大學(xué)計算機基礎(chǔ)（第6版）（微課版）第05講教案 多媒體技術(shù)及應(yīng)用

課時內(nèi)容多媒體技術(shù)及應(yīng)用授課時間課時2教學(xué)目標多媒體技術(shù)的基本概念多媒體系統(tǒng)的組成多媒體信息在計算機中的表示與處理圖像處理軟件視頻處理軟件虛擬/增強現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)重點掌握多媒體計算機系統(tǒng)的組成掌握圖像處理軟件掌握視頻處理軟件教學(xué)難點掌握多媒體信息在計算機中的表示與處理如何認識多媒體信息，并通過圖像和視頻處理軟件對圖像和視頻進行處理操作教學(xué)設(shè)計教學(xué)思路：（1）講解多媒體技術(shù)的相關(guān)知識，并對多媒體相關(guān)技術(shù)、多媒體應(yīng)用域進行詳細介紹；（2）講解多媒體計算機系統(tǒng)的組成，并對計算機如何表示和處理多媒體信息進行詳細介紹；（3）通過圖像處理軟件對圖像做簡單處理；（4）通過視頻處理軟件對視頻做簡單處理；（5）虛擬/增強現(xiàn)實技術(shù)的相關(guān)知識介紹。教學(xué)手段：（1）通過演示講解基礎(chǔ)知識，講解結(jié)束后進行練習(xí)；（2）對于重點操作可以著重演示，并加強舉例說明。3、教學(xué)資料及要求：除了本章學(xué)到的多媒體技術(shù)的相關(guān)知識外，還要讓學(xué)生理解現(xiàn)實生活中多媒體信息處理的過程，能夠?qū)Χ嗝襟w信息（圖像和視頻）做簡單處理。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)回顧：EXCEL的基本操作：錄入數(shù)據(jù)，編輯數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的計算和匯總、各種圖表PPT的基本操作：模板，插入對象，動畫，幻燈片切換、幻燈片放映討論問題：1.多媒體信息在計算機中如何表示？2.如何處理計算機中的多媒體信息？內(nèi)容大綱：具體可結(jié)合本章的PPT課件進行配合講解。任務(wù)一多媒體技術(shù)的基本概念任務(wù)要求：掌握多媒體的基本概念及相關(guān)技術(shù)任務(wù)實現(xiàn)：（一）多媒體概述所謂媒體就是信息表示、傳輸和存儲的載體。例如，文本、聲音、圖像等都是媒體，它們會向人們傳遞各種信息。我們可以把直接作用于人的感官，讓人產(chǎn)生感覺（視、聽、嗅、味、觸覺）的媒體稱為感覺媒體。例如，語言、音樂、圖形、動畫、文字等都是感覺媒體。多媒體（Multimedia）是融合兩種或兩種以上感覺媒體的人機交互信息或傳播的媒體，是多種媒體信息的綜合。它可以包括各種信息元素，如文本、圖形、圖像、音頻、視頻、動畫等。（二）多媒體技術(shù)概述多媒體技術(shù)是指能對多種載體上的信息和多種存儲體上的信息進行處理的技術(shù)。也就是說它是一種把文字、圖形、圖像、視頻、動畫和聲音等表現(xiàn)信息的媒體結(jié)合在一起，并通過計算機進行綜合處理和控制，將多媒體的各個要素進行有機組合，完成一系列隨機性交互式操作的技術(shù)。多媒體技術(shù)的特點：（1）多樣性。（2）集成性。（3）交互性。（4）實時性。（三）多媒體的相關(guān)技術(shù)多媒體技術(shù)是多學(xué)科、多技術(shù)交叉的綜合性技術(shù)，主要涉及多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、多媒體信息存儲技術(shù)、多媒體網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、多媒體計算機專用芯片技術(shù)、多媒體軟件技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)等。1．多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)2．多媒體信息存儲技術(shù)3．多媒體網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)4．多媒體計算機專用芯片技術(shù)5．多媒體軟件技術(shù)6．虛擬/增強現(xiàn)實技術(shù)（四）多媒體技術(shù)的應(yīng)用1．多媒體技術(shù)在教育培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用2．多媒體技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用3．多媒體技術(shù)在影音娛樂中的應(yīng)用4．多媒體技術(shù)在電子出版中的應(yīng)用5．多媒體技術(shù)在醫(yī)療診斷中的應(yīng)用6．