表达式计算论文

表达式计算论文（精选4篇）

表达式计算论文 第1篇

●采用不同种类的信息说服, 观察倾听意识的变化

善于倾听无疑是学生深入学习的首要素质, 由于信息的泛滥学生受功利主义影响缺乏耐心, 教师又往往在内容取舍、讲解方式方面不能与学生达成默契, 于是学生的倾听素养不高。为此, 先进行信息说服实验。

实验1:科技信息说服。

内容:播放《云广告》视频, 让学生感受云计算如何改变工作与生活, 涉及无线传输、虚拟实验、大数据、物联网、全息影像、柔性电路等内容。

要求:学生针对场景进行讨论, 单个学生提出问题。

效果:气氛高涨, 但发言不踊跃。看完视频, 多数学生有些懈怠, 对讨论不屑一顾, 上网内容多数与问题无关。对其他学生代表的发言关注不高, 共鸣较少。

实验2:励志信息说服。

内容:给以上同一班, 继续播放《布洛克与教练的故事》, 让学生正确认识自己, 了解潜能爆发的要因, 坚持的力量, 重复的鼓励, 要有目标, 要有梦想等励志内容。

要求:笔记三个关键词, 学生讨论, 单个学生谈一下感想。

效果:气氛凝重, 感染很大。比科技信息讨论时, 发言相对积极, 倾听意识变强。

实验3:调整励志与科技信息的说服时序。

内容:在新的班内, 先播放励志视频, 再播放科技信息, 中间时间简要讨论与发言, 不做细致讨论。

要求:笔记两个视频各三个关键词, 学生讨论, 学生独立发言感想。

效果:先受到励志信息的说服, 学生多数有了很强的自尊心和关于梦想、潜能等心理暗示, 对科技信息观看专注度提升很大, 笔记也更加清晰, 发言踊跃。

从对比实验来看, 第一, 学生由于以往的自由倾听的惯性, 在没有信息说服的情况下注意力的集中度与活动的参与度是一般及以下的。第二, 不同的信息内容劝服的效果不一样, 前沿科技类以新奇的视野对学生的认识观有一般以上的说服力, 但是励志方面的信息加以音乐、字幕、故事情节等渲染作用, 说服力变得更强。第三, 首先用塑造性更强的励志信息说服, 有助于后续对科技信息关注力的提高, 起到铺垫作用。

可见, 利用信息说服学生的情感与行为, 不仅信息的内容, 信息之间的关联、时序、配合更加重要。

●采用网络说服技术, 观察信息表达的科学性

通过几个班的实验, 发现学生在发言时的信息表达, 尤其是针对科学的信息表达存在一些缺陷, 其中最主要的原因是对科学新概念的不熟悉, 现实生活中即使存在相似技术也不易联系。例如, 对“咖啡杯的温度变化显示”感觉很惊奇, 但并不能联系到数字温度计或者物理中的传感器的知识, 以科学知识分析问题、表达观点的能力较弱也影响了发言的积极性。为此, 我们改进了实验, 采取边听边记, 并阶段停顿使用网络搜索技术改进表达的准备。

实验4:边听边记边查, 用技术协助思维与信息共鸣。

内容:播放Did you know (PPT版) 或《云广告》, 分段暂停, 等学生根据笔记使用百度搜索感兴趣的新科技名词的信息。

要求:每位学生至少记录三个词汇, 能够对一个词汇用自己的语言谈一下感想。

效果:在搜索技术的帮助下, 学生对感兴趣的词汇能够及时查找相关信息, 通过图示、事例和原理等略读, 大体把握概念, 发言针对科学内容, 减少了“很重要”等形式化观点, 也提高了成就感。

