《多媒体技术应用教参》一.docx
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《多媒体技术应用教参》一
第一章多媒体技术与社会生活
一、本章结构
随着多媒体技术的蓬勃发展，其应用领域的不断拓宽，给人们的生活、学习和工作带来了日益显著的变化。
本章分四个部分论述，其内容架构及相应的学生活动见以下框图：
二、本章教材分析
本章教学内容主要分成两个部分，第一部分从多媒体技术的基本概念和基本特征入手，联系多媒体技术在现实生活中的应用现状，展望多媒体技术的发展前景。
第二部分主要介绍多媒体计算机的标准配置，常用的多媒体外设以及常见的多媒体软件，从硬件和软件两个方面对多媒体技术的运用加以阐述。
本章作为全书的第一章，内容主要涉及多媒体技术领域里的音频技术、视频技术、数据压缩技术和网络传输技术等基本概念，理论性较强，实践操作较弱。
为防止学生在学习中产生厌学的情绪，教材中安排了大量的学生活动，教师在教学中可以进行合理的利用，从而使枯燥的理论变成生动的探究型学习，增强学生的学习兴趣。
教材中所涉及的基本概念是本章学习的重点，难点是虚拟现实的应用。
三、本章教学目标
1、了解多媒体技术的基本概念及三个主要特点。
2、了解多媒体技术在社会生活中的应用范围以及计算机动画技术和数字电视的工作原理。
3、了解虚拟现实的概念，能尝试用VRML语言制作虚拟现实作品。
4、了解MPC国际标准。
5、了解多媒体计算机的系统结构，认识常见的多媒体外设。
能力要求：
1、能熟练地运用网络工具，上网查询资料。
2、能正确分辩网络资源的有效性。
3、能正确利用所选资料，分析、归类、总结。
4、学用PowerPoint制作简单的多媒体小作品。
四、课时分配建议
小节
内容
学生活动
课时
1.1
走进多媒体世界
练一练：
上网查找资料，了解多媒体基本概念。
讨论交流：
多媒体与传统媒体的比较
1
1.2
多媒体技术在社会生活中的应用
实践体验：
了解多媒体最新产品
1
1.3
多媒体技术的现状与发展前景
练一练：
查找有关虚拟现实的资料,介绍虚拟现实在某一应用层面的发展前景和用途
练一练：
以调查的方式了解学校开展数字化活动的情况，写一篇以《我们的未来数字化校园》为题的调查报告
2
1.4
多媒体计算机系统
2
合计
6
五、各节教学要求和教学设计建议
1．1走进多媒体世界
（一）教学要求
了解多媒体技术的基本概念及三个主要特点。
（二）教学设计建议
本节主要介绍了多媒体技术的概念和其三个主要特征。
教材以介绍多媒体以及多媒体技术的概念入手，较自然地引出多媒体技术的三个主要特征，即交互性、集成性和实时性，并以框图的形式对三个特征的概念及其应用事例加以阐述，从而帮助学生加深对基本概念的理解。
本节教学的重点应放在三个主要特征的介绍上，难点是如何引导学生运用所学的知识来区分多媒体技术与传统媒体之间的区别，树立正确运用多媒体技术的意识，全面客观地了解多媒体技术的特点及其重要作用。
教师在教学中可采取启发、探究型的教学模式，让学生通过阅读教材内容或上网查找相关知识，来了解多媒体和多媒体技术的概念，并在此基础上安排一定的时间组织学生围绕身边的多媒体技术应用事例展开讨论，进行类比，最后由教师加以概括，从而使学生能充分理解原来抽象的定义，加深对多媒体技术的三个主要特征的理解。
在组织学生讨论时应注意以下几个问题：
1．考虑教学课时的原因，教师可在课前事先准备一些现实生活中较为常见的多媒体技术应用事例，供学生在课堂中进行选择，所选事例应避免片面性，突出多媒体技术的三大特征，激发学生学习多媒体技术的兴趣。
多媒体技术与传统媒体比较推荐事例：
（1）．多媒体技术在课堂教学中的应用。
（组织学生讨论多媒体课件在哪些课堂教学中能起到它独特的作用，从而体现出它的三大特征。
）
