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2023-10-17
文化信息采集探索-文化与科技融合初探
【摘要】：本节主要思考文化信息中立体声音、立体图像、运动图像的采集技术。全息技术用于立体图像的记录，全息摄影指利用光波的干涉，记录被摄物体反射或透射的光波的振幅及相位信息的技术。图9.2《蒙娜丽莎》高清晰三维图像数据除了声音、图形图像外，一些特殊文化的特殊方面也可通过相应传感器获取，如温度、湿度、气味、手感等。如传统食品制作中的味道可以通过电子鼻拾取，即用气体传感器阵列的响应图案来识别气味。
本节主要思考文化信息中立体声音、立体图像、运动图像的采集技术。
自然界的声音全部是立体声，原因是人能通过双耳判断声源的方向和空间分布，并进行听觉定位，即双耳效应。把自然的声音录制并播放，统称立体声技术。立体声的拾音或录制，可以用双声道以及多声道。双声道立体声用两个传声器拾取声音，多声道立体声用多个传声器拾取声音，声音信号由传声器共同拾取，然后产生两个或多个声道的信号。双声道立体声系统有立体声的效果，但效果差，一般来说，立体声的声道数越多，真实感越强。
多声道拾音法在混响时间很短的大型播音室中进行，如将乐器的种类分成若干组，每个乐器组在隔音屏隔开的若干小房间演奏，并由各自的传声器拾音，分别经调音台控制并放大后，送往多声道录音机，分别记录下来。
双声道立体声中，两个传声器的放置方式不同构成不同的立体声拾音方式，通常有A/B制式、X/Y制式和M/S制式[4]。
A/B制式用两个型号、性能完全相同的传声器并排放置于声源的前方，左、右两传声器拾音后分别将信号送至左右两个声道，可以拾得声级差和时间差。
X/Y制式采用两个指向性完全一致、按一定的角度上下紧靠排列的传声器，拾音时，指向性主轴朝向左边的传声器X输出信号送入左声道；指向性主轴朝向右边的传声器Y输出的信号送入右声道。
M/S制式使用一个双指向性传声器和一个任意指向性传声器，并一上一下地紧靠在一起，双指向性传声器要横放，使它的主轴朝向一侧，而任意指向性传声器主轴朝向正前方，即两传声器的指向性主轴夹角为直角。这样任意指向性传声器将拾得与单声道拾音相同的左、右声道的和信号，称为M，而双指向性传声器则拾得左、右声道的差信号，称为S，然后再将和差信号经加减矩阵电路转换成左声道信号和右声道信号。
除了以上拾音方法，还有模拟人头制拾音方法，即用塑料或木材仿照人头形状做成模拟人头，把传声器放在两耳部位获取信号。
双目立体视觉技术的图像获取是由不同位置的两台或者一台摄像机经过移动或旋转拍摄同一幅场景，获取立体图像对的技术。获得图像需要标定，通常先采用单摄像机的标定方法，分别得到两个摄像机的内、外参数，再通过同一世界坐标中的一组定标点来建立两个摄像机之间的位置关系。然后，还需进行特征点提取和立体匹配。
多视点立体系统有多个摄像机阵列获取立体场景。首先需进行摄像机几何参数校正和亮度/色度补偿等预处理，然后再将多路视频信号经多视点视频编码后压缩成视频流。
全息技术用于立体图像的记录，全息摄影指利用光波的干涉，记录被摄物体反射或透射的光波的振幅及相位信息的技术。结合全息投影技术，可以再现三维物体。
2004年加拿大国家科学研究委员会对巴黎罗浮宫的藏品《蒙娜丽莎》进行正反两面扫描，获得了整幅作品高清晰度的立体图像数据[5]。达·芬奇当年使用的“渲染层次”绘画技法，经过3D技术得到信息可视化结果（见图9.2）。(www.chuimin.cn)
图9.2 《蒙娜丽莎》高清晰三维图像数据
除了声音、图形图像外，一些特殊文化的特殊方面也可通过相应传感器获取，如温度、湿度、气味、手感等。
如传统食品制作中的味道可以通过电子鼻拾取，即用气体传感器阵列的响应图案来识别气味。核心器件是气体传感器，有金属氧化物型、电化学型、导电聚合物型、质量型、光离子化型等很多类型。
再如物体的柔韧性、硬度等特性，可通过相应的弹性传感器、硬度传感器获取，再通过一定的方法再现。如人造“超级皮肤”传感器，能精确测量加载的压力，其关键成分是一种透明的单壁碳薄膜，就像微型弹簧，让传感器能精确测量加在其上面的压力。
【注释】
[1]百度百科［EB/OL］.http：//baike.baidu.com.
[2]华强电子网［EB/OL］.http：//www.hqew.com.
[3]工控设备［EB/OL］.http：//www.gkcity.com.
[4]杜炜，杨贵仙.非同期录音中的人声处理［J］.企业导报，2010（1）.
[5]加拿大科学家用三维技术揭《蒙娜丽莎》之谜［EB/OL］.新华网，http：//news.xinhuanet.com/ent/2006－09/28/content＿5146769.htm.
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