通过在倾听中留白, 给学生思考、记录、查询的时间, 通过搜索技术说服改善了思维的广度与深度, 为发言提供了资源, 在技术说服下主动探索与交流的意识与行为得到很大的加强。例如, 有一位学生搜索《云广告》中的虚拟学习的投影小狗, 查询得知这属于“全息影像”技术, 争先发言并展示了更多类似的图片与视频。再如, 有一个学生对Didyouknow中的“变化是不可改变的”一句有兴趣, 联想到光的传播速度, 用搜索到的知识表达了他的观点:“我们看到的夜空中的许多星体都离我们很远, 所以我们看到的都是它们过去的样子。目前人类能观测到的最远星体距离地球137亿光年, 所以人们看到的就是此星体137亿年前的景象。”接着, 他用自己的观点进行了表达:“我们周围应该没有永恒的东西, 现在我看到的你也不是现在的你, 光传到我眼里的是过去的你。”这个观点引起了很多学生的震惊。甚至, 我联合另一个小组对他的观点点评, 从细胞更新的角度“预言”:“明天, 我们再遇见都是一个全新的你, 每一个人都重新做人了!”

在技术的说服下, 我们的思考方式发生了很多的变化, 更容易相互讨论话题, 更容易理解新事物, 也更容易找到有助于自己表达的证据和方法。

●反说服技术考验讨论, 保持思维的独立与感性

在信息技术课堂上学生偷偷上网这是一个普遍的现象, 以前我们采取的主要措施是上非网络课的时间断开因特网接口。但是, 学生一样通过扫雷等小游戏来填充课堂的闲暇时光, 甚至本末倒置上课不专心。为此, 开学之初我们思考计算机说服技术的情感要素之一是“沉迷”心理, 通过暗示、考验和公约方式进行反说服试验。

实验5:开着网络看投影, 考验自己的专注力。

内容:以前, 有的班经常有人偷偷上网, 不得不断网。本学期网络全程开放, 从第一课以观看投影、网络检索和表达交流开始考验自己的专注力。首先进行公共契约, 规定上课上网的约定;关于游戏, 可以专门提供时间进行训练或比赛;对超过一定违规比率的班在上课时间上给以限定;在公共讨论时间以大屏幕投影各机器画面, 给游戏、聊天者曝光。

要求:只能使用网络技术查询、记录和表达信息, 第一节课禁止QQ、游戏、淘宝等无关技术的使用。

效果:学生对网络都有“粘连”、“留恋”、“不上白不上”心理, 只要有网络即使没有主要的任务, 仍然喜欢在网上“闲逛”, 这与有人不需要买衣服一样喜欢在淘宝或者商场闲逛是一样的心理。在把课堂纪律改为约定, 并上升到公共契约, 学生的认可度更高了;在约定条件下进行技术监控与技术限制进行契约的兑付, 保证了契约的限制功能。

作为技术课堂, 某一项技术的限制实验并非单一目的, 而是为了对技术说服的深刻理解与运用。特别是, 由此在师生之间达成一种契约是有利用克服不良技术说服的, 其实这是一种反说服的现象, 并引起了相关的讨论, 如优良技术说服方面“日志点赞找到成就感”“超链技术提高敏感与发散”。

不良技术说服方面, “有些男孩因为3D游戏审美提高, 只爱数字虚拟美女了, 所以眼界高了”。学生都说这个很有道理啊。实际上, “网瘾是计算机技术说服结果, 刷博、淘宝、电子理财也是”, “数码摄影提高审美创作力”, 但是, “地图导航降低地理空间感”, “电子宠物改善生活规律”。在师生众说纷纭中, 大家对计算机 (信息) 说服技术这个泛概念, 确实也有了一种感受技术在说服人发生改变。即使在i Watch、谷歌眼镜等超级个人技术发展的未来, 我们在被说服与反说服的抗衡之间还是要注意保持人独立的特性。

表达式计算论文 第2篇

关键词：面向对象；软件质量；程序设计

一、面向对象编程概述

面向对象技术认为，对象是对客观世界中事物的抽象，是相对独立的实体。对象同时具有状态和行为。世界是由对象构成的一张关系网，对象间通过消息进行通信。面向对象哲学观认为，客观世界中的任何事物都是对象，事物间的任何复杂关系都可以抽象为对象间的关系。

