幼儿园教育的智能化系统设计.docx
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幼儿园教育的智能化系统设计
幼儿园智能化系统方案
某某三维信息科技开展某某
2017年3月20日
第一章项目概述
幼儿园智能化系统设计的总体结构是以校园网为根底，各子系统在此根底上衍生开展应用。
网络是个开放的系统平台，其作为校方智能化系统建设的根底，为今后幼儿园的各项应用和开展提供了开放空间。
幼儿园将建成以智能化和数字化为根底的现代化数字化校园，以适应现代化高技术开展的需要。
智能化系统的建设必须为校方智能化管理提供可靠、高速、灵活和开放的传输平台和实现途径，提供一个安全、便捷、温馨、功能齐全的学习环境和办公环境，对学校的管理和决策具有重大意义。
一、系统建设目标
通过“校园智能化系统〞的建设，首先在全园形成统一管理的信息平台，促进教育信息的标准化，构建起我园优良的数字空间和信息共享环境，进而实现教学资源数字化、数据传输网络化、结算管理集中化。
其次，借助“校园智能化系统〞提供的根底数据，整合和带动学校各类管理信息系统的建设，为各管理部门提供综合信息服务和辅助科学决策，全面提升学校管理效率和管理水平。
第三，促进学校网络应用根底平台的建设，逐步完成校内应用系统体系结构的升级。
第四，构建更完善的智能化办公环境与更高的学生安全保护，使梧桐墅幼儿园在软硬件建设方面都成为个中典X，赢得社会与行业的认可。
二、系统建设的指导思想与原如此
1、合理的性价比
在软硬件系统选型时，要进展充分的市场调研和性能比拟，采用性能/价格比拟高的产品。
既要注意防止盲目追求高性能而造成系统处理能力的过分冗余，又要防止系统处理能力不足、可扩展性不强而无法适应业务的开展，两者都将造成大量资金的浪费甚至影响业务的正常开展。
所以系统配置时注意采用有长期动态寿命的产品，回避使用短期过渡性技术的产品，使系统既能满足当前的要求，也能适应科技的进步。
2、良好的效益回报
智能化系统是智能建筑运营、管理的灵魂和核心。
幼儿园智能化系统投入的目的就是为幼儿园提供一个教学、经营、管理、办公自动化等服务的系统。
众所周知，学校的运营本钱中有一大局部主要在水、电、管理人员开支等，智能化系统是经营管理者向管理要效益，进展现代化科学管理和节约能源的可靠支撑。
3、开放性
当前科学技术的开展日新月异，各种软硬件产品层出不穷，但从总体上看，各种技术在开放系统的概念下不断趋于统一。
开放系统已为更多、更广的用户所承受，传统的封闭式系统厂商也开始走开放式的道路，开放式体系结构已经开展成为现今技术的主流。
一方面，选择开放式的体系结构能实现多厂商多产品集成的目的，而防止了对某个厂商软、硬件产品的过分依赖，使幼儿园在今后系统开展和设备选型时有更大的主动权，能选择性能/价格比拟高的软、硬件产品。
另一方面，幼儿园校园智能化系统与其它系统业务往来和数据通讯也只有在开放的系统平台上才能顺利实现。
充分考虑幼儿园开展的需要，采用开放的技术标准，使系统与未来的新增设备具有互联性和操作性，且能很方便地融入全球信息网络中。
4、标准化和模块化
根据校园智能化系统总体结构的要求，整个学校分期建设，应用系统将不断完善，因此要求各子系统必须标准化、模块化，能够有很好系统兼容性和扩展性，同时代表当今新的科技水平。
5、安全性和可靠性
校园智能化系统建成将在我园的运行和管理中起到重要作用，是教师和学生日常工作和学习的重要工具，因此系统的设计必须具有高度的安全性、可靠性和稳定性，包括系统自身安全和信息传递的安全，以与运行的可靠性。
因此，系统应具备在规定的条件下和规定的时间内完本钱技术规X规定功能的能力，应具备长期和稳定的工作能力。
作为现代化的综合性校园，从管理和开展的需求出发，保证校方各项工作在高效、方便、舒适、节能、安全和运营管理服务的科学化下进展。
