现代科技的加速发展给现代社会带来了新的契机，人类迈入了以科学技术为主导的科技时代。下面是我精心推荐的大学科技论文1500字，希望你能有所感触!
论廊坊科技发展的软实力
【摘要】本课题通过调研 总结 廊坊科技发展的历史逻辑与现状，发现截至目前支持廊坊科技发展的金融生态环境并不完善，制度环境和人文环境还相对缺陷，没有一套成形的廊坊科技风险投资机制，提出构建廊坊科技发展的人文环境――科技风险投资机制的软实力在于应形成廊坊自己的城市社会资本，并进一步提出在城市化过程中，不同城市所形成的社会资本的不同存量，决定着城市之间的发展差异，最后对社会资本的概念、存在形式及测量进行了探讨。
【关键词】科技发展;社会资本;科技风险投资;软实力
随着全球化不断发展，科技创新在促进区域经济和社会发展中已经成为支撑区域经济增长、提高产业整体竞争力的基础性条件，是全球化条件下决定区域参与国际产业分工地位的重要因素。廊坊地处京津走廊腹地，有着得天独厚的地理区位优势，在环首都经济圈、环渤海湾经济圈等大形式下，科技发展成为廊坊区域经济和社会发展的基础。那么廊坊科技发展的历史和现状如何呢?
一、廊坊科技发展的历史逻辑与现状
目前廊坊科技发展经历了三个里程碑，三个阶段，即从市场环境构建到要素完善到协同发展阶段。
第一个里程碑是廊坊科技谷的建立，标志着廊坊科技发展的市场构建成功。在“十一五”期间以廊坊科技谷的建立为标志，廊坊进入科技发展带动区域发展的阶段。2007年初，廊坊科技谷被联合国列为“联合国推进高新技术产业化及国际合作示范项目”，是集 财税 政策、资源保障、资金融通、政务服务等方面的扶持于一体的科技创新与实现的场所。随后中科院工程热物理研究所、中国制浆造纸研究所、国家热工流量仪表检测(研发)中心等单位的中试研发机构相继入驻廊坊科技谷。[1]但是，支持科技创新发展的风险投资机构相对缺乏。
政府职能部门及风险投资公司的设立与运行，标志着廊坊科技发展进入要素完善的阶段。截至目前廊坊与科技发展相关的政府职能部门到社会团体，有廊坊科技局、中小 企业管理 局、中小企业投融资促进会，它们分工协作，共促廊坊科技创新与发展。而河北金冀达创业投资有限公司的成立，是廊坊科技发展的第二个里程碑。2009年9月1日，由廊坊市科技局引进，由天津海达投资管理有限公司与河北省科技投资中心共同出资设立，注册资金1亿元，河北金冀达创业投资有限公司注册成立，它是当时廊坊资产规模最大的科技风险投资机构，主要从事高新技术产业的投资和创业投资咨询，为创业企业提供创业管理服务。[2]截至2011年6月23日，在通过年审的河北省15家创业投资企业中，廊坊有4家，分别为廊坊开发区科技创业有限公司、荣盛创业投资有限公司(原廊坊荣盛创业投资有限公司)、廊坊市发展创业投资有限责任公司、河北金冀达创业投资有限公司。与同一省份其他地区相比，廊坊市的风险投资企业数量相对较多。
第三个里程碑是廊坊与中关村科技园区域战略合作关系的建立，标志着廊坊科技发展进入协同发展阶段。2011年7月2日中关村科技园区管委会与廊坊市政府签署《区域战略合作框架协议》，正式建立区域战略合作关系。这将促进廊坊市高新技术产业发展，进一步优化产业结构布局、转变经济增长方式，打造廊坊生态型城市。同时，推动首都经济圈技术创新体系、技术转移和成果转化服务体系的进一步完善，推动首都经济圈的发展。[3]
但是，笔者通过文献查阅和电话访谈廊坊市投融资有关部门、相关政府部门、风险投资公司，发现截至目前支持廊坊科技发展的金融生态环境并不完善，制度环境和人文环境还相对缺陷，没有一套成形的廊坊科技风险投资机制。
二、廊坊科技发展的人文环境――科技风险投资的软实力
