医学影像技术与医学

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医学影像技术与医学范文第1篇

【摘要】：在医学影像成像技术日新月异，计算机技术与影像设备的融合，已逐步由数字化成像替代模拟成像的发展趋势，特别是CR、DR、CT 、MRI、DSA等等各种检查技术的普及和应用，越来越彰显数字化成像的魅力和优势，数字化成像替代模拟成像在医学影像领域已成共识。同时在数字化成像技术日趋成熟，影像设施千姿百态的今天，影像摄影师如何操作好各种不同设备与被检者的投照关系，完成高水准的摄影，如实显示被检组织正常解剖结构与不同疾病的病理改变导致的异常影像表现，为临床提供可靠的诊断依据，显得十分重要和迫切，鉴此，根据多年的工作经验，对人体三维立体结构与其构成的点、线、面、体与摄影的关系进行了多方面的探究，求其抛砖引玉之效。

【关键词】 点、线、面、体、摄影

1 点 一般用来表示位置，是物质的浓缩，也是人类的微号点，具有空间位置的视角单位。点在人体三维立体结构的不同部位，具可代表不同组织器官的表面位置，同时可以通过点与点之间不同角度的投影、折射、或者立体交叉连接，推断出不同组织器官彼此间的相互关系，从而确定相应组织器官的三维立体空间位置。例如：头颅骨的“翼点”投影到体表相当于太阳穴，本身又是蝶骨、颧骨和颞骨的交汇点，不仅结构薄弱，同时下方还有脑膜中动脉经过，向深部垂直矢状面投影可以经过蝶鞍与对侧“翼点”相连。其次：肚脐位于腹前壁中线体表，其上方3cm处平第3腰椎，下方3cm经过第4腰椎。再次，胸骨剑突末端点，平第11胸椎。很明显，点在人体三维立体结构中代表着无数组织器官的位置或参照物。

2 线 有关线的解释和意义繁多，这里主要针对立体几何里点与点之间的连接线段，即直线或弧形，在人体三维立体结构中，无论从体表或深部组织器官，从解剖学的角度看，无处不体现出线的存在和相应的意义，如：人体正中线，与正中矢状面重合，将人体分为左右两半。其次：水平线，与水平面重合，至上而下有无数条。最后，在头颅还有瞳间线、听鼻线、听口线、听眦线等等。

3 面可以是点的密集，也可以由直线的移动而构成。从解剖学的角度看，人体三维立体结构，就是由无数个大小不等，形态不一，方向不同的面与面相互架构而成。如：矢状面，将人体分为左右两部分的所有平面。其次：冠状面，将人体分为前后两部分的所有平面。再次：水平面，将人体分为上下两部分所有的平面。最后，在矢状面与冠状面之间，根据其夹角大小不同存在着无数个平面等等。更为重要的是，我们必须认清，不同的部位和不同厚度的断面，其间包含着各种不同的组织器官。

4 体 有关体的含义解释繁多，这里我们主要指三维立体空间，即点、线、面相互间的演变和转化最终而来。如点：指物象特定空间中所处的位置，它没有长宽厚度，常常也指线段的起点和末端. 其点的移动形成线，线的移动变为面，面的转变成为体。很显然，体就是点、线、面立体交叉的融合，只有正确理解和掌握点、线、面、体相互间的关系，同时与人体三维立体结构紧密结合，用立体的三维思维来分析和5 理解人体不同组织器官，这样才能从不同的方位、角度、平面全方位判断把握不同组织器官的准确位置。

摄影 即X线束经过人体被检部位，由于不同结构的组织器官，对X线的吸收存在差异，当这些带有被检组织信息的剩余射线作用于胶片或探测器，经过暗室处理或计算机转换，即可获得相应部位的X光照片，其照片显示的组织器官影像形态，由不同的摄影所决定。现就不同摄影与点、线、面、体的关系作如下的探究。

5.1 针对三维立体的人体组织结构，怎样把握摄影与“点”的关系，首先确定不同摄影的“点”在人体体表或深部的位置，明确“点”与暗合（IP板或FPD）的关系（将相应的“点”投影在暗合相应的位置），确定“点”与球管焦点的中心线的入射方位，根据不同的要求，可以垂直或倾斜一定的角度经该“点”进行入射。例如：头颅正位，中心线经眉间垂直射入暗盒。汤氏位，中心线向足端倾斜30°夹角与两外耳孔连续中点入射。这方面的例子举无盛举。

