激光电视产业趋势研究论文

投影技术的发展，全息投影技术也在不断的发展，它是真正呈现立体的影像。下面是我为大家整理的全息投影技术论文，欢迎大家阅读。全息投影技术论文篇一：《试谈全息投影技术应用研究》 【摘 要】目前，全息成像工艺复杂，制作成本高，暂不能普遍应用到生活娱乐中，而消费者对新的视觉体验形式的需求越来越急迫，因此我们以一种可以方便实现，视觉效果与全息成像相近的的技术来满足消费者的需求，这就是全息投影技术。本文从全息投影技术构成、视觉效果、应用例举等方面论述了全息投影技术应用的可行性。 【关键词】全息投影;展示;应用;全息投影照片 科幻影片中常常出现全息技术，人或物体以及图形文字以三维的形式在空气中显示，就像电影《星球大战》中的全息通讯、《钢铁侠》中的全息电脑、《普罗米修斯》中全息沙盘等等。科幻电影中的技术多数是虚构的，而往往这些虚构的、幻想的技术却表达社会的需求，指引着科研的方向，全息也是一样。 目前，全息成像工艺相当复杂，制作成本高，还不能普遍地应用到在社会生活和娱乐中，因此全息投影有了其生长和发展的空间。全息投影技术不同于平面银幕投影仅仅在二维表面通过透视、阴影等效果实现立体感，它是真正呈现立体的影像，理论上可以360°观看影像。[1]这种全息投影技术可以呈现出图像浮现在空中的效果，但是所投射出的影像需要依靠透明的介质作为载体，并且对空间的光环境要求相对较高。虽然这样，但这种全息投影技术的优点在于实现成本底、制作方便、趣味性高、视觉效果逼近全息等等，在无介质全息技术应用到我们的生活中之前，全息投影技术有较高的应用空间。看似简单的产品只要能够满足人们的需求，那就会有较高的应用价值。 一、全息投影主要构成 全息投影显示设备是多块透明的 显示器 ，通过多块透明显示器的围合，形成的一个锥体，椎体的每一面对应显示影像内容的每一个面，形成了全息投影的两个视觉特点，一是可以全方位的显示立体影像，二是可以使虚拟影像与周围的现实环境融合到一起，形成虚拟与现实的互动。形成“全息”的视觉效果。 全息投影其简单的构成和实现方式是其能够普及应用的优势之一。全息投影的技术构成分两部分，一是硬件，二是软件。硬件部分包括成像、显示、控制、电源等设备，软件部分为内置控制软件和分屏影像。成像设备、显示设备、分屏影像为其核心构成。 成像设备，即可以生成影像的设备，如显示器、显示屏、投影仪、幻灯机等等，理论上来说可以自发光显示图像的设备都可以用作全息投影，但成像设备的优劣会直接影响全息投影影像的视觉效果。成像设备起到将数字影像内容第一次成像的作用，为显示设备提供充足的光线。 显示设备，即前文中提到的“透明显示器”，这里的“透明显示器”其实是一种高反光的透明膜或者透明板，甚至是玻璃。我们不必在意它是由什么原料制成，我们只要求它具备两个特性，一是良好的通透性，二是尽量的高反光。这两点是全息投影能够实现虚拟与现实融合的核心。显示设备可以反射成像设备所投射出的画面和光线，并且由于其透明的特性，将虚拟影像与实体环境空间形成视觉上的融合，给人新的视觉感受。 分屏影像，全息投影所用的影像是在我们常见的平面影像的基础上进行了再设计，通过多个将物体的多视角画面先分别拍摄再组合拼接到一起，同时播放和控制，这样的影像配合全息投影特殊的多面锥体显示器就能呈现出一个多视角可视的影像，影像给观众一种体量感，并且能够清晰分辨其在空间中的位置。 二、全息投影应用举例 目前全息投影技术和批量生产条件相对成熟，但其应用范围还相对较窄，国内主要将全息投影技术应用到小型展柜、小型舞台中。 全息投影在展柜的商业运用中，多是用于展示企业标识、小型电子产品、珠宝首饰的360°展台和270°展台，内容多数是比较简单的旋转动画，当然也有用于展示游戏角色的，角色有比较简单的动作。在舞台的商业运用中，为满足舞台的观赏角度，以180°的单片全息幕居多。应用方式有虚拟表演、虚拟与真人互动、真人表演全息特效等。2011年3月，日本世嘉公司举办了一场名为“初音未来日感谢祭(Miku's Day)”的全息投影演唱会引起了社会的强烈反响和热烈追捧。 经过对全息投影的研究、试验以及调查，本人认为全息投影在如今这个社会经济条件下可以得到更大的应用空间，甚至达到普及的程度，下面笔者试举出一些领域和行业，探讨如果将全息投影应用到这些行业中去，全息投影所带来的作用及其意义。 1.房地产展示 房地产行业可以涉及到的有全息沙盘、全息样板间、三维全息平面图、三维全息结构图等。 目前我国房地产行业所使用的沙盘主要为电子沙盘，对于样板房，房地产行业的普遍是以三维效果图、样板间模型和实地参观考察来向客户展示样板房。而几乎所有的楼盘宣传资料上都配有房屋平面图以及一些效果图。综合来看，房地产行业高速发展，但其展示手段相对传统，将全息投影应用到其中将极大提升展示效果。 如沙盘，传统沙盘和电子沙盘都是以实体模型为主要展示方式，模型固定不可变，不能向客户展示细节。从环保和节能方面看，沙盘模型都是根据每个楼盘订制的，不可重复利用，一旦楼盘售馨就沦为废品，这是对资源的浪费和对环境的污染。