多媒体技术课时教案

精品文档 1欢迎下载 平凉机电工程学校专业课课时教案平凉机电工程学校专业课课时教案 章章第一章第一章 多媒体技术概论多媒体技术概论 节节多媒体的概念 分类及基本特性多媒体的概念 分类及基本特性 课课 时时本章第本章第 1 1 2 2 课时 总第课时 总第 1 1 2 2 课时课时 教学目标教学目标 1 让学生掌握多媒体的概念及多媒体技术的概念 2 让学生掌握媒体的分类 3 让学生了解多媒体的基本特性 教学重点教学重点 难难 点点 1 多媒体的概念及多媒体技术的概念 2 媒体的分类 技能培训技能培训 重点 难重点 难 点点 多媒体的基本特性 教教 法法先学后教 点拨教学 教具使用教具使用 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 可包括授课思路 过程设计 讲解要点及各部分具体内容 时间分配等 教学内容教学内容教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 复习提问复习提问 导入新课导入新课 复习题问 常见的媒体有哪些 引入课题 多媒体教学 思考回答 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 一 媒体的概念 1 概念 传播信息的媒介 它是指人借助用来传递信息与获取信息的工具 渠道 载体 中 介物或技术手段 也可以把媒体看作为实现信息从信息源传递到受信者的一切技术 手段 2 媒体有两层含义 一是承载信息的物体 二是指储存 呈现 处理 传递信息的实体 二 媒体的分类 1 感觉媒体 感觉媒体是指能直接作用于人们的感觉器官 使人能直接产生感觉的一类媒体 感 觉媒体包括人类的各种语言 文字 音乐 自然界的其他声音 静止的或活动的图 像 图形和动画等信息 1 文本 文本是指输入的字符和汉字 具有字体 字号 颜色等属性 在计算机中 表 示文本信息的方式主要有两种 点阵文本和矢量文本 2 图形 图形是指由计算机绘制的各种几何图形 题问 常见的 媒体有哪些 精品文档 2欢迎下载 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程 续程 续 1 1 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 3 图像 图像是指由数码照相机 数码摄像机或图形扫描仪等输入设备获取的照片 图片等 图像可以看成是由许许多多的点组成的 单个的点称为像素 pixel 它是表示图像的最小 单位 4 动画 动画是指借助计算机生成的一系列可供动态实时演播的连续图像 动画是依靠人的 视 觉暂留 功能来实现的 将一系列变化微小的画面 按照一定的时间间隔显示在屏幕上 就 可以得到物体运动的效果 5 音频 音频是指数字化的声音 它可以是解说 音乐 自然界的各种声音 人工合成声音等 6 视频 视频是指由摄像机等输入设备获取的活动画面 由摄像机得到的视频图像是一种模拟 视频图像 模拟视频图像输入计算机需经过模数 A D 转换后 才能进行编辑和存储 2 表示媒体 表示媒体是指信息的表示形式或载体 是为了加工 处理和传输感觉媒体而构造出来的一 类媒体 主要指各种编码 如图像编码 声音编码 文本编码等 1 视觉媒体 包括位图图像 矢量图形 动画 视频 文本等 它们通过视觉来传递 信息 2 听觉媒体 包括波形声音 语音和音乐等 它们通过听觉传递信息 3 触觉媒体 就是环境媒体 包括温度 压力 湿度及人对环境的感觉 它们通过触 觉传递信息 3 显示媒体 表现媒体 又称为显示媒体 是计算机用于输入输出信息的媒体 如键盘 鼠标 光笔 显示器 扫描仪 打印机 数字化仪等 4 存储媒体 存储媒体 储存媒体指用于储存表示媒体的物理介质 如硬盘 软盘 光盘和胶卷等 5 传输媒体 1 概念 传输媒体 Transmission Medium 也称传输介质或传输媒介 它就是数据传输系统中在发 送器和接收器之间的物理通路 它可分为两大类 即导向传输媒体和非导向传输媒体 在 导向传输媒体中 电磁波被导向沿着固体媒体 铜线或光纤 传播 而非导向传输媒体就 是指自由空间 在非导向传输媒体中电磁波的传输常称为无线传播 2 功能和分类 传输媒体是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路 计算机网络中采用的传输媒体可 分为有线和无线两大类 双绞线 同轴电缆和光纤是常用的三种传输媒体 卫星通信 无 线通信 红外通信 激光通信以及微波通信的信息载体都属于无线传输媒体 3 传输媒体的特性 物理特性 说明传输媒体的特征 传输特性 二维动画的视 觉原理 网络基础中学 习了哪些传输 媒体 精品文档 3欢迎下载 包括是使用模拟信号发送还是数字信号发送 调制技术 传输量及传输的频率范围 精品文档 4欢迎下载 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程 续程 续 2 2 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 连通性 点到点或多点连接 地理范围 网上各点间的最大距离 能用在建筑物内 建筑物之间或扩展到整个城市 抗干扰性 防止噪音 干扰对数据传输影响的能力 三 多媒体的概念 多媒体 一词译自英文 Multimedia 而该词又是由 mutiple 和 media 复合而成的 媒体 medium 原有两重含义 一是指存储信息的实体 如磁盘 光盘 磁带 半导体存储器等 二是指传递信息的载体 如数字 文字 声音 图形等 中文译作媒介 概括起来就是 