媒体技术范文

时间:2023-03-21 23:58:01

导语:如何才能写好一篇媒体技术,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

媒体技术

篇1

1、流媒体的出现

    长期以来,由于受到网路带宽的限制,互联网上的数据都是以文字、图片之类的静态内容为主,而那些音频、视频数据很难在网上,因为一般非压缩的广播级品质视频需要160Mbps的网络带宽;非压缩CD音质的音频则需要大约2.8Mbps的网络带宽。目前大部分网络用户的带宽还只是56Kbps,这与音频、视频的传播要求相差甚远。网络带宽很难在短期内得到迅速提升,因此要实现网上音频、视频传播就必须在传播文件本身下功夫,这样就出现了流媒体(Streaming media)。所谓流媒体是指采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式,而流式传输方式则是将整个A/V及3D等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包,由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。

     流媒体技术的开发创意是从传统的TCP/IP协议对通过网络传送信息的控制方法中得到的。当我们通过TCP/IP协议下载文件时,服务器会按照一定的次序将文件分成若干个独立的数据包,然后依次发送出去。而客户端的程序会将这些数据包重新组装起来,最终形成和原来完全一样的完整的文件。这时候,我们就可以对这个文件进行任何可能的操作了。流技术则不然。流技术能够按照特定的顺序将文件发送出去,而播放程序则可以边接收数据边播放他们。

2、流媒体形式简介

    目前,在Internet/Intranet上提供流媒体服务的软件中应用广泛、成熟的产品还不多。 根据媒体形式的不同,流媒体可分为如下五类:

1)、流式音频。网上流式音频主要有数字化声音、音乐和语音识别三种形式,如ToolVox,RealAudio,Crescendo MIDI等。

2)、流式视频。如VDO Net公司的VDO Live,CISCO公司的IP/TV, XING Technology公司的StreamWorks等。

3)、流式动画。如Macromedia公司的FLASH矢量动画。

4)、流式图象。新推出的RealPlayer G2支持RealPix流式图象文件格式。

5)、流式文本。新推出的RealPlayer G2支持RealText流式文本文件格式。

二、流媒体实现的关键技术---流式传输

    流式传输的定义很广泛,现在主要指通过网络传送媒体(如视频、音频等)的技术总称。其特定含义为通过INTERNET将影视节目传送到PC机。

1、 流式传输的方式

     实现流式传输有两种方法:顺序流式传输(progressive streaming)和实时流式传输(Realtime streaming)。

1)、顺序流式传输(progressive streaming)

     顺序流式传输是顺序下载,在下载文件的同时用户可观看再线媒体,在给定时刻,用户只能观看已下载的那部分,而不能跳到还未下载的前头部分,顺序流式传输不象实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件,也不需要其他特殊协议,它经常被称作HTTP流式传输。顺序流式传输比较适合高质量的短片段,如片头、片尾和广告,由于该文件在播放前观看的部分是无损下载的,这种方法保证电影播放的最终质量。这意味着用户在观看前,必须经历延迟,对较慢的连接尤其如此。

     顺序流式文件是放在标准HTTP 或 FTP服务器上,易于管理,基本上与防火墙无关。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频,如:讲座、演说与演示。它也不支持现场广播,严格说来,它是一种点播技术。

2)、实时流式传输(Realtime streaming)

     实时流式传输总是实时传送,特别适合现场事件,也支持随机访问,用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。理论上,实时流一经播放就可不停止,但实际上,可能发生周期暂停。

    实时流式传输必须配匹连接带宽,这意味着在以调制解调器速度连接时图象质量较差。而且,由于出错丢失的信息被忽略掉,网络拥挤或出现问题时,视频质量很差。如欲保证视频质量,顺序流式传输也许更好。实时流式传输需要特定服务器,如QuickTime Streaming Server、RealServer与Windows Media Server。这些服务器允许你对媒体发送进行更多级别的控制,因而系统设置、管理比标准HTTP服务器更复杂。实时流式传输还需要特殊网络协议,如:RTSP (Realtime Streaming Protocol)或MMS (Microsoft Media Server)。这些协议在有防火墙时有时会出现问题,导致用户不能看到一些地点的实时内容。

2、流式传输的原理

1)流式传输的实现途径与过程

     首先,多媒体数据必须进行预处理才能适合流式传输,这是因为目前的网络带宽对多媒体巨大的数据流量来说还显得远远不够。预处理主要包括两方面:一是降低质量;二是采用先进高效的压缩算法。

    其次,流式传输的实现需要缓存。这是因为Internet是以包传输为基础进行断续的异步传输。数据在传输中它们要被分解为许多包,由于网络是动态变化的,各个包选择的路由可能不尽相同,故到达客户端的时间延迟也就不等。为此,使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响,并保证数据包的顺序正确,从而使媒体数据能连续输出,而不会因网络暂时拥塞使播放出现停顿。

    再次,流式传输的实现需要合适的传输协议。WWW技术是以HTTP协议为基础的,而HTTP又建立在TCP协议基础之上。由于TCP需要较多的开销,故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中,一般采用HTTP/TCP来传输控制信息,而用RTP/UDP来传输实时声音数据。 2) 、支持流媒体传输的网络协议

A、实时传输协议RTP与RTCP

RTP: 实时传输协议(Real-timeTransportProtocol)一种用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。

RPCP: 实时传输控制协议(Real-timeTransportControlProtocol)和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。

    RTP是用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。RTP被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作,其目的是提供时间信息和实现流同步。RTP通常使用UDP来传送数据,但RTP也可以在TCP或ATM等其他协议之上工作。当应用程序开始一个RTP会话时将使用两个端口:一个给RTP,一个给RTCP。RTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制,也不提供流量控制或拥塞控制,它依靠RTCP提供这些服务。通常RTP算法并不作为一个独立的网络层来实现,而是作为应用程序代码的一部分。

     实时传输控制协议RTCP和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。在RTP会话期间,各参与者周期性地传送RTCP包。RTCP包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料,因此,服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率,甚至改变有效载荷类型。RTP和RTCP配合使用,它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化,因而特别适合传送网上的实时数据。 B、 时流协议RTSP

    RTSP:实时流协议 (RealTimeStreamingProtocol) 定义了一对多的应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。

     实时流协议RTSP(RealTimeStreamingProtocol)是由RealNetworks和Netscape共同提出的,该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上,它使用TCP或RTP完成数据传输。HTTP与RTSP相比,HTTP传送HTML,而RTP传送的是多媒体数据。HTTP请求由客户机发出,服务器作出响应;使用RTSP时,客户机和服务器都可以发出请求,即RTSP可以是双向的。

C、资源预订协议RSVP协议

     RSVP:资源预订协议(ResourceReserveProtocol )正在开发的Internet上的资源预订协议。

    由于音频和视频数据流比传统数据对网络的延时更敏感,要在网络中传输高质量的音频、视频信息,除带宽要求之外,还需其他更多的条件。 使用RSVP预留一部分网络资源(即带宽),能在一定程度上为流媒体的传输提供方便

3) 、识别流媒体类型的途径--MIME

     Web服务器和Web浏览器如何识别流媒体并进行相应的处理呢?答案是MIME。MIME是MultipurposeInternet MailExtensions(通用因特网邮件扩展)的缩略词。它不仅用于电子邮件,还能用来标记在Internet上传输的任何文件类型。Web服务器和Web浏览器都基于HTTP协议,而HTTP都内建有MIME。HTTP正是通过MIME标记Web上繁多的多媒体文件格式。

     流式传输的过程一般是这样的:

1、 用户选择某一流媒体服务后,Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息,以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来

2、 然后客户机上的Web浏览器启动A/VHelper程序,使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。

3、 A/VHelper程序及A/V服务器运行实时流控制协议(RTSP),以交换A/V传输所需的控制信息。与CD播放机或VCRs所提供的功能相似,RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。

4、 A/V服务器使用RTP/UDP协议将A/V数据传输给A/V客户程序(一般可认为客户程序等同于Helper程序),一旦A/V数据抵达客户端,A/V客户程序即可播放输出。

    需要说明的是,在流式传输中,使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系,是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/VHelper程序所在客户机的目的地址。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器,其基本原理如图一所示。