再如样板间，有的开发商基于实际情况的考虑，将样板间直接建设在建筑工地中，客户需要看样板间就需要进入建筑工地，而普通客户对于建筑工地的安全常识和意识并不专业，相对增加了危险度。而样板间模型则和沙盘有同样的问题。 全息投影沙盘的模块化硬件可以实现重复使用，而且展示内容以数字影像方式存在，展示内容灵活可变，展示内容量巨大，还可以很好的完成客户与楼盘间的互动。全息投影沙盘可将传统的沙盘展示、建筑动画、样板间展示、房屋结构展示等融合到一起，只用一套全息投影沙盘即可满足整个楼盘的从外至内、从大环境到局部细节的展示。全息投影沙盘唯一的消耗就是电能，不但起到了很好的展示效果，也顺应环保节能的时代趋势。 2.全息投影照片 社会经济高速发展的今天，摄影摄像技术的简化和人们日益增长的审美需求加快了摄影摄像的普及，我们可以轻易的在身边找到摄影摄像设备，我们的生活被无数的影像所包围，有趣的是我们对于胶卷相机和纸制照片的需求越来越少，我们将数字形式的照片放在电脑、电子相框、手机等设备上来欣赏，这可以看出消费者对于新技术的认可和追捧。 在电子相框、MP4等设备的基础上，全息投影照片将传统的二维平面图像转变为动态的、有体感的、可全方位视角观看的图像，消费者可将自己、亲友甚至偶像的全息投影照片放置在全息投影相框中，操作方式同将电子照片放电子相框一样方便简单，但相对于电子照片，全息投影照片的视觉效果和感官体验是全新的、震撼的。 将全息投影应用到摄影中让消费者得到一种全新的视觉体验，给予消费者更高一级的美的享受。全息投影照片可以像站在巨人的肩膀上一样，在高度普及的平面摄影的基础上向社会进行推广，让更多的人得到全息投影带来的视觉享受与体验乐趣。 其实，全息投影的应用还有很多方式，如全息投影博物馆、全息投影伴舞、全息投影视频电话、全息投影智能引导员等，全息投影不光可以单独使用，也可以同 其它 多媒体设备一同配合使用，其应用的目的在于在真正的全息影像技术普及之前以一种方便的、低廉的、新颖的技术，使人们体验到一种有别于平面媒体的视觉享受。 【参考文献】 [1]许秀文，薄建业，杨铭，等.浅析3D、全息、虚拟现实技术[J].中国 教育 信息化高教职教，2011(7). 全息投影技术论文篇二：《试谈分析全息投影技术在演艺活动中的应用》 摘 要：科技的发展推动影视媒体、新媒体的产生和发展，虚拟艺术体验也应运而生。技术的进步，媒体艺术中的虚拟体验也呈现出多元化趋势，人们可以体验到身临其境的真实感。尤其是在演艺活动中开始逐渐应用全息投影技术，制造逼真立体的艺术情境，使观看者的视觉、听觉产生震撼感受。该文针对全息投影技术进行分析， 总结 出全息投影技术在演艺活动中的优势和发展前景。 关键词：虚拟世界;艺术体验;全息投影;三维立体;演艺活动 虚拟艺术体验广泛应用于影视艺术和多媒体艺术中，人们通过沉浸感和存在感强化了体验的真实感。科技的发展推动影视媒体、新媒体的产生和发展，虚拟艺术体验也应运而生。技术的进步，媒体艺术中的虚拟体验也呈现出多元化趋势，演艺活动中开始逐渐应用全息投影技术，许多演唱会晚会等大型演艺活动都运用了全息投影技术，营造虚拟幻象与表演者之间互动的效果，亦真亦假，惟妙惟肖，使表演产生震撼的效果。 1 全息投影技术的应用 全息投影技术创造的是一种以艺术美学标准营造虚拟世界的 方法 。全息投影技术实质是一种虚拟成像技术，主要是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。目前一般通过两种方式实现虚拟成像，一种方式是直接用投影机背投在全息投影膜上，产生虚拟场景或者虚拟影像;另一种方式通过投影机、LED 屏折射光源至45度成像在幻影成像膜，产生全息投影，全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻象，还可以营造连续动态的影像。全息投影构建的虚拟世界可以是基于现实的艺术场景，也可以是超现实的、任凭想象的场景，这种营造过程就是艺术场景实现的过程，技术人员通过计算机图形技术和动作捕捉和表情捕捉系统，最终展现出一个或逼真或梦幻或新奇的艺术世界，这种虚拟艺术体验给人们带来新奇有趣，逼真震撼的视听感受。 在媒体艺术中，全息投影产生的虚拟影像给观众带来的感官刺激最直接，这种艺术感官体验可以源自对现实世界的模拟再现，也可以是超现实的，艺术创造者想象中的各种新奇场景的创造，要实现这些场景或者影像的艺术体验是离不开技术支持的。艺术家可以通过全息投影技术构建或者营造各类艺术情境和场景，引导观众进入虚拟情境中，使人产生身临其境的逼真感觉，仿佛真的置身于营造的虚拟世界中。尤其是在演艺活动中，艺术家或者设计者，通过全息投影技术的营造，引导观众进入虚拟情境中，体验前所未有的虚拟艺术体验和感官刺激。 2 影像互动式虚拟体验在演艺活动中的运用 20世纪中期，互动式虚拟体验最早运用于美国军事模拟训练，尤其是空军飞行训练。美国军方为了降低飞行训练中的损失以及人员伤亡，发明了虚拟飞行驾驶系统。模拟出真实的飞行训练过程，进行飞行员训练。随着技术的发展，模拟训练已经延伸到了其他军事训练领域中，可以模拟出复杂的战斗情境，提高实战水平，同时也减少真实训练或者演习中的损失和伤亡。