第二章现代教学媒体

1、第二章 现代教学媒体声音信息声音信息声音信息声音信息 通过听觉获取客观事物运动状态的表征和描述通过听觉获取客观事物运动状态的表征和描述物体的运动物体的运动空气波动空气波动作用于听觉器官作用于听觉器官听觉神经传导听觉神经传导鼓膜振动传递鼓膜振动传递听觉信息听觉信息声音信息声音信息发声体发声体空气振动空气振动声音的基本概念声音的基本概念声音信息声音信息声响声响音乐音乐语言语言 声音信息表现形式上的三种类型，声音信息表现形式上的三种类型，分别以记实、抒情、叙事的方式进行分别以记实、抒情、叙事的方式进行描述。描述。声音信息声音信息听觉是一个复杂的物理听觉是一个复杂的物理 - 生理生理 - 心理过程心理

2、过程人的主观听觉与声波的客观物理量有密切关系人的主观听觉与声波的客观物理量有密切关系声波的度量基本参数声波的度量基本参数 - 频率、周期、振幅频率、周期、振幅周期周期声压声压音色变化音色变化声音信息声音信息人对声音的感知有音调、音色和响度三个主观要素人对声音的感知有音调、音色和响度三个主观要素音调：人耳对声音频率高低的主观感受音调：人耳对声音频率高低的主观感受音色：人耳区别谐波或泛音成分（频谱结构）音色：人耳区别谐波或泛音成分（频谱结构） 不同两类声音的主观感受不同两类声音的主观感受音色与声音信号的频谱相对应音色与声音信号的频谱相对应响度：人而对声音强弱的主观感受响度：人而对声音强弱的主观感受

3、声音信息声音信息周期短，音调高；周期短，音调高；声压高，响度高；声压高，响度高；波形不同包含的泛音不同，音色也不同波形不同包含的泛音不同，音色也不同周期周期声压声压音色变化音色变化声音信息声音信息人们可以感觉的声音频率范围：人们可以感觉的声音频率范围：20 H z 20000 H z 电话语音：电话语音：20 H z 3400 H z 调幅广播：调幅广播： 50 H z 7000 H z 调频广播：调频广播： 20 H z 15000 H z 宽带音频：宽带音频： 20 H z 20000 H z 频率范围越宽则声音的质量越好，频率范围越宽则声音的质量越好，宽带音频也称高保真音频信号（宽带音频

4、也称高保真音频信号（ H i F i 信号）信号）声音信息声音信息硬件硬件 软件软件话筒、扬声器话筒、扬声器收录音机、扩音机、数码播放机收录音机、扩音机、数码播放机录音磁带录音磁带 光盘光盘电声器件的划分传声器电声系统扬声器声音信息的教学传播声音信息的教学传播信号的拾取信号的拾取声音信号声音信号电信号电信号 麦克风麦克风（MIC）工作原理：声工作原理：声 - 电转换电转换声音信息的教学传播声音信息的教学传播信号的还原信号的还原声音信号声音信号电信号电信号 扬声器扬声器工作原理：电工作原理：电 - 声转换声转换声音信息的教学传播声音信息的教学传播声音信号的放大（扩音）声音信号的放大（扩音）声音信

5、号声音信号电信号电信号 扩音机扩音机提高声音的响度提高声音的响度 扩大信号传播范围扩大信号传播范围工作原理：工作原理：声音信息的教学传播声音信息的教学传播信号的存储信号的存储电信号电信号工作原理：电工作原理：电 - 磁转换（模拟）磁转换（模拟）H- H磁带运磁带运行方向行方向剩剩磁磁声音信息的教学传播声音信息的教学传播信号的存储信号的存储电信号电信号工作原理：电工作原理：电 - 光转换（数字）光转换（数字）1 2 3 4 5 6 7 8 9 1010 35 70 85 95 90 75 58 35 10声音信息的教学传播声音信息的教学传播声音信号的传播（广播）声音信号的传播（广播）声音信号声音