风险投资(Venture Capital Investment)是指个人或机构通过一定方式筹集资本，以股权投资的方式将其投入具有高成长潜力的未上市的创业企业，并通过提供管理服务参与企业的经营，以期获取企业创业成功后的高资本增值的一种资本投资方式。科技风险投资是指投资的对象是高科技企业的风险投资。无论在中国还是国外，高新技术的风险投资对一个地区乃至一个国家高新技术转化为生产力起着必不可少的催化作用，完善的风险投资机制是推进高新技术产业化的融资支撑，对区域经济的发展、经济增长的培育、产业结构的调整、创新型社会的建设等具有重要的作用。
本课题认为廊坊科技风险投资机制的软实力建设的关键是应形成廊坊自己的城市社会资本，健康的社会资本环境是引进货币资本的前提和基础。
(一)社会资本的概念
“社会资本是一种通过体制化关系网络的占有而取得实际或潜在的资源的集中。”[4](皮埃尔••布迪厄，1970);“个人拥有的社会结构资源”[5](科尔曼);“朋友、同事和更普遍的联系，通过它们你得到了使用其他形式资本的机会”[6](罗纳德•伯特);“社会资本指的是社会组织的特征。例如信任、规范和网络，他们能够通过推动协调的行动来提高社会的效率。”(罗伯特•D.普特南);“社会资本是一种有助于两个或更多个体之间相互合作、可用事例说明的非正式规范。这种规范从两个朋友之间的互惠性规范一直延伸到那些像____或儒教之类的复杂而精巧的教条，牵涉的范围十分广泛。它们必须能够用现实人际关系中的具体事例来说明。互惠性规范潜在地存在于我与所有人的交往之中，但它只是当我与我的朋友交往时才成为现实。”[7](弗朗西斯•福山);“社会资本是关于互动模式的共享知识、理解、规范、规则和期望，人组成的群体利用这种模式来实现经常性活动。”[8](埃利诺•奥斯特罗姆)“自布迪厄和科尔曼以来，比较有代表性的社会资本概念，指的是个人通过社会联系涉取稀缺资源并由此获益的能力。”[9](边燕杰、丘海雄)
我们不能脱离西方学者提出这些定义的社会背景来理解社会资本，既公民社团的普遍存在，尤其在美国，各种身份、年龄、性格的人可以自由组织、参加任何社团――宗教的、道德的、专业的、普通的、正式的、非正式的等等。这些社团是非官方的，非经济的。西方学者把这个因素作为既定的。这些组织对提高其内部成员获得稀缺资源的能力上有很大的帮助，这种帮助促进了社会、经济良性运转。社会资本的托克维尔模型就证明了“志愿性组织一旦启动，是如何有助于提供社会资本和支撑合作的。组织的价值就在于保证个体在可持续的基础上互动，从而创造合作得以发展的重要条件之一―重复博弈。”[10]因此，维持这些组织运转的机制，或者是组织成员之间的互动模式就被看作是社会资本。例如不管是普特南所举的信任、规范，还是科尔曼所说的义务和期望、信息 渠道 、社会规范等。而边燕杰所说的能力其实是获得社会联系的能力，能为其个体带来收益的是他拥有的社会联系，而不是建立这种联系的能力。况且有些能带来收益的联系不需要什么能力就能建立，例如家庭关系等。从西方学者对社会资本的定义来看，他们都试图用社会资本来说明这些组织、个人与组织之间的关系以及组织之间的关系，对成员个人获得稀缺资源的作用、对经济发展和社会稳定的作用。普特南正是看到美国公民参加社团活动在减少，所以才得出美国的社会资本在下降的结论。那么，究竟是成员之间的关系，或更多关系组成的网络是社会资本，还是维持这些关系的信任、规范，或是成员个体之间的互动模式：互惠、期望是社会资本呢?显然，这些学者都没有完全说清楚这个问题。
社会本身就是一个纷繁复杂的关系网，这些关系可以分为两种：一种是在诸如法律、政策等正式制度约束下的关系，另一种是在诸如信任、 文化 、宗教信仰、道德等非正式制度约束下的关系。社会资本作为资本的一种，就是能为其所有者带来收益或收益预期的非正式制度约束下的人际关系、组织、组织际关系。组织本身就是一种关系，一种一个群体为了达到特定的目标而建立起来的结构关系。这样，社会资本就包括三种关系：人与人之间的人际关系;由一个群体为一定的非赢利目的而组成的民间组织;任何组织之间的非正式的组织际关系。我们把人与人之间的人际关系称为微观社会资本。把后两者称为宏观社会资本。微观社会资本“是由于人们之间的接触、交流、交往、交换等互动过程而发生和发展的”[11]宏观社会资本则是通过成员资格获得的。
