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第4章 科技发明篇(1)

1. 电影——光与影的美丽结合

这个世界有了光,然后有了影。电影是一种能够将光影关系玩弄得最出神入化的现代发明。有人认为,如果要谈电影,就要上溯到我国汉代出现的灯影戏及之后出现的皮影戏。但是,真正有意义的电影,不是发明自中国,而是科技发达的近代欧洲。

皮影戏

众所周知,现代的电影是19世纪末首先在法国诞生的。但是,我国劳动人民在很古以前就有了类似电影的发明。在我国古代流传很久的皮影,可以说就是现代电影的先导。皮影戏和走马灯传入欧洲后,欧洲人经过多年的实践、研究,最后发展成为电影。事实说明,电影虽然不是诞生在中国,但我国劳动人民对电影原理的认识和实践,已有很长的历史,对后来电影的发明,是有贡献的。

在1888—1895年期间,法、美、英、德、比利时、瑞典等国都有拍摄影像和放映的试验。1888年,法国人雷诺试制了“光学影戏机”,用此机拍摄了世界上第一部动画片《一杯可口的啤酒》。1889年,美国发明大王爱迪生在发明了电影留影机后,又经过5年的实验后,发明了电影视镜。他将摄制的胶片影像在纽约公映,轰动了美国。但他的电影视镜每次仅能供一人观赏,一次放几十英尺的胶片,内容是跑马、舞蹈表演等。他的电影视镜是利用胶片的连续转动,造成活动的幻觉,可以说最原始的电影发明应该是属爱迪生的。他的电影视镜传到我国后被称之为“西洋镜”。

早期电影放映机

1895年,法国的卢米埃尔兄弟,在爱迪生的“电影视镜”和他们自己研制的 “连续摄影机”的基础上,研制成功了“活动电影机”。“活动电影机”有摄影、放映和洗印等三种主要功能。它以每秒16画格的速度拍摄和放映影片,图像清晰稳定。1895年3月22日,他们在巴黎法国科技大会上首放影片《卢米埃尔工厂的大门》获得成功。同年12月28日,他们在巴黎的卡普辛路14号大咖啡馆里,正式向社会公映了他们自己摄制的一批纪实短片,有《火车到站》、《水浇园丁》、《婴儿的午餐》、《工厂的大门》等12部影片。卢米埃尔兄弟是第一个利用银幕进行投射式放映电影的人。史学家把1895年12月28日世界电影首次公映之日即定为电影诞生之时,卢米埃尔兄弟自然当之无愧地成为“电影之父”。

电影放映

电影制作初期,电影的特效是镜头配以各项技术来配合。发展到如今,计算机已大量配合应用在电影制作上,一些镜头演员仅端坐在特制椅子上,做一些的表情和动作,出现在银幕上的背景和剧情简直不可想象,因为以计算机来做编辑影片的工作取代以为繁琐的步骤,使最后出厂的拷贝质量与已往的产品亦不可同日而语了。

超大银幕电影

知识卡片:

皮影戏

皮影戏,旧称“影子戏”或“灯影戏”,是一种用灯光照射兽皮或纸板做成的人物剪影以表演故事的民间戏剧。表演时,艺人们在白色幕布后面,一边操纵戏曲人物,一边用当地流行的曲调唱述故事,同时配以打击乐器和弦乐,有浓厚的乡土气息。在河南、山西农村,这种拙朴的汉族民间艺术形式很受人们的欢迎。

3D电影

将两影像重合,产生三维立体效果,当观众戴上立体眼镜观看时,有身临其境的感觉。亦称“3D立体电影”。

2. 电视机——感知世界的“窗口”

如今,电视机已经进入家家户户了。从黑白电视机到彩色电视机,从小到大,从低清晰度到高清晰度,电视机越来越成为人们娱乐和学习的重要工具了。在我们收看电视节目的时候,你会不会想到最早的电视机是谁发明的呢?

现代平板电视

1900年,英国人康斯坦丁·帕斯基在为国际电联会议起草的报告中,第一次正式使用“电视”一词,人们觉得很是新奇,但真正的电视在当时人们的心里只是一种梦想罢了。不过,科学家们在为电视机的发明一直努力着。到了1925年,拜尔德在英国首次成功装配了世界上第一台电视机。这台最原始的电视机,用电传输了图像。拜尔德的发明成为20世纪最伟大的发明,电视机成为我们这个时代的宠儿。直到现在,没有什么媒体比电视更引人注目,它作为家庭和整个世界联系的纽带,深深地影响着人们的社会存在和生活行为。在拜尔德之后,美国在1939年推出世界上第一台黑白电视机,到1953年设定全美彩电标准并1954年推出彩色电视机。

