多媒体技术与应用教案.docx
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多媒体技术与应用教案
多媒体技术与应用（教案）
第1章多媒体技术基本知识
教学目标
1.掌握多媒体技术的定义。
2.掌握多媒体及各类媒体的特点。
3.多媒体的应用和发展及多媒体的关键技术等基础知识。
教学重点
1.多媒体的含义；
2.多媒体技术的主要特性；3.多媒体的产生和发展；
4.多媒体技术研究的主要内容；5.多媒体技术的应用及前景。
教学难点
1.多媒体技术的主要特性；2.多媒体技术的应用及前景。
教学方法
讲授法，列举法
教学课时
4学时
教学过程
新课引入
现代计算机的使用中越来越多的利用到多媒体技术，比如网络、电影电视、音乐等，那么具体什么叫做多媒体呢？
多媒体又包含那些常见的组成部分呢？
这节课我们来学习这方面的内容。
新知教学
多媒体技术的概念
在多媒体技术中，媒体是一个重要的概念。
那么，什么是媒体呢？
媒体是信息用来表示和信息传输的载体。
国际电报电话咨询委员会曾对媒体做如下分类：
A、感觉媒体 B、表示媒体（RepresentationMedium）C、表现媒体（PresentationMedium） D、存储媒体（StorageMedium）
E、传输媒体（TransmissionMedium）
注意：
在多媒体技术中，我们所说的媒体一般指的是感觉媒体。
多媒体技术及其特点
所谓多媒体技术就是计算机交互式综合处理多种媒体信息，如文本、图形、图像和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。
简言之，多媒体技术就是以集成性、多样性和交互性为特征的综合处理声音、文字、图形、图像等信息的计算机技术。
多媒体技术的特性：
集成性、 交互性、 实时性
三个方面，这是多媒体的主要特征，此外还有非循序性、非纸张输出形式等。
多媒体技术的发展历程
启蒙发展阶段 标准化阶段
多媒体数据的压缩编码和解码算法是多媒体计算机的关键技术之一。
目前多媒体编码和压缩广为采用的是ISO和ITU联合制定的数字化图像压缩国际标准。
具体来说，有三个主要标准:
A、 JPEG标准。
它是联合图像专家组JPEG（JointPhotographicExpertsGroup）建立的适用彩色和单
色、多灰度连续色调、静态图像压缩国际标准。
B、 MPEG系列标准。
为了制定有关运动图像压缩标准，ISO建立一个运动图像专家组MPEG（MovingPictureExpertsGroup）
C、 标准。
ITU推荐的标准即P×64kbps方案，其标题是“64kbps视声服务用视像编码方式”，它是ITUSGXV视频编码专家组负责制定的。
多媒体技术研究的主要内容
视频音频数据压缩/解压缩技术 多媒体专用芯片技术多媒体输入与输出技术多媒体软件技术1、多媒体操作系统
2、多媒体素材采集与制作技术3、多媒体xx与创作工具4、多媒体数据库技术5、超文本/超媒体技术6、多媒体应用开发技术多媒体通信技术 虚拟现实技术
多媒体技术应用及发展前景 多媒体技术的应用
多媒体技术的典型应用教育和培训咨询和演示娱乐和游戏管理信息系统视频会议系统视频服务系统计算机支持协同工作
多媒体技术的发展前景
A、家庭教育和个人娱乐是目前国际多媒体市场的主流
B、内容演示和管理信息系统（MIS）是多媒体技术应用的重要方面 C、多媒体通信和分布式多媒体系统是多媒体技术今后的发展方向
课后小结
本节课我们主要向大家介绍了多媒体技术的一些基本概念，比如多媒体的含义、主要特征、产生和发展阶段等等。
通过本节课的学习，要求大家掌握这些基本概念，以便为将来的学习做出铺垫。
课后作业
1.什么是多媒体技术？
试举例说明其基本特征。
2.能否称图文并茂、声像俱全的彩电为多媒体系统？
为什么？
第2章媒体及媒体的数字化
教学目标。
1.掌握常见的音频、图片、视频、动画等的数字化技术和具体格式。
2.掌握文字媒体和声音媒体的常见编码和量化方式。
教学重点：
1.文字媒体中汉字的编码规律及方式；2.音频的三要素及采样量化过程。
教学难点
音频的采样和量化计算规则。
教学方法
讲授法、演示法、实验法
教学课时：
5课时
教学过程
复习引入：
媒体是信息的载体，也可以是信息的表现形式。
人类利用视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉来感受各种信息，因此，媒体也可分为：
视觉类媒体、听觉类媒体、触觉类媒体、嗅觉类媒体和味觉类媒体,其中嗅觉类和味觉类媒体目前在计算机中尚不能方便地实现。
本章介绍文字、声音、图形、图像、动画、视频等媒体的特性，以及这些媒体在计算机中的表示即数字化问题。
新知教学：
文字
英文
在计算机中，英文采用ASCII码。
ASCII是美国信息交换标准代码的英文缩写，它是一个7个二进制位组成的数字编码系统，该编码系统包括大小写字母、标点符号、阿拉伯数字、数学符号、控制字符等，共128个字符。
目前，ASCII码已在计算机领域中得到了最广泛的应用。
汉字
1.汉字的输入编码
A、数字编码 B、拼音码 C、字型编码 2.汉字内码
汉字内码是用于汉字信息的存储、交换、检索等操作的机内代码，一般采用两个字节表示。
汉字机内代码中两个字节的最高位均规定为“1”。
目前又出现了Unicode字符编码集，其实就是一个大字符集.