多媒体技术 即是计算机交互式综合处理多媒体信息 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 四 多媒体技术的概念 多媒体技术 Multimedia Technology 是利用计算机对文本 图形 图像 声音 动画 视频等多种信息综合处理 建立逻辑关系和人机交互作用的技术 五 多媒体的关键特性 1 数字化 二进制数 2 多样化 3 集成性 采用了数字信号 可以综合处理文字 声音 图形 动画 图像 视频等多种信息 并将 这些不同类型的信息有机地结合在一起 4 交互性 信息以超媒体结构进行组织 可以方便地实现人机交互 换言之 人可以按照自己的思维 习惯 按照自己的意愿主动地选择和接受信息 拟定观看内容的路径 5 智能性 提供了易于操作 十分友好的界面 使计算机更直观 更方便 更亲切 更人性化 6 易扩展性 可方便地与各种外部设备挂接 实现数据交换 监视控制等多种功能 此外 采用数字化 信息有效地解决了数据在处理传输过程中的失真问题 题问 计算机 为什么要采用 二进制数 思思 考考 与与 作作 业业 课堂思考 计算机通过哪些途径组织不同的媒体 作业布置 课本习题 1 2 3 说说 明明 与与 后后 记记 精品文档 5欢迎下载 平凉机电工程学校专业课课时教案平凉机电工程学校专业课课时教案 章章第一章第一章 多媒体技术概论多媒体技术概论 节节多媒体的发展 应用及多媒体计算机系统多媒体的发展 应用及多媒体计算机系统 课课 时时本章第本章第 3 3 4 4 课时 总第课时 总第 3 3 4 4 课时课时 教学目标教学目标 1 了解多媒体的发展及发展趋势 2 掌握多媒体的应用领域 3 掌握多媒体计算机的系统组成 教学重点教学重点 难难 点点 1 多媒体的应用领域 2 多媒体计算机的系统组成 技能培训技能培训 重点 难重点 难 点点 多媒体计算机的系统组成 教教 法法先学后教 触类旁通 教具使用教具使用 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 可包括授课思路 过程设计 讲解要点及各部分具体内容 时间分配等 教学内容教学内容教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 复习提问复习提问 导入新课导入新课 复习题问 媒体的分类 引入课题 计算机的系统组成 思考回答 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 一 多媒体技术的发展趋势 1 多媒体技术 随着因特网的迅速普及 计算机正在经历一场网络化的革命 在这场变革中 传统多媒体手段由于其数据传输量大的特点而与现实的网络传输环境发生了矛盾 面临发展相对停滞的危机 虽然高速的网络连接手段可以从根本上解决这个问题 但是由于网络建设和消费者拥有成本等原因 短期内还不能大范围普及 解决问题的一个很好的方法就是采用流媒体技术 所谓 流 是一种数据传输的方 式 使用这种方式 信息的接收者在没有接到完整的信息前就能处理那些已收到的 信息 这种一边接收 一边处理的方式 很好地解决了多媒体信息在网络上的传输 问题 人们可以不必等待太长的时间 就能收听 收看到多媒体信息 并且在此之 后边播放边接收 根本不会感觉到文件没有传完的 流媒体技术 大大地促进了多媒体技术在网络上的应用 网络的多媒体化趋势 是不可逆转的 相信在很短的时间里 多媒体技术一定能在网络这片新天地里找到 更大的发挥空间 2 智能多媒体技术 多媒体技术充分利用了计算机的快速运算能力 综合处理声 文 图信息 用交互 让学生总结整 理并记忆 精品文档 6欢迎下载 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程 续程 续 1 1 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 式弥补计算机智能的不足 发展智能多媒体技术包括很多方面 文字的识别和输入 语音的识别和输入 自然语言理解和机器翻译 图形的识别和理解 机器人视觉和计算机视觉 知识工程以及人工智能的一些课题 把人工智能领域某些研究课题和多媒体计算机技术很好地结合 就是多媒体计算机长 远的发展方向 3 虚拟现实 虚拟现实是一项与多媒体密切相关的边缘技术 它通过综合应用计算机图像处理 模拟与 仿真 传感 显示系统等技术和设备 以模拟仿真的方式 给用户提供一个真实反映操作 对象变化与相互作用的三维图像环境 从而构成一个虚拟世界 并通过特殊的输入输出设 备 如数据手套 头盔式三维显示装置等 提供给用户一个与该虚拟世界相互作用的三维 交互式用户界面 虚拟现实技术结合了人工智能 计算机图形技术 人机接口技术 传感技术计算机动 画等多种技术 它的应用包括模拟训练 军事演习 航天仿真 娱乐 设计与规划 教育 与培训 商业等领域 发展潜力不可估量 虚拟现实技术的应用 能对多媒体领域产生重大影响 因此我们希望能够尽快获得突破性 成果 以推出功能更强大的多媒体系统 服务于人类 二 多媒体的应用 1 多媒体电子出版物 2 多媒体办公自动化 3 多媒体会议系统 4 多媒体信息咨询系统 5 可视电话系统 6 交互式电视和视频点播 7 交互式影院和数字化电影 8 数字化图书馆 9 家庭信息中心 10 多媒体远程教育 11 远程医疗保健 12 虚拟现实技术 13 游戏和娱乐 三 多媒体计算机系统的组成 多媒体计算机系统是指支持多媒体数据 并使数据之间建立逻辑联接 进而集成为一个具 有交互性能的计算机系统 一般说的多媒体计算机指的是具有多媒体处理功能的个人计算 机 简称 MPC