机电一体化前景例1

0　引言

随着电子技术，特别是微电子技术、计算机技术、新材料技术、自动控制技术以及生物工程技术等在微特电动机上的不断应用，现代微型电动机已发展到以电子计算机等微电子软、硬件产品为中枢神经；传感器为耳目；电动机为手足；机械本体为驱干；电力电子器件等，为生命源的新一代伺服驱动系统，这就是常说的机电一体化微型电动机。

本文介绍机电一体化微电机的开发现状和发展前景，并举例阐述机电一体化微电机在工业领域的应用。

1　机电一体化微型电动机的开发现状

作为机电一体化系统的重要组成部分之一的驱动和执行部分，微型电动机是最常用的驱动元件和执行元件。20世纪70年代以后，随着大规模和超大规模集成电路与微型计算机的迅猛发展以及电力电子器件在微型电动机上的广泛应用，电动机与机械部件在空间上的结合愈来愈紧密，使得电动机与电源、驱动系统、控制系统组合在一起，大大改善了系统的整体性能和效率，传统的感应电动机扩展了其应用领域，交流调速系统正在很多方面取代直流调速系统。

20世纪70年代末，国外研制成功永磁交流伺服电动机，以其高效、体积小、重量轻以及运行性能好的特点在数控机床和工业机器人中得到迅速推广和应用。美国国家电力电子应用中心(PEAC)B．K．Bose教授把这种采用永磁材料制造的无刷电动机称之为高级电动机(Advanced Motor)，其系统的调速比可精确控制到1:100000的水平。在这些精密调速系统中，采用了IGB和MCT等新型电力电子器件，同时采用了数字信号处理器(DSP)，软件方面则采用了专家系统。目前，国外在一些高精度数控机床和加工中心上已基本淘汰直流伺服电动机驱动系统。

开关磁阻电动机近年也有了迅速的发展，它是电子控制器供电的无级调速系统，具有优良的调速性能，可与直流电动机调速系统相媲美，是一种典型的机电一体化产品，已经推广到许多工业领域和家用电器领域。开关磁阻电动机结构比直流电动机简单，甚至比笼型电动机还简单，无换向器和电刷，转子铁心上无绕组，有可能在中小功率范围内与笼型电动机争雄，会占有一部分市场，这个动向已引起欧美等国的重视。

将控制和保护电路直接装在电动机内，使控制电路和电动机融为一体，这已不是鲜为人知的事。20世纪80年代初期发展起来的片状微型电动机，就是一个典型的范例。这种电动机没有换向器和电刷，在线圈的空隙中放有用来检测转子位置的霍尔元件和检测转子速度的频率发生器(FG)，省去了电动机附加测速发电机的特殊结构，并配有控制电枢电流和接受处理信号的电子电路。它基本上由两部分组成，一是频率发生器(FG)得到的速度信号，即电枢电流产生力矩反馈电路的速度控制回路。二是处理从霍尔元件得到的转子位置信号，适当地分配电枢电流的相位控制电路。片状微型电动机目前在OA、FA、HA以及FDD市场上应用广泛。机电一体化技术使微型电动机大大扩展了其应用领域和更新换代的速度。

2　机电一体化微电动机的发展前景

(1)超微电动机

超微电动机是指那些形状非常小(1mm以下)，重量很轻，并且在同一声基板上(硅或其他材料)，采用微电子技术和微加工制造出的机电一体化传动装置。

超微电动机属于机电系统(MEMS)的研究范畴，它的发展得益于1983年加利福尼亚大学库勒依学院RogerHowe研制成功的所谓牺牲层(Sacrificial Layer)技术。采用该技术不仅能在硅片上较容易地制造超微型构件，而且也能把它们整体直接装配在基片上构成一个整体。1988年7月，美国加利福尼亚大学的研究人员制成了厚度只有1～1.5μm、直径100μm的超微电动机，整个电动机设计在一块集成电路芯片上，用静电力驱动，制造电动机的材料是磷酸硅。我国目前已有数家机构正在进行研究，最早开始研究的是东南大学，但真正转起来的是清华大学孙曦庆等报道的静电同步电动机，转子直径120μm，转速1200r/min，用芯片上的光电器件在线检测。中科院上海冶金所开发的超静电电动机，转子直径100μm，转速在0.001～20r/min之内连续可调，且采用径向力驱动，最小驱动电压为20V，比早期报道的切向力驱动的静电电动机具有更大的输出转矩，这些都充分表明了我国在超微电动机的研究开发方面具有一定的国际先进水平。

表面微加工技术是制造超微电动机的关键技术，它是在制造过程中，以特定的器件和结构部件作为牺牲层，然后通过光刻牺牲层得到可移动、可旋转的微小机械结构。在超微电动机制造过程中，通常以多晶硅为结构材料，氮化硅薄膜作为电气绝缘材料，SiO2作为牺牲材料。图1给出了采用多晶硅作为结构基片、经光刻加工技术而制造出的超微静电电动机的结构示意图。

1―绝缘层；2一转子支撑套；3―轴泵；4―转子；5―定子； 6―基片

超微电动机的应用前景十分广阔，特别是在人们尚未充分认识的微环境下，有待不断开创发展。采用微加工技术制成的微型机器，可进入人体内部探查病状、实施手术，超微电动机可用来冷却计算机芯片上的表面温度、校正激光束和光导纤维；微型机器人可到行星上去考察，进入潜艇内人无法进入的区域排除故障等。

(2)鞭毛电动机

鞭毛电动机(Bacterial　Flagellar　Motor)是细菌在水中游动而使用的分子机械(由蛋白质分子而形成的机械)。鞭毛电动机在生物中是唯一的旋转电动机，也是世界上现存最小(直径50nm)的电动机。

据国外研究资料表明，鞭毛是由以数微米大小的菌体中产生(根据细菌的种类，可产生数个鞭毛)，鞭毛是呈螺旋形的细长纤维，鞭毛的长度大体上从数微米到10μm之间，直径仅20nm左右。图2为鞭毛电动机的模型图，它是由10种左右的蛋白质组成，鞭毛电动机掩含在膜内，由各个部件的蛋白质承担，使电动机旋转。例如，可推断出L环和P环的复合体起到轴承的作用，莫特(Mott)复合体起到定子的作用。鞭毛电动机的能量是由细胞外面到内部的离子流供给的。

3　机电一体化微型电动机应用举例

(1)工业缝纫机驱动系统

从20世纪80年代开始。国外开始研究工业缝纫机用交流伺服电动机驱动系统。日本的重机公司、兄弟公司、三菱公司以及松下公司等先后把交流伺服电动机运用到各类工业缝纫机中，实现了工业缝纫机的电子化。

通常，工业缝纫机驱动用的电动机和控制装置为一体化装置。图3给出了三菱公司生产的一种交流伺服驱动系统。操作者通过杠杆部分的踏板操作发出速度指令，通过改变电动机的频率和电压就得到所需要的电动机转速，从而驱动缝纫机运转。控制回路中的编码器、电流检出器不断地反馈电动机的速度、电流，并以此进行矢量控制。动作停止必须使电动机减速，根据接收到的位置检出器信号和编码器上的信号来控制位置环，从而使缝纫机针停止在正常位置。

图4给出了松下公司生产的另一种交流伺服驱动系统。该系统的特点就是功率控制回路的简单化和小型化，以及控制电源的小型轻量化、单片机化。控制用的微型计算机采用内藏两个CPU的高速双重微机MNl8982(松下电子工业生产，8hit，8KB ROM)。两种驱动系统的不同在于前一种采用IM(感应电动机)伺服方式，后一种则采用SM(同步电动机)伺服方式。

近年，在国外出现了一种新型控制系统，即采用磁力轴泵(直线悬浮电动机)控制主轴位置精度的电主轴(磁力轴承高速主轴部件)，它是通过现代电子调节技术信号比较，以检测偏离平衡位置的变位置，控制系统就按这个变位为零的方式进行工作。

