡改过。2.按水印所附载的媒体划分
按水印所附载的媒体,我们可以将数字水印划分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网格水印等。随着数字技术的发展,会有更多种类的数字媒体出现,同时也会产生相应的水印技术。3.按检测过程划分
按水印的检测过程可以将数字水印划分为明文水印和盲水印。明文水印在检测过程中需要原始数据,而盲水印的检测只需要密钥,不需要原始数据。一般来说,明文水印的鲁棒性比较强,但其应用受到存储成本的限制。目前学术界研究的数字水印大多数是盲水印。4.按内容划分
按数字水印的内容可以将水印划分为有意义水印和无意义水印。有意义水印是指水印本身也是某个数字图像(如商标图像)或数字音频片段的编码;无意义水印则只对应于一个序列号。有意义水印的优势在于,如果由于受到攻击或其他原因致使解码后的水印破损,人们仍然可以通过视觉观察确认是否有水印。但对于无意义水印来说,如果解码后的水印序列有若干码元错误,则只能通过统计决策来确定信号中是否含有水印。
5.按用途划分
不同的应用需求造就了不同的水印技术。按水印的用途,我们可以将数字水印划分为票据防伪水印、版权保护水印、篡改提示水印和隐蔽标识水印。
票据防伪水印是一类比较特殊的水印,主要用于打印票据和电子票据的防伪。一般来说,伪币的制造者不可能对票据图像进行过多的修改,所以,诸如尺度变换等信号编辑操作是不用考虑的。但另一方面,人们必须考虑票据破损、图案模糊等情形,而且考虑到快速检测的要求,用于票据防伪的数字水印算法不能太复杂。版权标识水印是目前研究最多的一类数字水印。数字作品既是商品又是知识作品,这种双重性决定了版权标识水印主要强调隐蔽性和鲁棒性,而对数据量的要求相对较小。
篡改提示水印是一种脆弱水印,其目的是标识宿主信号的完整性和真实性。隐蔽标识水印的目的是将保密数据的重要标注隐藏起来,限制非法用户对保密数据的使用。
6.按水印隐藏的位置划分
按数字水印的隐藏位置,我们可以将其划分为时(空)域数字水印、频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印。
时(空)域数字水印是直接在信号空间上叠加水印信息,而频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印则分别是在DCT变换域、时/ 频变换域和小波变换域上隐藏水印。
随着数字水印技术的发展,各种水印算法层出不穷,水印的隐藏位置也不再局限于上述四种。应该说,只要构成一种信号变换,就有可能在其变换空间上隐藏水印。
四、应用前景
多媒体技术的飞速发展和Internet的普及带来了一系列政治、经济、军事和文化问题,产生了许多新的研究热点,以下几个引起普遍关注的问题构成了数字水印的研究背景。
1.数字作品的知识产权保护
数字作品(如电脑美术、扫描图像、数字音乐、视频、三维动画)的版权保护是当前的热点问题。由于数字作品的拷贝、修改非常容易,而且可以做到与原作完全相同,所以原创者不得不采用一些严重损害作品质量的办法来加上版权标志,而这种明显可见的标志很容易被篡改。
“数字水印”利用数据隐藏原理使版权标志不可见或不可听,既不损害原作品,又达到了版权保护的目的。目前,用于版权保护的数字水印技术已经进入了初步实用化阶段,IBM公司在其“数字图书馆”软件中就提供了数字水印功能,Adobe公司也在其著名的Photoshop软件中集成了Digimarc公司的数字水印插件。然而实事求是地说,目前市场上的数字水印产品在技术上还不成熟,很容易被破坏或破解,距离真正的实用还有很长的路要走。2.商务交易中的票据防伪
随着高质量图像输入输出设备的发展,特别是精度超过 1200dpi的彩色喷墨、激光打印机和高精度彩色复印机的出现,使得货币、支票以及其他票据的伪造变得更加容易。
据美国官方报道,仅在1997年截获的价值4000万美元的假钞中,用高精度彩色打印机制造的小面额假钞就占19%,这个数字是1995年的9.05 倍。目前,美国、日本以及荷兰都已开始研究用于票据防伪的数字水印技术。其中麻省理工学院媒体实验室受美国财政部委托,已经开始研究在彩色打印机、复印机输出的每幅图像中加入唯一的、不可见的数字水印,在需要时可以实时地从扫描票据中判断水印的有无,快速辨识真伪。
另一方面,在从传统商务向电子商务转化的过程中,会出现大量过度性的电子文件,如各种纸质票据的扫描图像等。即使在网络安全技术成熟以后,各种电子票据也还需要一些非密码的认证方式。数字水印技术可以为各种票据提供不可见的认证标志,从而大大增加了伪造的难度。3.声像数据的隐藏标识和篡改提示
数据的标识信息往往比数据本身更具有保密价值,如遥感图像的拍摄日期、经/纬度等。没有标识信息的数据有时甚至无法使用,但直接将这些重要信息标记在原始文件上又很危险。数字水印技术提供了一种隐藏标识的方法,标识信息在原始文件上是看不到的,只有通过特殊的阅读程序才可以读取。这种方法已经被国外一些公开的遥感图像数据库所采用。
此外,数据的篡改提示也是一项很重要的工作。现有的信号拼接和镶嵌技术可以做到“移花接木”而不为人知,因此,如何防范对图像、录音、录像数据的篡改攻击是重要的研究课题。基于数字水印的篡改提示是解决这一问题的理想技术途径,通过隐藏水印的状态可以判断声像信号是否被篡改。4.隐蔽通信及其对抗
数字水印所依赖的信息隐藏技术不仅提供了非密码的安全途径,更引发了信息战尤其是网络情报战的革命,产生了一系列新颖的作战方式,引起了许多国家的重
视。
网络情报战是信息战的重要组成部分,其核心内容是利用公用网络进行保密数据传送。迄今为止,学术界在这方面的研究思路一直未能突破“文件加密”的思维模式,然而,经过加密的文件往往是混乱无序的,容易引起攻击者的注意。网络多媒体技术的广泛应用使得利用公用网络进行保密通信有了新的思路,利用数字化声像信号相对于人的视觉、听觉冗余,可以进行各种时(空)域和变换域的信息隐藏,从而实现隐蔽通信。
五、研究动态
