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[中圖分類號]G642.4 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）06-0-02

1 全息影像技術概述

全息技術在三維立體空間對真實物體，利用波的干涉原理和衍射原理進行記錄，并通過三維全息投影實現真實事物的虛擬和再現技術，其成像過程包括兩步。第一步，全息攝影。圖1給出全息投影的拍攝過程，如圖1所示激光束被分成兩部分，一部分作為參考光，另一部分經被攝物體形成漫反射，兩部分光束疊加產生漫反射記錄在全息干版上，經后期處理形成全息照片。第二步，物體全息影像的虛擬再現。全息圖的衍射光波一般可給出兩個象，即原始象（又稱初始象）和共軛象，再現的圖像具有較強的立體感。其優勢主要體現在三個方面：一是形成真實物品的立體影像資料，尤其是珍貴物品的立體影像資料，使探討和交流可以脫離真實物體；二是全息投影產生的虛擬立體影像，立體感強、虛擬逼真并可借助激光束和360度全息顯示屏在各種場合進行展示；三是記錄物體信息時全息底片可以記錄任何一點的信息，因此具有較強的糾錯和修復能力。

全息影像技術經過一段時間的發展，已從理論研究走向應用研究領域，其應用范圍廣泛。全息影像基于波的干涉和衍射原理，適合各種形式的波動，如光波、超聲波、電子波、X射線等。其應用可以滲入到影視等媒體、展覽、醫學3D影像、內部結構探測、珍貴物品信息存檔等各個方面。目前，相對成熟的應用，首先是基于360度幻影成像系統的三維懸浮影像顯示，系統可以在舞臺等場地構建逼真的、具有特殊氛圍的、可視化虛擬化立體影像，在真實的情境中植入虛擬的視覺立體影像，二者相互結合。其次，其在醫療領域的應用，如以色列開發了一種用于醫療手術模擬的立體影像模擬系統。系統的主要功能是通過全息影像技術構建虛擬化的手術模擬環境，醫生或醫學生可以在虛擬的、可視化立體幻境中進行方針演示或模擬，其在手術方案演練和醫學手術實踐等方面具有獨到的作用，是醫學教學輔助的理想形式。隨著研究的不斷深入和與各行業的融合，其他領域的應用研究也不斷進行。成晉軍 等就重點剖析了全息影像技術在教學中的應用。本文在此基礎上進一步探討了全息影像技術在輔助醫學教育中的應用方向、應用形式和存在的相關問題，旨在用新技術推動醫學相關教育的發展。

2 全息影像技術在輔助醫學教育中的應用

2.1 應用形式

全息影像信息技術應用的核心是3D全息投影，其在輔助醫學教育中的應用目標是構建及生產醫學教育中高清晰的、色域逼真的、立體感強的三維醫學影像，用于平時的醫學教學，給醫學學習者以強烈、新奇的視覺沖擊，進而加深學習的印象，提高學習者的學習欲望，并最終取得較好的醫學教學效果。其最主要的應用形式是在現代化的全息教室中，構建虛擬化的立體虛擬場景，并進行醫學的侵入式、體驗式、觀摩式教學。

2.2 應用方向

要探討全息影像技術在輔助醫學教育中的應用，就要明確醫學教育中哪些教學領域需要或可以引入全息影像輔助教學，明確其在輔助醫學教學中的應用方向。就此問題，研究者對醫學課程和具體教學內容進行了相關調研，分析得出其應用領域主要集中在以下幾個方面。

2.2.1 醫學解剖教學領域

人體解剖屬于生物形態學范疇，是醫學教育中一門最基本和最重要的課程。醫學解剖理論與實踐教學中最重要的問題有以下幾個。首先，解剖圖像是平面圖像難以形成多角度、多方向、多層次的教學信息，視覺沖擊力弱，難以激發學生的學習興趣。其次，可供于課程實踐的人體標本資源嚴重緊張，以南京醫科大學為例，每年接收的可供解剖的遺體不足70具，國內多數醫學院校幾十名學生才有機會解剖一具遺體，這種情況非常普遍，嚴重影響了解剖的教學質量。為此，李一帆 等提出了采用三維虛擬數字化可視人體進行解剖教學的方案。全息影像技術的出現正好迎合了相應的教學解決方案，在教學中通過全息成像技術或者在已有斷層掃描三維重建技術的基礎上構建全息解剖影像，并在全息教室進行三維懸浮立體再現。在教學中教師可以就虛擬人體光學影像進行解剖講解和虛擬實踐演示，使教學擺脫稀有的遺體限制。

2.2.2 醫學手術實踐教學領域

t學手術實踐是演練和提高醫生（尤其是外科醫生）的關鍵專業性技能，同時也是執業醫師不斷提升自身素質的關鍵，但其教學與實踐卻陷入了“瓶頸”。醫院的手術室不可能讓大量學生實時、長時間觀摩，因為手術風險和醫患關系問題也難給機會于學生實踐鍛煉，全程的手術影像視頻出于患者隱私的要求和攝像角度等問題，很少具有可用性，有的即使可以播放、傳播，但效果一般。全息影像技術為打破“瓶頸”帶來了契機。如文中提到的由以色列“真實影像”公司和科技巨頭飛利浦公司聯合開發的醫用3D全息投影系統，系統一方面是計算，也就是接收3D數據并算出全息圖；另一方面是電光系統根據全息圖把光線射入空間，并在真實環境中重建影像，這為使用者提供了極大的便利。基于全新的全息影像技術，醫生可以用3D全息投影進行模擬操刀手術練習，從自身角度通過手術模擬練習可以在一定程度上降低手術風險，另一方面手術醫師可以形象生動地給學習者進行生動的演示教學。從學生角度，首先其獲得了最直觀的手術觀摩。其次，可以無壓力、無限制地進行實踐演練。總之，這些對醫學手術教學具有極其重要的意義。

2.2.3 其他

全息影像技術在醫學教學領域的方向同樣還可以延伸到需要醫學數字圖像的領域。如在生物學和顯微學中大大量的二維病理圖片實例，借助全息技術可以實現2D到3D的轉化，使教學更加生動、逼真。吳育民 等探討了“數字全息顯微在醫學影像中的發展與最新應用”。如在醫學診斷教育中同樣可以應用全息影像技術構建虛擬病人進行診療模擬。

2.3 關鍵問題

全息影像技術在輔助醫學教育中應用的主要問題包括兩個方面。首先，全新醫學教學影像的獲取或生成。全息影像技術目前還是一個相對全新的應用領域，全息影像的生產需要一支全息影像建設隊伍專門進行醫學輔助教學影像的攝影與制作，這些需要教師、學校、研究機構等進行多方的溝通與協作，非教師個人力量所能完成，嚴重制約了其發展。其次，全息影像技術作為新技術，其應用還需醫學院校在教學中進行大量的資金投入，一部分用來構建教學資源，一部分進行全息教學的基礎設施建設，主要是構建全息教學多功能教室。

這些問題制約著全息影像技術在輔助醫學教育的發展，要想突破還需做到以下幾點。一是政府部門的政策性導向和激勵。政府部門應鼓勵相應的技術企業進入到醫學及教育領域。二是提供資金支持，全息教育的引入，單靠學校本身的資金投入是遠遠不夠的。三是做好試點。新事物的發展需要一個驗證和帶動的過程，試點無疑是最好的形式。

3 結 語

全息技術是光學技術、信息技術、多媒體技術和計算機技術等高度發展下的全新領域。相關技術發展趨于成熟，其應用的領域也在不斷擴大。當前在各種商業廣告和大型演出中都能看到相應的應用，其發展勢頭迅猛。全息影像技術在醫學以及教育領域的發展也已經進入了起步狀態，相關的研究和應用不斷涌現。本文從輔助醫學教育教學的視角，對此進行了探究式的討論，其內容涉及全息影像技術在輔助醫學教育中的應用形式、應用方向和主要問題。但探討只是未來發展的一個起步，未來全息影像技術在輔助醫學教育方向走向實處還有較多的問題需要進一步研究。因此，筆者希望本文可以對全息影像技術在醫學輔助教育的應用、發展具有一定的借鑒和指導意義。

主要參考文獻

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FENG Yong-qing,REN Geng-pu,PENG Yue-zhong.Department of Laboratory,the Second Hospital of Liaocheng,Shandong 252601,China

【Abstract】 Objective The reticulocytes in different conditions and its related parameters were evaluted by the XE-2100 automated hematology analyzer,so we can understand the precision of instrumental analysis and the reference range of healthy adults,but also the reticulocyte change in the anemia condition.Methods We selected ten normal human fresh blood samples to make replicate test,and invested each parameters average of 200 healthy adults and 116 anemia specimens in order to study the change of the HLR and IRF with different causes.Results The Cv of the RET replicate test is 3.4%,and the RET range of normal humen being is between 0.58%and 1.88%.The normal HLR mean is 0.32%;but each HLR value of the anemia with different causes including hemolytic anemia,acute hemorrhage,chronic anemia、leukemia and aplastic anemia is 4.13%,1.73%,0.76%,0.34%,0.30%separately.The change of the MSCV value is unnormal,and it is about 23%in anemia specimens,but 7.2%in healthy samples.Conclusion The precision and accuracy of the instrumental analysis is.