三、流媒体的播放方式

1、 单播

    在客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道,从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机,这种传送方式称为单播。每个用户必须分别对媒体服务器发送单独的查询,而媒体服务器必须向每个用户发送所申请的数据包拷贝。这种巨大冗余首先造成服务器沉重的负担,响应需要很长时间,甚至停止播放;管理人员也被迫购买硬件和带宽来保证一定的服务质量。

2、 组播

    IP组播技术构建一种具有组播能力的网络,允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。采用组播方式,单台服务器能够对几十万台客户机同时发送连续数据流而无延时。媒体服务器只需要发送一个信息包,而不是多个;所有发出请求的客户只需连结到这个数据流而不是连结到视频服务器,从而降低带宽的使用。网络利用效率大大提高,成本大为下降。

3、 点播与广播

     点播连接是客户端与服务器之间的主动的连接。在点播连接中,用户通过选择内容项目来初始化客户端连接。用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流。点播连接提供了对流的最大控制,但这种方式由于每个客户端各自连接服务器,却会迅速用完网络带宽。

     广播指的是用户被动接收流。在广播过程中,客户端接收流,但不能控制流。例如,用户不能暂停、快进或后退该流。广播方式中数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户,而不管用户是否需要。

     使用单播发送和广播方式发送的方式会非常浪费网络带宽,组播吸收了上述两种发送方式的长处,克服了上述两种发送方式的弱点,组播不会复制数据包的多个拷贝传输到网络上,也不会将数据包发送给不需要它的那些客户,保证了网络上多媒体应用占用网络的最小带宽。

四、流媒体的文件格式

1、 压缩媒体文件格式

     压缩格式有时被称为压缩媒体格式,包含了描述一段声音和图象的同样信息,尽管它的文件大小被处理得更小。很明显,压缩过程改变了数据位的编排。在压缩媒体文件再次成为媒体格式前,其中数据需要解压缩。由于压缩过程自动进行,并内嵌在媒体文件格式中,通常我们在存储文件时没有注意到这点。该过程如图二所示。

 

2、 流式文件格式

    流式文件格式经过特殊编码,使其适合在网络上边下载边播放,而不是等到下载完整个文件才能播放。可以在网上以流的方式播放标准媒体文件,但效率不高。将压缩媒体文件编码成流式文件,必须假如一些附加信息,如计时、压缩和版权信息。编码过程如图三所示。表一列举了常用的流式文件类型。

3、媒体格式

    媒体格式不是压缩格式,也不是传输协议,其本身并不描述视听数据,也不提供编码方法。媒体格式是视听数据安排的唯一途径,物理数据无关紧要,我们仅需要知道数据类型和安排方式。以特定方式安排数据有助于流式多媒体的发展,因为我们希望有一个开放媒体格式为所有商业流式产品应用,为应用不同压缩标准和媒体文件格式格式的媒体提供一个事实上的标准方法。我们也可从以相同格式同步不同类型流中获益。 总有一天,单个媒体格式能包含不同类型媒体的所有信息,如计时、多个流同步、版权和所有人信息。实际视听数据可位于多个文件中,而由媒体文件包含的信息控制流的播放。常用媒体格式如表二所示。

五、媒体服务器

1、媒体服务器的硬件平台

     视频服务器的工作模式是当服务器响应客户的视频流后,从存储系统读入一部分视频数据到对应于这个视频流的特定的缓存中,然后此缓存中的内容送入网络接口发送到客户。当一个新的客户请求视频服务时,服务器根据系统资源的使用情况,决定是否响应此请求。系统的资源包括存储I/O的带宽、网络带宽、内存大小和CPU的使用率。

1) 、目前有三中类型的视频服务器结构:

A、通用主机方法

     最早的通用视频服务器采用计算机主机来实现其功能,它运行在一个标准的操作系统上,如UNIX系统,硬件由一系列众多的的视频磁盘阵列组成。视频服务器的主要功能是存储、选择、传送大量的数据,却很少进行数据处理。因此,将主机作为视频服务器既不利于发挥主机的主要功能,有增加了系统的成本,因为必须提供大量的并非必须的硬件和软件。因此,有必要研究具有专门的功能、结构简单的视频服务器。

B、紧耦合多处理机

     按照视频服务器功能要求,制作出大量完成某项指令或专门功能的硬件单元,然后将相关单元组合成相应的专用系统。这些系统有的擅长创建静止图象,有的是数据库管理器,还有的是网络设备和其它动态视频的数据库。最后将这些系统级联起来构成紧耦合多处理机实现的视频服务器。这种服务器费用低、性能高、功能强,具有解决专项问题的特征,但节目受到一定的限制,扩展性较差。

C、调谐视频服务器

     调谐视频服务器的主板有一个有独特微码的嵌入式仿真器控制。磁盘控制器、ATM打包器和记帐计算机接口都利用这些极高速的仿真器来提供它们的功能和各功能块间的通讯。仿真器是通过特殊的寄存器总线和微码紧密耦合的。调谐视频服务器的结构是可扩展的。只要在主板中插入更多的服务通路,就可以达到扩容的目的。

2、 视频服务器的软件平台

     网络视频平台包括媒体内容制作、发行与管理模块、用户管理模块、视频服务器。内容制作涉及视频采集、编码。发行模块负责将节目提交到网页,或将视频流地址邮寄给用户。内容管理主要完成视频存储、查询;节目不多时可使用文件系统,当节目量大,就必须编制数据库管理系统。用户管理可能包括用户的登记和授权。视频服务器将内容通过点播或直播的方式播放。对范围广、用户多的播放,可在不同区域的中心(如中国华东上海、华北北京、华中武汉等)建立相应的分发中心,协同完成播放。此外,对商业站点,还应包括计费系统等。网络视频播放的结构如图三所示。

1)任务服务(Session Service)

    建立和维持客户和服务器之间的通信通道;为特定的客户设备管理一系列的服务器资源;每一个客户设备只分配一个任务。

2)内容服务(Content Service)

其操作过程如下:

⑴、 为当前的一个或多个视频主题查询内容;

⑵、 容服务返回一个与所需要的视频内容相关联的"assetcookie";

⑶、 客户把"assetcookie"交给流服务,准备视频内容"流化"

⑷、 流服务用节目解析器解析出"assetcookie";

⑸、 流服务定位MDS中所关联的节目内容;

⑹、 流服务指引"视频泵""流出"节目内容到客户端。

3)流服务(StreamService)

    流服务指引"视频泵"(VideoPump)以实时流的形式分发数据(MPEG-1或MPEG-2传输流)到客户端;同"视频泵"一起执行VCR控制功能(暂停、继续、快进、快退);客户端通过媒体网络(MediaNet)以流(MediaNetStream)的形式接收BLOB数据;

     -BLOB(BinaryLargeOBject)二进制大对象,如bitmap(位图)、imagestills(静止画面)及客户需要下载供本地访问的一些存储在VS中的数据,以可靠方式传输(通过MN),而实时视频流的传输往往被认为是不可靠的(如图五)。

4)媒体数据存储服务(MediaDataStoreService-MDS)

     进行文件管理(创建、存储、修改、删除)及目录管理功能;当"视 频泵"(videopump)要"播"一个视频文件时,它先给MDS目录服务器(MDSDirectoryServer)发一个消息打开文件,然后从该目录服务器得到这个文件的磁盘布局数据;由于影像文件都很大,视频服务器采用RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)存储影像文件;所有用来存储影像节目文件的磁盘称作一个卷(volume),每个卷都有一个TOC(table of contents),存储卷里面的文件及它们在磁盘阵列的位置,TOC的大小决定了一个卷能存储文件的个数;AStripe是卷上所有磁盘同样大小的一块存储空间;Striping是把一个文件分散成片(块)存储在不同的磁盘上,可以减少单块盘的访问次数和时间,以利于并发流的处理;存储节目时,先存tableofcontents(如文件的大小、创建的时间、在磁盘阵列中的位置等),然后横跨磁盘连续地存储,每一块盘上存一个stripe,当写完第一个RAID后,继续下一个RAID,当写到最后一个RAID的最后一块硬盘时,又从第一个RAID写起。当最后一个stripe没写满时,会留下空的小块,下次写盘时,又从下一个RAID开始写盘;因为采用RAID存储机制,当硬盘出现故障,不影响视频服务器正常运行,数据不会丢失。视频服务器还支持"热插拔"(hot-swap)磁盘。

