第一篇:數字水印技術:概念、應用及現狀
講述了數字水印技術的概念、產生背景、分類、應用狀況、研究動態和現實案例。
一、引言
隨著信息時代的到來,特別是Internet的普及,信息的安全保護問題日益突出。當前的信息安全技術基本上都以密碼學理論為基礎,無論是采用傳統的密鑰系統還是公鑰系統,其保護方式都是控制文件的存取,即將文件加密成密文,使非法用戶不能解讀。但隨著計算機處理能力的快速提高,這種通過不斷增加密鑰長度來提高系統密級的方法變得越來越不安全。
另一方面,多媒體技術已被廣泛應用,需要進行加密、認證和版權保護的聲像數據也越來越多。數字化的聲像數據從本質上說就是數字信號,如果對這類數據也采用密碼加密方式,則其本身的信號屬性就被忽略了。最近幾年,許多研究人員放棄了傳統密碼學的技術路線,嘗試用各種信號處理方法對聲像數據進行隱藏加密,并將該技術用于制作多媒體的“數字水印”。
二、數字時代的密寫術 — 數字水印
數字水印(Digital Watermark)技術是指用信號處理的方法在數字化的多媒體數據中嵌入隱蔽的標記,這種標記通常是不可見的,只有通過專用的檢測器或閱讀器才能提取。數字水印是信息隱藏技術的一個重要研究方向。嵌入數字作品中的信息必須具有以下基本特性才能稱為數字水印:
1.隱蔽性:在數字作品中嵌入數字水印不會引起明顯的降質,并且不易被察覺。
2.隱藏位置的安全性:水印信息隱藏于數據而非文件頭中,文件格式的變換不應導致水印數據的丟失。
3.魯棒性:所謂魯棒性是指在經歷多種無意或有意的信號處理過程后,數字水印仍能保持完整性或仍能被準確鑒別。可能的信號處理過程包括信道噪聲、濾波、數/模與模/數轉換、重采樣、剪切、位移、尺度變化以及有損壓縮編碼等。在數字水印技術中,水印的數據量和魯棒性構成了一對基本矛盾。從主觀上講,理想的水印算法應該既能隱藏大量數據,又可以抗各種信道噪聲和信號變形。然而在實際中,這兩個指標往往不能同時實現,不過這并不會影響數字水印技術的應用,因為實際應用一般只偏重其中的一個方面。如果是為了隱蔽通信,數據量顯然是最重要的,由于通信方式極為隱蔽,遭遇敵方篡改攻擊的可能性很小,因而對魯棒性要求不高。但對保證數據安全來說,情況恰恰相反,各種保密的數據隨時面臨著被盜取和篡改的危險,所以魯棒性是十分重要的,此時,隱藏數據量的要求居于次要地位。
數字水印技術的基本思想源于古代的密寫術。古希臘的斯巴達人曾將軍事情報刻在普通的木板上,用石蠟填平,收信的一方只要用火烤熱木板,融化石蠟后,就
可以看到密信。使用最廣泛的密寫方法恐怕要算化學密寫了,牛奶、白礬、果汁等都曾充當過密寫藥水的角色。可以說,人類早期使用的保密通信手段大多數屬于密寫而不是密碼。然而,與密碼技術相比,密寫術始終沒有發展成為一門獨立的學科,究其原因,主要是因為密寫術缺乏必要的理論基礎。
如今,數字化技術的發展為古老的密寫術注入了新的活力,也帶來了新的機會。在研究數字水印的過程中,研究者大量借鑒了密寫技術的思想。尤其是近年來信息隱藏技術理論框架研究的興起,更給密寫術成為一門嚴謹的科學帶來了希望。毫無疑問,密寫技術將在數字時代得以復興。
三、數字水印的分類
數字水印技術可以從不同的角度進行劃分。1.按特性劃分
按水印的特性可以將數字水印分為魯棒數字水印和脆弱數字水印兩類。魯棒數字水印主要用于在數字作品中標識著作權信息,如作者、作品序號等,它要求嵌入的水印能夠經受各種常用的編輯處理;脆弱數字水印主要用于完整性保護,與魯棒水印的要求相反,脆弱水印必須對信號的改動很敏感,人們根據脆弱水印的狀態就可以判斷數據是否被篡改過。2.按水印所附載的媒體劃分
按水印所附載的媒體,我們可以將數字水印劃分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印以及用于三維網格模型的網格水印等。隨著數字技術的發展,會有更多種類的數字媒體出現,同時也會產生相應的水印技術。3.按檢測過程劃分
按水印的檢測過程可以將數字水印劃分為明文水印和盲水印。明文水印在檢測過程中需要原始數據,而盲水印的檢測只需要密鑰,不需要原始數據。一般來說,明文水印的魯棒性比較強,但其應用受到存儲成本的限制。目前學術界研究的數字水印大多數是盲水印。4.按內容劃分
按數字水印的內容可以將水印劃分為有意義水印和無意義水印。有意義水印是指水印本身也是某個數字圖像(如商標圖像)或數字音頻片段的編碼;無意義水印則只對應于一個序列號。有意義水印的優勢在于,如果由于受到攻擊或其他原因致使解碼后的水印破損,人們仍然可以通過視覺觀察確認是否有水印。但對于無意義水印來說,如果解碼后的水印序列有若干碼元錯誤,則只能通過統計決策來確定信號中是否含有水印。
5.按用途劃分
不同的應用需求造就了不同的水印技術。按水印的用途,我們可以將數字水印劃分為票據防偽水印、版權保護水印、篡改提示水印和隱蔽標識水印。
票據防偽水印是一類比較特殊的水印,主要用于打印票據和電子票據的防偽。一般來說,偽幣的制造者不可能對票據圖像進行過多的修改,所以,諸如尺度變換等信號編輯操作是不用考慮的。但另一方面,人們必須考慮票據破損、圖案模糊等情形,而且考慮到快速檢測的要求,用于票據防偽的數字水印算法不能太復雜。版權標識水印是目前研究最多的一類數字水印。數字作品既是商品又是知識作品,這種雙重性決定了版權標識水印主要強調隱蔽性和魯棒性,而對數據量的要求相對較小。
篡改提示水印是一種脆弱水印,其目的是標識宿主信號的完整性和真實性。隱蔽標識水印的目的是將保密數據的重要標注隱藏起來,限制非法用戶對保密數據的使用。
6.按水印隱藏的位置劃分
按數字水印的隱藏位置,我們可以將其劃分為時(空)域數字水印、頻域數字水印、時/頻域數字水印和時間/尺度域數字水印。
時(空)域數字水印是直接在信號空間上疊加水印信息,而頻域數字水印、時/頻域數字水印和時間/尺度域數字水印則分別是在DCT變換域、時/ 頻變換域和小波變換域上隱藏水印。
隨著數字水印技術的發展,各種水印算法層出不窮,水印的隱藏位置也不再局限于上述四種。應該說,只要構成一種信號變換,就有可能在其變換空間上隱藏水印。
四、應用前景
多媒體技術的飛速發展和Internet的普及帶來了一系列政治、經濟、軍事和文化問題,產生了許多新的研究熱點,以下幾個引起普遍關注的問題構成了數字水印的研究背景。
1.數字作品的知識產權保護
數字作品(如電腦美術、掃描圖像、數字音樂、視頻、三維動畫)的版權保護是當前的熱點問題。由于數字作品的拷貝、修改非常容易,而且可以做到與原作完全相同,所以原創者不得不采用一些嚴重損害作品質量的辦法來加上版權標志,而這種明顯可見的標志很容易被篡改。
“數字水印”利用數據隱藏原理使版權標志不可見或不可聽,既不損害原作品,又達到了版權保護的目的。目前,用于版權保護的數字水印技術已經進入了初步實用化階段,IBM公司在其“數字圖書館”軟件中就提供了數字水印功能,Adobe公司也在其著名的Photoshop軟件中集成了Digimarc公司的數字水印插件。然而實事求是地說,目前市場上的數字水印產品在技術上還不成熟,很容易被破壞或破解,距離真正的實用還有很長的路要走。2.商務交易中的票據防偽