【Key words】 XE-2100 automatic hematology analyzer; Reticulocytes; Surley; Parameter

網織紅細胞是晚幼紅細胞脫核后到完全成熟之間的過渡細胞,是反應骨髓造血功能的重要指標,對貧血疾病的診斷、鑒別診斷、療效觀察和預后評估具有重要的臨床價值[1]。它可以分為低熒光強度網織紅細胞(low fluo rescent reticulocyte,LFR)、中熒光強度網織紅細胞(middle fluo rescent reticulocyte,MFR)和高熒光強度網織紅細胞(high fluo rescent reticulocyte,HFR)三部分,因此網織紅細胞的檢測越來越受到廣泛的重視。但是由于傳統檢測手段的不準確性,以及檢測參數的單一和不確定性,檢測網織紅細胞的醫學應用受到很大的限制。但是XE-2100血液分析儀可以克服以上的傳統缺陷,它在分析檢測網織紅細胞時,主要測定網織紅細胞的幾項指標:網織紅細胞百分比(RET%),網織紅細胞絕對值RET%,未成熟網織紅細胞指數IRF,低熒光強度網織紅細胞LFR%,中熒光強度網織紅細胞MFR%和高熒光強度網織紅細胞HFR%。我們對以上幾個參數做了有關的調查,同時對HLR和MSCV的臨床應用做了初步的探討。現將結果報告如下。

1 儀器和方法

1.1 儀器和試劑 XE-2100血液分析儀。為日本Sysmex公司生產,測定前儀器按使用的要求做相關的檢測和校準,儀器的操作均按照操作手冊進行,測定試劑均為原裝配套。

1.2 方法 ①選取10份新鮮的正常人標本,確認無溶血、黃疸和乳濁,充分混和后連續測定20次做重復性試驗,觀察儀器的精密度(s和CV%);②在健康成人體檢者中隨機選取200份標本(Hb:120 g/L~170 g/L),經測定后統計各個參數的正常平均水平(x)和參考范圍;③調查116份貧血標本(Hb

2 結果

2.1 儀器測定 RET為全自動分析過程,但有手動進樣和自動進樣兩個方式。為了保證各個條件的一致,我們采用自動進樣的方式。儀器測定各個參數的精密度見表1。

2.4 MSCV MSCV為紅細胞在網織紅細胞分析過程中的體積改變,其理論值應比平均紅細胞體積(MCV)大。調查過程發現:MSCV

3 討論

XE-2100型全自動血液分析儀的檢驗操作包括血液的吸取、分配、2種試劑的加入、溫浴以及進入分類池測定等過程。這與MAXM型號的機外人工預先處理后再進行測定的方式相比較,顯然減少了許多人為的影響因素。曾調查MAXM型號的RET的重復性測定:s為0.09,CV為6.5%,XE-2100型全自動血液分析儀與之相比較,精密度明顯提高。RET的正常成人參考范圍一般在0.5%~1.5%之間,但有資料顯示其最高值至2.5%[2]。本調查結果的RET的正常成人的范圍(x±1.97 s)為0.58%~1.88%,處于以上兩者之間。同是以上的資料顯示MRV的參考范圍96~108 fl,略低于本文調查的結果98~122.4 fl(x±1.97 s)。其差異是屬于抽樣的誤差或者是不同儀器分析的結果有待進一步的探討,但建立各實驗室的參考范圍似有必要。IRF為不成熟的網織紅細胞數與網織紅細胞總數的比值,IRF的值越大表示不成熟的網織紅細胞的數量越多。RET、MRV和IRF三者總體上呈現正相關。

XE-2100型全自動血液分析儀采用流式激光細胞術原理測量網織紅細胞胞漿內的RNA含量,并根據細胞內RNA與試劑中的熒光染料結合后發出的熒光強度,將網織紅細胞分為低熒光網織紅細胞(LFR)、中熒光網織紅細胞(MFR)、高熒光網織紅細胞(HFR),并計算出未成熟網織紅細胞比率(IRF),以反應網織紅細胞的成熟程度,儀器顯示出的網織紅細胞散點圖可反應網織紅細胞的成熟階段,RNA含量越高,網織紅細胞(Ret)越幼稚,幼稚的網織紅細胞顯示最強的熒光,更能反應骨位紅系造血水平。LRF由于胞漿內RNA含量較少,其熒光強度較弱,為接近成熟的網織紅細胞;HRF其胞漿中殘留的RNA物質較多,顯示最強的熒光,為較幼稚的網織紅細胞;MFR跟則介于兩者之間。紅細胞生成正常時,MFR、HFR的水平較低,在造血受到刺激時,大量較為幼稚的網織紅細胞從骨髓釋放認外周血,使MFR、HFR的水平顯著增高,因此,MFR、HFR更能反應紅細胞生成的開始[3]。IRF為HFR和MFR之和,可總體反應MFR、HFR水平,由于其水平與骨髓增生狀態相關,可以在鐵代謝指標與細胞變化不典型的情況下,提供骨髓增生狀態的信息,輔助鑒別貧血的類型[4]。有資料報道LFR、MFR、HFR三者在網織紅細胞中的百分含量分別是86.1%、11.3%和2.6%[5]。本文調查結果認為,XE-2100型全自動血液分析儀檢測出的HLR似應包括以上的MFR和HFR,因為兩項的臨床意義基本相同。本文調查200份正常人標本HLR平均值為0.32%,116份貧血標本HLR的平均值為1.97%,其結果反映了貧血時血液中成熟度較低的網織紅細胞的含量明顯增高。除了骨髓造血機能受抑制的貧血外,大多數情況下的貧血,由于機體的造血機能受到刺激,使較多的不成熟的網織紅細胞從骨髓釋放入外周血,此現象同時反映了紅細胞生成速度的加快。因此,有文獻認為此種變化比RET的變化有更重要的意義。

從表3可見,不同原因引起的貧血、貧血的不同時間里的外周血中的HLR的值相差很大,總體來看以溶血性貧血的結果最高,從高到低依次為溶血性貧血、急性失血、慢性貧血、白血病和再生障礙性貧血。溶血性貧血時最高可達8.79%,白血病治療時可低至0.06%。急性失血之初可高達5.47%,2 d后可降至0.38%;調查中還顯示HLR隨著血紅蛋白的升高而下降。白血病和再生障礙性貧血的HLR則接近于正常人的參考范圍。有資料分析了LFR、MFR和HFR3個參數在不同的貧血情況下的差異,本文調查分析的HLR結果與之相接近。HLR與IRF的值增大均表示不成熟的網織紅細胞增多,因此兩者有一定的相關(r=0.701 2)。

MSCV為正常紅細胞在網織紅細胞分析過程中的體積改變。正常的紅細胞呈雙凹盤狀形態,儀器在分析網織紅細胞時,為了更加準確的檢測細胞中的網狀物(RNA),使用了既使紅細胞膨脹增大成球型,又不至于脹破的低滲液體-透明劑。因此正常的情況下,MSCV的值應該比MCV值大。當出現MSCV的值比MCV值小或接近時,表明已有部分的紅細胞脹破而在液體的壓力下呈現皺縮。調查中顯示貧血的標本比非貧血的標本較多出現該現象,表明貧血標本中多有紅細胞膜結構功能異常的情況。因此,MSCV參數與MCV結合起來觀察,似可以初步了解、區別貧血的不同病因,即貧血僅僅是單純的失血引起,還是屬于或伴有紅細胞膜的結構功能的異常,使紅細胞破壞增多所致。該參數的應用價值有待進一步的研究探討。

參考文獻

[1] 張大蓮,孔繁林,等.網絡紅細胞參數在貧血疾病診斷中的臨床價值.現代檢驗醫學雜志,2008,23(4):10-12.

[2] 李艷,夏紅,梅四青.新編臨床檢驗雙向實用手冊.湖北科學技術出版社,2004:74-75.

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一、全息影像技術的定義

全息影像技術：全息投影是利用干涉和衍射原理記錄并再現物體真實的三維圖像，簡單的來說就是一種無需配戴3D眼鏡，就可以產生立體效果的一種技術。全息影像技術可以叫做全息投影技術，或虛擬成像技術。全息3D投影是近期非常流行的技術，它采用全息膜配合投影展示產品，提供了豐富的全息影像，可以在玻璃、亞克力等材質上成像，將裝飾性、實用性融為一體，成為現在一種前沿的市場推廣手段。全息3D立體投影技術已經日臻成熟，不僅可以產生立體的空中幻像，還可以使幻像與表演者產生互動，一起完成表演，產生令人震撼的演出效果。在2015春晚上歌手李宇春利用全息3D立體投影表演歌曲《蜀繡》，讓觀眾大為驚嘆，同時全息3D立體投影正在從各種專業展會的展臺上過渡到實際應用之中。

二、全息3D技術在職業教育中的前景

隨著教育信息化的不斷深入，立體化的教學正在興起。以我院汽車學院的教學為例，當我們的老師在講解汽車具體的某一零件時，傳統教學中往往會拿出一幅示意圖或電腦課件來解釋整個汽車零件的結構，如果這幅圖是 3D 效果的，是否有助于學生加強對諸如汽車零件結構這樣的復雜內容的理解呢？如果再加以動畫效果呢？我想答案是顯而易見。3D 教學在課堂中的使用，能提高學生的聽課注意力、和學生的習主動性，從而提升課堂教學效率。由美國政府出資的關于在課堂上使用 3D 效果的調查顯示，在參加了 3D 教學后，學生的測試成績提高了 35%，而沒有參加 3D 教學的小組僅提高了 9.7%。利用全息3D立體投影互動教學，必將成為課堂教學的一大主流趨勢。

三、全息3D技術引入職業教育課堂的意義探索

1.未來全息3D技術將是職業教育課堂教學最有力的工具

職業教育中，許多專業的專業課程需要學生具備良好的三維空間想像能力，如機電專業的機械制圖、模具設計，建筑專業的建筑力學、建筑結構，動漫專業的三維模型制作等。筆者長期擔任動漫專業的《3DSMAX動畫設計與制作》課程，雖然課堂教學全部安排在多媒體網絡機房進行，采取“教學做”合一的教學方法，但當課程進入三維建模階段，總有一部分同學因為學習難度的增加而失去學習興趣，甚至放棄后面的學習。課后，通過調查研究，傳統的多媒體投影儀不能真實地反映出三維模型的結構，學生自己在動手創建三維模型時，感官認識總是停留在二維平面上，制作出的模型總是不如人意，那么幫助同學如何去解決一直困惑著我。

興趣是學習最好的老師，激發學生的學習熱情、培養學生的學習興趣是提高學習效果的唯一有效方法。全息3D技術引領的3D課堂可以將復雜的、抽象的知識通過一個可視化的畫面展示。比方說，以前只能平面顯示的模型現在能真實的出現在學生的面前，這樣讓學習內容更真實，學習更生動，知識點的把握更加準確。國外研究表明，3D課堂上的學生注意力比常規課堂的學生更加集中，并能讓學生們的注意力課后繼續保持集中狀態，同時學生的學習主動性也充分調動起來了，課堂氣氛濃厚。總之，全息3D技術引領的3D課堂讓學生的學習變得更加輕松，學習效果顯著提高。

