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   科技导报
2018年 36卷 9期
刊出日期:2018-05-13

卷首语
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研究论文
专题论文
综述
科界要闻
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封面图片说明:三维显示技术 Hot!

科技导报. 2018, 36 (9): 0-0.
全文: HTMLnew PDF  (14893 KB)  ( 11 )
摘要 ( 10 )
真实世界是三维立体的,照片、影像里的世界都是二维平面。传统显示技术无法真实重现客观世界,三维显示技术却能将物体的深度感、层次感、空间位置等一一展现。三维显示技术是虚拟现实/增强现实技术的关键技术之一,科学家正致力于使三维显示器上的图像与真实少物完全一致。目前研究主要集中于体三维显示、光场三维显示、全息三维显示、光栅三维显示及集成成像三维显示技术5种。
卷首语

大力发展三维显示等关键技术 助力虚拟/增强现实迈进新时代

戴琼海
科技导报. 2018, 36 (9): 1-1.
全文: HTMLnew PDF  (505 KB)  ( 4 )
摘要 ( 7 )
2016年被称为虚拟现实(VR)技术的元年,随后的2017年VR产业步入了一个投资理性期,如今的2018年,虚拟/增强现实(VR/AR)技术与产业继续前行,在三维显示等关键技术深入发展的背景下迈进新时代,开启新征程。
专题论文

基于全息光学的虚拟现实与增强现实技术进展

何泽浩, 隋晓萌, 赵燕, 曹良才, 金国藩
科技导报. 2018, 36 (9): 8-17. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2018.09.001
全文: HTMLnew PDF  (3155 KB)  ( 10 )
摘要 ( 10 )
介绍了VR/AR产业发展的现状及未来趋势,从显示技术的角度阐述了目前主流VR/AR产品使用的技术方案,并比较了双目视觉、光场显示和全息显示3种VR/AR方案的优缺点。针对当前VR/AR主流方案存在的问题,提出了全息光学技术在VR/AR产品中的优势和在产业中的作用,特别是,归纳了全息光学技术在近眼显示领域的进展及其对VR/AR产业发展的意义。分析了全息光学和VR/AR产业在结合过程中所面临的挑战,并对基于全息光学的VR/AR产业发展进行了展望。

基于集成成像的增强现实三维显示技术

邓欢, 王琼华
科技导报. 2018, 36 (9): 18-24. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2018.09.002
全文: HTMLnew PDF  (3091 KB)  ( 4 )
摘要 ( 7 )
分析了现有增强现实器件的不足,介绍了集成成像三维显示技术的原理和特点,盘点了以集成成像三维显示为核心的光学透视式增强现实器件和系统,介绍了这些器件和系统的原理,并分析了离轴光学技术、自由曲面技术、全息光学元件技术、双4f系统各技术的特点。

基于视觉的虚拟现实与增强现实融合技术

宁瑞忻, 朱尊杰, 邵碧尧, 龚冰剑, 颜成钢
科技导报. 2018, 36 (9): 25-31. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2018.09.003
全文: HTMLnew PDF  (2054 KB)  ( 5 )
摘要 ( 7 )
基于视觉的虚拟现实(VR)和增强现实(AR)的融合发展是不可避免的趋势,定位与地图构建(SLAM)是虚拟现实与增强现实融合应用的主要组成部分,但在鲁棒性等方面仍存在很多具有挑战性的问题。本文提出了一种基于视觉的虚拟现实与增强现实融合技术,总结了室内场景三维重建过程中设备选择、追踪和运动干扰、平面识别等问题,并分析了当前SLAM中存在的5个具有挑战性的问题。