从公开发表的文献看,国际上在数字水印方面的研究刚开始不久,但由于有大公司的介入和美国军方及财政部的支持,该技术研究的发展速度非常快。1998年以来,《IEEE图像处理》、《IEEE会报》、《IEEE通信选题》、《IEEE 消费电子学》等许多国际重要期刊都组织了数字水印的技术专刊或专题新闻报道。----在美国,以麻省理工学院媒体实验室为代表的一批研究机构和企业已经申请了数字水印方面的专利。1998年,美国政府报告中出现了第一份有关图像数据隐藏的AD报告。目前,已支持或开展数字水印研究的机构既有政府部门,也有大学和知名企业,它们包括美国财政部、美国版权工作组、美国空军研究院、美国陆军研究实验室、德国国家信息技术研究中心、日本NTT信息与通信系统研究中心、麻省理工学院、伊利诺斯大学、明尼苏达大学、剑桥大学、瑞士洛桑联邦工学院、西班牙Vigo 大学、IBM公司Watson研究中心、微软公司剑桥研究院、朗讯公司贝尔实验室、CA公司、Sony公司、NEC研究所以及荷兰菲利浦公司等。1996年5月30日~6月1日,在英国剑桥牛顿研究所召开了第一届国际信息隐藏学术研讨会,至今已举办了三届。SPIE和IEEE的一些重要国际会议也开辟了相关的专题。
我国学术界对数字水印技术的反应也非常快,已经有相当一批有实力的科研机构投入到这一领域的研究中来。为了促进数字水印及其他信息隐藏技术的研究和应用,1999年12月,我国信息安全领域的何德全院士、周仲义院士、蔡吉人院士与有关应用研究单位联合发起召开了我国第一届信息隐藏学术研讨会。2000年1 月,由国家“863”智能机专家组和中科院自动化所模式识别国家重点实验室组织召开了数字水印学术研讨会,来自国家自然科学基金委员会、国家信息安全测评认证中心、中国科学院、北京邮电大学、国防科技大学、清华大学、北方工业大学、上海交通大学、天津大学、中国科技大学、北京大学、北京理工大学、中山大学、北京电子技术应用研究所等单位的专家学者和研究人员深入讨论了数字水印的关键技术,报告了各自的研究成果。
从这次会议反应的情况上看,我国相关学术领域的研究与世界水平相差不远,而且有自己独特的研究思路。
目前,已支持或开展数字水印研究的机构既有政府部门,也有大学和知名企业,它们包括美国财政部、美国版权工作组、美国空军研究院、美国陆军研究实验室、德国国家信息技术研究中心、日本NTT信息与通信系统研究中心、麻省理工学院、伊利诺斯大学、明尼苏达大学、剑桥大学、瑞士洛桑联邦工学院、西班牙 Vigo大学、IBM公司Watson研究中心、微软公司剑桥研究院、朗讯公司贝尔实验室、CA公司、Sony公司、NEC研究所以及荷兰菲利浦公司等。
1996年5月30日~6月1日,在英国剑桥牛顿研究所召开了第一届国际信息隐藏学术研讨会,至今已举办了三届。SPIE和IEEE的一些重要国际会议也开辟了相关的专题。
我国学术界对数字水印技术的反应也非常快,已经有相当一批有实力的科研机构投入到这一领域的研究中来。为了促进数字水印及其他信息隐藏技术的研究和应用,1999年12月,我国信息安全领域的何德全院士、周仲义院士、蔡吉人院士与有关应用研究单位联合发起召开了我国第一届信息隐藏学术研讨会。2000年1 月,由国家“863”智能机专家组和中科院自动化所模式识别国家重点实验室组织召开了数字水印学术研讨会,来自国家自然科学基金委员会、国家信息安全测评认证中心、中国科学院、北京邮电大学、国防科技大学、清华大学、北方工业大学、上海交通大学、天津大学、中国科技大学、北京大学、北京理工大学、中山大学、北京电子技术应用研究所等单位的专家学者和研究人员深入讨论了数字水印的关键技术,报告了各自的研究成果。从这次会议反应的情况上看,我国相关学术领域的研究与世界水平相差不远,而且有自己独特的研究思路。
第二篇:数字水印
随着计算机和网络技术的飞速发展,特别是因特网的普及,信息的安全保护问题日益突出。此外,多媒体技术已被广泛应用,数字图像、音频和视频等多媒体数字产品愈来愈需要一种有效的版权保护方法。最近几年,许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线,尝试用各种信号处理方法对声像数据进行隐藏加密,并将该技术用于制作多媒体的“数字水印”。
二、数字水印特征及分类
所谓数字水印技术,就是在被保护的数字对象(如静止图像、视频、音频等)中嵌入某些能够证明版权归属或跟踪侵权行为的信息,这些信息可能是作者的序列号、公司标志、有意义的文本等等。水印中的隐藏信息能够抵抗各类攻击。即使水印算法是公开的,攻击者要毁掉水印仍十分困难。将某种不可感知的信息如数字、序列号、文字、图像标志等版权信息嵌入到多媒体数据中,以起到版权保护、秘密通信、数据文件的真伪鉴别和产品标识等作用。在发生数字媒体侵权使用、版权争议时,通过检测媒体内容中的数字水印,获得数字媒体的版权信息、授权信息等,从而起到媒体知识产权保护的目的。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。
1.数字水印特征
嵌入数字作品中的信息必须具有以下基本特性才能称为数字水印:
(1)不可感知性:在数字作品中嵌入数字水印不会引起明显的降质,并且不易被察觉。
(2)隐藏位置的安全性:水印信息隐藏于数据而非文件头中,文件格式的变换不应导致水印数据的丢失。
(3)鲁棒性:所谓鲁棒性是指在经历多种无意或有意的信号处理过程后,数字水印仍能保持完整性或仍能被准确鉴别。可能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数/模与模/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。
(4)隐藏的信息量:嵌入的秘密信息必须能够具有足够多的信息。实际上,隐藏的信息与系统的鲁棒性是矛盾的,即嵌入的秘密信息越多,鲁棒性就越差。
2.数字水印分类
按水印的特性可以将数字水印分为鲁棒数字水印和脆弱数字水印两类。鲁棒数字水印主要用于在数字作品中标识著作权信息,如作者、作品序号等,它要求嵌入的水印能够经受各种常用的编辑处理;脆弱数字水印主要用于完整性保护,与鲁棒水印的要求相反,脆弱水印必须对信号的改动很敏感,人们根据脆弱水印的状态就可以判断数据是否被篡改
过。
按水印所附载的媒体,我们可以将数字水印划分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网格水印等。
按水印的检测过程可以将数字水印划分为明文水印和盲水印。明文水印在检测过程中需要原始数据,而盲水印的检测只需要密钥,不需要原始数据。一般来说,明文水印的鲁棒性比较强,但其应用受到存储成本的限制。
按数字水印的内容可以将水印划分为有意义水印和无意义水印。有意义水印是指水印本身也是某个数字图像(如商标图像)或数字音频片段的编码;无意义水印则只对应于一个序列号。有意义水印的优势在于,如果由于受到攻击或其他原因致使解码后的水印破损,人们仍然可以通过视觉观察确认是否有水印。但对于无意义水印来说,如果解码后的水印序列有若干码元错误,则只能通过统计决策来确定信号中是否含有水印。