(二)城市化与社会资本关系
在城市化过程中，不同城市所形成的社会资本的不同存量，决定着城市之间的发展差异。
有的学者认为“城市化(Urbanization)”不是自古就有的社会过程，而是伴随着工业化而产生的必然现象，是大工业生产方式的客观要求。美国社会学家沃思指出：“城市化意味着农村的生活方式向城市生活方式转变的全过程。”[4]事实上，不同学科是从不同的角度定义城市化的。经济学强调的是产业结构的转变;社会学强调的是生活方式、行为方式的转变;人口学强调的是人口由农村向城市转移。从这些定义中我们可以看出城市和农村的主要区别在于城市的产业基础和生活、行为方式与农村不同。城市在不同的经济发展阶段有不同的产业基础，农业经济时代的城市产业基础是传统商业，工业经济时代的城市产业基础主要是工业，知识经济时代的城市产业基础则是多元的，比如现代工业、信息产业等现代第三产业。而农村的产业基础永远是农业。相应不同的经济基础，城市也有不同的制度基础。所以，我国城市化的重点应该是建构城市的产业基础和制度基础。
制度包括正式制度和非正式制度。如果从整个国家来说，正式制度――国家制定的制度，一般表现为宪法、法律、制定国家决策的方式(投票人数和投票方式)，以及法官、法庭、警察、官僚机构等类似组织实施的管理条例(Philip Keefer，Mary M.Shirley 2000)，正式制度的设计对城市和农村都是一样的。因此在制度基础的构建中，非正式制度的构建尤为重要。非正式制度是指未得到正式机制支持的各种习惯、内化规则、习俗和礼貌等(Wolfgang Kasper，Manfred E.Streit 2000)，表现在人们的生活方式和行为方式上，就是一种人文环境，是城乡区别的标志。非正式制度中社会资本存量多少决定着城市化的发展程度。
(三)城市社会资本的存在形式
目前所用的反映城市化水平的指标一般都是城市人口所占比重这个单一的指标，不能反映城市化的产业基础，更不能反映城市化的制度基础。要想反映真实的城市化水平必须有一些重要的基础性指标。如经济发展水平、产业结构、市民的生活质量和生活方式、城市的基础设施、公共服务管理水平、城市的环境质量及其可持续性等，尤其是产业水平和人们生活的非物质水平。人们之间健康、互信、和谐、自由、平等和安全的关系是城市居民生活的微观社会资本基础;自由的组织、参与或通过民间非赢利组织来获得政府没有或提供不了的各种服务和权利保护是城市居民的宏观社会资本基础。如果前者在农村表现的更好的话，那么就是后者才是城市真正的吸引力。尤其是在消除了城乡的物质差别之后。也就是说高存量的微观社会资本不一定会必然带来经济繁荣。以独立、适量的民间非赢利组织为存在形式的宏观社会资本可以代表其成员和政府进行谈判、讨价还价。而这些谈判核讨价还价的结果就是正式制度，这样正式制度就充分体现了最大多数人的利益，同时也限制了有侵犯私权可能的政府行为。
如果一个城市已经建立了一定的产业基础来满足人们的物质需求，又有相应的社会资本来满足人们的非物质需求，那么这个城市一定是人们所喜欢和向往的城市。
(四)城市社会资本的测量
既然城市社会资本存在于微观的人际关系和宏观的民间非赢利组织，那么它的测量也相应的采用不同的 方法 。
社会资本的建构靠的是信任。信任的表现就是合作。肯尼•思•阿罗认为“在那些经济发展落后的许多社会特征中，缺乏的是信任”[12]“经济学认为信任是在重复博弈中，当事人谋求长期利益最大化的手段。在某种制度下，若博弈会重复发生，则人们会更倾向于相互信任。”[13]