隨著高質量圖像輸入輸出設備的發展,特別是精度超過 1200dpi的彩色噴墨、激光打印機和高精度彩色復印機的出現,使得貨幣、支票以及其他票據的偽造變得更加容易。
據美國官方報道,僅在1997年截獲的價值4000萬美元的假鈔中,用高精度彩色打印機制造的小面額假鈔就占19%,這個數字是1995年的9.05 倍。目前,美國、日本以及荷蘭都已開始研究用于票據防偽的數字水印技術。其中麻省理工學院媒體實驗室受美國財政部委托,已經開始研究在彩色打印機、復印機輸出的每幅圖像中加入唯一的、不可見的數字水印,在需要時可以實時地從掃描票據中判斷水印的有無,快速辨識真偽。
另一方面,在從傳統商務向電子商務轉化的過程中,會出現大量過度性的電子文件,如各種紙質票據的掃描圖像等。即使在網絡安全技術成熟以后,各種電子票據也還需要一些非密碼的認證方式。數字水印技術可以為各種票據提供不可見的認證標志,從而大大增加了偽造的難度。3.聲像數據的隱藏標識和篡改提示
數據的標識信息往往比數據本身更具有保密價值,如遙感圖像的拍攝日期、經/緯度等。沒有標識信息的數據有時甚至無法使用,但直接將這些重要信息標記在原始文件上又很危險。數字水印技術提供了一種隱藏標識的方法,標識信息在原始文件上是看不到的,只有通過特殊的閱讀程序才可以讀取。這種方法已經被國外一些公開的遙感圖像數據庫所采用。
此外,數據的篡改提示也是一項很重要的工作。現有的信號拼接和鑲嵌技術可以做到“移花接木”而不為人知,因此,如何防范對圖像、錄音、錄像數據的篡改攻擊是重要的研究課題。基于數字水印的篡改提示是解決這一問題的理想技術途徑,通過隱藏水印的狀態可以判斷聲像信號是否被篡改。4.隱蔽通信及其對抗
數字水印所依賴的信息隱藏技術不僅提供了非密碼的安全途徑,更引發了信息戰尤其是網絡情報戰的革命,產生了一系列新穎的作戰方式,引起了許多國家的重
視。
網絡情報戰是信息戰的重要組成部分,其核心內容是利用公用網絡進行保密數據傳送。迄今為止,學術界在這方面的研究思路一直未能突破“文件加密”的思維模式,然而,經過加密的文件往往是混亂無序的,容易引起攻擊者的注意。網絡多媒體技術的廣泛應用使得利用公用網絡進行保密通信有了新的思路,利用數字化聲像信號相對于人的視覺、聽覺冗余,可以進行各種時(空)域和變換域的信息隱藏,從而實現隱蔽通信。
五、研究動態
從公開發表的文獻看,國際上在數字水印方面的研究剛開始不久,但由于有大公司的介入和美國軍方及財政部的支持,該技術研究的發展速度非常快。1998年以來,《IEEE圖像處理》、《IEEE會報》、《IEEE通信選題》、《IEEE 消費電子學》等許多國際重要期刊都組織了數字水印的技術專刊或專題新聞報道。----在美國,以麻省理工學院媒體實驗室為代表的一批研究機構和企業已經申請了數字水印方面的專利。1998年,美國政府報告中出現了第一份有關圖像數據隱藏的AD報告。目前,已支持或開展數字水印研究的機構既有政府部門,也有大學和知名企業,它們包括美國財政部、美國版權工作組、美國空軍研究院、美國陸軍研究實驗室、德國國家信息技術研究中心、日本NTT信息與通信系統研究中心、麻省理工學院、伊利諾斯大學、明尼蘇達大學、劍橋大學、瑞士洛桑聯邦工學院、西班牙Vigo 大學、IBM公司Watson研究中心、微軟公司劍橋研究院、朗訊公司貝爾實驗室、CA公司、Sony公司、NEC研究所以及荷蘭菲利浦公司等。1996年5月30日~6月1日,在英國劍橋牛頓研究所召開了第一屆國際信息隱藏學術研討會,至今已舉辦了三屆。SPIE和IEEE的一些重要國際會議也開辟了相關的專題。
我國學術界對數字水印技術的反應也非常快,已經有相當一批有實力的科研機構投入到這一領域的研究中來。為了促進數字水印及其他信息隱藏技術的研究和應用,1999年12月,我國信息安全領域的何德全院士、周仲義院士、蔡吉人院士與有關應用研究單位聯合發起召開了我國第一屆信息隱藏學術研討會。2000年1 月,由國家“863”智能機專家組和中科院自動化所模式識別國家重點實驗室組織召開了數字水印學術研討會,來自國家自然科學基金委員會、國家信息安全測評認證中心、中國科學院、北京郵電大學、國防科技大學、清華大學、北方工業大學、上海交通大學、天津大學、中國科技大學、北京大學、北京理工大學、中山大學、北京電子技術應用研究所等單位的專家學者和研究人員深入討論了數字水印的關鍵技術,報告了各自的研究成果。
從這次會議反應的情況上看,我國相關學術領域的研究與世界水平相差不遠,而且有自己獨特的研究思路。
目前,已支持或開展數字水印研究的機構既有政府部門,也有大學和知名企業,它們包括美國財政部、美國版權工作組、美國空軍研究院、美國陸軍研究實驗室、德國國家信息技術研究中心、日本NTT信息與通信系統研究中心、麻省理工學院、伊利諾斯大學、明尼蘇達大學、劍橋大學、瑞士洛桑聯邦工學院、西班牙 Vigo大學、IBM公司Watson研究中心、微軟公司劍橋研究院、朗訊公司貝爾實驗室、CA公司、Sony公司、NEC研究所以及荷蘭菲利浦公司等。
1996年5月30日~6月1日,在英國劍橋牛頓研究所召開了第一屆國際信息隱藏學術研討會,至今已舉辦了三屆。SPIE和IEEE的一些重要國際會議也開辟了相關的專題。
我國學術界對數字水印技術的反應也非常快,已經有相當一批有實力的科研機構投入到這一領域的研究中來。為了促進數字水印及其他信息隱藏技術的研究和應用,1999年12月,我國信息安全領域的何德全院士、周仲義院士、蔡吉人院士與有關應用研究單位聯合發起召開了我國第一屆信息隱藏學術研討會。2000年1 月,由國家“863”智能機專家組和中科院自動化所模式識別國家重點實驗室組織召開了數字水印學術研討會,來自國家自然科學基金委員會、國家信息安全測評認證中心、中國科學院、北京郵電大學、國防科技大學、清華大學、北方工業大學、上海交通大學、天津大學、中國科技大學、北京大學、北京理工大學、中山大學、北京電子技術應用研究所等單位的專家學者和研究人員深入討論了數字水印的關鍵技術,報告了各自的研究成果。從這次會議反應的情況上看,我國相關學術領域的研究與世界水平相差不遠,而且有自己獨特的研究思路。
第二篇:數字水印
隨著計算機和網絡技術的飛速發展,特別是因特網的普及,信息的安全保護問題日益突出。此外,多媒體技術已被廣泛應用,數字圖像、音頻和視頻等多媒體數字產品愈來愈需要一種有效的版權保護方法。最近幾年,許多研究人員放棄了傳統密碼學的技術路線,嘗試用各種信號處理方法對聲像數據進行隱藏加密,并將該技術用于制作多媒體的“數字水印”。
二、數字水印特征及分類
所謂數字水印技術,就是在被保護的數字對象(如靜止圖像、視頻、音頻等)中嵌入某些能夠證明版權歸屬或跟蹤侵權行為的信息,這些信息可能是作者的序列號、公司標志、有意義的文本等等。水印中的隱藏信息能夠抵抗各類攻擊。即使水印算法是公開的,攻擊者要毀掉水印仍十分困難。將某種不可感知的信息如數字、序列號、文字、圖像標志等版權信息嵌入到多媒體數據中,以起到版權保護、秘密通信、數據文件的真偽鑒別和產品標識等作用。在發生數字媒體侵權使用、版權爭議時,通過檢測媒體內容中的數字水印,獲得數字媒體的版權信息、授權信息等,從而起到媒體知識產權保護的目的。數字水印是信息隱藏技術的一個重要研究方向。
