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镜头跟踪技术的运用及其作用探讨论文
设想一个典型的特效镜头：导演想要得到一个CG怪物从一幢楼中破窗而出，穿越街道后进入一条小巷的场面。因为CG怪物会和大楼的窗户有一个相互影响，所以特效总监会要求用三维模拟真实的窗户破碎效果。在拍摄当天，导演会以艺术的角度来考虑这个特效镜头中的场景以及摄像机位置，例如如何考虑被怪物破窗而出的大楼在画面中的位置，尽管现场拍摄的时候没有窗户。导演和摄影师会在正式开拍前多次练习摄像机的运动，假想怪物横穿街道的场面。当导演对镜头满意之后，便会将其数字化然后交给后期制作去增加特技。当后期制作组收到影片后，他们需要动画师来调试怪物的动作以及一个技术导演处理窗户破碎的特效。在这之前，必须由镜头跟踪工程师来事前进行匹配运动画面。工程师必须确保真实的摄像机的运动轨迹与三维场景的虚拟摄像机运动轨迹完全一致。考虑到窗户需要被怪物撞碎，如果它在影片中的透视位置与三维场景并不匹配，例如当摄像机往左运动时窗户依旧停留在原位，很明显就能看出这个镜头穿帮了。
将计算机生成的素材与真人实拍镜头合成对于电影及虚拟现实等相关产业来说是一项非常重要的'技术。用镜头跟踪工程师的眼光来看，当一架摄像机在拍摄一个场景时，它基本上在做一件事：将所拍摄的三维空间转化为二维平面。而镜头跟踪的目的则是完全相反的，工程师需要通过软件的精确计算还原当时摄像机所拍摄的三维场景，并在计算机中模拟出来，而连接两者的关键就是摄像机。
镜头跟踪的方式有许多，首先评估需要跟踪的影片片段以便选择最佳的跟踪方案，很多时候这个过程被遗漏，这很有可能在之后的进程中花费更多的时间。然后，在摄像机跟踪软件（或运动匹配软件）中加入前期拍摄的参数进行匹配运算，其中主要包括镜头焦距、记录帧率、运动模式，以便更精确地还原真实拍摄时的场景，就如同逻辑推理，更多的信息能让过程变得容易一些。在五、六年之前，镜头跟踪工程师需要考虑所有摄像机运动的内在外在因素，对于不同的场合选择不同的跟踪方法。现在，科技的发展使得跟踪软件运用了一个叫做“照相测量法”的技术，大大提高了软件的智能跟踪水平。通过软件的运算能够得到一个运动的虚拟摄像机和三维场景数据。之后，工程师们依据这些数据在二维的平面内重新构建三维空间，例如将影片中的二维平面大楼和马路以三维空间的方式构建，这样跟踪就算完成了。
接下来是最重要的环节，工程师们需要测试跟踪的镜头是否如实贴合真人实拍，所创建的三维空间及虚拟摄像机是否完美匹配真实世界。这时候，使用跟踪软件，将其自带的测试物体摆放在重构的三维空间中。失败的跟踪往往非常明显就能够看出来，比如在播放的过程测试物体发生了漂移或者抖动。反复测试跟踪是否成功是非常有必要的，因为失败的镜头跟踪将在整个后期制作流水线中一直被使用，直到最后合成输出的时候才能够发现，出现这样的情况是非常可怕的，特效艺术家和动画师将不得不重新更改特技，所花费的时间和精力对于一部影片的制作周期来说将会造成很大压力。最后是将跟踪完成的场景文件转交给工作流程下的其他艺术家们。其通常包括三维场景坐标和大小、必要的角色和设施以及合理的命名规则。一个井然有序的跟踪文件能给接手处理的其他艺术家们提供方便，同时跟踪工程师们也不需要在事后向他们详细解释，这样节省了许多不必要的时间。
摄像机运动轨迹跟踪技术在特效场面中占有一席之地的重要原因是，数字技术运用于电影特技需要解决的基本问题之一就是运动镜头中摄像机轨迹的跟踪匹配。而在特效影片中，如果一直使用固定镜头则不容易达到影片所追求的艺术效果。镜头的特效合成是将来源不同的计算机生成的素材以正确真实的方式融入在实拍镜头中。综上所述，摄像机运动轨迹跟踪技术对这个行业有着举足轻重的影响。电影院里的观众们在为精彩的特效而大呼过瘾同时，也许并没有注意到影视特效艺术家们的工作。而恰恰是这些默默无闻的镜头跟踪工程师们的努力决定了这些特技的效果。他们使观众看到的一切特效成为可能，这是电影拍摄中不可缺少的一环。