5.2 线 在摄影中，主要针对人体体表或深部的各种连线与暗盒或摄影床面的标线的关系。例如：常规胸片与腹部平片摄影时，人体正中线必须与胸片架或摄影床的中线重合，摄头颅标准侧位时，瞳间线需垂直暗盒等等。

医学影像技术与医学范文第2篇

关键词：医学影像技术；实际应用；技术改进

【中图分类号】R541.4【文献标识码】B【文章编号】1672-3783(2012)07-0119-01

引言：医疗影像技术的进步是离不开现代科学经济的进步，网络时代的革新掀起了各行各业在技术上的突破，医学影像学是医疗领域重要的医疗技术，通常应用于放射科、B超，彩超、CT、核磁共振等科室。而现阶段很多医院仍处于使用最多的常规X线机，只是医学影像技术的模拟方式，除了部分使用了影像电视X线机外，绝大多数都只能用胶片记录，对拍摄的图像处理、存储传输都受到极大的限制，给医生诊断病例上也带来很大的困难，为此，在医学领域中，医院应该在医学影像技术方面有所突破，把医学影像技术和计算机网络相结合，让医学影像以数字方式输出，使这些影像数据可直接用计算机技术进行处理、传输和存储，从而导致医学影像诊断技术的革命性变化。

1医学影像技术的实际应用

医学影像技术在医学领域里有其重要的作用，在实际应用方面也可分为三类分析：一是，医学影像技术室医院信息系统的基本组成部分，无论是在农村医疗条件差的地方，也可远处医疗通过医学影像技术，及时传患者的信息、医学图像和诊疗信息等，实现了远程医疗的发展。二是，用在医院放射科部门。医院的放射医疗室最需要有足够的图像显示技术，通过医学影像技术可以在高速通信网络的辅助下，实现把影像和静止图像同传的能力。三是应用在医院内部的图像分发系统里，特别是在急诊室和特护房。随着网络计算机的信息系统的引入，医学影像技术将信息集成在操作模式中，在信息提取中更为便捷。无论医学影像技术在那个方面的实际应用都能起到它关键的作用。

2医学影像技术方面的技术改进

X射线是医学发展技术中最早的图像装置，应用中可以让医生顺利观察到人体内部结构，为医生诊断疾病提供重要的信息。但影像技术也在不断的探索中进行改进，超声、磁共振、单光子等断层成像技术和系统的大量涌现，在医学影像技术上也有所突破，让医生在出示诊断中提供更为详细、精确的信息依据。随着计算机的发展，数字成像技术越来越广泛，正逐步替换传统的屏片摄影，医学影像技术的得到了全新的突破和发展，实现将数据远距离传输，远程诊断，提高了患者诊断病例的效率，而现阶段，医学影像技术的改进还是需要的，新型的分子影像技术，正在一点点渗入到医学影像技术革新中，分子成像的出现，为新的医学影像时代到来带来了曙光，为治疗彻底治愈某种疾病提供了可能；同时磁源成像技术也是医学影像技术的一个改进，用于检测心脏或脑，从而得到心磁图，脑磁图；单光子发射成像和正电子成像也是核医学的两种技术，也是根据医学的放射性示踪原来景象体内诊断；对人体加电压，检测电极间流动的电流，得到阻丝电导率变化的图像，也叫阻抗成像，因其分辨率高，对人无害的特点，开始实现其实际应用；还要光学成像等等，以上的几种技术都是医学影像技术的研究热点，是要以最安全、最大经济效益出发点，将医学影像技术达到更为先进的技术，造福人们。

3结语

通过对以上医学影像技术的分析，可以看出医学影像技术的发展仍需要一个渐进的推广过程，近年来，临床手术和治疗方面正在朝着微创或无创的方向发展，这种技术的实施是离不开医学影像技术的辅助的，为，微创、无创手术或治疗的精准定位打下了基础，通过接下来的医学影像技术的不断完善、改进，一系列的如磁共振谱（MRS）、正看电子发射成（PET）、单光子发射成像（SPECT）等等技术的发展，将会对医学治疗技术有更大的突破，对脑、肺等各个部位的成像都能提供更多有用的信息，不仅给医生一个很大的治疗帮助，同时还让患者在治疗过程中，省时省力，减少患者在治疗中的痛苦，提供了治疗效率。