因此综合以上的系统设计的指导思想和遵守的原如此，在幼儿园弱电智能化系统的设计中，我们强调不仅要着眼于本阶段学校教育开展水平的需求，而且要充分考虑到今后业务的开展。
因而要求主机、网络、数据库平台等系统的关键组成局部能够满足先进性、实用性、可靠性、可扩展性、开放性以与经济性等方面的要求。
第二章总体设计说明
一、系统内容
鉴于幼儿园的实际情况和区别于中小学等其它教育机构的特殊性，本系统将从校方实际需求出发，同时考虑幼儿园的智能化的应用特点，为今后的开展预留空间，并确保系统5-10年不落后。
结合目前科技的开展水平，特别是计算机和网络等通讯技术与自动控制技术的开展，本系统拟设置以下子系统与内容（本次设计的内容）：
智能化分为三个局部，分别为智能化根底设施局部、校园安全防X局部、校园综合信息应用。
〔注：
弱电机房建设与弱电系统管网设计在校方原设计根底上完成。
〕
Ø校园根底设施建设
综合布线子系统
校园广播子系统
卫星与数字电视子系统
交互数字平台
多媒体会议子系统
公共信息显示子系统
Ø校园安全防X系统
安防监控子系统
报警子系统
门禁管理子系统
学生接送子系统〔含员工考勤〕
Ø校园综合信息应用
校园计算机网络子系统
校园网络子系统
〔弱电机房弱电防雷与接地系统视用户设计图而定〕
二、设计思想
1、强调系统的有效集成
系统集成是实现学校管理需求的核心技术方法，系统集成的好坏，也直接影响到幼儿园智能化水平的上下。
在这里需重点指出的是系统集成是实现智能化建筑的一种技术手段，并不是智能化建筑建设的最终目的；因此在园区智能化系统集成时，不盲目地去追求口号式的系统集成，而是根据校方智能化系统配置的实际情况，提出针对本工程实际情况的智能化系统集成方法，需根据最终确定系统、设备和管理要求修正智能化系统的集成。
本工程的系统集成是建立在建筑设备监控系统根底上的，设计时应用了成熟的成套的技术体系和设备体系，建立一个可靠、稳定的系统集成平台，通过通讯协议的转换，可将其它子系统集成到一个平台进展管理。
2、解决好安全防X问题
幼儿园后期将建成一个功能齐备、配套完善、目标针对性强的的综合建筑群，其功能特点的与众不同，对安全要求特别高，因此要解决好安全防X问题。
对此我们的设计思路是：
在建立防盗报警系统和闭路电视监控的根底上，主要着重于出入口门禁系统的建设和应用管理模式的建立，并采取必要的巡更，实现“人防〞与“技防〞相结合，加强防X。
3、信息服务系统应适度超前
信息服务对网络信息的需求会更高，如网上教育、网上医疗、网上视频会议、网上视频点播、网上信息查询、电子，管理信息传输等，因此信息网络系统不但要做，而且要适度超前，根据幼儿园的实际情况拟采用主干光纤到楼、六类水平接入的方式为建筑群提供高速的网络，并满足信息高速开展的需求。
4、防雷、接地、供电问题
为保证建成后的智能化系统的正常运行，必须做好系统防雷与接地工作，首先对设备机房的信号线、电源线、电磁干扰等做好防护，其次应对各桥架、管道等做好接地工作；供电问题也需重点考虑，以往的就近取电方式存在着很多隐患，因此本智能化系统的供电设计需根据整个系统的需求进展统一设计。
在智能化系统的机房即中央控制室内采用UPS集中供电方式；整个弱电系统原如此上在条件允许的情况下采用集中统一供电，至少保证从各层配电箱中单独回路取电。
为了保证大楼网络系统的安全、稳定，在恶劣的外界环境下能够保持正常的工作，建立一套完整的防雷接地系统。
三、设计依据
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2015
《建筑智能化系统工程设计标准》DBJ13-32-2014
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规X》GB/T50311-2000
《民用建筑电气设计规X》JGJ/T16-2008
《建筑电气工程施工质量验收规X》GB50303-2002
《智能建筑工程质量验收规X》GB50339-2013
《通信管道工程施工与验收技术规X》YDJ39-90