Multimedia Personal Computer MPC 与一般的个人机并无太大的差别 只不过是多了一些软硬件配置而已 如图 1 所示 其实 目前所购置的个人计算机大多都 具有了多媒体应用功能 从系统组成上讲 与普通的个人计算机一样 多媒体计算机系统 也是由硬件和软件两大部分组成 1 多媒体计算机硬件系统 多媒体计算机系统除了需要较高配置的计算机主机外 还包括表示 捕获 存储 传递和 处理多媒体信息所需要的硬件设备 1 多媒体外部设备 人机交互设备 如键盘 鼠标 触摸屏 绘图板 光笔及手写输入设备等 让学生总结整 理并记忆 让学生总结整 理并记忆 精品文档 7欢迎下载 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程 续程 续 2 2 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 存储设备 如磁盘 光盘等 视频 音频输入设备 如摄像机 录像机 扫描仪 数码相机 数码摄像机和话筒等 视频 音频播放设备 如音响 电视机和大屏幕投影仪等 2 多媒体接口卡 多媒体接口卡是根据多媒体系统获取 编辑音频或视频的需要而插接在计算机上的接口卡 常用的接口卡有声卡 视频卡等 声卡 也叫音频卡是 MPC 的必要部件 它是计算机进行声音处理的适配器 用于处理音 频信息 它可以将话筒 唱机 包括激光唱机 录音机 电子乐器等输入的声音信息进 行模 数转换 压缩处理 也可以将经过计算机处理的数字化声音信号通过还原 解压缩 数 模转换后用扬声器播放或记录下来 视频卡 是一种统称 有视频捕捉卡 视频显示卡 VGA 卡 视频转换卡 如 TV Coder 以及动态视频压缩和视频解压缩卡等 它们完成的功能主要包括图形图像的采集 压缩 显示 转换和输出等 2 多媒体计算机软件系统 多媒体计算机软件系统主要分为系统软件和应用软件 1 系统软件 多媒体计算机系统的系统软件有以下几种 多媒体驱动软件 多媒体驱动软件是最底层硬件的软件支撑环境 直接与计算机硬件相 关 完成设备初始化 基于硬件的压缩 解压缩 图像快速变换及功能调用等 驱动器接口程序 驱动器接口程序是高层软件与驱动程序之间的接口软件 多媒体操作系统 实现多媒体环境下实时多任务调度 保证音频 视频同步控制及信息 处理的实时性 提供多媒体信息的各种基本操作和管理 具有对设备的相对独立性和可操 作性 多媒体各种软件要运行于多媒体操作系统 如 Windows 上 故操作系统是多媒体软 件的核心 多媒体素材制作软件 为多媒体应用程序进行数据准备的程序 主要是多媒体数据采集 软件 作为开发环境的工具库 供设计者调用 多媒体创作工具 开发环境 主要用于编辑生成特定领域的多媒体应用软件 是在多媒 体操作系统上进行开发的软件工具 2 多媒体应用软件 多媒体应用软件是在多媒体创作平台上设计开发的面向特定应用领 域的软件系统 让学生结合计 算机基础中德 相关知识比较 总结 思思 考考 与与 作作 业业 课堂思考 多媒体计算机系统与普通计算机系统有哪些区别 作业布置 课本习题 4 5 6 说说 明明 与与 后后 记记 精品文档 8欢迎下载 平凉机电工程学校专业课课时教案平凉机电工程学校专业课课时教案 章章第二章第二章 多媒体数据的编码和压缩多媒体数据的编码和压缩 节节多媒体数据的编码多媒体数据的编码 课课 时时本章第本章第 1 1 2 2 课时 总第课时 总第 5 5 6 6 课时课时 教学目标教学目标 1 了解多媒体数据的特点 2 掌握文本编码 3 掌握音频与视频编码 教学重点教学重点 难难 点点 1 多媒体数据的特点 2 音频与视频编码 技能培训技能培训 重点 难重点 难 点点 音频与视频编码 教教 法法先学后教 触类旁通 教具使用教具使用 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 可包括授课思路 过程设计 讲解要点及各部分具体内容 时间分配等 教学内容教学内容教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 复习提问复习提问 导入新课导入新课 复习题问 媒体的分类 引入课题 数字化的概念 思考回答 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 一 多媒体数据的特点 1 数据类型复杂 多媒体数据实际上是由多种不问类型的数据组成的 通常包括文本 图形 图像 声音 视频图像 动画等不同数据类型 而且同一类型数据可以有不同的表示方法 特别是 这些内部数据结构都随具体应用而变化 多媒体数据返一复杂性不仅使多 媒体数据的建立 存储 检索以及数据处理技术各不相同 而且使多媒体计算机系 统的功能较普通微机 工作站的功能要复杂得多 2 数据信息量大 多媒体数据的大信息量的特点导致一系列技术难点需要解决 主要包括 高速处理 器技术 大容晕存储技术 包括内存帧存和外存 具有高压缩比的实时图像数据 压缩和解压缩技术以及高速通信网络技术等 3 数据的实时性要求高 多媒体数据中的声音和视频图像数据都是与时间有关的信息 很多场合要求实时处 理 另外 在编辑 检索 显示等交互操作方面都要求有实时操作系统支持 因此 多媒体计算机系统要求有很高的运算速度 除通用的高速处理芯片外 很多算法均 需要专用硬件如声卡 视频卡等的支持 因而 高速专用集成电路是多媒体计算机 让学生总结整 理并记忆 精品文档 9欢迎下载 的重要组成部分 它们的应用不仅增强了多媒体数据的处理的实时性 还使用系统 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程 