参考文献

[1]刘洪军，成建萍，司同，等.超声弹性成像在甲状腺结节定性诊断中的应用评价[A].中国超声医学工程学会第三次全国浅表器官及外周血管超声医学学术会议（高峰论坛）论文汇编[C]，2011年

医学影像技术与医学范文第3篇

【关键词】 医学图像 DICOM格式 分层存储

一、引言

目前，医学领域当中，数字医学影像格式及其转换方式的通用国际标准是DICOM，而本文所描述的是以DICOM为基础，以PACS在临床应用为前提的相关的文件格式及存储方法。PACS是医学图像存储及通讯系统的缩写，它采用数字化的形式，对临床应用的医学图像进行管理、传送、存储和显示，它的特点非常明显，显示的图像质量高、传输过程中无失真、速度快、可共享等[1]。网络技术在医疗领域的不断发展，国内的众多医院都开始或已经建立了自己的医院管理信息系统，开展远程合作医疗，由此引发了对PACS的迫切需求。然而，在互联网环境下，如何快速、高效的存储和引用医学影像数据应用于临床，是PACS要解决的一个重要的问题。

二、DICOM标准格式的医学图像

DICOM标准的医学图像主要是由两个部分组成的，分别是文件头和数据集[2]，可以从如下四方面的内容理解：

1）存储服务类及相关信息：这部分主要的功能是在规定的标准框架下，将数据格式层的相关内容转换成医学图像的专用信息。

2）DICOM文件格式：在DICOM格式的文件中，数据元素全部被封装到一个文件里形成数据集合，在文件的前面，设置文件的原信息，其中包括文件头、文件标识、组长度、元信息版本等一些相关信息，以此来表示文件为DICOM文件。

3）DICOM目录信息：在DICOM中，文件之间的逻辑关系是由图像之间的逻辑关系体现的，主要包括图像IOD及检查结果等信息，而定义这样的关系是由DICOM标准中基本目录信息对象实现的，而基本目录信息又是由多个目录实体构成的，目录实体的内部包含1-N条目录记录，它们采用递归的方式依次引用下级目录，主要包括4个方面的内容[3]：一、引用下级目录；二、指向相关的IOD文件；三、可控记录选择的键值；四、同级目录连接机制。

4）DICOM文件存储标准：针对于各种不同的医学影像设备所产生的不同格式的医学影像文件，DICOM设置了完整的存储归档机制，可以依据具体归档选取。

三、医学图像存储

DICOM标准下的医学影像数据具有分辨率高和海量的特点，所以，在PACS系统当中存储将面临巨大的压力；同时，医学图像的临床存取效率和数据安全可靠性也将成为一个重要的问题。为了解决上述问题，本文基于DICOM文件格式，提出一种分层存储的方法，即在将医学图像存储到数据库时，按图像的分辨率及拍摄部位的重要程度对其进行划分。

1、分层次存储的基本思想：相对于其它类型数据而言，医学图像数据数据量大、具有很强的规律性和关联性，而医学图像的空间和灰度分辨率高、数据表示的重叠信息边界不明显且对比度不高，又使医学图像具有特殊性；然而，在整个的医学图像上医生和患者感兴趣的只有病症局部信息，对其它部分的信息很少注意，因此，本文采用分层存储的方法对医学图像进行存储，也就是说在将医学图像存储到数据库时，按图像的分辨率及拍摄部位的重要程度对其进行划分；对于图像中的病变区域，我们称为“重点区域”，采用高质量的高保真无损压缩，以保证图像品质； 对非病变区域，我们称为“非重点区域”进行高效压缩，该部分以提高压缩效率为主，这样即突出图像重点区域，同时又保证了整幅图像的完整性。具体存储时，将图像库划分为基本图像库、缩略图库和标注图库，基本图像库存储高分辨率的 DICOM图像数据，缩略图库存储低分辨率的缩略图像，而标注图库存储标注了的病变区域的图像。

2、基本图像库：医学影像数据从医疗设备上成像后，经过解析，也就是去除DICOM格式的信息部分，只保留图像数据部分的内容[4]，然后存储到基本图像库当中，从而建立起最初的基本医学图像数据库， 但这样的图像存在格式不统一的问题，所以在后续的处理工作当中要利用图像处理工具进行格式统一处理。