6、信号 麦克风麦克风工作原理：工作原理：声音信号声音信号 + 载波信号载波信号 无线电调制信号无线电调制信号扩大信号传播范围扩大信号传播范围声音信息的教学传播声音信息的教学传播声音信号的传播（广播）声音信号的传播（广播）声音信号声音信号声音信号声音信号 麦克风麦克风调幅信号调幅信号工作原理：工作原理：调幅广播：用音频信号调制载波调幅广播：用音频信号调制载波 的振幅，使高频电磁波的幅度的振幅，使高频电磁波的幅度 随声音信号的幅度变化而变化随声音信号的幅度变化而变化 载波信号载波信号声音信息的教学传播声音信息的教学传播声音信号的传播（广播）声音信号的传播（广播）声音信号声音信号声音信号声音信号 麦克

7、风麦克风调频信号调频信号工作原理：工作原理：调频广播：用音频信号调制载波调频广播：用音频信号调制载波 的频率，使高频电磁波的瞬时的频率，使高频电磁波的瞬时 频率随声音信号的幅度变化而变化频率随声音信号的幅度变化而变化 载波信号载波信号声音信息的教学传播声音信息的教学传播声音信号的传播（广播）声音信号的传播（广播）声音信号声音信号电信号电信号 麦克风麦克风调频信号调频信号调幅信号调幅信号调幅信号：传播距离远调幅信号：传播距离远特点特点 应用应用中、短波广播中、短波广播 AM调频信号：传播距离近调频信号：传播距离近超短波广播超短波广播 FM 、无线话筒无线话筒 常用声音教学媒体常用声音教学媒体 2

8、.1.1 2.1.1 扩音系统扩音系统 n(一)传声器 n传声器即话筒，又称“麦克风”，是把声信号转换成电信号的换能器件。 话筒的种类话筒的种类 n按原理：按原理： 动圈式、电容式、电磁式、压电式等 n按性能按性能: : 立体声话筒、有线话筒、无线话筒、驻极体话筒等 n按接收的方向按接收的方向 : : 心形、超心形、强指向、无方向等 (1)(1)动圈话筒动圈话筒 动圈话筒由膜片、音圈、永久磁铁和升压变压器等组成 。工作原理：工作原理： 当振动膜片受到声波的压力时，就随着声音前后颤动，从而带动音圈在磁场中作切割磁力线的运动，音圈内产生感生电流，把声音信号转换为电信号。动圈话筒的特点动圈话筒的特点

9、n 优点优点：结构简单、性能稳定、固有噪声小、价格便宜、使用方便。n 缺点缺点：灵敏度较低、频率响应范围较窄。n适用场合适用场合：语言广播和扩音系统中。 (2)电容话筒 电容话筒主要由振动膜片、极板、电源和负载电阻等组成 。 工作原理：工作原理： 振动膜片是一片表面经过金属化处理的轻质弹性薄膜，当膜片受到声波的压力，并随着压力的大小产生振动时，膜片与极板之间的相对距离发生变化，膜片与极板所构成电容器的量就发生变化。电容量随声音变化时，极板上的电荷随之变化，电路中的电流也相应变化，负载电阻上也就有相应的电压输出，从而完成了声音信号与电信号的转换。 电容话筒电容话筒的特性的特性n 优点优点：频响应

10、特性好、灵敏度高、失真小、音质好。n 缺点缺点：结构复杂、成本高。n 适用场合适用场合：高质量的广播、录音、扩音工作中 。(3)无线话筒 n无线话筒由动圈话筒或电容话筒、调频电路、发射天线和电源等组成 。n无线话筒省去了电缆线，使用起来方便，可用于课堂教学、舞台演员的演唱等。2.话筒的性能 n话筒的性能指标通常有四个参数来描述： 灵敏度 输出阻抗 频率范围 方向性。 (1)灵敏度 n灵敏度是指话筒拾取微小声音的能力。 n话筒的灵敏度常用分贝（db）来表示 (2)输出阻抗 n输出阻抗是指输出电路中电容、电感、电阻对电信号的阻碍作用。常用欧姆（）或千欧（K）表示。n由输出阻抗的不同，话筒分为低阻抗