2.全息3D技術引領的3D課堂將保證學生課堂學習的主體地位

教師在傳統教學的過程當中，往往采用以灌輸式教學為主的教學模式;學生的學習方式也只是單一的被動接受式方式，禁錮了學生的的創新和創造性思維發展。在3D課堂的真實情境下，教師更像是一名“講解員”、“引導員”，如果采用傳統的“講座”站位，學生看不到 3D畫面或者 3D得不到有效應用，因此經常“迫使”教師在教室的各個角落授課，這樣反而促進老師與學生的交流，掌握課堂動態。

因為全息3D技術為學生提供了一個“逼真”的學習情境，學生可以輕松掌握復雜的概念，理解更深層次的知識，視覺化的學習開啟了學生的自主探索、自主發現、自主交流之路，而教師由傳統的知識傳授者變為學生學習的指導者、合作者和咨詢者。教師和學生的地位不再是不平等的關系，而是師生雙向參與、雙向溝通、平等互助的關系，真正實現學生的主體地位。

3.全息3D技術在職業教育中的適用領域

3.1全息3D技術適用于絕大部分工科專業，如機電、汽車專業、動漫、建筑專業、醫學等等與所有與設計相關的專業課程教學。

3.2適用于需要學生較強的空間想象力的課程和需要情境模擬教學進行互動的課程，它能更直觀的表現出來，幫助學生創新學習。

4.現階段制約全息3D技術在職業教育中推廣的因素

4.1 3D教學課件素材嚴重不足。現在全息3D投影播放內容一般將視頻或圖片通過專業的軟件轉換成3D素材，絕大部分為由 8 路視頻合成的 9 宮格視頻，這種形式內容的設計制作過程，不僅僅存在流程繁瑣、成本高、周期長等問題，還嚴重制約了全息3D 的應用推廣。如果全息3D技術要在教育中廣泛發展，必須建立豐富的、統一的教學課件資源庫。

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微軟的HoloLens全息眼鏡是世界領先的全息計算機，搭載了Windows10的操作系統，完全獨立運營，是迄今為止世界上絕無僅有的。

場景應用：微軟HoloLens全息眼鏡擁有難以置信的計算能力，眾多的傳感器實時掃描進行三維建模。微軟和著名醫學院合作，讓學生通過數字化全息影像學習解剖學。微軟還和美國國家航天局（NASA）合作，通過HoloLens探索火星，利用火星探測器的全息影像，科學家可以身臨其境地在火星表面工作。

Transistor Density Increase by 1000x

機構：加州大學伯克利分校

當我們把這些創新都結合在一起，我們看到了一個半導體晶體管密度再增加1000倍的技術藍圖，這也就意味著互聯網將來的速度和普及度還有千百倍成長的空間。

場景應用：三維晶體管的形狀是一個垂直的薄膜，就像魚的背鰭，因此被稱為“鰭式晶體管”。垂直的薄膜晶體管可以讓摩爾定律繼續下去，讓半導體的微型化大幅度再成長。更重要的是，這給出了一個長遠的方向，只要能把這個薄膜做得更薄，就可以把晶體管繼續微型化下去。

百度大腦

機構：北京百度網訊科技有限公司

百度大腦由超大規模的計算、先進的算法和海量的大數據三個部分組成。

場景應用：我們從PC互聯到移動互聯，現在進入人工智能時代。人工智能就像100多年前的電能一樣，徹底改變了我們的工作、生活和學習的方式，也在重塑我們社會和經濟的形態。

深度神經網絡處理器

機構：中國科學院計算技術研究所

借助“寒武紀1A”深度神經元網絡處理器，讓計算機具有像人一樣的智能，一直是科學家們努力的目標。

場景應用：人腦的基本組成單元是一種神經元細胞，這些數量巨大的神經元細胞通過數量更多的突觸相互連接產生神經網絡，人腦借助神經元網絡進行處理，所以有了認知、感知和邏輯推理等智能活動。計算機科學家受到啟發，在計算機里用虛擬的神經元和虛擬的突觸把它們聯結在一起，構成多層次的人工神經元網絡。這些神經元網絡具有非常好的效果，比如在語音識別和視頻識別領域里，它的識別精度已經超越了人類。

三星復合生物信號處理器

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1虛擬現實前沿技術

隨著技術的進步和社會的發展，新媒體的發展將進入新的時代，以虛擬現實為核心的藝術表現形式也將隨之發展。虛擬現實（VirtualReality，簡稱VR）是一種使用計算機圖形技術生成虛擬情景，為用戶提供視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感官模擬技術，通過一整套的影像和體感設備，使人們作為參與者，自然地與虛擬世界進行人機交互。總之，虛擬現實是一種實現計算機可視化和交互復雜數據的方法。與傳統的人機界面和平面化的操作系統相比，虛擬現實在技術思想上有質的飛躍，虛擬現實中的“現實”是指在物理意義上或功能意義上真實存在于世界上的任何事物或場景，它可以是現實存在，也可以是虛擬仿真出來的，“虛擬”是指計算機生成的，因此，“虛擬現實”是指虛擬現實前沿技術在青少年科普教育中的創新與實踐查雁南（廣州工程技術職業學院計算機仿真研發中心廣州510999）人們通過使用各種特殊的設備“投射”自己，操作和控制環境以達到特定目的的一種特殊的計算機生成環境。其中，混合現實技術和全息投影技術是虛擬現實技術中的前沿科技。

1.1混合現實技術

混合現實（MixedReality，簡稱MR）技術不僅可讓用戶看到真實世界，還可將虛擬場景或物體和現實世界疊加在一起。它是將真實環境和虛擬情景混合而成的一套系統，由于一部分的情景由現實構成，這樣大大減少了機器的算力開銷。虛擬對象提供的信息往往是用戶無法通過其感官直接感受到的深層次信息，用戶可用虛擬物體提供的信息來提高對現實世界的認識，簡言之混合現實就是將現實環境疊加虛擬場景所形成的復合視覺系統。一個完整的混合現實系統由一套緊密連接的相關硬件和軟件組成。光學透視式是混合現實中常見的一種方式，這種透鏡對設備生成的圖像進行反射，并和眼睛透視進來的現實環境疊加在一起，在現實環境中生成虛擬情境。通常混合現實系統會有一整套靈活的穩定系統，就目前市面上量產的頂級XR設備來說，比如微軟的HoloLens以及Ximmerse的RhinoX都是使用的視覺定位系統，通過攝像頭對現實場景的實時拍攝進行智能算法運算進行空間定位，其中RhinoX還有配套的定位實體設備，能更好地進行虛擬場景的空間定位。在本文研究所使用的就是這款國產的頂級MR設備RhinoX，而其輕量化的一體機設計，開放的虛實混合顯示模式，能讓6-12歲的小朋友輕松佩戴和體驗，既體驗了內容又能看清周圍的環境，不會有驚嚇和摔倒的情況發生。（參見圖1）圖1Ximmerse的RhinoX

1.2全息投影技術

目前全息投影技術在教育和科普行業應用廣泛，全息投影技術又稱虛擬成像技術，它利用干涉和衍射原理清晰地呈現出物體的真實三維圖像。隨著數字全息成像技術和圖形算法的快速發展，最新的全息投影技術能讓全息影像與特定空間產生的三維虛擬圖像交互，形成令人印象深刻的效果。全息投影技術不僅產生了三維浮動虛擬場景，而且能與浮動虛擬場景進行交互；同時，創造出穿越時空的視覺感受，展現出獨特的藝術形式，從視覺效果上講，全息投影技術就是3D裸眼技術的最終表達形式。加拿大南部大學的研究人員成功地開發了全息投影技術。其主要原理是將所需的圖像投射到一個類似鏡子的高速旋轉裝置上，當裝置以某個特定的速度高速旋轉時，就能產生清晰的全息影像，這也稱為全景攝影或虛擬現實。其原理是基于靜態圖像的特殊虛擬現實技術，通俗地說，就是使用全景相機拍攝一幅完整的全景圖像，然后使用專用的播放器進行播發，用戶只需用鼠標控制視角和方向，可以是左、右、近、遠，可以使觀看者身臨其境。也有人將倒置的菱形體鏡面放在平面顯示器上形成簡單的三維圖形，這兩種形式都是比較初級的全息投影影像。目前市面上技術成熟的全息投影產品目前只有位于美國布魯克林的LookingGlassFactory公司，該公司于2018年推出全球首款桌面全息顯示開發套件，2019年開始出貨全球首款8K全息顯示器，并于2020年推出了個人全息顯示器“LookingGlassPortrait”。該顯示器也是目前市面上比較成熟全息顯示系統，有7.9英寸、15.6英寸、32英寸三種尺寸供選擇，顯示器能顯示非常立體的三維場景。三維可視角度58度，缺點就是價格昂貴，顯示屏幕較厚重，不便攜帶。