续程 续 1 1 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 精品文档 10欢迎下载 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 的重要组成部分 它们的应用不仅增强了多媒体数据的处理的实时性 还使用系统软件的 实时性设计得到简化 4 数据的分布性广 由于多媒体数据的多样性 使得分布式多媒体数据库的建立和管理以及多媒体通信的应用 成为多媒体计算机系统的关键技术 5 数据的交互性要求强 多媒体技术的特点之一就是很强的人机互动性 这也是它有别于传统声像技术之处 二 文本编码 1 字符编码为 ASC 编码 2 汉字用区位码 三 数字音频 1 音频的数字化 1 由音频信号是一种连续变化的模拟信号 而计算机只能处理和记录二进制的数字信号 因此 由自然音源而得的音频信号必须经过一定的变化和处理 变成二进制数据后才能送 到计算机进行再编辑和存贮 2 PCM Pulse Code Modulation 脉冲编码调制是一种模数转换的最基本编码方法 它把 模拟信号转换成数字信号的过程称为模 数转换 它主要包括 采样 在时间轴上对信号数字化 量化 在幅度轴上对信号数字化 编码 按一定格式记录采样和量化后的数字数据 3 编码的过程首先用一组脉冲采样时钟信号与输入的模拟音频信号相乘 相乘的结果即输 入信号在时间轴上的数字化 然后对采样以后的信号幅值进行量化 最简单的量化方法是 均衡量化 这个量化的过程由量化器来完成 对经量化器 A D 变换后的信号再进行编码 即把量化的信号电平转换成二进制码组 就得到了离散的二进制输出数据序列 x n n 表示量化的时间序列 x n 的值就是 n 时刻量化后的幅值 以二进制的形式表示和记录 2 声音文件的类型 mp3 mid wav rm ape flac 四 视觉媒体 1 位图图像 1 位图图像也叫作栅格图像 位图图像由像素组成 每个像素都被分配一个特定位置和颜 色值 在处理位图图像时 编辑的是像素而不是对象或形状 也就是说 编辑的是每一个 点 2 位图图像的参数 图像的尺寸 水平方向与垂直方向上所包含的像素个数 分辨率 显示器所能显示的像素的多少 色彩空间 色域 Color Space 又被称为色彩空间 它代表了一个色彩影像所能表现 的色彩具体情况 我们经常用到的色彩空间主要有 RGB CMYK Lab 等 而 RGB 色彩空间又 有 AdobeRGB AppleRGB sRGB 等几种 这些 RGB 色彩空间大多与显示设备 输入设备 数 码相机 扫描仪 相关联 灰度 灰度也就是所谓的色阶或灰阶 是指亮度的明暗程度 也称中间色调 Half tone 主要用于传送图片 分别有 16 级 32 级 64 级三种方式 它采用矩阵处理方式将 文件的像素处理成 16 32 64 级层次 图像的数据容量 图像的水平像素个数 X 图像的垂直像素个数 X2 图像深度 让学生结合计 算机基础知识 掌握理解 让学生总结整 理并记忆 精品文档 11欢迎下载 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程 续程 续 2 2 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 3 位图的格式有 bmp jpg gif psd tif png 2 矢量图形 1 矢量图是根据几何特性来绘制图形 矢量可以是一个点或一条线 矢量图只能靠软件生 成 文件占用内在空间较小 因为这种类型的图像文件包含独立的分离图像 可以自由无 限制的重新组合 2 特点 1 文件小 2 图像元素对象可编辑 3 图像放大或缩小不影响图像的分辨率 4 图像的分辨率不依赖于输出设备 5 线条非常顺化并且是同样粗细的 6 颜色的边缘是非常顺化的 3 数字视频 1 模拟视频与数字视频 视频信号可分为模拟视频信号和数字视频信号两大类 模拟视频信号和数字视频信号 模 拟视频是指每一帧图像是实时获取的自然景物的真实图像信号 数字视频信号是基于数字 技术以及其他更为拓展的图像显示标准的视频信息 2 数字视频的特点 1 数字视频可以可以不失真的进行无数次复制 而模拟视频信号每转录一次 就会有一 次误 差积累 产生信号失真 2 模拟视频长时间存放后视频质量会降低 而数字视频便于长时间的存放 3 可以对数字视频进行非线性编辑 并可增加特技效果等 4 数字视频数据量大 在存储与传输的过程中必须进行压缩编码 3 视频信号数字化技术 通过卷积变换 将连续信号转为脉冲信号 4 视频文件格式 AVI MPG MOV 五 动画 二维动画的视觉原理 1 视觉暂留特性 1 24s 2 静态图片构成了动画 3 帧的概念 相关概念 1 舞台 2 场景 3 图层 4 帧 5 对象 让学生结合二 维动画中的相 关知识比较总 结 思思 考考 与与 作作 业业 课堂思考 多媒体为什么要进行数字化 作业布置 课本习题 1 2 3 说说 明明 与与 后后 记记 精品文档 12欢迎下载 精品文档 13欢迎下载 平凉机电工程学校专业课课时教案平凉机电工程学校专业课课时教案 章章第二章第二章 多媒体数据的编码和压缩多媒体数据的编码和压缩 节节多媒体数据的压缩多媒体数据的压缩 课课 时时本章第本章第 3 3 4 4 课时 总第课时 总第 7 7 8 8 课时课时 教学目标教学目标 4 了解多媒体的发展及发展趋势 5 掌握多媒体的应用领域 6 掌握多媒体计算机的系统组成 教学重点教学重点 难难 点点 3 多媒体的应用领域 4 多媒体计算机的系统组成 技能培训技能培训 重点 难重点 难 