（2）．多媒体技术在大型商场购物时的导购作用。
（3）．多媒体技术在现代医学上的模拟作用。
（4）．多媒体技术在大型活动中的宣传作用。
2．应注意高二学生的认知特点和心理特征，在小组分配上，设定的每组人数不宜过多，可控制在2-4人之间。
3．讨论的结果可以利用字处理软件，以表格的形式上交到统一的文件夹内，由教师抽样分析归纳总结。
教学流程框图如下:
（三）学生活动指导
本节教材共安排了两个学生活动：
一是以上网查找资料的方式，让学生从网上了解有关多媒体和多媒体技术的相关定义，自主性地学习了解基本概念，这个活动在设计时，建议将时间控制在十分钟以内，并以学生描述，教师点评的方法加以总结概括，帮助学生理清概念的条理。
介绍多媒体技术的相关网站：
1．东北农业大学报中的专题报道栏目。
2．浙江财经学院网站中的多媒体技术栏目
3．多媒体应用基础
4．中国科普博览
二是以讨论交流的方式通过学生谈多媒体与传统媒体的区别，来帮助学生理解多媒体技术的三大特征，是本节教学的重点。
建议用二十分钟的时间来组织学生分小组开展讨论，并将小组讨论的结果进行抽样展示，教师在此基础上加以总结。
然后，留五分钟的时间供学生根据自己参与讨论的情况进行自我评价，填写“学生学业成长记录表”。
“学生学业成长记录表”的填写分两步进行：
首先是针对书本第六页上的“分析说明多媒体与传统媒体异同之处的质量评价”表，对自己在小组讨论活动中的表现加以评价，满分六分，具体评价要求如下：
1．“实例构思新颖具有代表性，能全面罗列实例中运用多媒体和传统媒体技术的各自优缺点，给出的结论正确”是指所选实例能充分体现多媒体技术的三大特征，能灵活运用所学知识，正确地从交互性、集成性、实时性三个方面对应用多媒体技术的优点加以论述，给出的结论全面客观。
例如：
在讨论“多媒体技术在课堂教学中的应用”实例中，既能正确地指出在课堂教学中应用多媒体技术的优势，又能指出滥用多媒体课件给教学效果带来的弊端，从而得出结论在课堂教学中应如何正确运用多媒体技术，充分发挥多媒体技术的作用。
2．“实例构思新颖具有代表性，能较全面罗列实例中运用多媒体和传统媒体技术的各自优缺点，给出的结论不完整”是指所选实例能充分体现多媒体技术的三大特征，能灵活运用所学知识指出各自的优点，但给出的结论不全面客观。
3．“实例构思不够新颖，不具有代表性，能片面罗列两者各自的优缺点，给出的结论不完整”是指能给出实例，但不能充分体现多媒体技术的三大特征，对两者的比较，能够加以描述，指出各自的优点，所下结论较为片面，不客观。
4．“需引导，才能给出实例，只能片面罗列两者各自的优缺点，不能给出结论”是指不能独立完成实例的选择，需在教师的指导下才能给出，描述片面、空洞，不能对所提出的描述加以归纳总结给出结论。
其次，在教师的指导下根据教材附录5“学生学业成长记录表”中的“讨论交流活动的评价指标”表，完成本次讨论活动有关能力、情感、态度、价值观方面的一些共同性的系列评价。
评价表中“相应活动主题的学习能力评价”栏目内填写在“分析说明多媒体与传统媒体异同之处的质量评价”表中评价的分值。
（四）知识、技能拓展
1．媒体的类型：
针对现代信息技术的发展，国际电报电话咨询委员会把媒体划分为以下几种类型：
·感觉媒体：
是指能直接作用于人的感官、使人能直接产生感觉的一类媒体。
如文字、声音、图形、图像、动画和视频等；
·表示媒体：
是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为研究、构造出来的一种媒体。
如文字编码、声音编码和图像编码等；
·表现媒体：
是指感觉媒体和用于通信的电信号之间转换用的一类媒体。
它又分为两种，一种是输入表现媒体，另一种是输出表现媒体。
如鼠标、键盘、显示器和音箱等计算机外设；
·存储媒体：
用于存放表示媒体，以便计算机随时处理、加工和调用信息编码。