1.數字水印特征
嵌入數字作品中的信息必須具有以下基本特性才能稱為數字水印:
(1)不可感知性:在數字作品中嵌入數字水印不會引起明顯的降質,并且不易被察覺。
(2)隱藏位置的安全性:水印信息隱藏于數據而非文件頭中,文件格式的變換不應導致水印數據的丟失。
(3)魯棒性:所謂魯棒性是指在經歷多種無意或有意的信號處理過程后,數字水印仍能保持完整性或仍能被準確鑒別。可能的信號處理過程包括信道噪聲、濾波、數/模與模/數轉換、重采樣、剪切、位移、尺度變化以及有損壓縮編碼等。
(4)隱藏的信息量:嵌入的秘密信息必須能夠具有足夠多的信息。實際上,隱藏的信息與系統的魯棒性是矛盾的,即嵌入的秘密信息越多,魯棒性就越差。
2.數字水印分類
按水印的特性可以將數字水印分為魯棒數字水印和脆弱數字水印兩類。魯棒數字水印主要用于在數字作品中標識著作權信息,如作者、作品序號等,它要求嵌入的水印能夠經受各種常用的編輯處理;脆弱數字水印主要用于完整性保護,與魯棒水印的要求相反,脆弱水印必須對信號的改動很敏感,人們根據脆弱水印的狀態就可以判斷數據是否被篡改
過。
按水印所附載的媒體,我們可以將數字水印劃分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印以及用于三維網格模型的網格水印等。
按水印的檢測過程可以將數字水印劃分為明文水印和盲水印。明文水印在檢測過程中需要原始數據,而盲水印的檢測只需要密鑰,不需要原始數據。一般來說,明文水印的魯棒性比較強,但其應用受到存儲成本的限制。
按數字水印的內容可以將水印劃分為有意義水印和無意義水印。有意義水印是指水印本身也是某個數字圖像(如商標圖像)或數字音頻片段的編碼;無意義水印則只對應于一個序列號。有意義水印的優勢在于,如果由于受到攻擊或其他原因致使解碼后的水印破損,人們仍然可以通過視覺觀察確認是否有水印。但對于無意義水印來說,如果解碼后的水印序列有若干碼元錯誤,則只能通過統計決策來確定信號中是否含有水印。
按水印的用途,我們可以將數字水印劃分為票據防偽水印、版權保護水印、篡改提示水印和隱蔽標識水印。
票據防偽水印是一類比較特殊的水印,主要用于打印票據和電子票據的防偽。一般來說,偽幣的制造者不可能對票據圖像進行過多的修改,所以,諸如尺度變換等信號編輯操作是不用考慮的。但另一方面,人們必須考慮票據破損、圖案模糊等情形,而且考慮到快速檢測的要求,用于票據防偽的數字水印算法不能太復雜。
版權標識水印是目前研究最多的一類數字水印。數字作品既是商品又是知識作品,這種雙重性決定了版權標識水印主要強調隱蔽性和魯棒性,而對數據量的要求相對較小。
篡改提示水印是一種脆弱水印,其目的是標識宿主信號的完整性和真實性。
隱蔽標識水印的目的是將保密數據的重要標注隱藏起來,限制非法用戶對保密數據的使用。
三、數字水印的應用領域
1.數字作品的知識產權保護
數字作品(如電腦美術、掃描圖像、數字音樂、視頻、三維動畫)的版權保護是當前的熱點問題。由于數字作品的拷貝、修改非常容易,而且可以做到與原作完全相同,所以原創者不得不采用一些嚴重損害作品質量的辦法來加上版權標志,而這種明顯可見的標志很容易被篡改
“數字水印”利用數據隱藏原理使版權標志不可見或不可聽,既不損害原作品,又達到了版
權保護的目的。目前,用于版權保護的數字水印技術已經進入了初步實用化階段,IBM公司在其“數字圖書館”軟件中就提供了數字水印功能,Adobe公司也在其著名的Photoshop軟件中集成了Digimarc公司的數字水印插件。然而實事求是地說,目前市場上的數字水印產品在技術上還不成熟,很容易被破壞或破解,距離真正的實用還有很長的路要走。
2.商務交易中的票據防偽
隨著高質量圖像輸入輸出設備的發展,特別是精度超過 1200dpi的彩色噴墨、激光打印機和高精度彩色復印機的出現,使得貨幣、支票以及其他票據的偽造變得更加容易。
另一方面,在從傳統商務向電子商務轉化的過程中,會出現大量過度性的電子文件,如各種紙質票據的掃描圖像等。即使在網絡安全技術成熟以后,各種電子票據也還需要一些非密碼的認證方式。數字水印技術可以為各種票據提供不可見的認證標志,從而大大增加了偽造的難度。
3.證件真偽鑒別
信息隱藏技術可以應用的范圍很廣,作為證件來講,每個人需要不只一個證件,證明個人身份的有:身份證、護照、駕駛證、出入證等;證明某種能力的有:各種學歷證書、資格證書等。
國內目前在證件防偽領域面臨巨大的商機,由于缺少有效的措施,使得“造假”、“買假”、“用假”成風,已經嚴重地干擾了正常的經濟秩序,對國家的形象也有不良影響。通過水印技術可以確認該證件的真偽,使得該證件無法仿制和復制。
4.聲像數據的隱藏標識和篡改提示
數據的標識信息往往比數據本身更具有保密價值,如遙感圖像的拍攝日期、經/緯度等。沒有標識信息的數據有時甚至無法使用,但直接將這些重要信息標記在原始文件上又很危險。數字水印技術提供了一種隱藏標識的方法,標識信息在原始文件上是看不到的,只有通過特殊的閱讀程序才可以讀取。這種方法已經被國外一些公開的遙感圖像數據庫所采用。
此外,數據的篡改提示也是一項很重要的工作。現有的信號拼接和鑲嵌技術可以做到“移花接木”而不為人知,因此,如何防范對圖像、錄音、錄像數據的篡改攻擊是重要的研究課題。基于數字水印的篡改提示是解決這一問題的理想技術途徑,通過隱藏水印的狀態可以判斷聲像信號是否被篡改。
5.隱蔽通信及其對抗
數字水印所依賴的信息隱藏技術不僅提供了非密碼的安全途徑,更引發了信息戰尤其是網絡情報戰的革命,產生了一系列新穎的作戰方式,引起了許多國家的重視。
網絡情報戰是信息戰的重要組成部分,其核心內容是利用公用網絡進行保密數據傳送。迄今為止,學術界在這方面的研究思路一直未能突破“文件加密”的思維模式,然而,經過加密的文件往往是混亂無序的,容易引起攻擊者的注意。網絡多媒體技術的廣泛應用使得利用公用網絡進行保密通信有了新的思路,利用數字化聲像信號相對于人的視覺、聽覺冗余,可以進行各種時(空)域和變換域的信息隱藏,從而實現隱蔽通信。
四、數字水印的發展趨勢
雖然數字水印技術最初的開發目的是為了解決數字媒體的版權保護問題,然而在實際的研究中,數字水印的應用領域遠遠超出了版權保護領域;同時,由于目前數字水印技術難以解決的串謀攻擊、機會攻擊以及解釋攻擊問題,使得數字水印在版權保護、訪問與拷貝控制、數字指紋等方面的應用受到了很大的限制。因此,許多研究者正致力于上述問題的解決,如果這些問題得到解決,數字水印則極有可能成為媒體安全領域的重要的技術基礎。但從目前的發展來看,利用數字水印技術進行數字廣播監聽、媒體內容認證、小范圍內媒體使用跟蹤等方面則更加實際可行,而且也是非常有意義的,并且在這些領域已經開始實際使用與測試。此外,數字水印技術還可以用于提供媒體增值業務,如提供數字媒體相關內容的因特網鏈接、隱藏水印信息在數字媒體中以降低媒體傳輸造成的錯誤。
第三篇:數字化工廠技術的應用現狀與發展
