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第22章 多媒体技术

随计算机技术的不断发展,多媒体技术也应运而生,能够处理包括文字、声音、图像、图形等多种信息,大大延伸了人类的能力。现在,多媒体是计算机技术最热门的研究热点之一。

多媒体技术简介

媒体,是指用以存储、传输信息的媒介或载体,或说是存储传输信息的技术和手段。例如,语言、图形、文字、数据、书刊、报纸、电报、电话、电视等等都是媒体。媒体与信息是密不可分的,信息只有依靠媒体才能实现存储、传输与交换,而媒体只有包含信息才有其价值,例如噪声、干扰、杂波等都不含信息不能称其为媒体。

多媒体,顾名思义是指多种媒体的综合开发利用,上述的各种媒体在独立使用场合都属于单媒体。例如电话只能传送声音信息,现行电视虽可同时传送图像信息与声音信息,但观众是把两者作为统一的整体信息来接收欣赏的,以前的个人电脑只能处理文字和数字。所以,普通电话和现行电视及以前的电脑都属于单媒体。

所谓多媒体,可以指多种存储媒体,例如磁带、磁盘、光盘,也可以指多种传输媒体,例如无线电波、电缆、光缆,又可以指多种感觉媒体,例如声音、图像、文字、数据。狭义地说,多媒体是指以微电脑为核心,实现多种感觉媒体的综合开发利用,主要有以下三方面特征。

第一个特征是信息处理的综合性和集成性,即对多种感觉媒体都可以进行处理、存储或传输。为此,微电脑在处理“0”、“1”的数字化数据上必须做到高速化和大容量,并能实现数据压缩。对于要处理、存储的模拟信号形式的声音、图像等媒体,要先进行模/数转换。另外,声音或图像信号经数字化之后数码率(每秒内传输的比特数)很高,例如分量编码的常规电视为216兆比特/秒,一路高质量立体声为1.536兆比特/秒,所以在高速化的基础上还需进行数据压缩。例如存储一帧不压缩的常规电视数据,一幅画面的数据最要达到8兆比特,活动图像的数码率就非常高。

第二个特征是信息控制的交互性和双向性,即观众本人的参与性和任选性。现行的电视广播中观众一方是完全被动的,只能按照节目表选看已经编排好的节目。在多媒体电视系统小,有线电视用户可以向电视播送端送出自己想看节目的数据信息,实现所谓的VOD(点播)广播方式。又如目前的电视远程教育,收看者由于无法参与,只能被动地收看,而教师在电视台也看不到学生,授课难免片面性。用有线网络实现多媒体化后,在电视远程教育上能够实现双向性,学生可以参与,可以把自己的信息数据(包括声音和图像)传给教师;教师在教课中可以看到听课学生的图像,听到学生的提问,师生完全像同在一个教室里一样,具有临场感,其效果必然比目前的单向电视教学好得多。一般来讲,电视、电影你只能在一旁欣赏,而现在在多媒体上,你可以从图形到颜色都予以修改,你可以参与其中,改变剧情,叫演员按照你的意思演出。

第三个特征是信息显示的同步性和即时性。由于图像和声音可以同时进行实时处理和传输,完全可以同步地供观众即时接收,不会有时间延迟。利用多媒体实现电子邮件,比目前的普通邮件效率高得多,更具有准确性、保密性和及时性。

多媒体系统的组成主要包括微电脑、视霸卡、声霸卡、CD-ROM、TV卡等。微电脑是多媒体的控制中心,可以实现各种媒体数字化之后的数据处理、交换、存储及传输等。视霸卡简称视卡,用于把视频信号源送来的模拟视频信号变换成数字信号输入电脑。声霸卡简称声卡,用来把话筒或线路送来的模拟声音信号变换成数字信号输入电脑。它们又可在电脑控制之下,把数字信号、图像信号还原为模拟音像信号送往我部。CD-ROM是数据信息的外存储体,固定存有各处数据信息,通常微电脑可以还原为各种媒体信息。TV卡用于把数字电视信号还原为模拟电视信号,还供给普通的模拟电视机进行显示。作为一个完整的多媒体系统,还应当包括提供图像信号源的摄像机、录像机,提供声音信号源的活筒、录音机,以及使音像再现的音箱、电视机等。

多媒体系统的组成必须与信息高速公路相结合,才可能在更广泛的范围内实现多种媒体的信息交换,根本改变目前电视广播的单一模式和单一方向,使电视成为获取多种媒体信息的重要手段。成为与外界交往的主要窗口。通过电视多媒体,可以实现电视电话会议、电于购物、电于邮递、电子医疗、电视远程教育等等,使人类进入信息化社会的时代。

多媒体技术的发展改变了计算机的使用领域,使计算机由办公室、实验室中的专用品变成了信息社会的普通工具,广泛应用于工业生产管理、学校教育、公共信息咨询、商业广告、军事指挥与训练,甚至家庭生活与娱乐等领域。因此将为人们生活的各方面提供方便。