4　结束语

交流伺服驱动系统是一种性能优异、极具发展潜力的机电一体化产品。从目前机床业的发展方面来看，主流仍然是数控机床(CNC)，伺服系统是数控系统的执行部分，它的性能好坏，将直接影响数控机床的加工精度和生产率，因此开发高质量的交流伺服驱动电动机乃是今后需要努力的目标。

未来机电一体化微型电动机的发展将会在集成和优化上下功夫，构成所谓智能化电动机。微机械技术的兴起是一个值得重视的发展方向，人们期望能用这项新技术不断地研制出复杂的执行器，甚至微型机器人。

鞭毛电动机的研究虽仍在进行中，但它表明机电一使转子(主轴)保持较高的回转精度，具有较高的静动态刚度和电衰减特性，克服了滚动轴承在转速超过某一极限时(20000r/rain)产生烧结、损坏等，转速达25000～120000r/min。目前，国外已有一定数量的高速切削机床装有这样的电主轴控制系统。

图5给出日本七亻工一精机开发的应用于内圆磨床上的磁力轴泵控制系统方框图。转子无论从哪一方向靠近定子，空隙较大一侧的电磁铁的电流就增大，从而产生对转子的牵拉动作。变位传感信号可不间断地与基准体化微型电动机在今后的发展中，将把人们带进一个新的应用领域――微观世界，同时也标志了机电一体化微电机将从此走入分子时代。

5　参考文献

[1] 毛侃．关于机电一体化．[J]机电一体化，1994(3)．

[2] 万遇良．电工技术与机电一体化．见：当代电工科技发展

论文集．[C]北京：中国电工技术学会，1995．

[3] 唐苏亚．片状微电机的发展概况．[J]微电机，1998(4)．

[4] 唐苏亚．微细机械的研究动态及其应用前景展望．[J]

微电机，1995(4)．

[5] M．Nehregary．厶亻久口乇―夕技术一至四现状上课题

机电一体化前景例2

一 、机电一体化的来源与发展

机电一体化在国外被称为Mechatronics是日本在20世纪70年代初提出来的，它是将英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。这一名称已经得到包括我国在内的世界各国的认同，我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术，机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它包括产品和技术两方面：光机电一体化和光机电一体化技术。

机电一体化的发展可以分为三个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段。这一阶段的机电结合技术，对战后经济的恢复起到了积极作用。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70～80年代为第二阶段。这一时期计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。这些研究，促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

二 、我国的发展现状

80年代以来，以信息技术、生物技术、新材料等高技术为中心的新的技术革命浪潮有力地冲击着全球，它对生产力的发展，人类创造力的发挥、产生了巨大的影响，引起了经济、社会、文化、政治、军事等各方面深刻的变革。1986年3月3日，王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允四位老科学家给中共中央写信，提出要跟踪世界先进水平，发展我国高技术的建议。这便是重要的863计划，其中最重要的一点就是自动化技术领域，充分的考虑到机电一体化的使用价值和市场期望。许多有志之士为国家机电一体化做出了杰出的贡献，为机电一体化与国际接轨打下了非常好的基础，虽然我国现在的机电一体化的技术和欧美国家日本比起来有一定的差距，但是和巴西等发展中国家比起来却是排在最前沿的，这要归功于改革开放的发展所带来的机遇和国家的大力支持，使得机电一体化能够得到优先发展的权利，在这一时期内取得了非常丰硕的成果。

（一）计算机软件方面

20世纪90年代随着cims的推广和运用，我国建成了cims试验工程中心和7个开放实验室的硬件环境，在全国范围内部署了很多的cims的研究项目，国家投入了大量的资金在这个项目上面，并很快在产品设计自动化，网络数据库技术，cims集成技术等方面取得非常丰硕的成果，但是但部分的大型机械制造企业和绝大部分的小型机械制造企业主要局限于cad和管理信息系统。基层自动化还比较薄弱，国内的大部分数控机床的编程非常的复杂，没有发挥应有的作用。因此，与工业相对比较发达的欧美国家等还有一定的差距。

（二） 数控技术方面

中国于1958年研制出第一台数控机床，在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。

（三） 工业机器人方面

我国的工业机器人研究开始于20世纪70年代，由于当时经济体制等因素的制约，发展比较缓慢，研究和应用水平也比较低。1985年，随着工业发达国家开始大量应用和普及工业机器人，我国在“七・五”科技攻关计划中将工业机器人列入了发展计划，由当时的机械工业部牵头组织了点焊、弧焊、喷漆、搬运等型号的工业机器人攻关，其他部委也积极立项支持，形成了中国工业机器人第一次高潮。但是，我国目前还没有像日本的FANUC和德国的KUKA那样的形成规模的工业机器人制造厂，工业机器人产业目前在我国还仅仅处于萌芽阶段。

三、机电一体化的前景

在未来，利用高新技术对机电一体化进行改造与提升，机电一体化涉及的学科领域很广，是一门独立的综合性、交叉性学科，我国应更加注重对机电一体化产品的自主开发与技术创新，利用高新技术对机电一体化产品进行创新设计，推进产品设计的智能化，自动化和快速化，才能赶上或超过世界发达国家机电一体化水平，提高产品的市场竞争能力。机电一体化的前景更趋向于环保化，智能程度更高，体积也更小、更方便的方向发展。

（作者单位：长江大学文理学院机械5091班）

参考文献：

[1]李运华等编著.机电控制[M].北京航空航天大学出版社.2003.

机电一体化前景例3

主题词：机电一体化技术现状前景

Keywords: mechanical and electrical integration of technology status prospect

中图分类号： TH-39文献标识码：A 文章编号：

现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了矿业领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”发展阶段。

一、机电一体化概要

机电一体化是指在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。但其基本特征可概括为综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。

世界范围内机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。第一阶段也称为初级阶段。20世纪60年代以前由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广；第二阶段可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础；第三阶段,20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。。

二、机电一体化的发展状况

我国从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

三、机电一体化的发展趋势

(一)智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。智能化使机电一体化产品具有与人完全相同的智能是不可能的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能则是完全可能的。机电一体化技术在发达国家经过几十年的研究和运用，现在机电一体化技术正向智能化方向发展。最新的技术方向是：光学、通信技术等进入了机电一体化，使得微细加工技术也在机电一体化中出现，从而出现光机电一体化和微机电一体化等新分支；通过进一步对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，使机电一体化的学科体系和发展趋势都得到了深入研究。要充分发挥大专院校、研究机构的科研作用，让大专院校、研究机构与一些大中型企业在机电一体化技术领域进行合作研究，推进技术的发展并把最新的研究成果快速的转化和应用于实际的产品和相关的领域，为各方面带来显著的经济效益和社会效益从而达到相互促进的积极作用。

(二)网络化

20世纪90年代,计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给工业生产、政治、军事、教育和日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，可使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

(三)微型化

微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统,泛指几何尺寸不超过1 cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

(四)绿色化

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适；另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。

近几年来,我们机电一体化产品的研究和生产得到长足的进步。机电一体化技术在发达国家经过几十年的研究和运用，现在机

电一体化技术正向智能化方向发展。最新的技术方向是：光学、通信技术等进入了机电一体化，使得微细加工技术也在机电一体化中出现，从而出现光机电一体化和微机电一体化等新分支；通过进一步对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，使机电一体化的学科体系和发展趋势都得到了深入研究。例如,国产电牵引采煤机已经占领国内市场,核心部分是由安装在采煤机上的计算机和传感器组成,具有多种保护、遥控功能。国产全数字化直流提升机也已占领国内市场。此外,我国在液压支架电液控制、胶带运输机、矿井供电设备以及风机、水泵、压风机、局扇等设备上也都有成熟的机电一体化产品。但是，,笔者认为在发展我国机电一体化产品的技术上应该注意以下几点：①研究具有自主知识产权的核心装置,增加产品国产化的比例；②增加产品的通讯功能,以适应综合自动化的需要；③进一步提高尤其是大型设备的故障诊断功能和智能化程度。

机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。我国可以利用广阔的市场潜力,用全新的方式和更短的时间研发更多具有知识产权的机电一体化产品。随着我国科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,在国内外发展的同时，行业内肯定会有竞争的时候，它既是挑战，更是机遇。笔者相信，在新的社会主义建设思想的指引下，我国机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

机电一体化前景例4

现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化的核心技术

机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手

（一）机械本体技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

（二）传感技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。

（三）信息处理技术

机电一体化与微电子学的显着进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。

（四）驱动技术

电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

（五）接口技术

为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

（六）软件技术

软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。

二、机电一体化技术的主要应用领域

（一）数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在

1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。

3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。

5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

（二）计算机集成制造系统（CIMS）

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

（三）柔性制造系统（FMS）

柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

（四）工业机器人

第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。

三、机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展

（一）智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

（二）系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。

（三）微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

（四）模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。

（五）网络化

网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

（六）绿色化

工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。

综上所述，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。

【参考文献】：

1、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.