点点 多媒体计算机的系统组成 教教 法法先学后教 触类旁通 教具使用教具使用 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 可包括授课思路 过程设计 讲解要点及各部分具体内容 时间分配等 教学内容教学内容教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 复习提问复习提问 导入新课导入新课 复习题问 媒体的分类 引入课题 计算机的系统组成 思考回答 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 一 数据压缩技术概述 1 数据压缩的目的 1 消除冗余 2 节省空间 3 减少对带宽的占用 2 冗余的分类 1 统计冗余 2 编码冗余 3 结构冗余 4 知识冗余 5 视觉冗余 6 听觉冗余 3 数据压缩技术的重要指标 1 压缩前后所需的信息存储量之比要大 2 是实现压缩的算法要简单 压缩 解压缩速度快 尽可能地做到实时压缩和解 压缩 让学生自己看 课本总结整理 教师提问不同 冗余的区别 精品文档 14欢迎下载 3 恢复效果要好 要尽可能地完全恢复原始数据 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程 续程 续 1 1 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 精品文档 15欢迎下载 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 4 无损压缩和有损压缩 1 无损压缩格式 是利用数据的统计冗余进行压缩 可完全恢复原始数据而不引起任何失 真 但压缩率是受到数据统计冗余度的理论限制 一般为 2 1 到 5 1 这类方法广泛用于文 本数据 程序和特殊应用场合的图像数据的压缩 2 有损压缩是利用了人类对图像或声波中的某些频率成分不敏感的特性 允许压缩过程中 损失一定的信息 虽然不能完全恢复原始数据 但是所损失的部分对理解原始图像的影响 缩小 却换来了大得多的压缩比 有损压缩广泛应用于语音 图像和视频数据的压缩 二 图像压缩预处理技术 1 二次抽样 人的视觉对图像亮度分量的敏感程度高于色差分量 因此 亮度值应以最大 的分辨率进行编码 可采用二次抽样或删去一些色差像素值而保留亮度值 使数据减少后 的图像质量仅有很小的降低 2 滤波器 滤波器能有选择地删除 衰减或放大信息 3 量化 量化是用整数码来代替采样值的技术 真实值和量化值之差是分辨率和噪声的混 合 4 预测编码 预测编码通过统计冗余来改进压缩 先前解码的像素值 包括解码和编码 可以估计或预测尚未解码的像素值 这只需要对预测值和真实值之间的差值进行编码 这 个差值是预测误差 解码器用它来修正预测 5 运动补偿 运动补偿使用二维图像簇位移矢量来预测图像中邻域像素簇位移值 在新的 图像中重新定位像素块 该技术依赖于一个事实 即背景相同的图像序列中 许多物体保 持在同样的位置上 有些物体可能移动一段很小的距离 6 变长码 变长码是一种统计技术 它的基本思想是出现频率高的值被赋以短码字 出现 频率低的值被赋以长码字 平均起来 则使用频率高的短码字起了极大的支配作用 使得 新的码串比原来缩短了很多 实现了更有效的压缩传输和存储 7 图像内插法 图像内插法允许产生中间图像 因此邻近的两幅图像可以产生中间像 于 是 在某种情况下 可以减少数据传输和存储 三 数据压缩算法综合评价指标 数据压缩方法的优劣主要由所能达到的压缩倍数 从压缩后的数据所能恢复 或称重建 的图像 或声音 质量 以及压缩和解压缩的速度等几方面来评价 此外 算法的复杂性 和延时等也是应当考虑的因素 1 压缩的倍数 压缩的倍数也称压缩率 通常有两种衡量的方法 1 由压缩前与压缩后的总的数据量之比来表示 例如 一幅 1024 768 像素点组成的黑白 图像 每像素具有 8bit 通过使其分辨率降低为 512 384 又经数据压缩使每个像素平均 仅用 0 5bit 则压缩倍数为 64 倍 或称其压缩率为 1 64 2 将任何非压缩算法产生的效果 如降低分辨率 帧率等 排除在外 用压缩后的比特 流中每个显示像素的平均比特数 bpdp bit per displayed pixel 来表示 例如 以 15000 字节存储一幅 256 240 的图像 则压缩率为 15000 8 256 240 2 比特 像素 2 图像质量 数据压缩分为无损压缩和有损压缩 无损压缩是指压缩后的数据经解压缩还原后 得到的 数据与原始数据完全相同 不难想像 无损压缩的压缩倍数不会很大 有损压缩则是指压 缩后 让学生总结无 损压缩与有损 压缩的区别 让学生总结整 理并记忆 精品文档 16欢迎下载 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程 续程 续 2 2 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 的数据经解压缩还原后 得到的数据与原始数据不完全相同 有损压缩可以获得较大的压 缩倍数 但采用大压缩倍数时要保证图像的质量是相当困难的 重建图像的质量通常是使 用信噪比 SNR Signal Noise Ratio 来评价 其计算方法是 SNA 10logSNA 10log10 10 2 2 2 2e e 2和 2e 分别是输入图像的方差与输出图像的均方误差 即 2 2 E x E x 2 2 2 2e e E E x Q x 2 x Q x 2 在图像处理中 为减少计算量 经常不计算 2 