这种互动式虚拟技术的真实体验使得现实世界和虚拟世界之间的建立起了一座互相作用的桥梁。 随着技术的发展以及媒体艺术的发展，虚拟体验与媒体艺术擦出了绚丽的火花。虚拟感官体验创造的虚拟世界非常接近人类观察体验，在技术的推动下衍生出全新的媒体表现形式和艺术情境，这些新奇的艺术创作方式和艺术表达方式为观众营造了更加丰富多彩的实体体验和感受。虚拟艺术体验作为一种传播方式和手段，彻底颠覆了传统形式的影像体验，擦出了新的传播艺术的火花。 例如，2011年在某国际知名服装品牌的新品发布会上，设计者就把全息投影技术搬上了T台秀，模特表演秀中通过全息投影营造出虚拟模特和真人模特交替出现的场景，在灯光和特效技术的配合下，一场惟妙惟肖、亦真亦假的服装表演完美演绎。在T台上人物和艺术场景忽而产生、忽而消失，模特在虚拟和真实交替中完成瞬间换装的效果，给观看者的视觉和听觉产生了意想不到的震撼效果，观看者完全沉浸于这种逼真立体的影像和真人秀中，这场秀给观者带来了前所未有的魔幻效果，在整个艺术传播领域开创了一个全新的场景。 在我国国内演艺活动中，全息投影营造的互动式虚拟情境的舞台也给观众留下深刻印象。湖南卫视2011跨年演唱会中，有一首歌曲表演中就很成功地运用了全息投影技术，《再见我的爱人》这首歌是邓丽君早起经典作品之一，被观众熟知，许多观众都十分怀念邓丽君深情的演绎，湖南卫视的技术人员就通过全息投影技术把立体逼真的邓丽君演唱的场景搬上舞台，场景中看起来如同邓丽君与歌手的同台对唱，并且两人之间还有恰当的动作眼神交流。在舞台上实现了歌手与影像的完美互动，呈现在观众面前的就是真实的表演场景，给观看者的视觉、听觉带来极大的满足。同样，我们记忆深刻的还有2012龙年春晚就在LED的基础上加入全息投影的电视美术布景，晚会的多数歌舞都动用了全息技术。例如，萨顶顶在演唱《万物生》时，营造立体花朵飘落的艺术情境，演唱者和现场观看者就仿佛是置身花的世界一样，设计者将艺术情境完美结合歌曲的意境，完美演绎了万物生的艺术情境。但是，在演艺活动中全息投影技术只是作为亮点出现在演出的某个环节，并没有被用于制作整场演出的舞美效果，全息投影技术的使用是希望引起观众高潮达到最佳的表演效果。 3 全息投影虚拟互动体验的发展趋势 (1)渲染偶像，美化表演意境。虚拟体验从纯粹的感官体验到交互体验再延伸到情感体验，逐渐呈现出体验融合的趋势，虚拟艺术体验的逼真度和沉浸感也进一步提高和加强。艺术工作者可以在演唱会场景设计上营造多个偶像同时演绎的各种酷炫效果，对观看者的视觉、听觉造成震撼冲击，同时也满足观看者对自己偶像的崇拜心理。 (2)重塑经典，赋予艺术强大生命力。虚拟技术为艺术体验提供了新的机遇。在当下强大的科技条件支持下，可以为观众再现那些怀念的经典，虚拟世界的感官真实性，互动性，情感化，特性的逐渐体现。例如，“复活”历史上的巨星，令其完成与当代明星同台对唱等的现场表演，或是弥补某位不能到场的巨星给观众造成的遗憾，还可以把某个不可能再现的经典为观众重现，对其造成极大的视觉与心理震撼。 (3)打造虚拟偶像，衍生虚拟情感。虚拟艺术体验是调动了视觉、听觉、触觉、嗅觉及肢体行为互动等多种感知体验，也可以是意识心理的思维沉浸，意识和思维沉浸在虚拟世界之中，身体却处于现实之中，身体被虚拟世界中的意识驱动，虚拟和现实之间的界限模糊化，全身心投入到虚拟世界中并享受心醉神迷的沉浸体验，这便是虚拟偶像。越来越多的虚拟偶像会随着人们的不同需求而产生，并且延伸到情感体验的高度。 从感官虚拟体验、互动虚拟体验到情感虚拟体验，这些艺术体验和互动都是基于人们对虚拟世界的幻想和憧憬，引发人们感官和情感的存在感和代入感。从唯物的角度来说，虚拟体验和虚拟互动都是基于人们对真实世界中各种客观事物的反映，并且在人们丰富的想象中得到进一步的艺术升华，在演艺活动或者新媒体艺术中完美地展现出来，迸发出无比绚烂的艺术火花，给观看者带来前所未有的美妙体验和感官享受。因此，虚拟艺术体验是一种很好地表达艺术情感的手段。 参考文献： [1] 王燕鸣.论新媒体艺术在虚拟世界中的互动体验[J].大众文艺，2010(2). [2] 肖永生，赵明镜.飞行模拟器视景显示系统的研究与设计[J].科技广场，2009. 全息投影技术论文篇三：《全息投影的简易制作及探究》 摘 要 全息投影是近年来流行的高新技术，能够展示神奇的立体全息影像，给参观者全新的互动感受。全息投影设备价格较高，应用生活中常见的器材，制作一款具有全息效果的实验演示装备，揭示其中的科学原理。 关键词 全息投影;实验器材;虚拟成像 1 前言 2013年9月13日，去世18年的歌手邓丽君“穿越时空210秒”，与男歌手周杰伦同台对唱，别具一格的全息投影技术很快成为新闻媒体报道的 热点 ，引起人们极大的兴趣和关注。全息投影设备价格较高，一般应用于商业展览或影视特效中。对于广大中小学科学教师来说，只要应用生活中常见的实验器材，花费很低的经济成本，同样可以制作简易的全息投影演示实验，带给学生新奇的科学体验与乐趣。 