那么怎样才能测量出人际关系的信任和合作程度，实验经济学的一些博弈实验为我们提供了测量方法，如Jean Ensminger1998年在东非的5个村庄所做的4种博弈实验。我们可以采用“基本讨价还价博弈”：“一个参与者被给予一笔固定数目的钱，以他(或她)自己选择的方式与另一个匿名博弈参与者分享。第二个参与者被告知第一个参与者收到的钱的数目和第一个参与者分给第二个参与者的数量。第二个参与者有拒绝第一个参与者的分配方式的权利，如果他拒绝，两个参与者都得不到任何东西。如果第二个参与者接受第一个参与者的建议，他们都可以得到建议者决定的分配数额。”[11]这个博弈模型可以测量出个体在利益约束下的合作意愿水平。
“信任博弈”：“试验者提供一定数额的货币，他(或她)可以保有或者与第二个参与者以某种方式分享。不管他(或她)对第二个参与者提出什么出价，这个出价都会被实验者乘以3，然后第二个参与者有机会向第一个参与者给出一个回报。显然，如果第一个参与者是信任他人的并且第二个参与者是值得信任的，两个人都可以拿走第一个参与者如果出价为0可以独自得到的数额的一倍半。”[11]这个博弈模型可以测量出人们之间的信任程度。
既然城市宏观社会资本以民间非赢利组织的形式存在，我们就可以对不同城市所拥有的民间非赢利组织的数量以及它们的“①组织性，既这些机构都有一定的制度和结构;②私有性，既这些机构都在制度上与国家相分离;③非盈利性，既这些机构都不向他们的经营者或“所有者”提供利润;④自治性，既这些机构都基本上是独立处理各自的事务;⑤自愿性，既这些机构的成员不是法律要求而组成的，这些机构接受一定程度的时间和资金的自愿捐献。”[14]等方面进行测量、对比。我们还可以采用“公共产品博弈”来测量市民参与民间非赢利组织的意愿和积极性：“每个参与者被给予一定数目的现金，他可以把这些现金贡献出一部分或全部给一个‘团体项目’。他们共享出的分额会被实验者乘以2倍并在4个参与者之间平分。所有的贡献都是保密的，除了实验者之外没有人知道每份贡献的数目。”[15]
当然，这些都还有待于实际的操作。实践虽然困难，但是有了方法就有可能对城市社会资本进行测量、对比，进而进行改进和投资。
参考文献：
[1]廊坊科技谷
[2]廊坊市规模最大科技风险投资机构成立.
[3]中关村科技园与廊坊市建立区域战略合作关系.
[4]田凯.科尔曼的社会资本理论及其局限[J].社会科学研究,2001,1.
[5]张文宏.社会资本理论争鸣与 经验 研究[J].新华文摘,2003,10.
[6]李惠斌,扬雪冬.社会资本与社会发展[A].锡德•斯考波尔.自上而下的拆散[C].社会科学文献出版社,2000:45.
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[9]边燕杰,丘海雄.企业的社会资本及其功效[J].中国社会科学,2000,2.
[10]李惠斌,扬雪冬.社会资本与社会发展[A].保罗•F.怀特利.社会资本的起源[C].社会科学文献出版社,2000:51.
[11]科斯,若斯等.制度、契约与组织――从新制度经济学角度的透视[A].琼•恩斯明格.未开垦的实验经济学:为何制度会发生作用[C].北京:经济科学出版社,2003:186-192.
[12]李惠斌,扬雪冬.社会资本与社会发展[A].锡德•斯考波尔.自上而下的拆散[C].社会科学文献出版社,2000:45.
[13]张维迎.产权、政府与信誉[M].生活•读书•新知三联书店,2001:47.
[14]莱斯特•M.萨拉蒙等著.贾西津,魏玉等译.全球公民社会――非盈利部门视界[M].科学文献出版社,2002.
[15]柯武刚,史漫飞.韩朝华译.制度经济学:社会秩序与公共政策[M].北京:商务印书馆出版,2000.
本文系河北省廊坊市科学技术局研究项目“廊坊科技风险投资机制研究”(项目编号：2010023135)的阶段性成果。
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科学不是认识世界的唯一渠道，可其具有公允性与一致性，其为探索客观世界最可靠的实践方法。我整理了高中科学论文1500字，欢迎阅读!