2虛擬現實前沿技術在青少年科普教育中的創新與實踐

2.1混合現實技術在青少年科普教育中的創新與實踐

MR全息技術有別于虛擬現實VR技術，MR與VR相比的主要優勢是：存在感、靈活性、安全性。與VR技術無法與現實互動的是，MR是融合在現實環境中，可輕松實現人與人以及周邊環境的交互和溝通，而VR則是將使用者割裂在一個獨立空間當中，無法實現與環境和他人的聯動。因此，區別于VR游藝設備，MR全息博物館在互動體驗上天然適合于科普教育。既有觀賞又能互動，通過設置內容互動環節，讓體驗者在自身的體驗和發現中學會認知，寓教于樂意義重大。博物館作為人類認知文明的重要場所，其展示模式多種、多樣。傳統的博物館展示模式大多是物品陳列式，所有的展品都靜態的擺放在展臺中，多年都不會移動，再輔以有限的文字說明，這樣的展示方式往往會令參觀者感覺索然無味，也很難看清楚展品的各種細節特征。而借助混合現實（MR）的實體虛擬化技術的交互式展示能更好地進行展品展示。“MR全息博物館”將成為科普教育的一個新方式和發展方向，為大眾帶來前所未有的交互式體驗，大大提高虛擬現實在智慧教育領域的成熟度，其創新的三維立體空間體感操作手柄，可幫助青少年沉浸在虛擬3D世界中進行有空間深度的情景學習探究及實驗。研究表明，這種立體視覺所呈現的內容能更好地幫助青少年提高學習興趣。2.1.1MR博物館-海洋遨游通過MR全息技術，體驗者能夠全方位、多角度地感受到立體、逼真的場景，充分呈現出大自然的神奇，混合現實事物本身的表現力和感染力，激發體驗者接受新事物的積極性。在MR全息技術打造的世界里，通過一個小小的頭顯就能夠瞬間穿越到海底世界、恐龍時代、熱帶叢林……海豚、魚群、還有稀奇的水母、恐龍等，這些生活中無法靠近的生物統統盡在眼前、觸手可得。與此同時，體驗者也同樣可在現實場景中進行互動交流，突破時間和空間的壁壘；（參見圖3）2.1.2MR博物館-侏羅紀全息投影讓小朋友們零距離的接觸恐龍，在叢林中穿梭回到侏羅紀時代，通過手柄交互讓他們親自孵出各種恐龍蛋，和孵化出來的小恐龍們進行親切的肢體互動，通過多感官、多通道感受、體驗和操作，體驗多姿、多彩的侏羅紀時代。（參見圖4）

2.2全息投影技術在青少年科普教育中的創新與實踐

全息顯示系統是三維裸眼顯示系統的高級呈現方式，該設備不需佩戴任何外置的視覺設備，比如三維立體眼鏡、透鏡、多通道幕布等就可直接肉眼觀看到立體的三維效果（參見圖5），無任何視覺眩暈、圖像模糊、圖像重疊等問題，并支持多人、多視角觀看，不同視角觀看的視覺效果跟真實觀看該物體的視覺效果一致。該設備還支持搭配微軟的Kinect體感系統一起使用，通過手勢和虛擬的三維物體進行三維深度交互，這種具有三維深度的體驗模式會比傳統的二維顯示器的體驗更加真實、生動，具有更多的趣味性。在實際的青少年科普體驗活動中該設備特別受小朋友們的喜愛，并一次性可由多個小朋友一起觀看，互動效果非常好。

3結語

虛擬現實技術是當今信息科技飛速發展的產物，其前沿技術的發展解決傳統VR技術在青少年科普中使用的各種問題，漸漸在青少年科普教育中占更加重要的地位，虛擬現實前沿技術不僅可幫助青少年激發學習興趣、拓展創新思維，虛擬現實技術還架起了傳統教育向現代教育發展的橋梁，多樣化的教學方式，充分發揮虛擬現實前沿技術的實用性，促進青少年全面的接觸、認識虛擬現實技術，能更好地對青少年進行科普教育。

參考文獻

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[2]唐春蘭，華燦星.STS視角下科技館虛擬現實技術運用的場景及隱患探析[J].科技智囊，2020（11）：60-63.

[3]陳晨，王錦秀，陳翀，等.全息投影技術在醫學領域及醫學教育中的應用[J].中華醫學教育探索雜志，2020，19（11）：1255-1257.

[4]薛翔.基于混合現實技術的文物展示設計研究[D].四川美術學院，2019.

[5]陶澍.全息混合現實在景觀設計的應用[J].現代園藝，2013（24）：79-80.

篇6

接線員還沒說完，電話就掛斷了。接線員皺了皺眉，在紙上記錄下這次通話的時間，并把情況報告給了院長――塔西博士。

塔西博士正坐在他位于頂樓的辦公室里。今天的天氣很晴朗，盡管透過層層霧霾到達地面的光線依舊稀少，但至少他還能透過窗子看到曙光診療中心那寬闊的院子和一些附屬建筑。

曙光診療中心是當今地球上最先進的醫院，但怎么看都更像是個軍事基地。戴著防毒面具的保衛人員徘徊在金屬色的拱門前，院子里空落落的，連株植物都沒有。

其實早在三年前，地球上的露天環境就無法再生長任何植物了，大氣層早已被破壞得污穢不堪，霧霾像鍋蓋一樣扣在上空，毒氣和酸雨殺死了大部分的植物和野生動物，隨之而來的疾病也讓人類的生存受到了嚴重的威脅。

政府主導的太空移民計劃剛啟動，就由于無法承擔巨額的費用與地球上資源的匱乏而被叫停。政府最終另辟蹊徑，傾其所能建造了這間曙光診療中心，在這里聚集了世界頂尖的醫學專家，研究如何治療環境污染導致的各種怪病。他們夜以繼日地工作，攻破了一個個醫學難題，和惡劣的環境做著殊死搏斗，多數病人在曙光診療中心恢復了健康。

塔西博士的妻子死于三年前的一場瘟疫。那時他就下決心要盡自己畢生的力量去拯救所有因環境惡化而患病的人。他甚至向政府申請了每天100個的免費治療名額，為經濟困難的人爭取痊愈的機會。

但有些人因工作需要必須接觸外界環境，會一次次患病，即使有幸一次次被治好，藥物也占據了他們身體的每個角落，甚至最終成為“藥人”。

塔西博士的親人只剩下12歲的兒子吉米了，吉米養了條名叫巴頓的寵物狗。這天，調皮的巴頓趁吉米開門取報紙的瞬間，像風一樣溜出房門去院子里撒歡。等吉米穿好防輻射服，戴好防毒面具，出去抱它時，巴頓已經痛苦地癱在地上，一邊伸著舌頭艱難地呼吸，一邊不停地用爪子撥弄自己的耳朵。

吉米立刻用事先準備好的防輻射袋包裹好巴頓，抱著它乘坐膠囊列車來到曙光診療中心。塔西博士辦公室里正聚著一群人，像是要開會。塔西博士看到滿頭大汗的吉米，連忙走到他跟前，輕聲問道：“你看起來不太好，怎么了？”

“是巴頓。爸爸，救救它！它跑出去了，雖然只有一小會兒時間，但我擔心它會死掉。”吉米的眼淚都快出來了。塔西博士給動物急診部打了個電話，并叮囑吉米坐在辦公室門口的椅子上休息，自己就進去開會了。很快便有兩個護士接走了巴頓。吉米一個人坐在那兒，靜靜地聽著里面的談話。

“那個神秘女子已經是第三次打電話來了。從她電話反映的情況看，她感染了一種危險的病毒，但她似乎不想治療。”一個男人道。

另一個男人的聲音顯得有些激動：“我并不是孤陋寡聞的人，但這女孩真令我意外。她同情自己體內的病毒，她用自己的身體孕育了它們，看著它們一點點地進化、生長，并吞噬她的健康，但她卻不忍心殺死它們。”

片刻的寧靜后，塔西博士說道：“也許這種可怕的病毒控制了她的神經系統。如果真是這樣，那我們又要面對一場可怕的神經性智能瘟疫了！”

吉米聽得入了迷，不知不覺地走進了辦公室，大聲問：“為什么不根據來電找到她的位置呢？”

塔西博士連忙拉過吉米，向大家道歉，然后說：“她每次來電時間都太短，也不知道為什么，一直查不到地址。想要精確定位則需與她長時間通話。”

突然，辦公室電話鈴聲響起，塔西博士按了免提，是接線員焦急的聲音：“那個神秘女子又來電話了！”

“讓中控中心把電話轉到我辦公室來。通知技術組跟我辦公室對接全息影像，務必定位這電話所在的位置。”塔西博士說道。他要親自接這個電話。

接通后，塔西博士通過生平所學的心理知識來勸導這位女子接受治療。但是，那女子只是強調：“它們有生命。”

“病毒只不過是能夠復制自身的蛋白質而已。”塔西博士仿佛在跟她辯論，“即便病毒擁有智慧，那它們也是壞家伙，我們應該消滅它們！”

女子也有點激動了：“為什么？生命體之間為什么總是血淋淋地殺戮！殺戮！怎么不去想想，殺戮的對象，也是一個生命呢？”

塔西博士有點說不下去了，可是全息影像里技術人員正用手勢示意他繼續說下去，他們需要更多的時間。

這時，吉米走到了爸爸旁邊，用稚嫩的嗓音道：“姐姐你好，我叫吉米。曙光診療中心是一所大醫院，今天我帶我的狗來看病。自從環境惡化后，很多人都病了，但是這個醫院治好了他們，你要相信這里也能治好你的。小時候爸爸就告訴我，病毒是壞家伙，它們沒有思想，只會不停地攫取，所以只有把它們趕出你的身體，你才能健康地生活呀。”

女子嘆了口氣，說：“病毒也是大自然億萬年進化的結晶，人類也是。病毒生活在人身上，對它們而言，人類的皮膚、血管和肌肉是多么廣闊的天地呀！它們怎么可能意識到，自己生活的地方，竟是一個活的生命？”

吉米望著爸爸，也不知道該說什么好了。全息影像里技術人員用顫抖的手指著探測儀的顯示屏幕，屏幕上的精確定位出來了，測定結果顯示信號竟然直接來自地球內部……

篇7

引言

在自然災害發生后的一些惡劣環境堪測救援中，因情況不明而導致許多災害發生區救援隊伍和救援工具在第一時間內無法進入災害區進行勘測和開展救援的情況，因此使許多地區沒有得到及時的救援而遭受了巨大的損失。所以，怎樣能夠有效地獲取這些惡劣環境中的狀況和信息而及時開展救援行動是當今應對自然災害急需要解決的難題。而研發基于現代科技技術多位一體地質災害勘探救援的飛行器，正是應對在惡劣環境中無法獲取重要信息情況的有效工具。在整個勘測救援飛行器裝置上搭載GPS模塊、全息照相、信號接收器、生命探測儀、無線傳送等一體探測裝置，使其總體占據空間保持在0.125m^3之內，整體機身重量2kg左右。能夠很好的適應人為情況達不到的勘測情況，大大提高的了應對救援效率，降低在救援過程中發生的人員或是物品的損失程度。