2 全息投影原理 全息投影技术也称虚拟成像技术，利用光的干涉和衍射原理，记录并再现物体真实的三维图像。 第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，利用干涉条纹间的反差和间隔，将物体光波的全部信息记录下来。记录干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片。 第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成像过程。全息图的每一部分都记录物体各点的光信息，能够再现原物的整个图像，通过多次曝光可以在同一张底片上记录多个不同的图像，互不干扰地分别显示出来。 全息投影系统将三维立体画面悬浮在实景半空中，画面的对比度和清晰度高，有空间感和透视感，营造了亦幻亦真的神奇氛围。 依据实现技术手段与途径的不同，全息投影分为两类。 1)透射全息投影：通过向全息投影胶片照射激光，从另一个方向来观察重建的图像。透射全息投影可以使用白色光来照明，广泛应用于信用卡防伪和产品包装等领域，通常在一个塑料胶片形成表面 浮雕 图案，通过背面镀上铝膜，光线透过胶片得以重建图像。 2)反射全息投影。使用白色光源，从和观察者相同的方向照射胶片，通过反射重建彩色图像。镜面全息投影利用控制镜面在二维表面上的运动，制造三维图像。 3 简易全息投影设备制作 应用于商业展览或影视特技的全息投影需要复杂的制作技术与专业设备[1]。为了向青少年普及科学知识，介绍前沿科技新成就，教师利用身边的简易器材，同样可以制作出具有立体效果的全息图像。 实验原理 利用4个半透面对光线的折射和全反射，把屏幕上的视频源文件反射。由于视频源文件同时有图像的前、后、左、右4个面，4个面同时投影形成全息效果。原理图如图1所示。 制作材料与过程 能够形成单屏投影的设备(包括手机、平板电脑)、各种透明薄板(如亚克力板、塑料板、PVC板、手机贴膜等)。由于四棱椎体是最简单的制作，以下详细介绍全息投影制作过程以及注意事项。 1)确定四棱椎体的几何形状与大小。本实验制作的投影设备由透明塑料等材质构成棱锥、覆盖在上方的单屏投影源构成(图2)。光线由投影源发出，在棱锥侧面产生全反射，进入观察者眼睛。如果能够使每个侧面反射的光线恰好构成三维物体的不同侧面，观察者从不同方向观看，就可以看到三维物体的不同侧面[2]。为了保证反射光水平射入眼睛，需要使棱锥的侧面和底面所成的二面角为45°。 由于大家使用的各种手机或平板电脑的尺寸差异较大，给出的参考建议是：构成四棱椎体的等腰三角形底边约等于屏幕的宽度。如测量所用的iPad屏幕宽度为12 cm，则等腰三角形的底边就是12 cm，顶角固定为°，腰长为 cm，腰长=底边×。如果要制作六棱锥投影，则等腰三角形各边的几何关系为腰长=底边×。六棱锥的播放效果更佳，环六棱锥360°无死角观察到清晰逼真的投影图像;四棱锥在投影面交接角度处观察到轻微变形。 2)剪裁和粘贴投影用金字塔。把透明薄板依据上面的规格裁剪出4个等腰三角形，用透明胶条或不干胶依次粘好各三角形的边，做成一个投影金字塔。因为平板电脑的屏幕要放到金字塔的顶尖，设计一个支架把平板电脑架起来，不能挡住金字塔的四面。也可以用黑色纸盒做成暗箱型的支架，周围背景越黑，立体投影的显示效果越好。将平板电脑或手机屏幕朝下，倒扣在金字塔的塔尖上，确保金字塔尖正对视频4个切分画面的中心。 3)播放全息投影视频。利用MikuMikuDance(简称MMD)、会声会影X5与格式转换软件，先用MMD制作出所需图像的正面、背面、左右侧面，再将格式转换成为会声会影视频，便可做出全息视频源。专业高手也可以利用动画制作软件MAYA，设计出人物模型、动作，分出前、后、左、右4个视图，导出播放视频即可。现在网络上有不少3D全息影像素材，使用者可以根据需要下载和播放。 4 结语 由于器材简陋，该实验显示的并不是真正意义上的全息图像，可以看作“伪全息”，虽然视觉上看起来有全息的效果，但其本质还是2D成像。以图3所示美少女为例，视频中的四分屏分别是少女的正面、背面以及左右侧面，这四面分别对应金字塔形投影仪四面的塑料片。四个画面分别映射在4个塑料片上，从塑料片的4个角度来看，会产生“图像就在投影仪中央，能够360°无死角观看”的错觉。因此，制作全息投影时必须选择表面光滑、没有太多划痕的透明薄片，才能有更好一些的视觉效果。播放视频的清晰度也很重要，最好采用清晰度为720P及以上的视频图像。 参考文献 [1]于丽，杨宇.一种三维全息投影屏的制作方法[J].激光与光电子学进展，2013(2)：115-118. [2]房若宇.多棱锥三维立体投影装置的制作[J].物理实验，2015(6)：23-25. [3]杨毅.论全息投影技术中虚拟角色制作设计[J].科教文汇，2013(10)：94. 猜你喜欢： 1. 计算机图像处理在全息学中的应用论文 2. vr技术论文2000字 3. 人工智能综述论文 4. 关于计算机多媒体技术研究专业毕业论文 5. 全息投影技术论文 6. vi设计毕业论文范文 7. texlive如何写论文