而使用下述一种简化计算来算出峰值信噪 比 PSNA PSNA 10logPSNA 10log10 10 L 1 L 1 2 2 2 2e e L表示矢量的量化级数 如 8bit 量化时 L 256 3 压缩和解压缩的速度 压缩和解压缩的速度是压缩系统的两项重要的性能指标 1 对称压缩 在有些应用中 压缩和解压缩都需要实时进行 这称为对称压缩 如电视会 议的图像传输 2 非对称压缩 在有些应用中只要求解压缩是实时的 而压缩可以非实时的 这称为非对 称压缩 如多媒体 CD ROM 节目的制作就采用非对称压缩 3 压缩的计算量 四 压缩软件 1 安装压缩软件 2 压缩文件 在要压缩的文件上点右键 其次是建立一个压缩包 选择你要制作成压缩包的文件或文件 夹 当然你也可以多选 方法同资源管理器 也就是按住 Ctrl 或 Shift 再选择文件 文件 夹 添加到压缩文件 选常规选取完毕之后 就可以单击工具栏上的 压缩 按钮 在 这里你可以选择压缩格式 RAR 和 ZIP 各个选项选择好以后 单击确定按钮就开始制作压 缩包了 3 解压缩方法 1 把所有的压缩分卷全部下载完整 2 所有分卷必须在同一个文件夹内 3 然后双击解压任意一个分卷 即可 注 分卷解压的文件必须是连续的 若分卷未下载完整 则解压时自然会提示 让学生结合相 关数学知识进 行理解 让学生上机演 示 思思 考考 与与 作作 业业 课堂思考 如何选择适当的压缩方式 作业布置 课本习题 4 5 6 说说 明明 与与 后后 记记 精品文档 17欢迎下载 精品文档 18欢迎下载 平凉机电工程学校专业课课时教案平凉机电工程学校专业课课时教案 章章第三章第三章 光盘技术光盘技术 节节多媒体数据的压缩多媒体数据的压缩 课课 时时本章第本章第 1 1 2 2 课时 总第课时 总第 9 9 1010 课时课时 教学目标教学目标 1 了解光盘的发展概况 2 掌握光盘的分类 3 掌握光驱的工组原理及光盘的性能指标 教学重点教学重点 难难 点点 光驱的工组原理及光盘的性能指标 技能培训技能培训 重点 难重点 难 点点 光驱的工组原理及光盘的性能指标 教教 法法先学后教 触类旁通 教具使用教具使用 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 可包括授课思路 过程设计 讲解要点及各部分具体内容 时间分配等 教学内容教学内容教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 复习提问复习提问 导入新课导入新课 复习题问 计算机系统的硬件组成 引入课题 计算机的常见外部设备有哪些 思考回答 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 一 光盘的发展概况 LD 激光视盘 CD DA 激光唱盘 CD ROM 二 光盘的分类 1 CD Compact Disc 光盘 CD 是由 liad in 资料开始记录的位置 而后是 Table of Contents 区域 由内及外记录资料 在记录之后加上一个 lead out 的 资料轨结束记录的标记 在 CD 光盘 模拟数据通过大型刻录机在 CD 上面刻出许多 连肉眼都看不见的小坑 2 CD DA CD Audio 用来储存数位音效的光碟片 1982 年 SONY Philips 所共 同制定红皮书标准 以音轨方式储存声音资料 CD ROM 都兼容此规格音乐片的能 力 3 CD G Compact Disc Graphics CD DA 基础上加入图形成为另一格式 但未 能推广 是对多媒体电脑的一次尝试 4 CD ROM Compact Disc Read Only Memory 只读光盘机 1986 年 SONY Philips 一起制定的黄皮书标准 定义档案资料格式 定义了用于电脑数据 让学生自己看 课本总结整理 精品文档 19欢迎下载 存储的 MODE1 和用于压缩视频图象存储的 MODE2 两类型 使 CD 成为通用的储存介 质 并加上侦错码及更正码等位元 以确保电脑资料能够完整读取无误 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程 续程 续 1 1 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 精品文档 20欢迎下载 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 5 CD PLUS 1994 年 Microsoft 公布了新的增强的 CD 的标准 又称为 CD Elure 它是将 CD Audio 音效放在 CD 的第一轨 而后放资料档案 如此一来 CD 只会读到前面的音轨 不 会读到资料轨 达到电脑与音响两用的好处 6 CD ROM XA CD ROM eXtended Architecture 1989 年 SONY Philips Micuosoft 对 CD ROM 标准扩充形成的白皮书标准 又分为 FORM1 FORM2 两种和一种增强型 CD 标准 CD 7 VCD Video CD 激光视盘 SONY Philips JVC Matsu a 等共同制定 属白皮书标 准 是指全动态 全屏播放的激光影视光盘 8 CD I Compact Disc Interactive 是 Philips SONY 共同制定的绿皮书标准 是 互动式光盘系统 1992 年实现全动态视频图像播放 9 Photo CD 1989 年 KODAK 公司推出相片光盘的橘皮书标准 可存 100 张具有五种格式 的高分辨率照片 