作為數字化與智能化制造的關鍵技術之一,數字化工廠是現代工業化與信息化融合的應用體現,也是實現智能化制造的必經之路。數字化工廠借助于信息化和數字化技術,通過集成、仿真、分析、控制等手段,可為制造工廠的生產全過程提供全面管控的一種整體解決方案[2]。早在2000年前后,上汽、海爾、華為和成飛等制造企業均已開始著手建立自己的數字化工廠。今年來,隨著國際競爭的不斷加劇和我國制造業勞動力成本的不斷上升,對設備效率、制造成本、產品質量等環節的要求不斷提高,離散制造業中以汽車、工程機械、航空航天、造船為代表的大型企業已越來越重視數字化工廠的建設。
數字化工廠的若干關注點
根據在范圍、階段、視角上的關注點存在差異,對于數字化工廠也有不同提法,比如可視化工廠(Visual Factory)、智慧工廠(Smart Factory)、智能工廠(Intelligence Factory)、數字化制造(Digital Manufacturing)、虛擬工廠(Virtual Factory)等。各個概念在關注點上也存在不同程度的交集,如智能工廠和數字化制造的交集就是以智能裝備為核心的制造工藝過程智能化,特別是對制造裝備本身的智能化。而上述各種提法之間除明顯的交集之外也各有側重,比如可視化工廠側重于數字化工廠實現前期的數據采集和透明化,而智能工廠更側重于后階段的數據分析與決策。
上述提法中比較典型的有3類:基于三維模型的數字化協同研制,基于虛擬仿真技術的數字化模擬工廠和基于制造過程管控與優化的數字化車間。從制造管理的層次和從設計到制造的過程2個維度來看
基于三維模型的數字化協同研制
在設計部分,三維CAD系統的應用已相當普及。1997年,美國機械工程師協會ASME就開始了全三維設計相關標準的研究制定工作,并于2003年頒布了“Y14.41(Digital Product Definition Data Practices)”標準,把三維模型和尺寸公差及制造要求統一在一個模型中表達。在生產部分,各類數控設備在加工精度和智能控制水平上近年來都得到飛速發展。基于三維模型的單一數據源和數控設備的廣泛應用使得從設計端到制造端的一體化成為可能。
基于三維模型的數字化協同研制應用的嘗試始于航空航天制造領域。由于在產品設計、材料成本、成型技術和制造精度方面具有相對更苛刻的要求,航空航天領域在加工和裝配制造工藝上整體領先于其他行業,這為基于三維模型的數字化協同研制奠定了基礎。
當前,世界先進的飛機制造商已逐步利用數字化技術實現了飛機的“無紙化”設計和生產,美國波音公司在波音777和洛克希德·馬丁公司在F35的研制過程中,基于三維模型的數字化協同研制和虛擬制造技術,縮短了2/3的研制周期,降低研制成本50%。波音公司在研制X-32飛機時也是如此,借助于統一模型,輔助裝配系統能把裝配順序和裝配好的部件狀態投射到正在裝配部件的上方,讓工人方便直觀地進行裝配工作,無需再細讀圖紙和翻閱工藝文件,使裝配周期縮短50%,成本降低30%~40%。在飛機總裝線上,在機身與機身還是機翼與機身都實現了高度自動化的校準和對接,波音和空客兩大航空制造公司生產的波音737/787、A320/A380系列飛機無一例外地采用全數字化樣機進行協調和輔助裝配,如空客A380采用4臺Leica激光跟蹤儀可完成數字化裝配。數字化產品的數據從研制工作的上游暢通地向下游傳遞,還有助于大幅減少飛機裝配所需的標準工裝和生產工裝。借助于飛機的數字化模型,法國達索公司在裝配小型公務機Falcon時,其傳統的工裝已減到零,對降低新機研制成本,縮短研制周期起到了難以估量的作用。該技術還能夠大幅度提高產品的裝配質量,如波音747機翼裝配精度由原來的10.16mm提高到0.25mm。
在國內,中航工業第一飛機設計研究院2000年在“飛豹”飛機研制中已全面采用了數字化設計、制造和管理技術。航天科技211廠通過普及基于單一數據源的三維模型,制定了“三維到工藝”、“三維到現場”、“三維到設備”的步驟發展策略,重點解決了基于三維模型的設計工藝協同工作模式和三維設計文件的信息傳遞、生產現場無紙化和航天產品的加工、裝配、檢測等裝備的數控化問題。新支線飛機ARJ21的研制100%采用三維數字化定義、數字化預裝配和數字化樣機。上海商飛公司利用數字化設計、分析、仿真等技術手段,實現了設計、零件制造以及裝配一次成功。上述應用目前已開始推廣至工程機械、造船等其他領域。
基于虛擬仿真技術的數字化模擬工廠
數字化模擬工廠是數字化工廠技術在制造規劃層的一個獨特視角。基于虛擬仿真技術的數字化模擬工廠是以產品全生命周期的相關數據為基礎,采用虛擬仿真技術對制造環節從工廠規劃、建設到運行等不同環節進行模擬、分析、評估、驗證和優化,指導工廠的規劃和現場改善。
由于仿真技術可以處理利用數學模型無法處理的復雜系統,能夠準確地描述現實情況,確定影響系統行為的關鍵因素,因此該技術在生產系統規劃、設計和驗證階段有著重要的作用。正因為如此,數字化模擬工廠在現代制造企業中得到了廣泛的應用,典型應用包括:
(1)加工仿真,如加工路徑規劃和驗證、工藝規劃分析、切削余量驗證等。
(2)裝配仿真,如人因工程校核、裝配節拍設計、空間干涉驗證、裝配過程運動學分析等。
(3)物流仿真,如物流效率分析、物流設施容量、生產區物流路徑規劃等。
(4)工廠布局仿真,如新建廠房規劃、生產線規劃、倉儲物流設施規劃和分析等。
通過基于仿真模型的“預演”,可以及早發現設計中的問題,減少建造過程中設計方案的更改。韓國三星重工利用DELMIA軟件建立了完整的數字化造船系統,建立了虛擬船廠,可在虛擬環境下模擬整個造船過程。這套系統預計每年為企業減少730萬美元的開支。通過模擬仿真技術能夠迅速發現在持續運行的過程中出現的問題,而如果想要在現實的系統中發現這些問題,需要長期測試,花費高昂的成本。南車青島四方機車采用虛擬仿真技術對高速列車生產環境進行了建模,并實現了建模裝配仿真及物流仿真,減少了因零件返工配送不足造成的停工現象,減少了因工藝欠佳導致的裝配干涉產品返工的問題。三一重工開發了OSG技術的三維工廠布局規劃平臺(VR Layout),在集團內部首次應用于其寧鄉產業園的工廠布局規劃,縮短了工廠建設周期,并節省了因設計缺陷產生的成本,如圖2所示。2011年,國內各工程設計院已逐步開始采用數字化工程設計及規劃技術來輔助規劃和建設新工廠,降低工程設計與規劃風險。
在仿真工具方面,工廠仿真領域的相關技術基本被國外產品壟斷,如達索公司的Delmia/Simulia、Siemens公司的Technomatix和PTC公司的Ployplan等。這些產品的特點在于與其同公司CAD/PLM系列產品的緊密集成。用于制造領域的仿真軟件還有很多,如用于裝配仿真的EM Assembly、DMU,用于公差分析的3DCS、eM-TolMate等,用于車間物流仿真的Plant Simulation、Quest、Flexsim、Witness、Automod等。目前相關產品都在向三維模型方向發展,使得這些仿真工具展現方式更加靈活,分析功能更加強大。
基于制造過程管控與優化的數字化車間
在制造企業,車間是將設計意圖轉化為產品的關鍵環節。車間制造過程的數字化涵蓋了生產領域中車間、生產線、單元等不同層次上設備、過程的自動化、數字化和智能化。其發展趨勢也分別體現在底層制造裝備智能化、中間層的制造過程優化和頂層的制造績效可視化3個層次。