11、话筒（如：50、150、200、250、600等）和高阻抗（如：10K、20K、50K）两种。n话筒的输出阻抗必须要远小于声卡阻抗，否则会产生声音信号的丢失。 (3)频率范围 n话筒的频率范围是指话筒对不同频率的声音的响应。 n频率常用Hz或KHz来表示。 n一般话筒频率在300Hz到3KHz。n录制音乐的话筒频率范围在16Hz到13KHz以上。n理想的话筒频率范围应为16Hz到20KHz。(4)方向性 n方向性是指话筒对来自不同方向的声音拾取的灵敏度不同。 单向性话筒只拾取某一方向来的声音，双向性话筒可以拾取两个方向来的声音（如：前后、左右等方向），全方位话筒可以拾取来自任何方向的声音。 3

12、.3.话筒的选择与使用话筒的选择与使用 (1)(1)话筒的选择话筒的选择 话筒的选择要根据使用的场合和对声音质量的要求而定。如：课堂教学课堂教学：低阻抗、单向性动圈话筒高质量的录音和播音高质量的录音和播音：频率范围宽、灵敏度高电容话筒噪声较大噪声较大：单向性、灵敏度低(2)(2)阻抗匹配阻抗匹配 使用话筒时，话筒的输出阻抗与扩音机的输入阻抗相匹配，即输入和输出阻抗最好相等或相差不大。 (3)(3)话筒连接线话筒连接线 话筒的连接线应选用金属屏蔽线。一般采用单芯金属屏蔽线，高质量的话筒选择双绞线为芯线的金属屏蔽线。 (4)(4)话筒位置话筒位置 在扩音时，话筒靠近扬声器或对准扬声器，会引起啸叫。

13、 啸叫啸叫：扬声器发出的声音传送至话筒，使扩音机放大后的音量过大而产生的噪声。啸叫避免措施啸叫避免措施：话筒应远离扬声器，扩音机的音量调整适当。2.扩音机和扬声器 n扩音机扩音机是把微弱的电信号放大到一定功率后推动扬声器发声的设备。 n信号源：话筒、录音机、CD机或其他声音信号源等。n扬声器扬声器是把电信号转换为声音信号的设备。扬声器又叫喇叭，常常与扩音机配套使用或直接配置在一些机器设备上。例如录音机、收音机的机内扬声器。 n扩音机和扬声器在配接时要注意两者的输出阻抗和输入阻抗一定要匹配；扩音机的输出功率不要超出扬声器的额定功率，否则就会烧坏扬声器。 录放音教学媒体 (1) 磁带录音机磁带录音

14、机 磁带录音机是利用电磁转换原理记录和重放声音的一种设备。常用的磁带录音机有开盘式录音机和盒式录音机两种。盒式磁带录音机按结构和功能的不同可分为录音机、收录机、立体声收录机、录音卡座等。盒式磁带录音机以其录放音操作简便、价格便宜、性能优良等特点，在教育领域得到广泛的应用。 (2)录音磁带录音磁带 磁带是录音信号的存储载体，由带基和磁性材料组成。常用的盒式录音磁带长度为60分钟，宽度为3.8mm。 (3)数码录音笔数码录音笔 n数码录音笔是数字录音器的一种，造型如笔。与传统录音机相比，数码录音笔是通过数字存储的方式来记录声音的。基本工作原理是：声源发出的声音被内置话筒拾取得到模拟声音电信号，经过

15、采样、量化和编码采样、量化和编码转变成数字信号，再通过一定的方式压缩后存储在内置闪存。n数码录音笔具有声控录音、电话录音、定时录音等功能，支持FM调频收音、MP3播放、外部转录。由于采用了数字录制方式，因此数码录音笔的播放、定位、查找都非常的方便，可以实现循环播放、任意两点之间重复播放、自动搜索、定时放音等特殊功能。n数码录音笔采用USB接口，可方便与计算机连接交换声音数据。 n数字信号波型数字信号波型 调制调制 解调解调0V(t)V(t)t t0V(t)V(t)t tn采样采样n量化量化n编码编码D8D7D6D5D4D3D2D100.51.01.5At0.270.30.620.61.281.