工业设计上3D打印技术的作用与运用的论文
引言：3D打印技术是快速成形技术的一种，可以实现大规模的个性化生产，可以制造出传统生产技术无法制造出的产品。3D打印技术改变了金属、塑料等原料传统的加工、装配模式，实现了随时、随地、按需进行生产，是促进制造业全面升级、实现工业4刀、促进工业设计发展的重要因素。本文以3D打印技术为背景，重点分析了3D打印技术在工业设计上的应用及其对工业设计的影响，为我国工业设计提供借鉴和参考。
一、30打印技术
（一）3D打印技术原理。3D打印技术最早称为快速成形技术或快速原型制造技术，是在当代cAD/cAM技术、机械工程、分层制造技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的一种先进制造技术。它是以计算机三维数字模型为蓝本，用软件将其分解成若干层平面切片，然后由数控成型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将可粘合材料进行逐层堆积茹结，最终叠加成型，制造出产品。
（二）3D打印技术的常见细分类别及可使用材料。常见的3D打印技术根据成型技术的不同可以分为下表几个类别：
（三）3D打印的优势。3D打印技术是大批量生产形式向小批量、个性化生产形式发展的引领技术，其突出优势在于生产结构、外观复杂的物品而不增加成本、多样化不增加成本，在于无须组装、零时间交付、设计空间无限、零技能制造、不占空间、便携制、减少废弃副产品、材料无限组合及精确的实体复制。
二、3D打印在工业设计中的应用
（一）概念模型、功能原型的制作。在工业设计的流程中，需要反复制作不同作用和类型的零件、模型，传统的方法有着制作周期长、劳动强度高、精度差、成本高等诸多缺点，而使用3D打印技术可以快速、轻松、精准的得到所需的零件、模型。
（二）工业设计过程中所需工具的制作。工业设计是一个充满创造力活动，不同的产品、不同的设计师在设计过程中需要用到各种各样的器材和工具来辅助，这些工具大多数都是设计师根据需要自行制作。这时，可以通过3D打印机完成，而不是耗费大量的时间、精力通过各种加工方式去制作。3D打印设备在工具制作上不仅可以缩短时间，降低成本，还可以构造出结构更加精密、质量更加轻盈、更加符合人体工程学的产品，大幅度提高设计的效率。
（三）小批量产品生产。随着3D打印技术的发展，其打印成本和打印时间进一步下降，可以打印的材料、方式不断丰富，使其在小批量产品生产上与传统加工制造工艺相比，有着生产流程短、时间少、成本低等巨大优势，而且不受时间、空间、机床、模具的限制，只要有需要便可以随时暂停生产，对设计进行修改，解除了传统制造业的技术、成本、工期等限制，这样，设计的产品不但快速而且灵活的得以生产。
三、3D打印对工业设计的影响
（一）解放束缚，改变设计理念。传统的设计造型受产品的生产、组装等工艺制约，使得设计师的创造力、想象力受到束缚。而随着3D打印技术的发展和成熟，结构、外观再复杂的产品都能通过3D打印机打印出来，且浑然一体。如此，设计师可以将精力集中在产品形态、外观创意和功能创新、改进上，使产品的造型设计多元化、结构设计一体化、使用人性化趋势逐渐显现，在其技术、经济、美学、环境、人机等属性因素中，人机属性和美学属性因素所占的比例得到提高。传统的工业设计是建立在传统的大批量生产方式之上的，这就要求设计是根据一个模型来进行的，即使是所谓的个性化设计也只是将模型的生成范围缩小了。这意味着使用者的心理、生理及使用时间、环境等差异性在设计过程中难以体现。如鼠标设计就是这种典型的设计方式：传统设计模式是让使用者手掌的大小、使用的习惯、个性需求等去适应有限的规格、型号，而3D打印技术则可根据使用者的手形、习惯、个性需求等设计、生产出与其完全匹配的产品。3D打印技术使产品的个性化设计与生产成为可能，利用3D打印技术可以实现产品的量身定做，真正实现以人为本。