按水印的用途,我们可以将数字水印划分为票据防伪水印、版权保护水印、篡改提示水印和隐蔽标识水印。
票据防伪水印是一类比较特殊的水印,主要用于打印票据和电子票据的防伪。一般来说,伪币的制造者不可能对票据图像进行过多的修改,所以,诸如尺度变换等信号编辑操作是不用考虑的。但另一方面,人们必须考虑票据破损、图案模糊等情形,而且考虑到快速检测的要求,用于票据防伪的数字水印算法不能太复杂。
版权标识水印是目前研究最多的一类数字水印。数字作品既是商品又是知识作品,这种双重性决定了版权标识水印主要强调隐蔽性和鲁棒性,而对数据量的要求相对较小。
篡改提示水印是一种脆弱水印,其目的是标识宿主信号的完整性和真实性。
隐蔽标识水印的目的是将保密数据的重要标注隐藏起来,限制非法用户对保密数据的使用。
三、数字水印的应用领域
1.数字作品的知识产权保护
数字作品(如电脑美术、扫描图像、数字音乐、视频、三维动画)的版权保护是当前的热点问题。由于数字作品的拷贝、修改非常容易,而且可以做到与原作完全相同,所以原创者不得不采用一些严重损害作品质量的办法来加上版权标志,而这种明显可见的标志很容易被篡改
“数字水印”利用数据隐藏原理使版权标志不可见或不可听,既不损害原作品,又达到了版
权保护的目的。目前,用于版权保护的数字水印技术已经进入了初步实用化阶段,IBM公司在其“数字图书馆”软件中就提供了数字水印功能,Adobe公司也在其著名的Photoshop软件中集成了Digimarc公司的数字水印插件。然而实事求是地说,目前市场上的数字水印产品在技术上还不成熟,很容易被破坏或破解,距离真正的实用还有很长的路要走。
2.商务交易中的票据防伪
随着高质量图像输入输出设备的发展,特别是精度超过 1200dpi的彩色喷墨、激光打印机和高精度彩色复印机的出现,使得货币、支票以及其他票据的伪造变得更加容易。
另一方面,在从传统商务向电子商务转化的过程中,会出现大量过度性的电子文件,如各种纸质票据的扫描图像等。即使在网络安全技术成熟以后,各种电子票据也还需要一些非密码的认证方式。数字水印技术可以为各种票据提供不可见的认证标志,从而大大增加了伪造的难度。
3.证件真伪鉴别
信息隐藏技术可以应用的范围很广,作为证件来讲,每个人需要不只一个证件,证明个人身份的有:身份证、护照、驾驶证、出入证等;证明某种能力的有:各种学历证书、资格证书等。
国内目前在证件防伪领域面临巨大的商机,由于缺少有效的措施,使得“造假”、“买假”、“用假”成风,已经严重地干扰了正常的经济秩序,对国家的形象也有不良影响。通过水印技术可以确认该证件的真伪,使得该证件无法仿制和复制。
4.声像数据的隐藏标识和篡改提示
数据的标识信息往往比数据本身更具有保密价值,如遥感图像的拍摄日期、经/纬度等。没有标识信息的数据有时甚至无法使用,但直接将这些重要信息标记在原始文件上又很危险。数字水印技术提供了一种隐藏标识的方法,标识信息在原始文件上是看不到的,只有通过特殊的阅读程序才可以读取。这种方法已经被国外一些公开的遥感图像数据库所采用。
此外,数据的篡改提示也是一项很重要的工作。现有的信号拼接和镶嵌技术可以做到“移花接木”而不为人知,因此,如何防范对图像、录音、录像数据的篡改攻击是重要的研究课题。基于数字水印的篡改提示是解决这一问题的理想技术途径,通过隐藏水印的状态可以判断声像信号是否被篡改。
5.隐蔽通信及其对抗
数字水印所依赖的信息隐藏技术不仅提供了非密码的安全途径,更引发了信息战尤其是网络情报战的革命,产生了一系列新颖的作战方式,引起了许多国家的重视。
网络情报战是信息战的重要组成部分,其核心内容是利用公用网络进行保密数据传送。迄今为止,学术界在这方面的研究思路一直未能突破“文件加密”的思维模式,然而,经过加密的文件往往是混乱无序的,容易引起攻击者的注意。网络多媒体技术的广泛应用使得利用公用网络进行保密通信有了新的思路,利用数字化声像信号相对于人的视觉、听觉冗余,可以进行各种时(空)域和变换域的信息隐藏,从而实现隐蔽通信。
四、数字水印的发展趋势
虽然数字水印技术最初的开发目的是为了解决数字媒体的版权保护问题,然而在实际的研究中,数字水印的应用领域远远超出了版权保护领域;同时,由于目前数字水印技术难以解决的串谋攻击、机会攻击以及解释攻击问题,使得数字水印在版权保护、访问与拷贝控制、数字指纹等方面的应用受到了很大的限制。因此,许多研究者正致力于上述问题的解决,如果这些问题得到解决,数字水印则极有可能成为媒体安全领域的重要的技术基础。但从目前的发展来看,利用数字水印技术进行数字广播监听、媒体内容认证、小范围内媒体使用跟踪等方面则更加实际可行,而且也是非常有意义的,并且在这些领域已经开始实际使用与测试。此外,数字水印技术还可以用于提供媒体增值业务,如提供数字媒体相关内容的因特网链接、隐藏水印信息在数字媒体中以降低媒体传输造成的错误。
第三篇:数字化工厂技术的应用现状与发展
作为数字化与智能化制造的关键技术之一,数字化工厂是现代工业化与信息化融合的应用体现,也是实现智能化制造的必经之路。数字化工厂借助于信息化和数字化技术,通过集成、仿真、分析、控制等手段,可为制造工厂的生产全过程提供全面管控的一种整体解决方案[2]。早在2000年前后,上汽、海尔、华为和成飞等制造企业均已开始着手建立自己的数字化工厂。今年来,随着国际竞争的不断加剧和我国制造业劳动力成本的不断上升,对设备效率、制造成本、产品质量等环节的要求不断提高,离散制造业中以汽车、工程机械、航空航天、造船为代表的大型企业已越来越重视数字化工厂的建设。
数字化工厂的若干关注点
根据在范围、阶段、视角上的关注点存在差异,对于数字化工厂也有不同提法,比如可视化工厂(Visual Factory)、智慧工厂(Smart Factory)、智能工厂(Intelligence Factory)、数字化制造(Digital Manufacturing)、虚拟工厂(Virtual Factory)等。各个概念在关注点上也存在不同程度的交集,如智能工厂和数字化制造的交集就是以智能装备为核心的制造工艺过程智能化,特别是对制造装备本身的智能化。而上述各种提法之间除明显的交集之外也各有侧重,比如可视化工厂侧重于数字化工厂实现前期的数据采集和透明化,而智能工厂更侧重于后阶段的数据分析与决策。
上述提法中比较典型的有3类:基于三维模型的数字化协同研制,基于虚拟仿真技术的数字化模拟工厂和基于制造过程管控与优化的数字化车间。从制造管理的层次和从设计到制造的过程2个维度来看
基于三维模型的数字化协同研制