《智能建筑弱电工程设计施工图集》97X700
《通信电缆配线管道图集》YD5062-98
《安全防X工程工序与要求》GA/T75-94
《安全防X工程技术规X》GB50348-2004
《安全防X系统验收规如此》GA308-2001
《民用闭路监控电视系统工程技术规X》GB50198-2011
《工业电视系统工程设计规X》GBJ115-2009
《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ132-90
《电子计算机机房场地通用规X》GB/T2887-2011
《建筑物防雷设计规X》GB50057-2010
《防静电工程技术规X》FGJ08-83-2000/J10011-2000
第三章分系统设计说明
一、校园根底设施建设
1、综合布线系统
1、规划设计原如此
a、综合布线系统是建筑群内信息、通信网络的根底传输通道。
设计根据各建筑单体的使用功能、环境安全与近远期开展的需求，进展合理的系统配置和管线设计。
b、系统能支持语音与计算机网络系统，并应充分考虑多媒体业务，楼宇自控等高速数据通信的需求。
c、总体规划，全校区设一个网络中心，从网络中心至楼栋管理间采用6芯光纤连接，组成校园主干网。
2、综合布线系统的应用环境
在、数据、图像通信系统、保安监控系统等应用子系统中，结构化综合布线是传输的根底媒介，并通过其管理子系统对其它应用子系统的构成连接，可进展任意调整、分配和管理。
综合布线系统为校园提供一个多用途的网络环境，但信息传输种类目前主要是语音和计算机数据。
3、布线工程设施的设置
a、校园网络中心设在信息综合楼内，网络中心配置核心交换机、远程接入设备、服务器和骨干工作站。
b、布线系统的设计分别按综合配置、根本配置和最低配置方式进展设计，并根据用户的实际需求，对不同的配置加以组合。
c、布线链路中采用的电缆、光缆与连接器件应保持链路等级的一致性，传输电缆选用三类和六类，和特性阻抗为120兆欧的对绞铜缆，光纤选用50/125nm光缆。
三类铜缆用于传输语音低速数据〔10Mb/s〕，六类用于传输高速数据〔100~150Mb/s〕和图像信号。
每栋楼内均须预留配线间，面积不小于10m2，从配线间至信息点的水平布线不超过90米，覆盖的信息插座不超过200个。
4、综合布线实现的功能
满足学校办公业务现在和将来开展的需求
提供一个良好的、舒适的、高效的办公、工作、学习环境
提供一个校园通讯设施的网络化、智能化、通信化的高技术平台
满足建筑结构柔性化，能满足多种用户对不同环境功能的要求
满足校园管理、服务的自动化和全方位化
满足学校办公、教学信息化要求的需要
满足系统集成需要
布线结构原理图
2、校园广播子系统
1、建设目标
校区播音系统是学校思想政治教育、精神文明建设的重要阵地，也是向全校师生报导和反映学校各项活动的窗口。
为此，通过一套广播系统满足学校自动打铃、广播通知、背景音乐等根本要求，同时通过校园的背景音乐系统，提供新校区良好的学习气氛。
采用数字广播系统进展设计，可提供多广播区、点对点、远程遥控等多种广播管理模式。
扬声器主要面对教室、走廊、公共区域〔操场等〕。
系统具备可扩展性、稳定性，且功能齐全。
2、系统主要功能特点
自带存储空间主机自带存储空间，按内存容量大小共分有128M、256M、512M，按需求任意选择〔256M可存储4小时曲目〕，可满足各种用户广播需求。
随系统附送常用校园音乐和铃声，如：
国歌、幼儿、中、小学和广播体操、眼保健操、音乐铃声与校园歌曲等，也可接入电脑下载各类MP3格式的歌曲节目，以供用户自由增减/录制，并能即时试听和复录。
编程自动播放四套可编程自动播放程序功能：
用户可根据〔春、夏、秋、冬或晴天、雨天〕任意编程设定，根据时令与天气进展选择播放。
定时自动广播功能：
按星期自动播放控制，每天可达99次设定编程播放，每一次编程时间设定可达10首歌曲进展播放选择输入，对播放内容和播出时间、次数与循环设定多遍播放并任意编程控制。