（二）3D打印技术对工业设计流程及成本的影响。在设计过程中，顺畅而高效的设计交流是工业设计开发取得成功的重要保证。其中各种类型的模型是交流的重要手段之一，手工制作的模型在精度、质感、触感等方面与概念的设计预期都存在较大偏差，而3D打印能克服这些缺点，使设计团队中的每个成员及用户都能够直观地看到和触摸这些概念模型，比较它们之间的结构、外形和功能的差别与优劣。另外，工业设计过程中的模型如果用手工制作的话将耗费相当长的时间，是缩短产品上市时间的最大障碍，采用3D打印可大大缩短概念模型和产品原型的.制作时间，从以往的几天乃至几个星期缩短到几小时。
近年来，随着产品复杂化和个性化的发展趋势，设计过程中模型加工和制造的成本非常高，复杂模型甚至要求制作专用模具和加工工艺以保证模型的精度和真实效果，而3D打印技术可实现模型随时、随地制作，大幅度降低设计成本。
（三）3D打印技术对设计产业的影响。传统的工业设计模式受到固有减式生产方式所制约，由专业设计师主导。但随着3D打印技术的日趋成熟，独立设计师对于传统加工业的依赖性将越来越小。对于那些具有较强的创新意识，具备一定的设计、研发能力的消费者很可能变成设计师和生产商。随着3D打印技术所带来的社会化制造，独立设计师和品牌也将崛起。
四、3D打印在工业设计中所面临的问题
3D打印由设计师、设计软件、设备、材料等共同作用，相互影响。在工业设计领域，3D打印技术解放了设计束缚，激发了设计师的创作灵感，但用于3D打印技术的设计软件、模型输出格式等方面依然需要进一步发展与完善。目前,3D打印技术可以与设计完美地结合在一起己经在诸多产品上得以证实，并获得了广泛的认可，但是如何让其在更多的产品生产中发挥应有的作用，仍是一个需要不断探讨的问题。同时，3D打印技术其本身又存在先天性不足，例如：打印尺寸受技术和打印机的限制、产品打印时间过长及大批量生产时无成本优势等，这些原因使3D打印仍不能代替传统制造工艺。
结论：3D打印技术在工业设计领域己经获得了重大的发展和应用。在工业设计领域，3D打印技术不仅可以满足当下人们对个性化、订制化产品的要求，还可以实现结构、外观复杂产品的制造，提高设计制造精度，大大缩短设计周期，降低设计成本，激发了设计师的创作灵感，为产品设计带来新的生命力，同时催生了大量独立设计师及设计品牌，有良好的发展前景。同时，3D打印技术也存在一些技术和推广上的缺点与不足，但随着3D打印技术的发展、成熟及设计人员的不懈努力，一定会在工业设计领域得到越发广泛的应用。
水利工程施工中衬砌技术的作用与运用论文
摘要：在水利工程的修建过程中，衬砌技术的实施是其中的重要环节之一，其不仅能够保证整体工程的质量，同时也能推动水利工程的稳定发展。基于此，本文对如何在水利工程中开展衬砌技术进行分析。
关键词：水利工程；衬砌技术；技术应用；
随着社会经济的不断发展以及科学技术的不断提升，我国的水利工程也出现了良好的发展前景。在水利工程的修建过程中，越来越多的现代化施工技术被挖掘出来。在当今的水利工程中，衬砌技术已经成为施工人员惯用的施工手段之一。因此，在实际的施工过程中，需要不断地提升施工水平、优化施工技术、摆正施工观念，以提升整体的施工质量。
1、衬砌技术在水利工程中的作用
衬砌技术指的是一种支护技术，为了保证工程的基本结构而存在。水利工程是一项较为复杂的工程，各种客观因素都会对其造成一定的质量影响。倘若工程结构出现问题，那么在其后续的使用过程中就会出现质量问题，甚至会对大众的安全造成威胁。因此，在实际的施工过程中，施工人员可以借助衬砌技术提升整体工程的稳定性，加固工程结构，确保工程的稳定开展。此外，衬砌技术是一项内部施工技术，所以在某种程度上也能够提升工程的美观程度[1]。
2、衬砌技术在水利工程中的应用
2、1、施工前的准备工作