多媒體技術(shù)在工業(yè)及軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用任務(wù)二多媒體計算機系統(tǒng)的組成 任務(wù)要求：了解多媒體計算機系統(tǒng)的組成部分任務(wù)實現(xiàn)：多媒體計算機系統(tǒng)是一個能處理多媒體信息的計算機系統(tǒng)。一個完整的多媒體計算機系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成的。硬件包括計算機主機及可以接收和播放多媒體信息的各種輸入/輸出設(shè)備；軟件包括音頻/視頻處理核心程序、多媒體操作系統(tǒng)及各種多媒體工具軟件和應(yīng)用軟件。多媒體系統(tǒng)的硬件即多媒體計算機，它應(yīng)該是能夠輸入/輸出并能綜合處理文字、聲音、圖形、圖像和動畫等多種媒體信息的計算機。主要包括：處理器、RAM、音頻、視頻、視頻顯示、硬盤存儲、光驅(qū)、I/O接口等。按功能劃分，多媒體計算機軟件系統(tǒng)可分成3個層次，即多媒體核心軟件、多媒體工具軟件和多媒體應(yīng)用軟件。常用的多媒體制作軟件：文本輸入與處理軟件，靜態(tài)圖素材采集與制作軟件，音頻素材采集與制作軟件，動畫素材采集與制作軟件，多媒體編輯軟件。任務(wù)三多媒體信息在計算機中的表示與處理 任務(wù)要求：了解多媒體信息的數(shù)字化方法；了解多媒體信息的壓縮技術(shù)任務(wù)實現(xiàn)：（一）聲音媒體的數(shù)字化方法 若要用計算機對音頻信息處理，就要將模擬信號（如語音、音樂等）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。這一轉(zhuǎn)換過程稱為模擬音頻的數(shù)字化。模擬音頻數(shù)字化的過程涉及音頻的采樣、量化和編碼，具體過程如圖6.1所示。圖6.1模擬音頻的數(shù)字化過程采樣頻率：采樣周期量化：是將每個采樣點得到的表示聲音強弱的模擬電壓的幅度值以數(shù)字存儲。編碼：是將采樣和量化后的數(shù)字數(shù)據(jù)以一定的格式記錄下來。常見的聲音文件格式有WAV、MIDI、MP3、AU、AIFF等。（二）視覺媒體的數(shù)字化方法1．靜態(tài)圖像的數(shù)字化圖像的數(shù)字化是指將一幅真實的圖像轉(zhuǎn)變成計算機能夠接受的數(shù)字形式的圖像，這涉及對圖像的采樣、量化以及編碼等。常見的圖像存儲格式有BMP、JPEG、GIF、PNG、TIFF、PSD等。2．動態(tài)圖像的數(shù)字化視頻是由一系列的靜態(tài)圖像按一定的順序排列組成的，每一幅畫面稱為幀（Frame）。當幀速率達到12幀/秒以上時，可以產(chǎn)生連續(xù)的視頻顯示效果。視頻數(shù)字化過程同音頻相似，在一定的時間內(nèi)以一定的速度對單幀視頻信號進行采樣、量化、編碼等過程，實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換、彩色空間變換和編碼壓縮等。常見視頻文件的格式有AVI、MPEG、MP4、MOV、ASF、WMV、RM、RMVB等。（三）多媒體數(shù)據(jù)的壓縮方法數(shù)據(jù)為何能被壓縮數(shù)據(jù)中間常存在一些重復(fù)部分，即冗余。如在一份計算機文件中，某些符號會重復(fù)出現(xiàn)。例如下面的字符串：KKKKKKAAAAVVVVAAAAAA上面的字符串可以被編碼為下面的形式：6K4A4V6A無損壓縮：利用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計冗余進行壓縮，可完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)而不引入任何失真，但壓縮率受到數(shù)據(jù)統(tǒng)計冗余的理論限制，一般為2:1～5:1。有損壓縮：利用了人類視覺對圖像或聲波中的某些頻率成分不敏感的特性，允許壓縮過程中損失一定的信息。（四）多媒體數(shù)據(jù)的壓縮標準JPEG標準、MPEG標準、MP3標準、H.264、H.265標準。任務(wù)四圖像處理軟件 任務(wù)要求：掌握Photoshop、醒圖和美圖秀秀圖像處理軟件的使用任務(wù)實現(xiàn)：（一）Photoshop概述AdobePhotoshop簡稱“PS”，是由Adobe公司開發(fā)和發(fā)行的圖像處理軟件。Photoshop主要處理像素所構(gòu)成的數(shù)字圖像，使用其眾多的工具，可以有效地進行圖片編輯工作。Photoshop有很多功能，在圖像、圖形、文字、視頻、出版等各方面都有涉及。Photoshop示例更換圖片背景醒圖醒圖是一款極簡式的手機修圖軟件。該軟件具有一鍵美顏功能，可以修出高級質(zhì)感膚質(zhì)，并且功能強大全面，無須切換，一站式滿足用戶修圖需求。同時，醒圖還提供精準美型功能和立體五官功能。此外，該軟件還有自拍相機和美容美妝功能。醒圖的相關(guān)操作有：1.安裝與啟動2.導(dǎo)入圖片3.基本編輯4.高級編輯5.保存與分享美圖秀秀美圖秀秀是一款免費影像處理軟件，不僅提供了基礎(chǔ)的圖片編輯功能，如濾鏡、美容、拼圖、場景、邊框、飾品等，還支持多種語言。