3、缩略图库：实际上，医疗设备上形成的医学图像数据，信息量是很大的，这样的图像数据在临床应用时传输是很困难的，不能够适应临床应用对实时性的要求，因此建立医学图像的缩略预览图是十分必要的，它可以方便用户在查看所需的图像时，快速定位，提高访问效率[5]。缩略图采用低分辨率的小图，是对基本图像进行的微缩，在对基本图像进行模糊化处理、重新采样、重新锐化之后，将其设置为每个像素点有 4-8bit，最后得到的图像存储到缩略图库。

4、标注图库：医学影像生成后，由相关的医生在图像上对病变区域进行标注，突出显示出病变部分，然后将标注好的医学图像存储到标注图像库中。

经过以上的分层存储处理后，医生和患者可以根据需要快速的从相应层次的数据库当中检索出想要的医学影像数据，可有效的提高临床应用效率。

四、总结

本文基于 DICOM格式的t学图像，以临床实际应用为依据，针对临床应用时医学图像批量存储以及利用效率低下问题，提出了按图像分辨率及拍摄部位重要程度进行分层存储的思想，并给出具体方法，以此为基础，设计了一种DICOM医学图像的分层存储管理数据库系统的方案，本方案的提出，能在一定程度上解决医学图像存储和利用效率低的问题，具有一定的实际意义。

参 考 文 献

[1] 王英，基于DICOM标准的医学图像存储与访问的研究，医疗装备，2005.

[2] 韩磊，基于DICOM的医学图像存储模型设计与实现，计算机时代，2006.

[3] 王龙，基于DICOM的医学图像存储与处理系统的实现，电脑学习，2010.

医学影像技术与医学范文第4篇

关键词:医学图像配准;插值方法;互信息

中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)18-4501-02

Research and Application of Medical Image Registration Methods

ZHANG Rong-hai1, PAN Yi-guang2, ZHANG Jun1

（1.Dept. of Public, West Anhui Health Vocational College, Lu’an 237005, China; 2.Medical Imaging Center, Lu’an People’s Hospital, Lu’an 237006, China）

Abstract: Image registration is an important research topic in the field of medical image processing. Image registration is a multiple image alignment to a common coordinate system, to detect subtle changes in the intervening. Medical image registration is widely used in medical diagnosis, to guide nerve surgery, radiation treatment plan, lesion location, tracking and inspection of the treatment of pathological changes in various aspects of morphology and function of integrated information for clinical diagnosis. In this paper a comprehensive overview of the research and application progress of medical image registration techniques.

Key words: medical image registration; interpolation method; mutual information

图像配准技术是医学图像处理领域的一个重要研究课题。医学图像配准技术可以将来源于不同成像设备的图像，或者不同时间利用同种成像设备得到的图像进行配准，得到更丰富的信息用于医疗诊断中。医学图像配准不仅可以用于医疗诊断，还可以用于指导神经手术、放射治疗计划的制定、病灶的定位、病理变化的跟踪和治疗效果的评价等各个方面，为医生提供功能和形态的综合信息。在不同的时间使用不同的设备，如磁共振、CT、PET、SPECT等（多模式），从不同的角度，以2D或3D的视角（多时空）。图像配准应用于各个领域，如遥感技术及其应用（多光谱分类）、环境监测、变化检测、图像拼接、气象预报、建立超分辨率图像、纳入地理信息信息系统（GIS）），医药（从不同的方式相结合的数据，如电脑断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI），以获得更完整、有关病人的信息，监测肿瘤的生长、治疗验证、比较病人的数据、制图、解剖地图集（地图更新）、在计算机视觉（目标定位，自动质量控制）。

医学图像配准技术可以将来源于不同成像设备的图像，或者不同时间利用同种成像设备得到的图像进行配准，得到更丰富的信息用于医疗诊断中。全自动医学图像配准不仅可以用于医疗诊断，还可以用于指导神经手术、放射治疗计划的制定、病灶的定位、病理变化的跟踪和治疗效果的评价等各个方面，为医生提供功能和形态的综合信息。目前大量的图像数据无法实时实现和临床应用，这也成为限制了现阶段配准性能较好的互信息相似性测度在配准方法中的应用。不论是刚性还是非刚性配准算法，在配准过程中，常使用多分辨率图像金字塔来进行由粗到精的搜索变换系数，提高计算效率、避免局部极小值，实现自动的更精确的配准结果。但是常见的图像小波金字塔，滤波器的张量积形式使得小波变换缺乏平移和旋转不变性，这些不变性正是在图像配准中最需要的，只有具有这些不变性，刁能保证从粗尺度上得到的平移、旋转和放缩参数的准确性，从而得到准确的结果。