高中科学论文1500字篇一
我沉思于夕阳的血色中。风在耳边演奏，沙在眼前舞蹈。远处，我的家族静静地享受着落日的抚慰。这是一幅多么美的图画——像盛开的康乃馨一样的温馨，又像月光一样的飘逸。我为此而感动，却又为此而流泪。因为我不知道如此的美丽明天是否还会再现。彷徨着，我始终找不到通往阳光的道路。泪水迷茫了双眸，莫名的恐惧紧紧抓住我。我无法逃避，无法挣脱。虽然我们的家族经过千万年的生命奋争，没有向任何困苦低下过头，但这一次却让我们无法承受——人类无休止的捕杀，使我们庞大的群体渐渐消失。疲倦的心已经找不到方向。我想知道：这是为什么?母亲美丽的容颜在我眼前闪动。我呼唤她，呼唤她那双明亮的眼睛能给予我们答案。我留念那一刻，留念可可西里这个美丽少女的面庞和那在她身边缓缓流淌的清流。
我带着昆仑山的祝福降生在可可西里。母亲轻轻地舔吮着我，阳光在我眼中微笑，小草的欢唱伴着风传到很远很远，母亲慈祥的目光透出喜悦的光芒，激动的泪水流淌在我的脸颊上。我用好奇、天真的目光看着这个陌生的天地，对一切感到新奇，渴望了解。我在妈妈周围撒欢，生活，这样单纯、美好!
然而，所有的一切都在那天被打破。
人类狰狞的面孔出现在可可西里的每个角落，子弹的呼啸穿透了每颗沙粒。母亲将我藏起后，奔向太阳落下的方向……
嘈杂的声音渐渐消失，我悄悄地探出头，寻找那个熟悉的身影。一切都是那样静，静得让我害怕。一种血腥的味道弥漫在空气中。我呼喊着：“妈妈!妈妈!……”没有任何的回音，只有昆仑山一遍遍地传送着我的悲哀。
我奔跑，朝着妈妈消失的方向，希望能在黑夜将我吞噬之前回到她的身旁。忘记了疲惫，忘记了饥饿。我坚持着，汗水将我全身湿透，急促的呼吸让我难以支撑。我瘫倒在沙丘上，远方的星闪烁着，伤心的泪从我眼中流下，我低吟着：“妈妈你在哪里?你在哪里啊……”
醒来的时候我已经躺在亲人的怀抱中，他们的角上留有凝固的血，他们的眼中有流血的痕迹。
“孩子，你跟我来。”一位年老的藏羚羊对我说。我迷惑地跟着，随他走上一座山。太阳黯淡的光射在我们身上。
“孩子，你知道我们藏羚羊为什么能经得住千万年的风风雨雨吗?”
我摇摇头。
“藏羚羊经千万年的生存奋斗，练就了矫健的四肢、精巧的身体，我们强健而有力，奔跑如飞，锐利的角是我们的自豪。然而更重要的是我们有一种精神，一种使我们永远屹立的意志。生命是脆弱的，但当注入这种精神、这种意志时，生命就会像这巍峨、雄浑的昆仑山一样屹立不倒。”坚定的声音在山谷中回荡，仿佛母亲慈祥的脸轻轻地对我微笑。我擦干眼角的泪水，望着远方的落日，坚强地点了点头。
我开始以风雨为伴，冰雪为家。我坚信母亲会永远看着我，更坚信，泪水浇灌的生命经得住风吹雨打，用灵魂抚育的身躯如雪莲美丽绽放。我率领这个家族，开始了我们的求生之路。我们要做可可西里的精灵。
血腥总是缠绕着我们，让我们没有喘息的机会。可可西里的天空是如此的沉重，我分不清该走的路，等待我们的将会是什么?灭亡，还是生存?我开始彷徨，但母亲的身影在我心中铭刻，长老的话在我耳畔回荡，我告诉自己：“不能放弃!”我不能让藏羚羊的容貌成为记忆，起伏的昆仑山就是我们的脊梁，再大的困苦我们也会扛起，无垠的可可西里就是我们的胸怀，信念自在心中，藏羚羊家族一定会在可可西里生存下去……
我从沉思中醒来，太阳的红光将我们包容。母亲的身躯在太阳中化为金光，洒在我们身上。
我深深地吻了一下可可西里的脸颊，带着我们的家族走向太阳升起的地方。
高中科学论文1500字篇二
认星的好帮手——星图
在熟悉星图之前,应该对星等有所了解.我们都知道,星的亮暗程度并不一样,有的亮些,有的暗些.天文学家用“星等”来表示每颗星的明亮程度.最亮的星为1等星,肉眼勉强可见的为6等星,中间依次还有2等、3等、4等和5等.星等每差一等,亮度相差2.512倍,即1等星的亮度是2等星的2.512倍,2等星亮度是3等星的2.512倍,依次类推.亲自算一算你就会发现,1等星的亮度恰好是6等星的100倍.