一、飛行器概述

1.1 機身結構

飛行器由機架，螺旋槳，電機，云臺和相機，控制電路等部分組成。

機架：機架部分采用蜂鳥航模全折疊式四軸飛行器機架，軸距570mm，碳纖維材料。

電動機：無刷電機，DJI3510提供飛行器的動力支持。

電池：電池采用大疆4500mAh，LiPo6s，26.3V，TB47D型號高智能性電池。

云臺：三軸（俯仰，橫滾，偏航），可轉控范圍是俯仰-90°至+30°。

相機：1276萬像素，FOV 94°20mm（35mm格式等效）f/2.8對焦點無窮遠的鏡頭，配有1/2.3”CMOS的傳感器，ISO范圍100-3200（視頻），100-1600（照片）。

遙控：可用專用遙控器，控制頻率在5.725GHz 5.825GHz，控制距離達1200m，在無遮擋的環境下飛行高度可達120m，靈敏度FCC：19dBm，CE：14dBm，控制通道可用平板電腦或手機。

1.2 控制設計

四翼無人機硬件包括以下幾個部分：機體平臺、系統初始化模塊傳感器數據采集模塊、數據處理模塊、導航模塊、控制模塊、無線通信模塊（圖1）。

軟件系統各模塊的主要功能介紹如下：

（1）系統初始化模塊：包含軟件系統初始化和硬件系統初始化兩部分。

（2）傳感器數據采集模塊：主要功能是獲取傳感器發送的有效數據。正確設置相關外設，使系統傳感器可以持續、正常的運行。

（3）數據處理模塊：起到各模塊的銜接作用，例如A/D采樣的濾波、字符串與整形和浮點型之間的互換、數字羅盤的信息提取等等。

（4）導航模塊：通過導航算法，將傳感器數據轉化為導航數據，為控制器提供系統控制所需的位姿信息。

（5）控制模塊：控制器的軟件核心，包含控制系統主要算法。

（6）無線通訊模塊：負責控制系統和上位機或其他設備的通信。

隨著芯片技術的發展，單片CPU的處理速度和處理能力正在逐漸增強，其中德州儀器（TI）的DSP正在越來越多地應用與各個領域。尤其是F28XXX系列的DSP非常適合運動控制，它含有豐富的外設、幾十種中斷響應、脈寬輸出、光電編碼接口、多種通信接口等等。因此本文選用DSP作為核心控制器。另外DSP含有上百KB的片上FLASH，一般規模的控制程序都可以寫進FLASH而不需要內存擴展。為了簡化系統，數據處理模塊也由DSP來承擔，而不單獨使用其他的芯片實現。

由以上內容可知，四旋翼無人機控制器的硬件部分包含以下器件：（1）DSP最小系統（2）慣性測量單元（IMU）（3）數字羅盤（4）無線通訊模塊（5）電源模塊（6）執行機構（7）超聲波傳感器。

1.3 飛行器性能

二、研究內容

為提高勘測器的高效和易于控制，將采用中央集成系統作為核心控制單元對整個飛行器進行控制，由無線傳輸裝置對采集到的信息遠程反饋到控制終端。信息采集裝置則主要依靠安裝在飛行器前端和底部的感應器與攝像頭等，飛行勘測器的實時位置控制由其上搭載的GPS模塊提供。

2.1 無線通訊模塊

目前，無線通信領域主要包括3G、TD-LTE-Advanced、WiMax、UWB、Wi-Fi以及RFID等幾大技術熱點。

其中，短距離無線通信領域主要運用了UWB（超寬帶）和RFID（射頻識別）技術，并且物聯網的核心技術是RFID，在物聯網逐漸發展的今天無疑將成為無線通信的主流部分；Wi-Fi技術主要用于解決無線局域網的相關問題，可以在公共場所提供方便的“熱點”接入。考慮到小型無人機的操作便捷性，無人機上目前多用Wi-Fi作為無線通信的主要方式。

2.2 定位系統

2.2.1 GPS的組成

GPS空間衛星星座：21顆工作衛星和3顆在軌備用衛星組成的系統，均勻分布在6個軌道平面內，軌道平面的傾角是55°。GPS衛星可以產生兩組不同電碼，一組稱為C/A碼，另一組為P碼。

地面控制部分：主控站，5個全球監測站和3個地面控制站。監測站均配裝有精密的儀器，銫鐘和接收機。監測站將所接收到的衛星觀測數據處理后傳送到主控站，最后將最終數據傳送到地面控制站。

GPS用戶設備：GPS接收機、數據處理軟件及其終端設備（如計算機）等。

2.2.2 GPS的工作原理

GPS通過測量用戶接收機到某一衛星的距離來確定該用戶的位置。而這種測量方式存在接收誤差、無線電信號經過電離層和對流層的延遲而導致測量誤差，所以這樣測得的距離稱為偽距。

偽距的計算公式：

（1）

其中，表示信號發射時刻的衛星位置矢量；表示觀測時的接收機工作矢量；c表示光速；表示接收機時鐘相對于GPS時的超前量；表示衛星時鐘相對于GPS時的超前量。

在未來，基于視覺定位的控制定位系統將會在無人機的定位中占主流地位。視覺定位采用SLAM算法，利用多種傳感器感知室內環境和障礙物的位置使得無人機巧妙自行避開障礙物。在塌方，室內著火或其他狹小空間里能夠準確獲知傷員所在位置。現在基于視覺定位的研究方向大多為利用光流傳感器或粒子濾波對行器的位姿估計，使得在SLAM無法控制無人機時仍能準確捕捉無人機的位置和速度。而圖像跟蹤地位易于遠離受災地區控制無人機，若基于射頻的主動視覺傳感器能夠裝載于無人機上，無人機將能夠實現全天候操作，無論天氣情況都將能夠及時獲取高清晰圖像。

2.3 紅外熱成像

2.3.1 紅外熱成像系統

紅外光學最初被稱之為軍事光學，由于紅外探測技術可以實現在黑暗中探測目標、保密通訊的特點，首先被廣泛應用于軍事領域。到20世紀70年代以后，由于民用需求急劇的上升，加之科學技術的大力發展，紅外探測技術被廣泛應用于工業、農業、醫學等各個領域。紅外熱成像系統是把紅外探測器作為核心器件，通過外部電路對事物進行圖像采集并經過一系列圖像處理算法最終將其顯示出來的系統1。

2.4 全息影像

全息攝影就是在攝影的同時將上述兩類信息同時記錄來實現的。采用激光作為照明光源，并將光源發出的光分為兩束，一束直接射向感光片，另一束經被攝物的反射后再射向感光片。兩束光在感光片上疊加產生干涉，感光底片上各點的感光程度不僅隨強度也隨兩束光的位相關系而不同。所以全息攝影不僅記錄了物體上的反光強度，也記錄了位相信息。與普通的攝影技術相比，全息攝影技術記錄了更多的信息，因此容量比普通照片信息量大得多（百倍甚至千倍以上）。

全息影像的顯示，則是通過光源照射在全息圖上，這束光源的頻率和傳輸方向與參考光束完全一樣，就可以再現物體的立體圖像。觀眾從不同角度看，就可以看到物體的多個側面，只不過看得見摸不到，因為記錄的只是影像。

目前最常用的光源是投影機，因為一來光源亮度相對穩定，二來，投影機還具有放大影像的作用，作為全息展示非常實用。

三、結論

該項目的開發，降低了在不明情況下開展救援活動所發生的不必要的損失，加快了第一救援時間。其體積小，重量輕，操作簡單，易于控制，具有很強的機動性，是提高救援效率，節省時間和降低損失提供了一種有效工具。并且隨之不斷的深入研發，應用的領域也會不斷拓展，多位一體的勘測飛行器的研發將會有廣闊社會前景。

參考文獻

篇8

津津有味地看完這部電影后，開始了我一天的工作。我現在在醫院工作，每天都要照顧病人，好不容易今天放假了，但我還要復習那些醫學知識。“迪克”馬上幫我在電腦程序上打印了一份資料，讓我去復習。復習完后，它又幫我出了一份醫學試卷，好讓我鞏固知識。

篇9

在娛樂性和享受性消費日益增長的今天，電影作為娛樂產業也在不斷地汲取新鮮的血液，計算機圖形技術的成果一經展現，人們立刻意識到這是一種前所未有的巨大能量，在隨后的時間里，人們對這項技術的追逐以不可預料的速度前行，不僅產生了許多匪夷所思的視覺奇觀，也極大地促進了這項技術的長足發展。在影視領域里，這項技術更多地被稱為數字特技或影視特效，是一種可視化的虛擬創造手段，是利用計算機圖形技術中本文由收集整理的圖像合成、三維造型、燈光模擬、動畫計算、材質模擬、交互控制等一系列具體計算所制造出的視覺動態影像，主要滿足觀眾對節目的欣賞愉悅。[1]

我們可以回顧一下計算機圖形技術進入到電影領域的一些關鍵時刻。1977年，美國導演喬治·盧卡斯為了能在自己的影片《星球大戰》中實現逼真的星戰及各種飛船的特殊效果，專門成立了一個負責特效制作的工作室來完成此項工作，這也誕生了迄今為止世界最頂尖的特效技術公司ilm（工業光魔），標志著計算機圖形技術正式加入電影制作的行列[2]。一批代表性的電影作品應運而生并獲得了成功，如《第三類接觸》《奪寶奇兵》《異形》《星河戰隊》《深淵》等，但此時的技術還要更多地依靠一些模型來解決造型問題。

而進入到90年代，摳像合成成了影片技術提升的有力手段，因為背景可以任意變換并可以單獨拍攝，演員只需要在綠幕前表演，既降低了拍攝難度，又能讓合成后的鏡頭效果變得不可思議，更具有視覺沖擊力。如《真實的謊言》中施瓦辛格駕駛戰斗機營救妻子，一只手提著她飛越海洋的鏡頭已成為經典[2]，而在《阿甘正傳》《侏羅紀公園》中虛擬的羽毛、乒乓球、巨大的恐龍和與現實環境的無縫融合，更彰顯了計算機技術的超強能力，尤其是《泰坦尼克號》中美麗的大西洋黃昏、浪漫的船頭展臂飛翔、慘烈的沉船過程，更為這個時代的影片制作技術畫上了一個里程碑的標記。