如内存、软盘、硬盘和光盘等；
·传输媒体：
是用来将媒体从一处传递到另一处的物理载体，传输媒体是通信的信息载体。
如双绞线、音频线、同轴电缆和光纤等。
2．传统媒体与多媒体的区别：
传统媒体如电影、电视、录像、影碟机、录音机、收音机等与多媒体的重要区别是：
·传统媒体基本上是模拟信号，多媒体所处理的信息是数字信号；
·人们只能被动接收传统媒体的信息，而多媒体技术具有人机交互的功能。
·传统媒体带给人们的信息量往往是有限的，而多媒体平台提供的信息容量几乎是无限的，而且存储成本较低。
·传统媒体传输信息不能做到即时传输，以多媒体为基础的媒体平台可以随时随地地把信息传输到用户。
·传统媒体在信息检索上主要通过人为查找的方式完成，不利于人们从急增的各种各样信息中快速获得有效的信息，利用具有较高智能性的多媒体平台，能够为人们的需求提供方便快捷的服务。
·传统媒体在信息的传播中不能根据每个人的个性化需要进行信息传输，而多媒体平台可以针对每个人对媒体的不同需求，进行定制传播，从而使信息的利用做到了最大化，同时对于用户则充分享受了个性化服务的乐趣。
3．多媒体技术的研究意义
多媒体技术不仅是时代的产物，也是人类历史发展的必然。
人类社会文明的重要标志之一是人类具有丰富的信息交流手段。
从人类交流信息的发展历程来看，最初人类的交流是通过声音和语言（包括形体语言），后来出现了文字和图形，使人类能以简洁方便的形式交换和表达信息。
在现代文明社会，以照相机、摄像机等为代表的电子产品的出现，使图像成为人们喜闻乐见的交流信息的形式。
俗说说“百闻不如一见”，视频图像是人类生活中最有效的交流方式，人类获取的信息80%是通过视觉获取的。
如果我们能将听觉、视觉、感觉同时运用，获取信息的效果会更佳，所以说多媒体技术体现了人类的要求。
从计算机发展的角度来看，自1949年2月15日ENIAC问世，用户和计算机的交互技术一直是推动计算机技术发展的一个重要因素。
因为计算机内部是以0，1组成的二进制代码进行运算，早期用户使用计算机，需要由专门的操作人员将程序转换成二进制纸带由计算机读入，这个过程中用户甚至看不到计算机。
随着计算机技术的改进，用户可以利用键盘将高级语言源程序或命令输入给计算机，由计算机执行，实现了用户和计算机的直接交互。
随后又引入窗口技术和鼠标等输入设备,使人机交互更加灵活，并且大大减少了用户繁琐的操作。
而多媒体技术的引入使人机交互技术更加丰富多彩，因为图形、图像的引入使人们能很直观地理解人类的思维过程，如利用图形、CAD/CAM技术表达产品的设计与制造过程，不但提高了工效，而且便于对各个工序的理解与加工。
声音和语言是人类交流中最普遍使用的方式，通过A/D转换将声音数字化输入到计算机中处理，再通过D/A转换模拟输出，配合人机交互操作，效果很好。
这些媒体如果单独存在都有很大局限性，多媒体技术将文字、声音、图形、图像集成为一体，信息的获取、存储、加工、处理、传输一体化，使人机交互达到了最佳的效果。
同时，多媒体技术的引入使各种信息系统提高了工作效率，如多媒体技术与高速通信网技术的结合所组成的分布式多媒体系统，能够支持多种媒体的协同工作。
如视频会议、远程会诊等应用。
除此之外，多媒体技术不仅带来了生动活泼有色有声的交互界面，而且支持人们交互自理媒体信息，这种交互从简单的检查、提取信息发展到用户介入到信息之中，这将是虚拟环境的高级的境界。
（摘自清华大学出版社出版马华东编著的《多媒体计算机技术原理》）
1．2多媒体技术在社会生活中的应用
（一）教学要求
1.了解多媒体技术在社会生活实践中的应用范围
2.了解计算机动画技术和数字电视的简单工作原理。
3.了解网络多媒体的应用情况。
（二）教学设计建议