二、面向对象编程表达方法

（一）核心理念

软件具有很高的抽象性，面向对象编程的抽象性有二：首先是对现实世界事物结构和行为做出合理的分析与理解，建立初步的对象模型；然后在此对象模型基础上，发现和设计出合理的问题解决方案。因此，面向对象编程的核心理念就是将现实世界中的事物结构和行为合理地映射为机器世界中的对象结构和行为。这种映射既包含着现实世界中事物的关键特性，又包含着解决实际问题所必要的设计要素。例如，一个企业工资管理系统中，既包含了员工、工资等核心对象，又包含了数据访问对象、用户界面对象等必要的辅助对象，构成了一个完整的问题解决方案。

这时，这段代码被赋予了实际意义，反映了现实世界中存在学生这类事物，并有一个学生叫Tom。代码的表达力增强了。类似地，对于其他各种名字（如方法名、接口名、参数名等），都应当进行合理地命名，尽量反映现实世界。

一个对象内部组合了另一个对象后，该对象就能够与被组合的对象进行协作，完成各种业务功能，如结构合成、职责委托、功能适配等。但是，对象组合会造成对象间的强耦合，虽然我们可以采用接口隔离、依赖注入、观察者模式等技术手段来解耦，但这又不可避免地增加了设计的复杂性。因此，采用对象组合的表达方法时应该从两个角度慎重思考：首先，现实世界中的两个事物之间是否具有结构或行为上密不可分的协作关系；其次，两个对象间的这种组合表达方法是否有利于实际问题的解决。

因此，可以借鉴生物学中的知识做如下隐喻：对象继承是遗传，方法覆盖是变异。但是，对象继承是有严格的前提条件的：首先，从分类上看，子类事物一定从属于父类事物。其次，父类事物包含的全部特性一定都适合子类事物。例如，从数学分类看，正方形一定从属于长方形。但是，长方形中包含长和宽这样的特性，而在正方形中已经没有长和宽的概念，而只有边长这个特性。所以，若不假思索就让正方形继承长方形，会导致正方形对象中也会出现长和宽两种特性，从而与现实世界中的正方形概念发生冲突。可见，对象继承的表达方法并不是一个纯技术问题，而是对现实事物之间的分类和行为进行了深入分析理解后做出的一个重要的设计决策。

三、总结

改进代码质量的一个重要方法就是提升代码的表达力。计算机专业学生在学习面向对象编程技术时，应当牢牢把握住的一个核心理念就是将现实世界事物的结构和行为合理地映射为机器世界中对象的结构和行为。在此核心理念的指导下，我们对于类与对象命名、对象组合、对象继承等面向对象编程技术，探讨了增强编程表达力的各种表达方法。教学实践表明，计算机专业学生运用这些表达方法可以有效地提升程序代码的表达力。

参考文献：

[1]Shore， James，Shane Warden. The Art of Agile Development. O’Reilly Media， 2007.

[2]Meszaros， Gerard. xUnit Test Patterns：Refactoring Test Code. Addison-Wesley， 2007.

[3]Martin， Robert C. Agile Software Development： Principles，

Patterns and Practices. Prentice Hall， 2002.

表达式计算论文 第3篇

1 培养兴趣, 树立成就感

在计算机辅助的教学过程中, 部分学生在学习复杂而枯燥的操作命令时, 会机械性学习, 前一个命令没学好, 后一个命令就跟不上, 学习起来很费劲。教师要帮助学生明确学习目标, 树立学习信心, 明确计算机辅助设计的重要性——是作为设计师表达思想的工具, 表现效果的好坏直接关系到作品的质量, 要让学生从根本上认清其作用。

成就感就是指一个人做完一件事情或者做一件事情时, 为自己所做的事情感到愉快或成功的感觉。开始学生对繁琐的步骤与命令会感到枯燥, 这需要培养学生的兴趣, 比如设计下自己的宿舍、食堂、或者家里的卧室等, 学生从身边熟悉的简单事物开始做起, 或者改良设计现状, 比如改良设计目前的教室、再设计未来的教室等, 这样学习过程中就会很轻松, 看到自己做的作品会有成就感, 学生一定要树立信心, 培养兴趣, 调动设计积极性。