通过精确的测量,天文学家发现大多数星星的星等并不是整数,还有极少数的星等比1等还亮,这时候就用带小数点的数和负数来表示.比如著名的织女星为0等,牛郎星0.8等,天狼星-1.4等,大角星-0.1等.金星最亮时可达-4.4等,满月-12.5等,太阳-26.7等,等等.
整个天空中的星星,用肉眼能够看见的共有6000多颗.但是,当我们在某一时刻无论是在地球表面上的任意什么地方去观察星空时,都只能看见一半天空,即只能看见地平线以上大约3000颗星星,另外约3000颗都隐藏在地平线以下了.
像画地图一样,把星星在天空中的分布情况也画成图,就叫星图.星图是我们认星的必要工具.打开一份星图看一看,你会发现,有些星座里的亮星组成的图案是很美丽的,看到这些星座的形状,你就会联想到许多美妙神奇的故事,既增加了阅读星图的兴趣,也为认识星座及其主要亮星提供了方便.但是神话毕竟不是真实的,实际上,每一个星座中所包含的恒星并不是一个家庭的成员,它们彼此之间毫无关系.我们所看到的图案和形状只是它们在天球上的投影.所有的故事,人物、动物、仪器、用具都是不存在的.只有两个星座比较特殊.一个是大熊座的北斗七星,它们是同一个星团的遗迹;另一个是猎户座,其中大多数恒星是蓝色的,因为它们都是年轻的高温星,它们都位于银河系同一条旋臂上的同一个区域,从这个区域中不断诞生出新的恒星.猎户座就好比是一个巨大的新生恒星的育婴所.当然,猎户座中也混杂了不少与这批年轻星毫无关系的恒星.最突出的是其主星α——参宿四,它本应是这个星座的“家长”,但实际上它和猎户座中的这批年轻的恒星只不过是处于相同的视线方向上,参宿四离我们要比它们近得多.参宿四是一颗典型的老年恒星.
星图的种类很多,目前,天文学家使用的最详细的星图已经画到了23等星,这也是目前世界上最大望远镜所能看到的极限星等,全天的恒星数达5亿多颗.适合业余观察星空使用的有活动星图,四季星空图和全天星图等几种.
活动星图是一种使用起来十分简单方便的星图.它由底盘和上盘两个圆盘组成.底盘可绕中心旋转,上面画有较亮的恒星与星座,盘周有坐标,并注明月份和日期.上盘有地平圈和东西南北四个方位的切口,盘周还注有时刻.使用时,旋转底盘,使底盘上的当日日期与上盘的观测时刻对准,这时上盘地平圈切口内显露出来的部分就与当时可以看见的星空相同.把活动星图举到头顶上,使星图的南北方向与地面上的南北方向一致,就可以对照星图认识星空了.
四季星空图是将春夏秋冬四个季节的星空分别绘制在四张图上.这是按照从天顶将天体垂直投影到地面上来绘制的,因此四张星图都是圆形的.圆的边沿上标明了对应的地理纬度,以及东西南北四个方向.圆的中心是头顶上空,即天顶.四季星空图中的恒星一般只绘到3等或4等,个别开本大一些的图可能绘到5等.因为暗星没有画出来,亮星更显突出,初学者使用起来也更方便.
全天星图则是将整个星空全部分区分片详细绘制出来的星图.这类星图对于那些已经比较熟悉星空,并且打算进一步观测双星、变星、星云、星团、星系,或者是准备寻找新彗星的那些天文爱好者是非常必要的.这种星图市面一般都找不到,有兴趣的读者到北京天文馆可以买到,那里常年为广大天文爱好者提供各类星图.