真正讓人們嘆為觀止的當屬2000年至今，這段時間計算機圖形技術已經占據了電影市場的大部分空間，技術水平也有了相當大的提高，逼真模擬的效果到了無可挑剔的程度。無論從宣傳還是到影片本體，大場景大制作已經成為人們習以為常的審視方式，人們對一部電影的渴盼也逐漸演變成對電影視覺效果的期待，就連電影故事本身這一根本性的元素有時都退居到了二線，可見依靠計算機圖形力量所帶來的視覺奇觀對影片的影響之大。

篇10

不小心在電梯放屁怎么辦？沒有一個心智正常的人會舉手示意：“屁是我放的。”在這種情況下，難道只能任由“兇手”逃脫眾人的目光洗禮嗎？來自天津大學檢測技術與自動化裝置專業的李吉功為復雜環境中準確追蹤氣味源提供了新方法，研究出了氣味源定位機器人。未來這種機器人有望代替嗅探動物進行各種有毒、有害物質的檢測。

生物醫學獎： 蒼蠅通過搓手洗澡

如果你觀察過停在廚房桌子上的蒼蠅，它們做的頭一件事就是仔細地用雙手清潔自己。雖然我們的肉眼看不見，但蒼蠅的表面覆滿了灰塵、花粉，甚至還有狡猾的小蟲，如果不清潔干凈，就會鉆進蒼蠅的身體里。

動物如何把自己弄干凈？有沒有保持清潔的方法？美國佐治亞理工學院的華人科學家胡立德教授和他的團隊觀察了顯微鏡圖像，統計上百種動物身上體毛的數量和尺寸，并閱讀了上百篇關于自然中清潔行為的文章，試圖量化清潔的過程。

數學獎： 婚禮份子錢公式

很久沒有聯絡的人突然邀請你去參加他的婚禮怎么辦？去還是不去？給多少份子錢？相信這是每個人都會遇到的問題。臺灣學者賴以威挺身而出，用數學知識將這個問題化繁為簡。

他選擇了統計學常用的“回歸分析”法：通過建立數學模型了解兩個或多個變量間的相關程度。經過無比復雜的求證、推理等過程后，他得出公式：紅包等級=-5.375+0.465×地區+2.66×人數+1.08×交情+0.6575×餐廳等級。

心理學獎： 加薪有助于戒煙

關于如何戒煙，大家一定能想出五花八門的答案，比如喝咖啡、嚼口香糖等。最近一項新研究則提出，還有一種方法能讓你戒煙――加薪。

這項研究的作者是奧多明尼昂大學的杜娟和加州大學戴維斯分校的保羅?利，在2015年8月的《流行病學年報》上。他們在數據庫里精挑細選了合適的煙民進行分析，得出結論：如果給煙民加薪，他們會更容易戒煙或更少吸煙。

發明獎： 運動捕捉器

加州大學洛杉磯分校的蘇亭偉等三人為搞清楚到底是怎么“花式游泳”的，特意發明了一種全息影像技術。他們的研究結果讓人大跌眼鏡――前進的具體形式竟然可以被細分為4種：普通型、螺旋型、狂野型和狂野螺旋型。

化學獎： 航天員的體味研究

篇11

文獻標志碼：A

A Brief Review and Prospect of Emerging Technologies in Clothing Retail Terminal

Abstract： The development of technology has been driving the retail revolution. With the great demand on online retail market and the changes in consumer behavior， more and more emerging technologies are applied to the retail terminal. This paper outlined the emerging technologies， and analyzed the application prospect about these technologies in clothing retail terminal.

Key words： clothing retail terminal； virtual technology； big data； cloud computing

近年來，隨著網上消費需求的爆發式增長，服裝消費習慣正在發生巨大的變化，服裝零售終端也正在經歷新一輪變革。其中，技術的發展也是推動零售業變革的重要力量之一。銷售模式的變化為技術的發展提供了創新土壤，先進的技術也使精明的零售商發現有機會在銷售終端做出新花樣來吸引顧客，提升客戶體驗，促進產品銷售。

國際多家權威機構都在密切跟蹤可應用于未來生活的新興科技，其中以下新興技術未來可能會成為推動服裝銷售終端發展的重要力量。

1HTML5技術

HTML5技術是標準通用標記語言（萬維網的核心語言）下的一個應用超文本標記語言（HTML）的第5次重大修改。基于HTML5開發的網頁APP擁有更短的啟動時間，更快的聯網速度，為用戶提供更快速的網頁體驗，同時為網頁應用開發者們提供了更多功能上的優化選擇，帶來了更多體驗功能的優勢。未來，基于HTML5技術網頁將呈現出更多的風格和更強的效果，用戶將會驚嘆于瀏覽器中所呈現的驚人視覺效果。同時，由于支持網頁端的視頻、音頻等多媒體功能，更優化的在線交流也將得到實現。

2VRML虛擬現實建模語言技術

VRML是一種用于建立真實世界的場景模型或人們虛構的三維世界的場景建模語言，具有平臺無關性。在國外VRML已經廣泛應用于生活、生產、科研教學、商務甚至軍事等各種領域。VRML帶來了一個全新的三維世界，讓網上店鋪不再僅僅停留在平面上，它使這個虛擬的世界動了起來，而且它還可以按照消費者的意志動。它改變了互聯網上單調、交互性差的弱點，將人的行為作為瀏覽的主題，所有的表現都隨操作者行為的改變而改變。VRML可以將平面的網上店鋪改編成三維，讓消費者可以在里面自由地遨游。

3三維激光點云測繪技術和全景地圖技術

三維激光點云測繪技術，又稱實景復制技術，能提供掃描物體表面的三維點云數據。全景地圖技術是運用數碼相機對現有場景進行多角度環視拍攝后，利用計算機進行后期縫合，并加載播放程序來完成三維虛擬展示。

與三維激光點云測繪技術相結合將為顧客帶來更好的視覺體驗。運用三維激光點云技術可先對線下實體商鋪進行實景測繪錄入，然后運用全景地圖技術對收集圖片進行后期縫合，在互聯網上進行展示。這與虛擬的三維效果是完全不同的，該效果的應用更具真實感。未來，對于那些在線上、線下都有店鋪運營的企業或品牌，這兩項技術的運用會帶給消費者全新的體驗。

4虛擬試衣技術

虛擬試衣技術能實現在靜態人體模型上設計衣服的款式以及模擬衣服附著在虛擬角色動畫上的著裝效果。它是應用虛擬的3D模特匹配虛擬服裝，得到服裝試穿的觀看效果。但是它不能實時展示衣物的物理屬性，如褶皺、懸垂及與人體碰撞的互動效果。模特無法與操作用戶進行實時交互。

2014年12月，京東與英特爾共同建立“京東英特爾聯合創新實驗室”，將虛擬試衣技術融于網上店鋪，用于提升用戶體驗。用戶通過配有3D攝像頭的設備創建人體3D模型，同時京東根據衣服、褲子等服飾的數據信息，將其轉化成3D模型的物品，然后，用戶便可以依據體型的大小模仿穿衣的效果，因此能夠為用戶帶來更直觀的試衣感受。3D虛擬試衣技術比較成熟，人們的關注度也比較高，目前開始嘗試應用于服裝公司的產品設計階段或網上商店的展示中，預計在不久的未來就會在網上商店得到廣泛的應用。

5體感試衣鏡技術

3D體感試衣鏡技術將人體感應技術和網絡數字顯示技術結合，由試衣終端、內容管理服務器與互聯網管理三部分組成。使用者站在屏幕前，只需通過手勢凌空控制即可實現衣物試穿的交互體驗。除多款服裝選擇外還具有高清拍照分享等功能，為消費者帶來更好的試穿體驗。當然，實現它需要具備一定的物理設備、場地和網絡條件。

虛擬試衣技術與體感試衣鏡技術雖同為試衣技術，但兩者仍存在區別。虛擬試衣在網上商店中需通過虛擬模特和服裝，模擬動畫實現試穿，用戶無法與衣物進行直接交互，在服裝物理性上也不能做到很好展示。而體感試衣鏡主要可應用在實體店鋪中，通過這一技術使得試衣環節變得更加方便快捷，還可以通過移動終端實時分享。體感試衣鏡如用在用戶訪問網上商店時，則對用戶端的設備有很大要求，例如需有人體感應裝置、攝像頭等設備。

6全息影像技術

全息攝影術主要應用于形貌測量、變形測量、粒子場測試、數字全息顯微、防偽、三維圖像識別、醫學診斷等許多領域。它在空間顯示真實的3D立體影像。用戶不需要佩戴立體眼鏡或其他任何的輔助設備，就可以在不同的角度裸眼觀看立體影像。這項技術在媒體報道、商業櫥窗展示和商品展示等領域，將充分發揮其立體影像顯示的優勢，帶給消費者一種全新的立體體驗。同時，其逼真的三維顯示及五彩繽紛的圖像也可以用在產品包裝上。

7大數據技術

大數據是近兩年的熱門技術，它不僅用來描述大量的數據，還涵蓋了處理數據的速度。通過物聯網、云計算、移動互聯網、車聯網、手機、平板電腦、PC以及遍布地球各個角落的各種各樣的傳感器而來的大數據，可劃分到大數據技術、大數據工程、大數據科學和大數據應用等領域。大數據技術未來將廣泛應用在銷售終端的運營和日常維護與管理中。這些工作包括產品管理、消費需求的整理分析、市場策劃和推廣、搜索引擎的數據跟蹤分析及客戶服務等，未來都離不開大數據技術。

8云計算技術

云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問，進入可配置的計算資源共享池（資源包括網絡、服務器、存儲、應用軟件、服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。應用包括云物聯、云安全、云存儲、云游戲、云計算與大數據。數據隱私和安全性問題，網絡傳輸問題，用戶的使用習慣和缺乏統一的技術標準是該技術發展的主要限制。

云計算技術和大數據技術相結合的強大效果可應用于銷售終端的兩大領域中。其一是針對消費者提供更智能的服務，如在綜合型大網絡商店的搜索引擎中可以快速優質地為顧客在眾多歷史產品中篩選出目標產品，也可以通過移動終端隨時向消費者推送及時準確的信息。其二是后臺管理上，根據銷售記錄分析或搜索引擎的數據跟蹤分析，可為商家預測市場發展趨勢，從而更有針對性地為不同客戶提供個性化產品服務，獲得更大市場和利潤。