3.汉字字模码
字模码是用点阵表示的汉字字形代码，它是汉字的输出形式。
根据汉字输出的要求不同，点阵的多少也不同。
简易汉字为16×16点阵，提高型汉字为24×24点阵，32×32点阵，甚至更高。
汉字的输入编码、汉字内码、字模码是计算机中用于输入、内部处理、输出三种不同用途的编码，不要混为一类。
音频
音频，常常被作为“音频信号”或“声音”的同义语，是属于听觉类媒体，其频率范围大约在20Hz～22kHz之间。
声音具有音调、音强、音色三要素。
音调与频率有关，常见频带有：
电话音频是200～3400Hz、调幅广播是50～7000Hz、调频广播是20～15000Hz、CD激光唱盘是20～220XXHz。
音强与幅度有关，振幅范围20～195dB。
音色是混入基音的泛音所决定的。
数字音频
数字音频是指用一系列的数字来表示音频符号，即把模拟音频信号转换成有限个数字表示的离散序列，从而实现音频数字化音频信号数字化过程如下：
选择采样频率，进行采样；选择分辨率，进行量化；形成声音文件。
1.采样
采样就是把时间上连续的信号，通过抽取样本，变成在时间上不连续的信号序列，即A/D模数转换，其功能是将模拟信号变换成数字信号
在多媒体中，对于音频，最常用的有三种采样频率：
；；。
其中22kHz和44kHz采样频率是最常采用的频率。
2．分辨率—量化位数 另一个指标是“分辨率”，它是指把采样所得的值数字化，即用二进制来表示模拟量.
3.声音文件
声音通道的个数表明声音记录是只产生一个波形还是产生两个波形。
双声道的立体声，需要两倍的存储空间。
对于单声道，录音文件大小的公式为：
S=R×D××1
其中，S表示文件大小，单位为字节；
R表示采样速度，单位为Hz，也可叫采样频率；D表示录音的时间，单位为秒；
r表示分辨率，单位为二进制位，如8位、16位等；
式中的数字1表示对应的单声道。
公式中的“除以8”是为了将二进制位换算成以字节作为单位，一个字节等于八位二进制位。
对立体声，决定数字录音文件大小的公式与单声道的情况类似，如下式所示：
S=R×D××2
其中各符号的含义与上式相同，唯一不同的是乘以数字2，表示对应立体声，也就是说，立体声的文件大小为单声道两倍。
在多媒体技术中，存储声音信息的常用文件格式主要有：
WAV文件、VOC文件、MIDI文件、AIF文件、SNO文件、RMI文件、MP3文件,WMA文件，PCM文件等。
乐器数字接口
声音有两类：
一类是直接获取的声音，一类是合成声音。
合成声音可以是音乐或语言，现在已形成标准。
MIDI是乐器数字接口的英文缩写。
MIDI信息数字化的乐谱、音符序列、定时及合成音乐的乐器定义组成。
当一组MIDI信息经音乐合成的解释便能演奏出音乐。
数字化声音和MIDI的比较
与MIDI数据相比，数字化的声音是声音的实际表示。
它代表了声音的瞬间幅度。
因为它与设备无关，每次播放时都发出相同的声音。
MIDI数据是与设备有关的，即MIDI音乐文件所产生的声音与用来播放的特定的MIDI设备有关。
1.MIDI数据优点
文件紧凑，所占空间小，MIDI文件的大小与回放质量完全无关。
在不需要改变音调降低音质的情况下，可以通过改变其速度来改变MIDI文件的长度。
2.MIDI数据缺点
MID文件的声音质量一般不如WAV文件的声音声音。
因MIDI数据并不是声音，仅当MIDI回放设备与产生时所指定设备相同时，回放的结果才是精确的。
MIDI不能用来回放语音对话。
课后小结
本节课我们学习了多媒体的两种组成元素：
文字和音频，并着重了解了文字的编解码规律，音频的采样和量化法则，同时对数字声音和MIDI声音文件进行了比较。
今后的学习中我们还将了解更多的媒体组成元素，希望大家能努力联系实际，开拓思维。