在底層制造裝備方面,數字化工廠主要解決制造能力自治的問題。設備制造商不僅持續在提升設備本身高速、高精、高可靠等性能方面不斷取得進展,同時也越來越重視設備的感知、分析、決策、控制功能,比如各種自適應加工控制、智能化加工編程、自動化加工檢測和實時化狀態監控及自診斷/自恢復系統等技術在生產線工作中心及車間加工單元中得到普遍運用。如日本Moriseiki的最新機床產品上安裝的操作系統MAPPS,該系統內置了森精機的操作編程維修軟件,具有很高的開放性,具有對話式編程,三維切削模擬和維修指導畫面,提供遠程監控功能方便維修服務,并且可以直接進行切削仿真。制造裝備的另一個趨勢是把機床設備和相關輔助裝置(如機械手)進行集成,共同構成柔性加工系統或柔性制造單元。也有不少廠商支持將多臺數控機床連成生產線,既可一人多機操縱,又可進行網絡化管理。上文提到的MAPPS系統就可以通過使用CAPS-NET網絡軟件建立基于以太網的網絡,從而可以對作業狀況和生產計劃進行一元化管理。MAZAK公司在單機的智能化、網絡化基礎上,開發了智能生產中心(CPC)管理軟件,一套軟件便可管理多達250臺的數控機床,使得生產的過程控制由車間級細化到每臺數控機床,為客戶的工廠實施數字化制造提供了前提。
在制造過程管理層次,隨著精細化生產的需求越來越突出,近年來MES/MOM逐漸被制造企業所接受。MES/MOM可分為車間生產計劃與管理和現場制造采集與控制兩部分。車間生產計劃與管理主要完成車間作業計劃的編排、平衡、分派,同時涉及到相關制造資源的分配和準備。國內外已有較多提供MES/MOM解決方案的產品提供商,如艾普工華在離散制造業特別是汽車及零部件、工程機械、航空等行業,Camstar在太陽能、電子行業,寶信在鋼鐵行業,石化盈科在石油化工行業,西門子在制藥、煙草行業等,這些產品依托自身對制造業務的深刻理解,已確立了在這些行業的領先地位。Rockwell、Wonderware和GE依托在自動化領域的優勢,也已逐步向MES延伸。目前各廠商在研發高性能高可靠的系統平臺和模塊化產品方面投入巨大,上述平臺和產品提升了快速搭建MES/MOM解決方案的能力。
現場制造數據采集的一個明顯趨勢是以RFID、無線傳感網絡等技術為核心的物聯網技術的應用。物聯網技術被認為是信息技術領域革命性的新技術,借其可實現對于制造過程全流程的“泛在感知”,特別能夠是利用RFID無縫、不間斷地獲取和準確、可靠地發送實時信息流。汽車行業,比如自主品牌的江淮汽車,在2006年前后就開始應用RFID技術對生產環節的在制品進行跟蹤。航空航天企業由于通常不允許在零部件上附加標識,因此通常采用以激光標刻為代表的二維碼技術來實現WIP和關鍵零部件跟蹤。在更細分的領域,RFID技術在刀具、設備管理方面也有成功應用,主流技術是利用刀柄上的預留空槽置入RFID標簽,同時通過與機床刀庫和對刀儀的集成對刀具使用、維護等進行全面管理。如Balluff的Fanuc miLink Tool ID系統就可以方便地連接Fanuc控制器控制的 CNC機床,自動進入CNC取得刀具跟蹤信息。值得一提的是,隨著基于泛在信息的智能制造系統進一步發展,裝備本身的智能化水平也得到了提升,這使得MES/MOM執行管理系統不再被動地獲取制造數據,而是能夠主動感知用戶場景的變化并進行提供實時反饋。
隨著MES/MOM等軟件的應用推廣,制造企業已逐步獲得了大量制造數據。如何充分利用這些實時和歷史生產數據,通過制造績效可視化提高對異常狀況的預知、響應和判斷能力,也是近期發展趨勢之一。對于實時數據,主要解決的問題是對制造異常事件的敏捷響應以及對制造績效偏離的快速修復。自動控制系統中常用的組態是一個典型的例子,但由于組態通常是桌面應用并基于連續量的,對于多客戶端的分布式展示和多并發的并行數據流支持存在一定困難。目前的趨勢是利用基于B/S的可定制可縮放矢量圖形技術來動態刷新來自服務端的數據推送。圖3是一個展現5條沖壓線生產實績的例子,所展示的生產績效可視化功能同時支持了實時數據以及統計數據,能夠輔助分析出瓶頸環節。通過向管理者推送并共享全方位的實時制造狀態數據,能夠有效消除信息的不對稱問題,有助于對突發問題快速達成解決方案并作出快速響應。
對于歷史數據,主要解決的問題是如何從中找出改善未來制造業務的依據,特別是從質量趨勢、物流瓶頸、計劃執行情況、設備運行歷史等數據中發現可能影響未來生產過程的規律。這方面的技術基礎是商業智能分析,在ERP系統中已經比較成熟,典型的代表是SAP的BO。由于MES/MOM實時性更強并且事務更頻繁,需要更針對性的進行設計,目前這方面的成熟解決方案尚不多,多數仍以基于通用分析軟件進行定制為主。典型的通用分析軟件有Microstrategy、Information Builder、Tableau等。Gartner近年來每年都會針對支持通用業務的分析軟件產品發布被稱作“魔力四象限(Magic Quadrants)”的調研報告,對這些軟件在集成、展現和分析方面的能力做綜合評估。另一方面,目前的計算技術和存儲技術對基于大數據的分析提供了強大的支撐,未來還會出現更豐富更專業的制造智能分析產品。
結論與展望
數字化工廠技術技術已在航空航天、汽車、造船以及電子等行業得到了較為廣泛的應用,特別是在復雜產品制造企業取得了良好的效益,據統計,采用數字化工廠技術后,企業能夠減少30%產品上市時間;減少65%的設計修改;減少40%的生產工藝規劃時間;提高15%生產產能;降低13%生產費用。另一方面,本文所述的3個層次數字化是緊密相關的。毫無疑問,設計層發布的三維模型是后續仿真規劃分析的基礎,而車間生產狀態又可以反過來驅動生產模型,作為分析工廠運作的數據源;數字化車間需要智能裝備的支撐,而要想最大限度地發揮智能裝備的效益,則需要數字化車間提供全局的信息和基于全局信息的決策。
在我國,面對傳統產業轉型升級、工業與信息化融合的戰略發展要求,大力開展對于數字化車間技術系統的研究、開發與應用,有利于推動實現制造過程的自動化和智能化,并可望有效帶動整體智能裝備水平的提升。
第四篇:數字城管概念
云南香農信息技術有限公司
數字城管概念
數字城管又叫“數字化城市管理”就是指用信息化手段和移動通信技術手段來處理、分析和管理整個城市的所有城管部件和城管事件信息,促進城市管理的現代化的信息化措施。數字城管把像井蓋、路燈、郵筒、果皮箱、停車場、電話亭等城市元素都納入城市信息化管理的范疇,給每樣公物配上一個“身份證”,如果街道上的井蓋壞了,家門口的路燈不亮了,不用打投訴電話,在執法人員利用移動執法終端記錄事件并通過GPS定位系統定位事件地點,發回指揮中心,有關部門就會在第一時間發現并把問題解決掉。數字城管已經經歷了三代。
以短訊為基礎的第一代移動辦公訪問技術存在著實時性較差,查詢請求不會立即得到回答。此外,由于短訊信息長度的限制也使得一些查詢無法得到一個完整的答案。這些令用戶無法忍受的嚴重問題也導致了一些早期使用基于短訊的數字城管執法系統的部門紛紛要求升級和改造現有的系統。
數字城管的發展