5)文件(节目)上传和下载(FTPService)

     视频服务器提供远程访问MDS的能力,即mdsftp。远程客户计算机 运行FTP即可上传和下载视频服务器中的MDS文件(影像节目文件),如图六所示。

    视频服务器还提供远程两台视频服务器之间上传和下载MDS文件(影 像节目文件)的能力,这特别适合分布式大规模VOD系统的实现。

6)RTSP服务

     RTSP(RealTimeStreamingProtocol)服务处理客户与服务器之间的 通信任务;接收客户基于RTSP协议的请求;把请求映射为适当的基于媒体网络(MN)的视频服务器呼叫;执行呼叫到合适的视频服务器进程;转发视频服务器应答并返回给客户如图七。

六、未来属于流媒体

     人们常说互联网是一场革命,实际上在流媒体全面发展之前,这场革命是不彻底的。没有流媒体的互联网无声无影,所谓"虚拟的世界"的说法名与实相去太远。流媒体技术全面应用后,人们在网上聊天就不必用文字表达自己的语言了,直接语音输入就行了。如果想彼此看见对方的容貌、表情,只要双方各有一个摄像头就可以了;电子商务的货品展示也不再限于图片的二维观看了,看到感兴趣的商品,点击后,就会有讲解员和商品的影像出现,可以达到与现实完全一致的展示效果,而且你可以与讲解员进行现场交流;网上新闻也不仅仅只能用文字和图片表达,更有真实感的影像新闻也会出现。非但如此,流媒体还将给互联网带来全新的内容,如网络电视、网络影院、网上教育等。

流媒体发端于美国,目前的流媒体技术都源于美国,而且美国的带宽比国内丰富得多,因此流媒体在美国的应用已经非常广泛。像如今在美国如火如荼的MP3.COM就是得益于流媒体技术. 网络电视,相对于传统电视,它的优势是:

第一,提升电视台的形象,在国内众多的电视台网站中,能够把电视台最大的优势资源--视频节目在互联网上进行全面应用的电视台并不多,网络电视能够马上提升电视台的国内国际形象。

第二,网络电视是一个全互动的电视概念,它是双向的,对电视台和观众的沟通反馈起着非常大的作用,传统电视这方面是相当弱的,基本上,它是单向的。

第三,网络电视除了能在互联网上进行广播外,它还能让全世界的网民对电视节目进行点播,想看什么就看什么,想什么时候看就什么时候看。传统电视能做到这一点吗?不能。

篇2

关键词:多媒体技术 图形 图像

中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)006-082-02

多媒体技集文字、声音、图像、视频、通信等多项技术于一体,采用计算机的数字记录和传输传送方式,对各种媒体进行处理,具有广泛的用途,甚至可代替目前的各种家用电器,集计算机、电视机、录音机、录像机、VCD机、DVD机、电话机、传真机等各种电器为一体,是一个涉及面极广的综合技术,是开放性的没有最后界限的技术,其产业涉及电子工业、计算机工业、广播电视、出版业和通讯业等。

1 多媒体技术应用的意义

多媒体技术发展到今天,已经对人类的现实生活产生了深远的意义和影响,具体表现在以下几个方面:一是使计算机可以处理人类生活中最直接、最普遍的信息,从而使得计算机应用领域及功能得到了极大的扩展。二是使计算机系统的人机交互界面更加友好方便,非专业人员可以方便地使用和操作计算机。这也使计算机的应用可以很快速的普及;三是多媒体技术使音像技术、计算机技术和通信技术三大信息处理技术紧密地结合起来,大大的促进了信息处理技术的发展,声音、视频、图像压缩方面的基础技术已逐步成熟,并形成了产品进入市场,形成一个巨大的产业链。

2 多媒体技术涉及的内容

多媒体技术涉及的内容包括多媒体数据压缩、多媒体处理、多媒体数据存储、多媒体开发工具等。下面加以简单介绍:

多媒体数据压缩涉及多模态转换、压缩编码;多媒体处理主要是音频信息处理,如音乐合成、语音识别、文字与语音相互转换;

多媒体数据存储主要涉及数据库技术,这里指多媒体数据库,如图像处理会产生大量数据,就要考虑数据库存储技术;

多媒体开发工具:第一种是基于时间的,它以可视的时间轴来决定事件的顺序和对象上演的时间。这种时间轴包括许多行道或频道,以使安排多种对象同时展现。比如Director和Action;第二种是基于图符或流线的,它把多媒体成分和交互队列(事件)按结构化框架或过程组织为对象。使项目的组织方式简化且多数情况下是显示沿各分支路径上各种活动的流程图。比如Authorware;第三种是基于卡片或页面的,它提供一种可以将对象连接于页面或卡片的工作环境,一页卡片便是数据结构中的一个节点,它类似于教科书中的一页或数据袋内的一张卡片,如HyperCard;第四种是以传统程序语言为基础的,需要用户编程量较大,而且重用性差、不便于组织和管理多媒体素材、调试困难,如VB、Delphi等。

3 主要多媒体技术的发展状况

多媒体技术的发展状况可以从以下几个方面分析:

(1)音频技术。音频技术主要包括四个方面:音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。

音频数字化目前是较为成熟的技术,多媒体声卡就是采用此技术而设计的,在这种技术的支持下,数字音响一改传统的模拟方式而达到了理想的音响效果。音频采样包括两个重要的参数即采样频率和采样数据位数。采样频率即对声音每秒钟采样的次数,采样频率越高音质越好,存贮数据量越大。采样数据位数即每个采样点的数据表示范围,目前常用的有8、12和16位三种。采样位数越高,存贮数据量越大,音质也越好。

语音处理主要集中在音频压缩上,目前最新的MPEG语音压缩算法可将声音压缩六倍。

语音合成又称文语转换(Textto Speech)技术,它能将任意文字信息实时转化为标准流畅的语音朗读出来,相当于给机器装上了人工嘴巴。涉及声学、语言学、数字信号处理、计算机科学等多个学科技术。

语音识别在音频技术中难度最大最吸引人,就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高级技术。语音识别技术主要包括特征提取技术、模式匹配准则及模型训练技术三个方面。让计算机听懂人说话是发展人机语音通信和新一代智能计算机的主要目标。

(2)视频技术。视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号,使得计算机可以显示和处理视频信号。视频数字化后色彩、清晰度及稳定性都有了明显的提高。视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为电视信号,从而可以在电视上播放。

(3)图像压缩技术。图像压缩一直是技术热点,是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础,目前有三个压缩标准即JPEG、MPEG和H.26。

JPEG是国际上彩色、灰度、静止图像的第一个国际标准,它不仅适于静态图像的压缩,电视图像序列的帧内图像的压缩编码,也常采用JPEG压缩标准。它包括两部分:一是基于DPCM(空间线性预测)技术的无失真编码,一是基于DCT(离散余弦变换)和哈夫曼编码的有失真算法。前者图像压缩无失真,但是压缩比很小,目前主要应用的是后一种算法,图像有损失但压缩比很大,压缩20倍左右时基本看不出失真。MPEG是针对运动图像的数据压缩技术。目前又分为MPEG-I、MPEG-II、MPEG-IV、MPEG-7和MPEG-21。它除了对单幅图像进行编码以外还利用图像序列中的相关原则,将帧间的冗余去掉,这样大大提高了图像的压缩比例。H.26是视频图像压缩编码国际标准,主要用于视频电话和电视会议,可以以较好的质量来传输更复杂的图像。

4 多媒体技术应用领域

多媒体技术的应用领域非常广泛,涉及农业生产、军事、旅游、互联网、家庭娱乐、电子地图、网络通信、办公自动化、航空航天、生产管理、教育教学、信息咨询、商业广告等等,下面从几个方面进行简单说明:

(1)教育和娱乐:它可能是多媒体技术应用最多的一个领域,一般的游戏都使用了动画,三维图形,视频播放,声音处理等技术,还有影视娱乐业中的电影特技、变形效果,电视/电影/卡通混编特技、MTV特技制作、仿真游戏。在教育方面,多媒体技术主要体现在形象教学、模拟展示上,比如电子教案、形象教学、模拟交互过程、网络多媒体教学、仿真工艺过程等,这使得教学过程具有很好的交互性,并可用逼真的形象表现所需的信息。