无人职守智能管理可实现在当天节目播出时提前自动开机功能〔由广播系统主机控制播放微机〕进入播放状态，执行所需播放的广播程序。
当全天广播播放内容完毕后微机自动关机，实现真正的无人管置。
六路分区广播系统可将校园划分为 6大区域，如：
教学楼、办公楼、操场、学生宿舍、餐厅、景观广播等；可达到选择指定区域进展独立广播而不影响其它区域。
自动/手动控制本系统设计了自动编程播放功能和手动点播〔选播〕功能，可以通过编程播放的方式对内存的曲目进展编程设定自动播放，还可根据紧急广播与即时广播讲话进展手动广播，实现临时播放音乐和打开外控电器等外接设备辅助广播功能。
系统设备控制可实现对3组常规广播设备〔功放机、VCD、卡座、收音头等〕电源控制。
定时打开或关闭周边设备，既达到了自动开关无人职守也保护了设备。
功放管理在每次编程播放时会自动提前10-20秒钟将功放电源打开，防止功放机开机因启动与预热延时而影响正常播放。
在某一时间段广播内容完毕后会延时等待1分钟，还有编程播放如此不关闭功放机电源。
背景音乐可以在需要的时候在指定区域〔包括校园绿地〕播放，不打扰学生的学习生活，又为校园增添轻松和谐的气愤。
各年龄段班级各设一套音源设备，可根据不同需要分区或单独广播。
功放检测、故障显示、切换功能；
合理分区，使系统控制方便，防止干扰与浪费，系统采用方便可改的可寻址方案通过对各分区终端地址码编辑，解决了学校每年由于班级调整造成线路常需更改的麻烦。
3、卫星与数字电视子系统和普通白板〔可选〕
〔1〕建设目标
系统可接收教育卫星,自办节目，其它节目接有线数字电视网，提供丰富的视频资源，有线电视系统主要用于接收电视网与校园有线电视网信号，在相关场合设置接口，通过普通教室，多媒体教室，会议室等大屏幕液晶电视机显示。
〔2〕系统功能特点
节目来源：
接收的有线电视节目源或卫星电视节目或自办节目；
预留有线电视网传送的电视信号频道系统设置与有线电视网联网的接口；
系统灵活，适应以后用户终端的开展和功能变化的需要；
具备数字电视接入功能。
白板是通常白色的金属板材料制的书写平面。
白板的作用与黑板类似，是一种可反复擦写的书写工具。
通常用于教学，会议讨论，或个人与家庭记事。
4、交互数字平台〔可选〕
交互数字平台具有1080P全高清、超轻薄、智能触摸人机交互、高亮度、高比照度等智能显示特点，屏幕提供给用快捷键，遥控器等用户易用性使用设计，更提供丰富输入输出接口，满足单屏，双屏组合等多种应用场合需求，是会议室，教室，演示厅，指挥控制室等群体沟通场所的最优显示设备。
交互数字平台还可以与智能处理器、ECS协同工作系统共同组成集高清显示、高清视频会议、多方音频会议、电子白板、多媒体演示、无线共享、无线投影等多功能一体化的智能会议室系统和智能教室系统，可广泛应用在政府远程办公、远程视频会议、企业协同工作、行业应急指挥、新闻直播、设计评审、教育、培训、医疗等应用领域。
〔1〕系统建设目标
1.通过网络，可以实现普通有线电视收看电视广播的功能。
同时还可以享用更多的其他网络资源。
例如：
经典教学视频，教学研讨视频等。
2．系统将配置一台流媒体服务器，可以将很多幼儿园自制的教学视频，自办节目，各种活动的视频放入服务器中，通过网络可以访问到流媒体服务器，进展任意点播所需的视频。
这样就进一步提高了教学质量。
3．便利的协助教师与幼儿沟通的交互展示系统，可提供直观、便捷的图形化工作环境，使教育、办公、会议讨论等沟通与交流变得高效与便利。
〔2〕系统特点
1.更人性化的用户交互体验
1） 针对日常会议与演示使用环境重新设计用户界面，突出触摸易用性
2） 采用与外观保持充分协调的软按键，大幅提高使用寿命，易于维护和升级
3） OSD菜单设计，一键开关机
2. 简约时尚 轻薄外观
1） 采用全新外观设计，简单大方，轻薄兼顾
2） 独特圆角设计，彰显立体感和层次感
3. 丰富的视频/音频输入输出