2、芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.

机电一体化前景例5

什么是机电一体化？机电一体化是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。机电一体化专业的发展前景如何，不仅要看一方面的因素，而要多方面综合起来考虑。

1、 学校背景条件及开设优势

机电一体化专业不是随便一个中职学校就可以开设的，必须有充足的条件和开设优势才能有发展前途，否则，即使开设也看不到未来发展的方向。以我教授的学校为例，我们学校是央企办学，全国唯一一所以铁路桥梁冠名的省部属部级重点高级技工学校，同时具有职工培训和党校教育职能。建校30年来，一直致力于铁路桥梁建设技能人才的培养，不断探索和实践高技能人才的培养工作，已经取得了湖北省和武汉市两个级别的“高技能人才培训基地”的资质，学校拥有湖北省一级、二级专业等优质特色品牌，我们为众多企业以及中铁系统培训了大量的高级工、技师、高级技师等技能型人才。我可以就以下几个方面具体说明一下我们学校自身的优势。

一是提供智力支持。中铁大桥局集团拥有丰富的人力资源，学校随时可以根据办学需要，聘请专家，尤其是技能型人才作为兼职教师。得天独厚的智力资源，为我们学校培养建桥高技能人才提供了不竭的智力支持。

二是提供技术支持。集团公司桥梁建设技术代表了国际先进水平。强大的技术实力可为学校第一时间提供桥梁建造和维护的新技术、新工艺、新设备、新材料，为学校紧跟桥梁技术发展及时修订教材提供强有力的技术支持。

三是提供实训保障。集团公司每年有超过二百项大型分部工程，几百个施工工地，为学校学生实习创造了有力的实训保障。在武汉，学校长期与武桥重工、中铁七局、中国一冶、中铁科工、中交二航局、武锅集团签有实习合作协议，学生实习教学安排方便灵活。

开设机电一体化专业必须首先引进像机械技术、微电子技术、电力电子技术等等，要想发展还要有足够的设备，而这些都需要一个坚实的后盾作为基础。

2、 机电一体化专业的现状

机电一体化不是孤立出现的，它是很多科学技术发展的结晶，是社会科学技术发展到一定阶段的要求和产物，而且机电一体化专业从上世纪60年代以来，其发展也经历了几个不同的发展阶段。随着现代化工业技术生产的发展，现代的机电一体化专业也得到了很大的发展，从之前不自觉的利用电子技术上出现的技术成果到现在智能化的发展阶段。

现在很多学校都开设了机电一体化专业，但是长期以来，中职学校机电专业基本上还是按照传统的理论体系以学科为核心来组织教学，其出发点还是用传授系统的理论知识来组织教学，并以此作为教学过程的主线和质量考核的主要标准。从教学目的上来说，让学生系统地掌握理论知识，对于学生以后开发设计产品是有帮助的。但是这种教学方法也有其不利的一面，因为就现在社会的发展情况，一般一个中职学校的学生毕业之后很难从事研究、开发、设计、决策等方面的工作，而是被分配到生产线从事制定工艺、调试试车、查找故障和排除故障等方面的工作。更有甚者，很多学校干脆单纯的培养“电工”、“钳工”等，并没有从“一体化”上来深入教学，没有根据社会的发展和新装备、新技术的需要来贴合实际。

3、 机电一体化专业的教学要求及发展方向

要想使机电一体化专业有更好更大的发展，中职学校必须要在教学不足的地方多下功夫，多进行改进学习。如下是关于机电一体化专业的教学要求：第一，运用先进的教学手段。一些专业基础、专业课程中的原理图、电路图及梯形图还有一些程序都要用软件制作成课件，利用多媒体技术直观教学，更有利于学生消化吸收并更好地理解。第二，在校内实训方面。校内实训一方面要营造“车间”的真实情境，还要把学生学到的零碎的知识系统的结合起来，把学习和车间联系起来，全面掌握知识和技能。第三，在顶岗实习方面。顶岗实习在于提高学生的学习能力、实践能力、创造能力，机电一体化专业的顶岗实习可以跟着导师做一些项目，也可以自己联系单位实习。实习岗位还是很多的，可以做维修电工、机修钳工、数控车工、制图员等等，主要是把实习内容和实习岗位结合起来，培养学生发现问题、判断问题、解决问题的能力。

更严格的教学要求是为了更好地发展，现代机电一体化近几年来取得了一定的成绩，现在是集机械、电子、光学、计算机、控制等为一体的综合学科，为了取得更大的进步，其未来发展方向主要在：第一，智能化方面，以计算机为实现手段，与控制论、信息论、决策论相结合，使人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，把机器人与数控机床结合的智能化。第二，网络化方面，网络技术的兴起和快速发展给工业生产，科学技术，等方面带来了很大的变化，各种基于网络的远程控制和监视技术给机电一体化建设提供了很大的发展空间。第三，集成化方面，这是放进机电一体化产品发展的特点，很多的系统都是运用了这一特点，比如，计算机集成制造系统，智能制造系统等等，在这一方面机电一体化也有很大的发展前景。

总之，机电一体化的技术功能及发展方向远不及上面所介绍的这些，还有很多技术领域会用到机电一体化技术。社会和科技在发展，各种技术之间将会有很多融合的部分，机电教学要本着面向现代面向世界面向未来的发展方针，从实际出发，不断改进，使专业人才培养和未来社会发展需要相适应，机电一体化专业在中职学校的发展前途一定会很光明，发展越来越好。

参考文献

机电一体化前景例6

现代科学技术的发展，使得单纯的单一学科应用已远远无法满足人类社会的生产生活需要。各学科相互渗透，相互促进，为新的技术改革，知识创新提供契机。机电一体化技术就是在这样的背景下发展而成的。

一、机电一体化技术简介

机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成的。最早提出这一概念的是1971年日本杂志《机械设计》一书的副刊。时至今日，机电一体化这一概念已经广泛的被接受和应用。

机电一体化技术并不是单纯的机械学与电气或电子学的结合，而是在上述两种技术的基础上融合了信息技术，传感器技术，自动控制技术，计算机技术，接口技术，信号变换技术以及软件工程技术等多种科学技术，并不断发展，广泛应用的一门新兴科学技术。

二、机电一体化技术的发展状况

（一）、世界范围内的发展

20世纪60年代以前为初级阶段。这一时期，人们在生产生活中并没有刻意的将机械学与电子学技术结合起来，而是不知不觉的利用电子技术的成果来完善机械产品的性能，这便出现了最早期的机电一体化技术。期间发生的第二次世界大战，促使了机械技术与其他技术的融合。战后，这些技术由军用逐渐应用至民用范围，但并没有提出机电一体化这一概念，没有将多技术的结合推广。

20世纪70到80年代是这一技术蓬勃发展的时期。由于计算机技术的出现和迅速发展，大规模的集成电路和微型计算机开始出现，这位机电一体化技术的发展奠定了坚实的基础。正是在这一阶段，Mechatronics一词被提出并逐渐被认可，机电产品大量涌现，世界各国逐渐对这项技术给予大力支持。