9結語

篇12

購買渠道：可在Sproutling.com提前預定

“我的孩子沒事吧?”這正是Sproutling公司推出的首個產品要回答的問題，并且是即時回答。這款名為“Sproutling”的嬰兒專用腳環能夠戴在寶寶的腳腕上，監測寶寶的心律、體溫、位置等信息，讓父母可以更加全面地了解寶寶的活動狀態。如果需要報警，則會通過手機應用軟件提醒父母。

Sproutling腳環所面向的用戶群是0到2歲的嬰兒。整個設備由兩部分構成，第一部分是非常柔軟的白色醫用硅膠材質的腕帶和紅色桃心形狀的傳感器組合模塊，其內部放置了能夠監測室內溫度、嬰兒心跳和動作的感應器;第二部分則是一個無線充電底座，該底座可以為腳環進行無線充電，同時還內置了環境噪音傳感器，可以對嬰兒所處房間的環境進行監控。

在了解嬰兒的習慣之后，Sproutling還可以提供有幫助的預測，比如嬰兒小睡何時會醒來。Sproutling公司首席執行官克里斯·布魯斯說：“我們想要從整體上來了解嬰兒的行為模式，這是‘圣杯’。”

13.微軟全息眼鏡：將全息影像帶入現實生活

產品：全息眼鏡

制造商：微軟

包括大名鼎鼎的oculus Rift等在內的虛擬現實頭盔讓人可以逃離現實，戴上這種設備，用戶能與海豚一起在水中嬉戲，或在滑鐵盧戰役中大顯身手。相比較而言，正如其發明者亞歷克斯·基普曼所說，微軟的這款全息眼鏡(Hololens)則是對現實進行擴充——將全息影像和數據投射到現實環境，如此一來，用戶就不會局限在虛擬世界中。

想象一下游戲者抵抗機器人入侵自己的住所、工程師們操控三維模型、外科醫生跟隨指令進行手術的情景。

初步的實驗表明，所有這些都是可能的。美國國家航空航天局(nASA)已經利用微軟的這款眼鏡在實驗室中模擬火星的地形;醫學院的學生也正在利用這款眼鏡解剖虛擬的尸體。

14.虛擬畫筆與畫布：創作藝術的新方式

產品：Apple Pencil和iPad Pro

購買渠道：Apple.com

鉛筆已經問世約450年了，由于它無處不在，所以，人們很容易忘記它是一項多么非凡的技術：它可以任何角度書寫;可以按壓力度控制筆跡深淺;畫出的標記可以擦除。數年來，將這種實用性技術數字化一直令計算機工程師們頭痛不已。因此，蘋果公司最近的發明才會顯得如此了不起。

使用者可以用蘋果鉛筆在屏幕上繪畫和書寫，就像在紙上繪畫和書寫一樣。該產品與ipad Pro搭配使用，蘋果鉛筆憑借其精密的繪圖能力，為iPad Pro帶來了新特性，后者的運算能力比去年市售約80%的筆記本電腦都要快，因此，使用者感受不到任何延遲。

這種強強聯手促使人們開始探討制造藝術、動畫等的新方式。

15.“谷歌紙板”：廉價虛擬現實眼鏡

產品：谷歌虛擬現實眼鏡“谷歌紙板”

設計師：谷歌法國的大衛·科茲和達米安·亨利

目前，圍繞虛擬現實的各種噱頭大多高度集中在各種昂貴的“土豪級”頭盔設備上，比如即將到來的oculus Rift和HTC Vive，這兩款產品的售價都高達數百美元。

盡管三星Gear VR虛擬現實眼鏡最近大熱，但“谷歌紙板”虛擬現實眼鏡依然是享受虛擬現實最簡單、最便宜的辦法。只需使用一片紙板、一個尼龍搭扣、兩個鏡頭和一部安卓(Android)智能手機，你就可以馬上探險火星或身處披頭士的演唱會。自從2014年問世以來，這款革命性的拼接顯示設備已經成為虛擬現實的游樂場。

“谷歌紙板”紙盒內包括了紙板、雙凸透鏡、磁石、魔力貼、橡皮筋以及nFC貼等部件。

按照紙盒上面的說明，用戶幾分鐘內就可組裝出一個看起來非常簡陋的玩具眼鏡，凸透鏡的前部留了一個放手機的空間，而半圓形的凹槽正好可以把臉和鼻子埋進去。人們通過各種“谷歌紙板”應用軟件，可以駕車、聽音樂會甚至打沉浸式電子游戲。

16.仿生耳塞：用自己的方式聆聽世界

產品：在這里主動聆聽耳塞

制造商：美國紐約多普勒實驗室

如果你的周圍有難以忍受的噪音，那么，從根本上來說，你只有兩種選擇：堵上耳朵或者離開。但是，如果你能隔絕最刺耳的聲音，讓噪音徹底消失呢?或者只是降低噪音的音量，就像操作電視那樣?這就是這款主動聆聽系統的承諾。

與傳統的聽力輔助設備只能同時擴大或者降低所有噪音不同，這套由紐約多普勒實驗室推出的革命性耳塞系統可以放大或減小各種噪音。它的處理器與一套智能手機應用軟件同步，用戶可以手動選擇希望過濾的頻率。

也就是說，即使當列車呼嘯著駛過時，人們仍然可以站在地鐵站臺上用正常音量交談，甚至可以屏蔽飛機上嬰兒的哭鬧聲。

多普勒實驗室的首席執行官諾亞·卡拉福特說：“這是增強現實聲音版。”卡拉福特最初為音樂家和常去音樂會的觀眾研發了這款精準的降噪耳機，現在，他開始將焦點轉向普通人。據悉，首批耳塞將于2015年12月上市。

17.一只手就能穿上的鞋子：殘障人士的福音

產品：耐克Flyease 8

購買渠道：nike.com

2012年，還是高三學生的腦癱患者馬修·沃爾澤在寫給耐克公司的一封信中說：“我夢想著能去心儀的大學……不必擔心每天得有人幫我系鞋帶。”耐克公司從中嗅到了商機——他們可以創建一種全新的鞋子，定位于易于穿著和脫下，既可以提供給想讓穿鞋更方便的普通消費者，也可以滿足像沃爾澤這類有特殊需要的人。于是，耐克公司組建了一個設計團隊。

今年，團隊設計師不負眾望，揭開了新鞋的面紗：Flyease8。這是一種勒布朗·詹姆斯系列籃球鞋，這種鞋的首席設計師托比·哈特菲爾德說，他們從“開關門”中得到靈感，設計出了一種單手穿脫鞋的機制。盡管這一設計仍有待改進，但目前已是佛羅里達海灣海岸大學大一新生的沃爾澤說，這雙鞋子賦予他“獨立感和成就感”。

18.智能煎鍋：從此愛上廚房

產品：智能煎鍋

公司：電路實驗室公司

鍋的溫度有多高?什么時候該翻動一下鍋里的菜?菜已經炒好了嗎?如果你在烹飪一道不熟悉的菜，在做菜的過程中很可能會冒出一兩個這樣的問題，現在，我們有了答案，智能平底鍋Pantelligent誕生的使命就是解決上面這些問題。

只要用戶從配套的智能手機應用軟件中選好菜譜，這種智能鍋就會通過藍牙和一種特殊的熱傳感器，在手機屏幕上實時發出指令，如此一來，用戶就會確切地知道，如果想要三分熟牛排的話，什么時候應該翻面。

這款智能煎鍋的使用步驟如下：1.用戶打開應用程序，挑選想要烹飪的菜譜;2.依照菜譜所寫的食材原料，檢查是否已準備充足，然后點擊“烹飪”按鈕;3.手機App上將會顯示鍋的溫度、油溫、何時需要給食物翻面等步驟指導用戶;4.用戶只需要“傻瓜式”的聽從智能鍋的指令，乖乖等著美食做好上桌就行了。

聯合發明者哈姆貝托·埃文斯和麥克·羅賓斯在麻省理工學院讀書時有了這樣一個想法，那時，埃文斯廚藝高超，而羅賓斯連煎個雞蛋都夠嗆，但是現在，按照埃文斯的說法：“羅賓斯轉眼就能做出一道酸豆檸香雞排來。

食物會說話。”

這款智能煎鍋已于2015年10月上市銷售。

19.黑客球：可以踢的計算機

產品：黑客球

制造商：美國數字資訊公司多人制造

盡管目前社會對計算機科學家的需求不斷，但多數美國人在童年時都學不到或者接觸不到編碼。紐約市一家數字咨詢公司多人制造正嘗試改變這種狀況。

該公司推出的“黑客球”可與手機應用軟件同步，用戶可以通過編程改變它的閃亮方式和閃亮時間，接下來，查看這些軟件在現實中會如何影響他們的生活。例如，在一個測試中，孩子給球任意設定變色的時間，然后就可以開始玩“燙手山芋”似的游戲。

該公司戰略總監威廉姆·歐文表示，這款產品旨在讓編碼更具社交趣味，而不是單純地在屏幕上介紹編碼。

這款產品顯然獲得了廣泛的擁躉。目前，已有2800人在支持這一項目，并捐贈了24萬美元。首批產品于2016年1月正式出貨。

20.Artiphon：人人都可以掌握的樂器

產品：Artiphon樂器1

制造商：Artiphon公司

大約70%的成年人希望能經常彈奏一門樂器，不過，實際上只有5%的人做到了，一個原因是，只選一種樂器太難了。現在，有了Artiphon，這就不是問題。它可以模仿數十種樂器——不僅是聲音，還有演奏方式。用戶既可以像彈吉他那樣撥奏，又可以像彈鋼琴那樣敲擊。

而且，用戶還可以將聲效和彈奏方式進行混搭，用彈撥方式發出鼓聲。Artiphon公司聯合創辦人雅各布·戈登說：“我們正在開辟一條完全不同的通向音樂創意的路。”Artiphon公司已經通過眾籌網站募集了130萬美元資金。