课后作业
1.如何提高音频文件的音质？
第三节图形与图像第四节动画
教学目标。
1.掌握位图与矢量图的概念、区别以及常见的图像文件格式。
2.了解动画的原理和视觉暂留的具体含义。
教学重点：
1.位图和矢量图的区别。
2.常见的图像格式及其特点。
3.动画的原理和常见的动画格式及制作软件。
教学难点
1.常见图像格式的特点2.动画的常见制作软件
教学方法
讲授法、演示法、实验法
教学课时：
5课时
教学过程
复习引入：
上节课我们学习了多媒体中的文字和音频媒体的常见特性和文件格式，那么这节课我们来学习在计算机网络中使用频率非常高的图片和动画文件的一些特性。
新课讲授：
图形与图像位图图像
位图图像是指在空间和亮度上已经离散化的图像.1.位图的概念
位图的基本参数包括：
图像分辨率：
组成一幅图像的纵向和横向的象素的个数图像深度：
表示每个象素信息的位数
图像颜色数：
如图像深度为24，则颜色数为224
图像的数据量：
如一幅分辨率800×600的24位真彩图像，所占存储空间为：
800×600×24÷8=1440000byte≈byte2.位图的产生方法
用画图程序获得；
用荧光屏抓取程序从荧光屏上直接抓取，然后把它加到画图程序或应用程序中；用扫描仪或数字化的视频图像抓取设备从照片、艺术作品或电视图像抓取；购买现成的图像库。
3.图像的数字化
媒体计算机处理图像和视频，首先必须把连续的图像函数f（x,y）进行空间和幅值的离散化处理，空间连续坐标的离散化，叫做采样；f（x,y）顏色的离散化，称之为量化。
两种离散化结合在一起，叫做数字化，离散化的结果称为数字图像。
①采样 ②量化
采样是对图像函数f（x,y）的空间坐标进行离散化处理，而量化是对每个离散点像素的灰度或颜色样本进行数字化处理。
4.位图处理
图像的抓取 图像的xx
5.图像优化6.图像压缩
矢量图形
矢量是用其两个端点位置来描述的一条直线。
矢量图形是用一个指令集合来描述的。
矢量图形是用一个指令集合来描述的。
矢量图与位图的比较
1.空间 2.性能
图像文件的格式
Windows使用设备无关位图DIB作为其通用的图像文件格式。
数字水印
1、概念：
数字水印是嵌在数字产品中的数字信号，可以是图像、文字、符号、数字等一切可以作为标记、标识的信息。
2、特点：
3、用途：
防止非法复制：
数字水印技术并不能直接阻止复制行为，而是通过验证产品的所有权来揭露非法复制、传播行为，从而鉴别资料的真伪。
4、原理：
数字水印的制作过程可看是作将产权等信息作为附加噪声融合在原数字产品当中，但不致影响人的感官对数字作品的感觉欣赏，即利用了人在感觉上的冗余。
动画
动画是指运动的画面，动画在多媒体中是一种非常有用的信息交换工具。
视觉暂留
动画之所以成为可能，是因为人类的眼睛具有一种所谓“视觉暂留”的生物现象。
在观察过物体之后，物体的映像将在人眼的视网膜上保留一短暂的时间。
造型动画和帧动画
用计算机实现动画有两种：
一种为帧动画，另一种为造型动画。
帧动画是一幅幅连续的画面组成的图像或图形序列;造型动画是对每一个活动的对像分别进行设计，并构造每一对象的特征，然后用这些对象组成完整的画面。
技术参数
1.帧速度 2.数据量 3.图像质量
课后小结
本节课我们学习了多媒体的图片和动画元素，对矢量图和位图进行了比较，了解了常见的动画的制作原理。
今后的学习中我们还将了解更多的媒体组成元素，希望大家能努力联系实际，开拓思维。
课后作业
1.常见的图像分为哪两大类？
各有什么格式？
2.动画的最基本组成的单位是什么？
如何实现动画效果的？
第五节视频第六节色彩空间
教学目标。
1.掌握视频的获取方法和常见的视频格式。