活动目标,1了解二战至今世界科技的发展状况.2理解和认识全球科技发展规律的动因及其对人类社会的重大影响3展望和畅想未来科学技术在推动人类社会进步方面的巨大作用.

科学技术与未来——新科技革命的历史、现状及未来1 新科技革命产生的历史背景 新科技革命指的是20世纪50年代以来（至今方兴未艾）在世界范围信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、激光技术、新制造（加工）技术、空间开发技术、海洋开发技术……高新技术群落的崛起.新科技革命是科学技术作为一个系统，在一定社会历史条件下，自组织演化的必然结果.其产生的科学与技术方面的基础主要有以下二个方面.(1)第一次科学革命（16～19世纪）：自然科学摆脱神学统治，走上独立发展的道路，建立起近代自然科学体系，确立了实证科学的方法传统.第二次科学革命（19～20世纪初）：突破机械的自然观，人类的认识从宏观进入微观与宇观，发现了微观粒子运动的规律.第三次科学革命（20世纪50年代以来）：系统科学、非线性科学的兴起，使人类认识从追求简单性转变为探索复杂性.(2)以蒸气动力技术为主导的第一次技术革命（18世纪中叶～19世纪上叶），使生产的技术方式机械化.以电力技术为主导的第二次技术革命（19世纪中叶～20世纪初）使生产的技术方式在机械化的基础上电气化.以电子技术为主导的第三次技术革命（20世纪30年代～20世纪70年代）使生产的技术方式在机械化、电气化的基础上自动化.2 新科技革命的主要内容 新科技革命是上述历史上科学革命的产物、技术革命的继续及发展.信息技术能量、材料、信息是物质世界的三个基本要素；随着科学技术与社会生活的不断发展，信息的重要性愈来愈显得突出.什么是信息？对这个问题从不同角度有不同的回答.从最一般的意义来说，信息指的是客观世界的物质运动与主观世界精神活动所表现出来的各种状态特征的总和.这些特征被人的感觉器官或仪器所感觉到或测量到并被纪录或表达下来，就成为了一些数据、图像、符号、语言、文字等，它们包含着所表征事物或事件的内容，即客观世界物质运动或主观世界精神活动的状态特征.信息技术则是有关信息的产生、收集、传输、接受、处理、存贮、检索等技术的总称，包括微电子技术（提供电脑芯片）、计算机技术、通信技术、信息存贮技术、数据库技术、网络技术……在信息技术发展中，20世纪90年代在全球兴起的“信息高速公路热”，特别引人注目.信息高速公路的正式名称叫做“国家信息基础设施计划”，指的是建立起由信息库、信息处理机（计算机）、通信网以及各种电子设备组成的信息网络.每一个人在网络上既可以浏览信息，又可以发布信息，从而，把整个世界变成了一个“地球村”.生物技术生物是一种高级的物质运动形态，它们是同时具有自我更新、自我调节、自我复制的物质系统.生物技术指的是运用工程的方法对生命系统进行作用，以实现预期目的的一种技术，故生物技术又称为生物工程.在生物技术中，基因重组技术处于核心地位.基因重组技术指的是将某些具有特殊性能的遗传基因从生物体中分离出来并进行重组，然后再转移或整合到另一些生命体中去.由于这种基因重组技术的出现，人类就可以根据需要，用工程的方法来改造现有的生物物种或制造新的生物物种.在众多生物技术应用的项目中，“人类基因组计划”具有特殊的重要意义.1990年10月，“人类基因组计划”开始实施.其要点是：测出人类DNA中全部（约3×1010）核苷酸的顺序，搞清人类的10万个基因的全部蓝图以及这些基因在人类23对染色体上的位置.美国、英国、德国、日本、法国和中国的1 000多名科学家参加了这个计划的研究，于2006年胜利完成.“人类基因组计划”的完成及进一步研究（解读基因密码的含义）将对人类疾病（特别是癌症、艾滋病等疑难病）的预防及治疗产生决定性的作用，开辟人类延年益寿的新途径.新能源技术能源是指能够提供能量的自然资源.能源是一切物质活动的基础.目前，人类所使用的能源（煤、石油、天然气等）多为非再生能源，已日渐枯竭；因此，寻找新能源成为关系人类生存与发展的重大问题.20世纪70年代以来，人类加快了新能源的开发利用，目前主要集中在以下方面：（1）太阳能的开发利用太阳每年投射到地球上的能量为529×1024 J，比现在每年人类总消耗的能量大10 000多倍.20世纪70年代以来，人类加快了对太阳能开发利用的研究，已取得初步成效.在光—热转化、光—电转化、光—化学转化方面都取得一定突破，但离充分利用还有很大距离，有巨大的发展潜力.（2）地热能的开发利用地热资源是地球陆地表层以下10km深度内15～400℃范围含热能量.500 m以内地热贮量相当于4 948万亿吨标准煤.各地对地热资源的开发利用，正在因地制宜地广泛展开，前景十分广阔.