在设计部分,三维CAD系统的应用已相当普及。1997年,美国机械工程师协会ASME就开始了全三维设计相关标准的研究制定工作,并于2003年颁布了“Y14.41(Digital Product Definition Data Practices)”标准,把三维模型和尺寸公差及制造要求统一在一个模型中表达。在生产部分,各类数控设备在加工精度和智能控制水平上近年来都得到飞速发展。基于三维模型的单一数据源和数控设备的广泛应用使得从设计端到制造端的一体化成为可能。
基于三维模型的数字化协同研制应用的尝试始于航空航天制造领域。由于在产品设计、材料成本、成型技术和制造精度方面具有相对更苛刻的要求,航空航天领域在加工和装配制造工艺上整体领先于其他行业,这为基于三维模型的数字化协同研制奠定了基础。
当前,世界先进的飞机制造商已逐步利用数字化技术实现了飞机的“无纸化”设计和生产,美国波音公司在波音777和洛克希德·马丁公司在F35的研制过程中,基于三维模型的数字化协同研制和虚拟制造技术,缩短了2/3的研制周期,降低研制成本50%。波音公司在研制X-32飞机时也是如此,借助于统一模型,辅助装配系统能把装配顺序和装配好的部件状态投射到正在装配部件的上方,让工人方便直观地进行装配工作,无需再细读图纸和翻阅工艺文件,使装配周期缩短50%,成本降低30%~40%。在飞机总装线上,在机身与机身还是机翼与机身都实现了高度自动化的校准和对接,波音和空客两大航空制造公司生产的波音737/787、A320/A380系列飞机无一例外地采用全数字化样机进行协调和辅助装配,如空客A380采用4台Leica激光跟踪仪可完成数字化装配。数字化产品的数据从研制工作的上游畅通地向下游传递,还有助于大幅减少飞机装配所需的标准工装和生产工装。借助于飞机的数字化模型,法国达索公司在装配小型公务机Falcon时,其传统的工装已减到零,对降低新机研制成本,缩短研制周期起到了难以估量的作用。该技术还能够大幅度提高产品的装配质量,如波音747机翼装配精度由原来的10.16mm提高到0.25mm。
在国内,中航工业第一飞机设计研究院2000年在“飞豹”飞机研制中已全面采用了数字化设计、制造和管理技术。航天科技211厂通过普及基于单一数据源的三维模型,制定了“三维到工艺”、“三维到现场”、“三维到设备”的步骤发展策略,重点解决了基于三维模型的设计工艺协同工作模式和三维设计文件的信息传递、生产现场无纸化和航天产品的加工、装配、检测等装备的数控化问题。新支线飞机ARJ21的研制100%采用三维数字化定义、数字化预装配和数字化样机。上海商飞公司利用数字化设计、分析、仿真等技术手段,实现了设计、零件制造以及装配一次成功。上述应用目前已开始推广至工程机械、造船等其他领域。
基于虚拟仿真技术的数字化模拟工厂
数字化模拟工厂是数字化工厂技术在制造规划层的一个独特视角。基于虚拟仿真技术的数字化模拟工厂是以产品全生命周期的相关数据为基础,采用虚拟仿真技术对制造环节从工厂规划、建设到运行等不同环节进行模拟、分析、评估、验证和优化,指导工厂的规划和现场改善。
由于仿真技术可以处理利用数学模型无法处理的复杂系统,能够准确地描述现实情况,确定影响系统行为的关键因素,因此该技术在生产系统规划、设计和验证阶段有着重要的作用。正因为如此,数字化模拟工厂在现代制造企业中得到了广泛的应用,典型应用包括:
(1)加工仿真,如加工路径规划和验证、工艺规划分析、切削余量验证等。
(2)装配仿真,如人因工程校核、装配节拍设计、空间干涉验证、装配过程运动学分析等。
(3)物流仿真,如物流效率分析、物流设施容量、生产区物流路径规划等。
(4)工厂布局仿真,如新建厂房规划、生产线规划、仓储物流设施规划和分析等。
通过基于仿真模型的“预演”,可以及早发现设计中的问题,减少建造过程中设计方案的更改。韩国三星重工利用DELMIA软件建立了完整的数字化造船系统,建立了虚拟船厂,可在虚拟环境下模拟整个造船过程。这套系统预计每年为企业减少730万美元的开支。通过模拟仿真技术能够迅速发现在持续运行的过程中出现的问题,而如果想要在现实的系统中发现这些问题,需要长期测试,花费高昂的成本。南车青岛四方机车采用虚拟仿真技术对高速列车生产环境进行了建模,并实现了建模装配仿真及物流仿真,减少了因零件返工配送不足造成的停工现象,减少了因工艺欠佳导致的装配干涉产品返工的问题。三一重工开发了OSG技术的三维工厂布局规划平台(VR Layout),在集团内部首次应用于其宁乡产业园的工厂布局规划,缩短了工厂建设周期,并节省了因设计缺陷产生的成本,如图2所示。2011年,国内各工程设计院已逐步开始采用数字化工程设计及规划技术来辅助规划和建设新工厂,降低工程设计与规划风险。
在仿真工具方面,工厂仿真领域的相关技术基本被国外产品垄断,如达索公司的Delmia/Simulia、Siemens公司的Technomatix和PTC公司的Ployplan等。这些产品的特点在于与其同公司CAD/PLM系列产品的紧密集成。用于制造领域的仿真软件还有很多,如用于装配仿真的EM Assembly、DMU,用于公差分析的3DCS、eM-TolMate等,用于车间物流仿真的Plant Simulation、Quest、Flexsim、Witness、Automod等。目前相关产品都在向三维模型方向发展,使得这些仿真工具展现方式更加灵活,分析功能更加强大。
基于制造过程管控与优化的数字化车间
在制造企业,车间是将设计意图转化为产品的关键环节。车间制造过程的数字化涵盖了生产领域中车间、生产线、单元等不同层次上设备、过程的自动化、数字化和智能化。其发展趋势也分别体现在底层制造装备智能化、中间层的制造过程优化和顶层的制造绩效可视化3个层次。
在底层制造装备方面,数字化工厂主要解决制造能力自治的问题。设备制造商不仅持续在提升设备本身高速、高精、高可靠等性能方面不断取得进展,同时也越来越重视设备的感知、分析、决策、控制功能,比如各种自适应加工控制、智能化加工编程、自动化加工检测和实时化状态监控及自诊断/自恢复系统等技术在生产线工作中心及车间加工单元中得到普遍运用。如日本Moriseiki的最新机床产品上安装的操作系统MAPPS,该系统内置了森精机的操作编程维修软件,具有很高的开放性,具有对话式编程,三维切削模拟和维修指导画面,提供远程监控功能方便维修服务,并且可以直接进行切削仿真。制造装备的另一个趋势是把机床设备和相关辅助装置(如机械手)进行集成,共同构成柔性加工系统或柔性制造单元。也有不少厂商支持将多台数控机床连成生产线,既可一人多机操纵,又可进行网络化管理。上文提到的MAPPS系统就可以通过使用CAPS-NET网络软件建立基于以太网的网络,从而可以对作业状况和生产计划进行一元化管理。MAZAK公司在单机的智能化、网络化基础上,开发了智能生产中心(CPC)管理软件,一套软件便可管理多达250台的数控机床,使得生产的过程控制由车间级细化到每台数控机床,为客户的工厂实施数字化制造提供了前提。