快速连接PC、DVD播放机、麦克风、音箱、视频会议终端。
4. 高度集成性
1） 易用、简洁、一触即发的应用入口
2） 提供即时书写、信息交互、屏幕录像、遮光板、聚光灯、蓝牙、屏幕截图、屏幕书写等功能
1） 高精准度的定位，自动识别运行曲线、书写平滑、流畅且响应速度大于50帧/秒
2） 支持手指/手写笔的触摸书写，智能识别手掌/板擦触摸擦除操作
6 .高清显示
1） 超大屏幕尺寸，全高清1080P〔1920x1080〕高清细致画面呈现
2） 独有的屏幕防反光、散射技术，全新视觉享受
交互式智能白板是一种先进的教育或会议辅助人机交互设备,其融合了准确定位技术、大屏幕显示技术、电子技术和计算机技术，可在电化教室和多媒体会议室内取代传统的投影幕布和黑板/白板的功能。
通过电子白板与计算机和投影仪的配合，讲解者可以在投影内容上直接进展书写、绘画、修改、注释和保存，并可以将电子白板作为人机接口实现对计算机的各种操作。
5、多媒体会议子系统
多媒体会议室系统组成由投影机屏幕显示系统、音响系统、视音频交互系统、中央控制系统、计算机网络系统与配套设施构成，各系统主要构成与功能如下。
投影机系统
系统构成：
主要由大屏幕投影单元集成控制软件等组成。
系统功能：
放大、多组合显示计算机信号和视频信号，增强显示效果。
音响话筒系统
系统构成：
主要由功率放大器、扬声器等设备组成。
系统功能：
实现扩声功能，并与大屏幕显示系统、电视会议系统集成汇接。
视音频交互系统
系统构成：
主要由摄像机、云台等前端设备组成。
系统功能：
实现各种视频、音频信息的切换、组合显示。
中央控制系统
系统构成：
主要由控制主机、触摸屏与相关模块等设备组成。
系统功能：
主要用于各种视频、音响与多媒体播放设备的集中控制。
计算机网络系统
系统构成：
主要网络终端等网络设备组成。
系统功能：
用于连接系统内部网络设备、计算机终端和其他信息网络，为网上传输数据、图形、视频信息提供软硬件环境支持。
6、公共信息显示子系统
1、系统概述
本系统设计的目的是配合学校日常管理，用于对内对外双向信息发布。
其方式是采用电脑信息设施，结合LED显示屏达到信息发布的目的。
LED显示屏是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的高科技产品，可用来显示文字、计算机屏幕同步的图形与外部视频源的采集显示。
通过电脑直接控制的LED电子屏幕能清晰、迅速地反映各种公告信息。
还可以装载语音系统，播放面向学生家长等特殊群体的公告信息，改变了以用固定不变的公告牌发布信息的局面。
2、功能特点
视频播放功能：
能播放录像、VCD等视频节目；
动画播放功能：
能制作、播放宣传动画节目；
图形显示功能：
能用地图显示地理位置与布局情况；
文字显示功能：
能编辑、播放文字信息，如服务承诺、管理条文等，能滚动播出天气预报、日期和会议通知等信息；
切换显示功能：
每隔一定的时间切换显示安全信息；
音频播放功能：
在播出视频节目〔包括卡拉OK〕时同步播放其音频信号，在播放其它宣传节目时可以加上声音，如背景音乐等。
LED具有亮度高、寿命长、耗电量少、使用本钱低等优点。
二、校园安全防X系统
当今世界安全防X技术现代化开展的方向是将视频监控、周界报警、门禁系统、入侵探测、出入口控制等，与电脑数码控制系统集成在一起，形成一个现代化、多功能、全天候的动态综合安全管理系统。
1、安防监控子系统
1、建设目标
有效地、真实地记录和监控各出入口的出入情况与重要位置的工作情况，保存高质量的录像回放资料，便于有关部门的随时查询，一旦有警情发生，能在第一时间将报警信号传送到控制中心，同时可向110报警中心报警，并为警方的接处警提供重要信息和资料，从而完善重要场所的安全保障体系，创造一个良好的环境，确保校园的生命财产的安全。
2、系统概述
校园网络视频监控系统在已建好的校园网络根底上，将整个园区的教学区、活动区、主要出入口、与重要公共场所等进展监控。