可加上相应的解说词和背景音乐或插曲 成为有声电子图片集 10 CD R Compact Disc Recordable 1990 年 Philips 发表多段式一次性写入光盘数 据格式 属于橘皮书标准 在光盘上加一层可一次性记录的染色层 可通进行刻录 11 CD RW 在光盘上加一层可改写的染色层 通过激光可在光盘上反复多次写入数据 12 SDCD Super Density CD 是东芝 TOSHIBA 日立 Hitachi 先锋 松下 Panasonic JVC 汤姆森 Thomson 三菱 Timewamer 等制订一种超密度光盘规范 双 面提供 5GB 的储存量 数据压缩比不高 13 MMCD Multi Mdeia CD 是由 SONY Philips 等制定的多媒体光盘 单面提供 3 7GB 储存量 数据压缩比较高 14 HD CD High Density CD 高密度光盘 容量大 单面容量 4 7GB 双面容量高达 9 4GB 有的达到 7GB HD CD 光盘采用 MPEG 2 标准 15 MPEG 2 1994 年 ISO IEC 组织制定的运动图像及其声音编码标准 针对广播级的图 像和立体声信号的压缩和解压缩 16 DVD Digital Versatile Disk 数字多用光盘 以 MPEG 2 为标准 拥有 4 7G 的大 容量 可储存 133 分钟的高分辨率全动态影视节目 包括个杜比数字环绕声音轨道 图像 和声音质量是 VCD 所不及的 17 DVD RW 可反复写入的 DVD 光盘 又叫 DVD E 由 HP SONY Phioips 共同发布的一个 标准 容量为 3 0GB 采用 CAV 技术来获得较高的数据传输率 18 PD 光驱 PowerDisk2 是 Panasonic 公司将可写光驱和 CD ROM 合二为一 有 LF 1000 外置式 和 LF 1004 内置式 两种类型 容量为 65OMB 数据传输率达 5 0MB s 采用微型激光头和精密机电伺服系统 19 DVD RAM DVD 论坛协会确立和公布的一项商务可读写 DVD 标准 它容量大而价格低 速 度不慢且兼容性高 三 光盘读写原理 1 光盘能以二进制数据 由 0 和 1 组成的数据模式 的形式存储文件和音乐信息 要 在光盘上存储数据 首先必须借助电脑将数据转换成二进制 然后用激光将数据模式灼刻 在扁平的 具有反射能力的盘片上 激光在盘片上刻出的小坑代表 1 空白处代表 0 2 在从光盘上读取数据的时候 定向光束 激光 在光盘的表面上迅速移动 从光盘上读取 数据的电脑或激光唱机 观察激光经过的每一个点 以确定它是否反射激光 如果它不反 射激光 那里有一个小坑 那么电脑就知道它代表一个 1 如果激光被反射回来 电脑 就知道这个点是一个 0 然后 这些成千上万 或者数以百万计的 l 和 0 又被 电脑 让学生比较不 同类型的光盘 的区别 让学生结合光 学知识进行理 解 精品文档 21欢迎下载 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程 续程 续 2 2 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 或激光唱机恢复成音乐 文件或程序 四 CD ROM 光驱的主要技术指标 容量 最高 数据传输率 秒 这是向电脑主机传送的数据量 所以 秒就是倍数光驱 常用 的速度 就是每秒 7500 缓冲存储器 光驱中有内置 存储器 用来暂存 中读出的数据 一般 越大速度越快 读取时间 接收到命令后 移动激光头到指定位置 并把第一个数据块读 入到 的 中这个过程所花费的时间 误码率 1012 1016 有纠错编码技术可以降低误码率 程序和数据不能有误码 要 进行比对纠正 图像可以误码率可以大一些 纠正的可能性小些 体积 标准的 高 宽 深 接口 接口 接口和 接口 平均无故障时间 小时 兼容性 支持 Photo CD 和 AX 等标准 一 光驱的控制面板 1 耳机插孔 2 音量 3 指示灯 4 紧急出盒孔 5 打开 关闭 停止键 6 播放 跳道键 二 光驱的内部结构 1 底部结构 用十字螺丝刀拧开光驱底板的四个固定螺丝 压下连在光驱面板上的固定卡 将底板向上抬起 即可将其拆下 可以看到光驱底部固定着机芯电路板 它包括了伺服系 统和控制系统等主要的电路组成部分 2 机芯结构 用细铁丝插入面板的紧急出盒孔将光盘托架拉出 压下上盖板两端的固定卡 卸开光驱面板 然后再打开上盖板 可以看光到整个机芯结构 1 激光头组件 包括光电管 聚焦透镜等组成部分 配合运行齿轮机构和导轨等机械组 成部分 在通电状态下根据系统信号确定 读取光盘数据并通过数据带将数据传输到系统 2 主轴马达 光盘运行的驱动力 在光盘读取过程的高速运行中提供数据定位功能 3 光盘托架 在开启和关闭状态下的光盘承载体 4 启动机构 控制光盘托架的进出和主轴马达的启动 加电运行时启动机构将使包括主 轴马达和激光的头组件的伺服机构都处于半加载状态中 让学生结合相 关数学知识进 行理解 利用多媒体工 具进行演示 思思 考考 与与 作作 业业 课堂思考 光驱的工作原理 作业布置 课本习题 1 3 4 说说 明明 与与 后后 记记 精品文档 22欢迎下载 精品文档 23欢迎下载 平凉机电工程学校专业课课时教案平凉机电工程学校专业课课时教案 章章技术应用篇 第五章 Authorware 概述及基本操作 节节Authorware 概述及基本操作 课课 时时本章第 1 2 课时 总第 11 12 课时 教学目标教学目标 通过本章的学习 应了解多媒体制作工具的基本功能 并熟练使用 Authorware 多媒体 