数字孪生和全息技术融合下智慧教学模式推动英语教学改革研究

近几年,智慧教学作为一种新兴教学方式,已经在我国逐渐兴起并发展,并在高等英语教育中取得了较高的进展。数字孪生作为一种新兴的信息技术,有着广阔的应用前景和变革动力。在高校英语教学中运用数字孪生技术,可以为新时期的教育改革与发展提出新的思路与方法。全息技术以其全沉浸、全数字化、全交互式等特点,正逐步向教育领域扩展,为教学带来新的变革。将数字孪生和全息技术充分融合,有利于推动智慧教学模式背景下的高校英语整体改革。

数字全息技术在外语教学中的应用

情景教学法是将教学内容寓于具体直观形象的场景之中,通过创设虚拟的学习环境,激发学生学习兴趣,调动学生积极性,达成教学目标的方法,是外语教学经常利用的方法。利用数字全息技术进行虚拟情境模拟较之传统的情境素材平面展现技术具有三维立体成像、身临其境的画面感、同步交流等特点,提升了学习者对所学内容的认知获取输出度。此外,还可以丰富外语教学资源,提高教学质量,促进学生自主学习,辅助教师教学设计和评估,促进教师职业角色转变。

全息技术:超越现实感的三维成像

近日,日本东京大学一个研究小组在国际光学期刊《光学快报》介绍了基于计算机生成的全息技术。这种新技术只需使用一部苹果手机和一种名为空间光调制器的光学元件,就能再现由两个全息层组成的三维彩色图像。无论增强现实还是虚拟现实的显示器,用于游戏、教育还是其他应用,结合3D显示器都能实现更加逼真的用户体验。

对当前开发模压全息技术的一些看法

本文介绍了模压全息的新应用,提供了制作模压全息的新技术和有关设备。

基于波束形成和波叠加法的复合声全息技术

近场声全息是一种准确的噪声源识别技术。然而,由于存在测量要求严格、测点数多等缺点,一定程度上限制了它在工业现场的广泛应用。基于此,提出一种基于波束形成和波叠加法的复合声全息技术。首先利用传声器阵列获取声压场信息;再通过波束形成对声源进行定位;然后在这些声源位置附近配置等效源;最后应用波叠加法进行声场重构。该技术的优点是只需要少量传声器,在中、远距离测量,可以方便快速地实现声场重构。采用两个脉动球的声源模型进行了数值仿真,并在半消声室内采用音箱模拟噪声源进行了实验,都准确地重构了模型的外部声场。这表明,该技术可以准确地对辐射体进行声场重构,为其在工业现场中的应用奠定了基础。

声全息技术的研究现状与展望

简单地回顾了全息术的基本原理,全息术的应用范围及发展历史。对声全息技术进行了分类,并对各类声全息技术的特点进行了评述,就近场声全息技术(NAH)中常用的各类重建计算方法及适用范围、声全息数据的各类采集方法、特点及声全息成像的分辨率、各类声场全息图像的表达方法等问题的研究现状进行了详尽的分析,并重点分析了基于声压测量的近场声全息技术和基于声强测量的近场声全息技术(BAHIM)的研究现状,从而指出了这两种近场声全息技术有待进一步深入研究的问题,并对NAH及BAHIM技术发展前景进行了展望。

激光全息技术的应用及发展趋势的研究

举例介绍了激光全息技术在几个学科和产业领域的应用现状,分析了几个应用实例中的突出优点和存在的问题,讨论了几个学科领域激光全息技术的发展趋势。结论表明:随着激光全息技术不断与其它学科技术,尤其是其它学科最新技术的交叉和综合运用,激光全息技术的应用前景是很大的。目的是明确激光全息技术的发展方向,不断推动激光全息技术的发展和应用。

分部优化正则化在近场声全息技术中的应用

在基于等效源法近场声全息技术的基础上,对稳定重建过程不适定性的正则化技术进行深入研究。为改善正则化效果,综合考虑Tikhonov正则化和截断奇异值法,提出一种新的分部优化正则化技术。该技术兼取了两种方法的优点,比Tikhonov正则化稳定,避免了过滤波等正则化失效的情况;比截断奇异值法精度高,包含了更多的细节信息。通过对简支板的数值仿真,分别和Tikhonov正则化和截断奇异值法进行了比较,说明了本文所提方法稳定性较好和精度较高的优点。最后通过实验研究进一步证明了本文方法的有效性和正确性。

全息技术在智慧教育中的应用研究

科技的高速发展,新技术的不断涌现,导致社会环境不断发展变化。不断将新技术适当而有机地整合到现行的教育系统,可以使教学手段、教学方法乃至新教育理念等方面得到很好的的扩充,并使之更加多元化、科学化。文章从全息技术相关概念入手,分析了全息技术在公共场合、医学、先进设备等领域的应用现状,从智慧学习、智慧课堂、智慧教室和智慧实验室等方面探讨了全息技术在智慧教育中的应用现状,并对全息技术的未来应用趋势进行了展望。

柱面内声全息技术在声源识别与定位中的应用

介绍了柱面内声全息技术的基本原理,对其实施过程中的数据采集、算法实现和滤波等关键技术进行了研究;并通过数值仿真的形式研究了该技术在柱形声源内辐射声场的重建,柱形声源的识别和定位过程中的有效性、可行性和准确性。研究的结果表明,柱面内声全息技术在柱形声源内辐射声场的重建。