2.掌握图像的颜色模型和各种颜色空间及其转换技术。
教学重点：
1.常见的视频格式及其特点。
2.颜色空间及其转换技术。
教学难点
颜色空间及其转换技术
教学方法
讲授法、演示法、实验法
教学课时：
6课时
教学过程
复习引入：
上节课我们学习了图片和动画的一些常见知识，这节课我们来学习计算机视频和色彩的一些多媒体技术。
新课教学：
视频
数字视频基础
视频的获取与xx
1.对硬件的要求 2.输入捕获视频文件 3.视频的采集常用视频文件的格式
文件 文件 5.其他格式
色彩空间
视觉系统对颜色的感知
人的视觉系统对颜色的感知可归纳出如下几个特性：
1）眼睛本质上是一个照相机。
2）红、绿和蓝三种锥体细胞对不同频率的光的感知程度不同，对不同亮度的感知适度也不同，这就
意味着，人们可以使用数字图像处理技术来降低表示图像的数据量而不使人感到图像质量明显下降。
3）自然界的任何一种颜色都可以R、G、B这3种颜色值之和来确定，它们构成一个三维的RGB
矢量空间。
图像的颜色模型
1、显示彩色图像用RGB相加混色模型
从理论上讲，任何一种颜色都可用三种基本颜色按不同的比例混合得到。
某
红、绿、蓝三种光产生颜色示意图
一种颜色和这三种颜色之间的关系可用下面的式子来描述：
颜色=R+G+B
2、打印彩色图像用CMY相减混色模型
一个不发光的物体为无源物体，它的颜色该物体吸收或者反射哪些光波决定，用彩色墨水或颜料进行混合，绘制的图画就是一种无源物体，用这种方法生成的颜色称为相减色。
在理论上说，任何一种颜色都可以用三种基本颜料按一定比例混合得到。
这三种颜色是青色、品红（Magenta）和黄色，通常写成CMY，称为CMY模型。
3．YUV和YIQ彩色空间
在现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄像机或彩色GGD摄像机，把摄得的彩色图像信号，经分色镜分成R0G0B0三个分量的信号，分别进行放大和γ校正得到RGB，再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y、色差信号R-Y和B-Y，最后发送端将Y、R-Y及B-Y三个信号进行编码，用同一信道发送出去。
这就是我们常用的YUV彩色空间。
4．HIS彩色空间
5．其它彩色空间表示
彩色空间的转换
YUV空间和RGB空间的转换方程如下：
UVY
RGB33）0,GB;180,GBRGBH136090arctan（F/
其中
2RGB
FGBmin（R,G,B）S1I
HIS空间和RGB空间的转换方程
课后小结
本节课我们学习了计算机多媒体的另外两种常见元素，视频和色彩空间的知识，这部分内容比较抽象，希望同学们能够在今后的学习中多用实践来加以掌握和巩固，同时能在生活中学以致用。
课后作业
1.讲述衡量数据压缩好坏的标准。
2.简述多媒体视频常见格式及其特点。
第3章音视频处理与xx
第一节音频处理与xx
教学目标
1.了解常见的音频播放器。
2.掌握使用GoldWave来进行录音和音频xx的基本方法。
教学重点
使用GoldWave来进行录音和音频
教学难点
使用GoldWave来进行录音和音频
教学方法
讲授法，实验法，项目法
教学课时
3学时
教学过程
新课引入
上一章节我们学习了计算机多媒体的一些常见组成元素，这节课我们就来具体学习多媒体音频的处理和xx方法。
新知教学
一、声音的播放
用Windows提供播放器播放声音 1．录音机
移到文件首移到文件尾播放停止录音
2．媒体播放机
3．CD播放器
4．用豪杰超级解霸播放声音
5.
特殊格式声音的播放MP3音频播放器
6.金山影霸音频播放器
7.
