2025年大學(xué)《化學(xué)測(cè)量學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在化學(xué)測(cè)量中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填入括號(hào)內(nèi)）1.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)將虛擬信息疊加到真實(shí)世界視圖中，其主要依賴于以下哪項(xiàng)技術(shù)？()A.量子計(jì)算B.機(jī)器學(xué)習(xí)C.計(jì)算機(jī)視覺與三維重建D.冷原子干涉2.在化學(xué)測(cè)量學(xué)中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)最直接的應(yīng)用價(jià)值在于？()A.實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化樣品前處理B.提高光譜儀器的分辨率C.提供實(shí)驗(yàn)操作的實(shí)時(shí)可視化指導(dǎo)與信息增強(qiáng)D.替代所有傳統(tǒng)化學(xué)計(jì)量學(xué)方法3.以下哪個(gè)化學(xué)測(cè)量場(chǎng)景最適合應(yīng)用AR技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程專家指導(dǎo)和操作培訓(xùn)？()A.實(shí)驗(yàn)室大型精密分析儀器的操作B.化工廠大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)線監(jiān)控C.日常化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的演示教學(xué)D.野外環(huán)境下的應(yīng)急水質(zhì)檢測(cè)4.AR技術(shù)在化學(xué)測(cè)量中的應(yīng)用，對(duì)于提升實(shí)驗(yàn)室安全水平主要體現(xiàn)在？()A.自動(dòng)化處理危險(xiǎn)樣品B.遠(yuǎn)程監(jiān)控替代人工值守C.提供操作規(guī)程的實(shí)時(shí)AR提示，減少人為失誤D.降低所有化學(xué)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性5.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）系統(tǒng)中的“虛實(shí)融合”是指？()A.虛擬物體與真實(shí)物體在空間上的簡(jiǎn)單疊加B.計(jì)算機(jī)生成的虛擬信息與用戶對(duì)真實(shí)環(huán)境的感知無縫集成C.AR設(shè)備生成純粹的虛擬場(chǎng)景D.真實(shí)物體通過AR技術(shù)變得不再可見6.當(dāng)化學(xué)測(cè)量任務(wù)需要在復(fù)雜或動(dòng)態(tài)環(huán)境中進(jìn)行時(shí)，AR技術(shù)的哪個(gè)方面尤為重要？()A.高精度定位與追蹤B.強(qiáng)大的計(jì)算處理能力C.美觀的顯示效果D.低功耗設(shè)計(jì)二、填空題（請(qǐng)將答案填入橫線處）7.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)通常需要集成__________、__________、顯示屏和計(jì)算模塊等關(guān)鍵組成部分。8.AR技術(shù)在化學(xué)測(cè)量中的“增強(qiáng)”效果，主要是指將__________信息疊加到用戶觀察真實(shí)樣品或?qū)嶒?yàn)操作的場(chǎng)景中。9.利用AR技術(shù)，可以將復(fù)雜的化學(xué)儀器操作步驟以__________或__________的形式疊加在儀器界面上，實(shí)現(xiàn)直觀引導(dǎo)。10.在化學(xué)教育領(lǐng)域，AR技術(shù)可用于創(chuàng)建__________的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使學(xué)生在安全、低成本的情況下學(xué)習(xí)復(fù)雜或危險(xiǎn)的操作。11.AR系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)視覺算法識(shí)別用戶的__________和手勢(shì)，以實(shí)現(xiàn)與虛擬信息的交互。12.將AR設(shè)備（如智能眼鏡）應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)化學(xué)測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)__________和可視化。三、簡(jiǎn)答題13.簡(jiǎn)述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的基本工作原理，并說明其在化學(xué)測(cè)量信息呈現(xiàn)方式上的主要優(yōu)勢(shì)。14.闡述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)如何應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的輔助與指導(dǎo)，并舉例說明其在提高操作效率和準(zhǔn)確性方面的潛力。15.分析將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)測(cè)量可能面臨的挑戰(zhàn)，例如技術(shù)限制、成本問題或用戶接受度等。四、論述題16.