（3）风能利用风力机可以将风能转变为电能、机械能、热能.据估计，在离地面100 m以内的上空，陆地风机可吸收的能量每年约×1012 kW, 相当于全世界水力发电的总和.（4）除此之外，新能源开发利用还包括核聚变能、海洋能、生物质能、氢能、可燃冰以及多种多样的节能技术.总之，新能源的开发利用完全可以消除多少有些令人恐慌的“能源危机”.新材料技术材料是物质世界三个基本要素之一，材料技术的发展是各种新技术发展的基础.20世纪70年代以来，具有各种特殊性能的材料（光导纤维、非晶态、新型陶瓷、碳60、钛合金、纳米材料、生物材料、智能材料等）不断涌现.据统计，目前已有25万种性能各异的材料问世，以满足生产及生活各方面的需要.某些重要材料的出现，往往导致某种程度的技术革命或推动新兴产业的出现，产生巨大的经济效益.例如，20世纪90年代蓬勃发展的纳米技术（10-7～10-9 m），由于其一系列独特的性能及广泛应用，就正在形成一个新产业群落并且推动并影响整个科学技术研究及产业的发展.激光技术激光是一种新型光源，它具有高亮度，方向性好，单色性好，脉冲时间短、覆盖波段宽且可调谐等优点，从而成一种强有力的技术手段.第一台激光器出现于20世纪60年代.20世纪70年代以来，找到可产生激光器振荡的工作物质千余种、激光谱线万余条、研制成不同类型的激光器数十种.与此同时，激光技术得到广泛应用，包括激光测量、激光全息、激光医学、激光通信、激光光谱分析、激光热处理激光信息、激光冷却及激光武器等诸多方面.新制造（加工）技术相对于传统的机械制造（加工）技术，新制造（加工）技术呈现出一系列新的面貌.其最突出的表现在以下方面：（1）计算机集成系统（CIMS）制造技术面对市场，从顾客的需要及企业的整体能力出发，利用电脑系统使产品的制造（加工）实现高质、低耗、快速的技术.（2）机器人技术利用机器人去进行一些特殊的制造（加工）作业.例如 水下机器人，室外遥控移动式机器人，精密装配机器人.（3）微加工技术20世纪90年代发展起来的纳米技术加工尺度已达到10-9 m，可以对单个原子、分子进行直接操作.空间开发技术20世纪50年代以来，宇航技术或空间开发技术得到迅猛发展.空间开发技术主要围绕以下三个方面展开.（1）人造卫星的发射及利用目前，人类向宇宙空间发射人造卫星约5 000个，包括资源卫星、气象卫星、通信卫星、技术试验卫星、科学探测卫星、军用卫星等，为人类的生存与发展作出巨大贡献.（2）空间工业化宇宙空间有许多地面上所没有的得天独厚的条件，如失重、高真空、强辐射、低温、超净等.目前，已发射各种类型的“空间站”进入太空，利用宇宙空间某些独特条件，进行科学实验与工业生产.（3）行星际探测把星际探测器发射到太空，已经对月球、金星、木星、土星、火星、彗星等进行了科学考察，为研究宇宙、星系、太阳、地球等的形成及演化收集第一手资料.海洋开发技术人类除向空间发展外，还试探着向海洋发展.海洋占地球面积71%，约×108 km2，是人类活动的广阔天地.目前，海洋资源开发技术主要包括以下方面：（1）海洋资源开发海洋中蕴涵着丰富的石油、天然气、各种金属矿.例如，近年在海洋中发现了一种称为“可燃冰”的新能源，所蕴藏的能量达×1010 t，超过地球上已探明的煤、石油、天然气能量贮存量的总和.目前美、中、日本、德国都在进行科学考察，进行开采“可燃冰”的试验.（2）海洋养殖与捕捞海洋养殖与捕捞有着悠久的历史.20世纪70年代以来的发展，主要是把海洋养殖与捕捞建立在现代科学技术基础上.（3）海洋能的开发利用海洋中有许多形式能量可开发利用，包括潮汐能、波浪能、温差能、盐差能、海流能等.目前，各国都进行了一定的探索与开发.3 新科技革命的主要特点 新科技革命就性质而言，属于技术革命.按技术革命的时间顺序排列，这次技术革命是第四次技术革命.与历史上三次大的技术革命来比，这次技术革命呈现一系列特点.主导技术以技术群落的形式出现主导技术指的是代表某一历史时期技术发展的趋势与主流，影响到并推动着相关技术发展的那些技术.第一次技术革命的主导技术是蒸气动力技术，第二次技术革命的主导技术是电力技术，第三次技术革命的主导技术是电子技术.这一次技术革命的主导技术不只一项，而是一个群落，即由信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术、新制造技术、激光技术、生物技术、空间开发技术、海洋开发技术……构成的一个群落.这个群落之间有如下关系：新能原技术、新材料技术、信息技术分别对应着人类物质活动的三要素（物质、能量、信息），是整个技术系统的基础；生物技术、空间开发技术、海洋开发技术代表着人类发展的三个方向： 空间、海洋、复杂性领域（生命系统是最典型最重要的复杂性领域）；而激光技术、新制造（加工）技术作为一种技术手段在各个领域都有应用.