第二代數字城管采用了基于WAP技術的方式,手機主要通過瀏覽器的方式來訪問WAP網頁,以 實現信息的查詢,部分地解決了第一代移動訪問技術的問題。第二代的移動訪問技術的缺陷主要表現在WAP網頁訪問的交互能力極差,因此極大地限制了移動辦公 系統的靈活性和方便性。此外,WAP網頁訪問的安全問題對于安全性要求極為嚴格的政務系統來說也是一個嚴重的問題。這些問題也使得第二代訪問技術難以滿足用戶的要求。
第三代數字城管采用了基于SOA架構的webservice和移動VPN技術相結合的第三代移動 訪問技術,使得系統的安全性和交互能力有了極大的提高。該系統同時融合了無線通訊、數字對講、GPS定位、CA認證及網絡安全隔離網閘等多種移動通訊、信息處理和計算機網絡的最新的前沿技術,以專網和無線通訊技術為依托,為一線值勤城管執法人員提供了一種跨業務數據庫、跨地理阻隔的現代化移動辦公機制。
通過數字城管執法系統,城管執法人員可以對城管重點單位信息、銷售攤點信息、非法建筑信息、違規人員信息和法律法規等進行迅速地查詢,云南香農信息技術有限公司
隨時隨地獲得城管業務信息的支持,特別是照片和相關圖片的傳輸應用,不但可以解決協查、堵截、搜查等一線城管人員現場執法問題,而且通過GIS系統為一線提供區域向導圖,使執法人員可以迅速的對區域內的現狀做出判斷、減少失誤,提高工作效率。
目前已有城市采用數字城管系統,在水道的井蓋遭竊后,負責區域的城管就用專用配備的數字城管手機拍下,在此同時,信息被上傳回指揮大廳的數字城管后臺系統,系統根據井蓋所在的經緯度對其定位,系統會自動指令相關人員前去處理。
“數字城管”最早由北京東城區創建,是實現精細化管理和大城管高效、協調管理的一種手段。它是應用和整合計算機技術、移動通訊技術、地理信息技術、遙感技術、衛星定位系統等十幾項現代數字技術,采用萬米單元網格管理法和城市部件管理法相結合的方式,創建城市管理監督和指揮兩個軸心的管理體制,再造城市管理流程,實現城市管理的信息化、標準化、精細化、動態化,保證城市運行中出現的問題能夠及時性發現、及時處理、及時解決,逐步建立溝通快捷、分工明確、責任到位、反應快速、處置及時、運轉高效的城市管理新模式。
核心應用系統:
1)監管數據無線采集子系統:供監督員使用,實現通過無線數據采集設備采集、報送問題信息,接收監督中心分配的核實、核查任務等功能。
2)監督中心受理子系統:使用人員為監督中心接線員。通過信息傳遞服務引擎將監督員報送的問題信息傳遞到接線員的工作平臺,接線員通過系統對各類問題消息接收、處理和反饋,完成信息收集、處理和立案操作,為“協同工作子系統”提供城管問題的采集和立案服務,保證問題信息能及時準確地受理并傳遞到處置中心。
3)協同工作子系統:提供給監督中心、指揮中心、各個專業部門及各級領導使用,系統提供了基于工作流的面向GIS的協同管理、工作處理、云南香農信息技術有限公司
督察督辦等方面的應用,對城市管理實現圖、文、表、業務管理一體化管理。
4)監督指揮子系統:為監督中心和處置中心服務,該系統通過大屏幕能夠直觀顯示城市管理相關地圖信息、案卷信息和相關詳細信息等全局情況,并可以直觀查詢顯示每個社區、監督員、部件等個體的情況,實現對城市管理全局情況的總體把握。
5)綜合評價子系統:通過一整套科學完善的監督評價體系,對城市管理的各方面進行考核評價,既能監督城市管理中發生的具體問題,又能監督管理和執法質量。
6)地理編碼子系統:為無線數據采集子系統、協同工作子系統、監督指揮子系統等提供地理編碼服務,實現地址描述、地址查詢、地址匹配等功能。
7)應用維護子系統:負責整個系統的配置、維護和管理工作。該系統采用工具化思想,實現組織機構、工作流、輸入表格、輸出表格、地圖使用、查詢統計等城市管理相關信息的靈活配置,使用系統提供的各種工具和組件,可以配置形成相應的資源信息、業務規則和數據操作定義。
8)基礎數據資源管理子系統:實現對空間數據資源的管理、維護和擴展功能,并對空間數據的顯示、查詢、編輯和統計功能進行配置。
9)數據交換子系統:建立全市統一標準的數據交換子系統,建設統一規范的市區兩級交換標準規范,使得市級平臺實時獲得區級平臺的包括問題信息、多媒體信息、業務辦理信息在內的全面的城市管理信息。
拓展應用系統
1)專項普查子系統:專為政府利用監督員進行專項普查提供全方位手段。借助無線采集器、無線網絡傳輸和專項定義工具、專項分析工具等實現專項普查的快速實施和普查數據的快速分析。云南香農信息技術有限公司
2)視頻監控子系統:充分整合城市視頻資源,結合城管問題位置信息,實現城市管理全天候,全時段的動態追蹤。
3)GPS監控指揮子系統:通過GPS技術實現城管車輛、環衛車輛、運渣車輛的監控;實時掌握監督員、各種城管資源的分布情況,實現高效的指揮調度。
4)移動執法子系統:圖文一體化的城市管理移動執法系統是給專業部門研發的專用移動辦公工具,可以通過無線通信網進行聯網辦公。
5)移動督辦子系統:專為領導研發的專用移動辦公工具。使用移動辦公系統,領導可以隨時隨地查閱城市管理的宏觀狀態、處理城市管理中的緊急事件。
6)業務短信子系統:通過業務短信功能與協同辦公系統的緊密結合,實現案卷到達提醒、催辦短信提醒、超時短信提醒等。
7)公眾信息發布子系統:向公眾用戶實時發布城市管理相關信息,主要發布問題處理狀態及結果反饋信息;提供在線投票功能,對投票信息進行統計和分析,生成綜合評價所需的數據。
核心技術
1、利用無線通訊技術、定位技術和嵌入式地理信息引擎技術,創新信息實時傳遞手段,實現了移動式的數字化城市業務管理和數據管理。系統具備良好的可擴展性;自主研發的嵌入式地理信息引擎,提供了基于手機終端的地圖瀏覽、查詢和定位功能,是實現全方位的城市管理的先進終端平臺。
2、利用GIS和地理編碼技術,實現基于網格地圖的精細化城市管理。云南香農信息技術有限公司
基于GIS應用,整合包括地形圖、正射影像圖在內的各類基礎數據,對城市管理區域網格進行精細劃分,實現了圖文一體化的協同工作環境;同時,利用地理編碼技術,實現了城市管理對象在管理區域中的精確定位。
3、基于MIS、GIS、OA一體化技術建立政府職能部門間的信息共享協同工作環境。
給政府各級領導、城市管理監督中心、指揮中心、專業部門提供協同工作、協同督辦的智能化終端平臺。不僅可以根據權限查閱某個事件辦理情況、相關信息,通過紅綠燈顯示該事件的辦理時間是否超時,而且還提供了相應的監控工具,向有關部門和人員發送督辦意見。
4、強化空間信息管理和利用,為綜合評價提供可靠依據
提供強大的結構化數據與非結構化數據的查詢統計和數據分析功能。業務人員可通過多種查詢方式進行事件和案卷的查詢和統計;系統具有空間數據綜合分析評價功能,通過該功能,可以有效利用系統的信息資源,為城市管理的決策分析提供幫助。
第五篇:《數字傳播技術應用》復習思考題
《數字傳播技術應用》復習思考題
1.結合實際,簡要分析數字技術(如3D技術、電子報紙、電子閱讀器)與網絡技術(如
RSS、Widget、SNS、博客、微博客等)對信息傳播的影響。
2.從信息的采集、合成與發布模式等幾方面預測在媒體融合時代多媒體報道的發展。
3.信息接收終端及技術的發展將對未來的互聯網及傳媒業帶來什么樣的影響?