16、31.521.51.261.30.730.70.410.40.120.1(a)样本量化级二进制编码编码信号0001010001111101111111010110001136131513741D1D2D3D4D5D6D7D8(b)MP3播放器播放器 nMP3播放器，顾名思义就是可播放MP3格式的声音文件的播放工具。在MP3播放器小小的机身里，拥有存储器（存储卡）、LCD显示屏、中央处理器（微控制器）和DSP数字信号处理器等。MP3播放器是利用数字信号处理器DSP（Digital Sign Processer）来完成处理传输和解码MP3文件的任务的。 声音媒体教学应用 n扩音教学应用扩音教学应用

17、 n放音教学应用放音教学应用 n语言实验室语言实验室 扩音教学应用扩音教学应用n话筒扩音教学系统由话筒、扩音机、扬声器等组成。可以用于课堂教学、学术报告、校园内的有线广播。 话筒扬声器 扬声器 扩音机放音教学应用放音教学应用 n放音教学系统由扩音机、扬声器、收录机、CD机以及其他的音源等组成，常常用于播放声音教学资料。如音乐教学资料、语言教学资料等。系统的工作过程是：收录机或CD机等音源，通过线路输出到扩音机的线路输入，扩音机将信号放大以后送到扬声器，推动扬声器发音。 Line out扬声器 Line inLine out收录机 扩音机语言实验室语言实验室 n语言实验室是由多种现代教育媒体有机

18、的组合起来，主要用于语言教学的系统。它的设备包括收录机、计算机、电视机、耳机等。 图形媒体是以图形作为信息表现形式的信息传播工具图形媒体是以图形作为信息表现形式的信息传播工具第二节第二节 图形媒体图形媒体 1.透射式投影器（幻灯机） 被投射的物体必须是透明的。教学中常常使用透射式投影器，它的亮度高、显色性强，投影效果好，在光线很强的教室里也能使用。 2.2.1 投影器n 投影器由光学部分和机身部分组成，如图所示： n聚光镜：隔热；辅助聚光；缩短聚光系统的焦距 n螺纹透镜：具有片门孔径大、厚度薄、重量轻、透光性能好、照度均匀 n载物玻璃：又称载物台，它是一块平板玻璃，放置在螺纹透镜的上方，放映时

19、承载投影片或实物n反光镜：改变光轴方向；将屏幕上的影像调整成正立的影像 2.液晶投影器基本原理：利用液晶的偏转对光线的透射进行控制来产生图像。电视录像VCD投影机幕布视频演示仪电脑液晶投影机的应用模式液晶投影机的应用模式backback信号接口包括：信号接口包括：复合视频信号输入接口复合视频信号输入接口（CVBS）主要用于输入电视信号。S-Video输入接口输入接口是随着录像机的出现而发展起来的视频接口，现在被广泛应用在录像机和影碟机等方面。欧洲的标准视频接口欧洲的标准视频接口（SCART）用于传输RGB信号。色差输入接口色差输入接口用于传输亮度信号和色差信号分开的影像，有逐行扫描和隔行扫描之

20、分。RGBHV输入接口输入接口传输的信号和VGA相当，但其5RCA的插座通常用于专用显示领域。VGA-PC的的15针针VGA输入接口输入接口是最常见的接口之一，用于连接计算机的视频输出。液晶投影机的操作面板3.视频展示台视频展示台又称实物展示台,只是一种图像采集设备 。摄取实物光学图像，通过光电转换获取视频信号，依靠电视机或投影机重现影像。工作原理工作原理：u由摄像头将展示台上放置的物体转换为视频信号，输入到放映设备；u光源用来照亮物体，以保证图像清晰明亮；u台板起放置物品的作用；u接口则用来输出各种视频信号和控制信号。u高档的数字展示台通过计算机图像捕捉适配器与计算机连接，通过相关程序软件，