宏大的技术体系建立在深厚的理论基础之上与前三次技术革命相比，这次技术革命的理论基础广阔，深厚得多.从纵向来说，其理论基础为微观粒子的量子理论，其中，信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、新制造（加工）技术、激光技术等，分别用到不同层次（分子、原子、原子核、粒子等）的量子理论.从横向来说，其理论基础为复杂性科学，这种复杂性科学的成果、方法将为高新技术发展开辟新的途径.主导技术群落的科学含量高技术分为经验性技术与科学性技术，因此，对技术而言它们存在着一个科学含量的问题.这次技术革命呈现出科学技术化、技术科学化、科学技术一体化的特征.所以，这次技术革命往往称为新科技革命，其真实意义在于说明，这次技术革命的主导技术群落的科学含量非常高.使社会信息化社会信息化包括生产的技术方式与社会生活方式二个方面的信息化.生产方式分为生产的技术方式及生的社会方式.生产的技术方式指的是生产过程所使用的生产资料（首先是生产工具）、生产方法（工艺、协作、分工等）以及它们的结合，生产的社会方式则主要指生产关系.第一次技术革命使生产的技术方式机械化；第二次技术革命使生产的技术方式机械化、电气化；第三次技术革命使生产的技术方式机械化、电气化、自动化；第四次技术革命使生产的技术方式在机械化、电气化、自动化的基础上进一步信息化.这次革命不仅使生产的技术方式信息化，而且，使社会生活方式信息化，即使生产过程与社会生活过程同时成为信息流的运行过程.从而，对社会发展产生深刻而广泛的影响.4 新科技革命的未来发展 根据科学技术发展的一般规律及技术—产业转化原理，我们可以对新科技革命在21世纪的走向及趋势作出如下预测.第五次技术革命是智能化革命第四次技术革命主要解决信息化的问题；在信息化的过程中，已经开始接触到智能化的问题.在现阶段电脑技术中，引入了人的某些逻辑思维，常常称为智能化.目前智能化都是比较简单、低级的.智能化革命就在于：使智能计算机不仅具有人的逻辑思维能力（分类、归纳、分析、综合、推理等），而且，具有人的非逻辑思维能力（推测、联想、假设、论证、识别、反应、学习等）.大量的智能化计算机的出现及使用，将标志第五次技术革命——智能化革命的真正到来.其时间，可能发生在21世纪30～40年代.一系列新兴产业群落的崛起根据技术—产业转化原理，新科技革命的成果，在市场经济的条件下，在一定时期，将会转化并发展成为产业.目前，我们已经看到一系列新兴产业群落正在崛起.其中主要包括：（1）信息技术产业群电子信息产业（目前电子计算机产业将转化为人工智能产业）、信息咨询产业、超导信息产业、光信息产业、生物信息产业、宇宙信息产业（利用人造天体发布信息进行有效的预测与决策）等.（2）生物技术产业群基因产业（利用基因生产各种转基因产品）、生物化学产业、生物食品产业、生物医药产业（特别是基因技术在医药上的应用）、生物能源产业等.（3）纳米科技产业群纳米材料产业、纳米器件及设备产业（例如微型机器人）、纳米加工产业（在原子、分子水平上对材料、器件进行设计与加工）、纳米应用产业等.（4）宇宙开发产业群宇宙交通运输业、宇宙材料产业、宇宙能源产业（在太空建立太阳能发电站）、宇宙建筑业及宇宙旅游业等.（5）海洋开发产业群海洋机器人（21世纪进入全面应用），海洋资源业、海洋能源业、海水淡化业、海洋建筑业等.（6）“绿色”产业群人口产业（优生、胎教、保健、长寿）、“绿色”食品产业、环境工程、生态工程、循环经济等.（7）知识产业群在现代科技水平及自然科学与社会科学统一的基础上展开的咨询产业、软件产业、人才产业、文化产业、出版产业、传播产业等.科技社会建制的革命——科技经济一体化科技的社会建制指的是科学技术活动开展的社会组织形式.从历史上说，科学的社会建制经历过“实验室”、“科学团体”、“研究生制度”、“工业实验室”、“科学研究成为一种社会事业”、“科技园区”等阶段.科技园或高新技术产业开发区指的是一批大学、科研机构和企业在一定地域范围内相对集中，开展高新技术研究并发展高新技术产业的一种新型社区.这种科技园区，20世纪70年代以来，在世界各国得到蓬勃发展. 科技园或高新技术产业开发区的蓬勃发展使我们看到了科技活动一种新的组织形式与体制，那就科技经济一体化的社会建制.这种社会建制的一个突出的优点就是可以建立起科技转化为生产力并产生经济效益的有效机制：科技与经济之转化主要在组织内部完成，确立了技术创新的风险投资机制，任何一个有价值的技术创新都能较容易得到资金之支持，建立起有效的知识产权保护机制等.