三網融合4.結合實例從選題、內容策劃、信息采集、表現方式等方面說明如何進行多媒體新聞的策
劃。
《獨到》
集中民智分工協作,交叉交流,集中討論,分頭采集,統一制作。
5.試結合具體的案例分析多媒體新聞中每一種信息手段(文字、圖片、聲音、視頻、互動
等)的作用。
騰訊《至少還有你》
6.結合自己的作業說明Flash新聞報道的優勢與局限,以及在信息采集和制作時應注意的問題。
二:
信息的采集:一:技術發展,信息的爆炸加速,人們淹沒在信息的海洋。信息的采集過程轉變為信息的選擇核實過程。人們不乏信息,但缺乏專業的真實的非商業公關的信息。這恐怕是未來多媒體報道記者的一種發展方向。從各個角度選取并核實信息,再融合成多媒體形式。這是記者。二,公民記者的崛起。公民記者水平和素質參差不齊。
信息的合成:信息的合成是建立在技術之上的。未來技術的發展,信息的合成環節會被逐步壓縮,新聞工作者和普通民眾更多考慮的只是信息的誕生過程或者采集,而把合成交給電腦。
發布:流媒體時代,用戶不必等待把全部文件下載完畢,就可以讀到該文件,這種傳放同步的特征在未來將日益明顯。受眾甚至可以更為主動,把“觸角”延伸到信息的采集過程,就如去年美國擊斃本拉登時,奧巴馬其實是一個媒體融合時代的先驅,他利用互聯網技術,全面的跟蹤了整個“拉登被擊斃”新聞的采集合成和發布。這種發布和合成的過程被日益壓縮,而將新聞傳播更多的轉移到新聞的采集過程,是一種越來越明顯的趨勢。
三:三屏融合。三屏融合,就是指電視、電腦、手機三塊屏幕融合為一。由于“三屏”分別對應著有線電視網、寬帶網和電信網,因此三網融合后,必然帶來終端設備的三屏合一。用戶在不遠的將來,可以通過一個終端屏幕將電視、電腦和手機的功能融合為一,既可以觀看電視節目,也可以登陸互聯網,還可以進行可視通話。用戶的使用習慣將迫使終端設備商進行新產品的研發。目前主打三屏合一功能為賣點的產品包括電子書、平板電腦、智能手機等。例如,繼蘋果宣布推出引領一代潮流的平板電腦iPad、搶占三屏融合先機之后,惠普、微軟、諾基亞等都宣布著手研發三屏融合產品,國內廠商聯想、萬事通等也發布了類似產品。除了終端設備的功能合一,三屏融合還為內容提供商和平臺運營商帶來契機。當電視、電腦和手機還只能分別在不同的屏幕上展現時,各種內容間存在著格式的鴻溝,無法實現互通與共享,而當政策推動鴻溝
愈合之后,必然要求內容供應商提供可以共通的內容格式。
六:Flash整合的多媒體新聞報道單元是網絡中特有的新聞報道形式。它利用Flash技術,將各種形式的信息有機結合在一起。在現階段美國的網絡新聞傳播實踐中,Flash新聞已經成為一種備受關注的多媒體新聞形式。不同網站所做的探索,揭示了Flash在整合信息、完成多媒體報道方面所蘊含的種種可能性。
目前,Flash整合的多媒體報道單元主要適應于以下對象:
1.以圖片為主的整合性報道
在網絡中,圖片的整合有多種形式,其中,利用Flash整合圖片的做法越來越普遍。這主要包括,同主題的圖片整合、同類圖片整合(如體育新聞圖片)、同時間段的圖片整合(如一周圖片、最佳圖片)等。
2.重大題材的跟進報道
重大新聞事件的報道,需要一定的氣勢,這種氣勢不僅體現為報道的數量與頻率,也表現為報道手段的豐富性。在這種情況下,可以考慮采用Flash新聞。通過這一手段,可以形象而簡潔地描繪新聞的主要線索與輪廓,展示典型人物、典型場景、典型時刻,給受眾帶來另一種觀察事物的視角與感受。
3.需要深入挖掘的老題材
不少新聞題材已經不新鮮,也被報道過很多次,但由于某種原因需要再次報道,需要對相關事件進行回顧,如一些重要事件、重大活動的紀念日,等等。這時,利用Flash形式,可以用新的視角、新的素材組合方式來重新詮釋人們熟悉的題材。
4.互動性要求高的題材
與其他形式的新聞不同,互動性在Flash新聞中實現較為方便,方式靈活,效果也直接。一些新聞題材需要受眾參與才能實現較好的傳播效果,它們也就成為Flash新聞的另一塊陣地。
網絡時代的多媒體新聞報道已成為人們生活中越來越不可或缺的信息源,它不再局限于文字與圖片的結合這一種形式,而簡潔明快、視覺沖擊力強的多媒體,無論是在電視新聞還是網絡新聞中更受到民眾的關注和青睞。然而多媒體新聞需要一種有效的手段整合,或者說需要一個包裝盒,Flash就是這樣一種包裝工具,它可將各種媒體信息集成在一起,構成連續影像的效果即幻燈片,并可使用菜單形式組成一個可以連續播放的網絡信息單元,因此,比起單純的視頻影片的表現方式更為靈活,并且具有更多的交互性。①多媒體新聞報道是近些年來興起的傳媒形式,收到了較好的視覺效果。2008年5月12日汶川大地震發生后,中國網絡電視臺(簡稱CNTV),在當天15時許就播發了第一條與災情相關的新聞,并進行24小時無間斷直播。特別是在圖片新聞報道中,充分地運用電影與電視化的思維與手段,進行圖像畫面景別的處理,將靜態畫面的節奏演繹得栩栩如生。鄭州大學教育技術中心也在第一時間制作出《生死不離》這一反映全國人民團結一心抗震救災的多媒體新聞專題報道。此報道運用現有的多媒體技術和Flash技術制作成幻燈片,該幻燈片分成6個片斷,每個片斷之間的組織是利用菜單,可以獨立點播,也可以連續播放。特別是在“領導人一線指揮抗震救災”和“鄭州大學醫療救援隊”兩個片斷中運用了聲音效果的配合、靜態圖像的處理。