AR/VR虚拟显示光学测量及IEC国际标准进展

牟希, Venkat Venkataramanan, 乔波, 牟同升
科技导报. 2018, 36 (9): 32-35. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2018.09.004
全文: HTMLnew PDF  (1541 KB)  ( 4 )
摘要 ( 5 )
虚拟现实、增强现实技术近年获得快速发展,但虚拟显示的视觉舒适度、体验感和实用性仍有待提高。如何对虚拟显示的光学性能、图像质量等关键性能指标进行量化评价和准确测量,是产业界非常关注的问题。AR/VR虚拟图像与液晶显示屏等传统显示图像的成像方式不同,测量方法有较大差别,本文根据虚拟显示的成像方式,提出了模拟人眼的入瞳、视野、视角方向及光谱响应等特性的测量技术。同时,结合IEC TC110 WG12"穿戴显示"工作组的标准化工作情况,介绍了AR/VR虚拟显示光学测量方法国际标准化的进展。

图像美学质量评价技术发展趋势

金鑫, 周彬, 邹冬青, 李晓东, 孙红波, 吴乐
科技导报. 2018, 36 (9): 36-45. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2018.09.005
全文: HTMLnew PDF  (3830 KB)  ( 4 )
摘要 ( 6 )
图像质量评价是利用计算机模拟人类视觉系统自动评价图像的失真程度,而图像美学质量评价是利用计算机模拟人类对美的感知与认知,自动评价图像的"美感",分析图像在构图、颜色、光影、景深、虚实等美学因素影响下所形成的美感刺激,这是计算美学与计算机视觉、心理学、虚拟现实等领域的学科交叉新方向,其在摄影摄像、电影电视、电子商务、服装设计、平面设计、文稿设计、工业设计、汽车行业、建筑行业、美容美妆等多个行业具有良好的应用前景。本文回顾了图像美学质量评价的发展历史,从基于人工设计美学特征的方法、基于美学特征深度学习的方法、图像美学质量评价的新任务、图像美学质量评价数据集构建等方面综述了该领域关键技术的发展情况,并展望了图像美学质量评价及其关键技术的发展趋势。

VR在儿童孤独谱系障碍辅助治疗中的应用

范磊, 杜亚松, 翟广涛
科技导报. 2018, 36 (9): 46-56. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2018.09.006
全文: HTMLnew PDF  (3337 KB)  ( 4 )
摘要 ( 10 )
概述了虚拟现实技术的特性,及其在医疗和精神卫生方面的研究与应用情况;介绍了孤独谱系障碍(ASD)发现与认识深化的过程,以及现有各种非药物治疗方法的分类和比较。通过分析虚拟现实技术与ASD的相关性,阐述虚拟现实技术应用于ASD研究和辅助治疗的过程和最新进展。深入剖析了虚拟现实技术在ASD辅助治疗中面临的问题,相应的解决方法,发现的新现象和新思路,以及通过大量实验总结的经验和技巧。探讨了进一步研究和实验的方向。

VR/AR在文化旅游与影视中的应用创新 与趋势

曹三省, 王春华, 李灿
科技导报. 2018, 36 (9): 57-60. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2018.09.007
全文: HTMLnew PDF  (857 KB)  ( 5 )
摘要 ( 6 )
虚拟现实/增强现实(VR/AR)技术是一种改变大众生活方式的新兴科学技术,对大众文化领域将能够产生重大影响。本文分析VR/AR在文化旅游与影视领域的支撑技术及其演进、融合中的应用创新,研究其发展及对传媒文化产业的影响,探讨未来该领域的发展趋势。

VR全景交互媒介特性与内容设计方法

叶风
科技导报. 2018, 36 (9): 61-65. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2018.09.008
全文: HTMLnew PDF  (882 KB)  ( 5 )
摘要 ( 8 )
从平台设备和内容体验的方式来看,VR是一种全新的视听交互的信息媒介。VR制作技术和体验设备近年来快速普及,但如果需要提升VR内容产品并在市场上获得广泛的应用,就需要提升VR的内容产品,要求开发者对VR的媒介属性的充分认识,并采用有效的设计方法进行VR的内容开发设计。本文通过对VR体验的行为特征、用户对VR体验的诉求、VR产品的使用场景3方面的分析,梳理了VR全景交互的媒介特性与内容创新之间的关系,探讨了设计思维方法在VR内容创新中的指导意义。