20世纪90年代开始，机电一体化技术进入新的阶段。这一时期，通信技术、光学技术以及微细加工技术与机电一体化技术逐渐结合，出现了微机电一体化和光机电一体化的分支。同时，机电一体化技术本身的研究日益成熟，对机电一体化技术的建模研究、分析和集成方法以及机电一体化的整个科学体系的研究，使机电一体化技术的基础更加完整，理论体系更加完善。

（二）我国机电一体化技术的发展

[1]我国是从20世纪80年代初才开始这方面技术的研究。国务院成立了由杰出科学家带领的机电一体化领导小组，并将这项技术列入“863”计划中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的诸多影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，虽然都取得了一定成果，但与日本、欧美等先进国家相比仍有相当大的差距。

三、机电一体化技术的发展趋势

在半个世纪左右的发展中，人类生产生活对机电一体化技术不断提出更高的要求，推动机电一体化技术产品的智能化、模块化、网络化、系统化、绿色化和微型化程度快速发展。其中智能化和自动化更是机电一体化技术的重中之重。

智能化是目前形势下大部分技术所共有的发展方向，也是机电一体化技术与传统机械技术的重要区别之一。随着智能控制技术的进一步发展和人工智能技术在生产设计活动中被越来越重视，机电一体化技术的智能化发展迅速。在更高速的微处理器出现以及运筹学、仿生学等技术的辅助下，机电一体化产品更好的拥有人类的部分智能。

机电一体化技术的发展必须标准化、系列化。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。必须制定出一系列标准，将各个单元、接口统一化，以便扩大规模生产。但由于这项技术刚刚兴起，做到标准化系列化还很难。

网络技术迅速发展，为机电一体化技术带来了新的影响。网络的普及使得基于网络的各种机电产品远程控制得到很大发展。而总线技术和局域网技术的发展，带动了家用机电产品系统化，集成化的发展。

[2]系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。另一个表现是通信功能的增强。机电产品的发展趋势是更加注重人格化，机电一体化的人格化有两层定义，首先，就是模仿生物生理机能，设计各种机电产品。另外，机电一体化产品归根到底是人在使用，赋予机电产品人的智能、情感、个性愈发重要，其总重目的便是人机一体。

在生态环境问题愈发重要的今天，机电一体化技术的绿色化成为一个新的重要课题。绿色机电产品是指产品在设计、试验、生产以及回收销毁等方面对生态环境无害或危害极少，资源利用率高。设计、使用绿色机电产品，是机电一体化技术发展的必然趋势。

机电一体化技术的微型化指的是机电产品向微型机械及微观领域发展。这一概念兴起于20世纪80年代末，国外称其为微电子技术。微电子产品体积小、耗能低、灵活性高，可广泛应用于生物、医疗、军事等方面。而机电一体化技术微型化的一个挑战就是必须采用超精加工技术进行生产制造，如果在这一方面有了较大的发展，那么机电一体化技术的微型化将有质的飞跃。

综上所述，机电一体化技术是社会劳动力发展的产物，也是现代科学技术发展的重要组成部分。机电一体化技术融合多学科种类，使传统的机械预设方法和预设概念发生着革命性的变化。伴随着现代科学技术的不断创新，机电一体化技术的发展前景也将愈发光明。大力发展这一先进技术，不仅是人类文明发展的要求，也是创新理念，振兴工业的必经之路。

机电一体化前景例7

由机械技术、计算机技术、信息处理技术以及自动控制技术联合运用的综合技术就是机电一体化技术，它是微电子技术渗透到传统机械工程技术而产生的结合电气与机械工程、计算机与信息技术等为一体全新技术。机电一体化技术符合了当前高科技发展的要求，彰显了强劲的活力。

一、煤矿中采用机电一体化技术的主要方面

（1）提升机中采用机电一体化技术。矿井提升机是当前煤矿机电一体化技术以及自动化程度最高的设备，全部采用数字化交流、直流提升机。特别是对于内装式提升机，在结构上把滚筒与驱动融为一体，极大地简化了机械结构，实现了机械、电子、微机以及自动控制的综合体。而全部采用数字化提升机可靠性能高，利用总线形式使电器安装十分简易，另外，硬件配置更加简易，兼容性好。（2）在采煤机中利用机电一体化技术。在采煤机中利用的一个典型机电一体化技术就是采用电牵引采煤机。和液压牵引进行比较，主要具备如下特性：优良的牵引性。可为采煤机提供向前推进的牵引力，从而克服移动的阻力前进，还能够在采煤机下滑时实施发电制动，给电网回馈电能。在大倾角煤层中应用。在牵引电动机的轴端设置了停机时预防机器向下滑动的制动装置，由于所设计的制动力矩是电动机额定转矩的1.6～2.0倍，因此电牵引采煤机能够应用在倾角为40°～50°的煤层中，而无需其余预防滑动的装置。运行稳定可靠，使用周期长。液压牵引与电牵引不一样，后者除了电动机的整流子与电刷存在磨损之外，其余元件都没有磨损，所以工作稳定可靠，故障率低，使用周期长，维修量较小。反应快速灵敏，动态性能较好。电控系统能够快速调节各类参数，预防采煤机超负荷运行。结构简易、运行效率高。电牵引采煤机的传动结构简易、重量较轻以及尺寸较小，电能转变为机械能单次转换就实现，效率能够达到99％，远高于液压采煤机的效率（65％～70％上下）。自从我们国家在1991 年由煤炭总院上海分院和波兰的玛克公司共同合作，成功研制出了中国首台薄煤层强力爬底板电牵引采煤机（利用交流变频调速MG344- PWD 型）之后，中国的电牵引采煤机的发展非常快速。我国的很多厂家（如太原矿山机械厂、上海天地公司、西安煤机厂等）均能生产直流与交流变频电牵引采煤机，并且获得很好的推广与应用。经过将近20 年的研发，我们国家的电牵引采煤机技术不断完善与成熟，进一步促进了煤矿生产技术的前进。（3）在带式输送机中采用机电一体化技术。带式输送机已经成为我们国家井下煤矿原煤运输系统的重要运输设备，其主要特点是，能够长距离持续运输、运输能力大、运行稳定可靠、自动化程度高以及运行效率高等。所以是近些年来机电一体化技术的重点研究对象。当前所利用的启动方式大多为机、电、液一体化的CST 可控软启动。它是一类针对平滑起动输送大惯性载荷的专门装置，比如为金属矿石或者煤炭的长距离胶带输送机而研制的软驱动装置。一条胶带输送机能够采用一台或者几台CST 进行驱动。因为目前我国还没有解决在线监视与控制技术、动态分析技术及启动延迟技术，我们国家的带式输送机的中间驱动点不宜太多，通常是3 点驱动，因此输送机的单机长度以及输送能力难免受到限制。并且，输送机的监视控制设备功能较弱、稳定可靠性能偏低、灵敏度不够高以及运行寿命较短，与发达国家进行比较还存在明显的差距。

二、机电一体化在煤矿的应用趋势展望

以目前的技术水平来看，我们还有许多技术难关需要攻克，使其在将来满足以下几个方面的发展趋势：（1）加大开发拥有自主知识产权的与煤矿开采相关的技术，包括开采配套设备中拥有自主知识产权的核心装置，增加采用设备的科技含量；（2）在机电一体化设备中增加通信联网功能，从机电一体化过渡到综合自动化；（3）开发建立在微处理器平台上的矿井设备工况监测、运行状态监测系统；（4）开发适应极端危险、恶劣开采环境的煤矿机器人技术。

在科学技术日新月异的今天，信息流已经成为机电一体化的主要特色之一，设备产品在性能与功能方面都有了质的飞跃。如今，机电一体化技术构成了煤矿企业的技术支撑，同时也是企业实行综合自动化的基础。机电一体化技术广泛应用于煤矿企业的开采、掘进、输送等个作业环节，大大提高了企业的综合实力，为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。