1医学图像配准的步骤

图像配准主要包括特征检测、特征匹配、变换模型估计、图像采样与变换等步骤。功能检测：突出和鲜明的对象（封闭的边界地区、边缘，轮廓线交叉路口，弯道等两个参考）和遥感图像被检测到。特征匹配的特点和参考之间的对应关系建立了遥感影像。变换模型估计：所谓的映射的类型和参数功能，根据遥感图像与参考图像，估计。图像重采样和改造：遥感图像转化指的映射功能。

2医学图像配准方法

医学图像配准方法以下方法包括傅立叶转换分析、互相关的方法，使用傅立叶分析、总体搜索技术、特征值分解、矩匹配技术、变形技术、程序的方法、解剖图集、内部标签、外部标签等。

2.1外在配准方法

是将人造物体检测连接到病人的身体的方法，不需要复杂的算法，常用于骨科临床诊断与治疗等；

医学影像技术与医学范文第5篇

【关键词】移动智能终端；响应式设计；Web设计；移动学习资源

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097（2013）06—0107—05

引言

随着移动计算技术、无线通讯技术和软硬件技术的发展，特别是以手机为代表的移动设备的功能越来越强大，移动学习已经成为当前教育技术研究的热点。E-Learning Guild组织最新的一项研究表明：移动设备被证明是世界上发展最快的技术产业，它正改变着人们思考、工作、交往的方式。移动技术的最新进展更是能够让用户在任何时间、任何地点访问信息，从而为人们的学习和生活带来极大的便利。

我国正在建设学习型社会，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》将到2020年基本形成学习型社会作为未来十年三大战略目标之一，由此可以预见，在即将到来的学习型社会中，人们的学习将会更多地依赖网络化学习资源。随着“共建共享”理念深入人心，学习资源以惊人的速度持续增长，资源的数量不再是制约人们学习的主要因素。而让开发的Web学习资源最大限度地适应各种性能各异的移动终端，在各种终端上最优化显示，成为移动学习者的普遍要求，也是资源建设者们必须着力解决的问题。

一 移动智能终端对移动学习的影响

在世界许多国家，各种移动智能终端正在成为个人与社会链接的新型信息接入端口，而数量庞大的移动智能终端进一步促进了终端应用产业的发展，这其中就包括了对移动学习的推动。2012年，eLeaming Guild组织在《Mobile Learning：The Time Is Now》的报告中指出，越来越多的组织和机构意识到移动学习的重要性和优势，并对2009年至2012年期间移动学习的开展情况、2012年开展移动学习过程中智能终端的使用情况分别进行了调查，结果显示2009年有44，3%的人计划进行移动学习，2012年这个数字已经增长到了65，7%，表明移动学习的人数在逐年大幅度增长。利用智能手机和平板电脑进行移动学习的人数分别占据各自使用人数的44，3%和40，3%，表明使用智能手机和平板电脑等移动智能终端进行移动学习的比例越来越高，投身到移动学习队伍中的人数越来越多。如此高比例的人使用移动智能终端进行移动学习，其原因在于以下方面：

1 移动互联网市场规模扩大

根据艾瑞咨询统计数据显示，2012年移动互联网的市场规模达到393亿，增长率达到97，5%。随着智能手机为代表的移动智能终端的进一步普及，以及在互联网细分领域中移动电子商务的爆发，2012年移动互联网的增长会达到一个新的高度，预测增长率达到148%。在如此大规模的移动互联网市场的驱动下，把移动学习资源与移动互联网充分整合，更有利于学习资源的传播与共享，使得移动学习的应用范围更加广泛。

2 移动智能终端发展迅猛

工信部电信研究院于2012年4月13日的《移动终端白皮书》中指出，2011年我国移动终端总出货量已达4.55亿部，其中包括智能手机和平板电脑在内的移动智能终端出货量达1.1亿部，超过此前历年移动智能终端出货量总和。随着智能终端的普及，移动互联网的网民增速也非常迅猛。2011年，移动互联网网民的规模达到3.6亿，趋势预测到2016年移动互联网用户的规模将超出PC互联网的网民规模。在移动智能终端和移动互联网交替发展、相互促进势头的引领下，移动学习者将目光转向移动智能终端是在情理之中，加之移动智能终端在移动学习中所拥有的得天独厚的优势，如屏幕尺寸大（与非智能移动终端相比）、便于携带、交互性强等，更加推动了移动学习向智能化方向发展。