(2)商业广告:是另一种对多媒体技术需求较多的应用领域,主要体现在特技合成、大型演示中,象影视商业广告、公共招贴广告、大型显示屏广告、平面印刷广告等,这里要用到视频捕捉、图像压缩与解压缩、图像编辑与转换、音频同步,添加字幕等技术。

(3)虚拟现实技术和远程传输:它可以用来模拟复杂的动作和仿真,利用计算机和其它的相关设备将人们带入一个虚拟的世界。虚拟现实技术体现在人工智能模拟上,象生物形态模拟、生物智能模拟、人类行为智能模拟,比较典型的例子就是驾驶训练系统,它就使用了虚拟现实技术;多媒体技术在远程传输上的最成功表现就是多媒体在Intemet上的应用,它突破了Intemet只能传输字符的限制,从而展示给远处一个接近现实的画面,这在医疗上体现了具大的作用,象远程诊断、远程手术。

多媒体技术在上述应用领域发展的过程中,不仅促进了多媒体软件的发展,同时也促进了多媒体硬件的发展。对于软件来说,可以分成以下几类:

文字处理:记事本、写字板、Word、WPS

图形图像处理:PhotoShop、CorelDraw、Freehand等;

动画制作:AutoDesk、Animator Pro、3DS MAX、Maya、Flash等;

声音处理:Ulead Media Studio、Sound Forge、Audition(Cool Edit)、Wave Edit等;

视频处理:Ulead Media Studio、Adobe Premiere等;

对于硬件来说,不仅声频卡(Audio Card)、光盘(CD-ROM)、视频卡(Video Card)等这些基本产品得到了广泛的发展,其它的硬件设备如摄像机、扫描仪、触摸屏、打印机、影碟机、音响设备等也得到快速的发展和广泛的普及,这些产品已走进平常百姓家,给人们带来了很多生活乐趣。

参考文献:

篇3

Abstract: Combined with the development practice of new media platform, this paper fully clarifies the general outline of the new media platform technology, discusses the working principle and interfaces of various aspects in detail.

关键词: 门户;产品;流媒体;CDN

Key words: portal;product;streaming media;CDN

中图分类号:TN919 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)17-0208-02

0 引言

新媒体平台技术不仅是业务的重要支撑,更是业务的灵魂主体。由于新媒体的高度互联网化,平台技术在相当程度上决定了产品和服务,这是一般技术平台所不具备的重要特征。一个成熟的互联网或新媒体服务,应为用户提供端到端的服务。新媒体形态种类繁多,这里讨论限定为以视听体验为主的媒体形态。

1 总体架构

新媒体平台技术最简模型是:业务平台、传输通道和终端。业务平台实现三大功能:门户、产品和订购关系,形成客户购买服务的商业行为;传输通道由第三方运营商提供基础平台(互联网),服务商在此基础上构建内容分发网络(CDN)进行通道优化;最后通过客户端将业务平台的服务传递至最终用户。

2 业务平台

业务平台主要由门户、产品、订购关系组成。

2.1 门户 门户是用户使用服务的窗口,由展示层、门户管理和数据库三层架构支撑,载体是多种类型用户终端。展示层开发流程是:用户界面设计、视觉设计、Web前端开发。用户界面设计完成人机交互和操作逻辑;视觉设计完成平面渲染;Web前端开发基于标记语言(HTML、CSS)和脚本语言(JS)完成Web服务器前端代码的开发。

用户界面设计和视觉设计接口是:逻辑说明文档和线框图;视觉设计和Web前端开发的接口是PSD、JPEG文件;Web前端开发和门户管理的接口是API调用。

门户管理包括:门户内容管理、门户模板管理、门户展示管理、门户。门户内容管理负责门户内容的采集编辑;门户模板管理对可复用页进行分类整合;门户展示管理基于模板对展位布局进行调控;门户是门户页的物理节点,由服务器集群和均衡组成,也是分布式部署的根节点。由此有序下发到传输通道的门户CDN(也称Web CDN);门户管理涵盖所有终端,同时支持用户终端的交互转换。门户的终端匹配是浏览器。垂直搜索和智能推荐是优化门户的重要手段。依据大数据可以实现门户的个性化分组。优秀的门户设计目标是:高效和简便,使用户感觉不到门户的存在。这需要大量技术支撑。

2.2 产品 视听体验的媒体产品核心是直播和点播。主要由产品管理系统、素材数据库、音视频编码、流媒体、编辑生产、存储系统、版权管理等系列核心技术组成。

①产品管理系统由用户界面、产品管理、产品数据库支撑。用户界面是人机交互界面,与对外门户不同,采用简约工具软件风格。产品管理包括:素材库导入、产品内容管理、直播管理、点播管理、分发管理、上线管理。产品数据库是素材数据库的下游。从素材库提取消息到产品库,经过整理分类,生成规定格式的文件,有序下发到传输通道的点播文件CDN。②素材数据库也称媒体资源库,将不同来源的消息进行标注和结构化处理。对消息遵照标著录规则进行统一录入,着重记录消息的内容属性(摘要、主题词)和层次属性(节目、片段、场景、静帧);同时将非结构化、半结构化和结构化原始消息进行统一结构化处理。③音视频编码是信源压缩编码。由于数字化最高采样频率为定值,导致数字音视频必存在冗余。主导视频压缩编码格式是:MPEG.X和H.26X。由于面向对象编码方案仍存在技术障碍,而H.264网络友好协议的特征,使其成为目前主流视频编码格式,用以生成时移、回看、点播的音视频文件。④流媒体服务器和核心路由器组成直播流源。直播流利用组播协议发送至传输通道,减轻网络压力。流媒体技术是一个协议族,跨越、服务器和客户端。由于流文件随播即逝,起到了保护版权作用。⑤新媒体业务编辑生产要素是简捷和高效,日常大量任务是拆条、快编。MPEG.2是演播室友好的编码格式,而网络友好的H.264贯穿新媒体生产全业务流程,因此,应采用简化技术流程的H.264编码格式进行编辑生产。⑥传统存储系统按实体组成分为:硬盘接口、存储交换、存储体;按体系结构分为:DAS、NAS、SAN。硬盘接口有两大类:ATA接口、SCIS接口,包含串联和并联。由于并联互扰,串联效率高于并联。硬盘容错采用RAID技术(独立磁盘冗余阵列)。存储交换是将盘阵和主机网络化的交换协议,采用主流FC协议。存储体按成本由低到高分为:SATA硬盘、SAS硬盘、FC硬盘、固体硬盘等。在线存储一般采用成本高可靠性好的硬盘;近线和离线存储一般采用成本低容量大的硬盘。在存储体系结构中,DAS是原始硬盘的一种延伸,SAN是封闭的高成本存储网络,NAS是开放的廉价存储网络。云存储在传统存储系统的基础上做广泛延展,通过对所有计算、存储、网络的虚拟化,形成存储资源池,达到存储资源利用的最大化。新媒体存储方案总体原则是:核心高可靠、边缘低成本、逐步向云存储过渡。⑦音视频产品版权管理采用数字水印技术,在不影响产品使用价值前提下,提取隐藏在载体中的信息,达到产品版权保护目的。

2.3 订购关系 订购关系主要由业务运营支撑系统(BOSS)组成。业务运营支撑系统按主体分为客户和商家两部分。客户包括:计费、支付、预存、结算、鉴权、认证、客户服务等;商家包括:营业、账务、产品和业务管理、决策支持等。计费是用户有偿消费记录,结算是用户支付记录,认证是合法性确认,鉴权是访问权力限定;营业是商家的进、销、存记录,账务是商家间贸易记录。系统提供两种被访问方式:用户直接访问和第三方间接访问。业务运营支撑系统的技术平台采用三层架构,与Web开发可视化不同,BOSS业务逻辑繁杂,因此,逻辑清晰、可扩展性、大流量并发、稳定性是BOSS的重点。

3 传输通道

传输通道由直播流保障通道和基于运营商互联网的CDN共同组成。直播流保障通道是指:城域网和接入网扩容、路由组播协议、QoS保障等网络技术手段。由于数字视频码率较常规通信业务的大幅提高,城域网和接入网的节点和链路都要做相应扩容;路由组播协议部署在城域网的同时,在接入网中也尽可能的下沉,最大限度的接近用户终端,以减轻网络流量压力;QoS保障是在现实资源条件下用户与网络的约定,以期达到有限资源利用最大化。CDN分为门户CDN和点播CDN,两个CDN相互独立,门户CDN每户几十Kbps,点播CDN每户几Mbps。CDN节点的部署应根据区域用户实际活跃度有目标的逐步延伸。

4 终端

终端涉及平台、接入和切换。互联网终端平台是开放平台,如操作系统、浏览器、播放器等;接入主导趋势是:高质量同步产品接入优化通道的“私网”,可延时产品接入共享“公网”;利用无线局域网技术实现移动终端和固定终端之间自由切换。

5 安全

新媒体平台融于互联网技术体系,在开放的互联网环境中,安全保障难度极高。网络信息安全的热点长期集中在边界防护上。保密、保护和保障,在信息安全发展的不同阶段,思想和方法不断变化。目前主导方向是:依据可信计算的思想,防内为主,从主机加固开始,向外扩展直至边界。做真实系统的影子系统,按照等级保护的规范进行模拟测试,稳定后将安全策略移植到真实系统上。

参考文献:

[1]康彬.新媒体时代的受众研究――由麦奎尔的《受众分析》谈起[J].新闻知识,2011(01).