参考文献

机电一体化前景例8

    应当说，当下数字技术的高速发展为景观电影的出现打下坚实的基础。以数字技术为基础的景观电影实现了对客观现实和想象世界两者的“超真实”再现。“影像不再能让人想象现实，因为它就是现实，影像也不再能让人幻想实在的东西，因为它就是其虚拟的实在。”[3]随着数字技术的进步，我们也迎来了一个视觉文化的时代，而这是景观电影产生的根本原因。视觉文化对视听奇观的突显也导致了当下电影“读图时代”的到来，图像凌越文字占据着主导地位，文学性不再是电影的基础，视像化压倒了文学性。立足于以视觉文化为背景的“读图时代”，通过对景观电影的视觉性进行剖析，我们将挖掘当下电影发展的内在文化机制。

    一、景观电影与视觉文化

    巴拉兹写道：“随着电影的出现，一种新的视觉文化将取代印刷文化。”[4]尼尔·贝尔也指出“当代文化正在变成一种视觉文化，而不是一种印刷文化，这是千真万确的事实。”[5]156巴拉兹和贝尔的理论表述已成为当下的现实，如周宪所言，“我们正处于一个视像通货膨胀的‘非常时期’，一个人类历史上从未有过的图像富裕过剩的时期。越来越多的近视现象仿佛是一个征兆，标志着人们正在遭遇空前的视觉‘逼促’。”[6]这种现象催生了视觉文化研究的兴起，并且成为当前学术界的热门话题。

    正确理解“视觉文化”的涵义，必须要探寻“看”这一行为所具有的本质内涵，因为视觉文化毕竟是一种以图像感知为核心的文化，依赖于“观看”的方式。首先，“看”不是一种脱离了社会意识的纯粹的感性活动，“看”并非是一个机械的接受刺激的过程。在语言/形象的二元结构中，“看”也不是与生俱来的低等的感知方式，而是必须在有意义的前提下，具备“意义”的看才成其为“看”。拉康提出了“镜像”理论，认为在这个阶段，儿童仅仅将自己的身体视为一堆破碎的物体，这时的儿童无法通过自我感知，例如时间感、空间感、运动等等，来认识身体的完整性。六至十八个月大以后，儿童利用反映于镜子之中的身影确认自己的形象，使他逐渐摆脱了支离破碎的身体而获得自己身体的基本统一性。从这个角度上讲，“看”内部包含着“语言”的痕迹。其次，“看”作为具体的行为，其过程渗入了感性知觉和理性引导。伊芙特·皮洛认为“任何感知都会受到我们已有的知识的修正。视觉域生成在我们的视网膜上，它来自不断变化的光影结构，而从这些光影结构出发，我们创造自己的视觉世界。”[7]在皮洛看来，我们并不知道我们看到了什么，而是因为我们知道什么才会看到什么，看到的内容取决于已有的知识和经验。所以理性思维参与和贯穿了整个“看”的过程，依赖于“看”这一感知方式的视觉文化由此并不是单纯意义上通过眼睛看世界的简单的感性活动，视觉文化是由语言、思维、形象共同组成的文化。

    进入现代社会，视觉文化在数字化技术的基础上形成了一种新的视觉转向：电脑辅助设计、合成全息照相、飞行模拟器、电脑动画、数码摄影摄像、机器人图像识别、射线跟踪、运动控制、多谱感应器等一系列先进的科技手段，在摄影、摄像、广告、游戏、电视、电影以及日常生活中创造了史无前例的新的视觉图像文明。米尔佐夫在《什么是视觉文化》中将视觉文化表述为：“视觉文化研究的是现代文化和后现代文化如何强调视觉表现经验，而并非短视地强调视觉而排除其他一切感觉。视觉文化不依赖图像，而是依赖对存在的图像化或视觉化这一现代趋势。”[8]可见，视觉文化的出现是基于新的科技技术的广泛应用所引发的。

    从电影发展史的角度来考察，视听功能不断得到开发正是电影发展过程的一条主线。早在无声电影初期，人们就采用局部手工染色的方法将一格格胶卷着色，使作品带有色彩，同时由乐队在电影院为“默片”进行现场伴奏，以此来丰富电影的视听表现力。到了20世纪70年代，计算机成像技术开始成熟，并被广泛应用于电影制作，从而引起了电影技术新一轮的变革。1976年，卢卡斯拍摄《星球大战》首次用计算机操纵宇宙飞船的运动轨迹，把真实摄影机拍不到的天外世界变成了逼真的图景，给人们带来全新的视听体验。《星球大战》被认为是景观电影的开山之作，影片通过高科技电脑和数字制作技术，创造了一个前所未有的太空世界，这种梦幻般的视觉景观给人带来前所未有的冲击。随后，卢卡斯专门为《星球大战》的电脑制作而创办的魔光公司(ILM)又制造出一系列的景观大片：《异形》、《终结者》系列、《勇敢者的游戏》、《侏 罗纪公园》等，而最新景观大片《阿凡达》也同样由魔光公司参与制作。从无声电影到有声电影，从黑白电影到彩色电影，从普通电影到数字电影，电影就是在不断发展中持续开发自身的视听功能。当电影在数字技术的支撑下，发展到刻意强化视觉效果和冲击力，景观和视觉场面便成为了电影的基本视觉手段。

    继续深入下去，可以认为，视觉文化为景观电影的出现与发展奠定了坚实基础。在电影的发展史上，作为视觉文化第一波浪潮标志的摄影术的发明是电影产生的基础和直接原因，被当作现代视觉文化第二波浪潮标志的则是电影本身，而真正意义上的视觉文化的兴起则与景观电影的产生同样是基于数字化技术的进步。二者有着相当密切的关联，一方面，电影的发展丰富了视觉文化研究的内涵，而另一方面，视觉文化的兴起同样对景观电影产生深远的影响。当代社会的视觉化呈现出愈演愈烈的趋势，出版界“读图时代”的来临、广告文化的无孔不入、网络文化的超规模发展、甚至日常生活审美化的视觉享受延伸，这些都标志这个时代已经是切切实实的视觉文化时代，而在以视觉文化为语境的读图时代，电影俨然已成为这种文化的形象表征。景观电影作为读图时代的文化代表，其产生和外在表征，乃至电影的类型特征都离不开视觉文化的影响。

    二、景观电影与视觉奇观

    “奇观”最初出自德波对“奇观社会”的分析。但在电影理论中，第一个明确指出“奇观”(spectacle)现象的是英国女性主义电影理论家穆尔维，她在《视觉快感与叙事电影》中指出：“作为起点，本文提出电影是怎么样反思、揭示，甚至利用社会所承认的对性的差异可作的直截了当的阐释，也就是那种控制着形象、色情的看的方式以及奇观的阐释。”[9]206穆尔维认为，电影的视觉快感是由观看癖(窥淫癖)和自恋构成的，所以电影把满足观看癖和自恋方面所提供的视觉快感，转化成首要任务。穆尔维在《视觉快感与叙事电影》中的论述，主要是强调电影中叙事与奇观的结合，但她的视野触及到了当代电影的一个重要发展趋势：从叙事到奇观的转向。而社会学家拉什从表意实践体制的社会学角度对奇观电影进行考察。他认为在电影在其发展史上表现为四种连续性的类型：现代主义的叙事电影、现代主义电影、后现代电影和超越后现代的电影。依据这个分类，拉什认为现代主义电影的主导趋向是话语性的，它着力于对电影叙事或表征本身提出质疑，对电影表意的种种可能性进行探索。[10]而国内学者周宪在总结奇观电影的表征之后，认为“从叙事电影到奇观电影的转变，从小处说是电影自身发展的趋势，从大处说，乃是‘视觉转向’或‘图像转向’的某种表征。”[11]254从穆尔维、拉什和周宪的表述可以看出，景观电影以图像性为主因，突出了电影自身的影像视觉性质，有意淡化甚至弱化话语因素，强化视觉效果的奇观性。奇观使得电影真正实现了其自身纯粹的视觉艺术本体论，不再屈从于其他非视觉的要求，而是服从于自身的视觉奇观要旨。