3 适宜移动智能终端的学习资源日趋丰富

除了专门针对移动智能终端开发的学习资源，如App、教育应用软件外，移动智能终端能够适应多种学习资源。这种普适性不仅能够充分利用现有的学习资源，而且可以节约资源制作成本。

由此可见，现阶段移动学习的发展主要得益于这三方面因素：移动互联网规模的扩大、移动智能终端的普及以及移动学习资源的丰富，三者缺一不可。由于移动学习资源是移动学习系统的核心，是对现有学习资源的一种补充，是开展一切移动学习活动的基础，因此移动学习资源质量的高低直接决定了移动学习的成效。

二 传统Web移动学习资源的特点及面临的问题

目前常见的移动学习资源形式可以概括为以下几种：短信/彩信、电子书、网页（即Web学习资源）、微课程、网络课程、智能交互课程以及教育游戏等，其中Web移动学习资源凭借其跨浏览器和跨平台的特性广受用户好评。就连原苹果公司CEO乔布斯在谈到这个问题时也明确表达了他的观点：虽然现阶段原生应用程序给了用户更好的体验，但是Web才是应用程序的未来。由此可以看出，Web技术在程序开发和资源建设方面具有广阔的前景和巨大的潜力。

传统Web移动学习资源主要是面向PC机的桌面浏览器设计开发的，其特点主要有：（1）在内容选择方面：为了从视、听等多方面调动人们的感官接受信息，并能充分、准确、有效地呈现信息，Web页面往往采用音频、视频、动画等多媒体信息呈现形式；（2）在页面布局方面：为了适应PC机的屏幕尺寸和分辨率，Web页面通常采用两栏式或三栏式布局；（3）在交互设计方面：用户一般都是通过鼠标和键盘设备与Web界面进行交互。

然而由于移动智能终端在尺寸、分辨率以及交互方式等方面与PC机存在较大的差异（见表1），因此原先针对PC机设计的传统Web移动学习资源，在很大程度上不适合移动智能终端使用，主要体现在以下4方面：

1 页面大小不能匹配终端屏幕大小

目前主流PC机的分辨率都在1024*768以上，在设计页面时宽度一般固定在1000像素左右，按钮、广告条幅等其他网页元素都是基于这个宽度进行设计的。而移动终端的屏幕分辨率相对较小，大多处于480*800-960*640之间。如果使用移动终端来呈现，那么页面必然会被裁切，不能显示完整的内容。此时，用户必须通过缩放和移动来显示被裁切的部分，直接影响用户的使用效果和满意度。

2 页面布局不能自适应调整

由于移动智能终端屏幕分辨率纷繁复杂，尺寸类别大小各异，定向类型横竖兼容。因此，要求所呈现的学习资源在布局上要相对灵活，能够针对屏幕进行自适应调整。否则，在显示过程中将会出现混乱的页面布局，极大地降低了移动学习资源的质量。传统的Web学习资源的两栏式或三栏式布局，结构相对稳定，符合用户的认知心理和行为方式，能够提高PC机用户的阅读效率，但却不适合移动终端用户的体验。

3 页面交互元素不适宣手指触摸

在触屏移动设备中，主要通过手指与界面进行交互操作。比起传统的鼠标指针，手指触控方式需要的目标作用区域更大。然而传统的Web学习资源在设计过程中却没有考虑到这一点，因此增加了移动终端用户的使用难度。

4 页面多媒体呈现形式受到制约

众所周知，Web是一种超媒体，是在超文本环境下的多媒体综合。因此，传统的Web学习资源在内容方面已经从文本扩展到图形、图像、动画、视频和声音等多种媒介形式。而对于移动终端而言，设计者除了要选择合适的媒介形式来呈现学习资源外，还要考虑带宽的限制和终端设备的性能。由于无线网络速度慢、稳定性差、传输较大数据时容易造成学习的中断，从而影响学习的效果和效率。因此从这个角度而言，传统的Web学习资源已经不再适合在移动终端呈现了。

三 响应式Web移动学习资源技术支持及设计原则

为了解决传统Web学习资源在移动智能终端上呈现时出现的上述问题，使用户能够获得与PC机的桌面端一致的用户体验，最直接的方法就是为不同尺寸和分辨率的设备制作特定的页面。而电子产品的“摩尔定律”表明，随着时间的推移会有更多的移动设备投入市场。如果为每种设备都制作特定的页面，将会耗费巨大的人力和物力，并造成资源的重复建设。人们期待的是只做一个网站或一套页面，既能适合桌面大尺寸屏幕，同时也可以适合各种不同移动设备的小尺寸屏幕。