本节教材在安排上试图从让学生上网了解最新的多媒体产品入手，引导学生列举身边的多媒体技术，用讨论的方式，罗列出多媒体技术在社会生活中的应用，并由此引出目前学生较为熟悉的MP3、影视动画、数字电视和网上多媒体用以点带面的方式让学生简单了解多媒体技术的某些工作原理，以及发展中将面临的主要问题，从而丰富学生的知识面，激发学习的兴趣。
本节的教学重点是组织学生以讨论的方式罗列多媒体技术在社会生活中的应用，难点是如何通过几个实例的介绍，让学生懂得对身边的多媒体技术的学习，不仅要做到知其然还要做到知其所以然，从而激发学生主动探究事物深层次知识的兴趣。
在本节内容的教学中，建议安排学生在课前完成“实践体验”活动的调查和演示文稿制作工作（如果将此活动安排在课堂上完成，则本节内容需要两课时）。
在课堂上从组织学生展示自己的演示文稿开始，以讨论的形式，罗列出多媒体技术在社会生活中的具体应用。
教师在针对教材图1.2.2多媒体典型应用框图的基础上，对学生罗列的内容加以归纳和总结，得出一个基本结论，并在此基础上过渡到涉及音乐、动画、视频和网络等媒体的几个实例的介绍，在介绍时也可以有选择性列举一到两样事例，其余以阅读的方式让学生自己去看书了解，但必须注意在课后安排一些应用事例，让学生去调查，了解简单的工作原理，进一步升华本节课的内容。
学生课后调查问题推荐：
1．数字电视的网上点播
2．网络视频的流媒体技术
3．电影《侏罗纪公园》的恐龙是如何制作的
4．数字技术和模拟技术相比有什么优点
教学流程框图如下:
（三）学生活动指导
教师在指导学生完成本节教材安排的“实践体验”时应注意把握活动的目的，即通过学生的课外调查活动，组织学生有的放矢地根据自己平时的爱好和兴趣，了解多媒体产品的最新动态（多媒体产品包括硬件和软件），并引申到多媒体技术在现代社会中的应用。
要注意培养学生归纳总结的能力，用小组讨论、演示文稿展示的方式，罗列出多媒体技术的应用范围。
讨论、展示的时间安排在十到十五分钟之内，并留五分钟指导学生完成课堂自我评价，并填写附录五“学生学业成长记录”表。
学生的自我评价分两部分完成。
第一，完成教材第七页上的“产品调查反馈质量评价”表，评价指标可参照书本的要求进行，也可选择参照下表的指标进行。
评价要求
得分
1．能认真参加社会调查，演示文稿制作合理
1
2．能根据自己的兴趣爱好通过调查列举出2-3件最新的多媒体产品
1
3．能大致介绍所列举产品的性能和价格
2
4．能由产品引申到多媒体技术在现代社会的应用
2
合计：
6
第二，填写附录五“学生学业成长记录”表二“实践体验”活动的评价指标表，根据自己在本次调查活动中的情况如实填写表格，并在“相应活动主题的实践能力评价”一栏中填入第一部分评价的分值。
多媒体产品推荐网站：
1．IT168com报价中心
2.数码世界
3．Webeye
（四）知识、技能拓展
1．多媒体技术在现代社会中的应用
·教育与培训
多媒体在教育中的应用，是多媒体技术最重要的应用之一。
多媒体教学主要包括了多媒体计算机辅助课程教学和远程交互式视像教学。
计算机、多媒体和网络的引入，使得以往教学必须在同一时间、同一地点、被动式的学习，变为可以自选时间、可在远程学习，而且是主动式学习，有效地提高了人们学习的主观能动性，提高了教育质量。
这种教学方式使“虚拟学校”和“全球学校”的建立成为可能。
利用多媒体技术的集成性和交互性特点，使远程教育与传统的电视大学的教学方式有所不同，电视教学只有信息的广播“下行”，而基于网络的远程视像教学，既有“下行”，又可“上行”，即可以进行交互、讨论，达到“面对面”的教学效果，这使得距离相隔较远的学生可以在一起学习了。
·娱乐与家用
影视作品和游戏产品制作是计算机应用的另一个重要领域。
多媒体技术的出现，在影视业中使用数码编辑、图像变形等技术，使得影视效果得到了极大的加强，出现了象“侏罗纪公园”、“终结者3”等这样优秀的影视佳作。
也使电视台的片头和各类广告更加丰富多采，更加吸引人们观看。