    当电影中的视觉奇观取代传统的叙事结构而成为了电影的主导要素，电影也就从叙事电影转向景观电影。对景观电影的奇观性，我们可从以下几个方面展开具体分析。

    动作奇观。指由银幕中的动作所构成的惊险刺激的景观，比如追逐的场景、枪战的场景、格斗的场景等等。动作奇观是当代电影最重要也最具视觉效果的视觉奇观要素。其中以功夫片为典型代表，在影片中，动作的夸张性和刺激性大大超出了情节的需要和人物性格塑造的需要，如《英雄》、《无极》和《神话》等。而国外的景观电影中，最新上演的《阿凡达》在动作奇观的设计和表现更是达到一个新的高度。影片中人类军队配备有机甲战士、蝎子战机、大力士运输机、神龙战机等，其中的机甲战士装有重甲，前臂配备火力强劲的重机枪，并且适合在多种地貌和气象条件下使用。这些武器和装备造型奇特、功能强大。而Na' Vi人的武器却是以弓箭、长矛为主，同人类的现代武器比较起来，那些武器制造简陋，威力有限。这种现代和原始的对比体现出巨大的落差，而影片将这种强烈的落差和冲突融合在一起，勾起观众的观看欲望。在人类军队和Na' Vi人部落战斗的过程中，《阿凡达》将镜头从地面拉向空中，再从空中拉到地面，这种全方位的战斗场景让观众心潮澎湃。空中Na' Vi人骑着斑溪兽凌空飞行，地面上Na' Vi人身跨六脚马，他们以血肉之躯对抗人类的先进武器。这种战斗场景的设置是在《阿凡达》之前没有出现过的，导演另辟蹊径，其目的在于突显电影的视觉奇观和视觉快感。

    肢体奇观。指通过调用各种电影手段来展示和再现身体。它和动作奇观不同，动作奇观不仅包括身体动作，还包括了各种道具，如车辆、飞机、工具等等，肢体奇观的展现则仅局限于人的躯体本身。穆尔维最初对电影奇观的分析是从性别的角度进行的，“电影为女人的被看开辟了通往奇观本身的途径。电影的编码利用作为控制时间维度的电影(剪辑、叙事)和作为控制空间维度的电影(距离的变化、剪辑)之间的张力，创造了一种目光、一个世界和一个对象，因而制造了一个按欲望剪裁的幻觉。”[9]21-22这就可以解释长相俊俏，身材曼妙的女性更容易成为明星的原因。另一方面，展现男性健壮、阳刚、力量的肢体奇观同样也是景观电影的重要元素，如施瓦辛格、史泰龙，他们具有景观电影所需要的肢体奇观，因而也容易成为当红明星。《满城尽带黄金甲》一类的电影，将女性身体的展露作为肢体奇观的主要手段，这种做法早已屡见不鲜。而现代数字技术的发展又给肢体奇观注入新的活力，如《阿凡达》影片的肢体奇观与普通电影的肢体奇观就有不同之处，原因在于《阿凡达》中真人表演只占百分之四十左右，真人角色在片中完全是配角戏份，其中的肢体奇观主要靠捕捉真人表情，结合电脑技术制作出虚拟人物来展示。这种真人和数字技术的结合构成了前所未有的肢体奇观，使《阿凡达》迅速吸引了人们的眼球。

    场面奇观。指各种普通日常所见不到的各种场景和环境。场面奇观主要分为自然景观、虚拟景观、人文景观三类。自然景观通常是指人迹罕至而又具有视觉吸引力的景观，如大漠、峡谷、雪峰、瀑布等。《英雄》就采用黄杨林、九寨沟等自然景观。虚拟景观主要体现在科幻类的景观大片中，通过高科技手段创 造出各种虚拟景象。如《星球大战》中外太空空间，《人工智能》里的未来世界，《黑客帝国》中异次元空间，这些虚拟的场面景观引人入胜，构成强大的视觉吸引力。人文景观是指影片中展示的著名历史古迹或世界名胜，如《木乃伊》中的金字塔等。场面奇观是奇观电影的一个重要组成部分，为了加强奇观的视觉效果，影片通常都极尽场面视觉冲击之能。以《阿凡达》为例，导演卡梅隆完全营造了一个非常逼真而又复杂的外星世界，《阿凡达》的场面奇观可以归纳为自然景观和人文景观。在自然景观方面，电影以原始丛林地貌为主，空中飘浮着“哈利路亚山”，石顶部平坦、四周陡峭，河流从峭壁倾泻而下形成悬空的瀑布，给人强烈的视觉震撼。此外，六脚马、斑溪兽、霸王飞龙、锤头雷兽、死圣兽、斯塔姆兽、毒狼、斑牛、幅猴等等这些动物尽管也都有地球生物的影子，但是依然有很多匠心独运的设计和不同之处，给观赏者的眼球以强烈的冲击。影片中的人文景观主要体现在杰克·萨利的入族仪式和为救受伤的格蕾丝·奥古斯丁博士(西格妮·韦弗)而举行的祈祷仪式这两个情节上，这些人文景观采用的是热烈、宏大的场景，着力表现人与自然和谐相处、生命周转不息的主题。

    节奏奇观。节奏奇观一是指电影镜头组接的速度或节奏，二是指画面内物体或人体空间移动或运动的速度。《生死时速》、《非常人贩》、《007》系列都是展现节奏奇观的典范之作。《阿凡达》节奏奇观主要表现在两个场景：一、男女主角骑着斑溪兽在空中翱翔，两边的悬崖峭壁一掠而过。近处是两人结伴飞行，脚下是山峦迭起，一静一动展现节奏奇观。此外，凶猛迅速的怪兽在丛林中迅捷的奔跑以及同机甲战士战斗时勇猛灵敏的表现，带给观众刺激的节奏奇观。在景观电影中，对速度奇观的追求一方面是因为生活的快节奏驱使人们对视觉提出速度要求，另一方面技术的进步也为节奏奇观在影片中的表现打下坚实的基础。从电影的接受心理角度讲，当观众习惯于节奏奇观所提供的视觉范式以后，观看节奏的要求也随之产生。

    总之，景观电影因强调视觉性以致把奇观效果放在首位，将动作奇观、肢体奇观、场面奇观、节奏奇观等赋予独立的视觉表现价值，从而最大限度的达到影片的视觉冲击效果。

    三、景观电影与视觉消费

机电一体化前景例9

关键词：虚拟演播室；色键；摄像机；跟踪技术

作者简介：周永彬，1981年，男，黑龙江密山，硕士，助教，数字媒体技术方向。

[中图分类号]：G22[文献标识码]：A

[文章编号]：1002-2139(2011)-20-0214-01

虚拟演播室（Virtual Studio）技术，又称虚拟布景技术，它区别于传统色键抠像的电视节目制作技术。传统色键抠像技术，是当摄像机做任何运动时，背景不发生变化，播音员好像浮在背景上，效果失真。而虚拟演播室技术能够在摄像机的位置发生变化时，使背景与摄像机同步运动，实现前景与背景的完美结合。利用虚拟演播室技术的显著优点是能够在有限的空间内实现大场景的搭建与转换，如此一来可节约大量资金和时间，提高电视节目制作效率。

