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第三章 多媒体信息的类型及其特征 导学案


第三章 多媒体信息的类型及其特征 导学案(一)
一、学习目标 知识与技能:1.通过自己主动思考,全面分析比较、参与活动与体验分享等,动态生成并掌 握各种媒体信息的分类和主要特点。 2.掌握文字、位图图像与矢量图形、和声音信息在计算机中的表达方式。 3.简单了解态图像的压缩标准 JPEG。 4.能根据表达、交流或创造的需要,选择适当的媒体,实现表达的意图。 过程和方法:

1. 通过阅读、观察、探索等方式理解文字、图像、模拟音频信息数字化的过程。 2、学会根据作品的需求和各种媒体信息的特点,适当地选取媒体表达内容的方法。 情感态度和价值观:通过分组学习方式,体验领悟合作交流、成果分享的乐趣与必要性。提 高自己的分析能力和信息归纳能力,培养创新思维和审美能力。 二、学习重点、难点 重点: l)信息媒体的分类及特点;2)位图图像和矢量图形的构成及特点;3)模拟音频数 字化的过程; 难点:1)位图图像的分辨率、量化位数和文件大小; 2)模拟音频数字化的过程,音频信息的文件大小。 三、学法指导: 小组合作学习,自主阅读教材,听老师讲解、观察演示操作,实际操作掌握方法。 四、学习资源:在学习网站上的相关链接资源; “我的文档”→“多媒体技术”→“第三章” 文件夹中的资源。 五、学习引导: 3.1 常见的多媒体信息: 常见的各种媒体信息有文本、图形、图像、声音、动画和视频。在一个多媒体作品中,不同 类型的媒体由于内容呈现特点各异, 其表达效果及信息组织方法上有很大的不同。 在准备素 材时,要根据对表达内容与表达效果的分析和各种媒体信息的特征,选择合适的媒体信息, 并把它们分别安排在适当的信息单元中。

阅读教材 P37 页表 3-1 多媒体素材设计示例表,了解各种媒体信息的特征。 3.2 各种媒体信息在计算机中的表示: 算机中的信息也称为数据。由于二进制电路简单、可靠且具有很强的逻辑功能,因此数据在 计算机中均以二进制数表示,并用它们的组合表示不同类型的信息。 1) 文本 文本在计算机中表示即文字的编码:目前,国际上使用的字母、数字和符号的信息编码系统 是采用美国标准信息交换码 (American Standard Code for Information Interchange) , 简称为 ASCII 码。例如字母“Z”的机内表示为“01011010” 。由于 ASCII 采用 7 位编码, 没有用到字节的最高位, 因此很多系统就利用这 1 位作为校验码, 以便提高字符信息传输的 可靠性。 由于汉字的字符多, 一个字节八位二进制代码不足以表示所有的常用的汉字。 为了不与西文 的 ASCII 码混淆,我国制定了“中华人民共和国国家标准信息交换汉字编码”,代号为“G B2312--80”,又称国标码。国标码规定,每个汉字由一个 2 字节代码组成。每个字节的最 高位恒为 0,其余 7 位用于组成各种不同的码值。例如“巧”字的代码为“00111001 01000 001”。 汉字机内码,也称汉字内码,是指汉字在计算机中存储、加工、处理时所用的代码。汉字机 内码以汉字交换码为基础,在得到汉字交换码后,将汉字交换码的每个最高位置加 1,就得 到了汉字机内码。例如“巧”字的机内码为“10111001 11000001”。 当前,另一种编码——“Unicode 码”已成为信息编码的标准。Unicode 码是由国际标准化 组织(ISO)于 20 世纪 90 年代初制定的一种 16 位字符编码标准, 它以两个字节表示每一个字 符。统一编码允许世界上几乎所有书面语言都能用单一的字符集表示,其中也包括中文。相 比而言,8 位的 ASCII 码就只能表示英文字母和部分符号。在 Unicode 码的 65 536 个可能 的编码中,有 39 000 个字符编码已经作了规定,其中 21 000 个编码用于表示中国汉字。U nicode 编码中尚未定义的编码留待以后使用。 实践练习:在 IE 浏览器中使用“查看”→“编码”菜单命令,选择不同的文字编码,观察 网页文字的变化情况。加深对文字编码的理解。 2)位图图像和矢量图形 位图图像的特点:位图图像是由像素构成的,适用于逼真照片或要求精细细节的图像,位图