多媒体技术在教育教学中应用

(1)教材的多样化和多媒体化

教材所使用的媒体已经从传统的书本、文字向多种媒体过渡。

可能用不了多久,多媒体形式的、能动态变化的教材将被安置在一片小小的集成电路芯片中。利用专门的“阅览器”,带上一些“芯片教材”,就能在任何地方打开这种教材进行阅读和观赏。目前,已有越来越多的教材和工具书实现了多媒体化,它们不但包含文字和图形,还能呈现声音、动画、录像能及模拟的三维景象。

(2)新型的课堂教学环境

现在很多学校建设有所谓多功能教室,它们都具有在大屏幕和音像系统中展现多媒体信息的功能,都具有连接学校有线电视系统的功能和连接学校园网、国际因特网的功能,以便于使用有线系统和网络上的各种信息资源。

多功能教室的主要用途还是面向教学,在硬件上把电视、录像机、DVD影碟机、实物投影仪和联网计算机集成在一起,组成一个图文、声像并茂的教学信息呈现体系。并且采用了超媒体呈现结构,可以把传统教学方法中无法或不容易讲解清楚的教学内容形象生动地呈现在学习者面前,并且可以通过实物投影仪把实物清楚地显示屏幕上,使教师拥有的各种各样的教学资料方便地显示在屏幕上,通过网络资源的共享,还可广泛获取世界各地的教学资料和别人的经验,从而使得在有限的课堂时间内,展示最大的信息量。

(3)新型的仿真、模拟实验教学环境

实验是各级、各类学校在教学中不可缺少的重要环节。学生通过动手实践,能得到丰富的感性认识,进一步加深对所学知识的理解,并且掌握一定的技能。信息科技的发展,创造了仿真和模拟的教学环境,给实验教学带来革命性的变化。

传统的实验是培养学生实践能力的重要场所,但往往具有很大的时间和空间的限制,使有些实验很难在实验环境中进行。近年来,随着计算机多媒体技术的发展,用虚拟现实技术实现模拟实验,正在实验教学领域中走出一条成功之路,具有极大的潜力和发展前景。

虚拟实验室是在多媒体辅助教学和实验软件的基础上发展起来的,通过计算机虚拟现实技术,为各种大规模的实验提供模拟而完整的实验环境、实验过程、实验结果,使实验的进行不受场地、器材、时间、自然环境的限制,为学习者创造更多的实践机会。

(4)信息化的学校

现代信息技术在传统的教学模式中被广泛应用,而且正在全面地影响着整个学校的校园生活,不妨称为信息化学校。

①教学活动系统。主要是指:多媒体课件教学;个别化CAI;学生自主的CAI;多媒体课件开发;教师备课支持;教师教学工作支持等等。

②学校管理系统。主要是指:计算机管理教学(CMI);教务管理,包括学籍管理、课程管理、课表生成、成绩管理;学校工作指挥;教育质量管理与决策支持;人事管理;总务管理等子系统。

③信息资源系统。主要是指:图书采编与流通管理;电子阅览与情报检索;教学资料库,包括教学研究和备课用的学科数据库、优秀教案和教学实录等等。

④课外教育系统。主要是指:科技活动;智力游艺;艺术创作;网上写作等等。

⑤家庭教育系统。主要是指:家庭作业管理;家庭辅导管。

理;家长联系与咨询;网上家庭文化;网上家长学校;家长智力资源开发等等。

⑥社会教育系统。主要是指:连接校外资源;远程合作学习;网上校园文化;远程教学交流;聘请联网专家;开辟第二课堂等等。

⑦信息网络系统。主要是指:计算机校园网络;学校有线电视网络;电话网络等学校信息化基本设施。

(5)网上远程教学

①任何人,在任何时间、任何地方获取任何需要的信息。无论在何时何地,只要有联网计算机,人们都可上网获取信息或学习。人们足不出户,不但可以尽知天下事,还能游学世界,就是网上远程教育。现在人们在网上建立了许多虚拟的教育系统,出现了虚拟教室、虚拟图书馆、虚拟实验室、虚拟校园、虚拟大学等新概念。如果我们把前面介绍的计算机辅助教学作为传统教学的加强手段的话,那么网上远程教育实际上已经成为一种崭新的教育形态。可以想象,当网上远程教育得到普及,无论何人在何时、何地都可得到他所需要的任何信息,一个真正的学习型社会将随之到来。

②网上实时交互,真正做到天涯若比邻。在实时的教学的情况下,通常通过网上视频会议系统、聊天室等同步通信工具来传递教学信息或进行学习讨论,实现实时教学系统,每一工作站装有一架微型摄像机和对讲机,在线教师和学生的图像可以在网上传播,使得一个学习小组的人员可在荧屏上相会。

③网上模拟实验,打破了时间和空间的实验条件限制。

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