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那么,多媒体信息技术在小学生的科学探究活动中真的难有大的作为吗?前苏联教育家赞可夫曾说:“教学法一旦触及学生的情绪和意志领域,触及学生的精神需要,就能发挥高度有效的作用。”通过实践与研究,我们发现:若能恰当使用,多媒体信息技术完全可以在小学生的科学探究实践活动中扮演多种角色,发挥独特功能,成为学生科学探究活动顺利开展的助推器。

一、多功能的新型实验仪

说起实验,人们就会想到实验室里的各种传统实验仪器。其实,很多传统的实验仪器和实验方法也有一定的局限性,部分实验效果并不明显。让小学生借助多媒体信息技术声、图、文并茂和模数转换技术等独特功能,开展科学探究活动,有时反而会取得传统实验仪器无法达到的实验效果,从而促进学生探究能力的提高。从这个意义上说,多媒体信息技术平台就是一种多功能的新型实验仪。

例如,在探究蚯蚓的过程中,部分学生在普通观察条件下,只聚焦于形状、颜色、大小等基本的易见特征,而对身体上的环带和体节等细节的结构特征视而不见。但是,当教师建议学生把蚯蚓置于教室里的实物投影仪下,利用调焦放大功能,通过大屏幕呈现出来以后,学生立即惊讶于一种不同的视觉效果,并很快发现了蚯蚓的环带和体节,甚至有学生提出改变投影仪的光线,以便确定蚯蚓的活动是否会受光线的影响。这时,再次让学生在普通条件下观察蚯蚓,果然发现了刚才忽视的环带和体节等其它特征,细心观察的重要性就不言而喻,学生的探究兴趣也得到极大的提高。

二、超现实的虚拟演示器

小学生的科学探究活动,鼓励亲自动手,亲身经历。但是,某些如涉及自然现象等的探究活动,学生无法亲身体验,因此从表象来推测,就会具有多种可能性;某些探究内容,本身具有多种实验方案,学生对每一种方案都要试一下是不切实际的;还有一些实验,要么复杂,要么具有一定的危险性和要求严格的操作规范。因此,小学生在科学探究活动之前,需要设计实验方案,对可能的方案进行反复的构想、推敲与完善。只有这样,才能够保证探究活动的顺利进行,达到预定的探究目的。

通常,我们在让学生交流实验方案时,往往要求学生用口头或书面文字和图画的方式进行描述。这对于小学生来说,固然方便,易于实施,但是,也容易出现不直观、不具体、不生动等局限性,为表达、理解与交流带来很多麻烦。如果让学生借助多媒体技术演示自己的方案,这些问题很可能就会迎刃而解,尽管这需要教师事先精心准备便于学生互动操作的课件。例如,电路连接的实验材料比较多,有多种可能的连接实验方案,不同的连接方法,还会出现相同的实验现象,那么到底哪一种方案更加科学合理?这时,学生的交流仅用口头或书面文字和画图的方法,往往不能充分表达。而教师如果事先用Authorware制作好课件,充分利用其丰富的人机交互方式,让学生通过点动鼠标在投影仪上演示电路连接方法,就会使学生的表达变得充分而直观,极大地推动了学生的探讨与交流。再如,日、地、月之间的位置与关系,火山及地震的类型与现象等,都可借助多媒体信息技术及多种软件的帮助来实现形象化的虚拟演示。

三、远距离的互动交流机

小学生的科学探究活动包括课内探究和课外探究两部分。相对而言,课外探究比课内探究更具有自主的空间,更能促进学生科学素养的形成和发展。但课外探究遇到的实际问题要比课内多得多,在遇到困难时又不能像课内一样及时与他人交流,获得教师和同学面对面的帮助。因此,很多学生的课外探究往往会半途而废或者不能取得实效。

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数字媒体技术是一种新兴的科学技术,广泛应用于生活、医药、交通、网络等各个方面,是现代社会所不可缺少的一种科学技术,且就业前景广泛,吸引了各个年龄段的人群。

数字媒体技术主要包含场景设计、角色形象设计、游戏程序设计、多媒体后期处理、人机交互技术。此专业最早出现在北京,主要针对游戏开发和网站美工还有创意设计这类工作而设计的专业。

数字媒体技术专业的教学与出版、新闻、影视等文化媒体及其它数字媒体软件开发和产品设计制作行业的要求相结合,培养面向数字网络时代兼具信息传播理论、数字媒体技术和设计管理能力的复合型人才。

(来源:文章屋网 )

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关键词:流媒体 启动延时 RTP

自互联网产生以来,受网络带宽的限制,互联网上的信息都以文字、图片等静态数据为主,而音频、视频数据则难以在网上。随着ADSL、视迅宽带、FDDI网的出现,网络带宽得到很大的改善,可以达到100M以上的传输速率,但仍无法满足高质量的多媒体信息传输的需要,这就要从数据的传输方式上着手来解决问题。由此,流媒体技

术应运而生。

一、流媒体技术概述

流媒体(Streaming)技术是指在发送端和接收端之间以独立于网络负载的以给定速率传输音频、视频信息的一种传输技术。流媒体具有隐含的时间维、传输的实时性和等时性、高吞吐量等特点。目前因特网由于存在带宽不足、服务质量控制机制较弱等局限性,难以满足流媒体的实时性要求,为此因特网工程任务组(IETF)制定了一系列支持流媒体实时传输和服务质量控制的协议,如 RTP、RSVP、RTCP等。其中,RTP是所有这些协议的基础。在网络上传输音频或视频等多媒体信息,目前主要有下载回放和流式传输两种方案。下载回放方式时间长、占的内存多,要求用户等到整个文件全部下载完毕才能回放。流式传输中声音、影像等通过网络向用户计算机进行连续、实时传送,用户不必等到整个文件全部下载完毕,而只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。

流媒体技术是一种使用流式传输连续的时基媒体的技术。流式传输方式是将视频、音频等其他媒体压缩为一个个压缩包,由视频服务器向用户计算机连续、实时传送,只需要在用户端缓存足够可播放的视频容量就可以开始播放。

二、流媒体系统的组成

1、编码工具。即用于创建、捕捉和编辑多媒体数据,形成流媒体格式。利用媒体采集设备进行流媒体的制作。它包括了一系列的工具,从独立的视频、声音、图片、文字组合到制作丰富的流媒体。这些工具产生的流媒体文件可以存储为固定的格式,供服务器使用。

2、流媒体数据。即媒体信息的载体。常用流媒体数据格式有.ASF、.RM等。

3、服务器。即存放媒体数据。由于要存储大容量的影视资料,因此该系统必须配备大容量的磁盘阵列,具有高性能的数据读写能力,可以高速传输外界请求数据并具有高度的可扩展性、兼容性,支持标准的接口。这种系统配置能满足上千小时的视频数据存储,实现片源的海量存储。

4、网络。即适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络。流媒体技术是随着互联网络技术的发展而发展起来,它在现有互联网络的基础上增加了多媒体服务平台。