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关于虚拟现实的科技论文1500字篇二
医学虚拟现实技术研究
【摘要】医学虚拟现实技术(MedicalVirtual Reality Technology)，作为一门新兴学科目前正在逐步形成之中，它是集医学，生物力学，机械学，材料学，计算机图形学，计算机视觉，数学分析，机械力学机器人等多学科为一体的新型交叉研究领域。而医学虚拟现实技术是一种悄然进入医疗教育领域的全新技术策略，它势将为未来医疗技术的发展提供了更为广泛的前景。
【关键词】数据过滤;数据转换;虚拟视觉环境显示;立体影像
Abstract：Medical Virtual Reality Technology(Medical Virtual RealityTechnology)，as an emerging discipline is now being gradually developed.It isa new multi-disciplinary field of cross-over study with aspects in medicine，biomechanics，mechanics，materials science，computer graphics，computer vision，robotics，and mathematical analysis.The medical virtual reality technology isprogressively becoming an essential part the medical field.It is an importantfield that will lead to the discovery of new medical technology.
Keywords：data filtering;data conversion;VIVED;stereo image
1.虚拟视觉环境显示(Virtual Visual Environment Display-VIVED)
由美国宇航局约翰逊宇航中心(JSC)等部门，使用虚拟现实技术为人们提供了一个别出心裁的医学教育策略。它集成了所有囊括人类颅骨和心脏的虚拟现实技术，为人们提供了与其他多媒体(音频、视频等)的交互能力[1]。
2.虚拟手术(Virtual Surgery)
作为医学虚拟现实技术领域正在发展起来的一个研究方向，其目的是利用各种医学影像数据，采用虚拟现实技术，在计算机中建立一个摸拟环境，医生借助虚拟环境中信息进行手术计划制定，手术演练，手术教学，手术技能训练，术中引导手术，术后康复等工作，虚拟手术充分体现虚拟现实作为计算机图形学在医学治疗过程的作用。
3.硬件
一台由Silicon Graphics公司生产的Reality Engine计算机，被用来打开计算轴向体层摄影术(CAT/CT)和磁共振成像切片，放入三维容积图像和可产生身体"飞行"观察效果的电影中。在具有16M内存的Macintosh IICX计算机上观看最终的3D图像。之所以先择Mac是因为它的性价比和音像都优于同类PC，另外它在北美各学校系统被广泛使用，可以说它是桌面多媒体的领跑者，并且有各种各样的软件和硬件支持它。而VR电影可以存储在硬盘上，或转移到CD上，并通过红蓝眼镜观看。它也可以使用虚拟现实头戴式显示器(HMD)或双目全方位显示器(臂架系统)查看。最终图像可以存储在CD-ROM或激光视盘上。
4.软件
4.1 文件转换和数据准备
加尔维斯顿提供的厚度为1.5mm的人类头骨CAT/CT切片和心脏的MRI的切片被用于创建3D图像。在对头骨的CT扫描过程中要经过一个泡沫带，因此会有一些无用数据被生成。颅骨扫描的结果是生成一个数据集，其中有超过120片通过颅骨，60片通过下颌骨(下巴)，而心脏的MRI扫描可导出200片的数据集。将医学分会创建的数据文件，送至IGOAL公司(集成显卡，操作和分析实验室)。在那里进行扫描和筛选，去除无关数据，且尽可能不丢失任何重要信息。IGOAL公司开发出一种名为“Ctimager”的工具，用于阈值计算，从而把切片中不需要的噪声和无关数据去掉。
4.2 数据过滤和体数据转换为多边形数据