拜尔德

中国早期电视机

我国的电视发展也是日新月异的。我国在1958年以前还没有电视广播,国内不能生产电视机。电视机试制组的多数成员只有20岁上下,他们对电视这门综合电、磁、声、光的新技术十分生疏,都没有见过电视机,参考资料也很少,通过对资料、国外样机、样件的研究,他们根据当时国内元器件生产能力和工艺加工水平,制定了“电视接收和调频接收两用、通道和扫描分开供电、采用国产电子管器件”的电视机设计方案。终于成功地生产出我们自己的电视机。1958年3月17日晚上,我国电视广播中心在北京第一次试播电视节目,国营天津无线电厂(后改为天津通信广播公司)研制的中国第一台电视接收机实地接收试验成功。这台被誉为“华夏第一屏”的北京牌820型35厘米电子管黑白电视机,如今成了天津通信广播公司的产品陈列室里的陈列品。

华夏第一屏

知识卡片:

频道

又叫信道,信道是信号在通信系统中传输的通道,是信号从发射端传输到接收端所经过的传输媒质,这是狭义信道的定义。广义信道的定义除了包括传输媒质,还包括信号传输的相关设备

电子管

电子管,是一种最早期的电信号放大器件。早期应用于电视机、收音机扩音机等电子产品中,近年来逐渐被半导体材料制作的放大器和集成电路取代。

3. 机器人——听从指令的忠实“仆人”

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。

机器人

机器人的历史并不算长,1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人,机器人的历史才真正开始。当时英格伯格和德沃尔认为汽车工业最适于用机器人干活,因为是用重型机器进行工作,生产过程较为固定。1959年,英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。 这种机器人外形有点像坦克炮塔,基座上有一个大机械臂,大臂可绕轴在基座上转动,大臂上又伸出一个小机械臂,它相对大臂可以伸出或缩回。小臂顶有一个腕子,可绕小臂转动,进行俯仰和侧摇。腕子前头是手,即操作器。这个机器人的功能和人手臂功能相似。

“尤尼梅特”和“沃尔萨特兰”

它成为世界上第一台真正的实用工业机器人。此后成立了“尤尼梅逊”公司,兴办了世界上第一家机器人制造工厂。第一批工业机器人被称为“尤尼梅特”,意思是“万能自动”。 英格伯格和德沃尔因此被称为“机器人之父”。1962年美国机械与铸造公司也制造出工业机器人,称为“沃尔萨特兰”,意思是“万能搬动”。”尤尼梅特”和“沃尔萨特兰”就成为世界上最早的、至今仍在使用的工业机器人。

随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展,使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高,移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展,推动了机器人概念的延伸。80年代,将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用,而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间,水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世,许多梦想成为了现实。将机器人的技术(如传感技术、智能技术、控制技术等)扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——机器人化机器。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”、“网络机器人”的名称,这也说明了机器人所具有的创新活力。

模拟交际机器人

排爆用机器人

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人工智能

人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

程序

程序是为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的集合。为实现预期目的而进行操作的一系列语句和指令。一般分为系统程序和应用程序两大类。

4. 录像机——重现过去的风采

录像机就是供记录电视图像及伴音,能存储电视节目视频信号,并且过后可把它们重新送到电视发射机或直接送到电视机中的磁带记录器。

录像机

录像机在1969年以前还鲜为人知。直到1969年美国总统尼克松访问苏联,在两国首脑会谈时,尼克松与当时的苏联共产党第一书记赫鲁晓夫曾经进行了一场著名的“厨房辩论”。美国的技术人员在对方不知情的情况下对这个唇枪舌剑的场面作了世界上第一次新闻录像。几分钟以后,当赫鲁晓夫看到重放的录像片时,不禁大吃一惊。那盘录像磁带随即被装入密码箱空运回美国,并通过电视迅速向全国播放。尼克松和赫鲁晓夫成了世界上最早的两位录像明星。这是第一台录像机发明的使用场景。那么,录像机是怎样发明的呢?

1928年10月,一位名叫芬奇巴耶特的英国人申请了唱片式录像的发明专利,并生产了试用唱片。在20世纪50年代中期,英国广播公司制成了一种电子录像机。它具有两个大磁带盘,磁带以每秒5米的惊人速度通过一个静止的录像磁头;但形体和结构却显得十分笨拙和不实用。

1956年4月,美国的安潘克斯公司在国家广播协会的内部展出了他们研制的第一台实验性的磁带录像机,在制作技术上有了很大突破。录像机所用磁带宽50毫米,走带速度减慢为每秒39.7厘米。磁带通过一个带有四个磁头的磁鼓,该鼓形盘每秒的转速为250转,使四个磁头都能斜向扫描磁带整个宽度,留下一系列磁迹。安潘克斯公司研制的第一台录像机价值7.5万美元,体积却比一辆小汽车还要大。就是这台美国刚发明的录像机抓录了这两位大人物“厨房辩论”的“风采”,才使录像机名声大噪,走进了一个创新的世界。

随后德律风根公司和日本东芝公司发明了螺旋扫描技术,使录像技术更趋完善,使录像机的体积缩小。 半导体器件的飞速发展,集成电路,大规模与超大规模集成电路的出现,使录像机的体积越来越小,1974年诞生了家用录像机,其磁头每分钟旋转1500转,磁迹精确度为1~2微米,录制速度每秒5米。 随着计算机技术的不断发展,硬件和软件的技术更新都为视频数据的存储提供了新的思路,数字硬盘录像机也应运而生。

磁带式录像机

数字硬盘录像机

迷你录像机

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信号

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