同样，逼真的动态三维图像和音响效果的多媒体游戏，也受到了孩子们的欢迎。
·视频会议系统
随着多媒体通信和视频图像传输数字化技术的发展，计算机技术和通信网络技术的结合，视频会议系统成为一个最受关注的应用领域，与电话会议系统相比，视频会议系统能够传输实时图像，使与会者具有身临其境的感觉。
可视电话就是其中典型的一种产品，它能够使人们在通话时看到对方形像，不仅适用于家庭生活，而且还可以广泛应用于各项商务活动、远程教学、保密监控、医院护理、医疗诊断、科学考察等不同行业的多种领域，因而有着极为广阔的市场前景。
·咨询、演示和介绍
在销售、导游、导购、宣传活动中，利用多媒体技术图文并茂，生动形象的特点，制作多媒体软件来展示产品、介绍景点等。
比较典型的事例，如在城市的机场、车站、码头设置的多媒体触摸屏，方便外地旅客有选择性地获取相关城市的交通、旅游等信息。
电子商务也是多媒体技术应用的一个主要环节。
客户不仅能通过多媒体的光盘，还可以通过网络联机方式，对公司的产品和服务信息、产品开发速度、产品演示以及实时更新的多媒体目录进行交互式访问。
多媒体技术还比较适合于提供可视的网上售后服务，增加顾客的满意程度。
·电子出版技术
电子出版技术是多媒体最早的应用，现在已经相当普及。
它解决了传统的纸张印刷出版的设备笨重、生产周期长、作品信息密度低、成本高等许多缺点，而具有快速出版、图文声像并茂、信息密度高、成本低，流通快等许多优点。
用于电子出版的内容，含计算机软件和资料两大类，资料中除图文资料外，还包含数字音像资料，所以电子出版的内容十分丰富。
例如：
电子图书，电子期刊，电子新闻报纸，电子手册与说明书，电子公文与文献，电子图画，广告，电子音像制品等。
电子出版物的载体，早期直接使用软磁盘，后来大量使用光盘（CD-ROM），现在进一步增加了网络作为载体，直接在网上“出版”，提供给用户在网上阅读和下载。
·视频点播
视频点播又称VOD点播，其中包括音乐点播，用户可按照自己的意愿，从数字化的影像和音乐资料库里任意点播自己所希望播放的视频和音乐节目。
·计算机支持协同工作。
计算机支持的CSCW协同工作环境，使得一个群体能通过多媒体计算机网络协同工作完成一项共同的任务。
从工业产品的协同设计制造，到医疗上的远程会诊；从科学研究的共同探讨学术交流，到师生间的协同式教与学。
视频会议是多媒体协同工作重要的手段，它同时提供了几乎是面对面的图文声像的交流。
2．数字电视的基本知识
·数字电视的概念
所谓数字电视，就是将传统的模拟电视信号经过抽样、量化和编码转换成用二进制数代表的数字式信号，然后进行各种功能的处理、传输、存储和记录，也可以用电子计算机进行处理、监测和控制。
采用数字技术不仅使各种电视设备获得比原有模拟式设备更高的技术性能，而且还具有模拟技术不能达到的新功能，使电视技术进入崭新时代。
·数字电视的基本原理
在传统的模拟电视中，模拟全电视信号通过调制在无线电射频载波上发送出去。
广播信道可以是地面广播、有线电视网或卫星广播。
数字电视则是将电视信号进行数字化采样，其信号的数据速率是很高的，演播室质量的数字化电视信号的数据速率在200Mbps。
要在原模拟电视频道带宽内传输如此高速率的数字信号是不可能的，因此，必须发展数据压缩技术。
实现数据压缩技术方法有两种：
一是在信源编码过程中进行压缩，利用人类听觉、视觉效应去除信号中的多余成分，在不影响收听收看效果的前提下尽量压缩数据速率；二是改进信道编码，发展新的数字调制技术，提高单位频宽数据传送速率。
在信源编码方面，IEEE的MPEG专家组已发展制订了ISO/IEC11172（MPEG－1）和ISO/IEC13818（MPEG－2）两项国际标准。