在制造过程管理层次,随着精细化生产的需求越来越突出,近年来MES/MOM逐渐被制造企业所接受。MES/MOM可分为车间生产计划与管理和现场制造采集与控制两部分。车间生产计划与管理主要完成车间作业计划的编排、平衡、分派,同时涉及到相关制造资源的分配和准备。国内外已有较多提供MES/MOM解决方案的产品提供商,如艾普工华在离散制造业特别是汽车及零部件、工程机械、航空等行业,Camstar在太阳能、电子行业,宝信在钢铁行业,石化盈科在石油化工行业,西门子在制药、烟草行业等,这些产品依托自身对制造业务的深刻理解,已确立了在这些行业的领先地位。Rockwell、Wonderware和GE依托在自动化领域的优势,也已逐步向MES延伸。目前各厂商在研发高性能高可靠的系统平台和模块化产品方面投入巨大,上述平台和产品提升了快速搭建MES/MOM解决方案的能力。
现场制造数据采集的一个明显趋势是以RFID、无线传感网络等技术为核心的物联网技术的应用。物联网技术被认为是信息技术领域革命性的新技术,借其可实现对于制造过程全流程的“泛在感知”,特别能够是利用RFID无缝、不间断地获取和准确、可靠地发送实时信息流。汽车行业,比如自主品牌的江淮汽车,在2006年前后就开始应用RFID技术对生产环节的在制品进行跟踪。航空航天企业由于通常不允许在零部件上附加标识,因此通常采用以激光标刻为代表的二维码技术来实现WIP和关键零部件跟踪。在更细分的领域,RFID技术在刀具、设备管理方面也有成功应用,主流技术是利用刀柄上的预留空槽置入RFID标签,同时通过与机床刀库和对刀仪的集成对刀具使用、维护等进行全面管理。如Balluff的Fanuc miLink Tool ID系统就可以方便地连接Fanuc控制器控制的 CNC机床,自动进入CNC取得刀具跟踪信息。值得一提的是,随着基于泛在信息的智能制造系统进一步发展,装备本身的智能化水平也得到了提升,这使得MES/MOM执行管理系统不再被动地获取制造数据,而是能够主动感知用户场景的变化并进行提供实时反馈。
随着MES/MOM等软件的应用推广,制造企业已逐步获得了大量制造数据。如何充分利用这些实时和历史生产数据,通过制造绩效可视化提高对异常状况的预知、响应和判断能力,也是近期发展趋势之一。对于实时数据,主要解决的问题是对制造异常事件的敏捷响应以及对制造绩效偏离的快速修复。自动控制系统中常用的组态是一个典型的例子,但由于组态通常是桌面应用并基于连续量的,对于多客户端的分布式展示和多并发的并行数据流支持存在一定困难。目前的趋势是利用基于B/S的可定制可缩放矢量图形技术来动态刷新来自服务端的数据推送。图3是一个展现5条冲压线生产实绩的例子,所展示的生产绩效可视化功能同时支持了实时数据以及统计数据,能够辅助分析出瓶颈环节。通过向管理者推送并共享全方位的实时制造状态数据,能够有效消除信息的不对称问题,有助于对突发问题快速达成解决方案并作出快速响应。
对于历史数据,主要解决的问题是如何从中找出改善未来制造业务的依据,特别是从质量趋势、物流瓶颈、计划执行情况、设备运行历史等数据中发现可能影响未来生产过程的规律。这方面的技术基础是商业智能分析,在ERP系统中已经比较成熟,典型的代表是SAP的BO。由于MES/MOM实时性更强并且事务更频繁,需要更针对性的进行设计,目前这方面的成熟解决方案尚不多,多数仍以基于通用分析软件进行定制为主。典型的通用分析软件有Microstrategy、Information Builder、Tableau等。Gartner近年来每年都会针对支持通用业务的分析软件产品发布被称作“魔力四象限(Magic Quadrants)”的调研报告,对这些软件在集成、展现和分析方面的能力做综合评估。另一方面,目前的计算技术和存储技术对基于大数据的分析提供了强大的支撑,未来还会出现更丰富更专业的制造智能分析产品。
结论与展望
数字化工厂技术技术已在航空航天、汽车、造船以及电子等行业得到了较为广泛的应用,特别是在复杂产品制造企业取得了良好的效益,据统计,采用数字化工厂技术后,企业能够减少30%产品上市时间;减少65%的设计修改;减少40%的生产工艺规划时间;提高15%生产产能;降低13%生产费用。另一方面,本文所述的3个层次数字化是紧密相关的。毫无疑问,设计层发布的三维模型是后续仿真规划分析的基础,而车间生产状态又可以反过来驱动生产模型,作为分析工厂运作的数据源;数字化车间需要智能装备的支撑,而要想最大限度地发挥智能装备的效益,则需要数字化车间提供全局的信息和基于全局信息的决策。
在我国,面对传统产业转型升级、工业与信息化融合的战略发展要求,大力开展对于数字化车间技术系统的研究、开发与应用,有利于推动实现制造过程的自动化和智能化,并可望有效带动整体智能装备水平的提升。
第四篇:数字城管概念
云南香农信息技术有限公司
数字城管概念
数字城管又叫“数字化城市管理”就是指用信息化手段和移动通信技术手段来处理、分析和管理整个城市的所有城管部件和城管事件信息,促进城市管理的现代化的信息化措施。数字城管把像井盖、路灯、邮筒、果皮箱、停车场、电话亭等城市元素都纳入城市信息化管理的范畴,给每样公物配上一个“身份证”,如果街道上的井盖坏了,家门口的路灯不亮了,不用打投诉电话,在执法人员利用移动执法终端记录事件并通过GPS定位系统定位事件地点,发回指挥中心,有关部门就会在第一时间发现并把问题解决掉。数字城管已经经历了三代。
以短讯为基础的第一代移动办公访问技术存在着实时性较差,查询请求不会立即得到回答。此外,由于短讯信息长度的限制也使得一些查询无法得到一个完整的答案。这些令用户无法忍受的严重问题也导致了一些早期使用基于短讯的数字城管执法系统的部门纷纷要求升级和改造现有的系统。
数字城管的发展
第二代数字城管采用了基于WAP技术的方式,手机主要通过浏览器的方式来访问WAP网页,以 实现信息的查询,部分地解决了第一代移动访问技术的问题。第二代的移动访问技术的缺陷主要表现在WAP网页访问的交互能力极差,因此极大地限制了移动办公 系统的灵活性和方便性。此外,WAP网页访问的安全问题对于安全性要求极为严格的政务系统来说也是一个严重的问题。这些问题也使得第二代访问技术难以满足用户的要求。