人工智能为3D影视行业注入新动力

赵天奇
科技导报. 2018, 36 (9): 66-72. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2018.09.009
全文: HTMLnew PDF  (2586 KB)  ( 4 )
摘要 ( 6 )
介绍了3D视觉产生的原理和人类对3D视觉的探索历程,分析了3D内容的制作方式。伴随计算机视觉和人工智能技术发展,提出并研发了一种新的3D转制技术——人工智能2D转3D,该技术可根据2D图像自动生成3D内容,在无损品质下,将3D转制效率提升了1000余倍。并指出基于这项技术,可开发3D直播、3D浏览器等新应用,也有望彻底解决3D内容匮乏问题。
综述

大数据时代下数据挖掘技术的应用

刘铭, 吕丹, 安永灿
科技导报. 2018, 36 (9): 73-83. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2018.09.010
全文: HTMLnew PDF  (1704 KB)  ( 4 )
摘要 ( 5 )
大数据时代下,数据挖掘技术越来越受到人们的关注。本文介绍了数据挖掘技术的研究背景和研究现状,论述了决策树、支持向量机、神经网络等数据挖掘技术的相关算法,分析了数据挖掘技术在大数据中的相关应用及未来的发展趋势,探讨了在大数据时代数据挖掘技术面临的挑战。

天然气水合物藏的界定及思考

张金华, 魏伟, 陈龙桥, 林斌斌, 彭涌, 肖红平
科技导报. 2018, 36 (9): 84-90. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2018.09.011
全文: HTMLnew PDF  (1704 KB)  ( 5 )
摘要 ( 4 )
在回顾致密气、页岩气、煤层气等非常规天然气藏定义的基础上,基于天然气水合物藏的特征,认为天然气水合物藏是指具有一定量的甲烷等气体运移到温度-压力适宜的地层,并以固态形式赋存于地层/松散沉积物中的天然气水合物资源及其与之有直接关联的天然气聚集。因此,在开展天然气水合物资源勘查与评价时,应当查明天然气水合物层下部游离气状况,存在游离气层的"固-气两层楼式"天然气水合物藏是当前有利的天然气水合物开发靶体。分析认为神狐海域天然气水合物属于"固-气两层楼式"天然气水合物藏,在进行资源评价和试采时,应该对天然气水合物层和游离气层进行统一考虑,从而有望进一步提高单井日产量和经济效益,促进天然气水合物的勘探与开发。
研究论文

工业机器人结构与控制耦合的集成设计方法

白克强, 刘知贵, 王营通
科技导报. 2018, 36 (9): 91-96. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2018.09.012
全文: HTMLnew PDF  (1972 KB)  ( 3 )
摘要 ( 7 )
针对工业机器人伺服系统结构和控制分离设计误差较大的问题,提出一种基于结构-控制耦合的集成设计方法。以结构重量、跟踪精度和控制能量指标为目标函数,以稳定和快速跟踪性能指标为约束,同时考虑结构与控制的耦合,采用分步迭代策略消减误差,以实现工业机器人工作在最佳状态的目标。以两关节机器人设计为例进行MTALAB仿真实验,结果表明,应用基于结构-控制耦合的集成方法设计,伺服系统具有较好的鲁棒性,在时间调整、超调量消除、阶跃动态响应能力等方面均优于分离设计,使机器人的综合性能达到最优。
科界要闻

2018-09科界要闻

王丽娜
科技导报. 2018, 36 (9): 6-7.
全文: HTMLnew PDF  (900 KB)  ( 3 )
摘要 ( 6 )
4月17日,按照中央组织部安排,中国科协承办了在中央党校举办的新当选院士研修班专题交流活动,活动主题为"弘扬爱国奋斗精神,加强科学道德建设"。中国科协党组书记、常务副主席、书记处第一书记、中国科学院院士怀进鹏,中船重工集团有限公司第七一九研究所名誉所长、中国工程院院士黄旭华等出席活动。120多位2017年新当选中国科学院院士、中国工程院院士参加活动。
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