5、播放器。即供用户欣赏网上媒体的软件。流式媒体系纺支持实时音频和视频直播和点播,可以嵌入到流行的浏览器中,可播放多种流行的媒体格式,支持流媒体中的多种媒体形式,如文本、图片、Web页面、音频和视频等集成表现形式。在带宽充裕时,流式媒体播放器可以自动侦测视频服务器的连接状态,选用更适合的视频以获得更好的效果。目前应用最多的播放器有美国Real Networks公司的Real Player、美国微软公司的Media Player、美国苹果公司的Quicktime三种产品。

目前,Real System 被认为是在窄带网上最优秀的流媒体传输系统,其允许的带宽限制从28.8kbps的拨号上网到10M 的局域网,允许点播的人数从 100 流到 1000 流甚至无限流。Real System 系统由三部分组成。一是媒体内容制作工具Real Producer。主要是用于压缩制作多媒体内容文件,实时压制现场信号并传送给Real Server进行现场直播;也可以把其他音频、视频和动画等多媒体文件格式转换成Real Server支持并进行流媒体广播的 Real格式。二是服务器引擎 Real Server。它是目前国际上最强力的因特网和Intranet上的流传播服务引擎,利用该服务引擎用户可以在客户端无须等待数据全部下载完毕即可实时收看直播节目。三是客户端播放软件 Real Player。用来向服务器发出请求,接收并回放从 Real Server传送的媒体节目。

三、流式传输协议

流媒体协议是流媒体技术的一个重要组成部分,也是基础组成部分。因特网工程任务组的主要工作是设计各种协议来规范与发展世界标准化组织,现已设计出几种支持流媒体的传输协议。

1、RSVP(资源预留协议)。该协议促使流数据的接收者主动请求数据流路径上的路由器,并为该数据流保留一定的资源(即带宽),从而保证一定的服务质量。RSVP是一个在IP上承载的信令协议,它允许路由器网络任何一端上终端系统或主机在彼此之间建立保留带宽路径,为网络上的数据传输预定和保证服务质量。

(1)RSVP协议中涉及到发送者和接收者的概念,这两个概念是在逻辑上进行区分的。发送者指发送路径消息的进程,而接收者是指发送预留消息的进程,同一个进程可以同时发送这两种消息,因此既可以是发送者也可以是接收者。

(2)资源预留的分类。专用预留:它所要求的预留资源只用于一个发送者,即在同一会话中的不同发送者分别占用不同的预留资源。共享预留:它所要求的预留资源用于一个或多个发送者,即在同一会话中的多个发送者共享预留资源。

(3)RSVP提供两种发送者选择方式。通配符方式:默认所有发送者,并通过预留消息中所携带的源端地址列表来限制通配符滤波器。显式指定方式:滤波器明确指定一个或多个发送者来进行预留。

2、RTP(实时传输协议)。用于Internet上针对多媒体数据流的传输。RTP协议为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务,如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。应用程序通常在UDP上运行RTP以便使用其多路结点和校验服务。RTP可以与其他适合的底层网络或传输协议一起使用。如果底层网络提供组播方式,那么RTP可以使用该组播表传输数据到多个目的地。

3、RTCP(实时传输控制协议)。实现通过客户端对服务器上的音视频流做播放、录制等操作请求。该协议通过RTSP协议实现了在客户端应用程序中对流式多媒体内容的播放、暂停、快进、录制和定位等操作。RTP和RTCP一起提供流量控制和拥塞控制服务。

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进入全媒体时代

区别于以报纸、电视为主的传统媒体时代,人们将通过网络获取信息的时代称之为新媒体时代。但与智能移动终端流行的今天相比,其信息获取的方便性、及时性仍有差距,CC视频将之称为“全媒体时代”。

“全媒体是传媒行业最新流行的词汇,严格地说它是各种媒体的集大成者或者说融合。”CC视频CEO张远表示。CC视频是一家云视频服务的提供商,专门为各种新媒体提供视频服务。

据张远介绍,全媒体有几个典型特点:第一是信息传播手段的融合,即把文字、语音、图像、视频很好地结合起来;第二是传播渠道的融合,既有传统媒体,如报纸、电视,还有网络(包括今天所说的三网融合);第三是接收终端的的融合,除传统的报纸、杂志等印刷品外,内容还通过智能电视、电脑、智能手机、平板电脑展现。“这三方面融合就形成了我们所说的全媒体。”

“报业转型是大势所趋,面对新媒体快速发展、经营环境的聚变,单纯依靠平面媒体很难获得生存和发展。”《京华时报》总编辑李洪洋在演讲中表示。

“云报纸”是《京华时报》全媒体转型的一次尝试。据李洪洋介绍,云报纸是一个平台,它有两个终端,一个终端是传统的报纸,而另一个终端则是移动终端,如通过手机对报纸的内容进行拍照,手机上马上就会显示出相关的文章和视频内容。

新媒体插上“云”翅膀

新媒体是技术推动下的产物,新媒体与传统媒体之间的关系从最初的依附、互动、融合,发展到今天的全媒体,技术创新在其中起到了不可或缺的关键作用。而且随着媒体内容和产品的多媒体化,实现这一切对新技术研发和应用提出了更高的要求。

全媒体时代的一个关键技术是视频的应用。尤其是在诸如教育、新闻访谈等领域,视频已经被证明是最好的展现手段。不过,视频服务需要比较大的投入,包括服务器、存储设备等,因此,对于一般小型传媒公司来说,云视频则是一个不错的选择。

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本文以新疆大学学生学习《电工电子学》为例,阐述了多媒体教学在新疆大学班级教学过程中的经验,以及针对产生的问题进行改正,激发新疆各族学生的课堂学习积极性,以便更好地服务于新疆的和谐发展。

关键词:

新疆;多媒体;教学

随着科技的进步和教育的发展,多媒体技术被引入课堂教学,成为辅助教学手段,越来越被人们认可和接受。多媒体完全改变了“以课堂、书本、教师为中心”的单一教育形式,并改变了传统的教学思想和理念,构建起了新型的教学模式,这对于现代课堂教育的改革起到了非常大的作用,不仅提高了教学效率,而且还激发了学生的学习积极性,有效的吸引学生的注意力并通俗易懂,从厌学到爱学,同时也减轻了老师的课堂压力。

一、优化教学方法

教学的改进是从教学任务的实效性和上课时间消耗的合理性出发的,有科学地执行理想的教学形式在满足该条件下。鉴于此教学水平标准应注意以下两点:一是课堂理论教学效果;二是课堂时间的耗费。鉴于此标准,其课堂教育手段要达到最优化水平,我们就首先要遵守课堂教学的可接受性标准原则,以及将科学性与系统性互相优化的原则。随着近几年多媒体技术的发展,知识掌握形式的交互性与可控性得到了空前的发展。尤其是多媒体教学方面,以其优良的教学技术,强大的教学能力在课堂教学中极快的发展和利用,进而对教育模式、教育理念、教学方法等有关方面都有了很大的影响。多媒体技术将公式、图像、语言、动画、等多类数字信息集结于一体进行工作,声像图文并茂,具有很好的特点,能够立体的展现出一门课的精髓,基于以上优势的表现,因此多媒体教学手段非常适合《电工电子学》课程教学和教学方法改进的需求。相对于过去的教学过程中学生很难掌握理解的复杂电路构造和运作我们可以利用二维、三维动画的多媒体课件进行很好的课堂教学,会获得优良的课堂教学效果并提高学习效率。多媒体课堂教学对《电工电子学》教学方法的直观性主要体现在以下方面:一是教学直观性。根据理论信息的可接受性标准原则,提供直观形象的多重感官刺激的视听觉材料,是最理想,最直接的信息传递方法,这样就很好的增强了其知识的可接受性,而不是被动性,从而将学生从被动学习改变为主动学习;二是网络交流形式的多样性。多媒体教学基本上是鉴于多媒体网络,不仅仅是通过师生之间可以友好的交流,同时学生之间、院校之间也能够很好地实现交互协作,在课余时间同学们就可以通过网络互相交流,把课堂上没能理解的内容通过网络交流来解决,也减轻了教师的教学压力。三是交互性好,自学难度低。多媒体课堂教学能更好地发挥学生在学习中的主导作用。它不仅具备媒体的多样化,而且又具有选择的随意性。四是数据信息量大、更新速度高。多媒体教学非常合适知识不断更新和教学中填补先进学术前沿内容。多媒体教材可以随意增删改动,并由教师自己完成,甚至也可以由学生也参与。五是多媒体具有数字信息集成化控制性。信息集成化高度可以让学生在有效的时间内得到更多的理论信息,并很好的简化知识信息的难度。