21、可将视频展示台输出的视频信号输入计算机进行各种外处理。视频展示台的面板视频展示台的系统连接示意图视频展示台的系统连接示意图4. 数码照相机（1）镜头 衡量镜头的性能指标主要是焦距焦距和最大相对口径。 定焦镜头：标准镜头，广角镜头，远摄镜头 变焦镜头：手动变焦，自动变焦（2）感光芯片 作用：将光信号转化为电信号。主要有CCD和CMOS两种。CCD比CMOS更灵敏。（3）聚焦系统 自动聚焦，手动聚焦（4）光圈 作用:利用进光孔的大小来控制曝光时到达数码相机感光芯片上的光线强弱的装置。 光圈大小用光圈系数2、2.8、4、5.6、8、11、16、22、32等表示。系数与光圈径孔大小成反比。（5）快门

22、作用：利用其开启时间的长短控制曝光时间。控制曝光量。快门速度通常用1、2、4、8、.500、1000等表示，分别表示快门开启时间为1s、1/2s、.1/1000s等。3. 数码相机的性能（1）分辨率（2）色彩深度（3）白平衡调整（4）相当感光度数码相机的场景模式设置 数码相机为了保证不同条件下的拍摄效果，对不同的拍摄对象类型进行了自动优化，设置为“场景”模式（SCENE），常用的场景类型有：人像、风景、运动、海滩、夕阳、夜景、逆光、室内等，可以根据拍摄的需要，设置成不同的拍摄场景模式。A：人像模式选择人像模式时数码相机对面向相机的拍摄对象面部进行测光和聚焦，可以使主要拍摄对象清晰突出。B：风景

23、模式 选择风景模式时数码相机聚焦于无穷远，平均测光，可以使拍摄的景色具有最大的清晰范围。C：运动模式 选择运动模式时数码相机对画面中央的拍摄对象进行测光和聚焦，可以使主要拍摄对象清晰突出。D：近摄模式 选择近摄模式时数码相机的光学镜头变焦功能调整到焦距最短端（W端）时轻轻按动快门键，相机可以对画面中央的近距离拍摄对象进行测光和聚焦，可以使拍摄对象清晰突出。E：复制模式 选择复制模式时数码相机的光学镜头对画面中央的拍摄对象进行测光和聚焦，相机可以对画面中央的近距离拍摄对象进行测光和聚焦，拍摄对象呈现黑白影像 Nikon P5100数码相机数码相机 设置快门，光圈Nikon P5100数码相机数码

24、相机 手动模式n将相机设置为手动M模式n按下 键，可见到调节光圈和快门选项n当相机黄圈在 图形时，表示设置快门， 滚动拨盘设置快门n当相机黄圈在 图形时，表示设置光圈，滚动拨 盘设置光圈大小n若想在光圈和快门选项中切换时，就再次按+/-键2.3 2.3 图像媒体图像媒体电视录像机摄像机激光影碟机电视设备教学应用 电电 视视电视图像的传送原理电视图像的传送原理首先在发送端利用光电转换器件（如摄像管、CCD）将景物随时间和空间变化的光图像转换为电信号，叫做摄像摄像。然后电信号经过传输媒质（无线发送、接收、有线传输媒质）传输传输。最后到达接收端的电光转换器件（如显像管或其他显示装置），将电信号重新还