MPEG－1的输入视频格式为CIF352×288，主要用于CD－ROM、VCD或T1（E1）线路传输，编码率为固定的1.5Mbps；MPEG－2供数字电视使用，它支持标准分辨率的16∶9宽屏及高清晰度电视等多种格式，其编码率可变，为3～40Mbps。
信源编码是把节目源的模拟图声信号变为数字信号，再经过MPEG－2压缩编码，形成数字信号源，并根据多个节目传输的要求，编为复用码流。
MPEG－2是未来的广播电视数字压缩的国际标准。
采用不同的层和级组合，即可满足从家庭质量到广播级质量以及将要播出的高清晰度电视质量不同的要求，其应用面很广。
从进入家庭的DVD到卫星电视、广播电视微波传输都采用了这一标准。
目前，数字电视的传输途径可分为三种：
数字卫星电视、数字有线电视和数字地面开路电视。
这三种数字电视的信源编码方式相同，都是MPEG－2的复用数据包，但由于它们的传输途径不同，它们的信道编码也采用了不同的调制方式。
例如，欧洲DVB数字电视系统中，数字卫星电视系统（DVB－S）采用正交相移键控调制（OPSK）；数字有线电视系统（DVB－C）采用正交调幅调制（QAM）；数字地面开路电视系统（DVB－T）采用更为复杂的编码正交频分复用调制（COFDM）。
·数字电视的分类
数字电视可以按以下几种方式分类：
（1）按信号传输方式分类：
可以分为地面无线传输（地面数字电视）、卫星传输（卫星数字电视）、有线传输（有线数字电视）三类。
（2）按产品类型分类：
可以分为数字电视显示器、数字电视机顶盒、一体化数字电视接收机。
（3）按清晰度分类：
可以分为低清晰度数字电视（图像水平清晰度大于250线）、标准清晰度数字电视（图像水平清晰度大于500线）、高清晰度数字电视（图像水平清晰度大于800线，即HDTV）。
VCD的图像格式属于低清晰度数字电视（LDTV）水平，DVD的图像格式属于标准清晰度数字电视（SDTV）水平。
（4）按显示屏幕幅型分类：
可以分为4：
3信号源和16：
9信号源两种类型。
（在2004年8月15日召开的“中国数字电视产业高峰论坛”上，国家数字电视标准工作组宣布，数字电视标准将会采用16：
9信号源，此标准在明年出台
（5）按扫描线数（显示格式）分类：
可以分为HDTV扫描线数（大于1000线）和SDTV扫描线数（600～800线）等。
·数字电视的优点
数字电视技术与原有的模拟电视技术相比，有如下优点：
（1）信号杂波比和连续处理的次数无关。
电视信号经过数字化后是用若干位二进制的两个电平来表示，因而在连续处理过程中或在传输过程中引入杂波后，其杂波幅度只要不超过某一额定电平，通过数字信号再生，都可能把它清除掉，即使某一杂波电平超过额定值，造成误码，也可以利用纠错编、解码技术把它们纠正过来。
所以，在数字信号传输过程中，不会降低信杂比。
而模拟信号在处理和传输中，每次都可能引入新的杂波，为了保证最终输出有足够的信杂比，就必须对各种处理设备提出较高信杂比的要求。
模拟信号要求S/N＞40dB，而数字信号只要求S/N＞20dB。
模拟信号在传输过程中噪声逐步积累，而数字信号在传输过程中，基本上不产生新的噪声，也即信杂比基本不变。
（2）可避免系统的非线性失真的影响。
而在模拟系统中，非线性失真会造成图像的明显损伤。
（3）数字设备输出信号稳定可靠。
因数字信号只有"0"、"l"两个电平，"l"电平的幅度大小只要满足处理电路中可能识别出是"l"电平就可。
（4）易于实现信号的存储，而且存储时间与信号的特性无关。
近年来，大规模集成电路（半导体存储器）的发展，可以存储多帧的电视信号，从而完成用模拟技术不可能达到的处理功能。
例如，帧存储器可用来实现帧同步和制式转换等处理,获得各种新的电视图像特技效果。
（5）由于采用数字技术，与计算机配合可以实现设备的自动控制和调整。
（6）数字技术可实现分时多路，
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