二、激发学生学习积极性

学时紧张是其教学改革的必然结果。鉴于一般的教学手段,有些内容因讲授费时又费力而很难展开,教师花费很多的时间去解释电路图中单一的电路图,其效果不是很好,而且很可能导致学生对某些问题无法理解,甚至一知半解,或兴趣不大,这样就会导致学生失去了学习这门课的兴趣,甚至产生厌学情绪,那么在后续的课堂教学过程中很有可能会难以进行,教师就会产生很大的教学压力。计算机多媒体技术为我们全方位现场演示、多通道分析,解决较复杂的问题提供了可能。教师利用应用软件在动态图像及处理信息化数据方面的功能,不仅激发了学生的求学欲望,也提高了问题解决以及分析的能力,进而获得一些问题的解决手段。这样一来,也能够很好的激发学生在课堂上的学习积极性,并善于动脑,对《电工电子学》这门课也会产生兴趣,从而改变被动学习的状态,同时提高教师的课堂精神,更加完善这门课的教学过程,达到预期的教学目的。

三、在实践中不断完善多媒体教学

我们根据各个非电专业的特点,在教学中充分运用了多媒体技术。传统教学往往是教师先在课堂上按照书本进行理论讲解,再到实验室参观实物并进行电路接线,学生在环节转换过程中都反映与课堂学的理论较难联系在一起。我们认为在课堂理论教学中要重点解决以下问题:(1)通过具体的实物形体进行看得见的形象讲解。(2)把各种电路器件不单是搬进课堂让学生看其外形,更重要的是讲解并演示这些电路器件在具体实验中的操作。我们应用多媒体教学手段很好地解决了这一问题。不仅能够在课堂上能让学生直观了解各个电路图、电气设备工作,而且到了实验室也可以很好的结合课堂多媒体的教学思路来完成在实验中的实践教学,这样就可以很好的激发学生的学习积极性,更好掌握本课程的精髓,同时到了实验室学生便会努力做好实验,以便得到与课堂教学一样的结论,这样就会给学生一种成就感,就会达到课堂与实验结为一体的氛围。

总之,在《电工电子学》教学中,牵涉的电路电气设备数量多,结构、原理、线路复杂,相关的实验仪器、设备种类多,操作要求各异。通过多媒体教学,不仅能够优化教学方法和激发学生学习积极性,并且还可以提高其实践能力,提升其课堂教学效率,让学生对《电工电子学》这门课产生浓厚的兴趣,同时教师在课堂教学过程中也可以灵活自如,减轻教学压力,从而更好的教授这门课,让学生掌握一定的理论知识,具有较高的实践操作能力。随着科学技术的发展,在今后传统的课堂教学模式势必将会用多媒体的教学模式来取代。

作者:·亚尔买买提 单位:新疆大学电气工程学院

参考文献:

[1]薛阳.多媒体教学应用与教学改革创新[J].科技与创新,2017,(03):140+142.

[2]鲁姝慧.浅谈多媒体课件在高校培训中的应用[J].黑龙江科技信息,2017,(03):181.

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21世纪是数字信息的时代,数字媒体产业也被认为是数字信息时代最具发展潜力的阳光产业,国家政府也对这一新兴的融科技、文化、艺术为一体的产业给予大力扶持。巨大的市场需求刺激着许多与数字媒体相关产业和领域的变革与发展。在教育领域,国内各大高校都纷纷结合各自的优势背景和特色,开设和创办与数字媒体相关的学科和专业,数字媒体技术专业和数字媒体艺术专业在这样的背景和发展趋势之下应运而生。

1 数字媒体技术专业发展现状

数字媒体技术专业是一个宽口径,以技术为主,艺术为辅,技术与艺术相结合的跨学科新专业。数字媒体技术专业的毕业生需要掌握信息领域的基础理论与方法,具备数字媒体制作、传输与处理的专业知识和技能,并具有一定的艺术修养,能综合运用所学知识与技能去分析和解决实际问题。因此,数字媒体技术主要依托于计算机信息技术,数字技术,网络技术等工科性质的技术,而将艺术修养,人文知识素养置于附属、辅助位置,从而导致学生综合知识素养的缺失,缺乏创意与内涵。另外,数字媒体技术专业对学生计算机技术方面的培养也不如计算机科学技术、软件工程等专业那样严谨,造成学生文化艺术不如文科或艺术专业的学生,计算机技术也比不上计算机专业的学生,毕业时往往难以顺利就业。

2 数字媒体艺术的发展现状

艺术媒介的变化和基于数字手段的内容整合,使得以数字科技、艺术设计和新媒体研究相统一的新型教育模式成为数字媒体艺术教育的指导思想。所以数字媒体艺术专业是集数字媒体技术应用与艺术创作为一体的专业,是培养具有扎实的数字技术应用基础和艺术理论基础,掌握数字技术在影视艺术领域、网络多媒体艺术领域中的应用原理、基本知识和技能,能在影视艺术、网络多媒体艺术领域中进行创作实践的应用性人才。可以看出,数字媒体艺术专业要求具备数字技术应用的能力,包括相关的数字艺术设计软件的应用,网络技术的应用等。同时也比较注重艺术理论的学习和艺术修养的陶冶。但是,有艺术专长的学生对于相关技术的学习难以精进,对相关技术软件的使用也局限于表面,因此即使有好的创意在运用数字技术表现时会受到一定的束缚,作品的展现形式不能完全符合于本人的创意和思想。

3 数字媒体技术与数字媒体艺术的融合

3.1 科技、艺术与文化

在古代,技术与艺术都指的是在劳动生产中的技能,随着社会的发展,社会分工越来越细,科技与艺术才逐渐分化。但随着数字高科技时代的到来,科技与艺术又有了共同生长的土壤,依托于现代数字科技与计算机技术的数字媒体技术更是与新兴数字艺术的发展密不可分。同时,数字艺术只有依赖于先进的数字技术才能取得更加长远的发展,其艺术创作形式和风格才会趋于更加成熟与完美。

不论是科技还是艺术,都是人类文明的一种表现形式,是人类社会生活的一种写照。因此,我认为科技与艺术的灵魂都根植于人类社会所积累的宝贵财富―文化之中。最高的科技,一定需要人文思想作为基本指针,才会避免人类全面彻底物化的危机或毁灭的末路。因此,在数字高科技摇篮中诞生的数字媒体技术与数字媒体艺术在培养学生时应注重文化的熏陶,加强学生的人文知识素养。

3.2 未来发展的必然趋势

数字产业经过几年的发展,已经有一定的规模,但还远不能满足社会的需求。数字产业需求的是具有过硬的计算机技术,同时又具备一定艺术创意的复合型人才。因此,数字媒体技术与数字媒体艺术的融合在长远来看有利于培养市场所需求的人才。此外,人们对数字媒体产品也越来越挑剔,数字媒体作品的创意层次和品位要求也越来越高,这些都在考验着作品设计与创作人才。一件作品好不好,关键看创意好不好,创意在于赋予作品什么样的灵魂与思想,只有灵魂思想饱满充实的作品才会被人们所认可,而一件作品的灵魂其实就是一种文化精粹的体现。既然现代的数字艺术根植于文化而又借助于数字技术得到展现,那么在数字媒体艺术与数字媒体技术逐渐融合发展的过程中加之于文化的滋养,以赋予其鲜活的思想与灵魂又未尝不可呢。

俗话说,过去的奢侈品是今天的必需品,那么今天的奢侈品也将成为明天的必需品。在计算机发展之初,只有专业人士才能较好的掌握使用,但在今天,计算机已经成为人们工作学习和生活中的日常用品了。因此,随着社会的发展,数字媒体技艺在作品创作,娱乐视听等各方面的发展将会越来越普遍化,运用新媒体进行创作的人将不再局限于艺术家,任何一个行业的人都有可能,所以说跨学科跨领域人才的培养是社会发展的必然趋势。那么数字媒体技术与数字媒体艺术的融合在于更加有利于培养未来社会所需的跨学科的复合型人才,而且,许多杰出的艺术家,科学家等都是跨领域跨学科的人才,比如日本著名动画大师宫崎骏就拥有经济政治学的背景。