制作工具 掌握其 13 个图标工具的使用 了解知识对象 函数 变量的基本使用方法 能够将源程序进行打包或发布 生成可执行文件 教学重点教学重点 难难 点点 1 Authorware 概述的功能 2 Authorware 的基本操作 技能培训技能培训 重点 难重点 难 点点 Authorware 的基本操作 教教 法法先学后教 触类旁通 教具使用教具使用 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 可包括授课思路 过程设计 讲解要点及各部分具体内容 时间分配等 教学内容教学内容教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 复习提问复习提问 导入新课导入新课 复习题问 二维动画制作中的相关内容 引入课题 多媒体设计的常用软件 思考回答 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 一 多媒体制作工具的功能 1 编程环境 2 强大的超文本功能 3 动画的制作与演播 4 友好的交互界面 5 支持多种媒体数据输入与输出 6 良好的扩充性 二 Authorware 6 5 的特点 1 一键式发布 2 媒体同步 3 可扩展的命令菜单 4 增强 ActiveX 支持 5 更小的网络播放器 6 丰富的媒体教学帮助 三 Authorware 的界面 1 标题栏 2 设计窗口 让学生自己看 课本总结整理 精品文档 24欢迎下载 Authorware 是基于图标的多媒体制作工具 因此在创建或编辑一个多媒体程序时 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程 续程 续 1 1 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 精品文档 25欢迎下载 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 需要将图标拖动到流程线上 然后对其进行相应的设置 3 知识对象 对话框 知识对象 对话框是 Authorware 推出的强有力开发工具 4 文件 菜单的功能 转换模型 将先前的 Auhtorware 模型文件转换为 Authorware 6 5 的 ATTAING 格式 参数选择 设置视频硬件选项的参数 页面设置 设置打印机及纸张参数 打印 打印部分或者全部文件 发送邮件 将 Auhtorware 文件作为 e mail 的形式发出 退出 退出或者关闭 Authorware 系统 5 编辑 菜单的功能 撤销 恢复上一次的操作 剪切 删除选择的内容 并将其放入剪切板中 复制 复制选择的内容 并将其放入剪切板中 粘贴 在光标所在的位置上 插入剪切板中的内容 选择粘贴 选择粘贴的格式进行内容的粘贴 清除 删除所选定的内容 选择全部 选择所有的图标或显示对象 改变属性 修改选中的图标的属性 重改属性 再次修改选中的图标的属性 6 查看 菜单的功能 当前图标 实现快速地从 演示 窗口切换到当前窗口 菜单栏 隐藏或显示 Authorware 菜单 工具条 隐藏或显示 Authorware 工具栏 浮动面板 隐藏或显示 Authorware 浮动面板 显示网格 在 演示 窗口中显示参考方格 对齐网格 将按照最近的方格交叉点校准对象的位置 7 插入 菜单的功能 图标 具有插入图标的功能 图像 插入一个图像文件 OLE 对象 使对象嵌入与链接建立对象 媒体 用来插入控件 QuickTime3 或 Flash Movie 等多媒体文件 控件 用来插入 ActiveX 控件 8 修改 菜单的功能 图像属性 用来显示 图像属性 对话框 从而实现对图像的设置 图标 改变图标属性 文件 改变文件属性 排列 用来设置显示对象的对齐方式 群组 可将所选择的图标或显示图标中所选择的对象进行群组处理 取消群组 解开一个群组 置于上层 将选择的对象移至最上层显示 置于下层 将选择的对象移至最下层显示 让学生上机演 示相应内容 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程 续程 续 2 2 精品文档 26欢迎下载 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 教教 学学 内内 容容 及及 过过 程程 设设 计计 9 文本 菜单的功能 卷帘文本 将所选择的文本建立或取消滚动文本区域 消除锯齿 将所选择文本的锯齿边缘消除 数字格式 用来控制数字变量的格式 导航 设置超文本与目标页面之间的超级链接 10 窗口 菜单的功能 面板 用来调出控制面板 知识对象 显示或隐藏 知识对象 窗口 演示窗口 打开或关闭 演示 窗口 设计对象 显示或隐藏所有被打开的设计窗口 函数库 打开当前文件所使用的库文件 计算 显示或隐藏所有被打开的计算图标 函数 隐藏或显示 函数 对话框 变量 显示或隐藏 变量 对话框 按钮 打开 按钮 对话框 鼠标指针 打开 鼠标设置 对话框 外部媒体浏览器 控制外部媒体素材 四 常用工具栏 粗体 按钮 设置选择的文本对象为粗体样式 也可用快捷键 Ctrl Alt B 斜体 按钮 用于将选择的文本对象设置为斜体样式 也可用快捷键 Ctrl Alt I 下划线 按钮 在所选中的文本下方添加下划线 也可用快捷键 Ctrl Alt U 运行 按钮 运行当前打开的程序文件 也可用快捷键 Ctrl R 控制面板 按钮 单击此按钮 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