21.互動玩具：可與小孩深入交談

產品：CogniToys智能玩具

制造商：CogniToys公司

與前面幾代“會說話的”玩具只會重復流行語不同，CogniToys這款智能兒童玩具可以與兒童進行實時的個性化對話，并且隨著孩子不斷成長，該玩具也會不斷進化。

這一智能玩具剛了其第一代版本，玩具形態是一只綠色的可愛恐龍，搭載IBM Watson超級計算系統，可與5歲到9歲的孩子進行有意義的交談。除了回答諸如“地球到月亮的距離有多遠?”等普通問題外，這款玩具還可以連接WiFi，在孩子給出答案后繼續深入交談，并通過孩子的回答進行總結，從而幫助孩子磨練數學技巧并提出難度更大的問題。比如“2+2等于幾?”“你能數到10嗎?”等。

公司首席執行官唐納德·庫利奇說：“這是為了讓教育過程顯得‘酷而有趣’，這可能是有史以來最好的玩具。”盡管該玩具目前廣受追捧，但該公司長期的目標是關注技術發展而不是玩具本身，最終的目標是建立各種各樣智能玩具背后的“大腦”。

22.可過濾水的書：清潔水快到碗里來

產品：可過濾出飲用水的書

設計師：特麗·丹科維奇

全球現在約有6.63億人沒有潔凈的飲用水，這在一定程度上是因為過濾程序既復雜又昂貴。然而，這種“可飲用的書”既不復雜也不昂貴，因為其擁有一套特殊的處理設備，這一設備由科研人員歷時數年研制而成。

每一本書都印有兩種語言，有濾紙，可減少造成致命的水傳播的疾病。每一頁都涂有銀納米粒子，其離子能殺死病菌，例如霍亂病菌、傷寒病菌、大腸桿菌等。在孟加拉、加納和南非進行的測試表明，其可以殺死99%以上的有害細菌，使過濾后的水就如同自來水。而它的成本只有幾分錢，目前算是市場上最便宜的，每張可以使用30天，每本書一人可使用長達4年的時間。

雖然仍需要進行進一步的研究以厘清這種書是否能過濾包括病毒在內的所有污染物，但研制者特麗·丹科維奇比較樂觀。她說，她正與合作方商談為試驗提供資助并最終實現量產的事情。

23.海洋吸塵器：讓垃圾跑到我的設備里

產品：海洋清理工程

設計師：20歲的荷蘭學生博伊·史萊特

太平洋中部漂浮著大量的塑料垃圾，涉及面積比德克薩斯州還要大，并且在繼續擴大。然而用網來打撈垃圾的常規清理方法既昂貴又費時。由20歲的荷蘭“小鮮肉”博伊·史萊特提出的“海洋清理工程”計劃制造一個100千米長的浮柵，造價約1500萬美元。這一設備憑借洋流運動運轉，因此可以節省昂貴的燃料費用，也可避免燃料污染。博伊在網站上解釋稱：“與其浪費燃料追著垃圾跑，不如讓垃圾自己跑進我們的裝置里。”2014年，博伊獲得了聯合國環境署頒發的地球衛士獎。

這個網狀物的下緣在海平面下大約3米的地方，足以讓魚類繞過它。如果明年的試驗成功，全面的清理行動將于2020年啟動。內部估算表明，這個浮柵可以在10年內減少42%的垃圾。

24.TZOA穿戴式空氣污染監測器：為你的健康保駕護航

產品：TZoA環境監測器

公司：TZoA穿戴式產品公司

篇13

目前，直線下降的成本和日趨成熟的技術已經為醫療服務提供者打開了通向遠程醫療的大門。通過多種途徑調整資源配置，加速醫療服務進程，不僅可以為那些醫療資源短缺、醫生數目不足的農村和偏遠地區帶來醫學專家，也可以使患者的家庭照護更為高效有力。

技術手段日趨成熟

借助于遠程醫療，來自美國四個不同州的十幾類醫學專家能夠虛擬到達俄亥俄岡州東北部一家小醫院的病床旁。反之，威斯康星州北部的一家地區醫院也可以將其專業覆蓋面拓展到幾小時車程之外的五家偏遠地區定點醫院（Critical Access Hospitals）以及其他醫療機構。現在，一名偏遠地區定點醫院的護理人員在等候高級別醫生到來之前，可以在幾秒內先將一位急診科醫生邀請到計算機屏幕前。

Aspen Advisor公司的醫療保健顧問 Fran Turisco女士表示，從上世紀九十年代初期開始，一些視頻和監控技術就已經被設計應用于臨床醫生、患者和其他醫療專業人士之間的溝通聯系中，不過那時的設備大多笨重復雜，導致項目實施較為困難。在十二年前，那些技術上的障礙曾是巨大的問題，而現在這些問題已經逐漸消除。

目前，美國的醫療產業正在從單純的因治療突發的疾病而收費逐漸向以預防和簡化醫療問題為基礎的支付原則過渡，在醫療產業進行這種商業模式轉變的同時，遠程醫療技術也日趨成熟。醫療機構的管理者在考慮以新模式為目標的投資決策時，也必須考慮到按服務收費的問題。有專家認為，遠程醫療是為數不多可以達到兩全其美的投資之一。逐漸強調技術網絡的新目標以及圍繞其的建設進程，將有助于對支付原則的進化演變進行管理。Camden Group旗下的醫療保健咨詢公司執行副總裁Laura Jacobs表示，遠程醫療將隨著醫療服務流程的改變而不斷發展進化。Jacobs認為，對于董事會成員來說，問題不在于是否要利用遠程醫療，而在于目前按服務計費和倡導可負擔醫療的環境之下，應該如何利用這一工具。她指出：“一個頗為關鍵的問題是我們要將自己擁有的資源置于何處，我們的機構將如何對其進行部署。”

架設橋梁連接彼此

Grande Ronde醫院是俄勒岡州的一家偏遠地區定點醫療機構。五年前該醫院作為輻射機構之一，參加了一個由財政撥款資助的項目。該項目將農村地區的若干個小醫院連接到愛荷華州博伊西的Saint Alphonsus 地區醫療中心，該中心擁有較強的專家團隊。Grande Ronde的患者醫療服務執行理事Douglas Romer介紹說，這種中心-輻射型模式使他們能夠利用中心機構提供的專家資源，但是隨著對技術的逐漸熟悉，在董事會的支持下，Grande Ronde醫院逐漸超越了中心機構，建立了自己的網絡。

這一網絡已經逐漸發展到18個不同項目，提供從華盛頓瓦拉瓦拉地區的腫瘤學家和皮膚病學家，到博伊西的心臟病學家，再到波特蘭的神經病學家等的訪問通道。這些遠程專家的“面孔”會顯示在一種高度自動化的機器人上，而這種機器人可以進入當地醫生和患者的房間，使他們之間不僅能夠進行面對面的交流，還可以利用專業的攝像頭和數據傳輸設備對患者進行檢驗、交換圖像和實驗室結果，并對電子健康檔案中的信息進行分析預測。

據悉，Grande Ronde醫院距瓦拉瓦拉90英里，距博伊西170英里，距波特蘭更是有260英里之遙，醫院通過遠程醫療來連接數百英里之外的醫療機構，避免了昂貴的患者轉移費用，同時此前需要幾小時甚至幾天的時間才能獲得的緊急或日常的醫療干預也被縮短到幾分鐘，醫院董事會主席Lynn Harris表示，這使醫院能夠在當地完成醫療保健服務，這一點無論是對患者還是對醫院來說都非常重要。

對于服務區域非常廣泛的醫療系統來說，遠程醫療的另一個優勢還在于，通過遠程醫療將允許旗艦醫院的專家有更多的時間工作，而不必將時間浪費在往返于系統分支機構的頻繁旅行上。

位于威斯康星州沃沙地區的非營利性的社區醫療系統Aspirus，其網絡中包含臨近地區的兩家偏遠地區定點醫院，以及密歇根州上半島的三家醫院。Aspirus負責信息技術的副總裁Jerry Mourey介紹，使用遠程醫療網絡，依靠當地醫生協助進行患者評估，專家通過高分辨率的電視屏幕就能夠對患者進行隨訪。如果這一網絡沒有到位，在很多病例中專家都需要親自去隨訪，將大量時間浪費在不能進行醫療服務的旅途上。這只是網絡在臨床和實踐中應用的例子之一，此外，通過該網絡還可以監測患者在家中的生病體征情況。

除了充分拓展醫療專家的專業特長，遠程醫療還可以幫助醫院實現其基本需求。位于南達科他州蘇福爾斯地區的Avera醫療集團擁有27家醫院，目前，該機構的電子-急診中心業務已經運行了三年，該業務將集團的旗艦醫院與北達科他州、明尼蘇達州、愛荷華州、內布拉斯加州以及懷俄明州等地的50個急診室相連接。除了五家急診機構屬于友情連接之外，其余所有急診室都位于偏遠地區定點醫院，其中接近一半是簽有合約的非Avera機構。隨著訪問需求的激增，項目中的機構數目將在幾個月內增長到60家。此外，該集團的另一個大型遠程醫療項目是電子藥房，已經有40多個機構參與其中，該項目將向沒有專職藥劑師的醫院提供24小時的藥品訂購服務。

償付制度有待完善

伴隨技術的不斷發展與完善，與傳統的面對面診療形式相比，遠程醫療開始日益為人們所接受。通過遠程醫療提供的服務，也將更有可能由政府和商業（保險）支付者來償付。然而根據美國遠程醫療學會首席執行官Jonathan Linkous介紹，目前針對遠程醫療的償付仍然在很大程度上與醫療服務提供者和患者所在的區域，以及提供服務的類型有關。舉例來說，傳統的按服務付費的聯邦醫療保險計劃只針對大城市區域之外的患者進行報銷，而且有特定醫療機構和特定診斷編碼的限制。不過，Linkous表示，盡管支付障礙尚未完全克服，但是在過去幾年中醫療機構對遠程醫療的應用仍然有了大量增長。

在那些被認定為醫療專業人員短缺的區域，聯邦醫療保險計劃將會對在患者照護中的遠程醫療服務進行償付。Aspirus集團負責急診后照護的副總裁Jean Burgener認為，聯邦政府肯定會認識到特別照護服務最終將減少醫療保險體系下長期成本的積累，所以遠程醫療的最佳支付者是醫療保險計劃。