第三代数字城管采用了基于SOA架构的webservice和移动VPN技术相结合的第三代移动 访问技术,使得系统的安全性和交互能力有了极大的提高。该系统同时融合了无线通讯、数字对讲、GPS定位、CA认证及网络安全隔离网闸等多种移动通讯、信息处理和计算机网络的最新的前沿技术,以专网和无线通讯技术为依托,为一线值勤城管执法人员提供了一种跨业务数据库、跨地理阻隔的现代化移动办公机制。
通过数字城管执法系统,城管执法人员可以对城管重点单位信息、销售摊点信息、非法建筑信息、违规人员信息和法律法规等进行迅速地查询,云南香农信息技术有限公司
随时随地获得城管业务信息的支持,特别是照片和相关图片的传输应用,不但可以解决协查、堵截、搜查等一线城管人员现场执法问题,而且通过GIS系统为一线提供区域向导图,使执法人员可以迅速的对区域内的现状做出判断、减少失误,提高工作效率。
目前已有城市采用数字城管系统,在水道的井盖遭窃后,负责区域的城管就用专用配备的数字城管手机拍下,在此同时,信息被上传回指挥大厅的数字城管后台系统,系统根据井盖所在的经纬度对其定位,系统会自动指令相关人员前去处理。
“数字城管”最早由北京东城区创建,是实现精细化管理和大城管高效、协调管理的一种手段。它是应用和整合计算机技术、移动通讯技术、地理信息技术、遥感技术、卫星定位系统等十几项现代数字技术,采用万米单元网格管理法和城市部件管理法相结合的方式,创建城市管理监督和指挥两个轴心的管理体制,再造城市管理流程,实现城市管理的信息化、标准化、精细化、动态化,保证城市运行中出现的问题能够及时性发现、及时处理、及时解决,逐步建立沟通快捷、分工明确、责任到位、反应快速、处置及时、运转高效的城市管理新模式。
核心应用系统:
1)监管数据无线采集子系统:供监督员使用,实现通过无线数据采集设备采集、报送问题信息,接收监督中心分配的核实、核查任务等功能。
2)监督中心受理子系统:使用人员为监督中心接线员。通过信息传递服务引擎将监督员报送的问题信息传递到接线员的工作平台,接线员通过系统对各类问题消息接收、处理和反馈,完成信息收集、处理和立案操作,为“协同工作子系统”提供城管问题的采集和立案服务,保证问题信息能及时准确地受理并传递到处置中心。
3)协同工作子系统:提供给监督中心、指挥中心、各个专业部门及各级领导使用,系统提供了基于工作流的面向GIS的协同管理、工作处理、云南香农信息技术有限公司
督察督办等方面的应用,对城市管理实现图、文、表、业务管理一体化管理。
4)监督指挥子系统:为监督中心和处置中心服务,该系统通过大屏幕能够直观显示城市管理相关地图信息、案卷信息和相关详细信息等全局情况,并可以直观查询显示每个社区、监督员、部件等个体的情况,实现对城市管理全局情况的总体把握。
5)综合评价子系统:通过一整套科学完善的监督评价体系,对城市管理的各方面进行考核评价,既能监督城市管理中发生的具体问题,又能监督管理和执法质量。
6)地理编码子系统:为无线数据采集子系统、协同工作子系统、监督指挥子系统等提供地理编码服务,实现地址描述、地址查询、地址匹配等功能。
7)应用维护子系统:负责整个系统的配置、维护和管理工作。该系统采用工具化思想,实现组织机构、工作流、输入表格、输出表格、地图使用、查询统计等城市管理相关信息的灵活配置,使用系统提供的各种工具和组件,可以配置形成相应的资源信息、业务规则和数据操作定义。
8)基础数据资源管理子系统:实现对空间数据资源的管理、维护和扩展功能,并对空间数据的显示、查询、编辑和统计功能进行配置。
9)数据交换子系统:建立全市统一标准的数据交换子系统,建设统一规范的市区两级交换标准规范,使得市级平台实时获得区级平台的包括问题信息、多媒体信息、业务办理信息在内的全面的城市管理信息。
拓展应用系统
1)专项普查子系统:专为政府利用监督员进行专项普查提供全方位手段。借助无线采集器、无线网络传输和专项定义工具、专项分析工具等实现专项普查的快速实施和普查数据的快速分析。云南香农信息技术有限公司
2)视频监控子系统:充分整合城市视频资源,结合城管问题位置信息,实现城市管理全天候,全时段的动态追踪。
3)GPS监控指挥子系统:通过GPS技术实现城管车辆、环卫车辆、运渣车辆的监控;实时掌握监督员、各种城管资源的分布情况,实现高效的指挥调度。
4)移动执法子系统:图文一体化的城市管理移动执法系统是给专业部门研发的专用移动办公工具,可以通过无线通信网进行联网办公。
5)移动督办子系统:专为领导研发的专用移动办公工具。使用移动办公系统,领导可以随时随地查阅城市管理的宏观状态、处理城市管理中的紧急事件。
6)业务短信子系统:通过业务短信功能与协同办公系统的紧密结合,实现案卷到达提醒、催办短信提醒、超时短信提醒等。
7)公众信息发布子系统:向公众用户实时发布城市管理相关信息,主要发布问题处理状态及结果反馈信息;提供在线投票功能,对投票信息进行统计和分析,生成综合评价所需的数据。
核心技术
1、利用无线通讯技术、定位技术和嵌入式地理信息引擎技术,创新信息实时传递手段,实现了移动式的数字化城市业务管理和数据管理。系统具备良好的可扩展性;自主研发的嵌入式地理信息引擎,提供了基于手机终端的地图浏览、查询和定位功能,是实现全方位的城市管理的先进终端平台。
2、利用GIS和地理编码技术,实现基于网格地图的精细化城市管理。云南香农信息技术有限公司
基于GIS应用,整合包括地形图、正射影像图在内的各类基础数据,对城市管理区域网格进行精细划分,实现了图文一体化的协同工作环境;同时,利用地理编码技术,实现了城市管理对象在管理区域中的精确定位。
3、基于MIS、GIS、OA一体化技术建立政府职能部门间的信息共享协同工作环境。
给政府各级领导、城市管理监督中心、指挥中心、专业部门提供协同工作、协同督办的智能化终端平台。不仅可以根据权限查阅某个事件办理情况、相关信息,通过红绿灯显示该事件的办理时间是否超时,而且还提供了相应的监控工具,向有关部门和人员发送督办意见。
4、强化空间信息管理和利用,为综合评价提供可靠依据
提供强大的结构化数据与非结构化数据的查询统计和数据分析功能。业务人员可通过多种查询方式进行事件和案卷的查询和统计;系统具有空间数据综合分析评价功能,通过该功能,可以有效利用系统的信息资源,为城市管理的决策分析提供帮助。
第五篇:《数字传播技术应用》复习思考题
《数字传播技术应用》复习思考题
1.结合实际,简要分析数字技术(如3D技术、电子报纸、电子阅读器)与网络技术(如
RSS、Widget、SNS、博客、微博客等)对信息传播的影响。
2.从信息的采集、合成与发布模式等几方面预测在媒体融合时代多媒体报道的发展。
3.信息接收终端及技术的发展将对未来的互联网及传媒业带来什么样的影响?