相较于我国其他的建设性工程来说，水利工程具有较为明显的系统性以及整体性的特点。在实际的施工过程中，施工人员需要运用到多种施工技术，开展多样的施工环节。因此，在开展施工之前，施工人员一定要做好充足的准备工作，对设计图纸进行详尽深入的分析。同时，相关的施工管理人员需要对施工现场以及施工人员进行勘查管理，布置好相关的施工工作，做到责任落实，保证工程的稳定开展。施工单位需要委派专门的材料管理人员，要求定期对施工材料以及施工设备进行管理检查，以保证工程的整体质量。
2、2、衬砌技术在土方工程中的应用
在开展水利工程的过程中，最容易出现的问题就是土质沉降。该问题的出现不仅会对水利工程的质量造成影响，也会对水利工程的发展造成较大的损失。因此，在实际的施工过程中，施工人员需要对施工渠道进行一定的浸水处理，加快土质的预沉，以此为衬砌施工提供坚实的基础。但在此环节中值得注意的是，在开展衬砌施工之前，施工人员一定要对浸水质量进行检查，倘若发现存在未夯实的状况，施工人员一定要进行二次浸水，以此保证土质的密度。
当施工人员完成沉降工作后，接下来需要进行的是对渠道进行放样处理。在此环节中，施工人员首先需要为渠道的中心划分出精确的控制线，并在相等的间隔处设置中心桩，确保桩位之间的距离相等，以此保证放样的精准度。
完成放样工作后，施工人员便可以开展回填工作。在此环节中，施工人员需要对施工现场的环境进行清洁处理，以保证工作的稳定开展。然后，施工人员需要对土质进行夯实。同时需要注意的是施工人员需要采用分层夯实的手段开展夯实工作，并保证不同层次的土质的厚度处于均匀状态。在开展衬砌工作的过程中，施工人员需要对土壤的湿度进行顶底的检查，当发现土壤湿度过低时，需对其进行适当的洒水处理；发现土壤湿度过高时，可以适当地采取换土处理，以保证工作的稳定开展[2]。
2、3、衬砌技术在工程材料中的应用
在开展水利工程的过程中，施工人员除了要进行土方施工环节，同时也需要进行工程材料的`筛选以及搅拌。在开展混凝土搅拌的过程中，施工人员需要对混凝土的质量进行严格的把关。一般情况下，水利工程所采用的混凝土是具有硅酸性质的硅酸盐水泥。同时，为了保证整体工程的质量，采购人员需要在同一家工厂进行采购。当确定选购的材料后，施工人员需要对材料的运输进行严格的监管。在运输的过程中，施工人员一定要保证材料的封闭性，防止因其他因素影响而污染，降低自身的质量。当材料运输到施工现场后，施工人员需要为其准备干燥的储存环境，并按照一定的分类标准对其进行分批存放。
2、4、衬砌技术在混凝土浇筑中的应用
在整体的水利工程施工过程中，混凝土的浇筑是其中最重要的环节。在此环节中实施衬砌技术，能够有效提升整体的施工质量。
一是施工人员需要做好充分的准备工作，例如按照标准进行混凝土的配比以及搅拌、准备好高精准度的磨光机以及搅拌机、确保施工人员的施工素质以及施工水平等。
二是施工人员需要按照施工现场的实际情况与设计图纸进行详细的比对，保证其中没有问题后，便可以正式地开展浇筑工作[3]。
在开展浇筑工作的过程中，施工人员可以采取衬砌技术对混凝土进行浇筑压沿。当完成浇筑工作后，施工人员需要对其温度进行有效的控制，防止混凝土在凝固的过程中发生应力而出现断裂的问题，影响整体工程的质量。
3、结语
在当今的水利工程的施工过程中，施工人员若想从根本上保证整体工程的施工质量，促进水利工程的稳定发展，就需要对衬砌技术进行深入的分析，并不断地提升自身的施工技术。同时相关的施工人员也需要不断地提升自身对施工技术的掌握程度，在施工过程中合理地借助该种技术实施工程，以促进水利工程的发展。
参考文献
[1]王彬彬、水利工程施工中衬砌技术的应用[J]、河南科技，2016，06（22）：89―90、
[2]宋丽华、浅谈水利工程中衬砌技术的应用[J]、科学之友，2015，02（11）：44―45、
[3]卢志明、试分析水利工程中衬砌技术的应用[J]、中国绿色画报，2015，02（20）：33―34、