总之,我认为从长远来看,数字媒体技术与数字媒体艺术的发展趋势是不断吸收和借鉴双方各自的优势和特色,相互促进,相互转化的逐渐融合的过程。

4 数字媒体技艺的人才培养

数字媒体技术专业与数字媒体艺术专业目前在学生培养方面存在一种文化涵养缺失问题。艺术创作的内容来自于我们日常的生活之中,而人们在日常生活中所积累起来的财富构成了我们博大精深的文化。缺失了文化的底蕴,即使再精湛的艺术,运用再好的技术,创作出的也不过是缺少灵魂的作品。因此,在数字媒体技艺的人才培养中应重视文化修养。

另外,数字媒体技艺是在交叉学科数字媒体技术与数字媒体艺术的基础上的再次交叉,在人才培养过程中,要尽量避免学生的知识分离化现象。在教学指导中,要根据学生的特点区别对待,因材施教,避免陷入培养“被复合型”人才的误区。

最后,由于缺少实践,许多毕业生实践动手能力欠缺,在就业时往往不能满足用人单位的需要。因此数字媒体技艺的人才培养应注重实践,可以创建教学、科研、生产相结合的工作室,以及数字人才培养创新工作室以锻炼学生的实践能力。

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图像记录设备的发展

在第二回中,我们回顾了图像采集设备的发展,电子图像产生后,还需要相关装置将其记录下来,以便进行编辑、复制、重放或存档。在一千多世纪的时间内,人们先后寻找到不同的记录介质与记录手段。

Phonovision与蜡盘

众所周知,机械电视的先驱人物――英国的Baird利用Nipkow圆盘机械扫描原理与相应的换能元件发明了最早的光电图像采集装置与电光图像还原装置。其实,Baird还发明了一种能记录图像的装置――Phonovision。该装置类似一台电唱机,一张由蜡制成的盘片以每秒78转的速度旋转,Baird图像采集装置输出的30行图像经放大后,由刻针同步记录在蜡盘上当时的装置每秒只能记录4帧图像,与Baird的其它发明不同,phonovision似乎没有公开展示过,仅留下了一些蜡盘。

现仍保存完好的最早的Phonovision盘记录的是Baird做试验用的人造头像,此盘制成于1927年9月20日;1928年1月10日,Wally Fowlkes的面部成为了最早被记录下的人类的面部;同年3月28日,一盘叫做Miss Pounsford的盘制作成果,这也是效果最好的试验蜡盘。

尽管存在诸多技术问题Phonovision仍旧是人类历史上最早的记录电子图像的工具。后来相继出现了其它类似的盘片记录系统如欧洲的TelDec系统、RCA的基于电容的SelectaVision系统以及JVC开发的VHD等等。

磁带与VTR

1935年,德国AEG与IG Farben两家公司展示了第一台实用化的磁带录音机K1。从那时候起利用磁带记录影像使成为了人类的下一个梦想。

1952年,BBC(the British Broadcasting Corporation)开发了一种磁带记录装置,取名VERA(Vision Electronic Recording Apparatus),开创了磁带在电视领域应用的先河。由于视频信号含有高频成分,在当时的技术条件下,磁带与磁头间需要达到很高的相对速率,才能记录视频信号,在VERA系统中,BBC使用了52厘米的开盘式磁带以5.08米/秒的速度通过固定的磁头每盘磁带可记录15分钟405行黑白电视信号。由于同步信号的记录不够准确,图像看起来并不稳定。20世纪50年代初,美国的BCE(Bing Crosby Enterprises)与RCA(Radio Corporation of America)竞相展示了他们各自开发的录像机的原型机,但同样由于上述的高走带速度,这些产品都没有成功。1952年开发的VERA,直到1958年才趋于成熟,而此时,美国Ampex公司的Quadruplex电视录像机已悄然登场,

1951年,Armour Research的Marvin Camras向美国Ampex公司提议,采用旋转磁头与较低的走带速度,来解决带速高的问题。同年12月,以Charlie Ginsburg为首的工程师开始了这一项目。1952年10月,Ampex展示了一台使用3磁头弧形扫描与调幅方式相结合的录像机。不久,采用4磁头的Mark原型录像机诞生,1954年9月,Ampex的管理层看了Mark Ⅰ的演示后,决定加快这一项目的进度。同年12月,大家决定放弃弧形扫描与调幅方式,改用横向扫描与调频方式,并于1955年3月向Ampex的决策层做了演示,公司当即决定在1年之内使之成为产品,此时的原型机被称为Mark Ⅱ。经过一系列信号处理,可用带宽,信噪比与伺服系统方面的改进,Mark Ⅲ诞生,但该机采用木制外壳,外观极不雅观。在公司决策层的建议下,工程师们开始将Mark Ⅲ的部件整齐划一,安装于一个带控制台的金属外壳中,这便是Mark Ⅳ,1956年2月,原型机在公司内进行了小规模演示,结果出人意料得好,大家掌声雷动,欢呼雀跃,随后,Ampex又邀请了一些知名的电视工程师前来参观,大家都表现出了浓厚的兴趣,为此,该项目小组决心继续完成Mark Ⅳ,并携该机参加当年的NARTB(国际无线电和广播电视协会,即现在的NAB)。1956年4月14日,Ampex在于芝加哥举办的NARTB期间展出了Mark Ⅳ,经过进一步的调整,并配合3M公司最好的磁带,Mark IV的展示取得了巨大的成功。当日,Ampex还在位于Redwood City的总部同时召开了会,现场展出了一台经修饰的Mark Ⅲ会也获得了不小的反响。随后,订单蜂拥而至,Ampex采用手工方式生产了16台型号为VRX-1000的试制机,一些原有的技术问题相继被排除,但当时的Ampex不得不面临两个严重的问题,一是寻找适合记录视频信号的磁带,二是保质保量地生产出可靠的磁头,后来,正式的产品被命名为VR-1000。由于磁鼓上安装有4个磁头,所以VR-1000使用的录像格式又称为Quadruplex。

Quadruplex使用2英寸磁带,调制方式为调频,磁头与磁带间的相对运动速率为2500英寸/秒,扫描轨迹(磁迹)与走带方向相互垂直,磁鼓转速为14.400转/分(NTSC)或15.000转/分(PAL),走带速度为7.5/15英寸/秒(NTSC)或15.625英寸/秒(PAL)。对于60场/秒的NTSC制式信号来说,每一场需要16条磁迹去表示,音频、控制与提示磁迹皆为线性记录,提示磁迹即可记录第二路音频,也可记录提示音或时间码,在15英寸/秒的走带速度下,一盘长4800英尺的2英寸磁带可记录大约1小时的节目。

1967年,第二代2英寸录像机VR-2000诞生,20世纪70年代,Ampex相继推出了AVR系列录像机,其中,AVR-2是最小的四磁头录像机,可使用120V单相市电,而VRX-1000需要220V三相供电。1957年,RCA也推出了与VR-1000兼容的2英寸录像机TRT-1A,稍后推出了基于晶体管的TR-22、TR-600等型号。

美国CBS是第一个使用Quadruplex的用户,并于1956年11月30日进行了广播。Quadruplex重现的图像清晰度可达400线,满足了电视广播的需要,直至20世纪80年代中期,一直是电视广播的行业标准与事实标准。Ampex的VR-1000是第一种实用化的磁带录像机,但其昂贵的价格、庞大的体积、复杂的操作与频繁的维护使其最终退出了历史的舞台。

1961年,VR-8000诞生,这款由Ampex开发的单磁头产品是第一台使用螺旋扫描方式的录像机,走带方式为Ω型,由于诸多技术问题,实际上该机并未投产,虽有4台交付用户,但后来被调换为更新的VR1100。1963年,使用双磁头的螺旋扫描黑白录像机VR-1500诞生,仍使用2英寸磁带,视频信号带宽为3 MHz,信噪比为38 dB,这款机器是Ampex Signature V家庭娱乐中心系统的一部分,内置的时钟使该机支持定时录像功能,除此之外,该系统还包括一台黑白电视摄像机、一台21英寸彩色电视机、一个立体声广播调谐器与一台录音机,因此,许多人将其看作是第一款消费用录像机。