三网融合4.结合实例从选题、内容策划、信息采集、表现方式等方面说明如何进行多媒体新闻的策
划。
《独到》
集中民智分工协作,交叉交流,集中讨论,分头采集,统一制作。
5.试结合具体的案例分析多媒体新闻中每一种信息手段(文字、图片、声音、视频、互动
等)的作用。
腾讯《至少还有你》
6.结合自己的作业说明Flash新闻报道的优势与局限,以及在信息采集和制作时应注意的问题。
二:
信息的采集:一:技术发展,信息的爆炸加速,人们淹没在信息的海洋。信息的采集过程转变为信息的选择核实过程。人们不乏信息,但缺乏专业的真实的非商业公关的信息。这恐怕是未来多媒体报道记者的一种发展方向。从各个角度选取并核实信息,再融合成多媒体形式。这是记者。二,公民记者的崛起。公民记者水平和素质参差不齐。
信息的合成:信息的合成是建立在技术之上的。未来技术的发展,信息的合成环节会被逐步压缩,新闻工作者和普通民众更多考虑的只是信息的诞生过程或者采集,而把合成交给电脑。
发布:流媒体时代,用户不必等待把全部文件下载完毕,就可以读到该文件,这种传放同步的特征在未来将日益明显。受众甚至可以更为主动,把“触角”延伸到信息的采集过程,就如去年美国击毙本拉登时,奥巴马其实是一个媒体融合时代的先驱,他利用互联网技术,全面的跟踪了整个“拉登被击毙”新闻的采集合成和发布。这种发布和合成的过程被日益压缩,而将新闻传播更多的转移到新闻的采集过程,是一种越来越明显的趋势。
三:三屏融合。三屏融合,就是指电视、电脑、手机三块屏幕融合为一。由于“三屏”分别对应着有线电视网、宽带网和电信网,因此三网融合后,必然带来终端设备的三屏合一。用户在不远的将来,可以通过一个终端屏幕将电视、电脑和手机的功能融合为一,既可以观看电视节目,也可以登陆互联网,还可以进行可视通话。用户的使用习惯将迫使终端设备商进行新产品的研发。目前主打三屏合一功能为卖点的产品包括电子书、平板电脑、智能手机等。例如,继苹果宣布推出引领一代潮流的平板电脑iPad、抢占三屏融合先机之后,惠普、微软、诺基亚等都宣布着手研发三屏融合产品,国内厂商联想、万事通等也发布了类似产品。除了终端设备的功能合一,三屏融合还为内容提供商和平台运营商带来契机。当电视、电脑和手机还只能分别在不同的屏幕上展现时,各种内容间存在着格式的鸿沟,无法实现互通与共享,而当政策推动鸿沟
愈合之后,必然要求内容供应商提供可以共通的内容格式。
六:Flash整合的多媒体新闻报道单元是网络中特有的新闻报道形式。它利用Flash技术,将各种形式的信息有机结合在一起。在现阶段美国的网络新闻传播实践中,Flash新闻已经成为一种备受关注的多媒体新闻形式。不同网站所做的探索,揭示了Flash在整合信息、完成多媒体报道方面所蕴含的种种可能性。
目前,Flash整合的多媒体报道单元主要适应于以下对象:
1.以图片为主的整合性报道
在网络中,图片的整合有多种形式,其中,利用Flash整合图片的做法越来越普遍。这主要包括,同主题的图片整合、同类图片整合(如体育新闻图片)、同时间段的图片整合(如一周图片、最佳图片)等。
2.重大题材的跟进报道
重大新闻事件的报道,需要一定的气势,这种气势不仅体现为报道的数量与频率,也表现为报道手段的丰富性。在这种情况下,可以考虑采用Flash新闻。通过这一手段,可以形象而简洁地描绘新闻的主要线索与轮廓,展示典型人物、典型场景、典型时刻,给受众带来另一种观察事物的视角与感受。
3.需要深入挖掘的老题材
不少新闻题材已经不新鲜,也被报道过很多次,但由于某种原因需要再次报道,需要对相关事件进行回顾,如一些重要事件、重大活动的纪念日,等等。这时,利用Flash形式,可以用新的视角、新的素材组合方式来重新诠释人们熟悉的题材。
4.互动性要求高的题材
与其他形式的新闻不同,互动性在Flash新闻中实现较为方便,方式灵活,效果也直接。一些新闻题材需要受众参与才能实现较好的传播效果,它们也就成为Flash新闻的另一块阵地。
网络时代的多媒体新闻报道已成为人们生活中越来越不可或缺的信息源,它不再局限于文字与图片的结合这一种形式,而简洁明快、视觉冲击力强的多媒体,无论是在电视新闻还是网络新闻中更受到民众的关注和青睐。然而多媒体新闻需要一种有效的手段整合,或者说需要一个包装盒,Flash就是这样一种包装工具,它可将各种媒体信息集成在一起,构成连续影像的效果即幻灯片,并可使用菜单形式组成一个可以连续播放的网络信息单元,因此,比起单纯的视频影片的表现方式更为灵活,并且具有更多的交互性。①多媒体新闻报道是近些年来兴起的传媒形式,收到了较好的视觉效果。2008年5月12日汶川大地震发生后,中国网络电视台(简称CNTV),在当天15时许就播发了第一条与灾情相关的新闻,并进行24小时无间断直播。特别是在图片新闻报道中,充分地运用电影与电视化的思维与手段,进行图像画面景别的处理,将静态画面的节奏演绎得栩栩如生。郑州大学教育技术中心也在第一时间制作出《生死不离》这一反映全国人民团结一心抗震救灾的多媒体新闻专题报道。此报道运用现有的多媒体技术和Flash技术制作成幻灯片,该幻灯片分成6个片断,每个片断之间的组织是利用菜单,可以独立点播,也可以连续播放。特别是在“领导人一线指挥抗震救灾”和“郑州大学医疗救援队”两个片断中运用了声音效果的配合、静态图像的处理。