結(jié)合具體化學(xué)測(cè)量實(shí)例，論述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)在加速新型分析方法的開發(fā)、驗(yàn)證及優(yōu)化過程中可能發(fā)揮的作用。17.試設(shè)想一種利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)進(jìn)行特定化學(xué)樣品（如未知物或復(fù)雜混合物）快速初步鑒定的應(yīng)用場(chǎng)景，闡述其工作原理、所需關(guān)鍵技術(shù)和預(yù)期效果。五、方案設(shè)計(jì)題18.假設(shè)需要開發(fā)一套用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，輔助進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)溶液配置的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）輔助系統(tǒng)。請(qǐng)簡(jiǎn)述該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，包括需要集成哪些AR功能、如何與現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)流程結(jié)合、以及該系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)和潛在用戶群體。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.A4.C5.B6.A二、填空題7.攝像頭，傳感器8.虛擬（或數(shù)字）9.文字，圖像（或視頻）10.互動(dòng)式11.視覺（或空間）12.上傳（或傳輸）三、簡(jiǎn)答題13.解析思路：首先回答AR的基本原理：利用攝像頭捕捉真實(shí)世界圖像，通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)識(shí)別圖像中的特征點(diǎn)或物體，計(jì)算其空間位置，然后將虛擬信息（圖像、文字、模型等）根據(jù)計(jì)算結(jié)果疊加到真實(shí)圖像的相應(yīng)位置上，并可能支持交互。其次，說明其在化學(xué)測(cè)量信息呈現(xiàn)方式上的優(yōu)勢(shì)：虛實(shí)融合提供直觀的信息疊加，將抽象數(shù)據(jù)（如光譜圖、三維結(jié)構(gòu)）或操作指引直接呈現(xiàn)在觀察對(duì)象上，增強(qiáng)理解，提高效率。14.解析思路：說明AR如何輔助操作：通過AR設(shè)備（如智能眼鏡）將操作步驟、關(guān)鍵點(diǎn)提示、安全警示等信息實(shí)時(shí)疊加在真實(shí)儀器或樣品上。例如，在滴定操作中，AR可以顯示滴管位置、刻度線、當(dāng)前液面顏色變化及與終點(diǎn)顏色的對(duì)比；在儀器校準(zhǔn)中，AR可引導(dǎo)用戶按照特定順序進(jìn)行操作，并在屏幕上顯示需要觀察的部位和狀態(tài)。優(yōu)勢(shì)在于直觀、實(shí)時(shí)、減少誤操作、降低學(xué)習(xí)曲線。15.解析思路：分析挑戰(zhàn)：技術(shù)方面，如AR設(shè)備的顯示清晰度、視場(chǎng)角、延遲、定位精度、環(huán)境適應(yīng)性（光照變化）等；成本方面，高性能AR設(shè)備價(jià)格昂貴，可能限制普及；用戶接受度方面，需要用戶適應(yīng)新的交互方式，部分用戶可能存在視覺疲勞或操作障礙；數(shù)據(jù)安全與隱私方面，在遠(yuǎn)程指導(dǎo)或數(shù)據(jù)傳輸中可能涉及敏感信息。16.解析思路：結(jié)合實(shí)例論述：例如，在開發(fā)一種基于光譜法的新分析方法時(shí)，AR可實(shí)時(shí)顯示樣品光譜圖，并疊加儀器參數(shù)設(shè)置建議、峰識(shí)別輔助信息、校準(zhǔn)曲線對(duì)比等。在驗(yàn)證階段，AR可展示理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對(duì)比，或模擬不同條件下的預(yù)期信號(hào)。在優(yōu)化階段，AR可動(dòng)態(tài)展示參數(shù)變化對(duì)結(jié)果的影響，幫助快速找到最優(yōu)條件。AR的實(shí)時(shí)可視化、信息疊加和交互性能顯著加速開發(fā)、驗(yàn)證和優(yōu)化的迭代過程。17.解析思路：設(shè)想應(yīng)用場(chǎng)景及闡述：場(chǎng)景：現(xiàn)場(chǎng)快速鑒定未知粉末。系統(tǒng)：用戶通過智能眼鏡觀察粉末，AR系統(tǒng)通過攝像頭捕捉圖像，利用圖像識(shí)別技術(shù)分析粉末顏色、形狀、堆積特征等。系統(tǒng)將實(shí)時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)，并將可能的物質(zhì)名稱、結(jié)構(gòu)式、安全警示等信息疊加在用戶視野中的粉末圖像上。關(guān)鍵技術(shù)：高精度攝像頭、實(shí)時(shí)圖像處理算法（顏色、紋理識(shí)別）、化學(xué)物質(zhì)圖像/光譜數(shù)據(jù)庫、AR顯示與交互技術(shù)。預(yù)期效果：提供快速的初步鑒定結(jié)果，輔助現(xiàn)場(chǎng)決策，提高應(yīng)急響應(yīng)能力。18.解析思路：方案設(shè)計(jì)思路：系統(tǒng)需集成攝像頭捕捉配置過程，利用圖像識(shí)別定位容器和量器；通過傳感器（如重力傳感器、傾角傳感器）輔助判斷液體體積；結(jié)合AR顯示模塊，在視野中實(shí)時(shí)疊加標(biāo)準(zhǔn)溶液瓶身信息