2 多观察、熏陶, 感受体验设计

环境艺术设计专业与社会应用性接触紧密, 因此需要教师针对软件重点部分结合专业特点给学生进行系统化的知识梳理, 积累资料, 培养对环境的洞察能力, 将体验设计融入其中, 带学生到实际的公共、商业、展示、室内设计等空间参观、研究, 记录数据, 查找规律, 总结设计资料, 通过长时间熏陶让学生把握到设计的内涵。

3 三维软件、二维软件结合表达

打破以往单一软件的孤立教学模式, 将三维与二维软件结合, 体现互补优势。应充分利用计算机的优势, 有效结合软件, 交叉运用, 以得到最终效果为目的, 企业、市场需求为导向, 从结果出发采用倒叙方式, 综合三维、二维软件有效互补进行教学,

4 教学过程采用倒叙的手法, 融入专业项目实践

正叙的教学过程会让学生觉得命令枯燥无味, 需要一步一步走, 一旦见不到效果就会失望, 采用倒叙的教学方法让学生先看到结果, 然后一步一步拆解, 学生会积极研究、思考如何做成这个效果, 产生兴趣。另外, 教学过程一定要理论联系实践, 结合实际案例探索更好的制图表现方法、快速表现方式, 针对企业项目进行教学, 走产、学、研道路, 也可结合设计竞赛, 能够让学生在实践中摸索属于自己的方法, 让学生自主学习, 学有所用, 在实践中学习积累知识。

5 重点在建模和渲染, 多做方案比较

建模:在环境艺术设计专业计算机辅助教学中, 建模能力的培养很重要, 很多学生经常在模型素材库中直接选用别人建好的模型导入场景进行制作, 最终导致学生对于一些难度较大的模型或罕见的创意无从下手。因为模型库中的模型是最普遍的素材且材料一致, 导致作品千篇一面, 极大限制设计者的思维, 使设计者完全依赖于模型库。培养学生建模能力是重要环节, 多培养曲面异形和空间造型能力, 将模型细致分为建筑、商业、家庭、景观等模型。过多的模型细节, 会导致后期渲染时间倍增, 影响工作效率。因此, 教师需要在教学中锻炼学生三维建模优化与细化并存的制作素养, 让学生在建模环节中能够把握好模型的面数分配, 在保留一定模型细节的同时也能够做到计算机低资源消耗。

渲染:渲染教学是最出效果的环节, 可以让学生看到所建立的模型成为几乎接近真实的画面效果。在渲染教学中提倡学生利用真实光线、材质下的渲染画面推敲自己的设计缺陷, 完善相应的设计细节。教学过程中要模仿真实场景, 用参观人的视角进行制作, 注重比例、视角等表达。制作过程抓重点, 重要部分增加音乐配合画面效果。

6 设计有特点, 风格要统一

作为作品就有一定的设计特点, 还要掌握当代语义及设计风格, 风格虽表现于形式, 但风格具有艺术、文化、社会发展等深刻的内涵, 从这一深层含义来说, 风格又不停留或等同于形式。同时, 往往一种风格或流派形成, 它又能积极或消极地转而影响文化、艺术以及诸多的社会因素, 并不仅仅局限于作为一种形式表现和视觉上的感受。环境设计的风格主要分为:传统、现代、后现代、自然等风格以及混合型风格等。现代环境设计从所表现的艺术特点分析, 也有多种流派, 主要有:高技派、新洛可可派、超现实派、解构主义派以及装饰艺术派等。

7 结合尺寸、施工材料与工艺教学

教学过程中, 多让学生了解施工尺寸、材料与工艺, 结合实际进行设计, 便于设计图与今后施工衔接。

8 通过计算机手绘、建立草模型缩短周期, 辅助设计构架

在教学过程中, 建议通过计算机手绘将设计者思路先勾勒出来, 计算机手绘对设计交流、思路探讨、方案确立, 起到重要因素。

9 交叉学科的培养

有效将产品设计、视觉设计与环境设计相结合, 总结效果规律, 比如哪些视角更具有视觉冲击力, 哪些造型是设计发展趋势, 有概念感。教学中可增添其它专业知识对设计过程中的视觉表现、成型工艺等起到积极的作用。

10 结语

在计算机技术日益精进的今天, 我们已经完全可以领略到计算机带来的方便与快捷。计算机辅助设计是专业设计表达环节中的重中之重, 同传统的表达形式相比, 所体现出的是快速、高效、精确的益处。设计师将自己的设计思维通过计算机制作出效果图, 演示图等以一种生动而直观的方式说明设计方案构思, 表达设计信息。环境艺术设计离不开计算机辅助设计表达, 研究有效的教学方式、方法是专业发展的必要。

参考文献

[1]刘硕.环境艺术设计专业教学方法改革初探[J].工业设计, 2015 (6) :99-100.