一、虚拟演播室工作原理

虚拟演播室技术源于传统的色键抠像技术（Chromaey），但与色键抠像技术相比又有本质的区别。色键抠像技术先在蓝色的背景下进行前景拍摄，然后用另一路背景视频图像代替当前视频中的蓝色背景，把前景简单地键入背景中。这一技术的局限性是当前景摄像机的位置角度和焦距发生改变时，背景视频图像不能随之而变化，使得合成图像缺乏立体感和真实性。虚拟演播室技术则是在传统色键抠像技术的基础上，利用计算机三维图形技术和视频合成技术，根据前景摄像机的位置焦距等参数，使三维虚拟场景的透视关系与前景保持一致，经过色键合成后，使得前景中的人物道具看起来完全沉浸于计算机所产生的三维虚拟场景中，从而创造出逼真的立体感很强的演播室效果。

二、虚拟演播室的核心技术

虚拟演播室系统关键在于如何产生虚拟背景并将其与前景相融合，它通常包括，三维虚拟场景的制作、摄像机的跟踪、虚拟背景的生成、图像的合成4个组成部分，其中三维虚拟场景的制作、摄像机跟踪技术和图像的合成是这项技术的关键。

1、三维虚拟场景的制作

虚拟演播室中的背景图像可以是动态的，也可以是静止的，利用最多的是虚拟场景，也就是由计算机创作的三维图形。在虚拟演播室中，首先要对场景中的所有物体进行建模，这与计算机辅助设计相似。在建立一个模型的同时，计算机将它们分解成许多个多边形，一般是三角形，然后定义一个轮廓，在每个多边形上施加材质，可以是简单的颜色，也可以是材料。再把图像或照片施加在多边形上，以产生更逼真的效果。场景中所包含的多边形的数目越多，场景的复杂程度越高，对系统的三维渲染能力的要求也越高。

2、摄像机跟踪技术

摄像机跟踪技术是指在节目拍摄过程中，实时获取摄像机在演播室中的实际位置参数和动作参数。其中摄像机镜头参数ZOOM、FOCUS，云台运动参数PAN、TILT以及描述摄像机空间位置和角度的参数ROLL、X、Y、Z。获得这组参数就有可能把摄像机和镜头与一台高性能的计算机连接（该计算机可以生成背景的每一场），背景制作的应用软件根据这些参数来调整虚拟摄像机的位置、方向和镜头参数，使虚拟场景产生对应的变化。

3、图像的合成

一般来说虚拟摄像机和实际摄像机的数量是相同的，但虚拟背景信号源的数量与实际摄像机数量并不一定相同。用两个背景生成器，两个色键器就可以完成任何两个摄像机之间叠化效果制作，硬切只需要一个虚拟背景信号源。为了完成叠化效果制作，计算机通过编辑接口监视切换器的状态或从预演母线上了解下一个切换的摄像机，并对其进行切换。当虚拟摄像机切换之后，切换器就做好了叠化的准备。

三、虚拟演播室技术的广泛应用

相对于传统的使用实景演播室，虚拟演播室有其无法比拟的巨大优势。由于采用了计算机图形技术，虚拟场景的设计可以无限丰富，不仅可以实现与现实完全相同的布景，更可设计出现实中无法见到的场景。在降低布景设计与场景搭建成本的同时，也拓宽节目制作的创作空间，满足了电视观众对艺术效果越来越高的要求。因此，从资金、人力和时间的角度看，使用虚拟演播室可以有效地节约节目制作成本，发挥创造人员的想象力，制作出精美的电视节目。

虚拟演播室技术从应用角度来讲，大多数电视台都将其应用在中小规模演播室制作新闻访谈、体育、天气预报和节目预告等类型的栏目。受到灯光、演播室场地等多种条件的制约，一般不用于大型演播室和人物众多的综艺类节目，在我国只有少数电视台，如中央电视台在2008年北京奥运会中采用Orad公司的三维虚拟演播室系统对奥运会进行了直播。一般的地方性电视台都采用大洋、索贝等国产品牌的虚拟演播室，如福建电视台新闻频道使用大洋VRset系统制作《娱乐新闻网》、《时事前哨》、《体育新闻网》、《正午时光》和《探索在线》五个栏目。

从传达信息角度来看，虚拟演播室能够更有效地表达信息，增强感染力，利于信息的传递。由于虚拟演播室的背景是合乎比例的立体设计，摄像机移动时，虚拟的背景和前景能够相应变化，从而增强了节目的动感和美感，更大程度上满足了人们在信息接收时的要求。

四、小结

在计算机不断发展的今天，虚拟演播室系统也将会有更大的发展空间。虽然目前还不太可能完全代替传统演播室，但是成本的不断降低，技术的日臻完善，越来越多的用户会选择虚拟演播室技术。根据自己的实际情况，选择最适合自己的系统和技术，才能使其发挥最大的优势，创造出最理想的效果。而在虚拟演播室逐渐深入人心的同时，他的工作也对节目制作人员也提出了新的要求。因为虚拟演播室从虚拟场景的设计、制作，到演播室的灯光布置、摄像机操作等，都不同于一般的演播室，因此要求制作人员不仅要精通影视技术，具有前期拍摄和后期编辑的能力，而且要求制作人员懂得计算机，能熟练地使用计算机进行三维场景的设计，且具有很强的创作能力。

参考文献：

[1]王爱华，浅谈虚拟演播室技术及其应用[J]，山西科技.2010年02期。

机电一体化前景例10

如今，我国的电视电影无论是在艺术质量上，还是在收视率以及技术的推进等方面，都有大幅度的提高。我国电视电影创作始终坚持以先进文化为导向，注重体现和弘扬时代精神和民族特色,关注现实生活，体现出主流性、当代性和类型性。电视电影的社会影响越来越大?.中国电影“金鸡奖”在2000年设立了最佳电视电影奖；中国电影“华表奖”于2001年设立优秀电视电影奖；大学生电影节也于2002年开始设立电视电影专项奖，2004年第十一届大学生电影节首先颁发的即是电视电影的各种奖项：最佳演员、最佳导演、最佳影片、最佳效果等；而且，为了进一步繁荣电视电影事业，中央电视台电影频道中心于2001年专为电视电影设立了评奖项目——电视电影“百合奖”,从而,在发展我国电视电影事业上迈出了开拓性的第一步，使电视电影的创作迅速发展壮大。

我们知道，艺术的个性是区别于各种艺术形态、样式的主要标志，也是艺术家对生活、对艺术以及对自己发现的结果，一句话，个性是每一艺术门类得以生存的基础。电视电影作为有别于电影和电视剧的影视艺术若没有自己的个性，它就不能称之为电视电影。电视电影自创建之日起，就一直沿着寻求探索、反复实验的道路前进，而要寻找其个性必须从影视艺术创造的共性中去发掘，特别是电视电影作为脱胎于电影，介于电影与电视剧之间的交叉艺术品种，更应追寻电影、电视剧和电视电影的共同本质，从而确立电视电影的本质特性。

从电影和电视的发展技术层面上，可以说两者分别属于两种不同的概念，各种类型的影视作品借助的传播媒介有所不同，但是作为大众文化传播媒介（MassCultureCommunicationMedium)，电影与电视创作所运用的创造性思维与鉴赏所运用的审美再创造的思维机制是基本一致的，二者都是视听影像的呈现，都是时空的融合，逼真性与假定性的相互依存，艺术感性与思维理性都变成了直观的声像符号．

而且二者已经影响到人类社会生活的各个方面，包括政治、经济、文化、科技、教育等诸多部门，已经成为当代社会文化信息结构中一个极其重要的组成部分。

从影视艺术审美思维机制的建构方面考察．影视艺术审美思维的共性因素是指审美主体在审美发生过程中自动化的整合性、创造性的思维运作过程．它是一种由视听觉思维、情感思维、灵感思维、直觉思维、形象思维、理性——逻辑思维等一系列思维环节的交互运行的发生机制，是人的思维多侧面、多角度、多功能的结合系统。(见《影视审美思维论》刘秀梅着2000年3月版中国戏剧出版社)一般地说，它隐含客观逻辑，而突出地强调主观逻辑、情感逻辑。此时的审美主体处于较高的感受美、理解美的超越现实的思维状态。这是电影、电视剧与电视电影艺术创造所运用的符合人类审美创造思维发展定势的思维状态。在影视审美创造思维进行视听影像造型的过程中，所借助的思维语言主要是蒙太奇镜头语言．具有鲜明语义的和视听审美价值的意象符号。