画面的节奏与景别的处理。用图片的形式报道新闻,可以让民众更直观地了解当时发生的事件,在某种程度上可以增加整体美感和可信度。多媒体新闻同其他新闻一样需要节奏的控制,它是一项系统工程,不但要求报道者要有很强的文字功底,还要有统筹能力和把握受众心理变化的能力。在网络新闻报道中,可以使不同景别的图片组合,也可将一幅图片推拉出不同的场景,这样不但能活跃视觉效果,也能给受众带来更多的观察角度,提供更为丰富的信息。例如CNTV对“5·12”大地震的报道,采用的是从卫星拍摄到的汶川地区三维立体地图,以汶川为中心点,用中速为3秒的时间将图片由远及近地推出进行放大,这一局部采用放大再现的手法,使镜头好像被拉近,由整个三维图的远景将汶川从崇山峻岭当中拉入视觉的眼帘,静止为2秒后在汶川县的位置上制作出不断放射出的环形动画加以覆盖。此画面长度的设计决定了图片新闻的整体节奏,它迅速地告诉全体国人,中国发生了震撼世界的大地震,而且地震的震中是在汶川这样一个信息,顿时汶川成为全世界最关注之地,使全球目光迅速地凝聚在这里。这样一个短暂的远景到近景的景别处理便交代了本报道的紧迫节奏,此处理方法是为了让受众顺利地接收不同景别的信息。文字的运用在这里是很有节制的,由于过长的文字会改变整个幻灯的节奏,使原来一气呵成的报道变得拖沓,所以在这一段落,创作者充分利用图片与动画的各自特长,并摆正了图片与动画的位置与序次,让图片与动画相得益彰。整个幻灯片节奏分明,情节交代简洁而又清晰,并且具有强烈的震撼力,使之最好地满足了信息传达、情绪渲染等目的。
图片与同期声的配合。多媒体时代的到来,使得单一的具有新闻性、形象性、时效性的图片远远无法满足受众的要求。同期声作为新闻节目事实的一部分,不仅能加大说服力度,更能客观地表现事件本身,比单纯的画面、解说更具有说服力和感染力。目前,随着网络新闻的不断更新和发展,在Flash新闻中,声音的力量是不可低估的,特别是同期声在新闻报道中的作用越来越重要。在制作多媒体新闻事实过程、揭示新闻人物心理方面,要尽可能地考虑运用同期声,这样,可以发挥新闻宣传的优势,并能增强新闻的说服力和感染力而使其更具可信性。如论文联盟www.xiexiebang.com整理“5·12”大地震中,多媒体新闻专题报道《生死不离》充分地运用了声音的力量与静态图片的配合,除了加入背景音乐外,还运用了大量的原始声响,如直升飞机超低空飞行时产生的刺耳声音、电视记者的解说声、现场的混乱人声、目击者惊恐的诉说等。在“领导人一线指挥抗震救灾”的片断中,更加注重应用同期声:地震当晚8点温家宝总理立即飞往灾区,慰问幸存者,表达了全国人民的悲伤,当他老人家双手抱拳上举的现场照由远及近地推出,在图片停留的同时,把总理在现场的讲话加入进去:“同胞们,在灾害面前,全国军民团结一致,众志成城„„”这个同期声的加入使图片更富感染力,特别是总理在前面用的称谓是“同胞们”,这是我们如此熟悉的三个字,在灾难面前再一次从总理口中说出时,其分量和内涵已非简单的文字所能概括。虽然整个幻灯片是静态画面的组合,但同期声的配合,不但对图像信息进行了补充,强化了网络新闻报道的真实性,更增强了网络新闻报道的现场感和权威性。所以在制作新闻时,不但要有更准确、更生动的文字和图片,还要有充分的事实依据和同期声,共同组成一个小的集合,通过它们的相互补充、相互配合,以求达到更好的新闻传播效果,引导受众正确理解图像信息的真正含义。
静态图像的处理。多媒体新闻报道中图片发挥着举足轻重的作用,是不可或缺的组成元素。图片的选择与使用不但体现着网络新闻报道的风格,同时也醒目地传递出采编的策划能力、审美趣味和人文关怀的深度及其快速反应的能力。特别是对民众感兴趣的新闻,要有意识地反复强化该内容画面来提高其在公众心目中的重要地位。使用Flash制作幻灯片时,对图片的修饰和镜头的切换应具有类似视频的效果。汶川地震灾情发生后,由于灾区天气情况始终恶劣,通往汶川的公路两边都是崇山峻岭,要打通到汶川的公路线非常困难。但是在峡谷、在天空,到处可以看到人民子弟兵以及救援队伍,他们不惧艰险从天而降、越岭而来、驱车而至,直入灾区。重大灾情时刻,郑州大学医疗队员随河南省卫生厅的赈灾救援队乘飞机到达四川地震前线。专题报道《生死不离》的“郑州大学医疗救援队”片段中,充分地利用了现场发回的图片素材,将载有军人和医疗队员的直升机、峡谷中抬担架的战士等图片在连续播放中进行了效果处理。由于得到的都是瞬间静止的图片,飞机动感表现得不是十分显著,经过Photoshop软件将其进行效果的修饰后,使得图片出现滞后的长影,以显示直升机从上而下的运动效果,与整体氛围非常吻合。并在创作中运用了Flash转场的手法,将有关战士、医疗队员接送灾民、伤员上飞机的主题画面相隔2秒衔接,其效果形成一个连贯的动画,使救援信息更丰厚翔实,人物更生动,加之飞机的效果声的运用,从视觉与听觉的表现方式上更好地交代了当时抢救灾民的紧急、迫切环境与气氛。所以在Flash幻灯片中,对于静止图像间的关系要利用电影化的思维,去考虑每一个画面的长度、画面转换与展示的方式,将本来静态而独立的图片按照一定的意图连接起来,形成“蒙太奇”效果,可以大大提高图片的表现力与说服力,使图片之间的联系得到深入的挖掘,也能更好地发挥静态画面所具有的潜能。
目前视频新闻在网络中的传输还受到带宽等条件的限制,而Flash幻灯片作为网络多媒体报道的一种样式,它的地位在日益上升,已经承担起了整合多媒体报道的重任。虽然使用的画面大多是静态图像,但与视频相比,它在采集上更方便,而且一些具有强烈视觉冲击力的图片更善于传达瞬间的效果,在目前的带宽下,也更易于传输。所以我们应该用全新的思维方式来进行多媒体手段的整合,独辟蹊径,把多媒体新闻报道做得更好。
专题:腾讯评论“至少还有你” 2011收尾作
罗永浩维权;彭宇案件,碰瓷,陈贤妹;打假,秦晖,方舟子;电影,郝杰;不作为,陆群;邱永峥,战区记者;网友渴望评论;
音乐:雷诺儿,轻音乐,唯美,动人
背景:发黄的胶片
图片呈现;胶片式
文字:简略
互动:音乐的开闭