所有摄像机的视频监控图像将通过校园内已建成的校园网络传送到园领导的办公机上〔包括园长办公室、保卫处等〕，校领导只要输入正确的用户名和密码，即可看所有监控的实时图像，并能够对图像进展控制、录像、回放。
可以实现一点对多点，多点对多点，多点对一点的实时监控。
还可通过Internet与手机互通，便于园领导在外工作时还能监控园内情况。
我公司将根据幼儿园的实际情况，布置安装摄像机，并与报警子系统整合，通过与网络摄像机连接至学校的服务器或路由器。
整体校园监控系统分为两大局部，这两大局部分别为前端监控系统和后台管理系统。
本系统由中心控制设备、传输设备、前端设备等组成。
1〕前端设备：
前端系统主要由网络监控摄像机组成。
均采用百万级高清红外摄像头。
2〕传输设备：
传输设备负责各种信号和指令的上传下达。
包括网线与其辅助设备。
3〕中心控制设备：
中心控制系统是整个监控系统的核心，负责整个系统的管理和控制工作，接收来自前端监控现场的监视图像和各种设备的状态数据，并向前端监控现场的智能高速球控发送动作指令。
本系统采用网络录像机进展图像存储录像与视频切换控制。
系统的前端摄像机进展视频信号采集，信号通过网络输送到终端设备，终端对前端图像进展处理，通过主控键盘的控制与分配，实现任意切换与实时显示、控制、监视与报警联动等功能。
网络录像机对前端图像信号进展存储，并可对存储的资料进展回放、查看。
1〕系统控制功能
操作控制键盘，即可按照系统设置的控制X围进展操作，完成视频切换、录像等控制。
2〕系统程序化管理功能
系统设置的所有功能均能通过系统软件编程实现，以最大限度地利用系统硬件实现最有效的控制，为操作者带来更多的方便和灵活性。
3〕系统监视与切换功能
系统视频显示局部采用数字交互平台，用于完成所有监控图像的实时显示、切换显示、分割显示单路图像，以与录像回放显示。
4〕网络录像监控与回放功能
采用网络录像机具有简洁的操作界面，操作简单方便；信息存储完全可靠；完善的时间预排录像功能；图像移动报警功能；数字录像每路图像达30帧/秒；快速搜索和逐帧回放功能；自动/手动备份功能。
学校监控中心的主要任务是通过光纤LAN，接收学校的监控信息，进展实时监看、控制、录像、语音对讲等。
系统示意图如下：
数字矩阵是中心系统的主要设备，它的主要功能是通过IE浏览器，登陆需要监看或者录像的学校。
当学校有报警信号的时候，数字矩阵自动切换到该路视频，并同时进展录像、产生报警声音等。
也可通过话筒进展语音对讲，通知提醒学校工作人员。
为了实现大量录像数据的保存，中心可以配置RAID〔磁盘阵列〕或硬盘录像机，以满足海量存储的要求。
同时也保证了录像数据的安全性。
随着用户功能要求的增加，在后期，可通过中心对前端网络摄像机进展远程升级和维护。
极大地方便了工程商和用户。
监控中心也可以是一台便携式电脑，与Internet连接后，通过有权限的口令同样可以登陆学校的网络摄像机〔与中心不冲突〕。
这种监看方式，非常适合领导的随时抽查。
网络视频解码器能够通过网络直接将网络摄像机的压缩后数字信号转换为模拟信号，最终输出到电视墙中，转换的数据损失较小，因此输出到电视墙上的图像质量较高。
并且网络视频解码器中还提供循环切换功能，即在同一台监视器中能够循环切换显示各个不同视频信道的图像，采用此种方式能够大大降低监视器的数量，节约本钱。
〔1〕实时监视和控制
采用压缩技术，最大压缩比可达1：
500；支持变码率和变帧率；编码带宽从64K—2Mbps动态可调
单服务器支持512个网络终端用户使用软件解码器同时调看前端实时图像；
具有权限的用户可在PC桌面监控并控制前端摄像机；可在本地或远端根据权限对每路摄像机的云台、镜头进展控制，可对多路摄像机独立控制；
能自动叠加摄像机名称、时间字符；
可对图像进展亮度，比照度，色彩，饱和度的设置；
可进展多种画面分隔
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