首先，镜头如何运用直接决定着影视艺术视听影像的创造：根据不同景别的特性及功能创造恰如其分地表现剧情内容的镜头，使视听影像的大小、疏密、距离等发挥各异的作用和审美效果。在镜头所处理的空间关系中，主要的是人与环境的关系。在人物众多的场面，次要人物对主要人物来说也可剧情内容。有的远景画面中没有人物，称为“空镜头”，如《卧虎藏龙》中，俞秀莲到京城后的京城的俯拍镜头，玉蛟龙从新疆进京时经过的沙漠有几个远景，及影片结尾处武当山、山峦叠嶂、壮观的场面；有的远景画面中有人物，由于人物与环境在体积上的悬殊比例，人物在其中并不清晰，只是被用于再现人与环境之间的某种关系而已。因为远景镜头与被摄体距离越远，观众在感情上的参与程度也越小。所以远景镜头常被用于影片开头和剧情发展中某些需要停顿或转场的地方，但一般情况卜，远景多用在电影的创造中，电视电影或电视剧很少用。而在影视作品中使用全景镜头则能够摄人人像全身，与远景镜头相比，全景镜头的视野相对小了，观众既可看清人物又可看见环境，人物与环境的关系更加密切。在这种情况下，一般总是把观众的审美注意力引向人物的行为动作，如电影《十面埋伏》中，那场盲妓小妹在斑斓绚丽的牡丹坊中精彩绝伦的以长绸水袖击鼓的舞的创造中，电视电影或电视剧很少用。而在影视作品中使用全景镜头则能够摄人人像全身，与远景镜头相比，全景镜头的视野相对小了，观众既可看清人物又可看见环境，人物与环境的关系更加密切。

    在这种情况下，一般总是把观众的审美注意力引向人物的行为动作，如电影《十面埋伏》中，那场盲妓小妹在斑斓绚丽的牡丹坊中精彩绝伦的以长绸水袖击鼓的舞蹈场面，开始就以全景设计的：以小妹为中心．从刘捕头看台视点向两侧环成一个大半圆排列的立式鼓数只，外圈环坐着击打怀中小鼓者数名。加之二楼层上的众观者，将人物与环境紧紧地联系在一起。引起广大受众对盲女的审美注意，盲女不仅成为画面内众人物的焦点，而且也抓住了受众的审美情感．关注盲女的行为动作。所以，除了有必要特别突出环境．摄影师在新的场面开始时(即转场时)更愿意用全景镜头，这种镜头在电视电影或电视剧的运用也应以少为宜。以远景、全景镜头逐渐向人物靠近为类推．景别渐渐缩小，人物渐渐扩大、处于主要位置．如中景镜头让人物超过半身(膝盖以上)的幅度呈现于画面，对环境表现出更大的选择性，由于人物在画面中的比例，环境往往只能突出其中的一小部分。而这小部分的存在反倒更引起它与人物之间关系的分析，或者产生对画外空间的某种联想。可以说，在中景镜头内，人物与环境的关系不是疏离了，而是更密切了。如《卧虎藏龙》中典型的中景镜头是李慕白和俞秀莲在一个幽静的竹林庭院中，表达心声，此时两个人物激动的心境正与平静的环境形成鲜明对比：而片中的另一对情人——玉蛟龙和罗小虎站在沙漠的山坡上，远望寻找玉蛟龙的人时两个人对话所用的中景镜头，以及结尾处两个人物在武当山上对话的中景镜头，都展现了两个人物此时复杂的内心世界与他们身边的环境那种深不可测，难以知晓一样。而以人物的半身(胸部以上)呈现的近镜头。则随着人像占据了大部分画面，环境变得零碎、模糊了。反过来观众可以看清人物的面部表情，也正是由于脱离了大部分环境，使观众更接近人物、更容易介入人物的情感活动。故而，影视剧中大量的人物对话都采用近景镜头，进一步突出人物的情绪变化，这种镜头虽在电影作品中常用，但为适应电视小屏幕的收看在电视剧、电视电影作品中，近镜头使用的频率要比电影的多得多。那么，作为以人物的脸部，或人物、物体某个局部的特写镜头，环境因素基本被排除去，它迫使观众去注意某些关键性的人物或物体的细节．

对其状态或变化产生与剧情相关的联想，并留下深刻的印象，或延伸情感的发展。特写镜头只注重细节而忽视总体的特征，使它不可能成为最常用的镜头。其实，如上几种景别可以称为固定镜头，在运用时可以单用，也可以连用，可以根据需要设定．如可以从特写拉到中景或全景，也可以从全景推到特写．还可以从空镜头转到近景或特写等等，从而产生镜头的运动变化——镜头相对于被摄对象的位置变化(包括镜头和整个摄影机两种情况)。这种运动镜头是与固定镜头相对而言的，它时常被用来加强物像之间的空间关系。引导观众的审美注意力，改变观察角度，构成对观众心理上不同形式的冲击。例如用推——摄影机通过自身的移动或运用摄影机的“推拉键”逐渐接近被摄体的运动镜头，可以随着推运动镜头的前进，影像经历了由远景、全景、中景、近景、特写的或完整或不完整，但必然产生连续的变化。一方面，取景范围由大变小，逐渐排除背景和陪体，另一方面。主体的体积由小变大，细部特征逐渐清晰和醒目。强化了广大受众的审美注意，构成了视觉冲击的强力效果。因而这是影视剧创作常见的方式。而与推镜头的特性和功能相对的拉运动镜头则使摄影机通过移动运用摄影机的“推拉键”逐渐远离被摄体，从强调主体逐渐拉开成全景或远景，往往用来提醒观众对环境和环境与人物之间关系的注意。我们还可以借助于三脚架的活动底座，使摄影机不作移动，而只是镜头上下、左右或旋转式的摇动来运动镜头。此时镜头的摇动有如人的眼睛顺着一定的方向对被摄体巡视，或洞察人物与周围环境的关系，或展示人物在环境内的地位，或交代场景的变化、情境发展的状态等，拓宽影视受众的审美视野，加深对影视剧情节的理解。有时为了充分体现被摄体的运动，影视作品常用移镜头，摄影机或摄像机的拍摄方向与被摄体的运动方向垂直或成一角度，跟住运动的被摄体，一并前移。由于背景的不断变化，银屏空间的连续转移，而往往又使环境背景虚化．便凸显了人物或这一镜头的主体在某一特定环境中的特殊状态。如电视连续剧《隋唐英雄传》中，罗成为了唐朝的国危而不计皇太子曾对自己的排挤，来到紫金关向皇太子请计皇太子曾对自己的排挤，来到紫金关向皇太子请战，在罗成走进元帅府的瞬间．镜头以近景、慢处理、跟随罗成前进方向平移．背景为周围转移，从而衬托并突出展现了罗成大将的威武和宽宏的气度，凸显了人物与环境的复杂关系。还有一种移镜头处理：摄影机或摄像机的拍摄方向以被摄体为中心旋转，使被摄体周围环境呈现运动状态，也可达到洞察人物与周围环境的关系以及展示人物在环境内的地位等审美目的。例如电视电影《情中有几处展现男主人公被追杀，其处于无路可逃境地时的状态和女主人公在跟踪男主人公的过程中，寻找失踪目标时的情境等。如果说移镜头是最能体现被摄体运动的镜头的话，那么，跟镜头则具有移镜头所难以实现的意义：当摄影机的拍摄方向与被摄体的运动方向一致或完全相反．而且与被摄体保持

等距离运动的镜头称为跟镜头。跟镜头有强烈的穿越空间的感觉。而当镜头置于被摄体的前方。这种跟拍不仅能表现运动．而且能随时记录人物的表情和细部变化，这是移镜头所不能达到的。