[2]刘小斌.浅谈市场需求下环境艺术设计教学的改革途径[J].才智, 2015 (22) :87.

[3]龙鸣.环境艺术设计专业教学方法向应用技术转型的建议[J].高教学刊, 2015 (17) :120-121.

[4]邢博川.关于环境艺术设计教育教学方式的思考[J].美术教育研究, 2015 (10) :65.

表达式计算论文 第4篇

自动作曲是目前人工智能研究的一个重要课题,不少的研究成果以理论的方式被提出来。然而在声音信息的表达层面,已有的自动作曲系统只能生成MIDI文件,而MIDI只能记录乐谱信息而离高质量的商业音乐作品还有相当的距离,完成MIDI到高质量音频文件的一般方法是由虚拟乐器演奏MIDI乐谱再进行专业性的人工混音以保证声音的质量。根据国内音乐制作网站MIDIFAN.COM和著名音乐制作工具软件品牌Cakewalk公布的数据,国内编曲相当于自动作曲软件生成MIDI的过程一般价格在300-1000元内,而录音混音则需要500-2000元,国外的价格比例也相差不多。混音在唱片工业中占有较大的成本,甚至有时超过乐谱本身的成本。为机器生成的乐谱耗费大量的人工混音是一件本末倒置的事情,而自动混音系统则是为节省这种不合理的支出做出的一个尝试。

2 系统实现

2.1 系统结构

在这一部分将主要论述自动作曲系统的混音系统的主要结构。

图1指出了系统的输入输出及构成系统的3个部分:

(1)基于MIDI文件的自动作曲系统。实验系统采用普林斯顿大学研究的iBeethoven系统产生的MIDI序列,作为整个系统的起始输入。

(2)MIDI分析模块与虚拟演奏程序,此部分处理MIDI序列,为每轨音符调用VSTi进行虚拟演奏生成高质量的乐器音色。

(3)DirectSound虚拟演奏室与混音器根据David Gibson建立的混音理论创建几种常用的混音模式,对得到的多个分轨音频进行虚拟置位与混音,最后输出成品音频。

试验系统主要实现后两个部分。

2.2 MIDI序列处理

输入自动作曲系统得到的MIDI文件,将传递给MIDI格式[8]分析程序抽取必要信息包括轨道(Channel)数、乐器(GM音色表)、每个音符事件(Note Event)的力度、声相。然后可以使用VSTi生成对应乐器的音频文件。该过程可以实现为:

(1)使用操作系统I/O控制接口读文件,如fopen(U-NIX)、CreateFile(Windows API)来读取文件。分析文件并创建相应的音符事件。

(2)创建事件响应并送往虚拟乐器开发包(VST SDK)中提供的AudioEffectX接口进行处理。

2.3 虚拟演奏室及混音器

2.3.1 David Gibson的空间混音理论与DirectSound音效

人在听到一个音响时会产生相应的心理活动并在大脑中形成一个空间的印象。这也是为什么可以通过听觉确定发声体的位置。根据David Gibson《The Art Of Mixing》[1]一书中的理论,影响人心理的听觉感受的参数包括频率、响度与声相。可以通过寻找这些参数与DirectSound提供的音效接口参数建立关联实现混音器。

DirectSound提供2种音效接口、3D音效和FX音效,系统涉及的FX音效为EQ:

(1)DirectSound 3D音效编程接口

DirectSound面向程序员提供一个3D虚拟音效编程接口,可以通过三元组(x,y,z)来控制声音响度与声相。

(2)EQ音效

均衡器(EQ)的作用是使用快速傅里叶变换(FFT)突出或削弱声音的某一特定频率,在DirectSound中有三个参数调节:中心频率M、频宽W和增益G。这些参数可以控制声音的频率。