畫面的節奏與景別的處理。用圖片的形式報道新聞,可以讓民眾更直觀地了解當時發生的事件,在某種程度上可以增加整體美感和可信度。多媒體新聞同其他新聞一樣需要節奏的控制,它是一項系統工程,不但要求報道者要有很強的文字功底,還要有統籌能力和把握受眾心理變化的能力。在網絡新聞報道中,可以使不同景別的圖片組合,也可將一幅圖片推拉出不同的場景,這樣不但能活躍視覺效果,也能給受眾帶來更多的觀察角度,提供更為豐富的信息。例如CNTV對“5·12”大地震的報道,采用的是從衛星拍攝到的汶川地區三維立體地圖,以汶川為中心點,用中速為3秒的時間將圖片由遠及近地推出進行放大,這一局部采用放大再現的手法,使鏡頭好像被拉近,由整個三維圖的遠景將汶川從崇山峻嶺當中拉入視覺的眼簾,靜止為2秒后在汶川縣的位置上制作出不斷放射出的環形動畫加以覆蓋。此畫面長度的設計決定了圖片新聞的整體節奏,它迅速地告訴全體國人,中國發生了震撼世界的大地震,而且地震的震中是在汶川這樣一個信息,頓時汶川成為全世界最關注之地,使全球目光迅速地凝聚在這里。這樣一個短暫的遠景到近景的景別處理便交代了本報道的緊迫節奏,此處理方法是為了讓受眾順利地接收不同景別的信息。文字的運用在這里是很有節制的,由于過長的文字會改變整個幻燈的節奏,使原來一氣呵成的報道變得拖沓,所以在這一段落,創作者充分利用圖片與動畫的各自特長,并擺正了圖片與動畫的位置與序次,讓圖片與動畫相得益彰。整個幻燈片節奏分明,情節交代簡潔而又清晰,并且具有強烈的震撼力,使之最好地滿足了信息傳達、情緒渲染等目的。
圖片與同期聲的配合。多媒體時代的到來,使得單一的具有新聞性、形象性、時效性的圖片遠遠無法滿足受眾的要求。同期聲作為新聞節目事實的一部分,不僅能加大說服力度,更能客觀地表現事件本身,比單純的畫面、解說更具有說服力和感染力。目前,隨著網絡新聞的不斷更新和發展,在Flash新聞中,聲音的力量是不可低估的,特別是同期聲在新聞報道中的作用越來越重要。在制作多媒體新聞事實過程、揭示新聞人物心理方面,要盡可能地考慮運用同期聲,這樣,可以發揮新聞宣傳的優勢,并能增強新聞的說服力和感染力而使其更具可信性。如論文聯盟www.tmdps.cn整理“5·12”大地震中,多媒體新聞專題報道《生死不離》充分地運用了聲音的力量與靜態圖片的配合,除了加入背景音樂外,還運用了大量的原始聲響,如直升飛機超低空飛行時產生的刺耳聲音、電視記者的解說聲、現場的混亂人聲、目擊者驚恐的訴說等。在“領導人一線指揮抗震救災”的片斷中,更加注重應用同期聲:地震當晚8點溫家寶總理立即飛往災區,慰問幸存者,表達了全國人民的悲傷,當他老人家雙手抱拳上舉的現場照由遠及近地推出,在圖片停留的同時,把總理在現場的講話加入進去:“同胞們,在災害面前,全國軍民團結一致,眾志成城??”這個同期聲的加入使圖片更富感染力,特別是總理在前面用的稱謂是“同胞們”,這是我們如此熟悉的三個字,在災難面前再一次從總理口中說出時,其分量和內涵已非簡單的文字所能概括。雖然整個幻燈片是靜態畫面的組合,但同期聲的配合,不但對圖像信息進行了補充,強化了網絡新聞報道的真實性,更增強了網絡新聞報道的現場感和權威性。所以在制作新聞時,不但要有更準確、更生動的文字和圖片,還要有充分的事實依據和同期聲,共同組成一個小的集合,通過它們的相互補充、相互配合,以求達到更好的新聞傳播效果,引導受眾正確理解圖像信息的真正含義。
靜態圖像的處理。多媒體新聞報道中圖片發揮著舉足輕重的作用,是不可或缺的組成元素。圖片的選擇與使用不但體現著網絡新聞報道的風格,同時也醒目地傳遞出采編的策劃能力、審美趣味和人文關懷的深度及其快速反應的能力。特別是對民眾感興趣的新聞,要有意識地反復強化該內容畫面來提高其在公眾心目中的重要地位。使用Flash制作幻燈片時,對圖片的修飾和鏡頭的切換應具有類似視頻的效果。汶川地震災情發生后,由于災區天氣情況始終惡劣,通往汶川的公路兩邊都是崇山峻嶺,要打通到汶川的公路線非常困難。但是在峽谷、在天空,到處可以看到人民子弟兵以及救援隊伍,他們不懼艱險從天而降、越嶺而來、驅車而至,直入災區。重大災情時刻,鄭州大學醫療隊員隨河南省衛生廳的賑災救援隊乘飛機到達四川地震前線。專題報道《生死不離》的“鄭州大學醫療救援隊”片段中,充分地利用了現場發回的圖片素材,將載有軍人和醫療隊員的直升機、峽谷中抬擔架的戰士等圖片在連續播放中進行了效果處理。由于得到的都是瞬間靜止的圖片,飛機動感表現得不是十分顯著,經過Photoshop軟件將其進行效果的修飾后,使得圖片出現滯后的長影,以顯示直升機從上而下的運動效果,與整體氛圍非常吻合。并在創作中運用了Flash轉場的手法,將有關戰士、醫療隊員接送災民、傷員上飛機的主題畫面相隔2秒銜接,其效果形成一個連貫的動畫,使救援信息更豐厚翔實,人物更生動,加之飛機的效果聲的運用,從視覺與聽覺的表現方式上更好地交代了當時搶救災民的緊急、迫切環境與氣氛。所以在Flash幻燈片中,對于靜止圖像間的關系要利用電影化的思維,去考慮每一個畫面的長度、畫面轉換與展示的方式,將本來靜態而獨立的圖片按照一定的意圖連接起來,形成“蒙太奇”效果,可以大大提高圖片的表現力與說服力,使圖片之間的聯系得到深入的挖掘,也能更好地發揮靜態畫面所具有的潛能。
目前視頻新聞在網絡中的傳輸還受到帶寬等條件的限制,而Flash幻燈片作為網絡多媒體報道的一種樣式,它的地位在日益上升,已經承擔起了整合多媒體報道的重任。雖然使用的畫面大多是靜態圖像,但與視頻相比,它在采集上更方便,而且一些具有強烈視覺沖擊力的圖片更善于傳達瞬間的效果,在目前的帶寬下,也更易于傳輸。所以我們應該用全新的思維方式來進行多媒體手段的整合,獨辟蹊徑,把多媒體新聞報道做得更好。
專題:騰訊評論“至少還有你” 2011收尾作
羅永浩維權;彭宇案件,碰瓷,陳賢妹;打假,秦暉,方舟子;電影,郝杰;不作為,陸群;邱永崢,戰區記者;網友渴望評論;
音樂:雷諾兒,輕音樂,唯美,動人
背景:發黃的膠片
圖片呈現;膠片式
文字:簡略
互動:音樂的開閉