满足人们期待的是利用响应式Web设计（Responsive WebDesign）。响应式Web设计是EthanMarcotte在2010年5月份提出的一个概念，其内容的核心是一个网站或网页能够兼容多个终端——而不是为每个终端定制一个特定的版本。它的设计理念是：页面的设计与开发应当根据用户行为以及设备环境（系统平台、屏幕尺寸、屏幕定向等）进行相应的响应和调整。这样，人们就不必为不断到来的新设备做专门的版本设计和开发了。

1 支持移动学习资源“响应式”的新技术

响应式Web移动学习资源的设计与开发是新课题，主要有三大支撑技术——弹性布局、媒体查询和液态图片。

（1）一切以弹性为基础

所谓弹性布局就是不对浏览器的宽度作任何设定，即非固定式布局，因而能优雅地适应不论是水平式的还是竖直式的终端设备。然而，无论是固定式还是非固定式布局，都要依赖其原本的媒介环境来设计，而弹性布局只能很好地适应普通PC机显示屏。因此，所谓的弹性布局其实也并非那样弹性，但它是进行一切响应式设计的基础。如果没有弹性布局，那么后续的响应式Web设计工作将无法进行。只有在弹性布局的基础上再嵌入各种基于互联网标准的其他技术，才能更好地适应不同媒介的呈现。

（2）引入媒介查询

媒介查询是响应式设计的核心，它根据条件告诉浏览器如何为指定宽度的视图渲染页面。媒介查询使我们不仅能针对某些特定的设备类型，还能够对呈现设计的设备物理特性进行检验。例如，随着移动WebKit的普及，媒介查询已经成为一项很常用的技巧，用以向iOS、Android及其他移动系统提供定制的样式表。具体方法是在链接样式表的媒介属性中加上这样一个查询语句：。这个语句中包含两个部分：①媒介类别——屏幕（screen）；②括号中的查询内容，包括具体需要检验的媒介特性——最大设备宽度（max-device-width），以及紧跟其后的目标数值480px。代码本身可以很好地说明工作机制：当屏幕宽度不超过480px，则加载layout，css样式表；否则，该样式表将被忽略。另外，不仅可以把媒介查询放置在链接中，还可以用“@media”方法在CSS样式表内进行媒介查询：@media screen and（max-device-width：480px）{float：none；）。以上使用的两种媒介查询方式，其效果是相同的：一旦设备通过媒介查询的检验，相关的CSS样式表即被附加到源码上。

（3）让图片“流动”起来

响应式Web设计的思路中，图片如何显示是一个至关重要的问题。有很多同比缩放图片的技术，其中有不少是简单易行的，如使用CSS的max-width属性：img{max-width：100%；）。只要没有另外规定图片的具体宽度，页面上所有的图片就会以其原始宽度进行加载，除非其容器可视部分的宽度小于图片的原始宽度。上面的代码确保图片最大的宽度不会超过浏览器窗口或是其容器可视部分的宽度，所以当窗口或容器的可视部分开始变窄时，图片的最大宽度值也会相应的减小，图片本身永远不会被容器边缘隐藏和覆盖。这种做法就好像把图片比作液体一样，能够自由“流动”，液态图片也由此得来。

2 响应式Web移动学习资源设计原则

美国交互媒体设计大师Rob Flaherty在他的Design垤The Well-Tempered Web文章中就响应式Web设计的一系列问题给出了一些建议，在此基础上，本文结合作者的Web开发经验，提出在响应式Web设计中要遵循的四大原则：

（1）弹性化原则

弹性布局是进行一切响应式Web设计的前提，在此基础上再引入媒介查询的功能，根据不同的设备对内容、图片和布局进行相应的调整与优化，让页面更加“弹性化”。

（2）触控优先原则

易于手指触摸的按钮同样易于鼠标点击，但反之则不然。因此为了使界面能够适用于更多的平台环境，设计师应该在触控优先原则的基础上将原始的设计方案进行微调，最终达到一种折中的状态，即既适合手指触摸又适合鼠标点击。