David Gibson对于乐器的最佳音色表现的频率、距离(响度与声相)做了归纳,只需要调节不同乐器的参数使其达到这个数据就可以获得专业混音效果。因此只要建立坐标三元组(x,y,z)以及EQ(M,W,G)与这些参数的数学关系,混音系统就可以通过程序实现,且对于新加入的乐器参数有扩展能力。

2.3.2 对接口所需参数的建模

(1)距离与音响的关系

DirectSound支持最远与最近空间范围的自定义,音量与距离表示成非线性关系,近似一个对数关系。DirectSound在内部实现了这个函数变换,在这里可以设该函数为V(d),其中d为距离,函数V用于换算音量大小。由于距离d可以通过球坐标(x,y,z)代表的向量和求出,对于V(d)的定义可转换为V(x,y,z),此函数已由DirectSound直接实现。其中,x轴指向听觉者的正右,y指向正上,z指向正前。

图2是函数V(d)曲线的示意图。

(2)频响(Frequency Responding)与垂直定位

不同乐器需要通过调整EQ控制其在y轴位置上的音色表现力,可自定义以音量V、音色号vn与y轴坐标为参变量的函数来定义EQ函数,定义EQ函数包括3个成员:中心频率M、频宽W、增益G。根据David Gibson提供的乐器频响与垂直方向的关系,以对数将垂直方向划分给特定频段。归纳出其关系公式,使M可通过关于y的指数运算式(1)得到,见逆运算见式(2):

频宽W可根据音色编号查表得到

有些乐器只有最佳表现频段,由于是连续数值,需要计算在频段W上的积分,由此,根据式(1)与(2)做出积分式:

其中与为频率积分区间,且,式(3)将连续频段上的转换为与空间参数y相关,可以构造一个虚拟乐器的垂直尺寸。

增益G也可以通过查表得到,但是这里要加入音量V作为参考,将原来表中的数值与V做比较得到音量的相对增益。

(3)多普勒效应

可使用发声体与接收者间的相对速度参数v的函数确定发声音频的变换。DirectSound在内部实现了多普勒的模拟,不需要程序员介入。

2.4 实验效果

通过对上述模型做软件实现,并比较实验系统自动混音所得音频与手工混音成果,结果如表1。

实验结果表明自动混音系统可以节省一定的空间与时间,但在成品质量上与手工混音作品只存在一些细微差距。但是实际上不同混音师的技术好坏会对作品的质量产生巨大影响,因此自动混音系统的性能相对稳定并且适应性较强,低廉的成本非常适合用作自动作曲系统或不懂混音技术的作曲家。

3 结语

通过实验系统证明,混音工程是可以通过软件模拟的。然而,由于只是一次尝试,混音系统也存在一些不足,如成品音乐的响度不均匀、接口不友好等问题,可以通过对最后的音频做压缩音效(Compressor)处理和重构工程并抽象出外部接口调用等方式改进。

摘要：自动混音系统的研究从David Gibson的理论依据入手,建立了实现该系统的软件模型及数学模型,并构造一个三部分基于MIDI文件的自动作曲模块、MIDI解析及虚拟乐器演奏模块和基于DirectSound技术的混音模块组成的实验系统。研究还将就实验系统本身的不足提出可行的改进方向。

关键词：自动作曲,混音系统,MIDI事件,虚拟乐器,音调与频率,声音效果,DirectSound,API

参考文献

[1]David Gibson.The Art Of Mixing.Published by Mike Law-son,1997.

[2]Francis Rumsey.Midi Systems and Control,Addison Wes-ley,Focal Press,1994.

[3]僇天瑞.律学.人民音乐出版社,1996.

[4]Microsoft.DirectSound3D Listeners,Microsoft DirectX SDK,2008.

[5]Charles Petzold.Programming Windows,Microsoft,1998.

[6]Jeffrey Richter.Programming Applications for Microsoft Win-dows,Microsoft,1999.

[7]马少平,朱小燕.人工智能.清华大学出版社,2004.