25、原为相对应的光图像，叫做显像显像。转换过程转换过程：光光电电电电光光 成像方式成像方式：瞬时画面分割，像素点分时扫描 像素像素: 电视画面的最小成像单位 扫描扫描:通过电子束轰击的方式实现光电转换的过程称为扫描。相关术语行频行频电子束每秒钟水平行扫描的次数叫行频 。帧频和场频帧频和场频电子束从上到下重直扫描一次就构成一幅图像，即一帧画面。每帧画面分两场扫描。同步扫描同步扫描接收端与发送端的扫描严格保持一致，目的是使接收端的图像和发送端的图像完全一样。视频信号视频信号既全电视信号或图像信号音频信号音频信号由话筒将声音转换而成的电信号射频信号射频信号视频信号和音频信号通过高频调制后的信号彩色电视机

26、的制式彩色电视机的制式电视信号的调制和解调方式。不同的国家和地区采用不同制式。世界上存在的彩色电视制式主要有三种：NTSCNTSC制制、PALPAL制制、SECAMSECAM制制。 NTSCNTSC制制：由美国人研制成功，称为正交平衡调幅制，有美国、加拿大、日本、韩国、中国台湾地区使用。 525行/帧，30帧/秒(29.97fps) 隔行扫描：2场/帧，262.5行/场 宽高比：4:3(电影为3:2) 颜色模型：YIQ （ Y：亮度信号； I、Q：色差信号）Y= 0.299R + 0.587G + 0.114BY= 0.299R + 0.587G + 0.114BI = 0.596R - 0.

27、275G - 0.321BI = 0.596R - 0.275G - 0.321BQ = 0.212R - 0.523G + 0.311BQ = 0.212R - 0.523G + 0.311BPALPAL制制：由德国人研制成功，称为逐行倒相制，主要有德国、英国、澳大利亚、新加坡、中国和中国香港地区使用。 625行/帧，25帧/秒 隔行扫描：2场/帧，312.5行/场 宽高比：4:3 颜色模型：YUV（ Y：亮度信号； U、V：色差信号）SECAMSECAM制制：由法国人研制成功，称为场顺序制，主要有法国、俄罗斯、东欧地区的一些国家使用。类似PAL制式，色度信号调频，PAL制调幅Y = 0.2

28、99R + 0.587G + 0.114BY = 0.299R + 0.587G + 0.114BU = - 0.147R- 0.289G + 0.436BU = - 0.147R- 0.289G + 0.436BV = 0.615R - 0.515G - 0.100BV = 0.615R - 0.515G - 0.100B录录 像像 机机利用磁头、磁带完成记录、重放声音和图像设备。录像机的种类录像机的种类按用途、质量等级：广播级、专业级和家用级按使用磁带的尺寸：1英寸、3/4英寸、1/2英寸按电视信号处理方式:模拟录像机和数字录像机录像机与其他视频设备的连接录像机与其他视频设备的连接认清信号

29、输入输出端子出对入，正确连接摄摄 像像 机机利用光敏器件将景物光图像转换成相应的电信号的设备。电信号经过一系列的处理和编码后，合成为标准的彩色全电视信号输出。摄像机的种类摄像机的种类 按摄像机的性能： 广播级摄像机 专业级摄像机 家用摄像机 按信号方式： 模拟摄像机 数字摄像机 摄像机的基本结构摄像机的基本结构主要有镜头、话筒、机身、寻像器、电池盒等。摄像机的使用摄像机的使用调节白平衡调节焦距调节光圈运动拍摄： 推推（小大，远近） 拉拉（大小，近远） 摇摇（机位不变，机头沿左右或上下方向转动） 移移（拍摄方向不变，机位沿一个方向连续运动） 跟跟（始终对着运动着的被摄对象，使它一直保留在镜头画面内）激激 光光 影影 碟碟 机机激光影碟机又叫镭射影碟机，由荷兰飞利浦公司于70年代首先开发成功。激光影碟机的种类激光影碟机的种类 按音视频处理的格式：LDLD（Laser Disc）影碟机VCDVCD(Video Compact Disc)影碟机DVDDVD(Digital Versatile Disc)影碟机。特点特点 激光拾取信号、高画质、高音质、播放功能丰富电视设备教学应用电视设备教学应用广播电视节目收看广播电视节目收看