（3）宏观性原则

俗话说“尽早测试，经常测试”。在响应式Web开发过程中，设计人员每一阶段都要在多种浏览器和不同尺寸屏幕中进行测试，以尽早发现问题。

（4）移动优先原则

从移动端开始产品的设计工作，能够让设计人员关注到对用户来说什么才是真正的问题。同时要特别留意那些不具备跨平台能力的交互形式，其中最常见的一个问题就是触屏设备通常无法支持传统设备当中的鼠标悬停状态。

四 响应式Web移动学习资源设计实例

为了更加深入地研究响应式Web移动学习资源的设计过程，文章以陈琳教授的国家精品教材、国家级规划教材——《数字影像技术》为内容参照，运用以上三大支撑技术来进行“数字摄影”专题网站的设计与开发。众所周知，Web学习资源主要是在Web上进行信息传播的系统实体，内容、结构与界面是其核心所在。因此，根据学习资源设计的基本原则和Web学习资源的特点，我们将设计过程概括为以下两大部分：

1 内容设计

移动学习资源的学习内容与教学目标、教学对象、教学设计方案的选择等方面有关，设计者必须根据学习者本身的特性和教学目标进行学习资源的内容结构设计。《数字影像技术》作为高等学校教育技术专业以及美术、设计、广告、印刷、医学影像、新闻等专业摄影及相关课程教材，针对的多是高校学生、专业摄影人员等成人学者。因而，在进行响应式Web移动学习资源设计时，必须考虑相关学习者的学习特点和认知特性，在此基础上才能进行内容的选取和设计。从一般意义上讲，成人学习者的特性包括学习者认知风格多样、元认知能力强、有较强烈的学习动机、对学习内容与学习进度的个性化要求程度高等方面。因此，在内容选取时要做到：全面、科学的把握教材的重点，准确、精炼的提炼研究的难点，深入浅出的表达原理、技法，最终达到理论与实践、知识与能力、技术与艺术等多样化的统一。

为了能达到这三方面的统一，在内容安排上除了介绍关于摄影方面的理论知识外，还要进行关于加工创意的阐释；除了介绍相关摄影的技术技法外，还要进行关于拍摄艺术方面的指导等等。因此网站的内容主要包括：数字照相机、拍摄技术、拍摄艺术、加工创意、专题摄影、专家博客、开放资源和课程学习等。

2 界面布局设计

界面布局设计是对页面的空间进行分割的设计，包括对导航、按钮、图片、文字等内容的位置进行设计。友好的界面布局主要体现在布局合理和响应式布局这两方面。所谓布局合理，是指运用美学构图中的形式美规律，即对称、平衡、黄金分割、对比、多样统一和变化，结合光影、色彩、影调等辅助手段，对网页设计元素及内容进行合理布局，使网页形式富有节奏感并且图文并茂，符合学习者的认知规律和审美特点。在本设计中，为了突出布局的合理性，采用图片和文本搭配的方式来均衡整体布局；针对学习资源使用的人群特点来选取恰当的呈现风格；根据视觉的主次关系来安排网站内容的布局方式等等。这是从宏观层面进行的界面布局，而微观层面的界面布局只能依靠响应式布局来实现了。

响应式布局是在弹性布局的基础上，结合媒介查询的功能实现的。常用的弹性布局模式主要有灵活网格模式和垂直列表模式。所谓灵活网格模式主要依赖灵活的栅格和液态图片来实现，随着分辨率的不断缩小，内容的显示方式是随着某列的内容依次往下排，而栅格或图片的大小也可以灵活变动，如图1所示。而垂直列表模式是以多列开始，以单列结束，当屏幕尺寸变小时，列内容会依次往下，从而使栅格和图片的大小基本保持不变，如图2所示。考虑到专题网站内容的丰富性，因此本设计选择灵活网格模式来进行弹性布局。

只有弹性布局还远远不能实现响应式布局，只有结合媒介查询才能发挥其功能。在进行Web页面设计之前必须考虑到该页面最终要匹配哪几种屏幕分辨率，如本设计为了兼容目前主流移动智能终端的屏幕分辨率，特此将分辨率的宽度值设置为3个数值段：1080px以上、768px～1080px以及480px～768px。因此在写CSS样式表时就可以将媒介查询语句分别写为：@media only screen and（min-width：768px）and（max-width：1080px）、@media only screen and（max-width：767px）和@media only screen and（min-width：480px）and（max-width：767px），然后结合灵活网格模式分别为不同数值段的分辨率写相应的样式。至此，响应式Web设计与开发的部分就结束了，当不断改变屏幕分辨率时，布局和内容也会随之改变。最终呈现效果见图3。