任務(wù)五視頻處理軟件 任務(wù)要求：掌握PremierePro2022和剪映視頻處理軟件的使用任務(wù)實現(xiàn)：PremierePro2022Premiere是Adobe公司推出的一款影視編輯軟件，Premiere提供了采集、剪輯、調(diào)色、美化音頻、字幕添加、輸出、DVD刻錄的一整套功能，可與其他Adobe軟件高效集成。本節(jié)所使用的軟件版本為PremierePro2022。1.PremierePro2022的新功能介紹。（1）簡化序列（2）“語音到文本”的改進（3）H.264和HEVC的色彩管理（4）全新彩色矢量示波器（5）改進的直方圖支持HDR（6）高效的Lumetri曲線優(yōu)化（7）恢復(fù)修剪選區(qū)2．PremierePro2022示例（二）剪映剪映是一款手機視頻編輯應(yīng)用。它帶有全面的剪輯功能，支持變速，有多樣濾鏡和美顏的效果，有豐富的曲庫資源。1．主要功能：（1）視頻剪輯：讓用戶快速剪切和拼接視頻片段，調(diào)整視頻的長度和順序。（2）視頻濾鏡和特效：可以為視頻添加不同的風(fēng)格和效果。（3）文字和字幕：可以自定義文字內(nèi)容、字體、大小、顏色等。（4）音樂和音效：可以選擇合適的音樂和音效，為視頻增添背景音樂或特定音效，提升觀影體驗。（5）畫面調(diào)整：可以對視頻的亮度、對比度、飽和度等進行調(diào)整，讓視頻的畫面效果更加出色。（6）圖片和視頻素材：可以直接使用這些素材，或者將自己的照片和視頻導(dǎo)入進行編輯。（7）快速分享：分享到社交媒體平臺，如微信、抖音、快手等。2．常用操作（1）下載剪映并安裝，打開軟件。（2）添加視頻。（3）剪輯視頻。（4）刪除或調(diào)整視頻片段。（5）添加音頻和背景音樂。（6）導(dǎo)出視頻。任務(wù)六虛擬/增強現(xiàn)實技術(shù) 任務(wù)要求：掌握虛擬/增強現(xiàn)實技術(shù)概念和相關(guān)知識任務(wù)實現(xiàn)：（一）虛擬現(xiàn)實技術(shù)1．虛擬現(xiàn)實技術(shù)又稱虛擬實境或靈境技術(shù)，是20世紀發(fā)展起來的一項全新的實用技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)囊括計算機技術(shù)、電子信息技術(shù)、仿真技術(shù)，其基本實現(xiàn)方式是以計算機技術(shù)為主，利用并綜合三維圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)、顯示技術(shù)、伺服技術(shù)等的最新成果，借助計算機等設(shè)備產(chǎn)生一個逼真的三維虛擬世界，從而使處于虛擬世界中的人產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。2．虛擬現(xiàn)實的主要特點：沉浸性、交互性、多感知性、構(gòu)想性、自主性。3.關(guān)鍵技術(shù)：動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實時三維圖形生成技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具、系統(tǒng)集成技術(shù)。4.應(yīng)用領(lǐng)域：虛擬現(xiàn)實的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括影視娛樂、設(shè)計、醫(yī)學(xué)、軍事、航空航天、工業(yè)等，在教育和教學(xué)中的應(yīng)用也非常廣泛，如虛擬教研室。（二）增強現(xiàn)實技術(shù)1．增強現(xiàn)實技術(shù)是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，是把我們在真實世界的一定時間空間范圍內(nèi)很難體驗到的實體信息，通過計算機技術(shù)等模擬仿真后再疊加到真實世界，使它們被人類感官所感知，從而提供超越現(xiàn)實的感官體驗。真實的環(huán)境和虛擬的物體在同一個空間同時存在。2.主要特點：真實世界和虛擬世界的信息集成；具有實時交互性；在三維空間中定位虛擬物體。3.應(yīng)用領(lǐng)域：飛行器的研制與開發(fā)、數(shù)據(jù)模型的可視化、虛擬訓(xùn)練、娛樂與藝術(shù)等領(lǐng)域。增強現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)療、軍事、工業(yè)維修領(lǐng)域具有比虛擬現(xiàn)實技術(shù)更加明顯的優(yōu)勢。任務(wù)七課程思政奧運會是體育精神、民族精神和國際主義精神于一身的世界級運動盛會，象征著世界的和平、友誼和團結(jié)。這就是奧林匹克精神的體現(xiàn)。選擇相關(guān)文字、圖片以及數(shù)據(jù)素材，做一幅海報，讓學(xué)生在掌握圖像處理