RealPlayer网上在线播放器
二、录制和xx声音
用Windows提供的录音机录制和xx声音
录制一段独白
声音的连接配乐诗朗诵回音效果反向播放声音剪辑
改变声音的音质
GoldWave专业数字音频处理软件
GoldWave是一个专业性的数字音频处理软件。
不仅具有播音、录音功能，而且录音效果极佳，可以采用不同的采样频率录制声音，并能将录制结果存储为.WAV.AU.SND.RAW.AFC等格式；另外，还具有声音的剪辑，以及增加声音特殊效果的功能。
声音的转换
本节详细介绍了豪杰超级解霸的音频解霸、MP3格式转换器和MP3数字CD抓轨，进行各种音频格式文件间的相互转换。
课后小结
本节课我们学习了计算机音频的xx和处理技术，希望同学们在实际使用中重点比较不同播放器的区别以及掌握声音处理软件GoldWave的使用技巧。
课后作业
1.在声音的合成过程中，如果素材之间的声道模式不统一，将会发生什么现象？
2.录制声音时，如果发生录不到声音的现象，应如何解决？
第二节视频处理与xx
教学目标
1.了解常见的视频播放器。
2.掌握使用视频xx软件来进行视频xx的基本方法。
教学重点
使用超级解霸和HyperSnap-DX来进行视频采集和xx的方法。
教学难点
使用HyperSnap-DX来对不同情况的视频要求进行操作。
教学方法
讲授法，实验法，项目法
教学课时
4学时
教学过程
新课引入
上一章节我们学习了计算机多媒体的音频的xx和处理方法。
这节课我们就来具体学习多媒体视频的处理和xx方法。
新知教学
1.用Windows媒体播放机播放
MicrosoftWindowsMediaPlayer是一种通用的多媒体播放机，可用于接收以当前最流行格式制作的音频、视频和混合型多媒体文件。
2.使用豪杰超级解霸播放
豪杰超级解霸3000具有强大的影音播放功能，除具一般的视频播放功能外，还可以播放市场上最近流行的压缩电影，可以流畅播放RM的影音文件，还可以实现网上在线播放。
3.特殊视频格式的播放
1）金山影霸（KingPlayer）是一套集音、视频播放于一体的媒体播放软件，支持多种视频文件格式：
.RM.RA.MPEG.DAT.VOB.AVI。
2）．RealPlayer是一个网上在线收听收看实时音频、视频和flash的最佳工具，如第三章图3-7所示。
它可以观看数千小时的实况和预先录制的剪辑；可以观看体育比赛、实况电视、电台、新闻、访谈、音乐、讲座以及更多其它节目。
3）．PowerDVD是一个DVD播放器，如第三章图3-8所示。
它具有卓越的影音效果和广泛的硬件支持能力，支持多种播放制式和多种视频文件格式。
4）．东方影都III是新一代数字处理播放器。
具有智能去除画面的毛刺功能，画面自缩放，色彩均衡调节，可以看出超逼真的画面。
具有更加全面的DVD支持功能，区码自动检测，轻松实现DVD专有特效，如画面自缩放，多字幕，多章节选择，多声道伴音。
它还具有网络点播功能，如网络音乐、电影、广播、轻松在线接听；多碟连放，多画面点播、快速图像浏览器，其多速率播放功能，可让电脑用户仔细品味精彩瞬间。
其全新纠错缓存技术，充分发挥硬件优势，使画面看起来流畅清晰。
5）．QuickTime也是目前比较流行的媒体播放器。
它支持多种音乐和影像文件的播放，并可直接播放Flash动画。
QuickTime在文件的压缩比、视频回放功能，以及影像处理等方面相对其他视频播放软件，具有明显优势。
二、视频xx
1.用超级解霸xx
豪杰超级解霸3000具有：
视频转换功能和视频捕捉功能。
2.图像捕捉工具HyperSnap-DX具有：
普通窗口的图像捕捉功能超长窗口的图像捕捉功能游戏界面的图像捕捉功能视频播放窗口的图像捕捉功能
3.视频制作工具
AVIConstructor是一个视频制作工具，可将一系列的图形文件创建为AVI动画，并可以插入音乐，制作出完美的动画作品。
课后小结
本节课我们学习了计算机视频的xx和处理技术，希望同学们在实际使用中重点比较不同播放器的区别以及掌握视频xx软件HyperSnap-DX等的使用技巧。
课后作业
1.能够进行超长图像捕捉的条件是什么？
2.在对MPEG文件进行刻录时出现错误的原因是什么？
如何解决？
第4章多媒体计算机系统组成
教学目标
1.了解计算机多媒体功能卡的功能和用途。
2.掌握计算机多媒体系统的组成硬件和软件。
3.了解多媒体存储技术的核心内容。
4.了解多媒体计算机的发展和当今的硬件要求。
教学重点
1.2.3.4.
多媒体功能卡。
多媒体信息获取与显示设备，多媒体存储技术，典型多媒体平台。
5.多媒体个人计算机。
教学难点
3.多媒体存储技术4.多媒体个人计算机
教学方法
讲授法，实验法，项目法
教学课时
12学时
教学过程
新课引入：
上节课我们学习了计算机多媒体中视音频的xx和处理技术，以上属于计算机的软件系统，那么这节课我们来学习相关的硬件系统及多媒体计算机硬件的组成。
新知教学：
多媒体功能卡
数字音频卡1.音频卡的功能
音频卡的主要功能是音频的录制与播放，xx与合成，MIDI接口，文-语转换，CD-ROM接口及游戏接口等。
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