激光反射全息技术在超声换能器近场测量中的应用

研究了基于光学反射层析法的超声换能器近场测量方法。介绍了激光反射层析法测量超声场声压分布的原理,建立了一套实验测量系统,利用激光测振仪完成了对一多基元平面活塞换能器近场声压的测量,得到了该换能器辐射面附近声压的幅度和相位分布。使用探针式水听器对相同位置处的声压进行了直接测量,验证了激光层析法测量结果的正确性;声场反演结果进一步表明使用激光反射层析法适用于对换能器辐射面声压分布和阵元工作状况进行预报。

激光全息技术的发展与应用

介绍了近年来国内外激光全息的新技术、新产品和新方法 ,分析了其中需解决的关键技术和发展趋势 ,以利于拓宽思路 ,不断进行技术创新 ,开创激光全息技术应用的新局面。

“非遗”语境下傩文化的立体化产业与全息技术应用

傩文化是一种民间常见而又十分特别的文化类型,是中国传统文化的组成部分。傩文化在历史进程中由于各种原因呈现跌宕起伏之势,但最终被保留至今,成为中国非物质文化遗产的一部分。本文立足于当代傩文化的发展现状,试图寻找傩文化与现代文明的契合点,将全息投影技术运用在傩文化的保护、展示、商业应用等多个方面,使傩文化的传承得以突破时间和空间的限制,并实现以傩文化为媒介的产业化发展。

基于滤波成像的大视角数字全息技术

为提高数字全息再现像视角,提出一种基于滤波成像的数字全息技术来实现大视角的三维物体面型测量.利用离轴像面数字全息技术,通过在4F相干图像处理系统的空间频谱面处放置可移动的低通滤波器,使满足CCD分辨率的物光波与参考光波干涉形成全息图,并控制低通滤波及成像区域分别记录不同谱段的子全息图.再现时,首先对子全息图进行数字傅里叶变换,重构对应频谱段,并对频谱段进行拼接形成完整的物光频谱;而后通过数字再现获得大视角的数字全息再现像.利用该方法测量了圆柱形表面(光滑的缝纫针)的三维形貌,并取得了较好的实验结果.

基于数字显微全息技术的相位光栅结构测量

以相位光栅为实验对象,开展了基于数字显微全息技术的相位物体三维显微结构信息的再现研究.在Mach-Zender透射式实验系统的基础上,分别采用显微物镜和无透镜放大方式,对相位光栅进行放大,以提高系统横向分辨率.在显微物镜放大系统中,菲涅耳近似数值再现算法与双波长技术相结合,抑制主要系统噪音,获得相位光栅的显微结构三维分布.在无透镜放大数字显微全息系统中,分别利用菲涅耳近似法和卷积方法再现原始物波前,并提出相减法消除系统主要球面误差,获得相位光栅的深度信息.实验结果与Veeco干涉仪测试结果比对表明,光栅周期和深度结构与干涉仪测试数据相符.

模压全息技术与生产现状

激光模压全息技术的产业化在国内迅速发展，本文评述了国内模压全息技术与生产的现状，并提出一些具体建议。

采用激光全息技术的实时指纹取像系统

所研制的实时指纹取像系统利用传统的光学全反射原理和激光全息光栅反射技术相结合的研究方法 ,解决了传统光学全反射指纹取像系统所存在的问题。给出了新型光学指纹取像系统的研究方法和光学设计的光路图。所研制的实时指纹取像系统图像具有无畸变、无失真。

激光数码全息技术在两相流三维空间速度测量中的应用

研究了利用激光数码全息技术实现两相流三维空间速度场测量的方法.用1台脉冲激光器照射两相流,平面光和颗粒衍射光发生干涉,在数码相机的CCD平面上生成全息图像.用1台跨帧数码像机连续拍摄两相流全息图像,对全息图应用基于小波变换的三维图像重建算法,在计算机上实现物体三维图像的重建,再利用图像互相关测速技术从连续的重建三维图像中提取两相流三维空间的速度场.实验中将2只置于不同空间位置的喷嘴向不同方向喷射雾化的气液两相流,并对生成的流场进行测量.结果表明该方法可以实现两相流三维空间速度场测量.

基于全息技术的光学加密系统实值编码

提出一种基于全息技术用于光学图像加密的实值编码方法.待编码的数字图像与一个大小相同、灰度值为零的图像组成一幅新的图像,然后与一个随机相位掩膜一起通过光学透镜作傅里叶变换,取变换结果的实部作为编码输出图像·利用全息记录的方法解码,即编码输出图像和随机相位掩膜的傅里叶变换相加通过光学透镜作傅里叶反变换,记录反变换的光强分布,再通过非线性变换或灰度变换的方法可以恢复原图像·

激光全息技术测定聚合物系脱挥中气泡场的若干问题

探讨了在聚合物系脱挥过程中获得高质量的三维气泡全息图的几种途径和折射率的变化率，分析了实验装置与光路设计、全息图的衍射效率和分辨率对提高全息图质量的影响，推导了最佳衍射效率的计算公式。