图像像素之间没有内在联系, 而且它的分辨率是固定的。 图像分辨率是指图像的水平方向和 垂直方向的像素个数。图像量化位数是指图像中每个像素点记录颜色所用二进制数的倍数, 它决定了彩色图像中可出现的最多颜色数, 或者灰度图像中的最大灰度等级数。 位图文件的 大小可以通过以下方法计算: 文件的字节数=图像分辨率×图像量化位数/8 (分辨率=X 方向的像素数×Y 方向的像素数) 静态图像压缩标准 JPEG:阅读学习网站相关资源。 矢量图形的特点: 矢量图形是以指令集合的形式来描述的。 这些指令描述了一幅图中所包含 的基本图形,如直线、圆、弧线、矩形等的大小和形状,也可以用更为复杂的形式表示图形 中曲面、光照、材质等效果。矢量图形需要的存储量较小,在调整矢量图形的大小或更改其 颜色时不会降低图形的品质。图形的产生过程需要进行时间的计算,图形越复杂,所需的时 间也就越长。 3)音频 由于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。 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:信号采样、量化和编码三个过程。 信号采样是把时间上连续的模拟信号按采样信号频率进行抽样, 转换成在时间上离散、 幅度 上连续的模拟信号。采样频率是指一秒钟内采样的次数。常用的采样频率有三种:44.1kHz、 22.05kHz、11.025kHz。 量化过程首先是将信号幅度划分为若干量化等级, 然后将采样后的模拟信号幅度与所划分的 各量化级进行比较,向下取量化等级的数值。 编码是将量化后的采样值用二进制的数码来表示, 如果将量化等级以 N 表示, 将量化位数用 n 表示,则有:N=2n ,即量化位数越大,数字信号质量越高。 音频信息的存储空间=采样频率×量化位数×声道数×时间/8 音频信号的压缩编码: 量化后的数字声音信息直接存入计算机将会占用大量的存储空间。 在 多媒体音频信号处理中, 一般需要对数字化后的声音信号进行压缩编码, 使其成为具有一定 字长的二进制数字序列,以减少音频的数据量,并以这种形式在计算机内传输和存储。

在数据通信中已有许多成熟的压缩编码技术和算法,较常用的有脉冲编码调制(PCM)、差 分脉冲编码调制(DPCM)和自适应差分编码调制(ADPCM)等。详细信息请阅读学习网站相 关资材。 乐器数字接口 MIDI:音频信号的处理还可以通过分析与合成的方式来进行。用合成的方式 计算机也能制造出音频信号。 音乐合成的方式是按一定的协议标准, 采用音乐符号记录方法 来记录和解释乐谱,并合成相应的音乐信号,这就是 MIDI 方式。MIDI(Musical Instrume nt Digital Interface)是一个工业标准的电子通讯协定,为电子乐器等演奏装置(如合成 器) 定义各种音符或弹奏码, 容许电子乐器、 电脑或其它的演奏设备彼此连接, 调节和同步, 即时交换演奏资料。MIDI 传输的不是声音信号,而是音符、控制参数等指令,它指示 MIDI 设备要做什么,怎么做,如演奏哪个音符、多大音量等。

六.巩固练习: 一、 单项选择题 1.多媒体信息包括( )元素。

①音频 ②视频 ③动画 ④图形图象 ⑤声卡 ⑥光盘 ⑦文本 A.①②③④⑤⑥⑦ B.①②③④⑦ C.①②③④⑥⑦ D.以上都是 )信息的。

2.计算机存储信息的文件格式有多种, .doc 格式的文件是用于存储( A.文本 B.图片 C.声音 D.视频

3.多媒体是由(

)等媒体元素组成的。 B.文字、颜色、动画、视频、图形 D.图像、视频、动画、文字、杂志

A.图形、图像、动画、音乐、磁盘 C.文本、图形、图像、声音、动画、视频 4.构成位图图像的最基本单位是( A.颜色 B.通道 C.图 8 层 )。 D.像素

5.将一幅.bmp 格式的图像文件转换成.jpg 格式之后,会使( A.图像更清晰 B.文件容量变大

)。

C.文件容量变小 D.文件容量大小不变 )决定的。

6.点阵(位)图的图像质量主要由图像的( A.分辨率和显示器

B.分辨率和色彩位数 C.色彩位数和内存 D.分辨率和内存 )。

7.以下列文件格式存储的图象,在图象缩放过程中不易失真的是(

A. *.bmp

B. *.psd

C. *.jpg )。

D. *.wmf

8.关于 MIDI,下列叙述不正确的是( A.MIDI 是合成声音 C.MIDI 文件是一系列指令的集合 9.位图与矢量图比较,可以看出( A.位图比矢量图占用空间更少 C.位图比矢量图更合适表现复杂图形 二、计算题

B.使用 MIDI,不需要乐理知识 D.MIDI 的全称是“乐器数字接口” )。 B.位图与矢量图占用空间相同 D.矢量图比位图更合适表现复杂图形

1.若一幅图像的分辨率是 512×384,计算机屏幕分辨率是 1024×768,则该图像按 100%显 示,占据屏幕几分之几?若一幅图像的分辨率是 2272×1704,要全屏幕显示整幅图像,则 该图像显示比例是百分之几? 答:

2. 一幅分辨率是 2900×1100 量化位数是 24 位真彩色图像的文件大小是多少 MB? 答:

3.录制一段采样频率为 44.1KHz,量化位数为 32,四声道立体环绕的 WAVE 格式音频数据 40 秒,需要的磁盘存储空间大约是多少? 答:

三、操作题 通过浏览 “我的文档\多媒体技术\第三章\各种媒体信息在计算机中的表示素材\image 文件 夹中的图形图像文件,完成以下内容: 1)列举并展示 6 幅位图图像和矢量图形。将包括扩展名的文件名输入在下表中,并描述图 像、图形的内容。 表 3-1 位图图像和矢量图形表现内容列表 类型 文件名 表现的内容

位图图像

位图图像

矢量图形 矢量图形

2)使用“画图”软件打开 image 文件夹中的“校园风景图”,然后使用“另存为”菜单命 令将图像分别保存为:单色位图、16 色位图、256 色位图、24 位位图文件、TIF 和 PNG 文件。 观察保存后的文件大小并填写在下表中。 校园风景图不同类型文件大小 文件类型 大小(KB 或 MB)


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