使用被IGOAL称为“dispfly”的开发工具，在稍后可将转换大量的数据直接由计算机显示出来。此工具用于多个过滤算法准备CT和磁共振成像数据转换为多边形的窗体。解剖模型是基于移动的多维数据集算法生成的。滤波处理通常包括阈值化的数据，以消除大部分噪声的。一个低通滤波器被用于最小化，将产生一个不规则的表面凹凸不平，当输入到算法中的高频噪声。这个过程产生相对平滑的表面，其近似扫描样品，并减少产生的噪声的多边形数量。一个独特的过滤器对心脏数据仅平滑扫描之间的数据创建，是不需要其他的过滤[2]。由于心脏和颅骨有大量的数据集切片，几种模式被建立，其中每一个代表一个少量切片。一个网格算法，“meshit”，后来发展到提高显示性能。这种算法转换成高效条状的三角形的原始集合。平均超过100三角形组成每个三角形条带。。
4.3 产生立体图像
建成模型后，立体声序列被渲染。IGOAL公司开发了一种名为OOM(面向对象操纵器)工具，用来把经过渲染的每一帧存储到磁盘上，这些图像用红色和蓝色的色彩分离为代表的立体图像。一旦这些序列被记录到磁盘上，数据的格式就被转换成Macintosh.pict格式，全彩色图像序列的按非立体观看转移到Mac上。
4.4 立体影像及多媒体
对Mac图像进行编辑，以产生所希望的效果，如数字化的尸体覆盖或插入文本描述什么正在被观看。使用Apple的QuickTime扩展，图像被转换为QuickTime电影动画在Mac上。
5.结论
CT扫描头骨的医疗图像，由Macintosh计算机通过处理头盔显示器或臂式系统的信息，最终生成高质量VR图像。目前科学家正试图用磁共振的成像数据生成了一个心脏VR模型。
初步结果显示，可以使用这种类型的成像数据开发出高分辨率模型。而为了保持高质量VR成像目标，大量的数据是用帧序列来描述的，由此会产生一些问题。为了缓解这个问题，科学家们正在探讨替代的硬件和软件解决方案。
另一个问题是该技术针对HMD的显示系统。为保持一个高品质的虚拟现实体验，液晶显示器对分辨率没有要求。在CRT显示器在多种教育平台上都可以满足分辨率的要求，但是成本过高。外科手术模拟可能成为例程，尤其是在制定综复杂和罕见的手术方案时。
6.在VIVED的应用和研究现状
当前的研究，强调创建一个高分辨率的人体虚拟现实模拟器用于教育目的的重要性。而应用这项技术必须充分理解其复杂的三维关系，如在下面的领域：解剖学教育，各类机械设备，生化，病理学研究，外科医生，模拟整形外科和利用内窥镜培训外科医生等。
7.其他应用程序
随着医学虚拟现实技术的发展，新的教育解决方案和策略如雨后春笋般不断出台。如北卡罗莱纳大学教堂山分校利用超声波，MRI和X射线创建的动态影像放射治疗的“预测”模型。达特茅斯医学院创造出人脸和下肢的数学模型，用于研究外科手术的效果评估。绿叶医疗系统在帕洛阿尔托开发出“EVAL”和“手套健谈”系统，作为实现“评估和演示”系统。使用传感器做衬里的数据手套和数据西装获取更大的使用范围，对运动损伤和残疾病人进行行之有效的损伤程度度量。“手套健谈”是帮助病人康复的数据手套的手语装置，让人无需发声(中风或脑性麻痹患者)，仅使用计算机能够理解的手势。而使用头盔显示器使得需要康复的病人可以重新学习，如开关门，行走，点或转身的行为[3]。
8.结语
将CT扫描的头骨医学图像在Macintosh电脑上使用一个头盔显示器或臂架系统便可生成高质量的VR图像。目前科学家们正在开发根据磁共振成像数据生成心脏的VR模型。初步的研究结果表明，高分辨率模型可以使用这种方法的成像数据技术来实现。要想维持高质量虚拟现实的目标成像，必须适当调整“飞穿”的帧序列的数据量。而其它文明拟定的硬件和软件解决方案也正是为了探索缓解这一问题。再有就是该技术是针对HMD的显示系统技术。因为在各种医学教育平台中，LCD显示屏不涉及维持高质量的虚拟现实问题，而要实现高分辨率CRT显示器的成本又太高。
参考文献
[1]"NASA TECHNOLOGY TRANSFER Commercial Applications of Aerospace Technology"，National Aeronautics and Space Administration，Technology Applications.
[2]Porter，Stephen，"Virtual Reality"，Computer Graphics World，(March，1992)，42-54.
[3]Sprague，Laurie A.，Bell，Brad，Sullivan，Tim，and Voss，Mark，"Virtural Reality In Medical Education and Assessment"，Technology 2003，December 1993.
通讯作者：娄岩。
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