远在18世纪初，一位工人在劳动中无意中观察到水管里的水能够导光。时隔不久，一位希腊工人又发现光不仅可以从玻璃细棒的一端迅速地传到另一端，而且丝毫不向棒外空间发散，如同水在水管里流动一样。虽然人们很早就发现了光导现象，但一是没有高质量的相干光源，二是没有低损耗的玻璃纤维材料，所以人们只是使用普通玻璃丝与普通光进行一些关于光的全反射以及折射的演示和试验。

1960年激光出现后，于1966年刚从英国伦敦大学毕业的33岁的英籍华人科学家高琨，发表了一篇题为《适合于光频率的绝缘介质纤维表面波导》的论文，首次提出了只要解决玻璃纯度和成分就能获得光传输损耗极低的玻璃纤维的学说。依据这一理论，1970年美国康宁公司首次提出了光耗20分贝/公里的光纤设想，从此光纤研究和生产领域逐渐活跃起来。到80年代，光纤技术已形成一门相当规模的产业，达到了实用阶段。

所谓“光导纤维”实际上是一种比头发丝还细的玻璃纤维丝，呈圆柱形结构，中间为直径8微米或50微米的纤芯，外面裹以与纤芯折射率搭配的包皮，以保证实现光纤内的全反射。然后再涂上塑料护套，外径一般为125微米。可像普通金属导线那样由多股绞合而成光缆。目前一根光缆可以通几万路电话或几十路彩色电视节目，如美国的144芯光缆就是这样。

在光纤通信中所使用的通信机，结构比起激光大气通信机来，除编码和调制系统外，取消了瞄准系统。发射和接收天线也简化为集成化耦合器，由激光通信机直接耦合到光缆之中。此外，在长距离传输中，光中继放大器也是不可少的。

激光光纤通信虽然发展得比较晚，但由于巨大的市场推动作用，目前已成为现代通信领域内的一大支柱，并且有越来越兴旺的趋势。美国早在1988年就敷设成功横跨大西洋、容量为万路双向电话的TAT－8海底光缆通信工程。日本经济企划厅“2010年技术研究预测研究会”于1991年7月18日提出报告书，要求在2010年前后将超高密度、超高速“太比特光通信系统”付诸实用，该技术为传送彩色图像所必不可少。

与太比特光通信系统连同相关技术，如光纤、存储元件、光计算机元件及机器，加在一起将产生超过10亿日元的巨大市场，成为日本高技术产业的支柱。

而欧洲，在20世纪末，光纤市场也异常活跃。它在持续经济衰退的阴影中一枝独秀，1991年交易额为11亿美元。预计1995年将达到23亿美元，平均年增长率为17％。

以国际数字通信公司、国际电报公司为首的各国从事国际通信的企业家，1991年8月6日在英国签订了连接从日本到新加坡的海底光缆APC的建设与维修协定，并着手建设。预计有23个国家、地区的38家公司将成为这条光缆的共同所有者，于1993年7月底开始交付使用。它成为从日本向东南亚延伸的第一条长距离光缆。

根据《日本产经新闻》1992年12月21日报道，从美国西海岸彼特兰的太平洋电信公司，到日本国际数字通信三浦电缆局之间，8397公里的高清晰度影像传送和数字影像传送都获得了完满的成功。

我国自1987年首先在上海两个市话分局之间铺设了一条公里长的光纤通路至今，已建成的光缆总长达5000公里以上。

1992年12月14日，我国邮电部、日本国际电报电话公司和美国电报电话公司，在北京就开通中国南汇至日本九州的官崎，全长1250公里、560兆比特、7560回路的两条海底光缆的建设和维修达成协议，预计1993年12月底前开通。这将成为开通我国第一条连接国外的海底光缆。

我国的南沿海光缆干线，已于1992年11月24日全线开通，使得沿线长途通信能力提高了10倍以上。这条干线全长2800公里，容量超过了1万条回路，共投资亿元。途经江苏、上海、浙江、福建、广东4省1市与72个城市联网，将为改革开放发挥出巨大的作用。

据有关部门介绍，“八五”期间，我国将陆续建成北京－济南－南京、北京－沈阳－哈尔滨、徐州－郑州、郑州－西安－成都、杭州－福州－贵州－成都、北京－武汉－广州、西安－兰州－乌鲁木齐等7条光缆干线，总长度为万公里，总投资将超过60亿元。届时，在祖国大地将构成一个完整的光缆干线网，彻底改变目前通信拥挤的现状。

光纤通信在军事上同样应用很广。美空军后勤司令部目前已在8个空军基地铺设了据称是迄今世界上同类网络中最大的光纤通信网络，每个基地至少有8000台主计算机、终端等设备连接在网络中。美军是在1986年正式开放军用光缆市场的，仅用一年多的时间，就敷设了万公里的光纤通路，其应用规模和发展速度使通信工业界大吃一惊。