《多媒体信息编码》教学案例.doc

多媒体信息编码教学案例口林赛雅 多媒体信息编码是字符的编码之后的内容，主要内容是学习图像、视频和音频的数字化，要求学生在理解计算机用二进制表示、处理、存储信息的原理的基础上，能判断位图图像大小与分辨率、色彩种类的关系，能了解视频的本质，能判断音频大小与采样频率、采样位数的关系。 一、教学目标 知识与技能：了解位图图像的数字化表示；掌握黑白位图大小的计算方法；了解音频、视频在计算机中的数字化原理；了解图像、音频大小的相关因素。 过程与方法：让学生通过观察对比，学会分析和总结影响文件(位图、声音和视频文件)大小的相关因素，以及文件与各因素之间的对应关系。通过在“画图”程序中填色，让学生直观地了解颜色的数字化表示，掌握黑白图的计算方法。通过“录音机”的录音和播音，让学生体验模数信号的转换过程。 情感、态度与价值观：激发学生学习信息技术的兴趣；通过自主探究，培养学生分析问题、解决问题的能力；促使学生形成良好的思维习惯。 二、教学重点与难点 重点：位图图像的大小计算。 难点：声音文件大小的相关因素。 三、教学过程 (一)创设情境，新课导入 教师向学生展示一张照片。 师：我想将这张照片存入电脑，该怎么做? 学生思考，并例举办法。 生1：用扫描仪扫描。 生2：用数码相机对着这张照片再拍一次，然后存入电脑。 师：两种方法都可以。存入电脑的照片是用什么表示的呢?大家回想一下，计算机中所有的信息都用什么来表示？ 生：二进制。 师：对，接下来我们研究一下图像在计算机中是如何数字化表示和存储的。 (二)探究任务一：放大位图，观察变化 布置任务：请将桌面上的“熊猫bmp”图放大，并回答你观察到了什么现象? 学生操作。 众生：图片是放大了，但熊猫的边缘线粗糙了、模糊了，有些线条还有点儿像齿轮 教师将图片放大6倍，说明位图的本质以及分辨率的概念。计算机存储位图，就是将位图的每个像素的颜色信息进行数字化后的量存入电脑。 师：位图的大小和什么因素有关呢? (三)探究任务二：画图，对比观察几幅图，总结出位图大小的相关因素 布置任务： 1请在“画图”程序中随意画一幅400×300像素的图，按照默认的保存类型保存到桌面上，查看其大小。 2请观察两幅分辨率分别为200×145像素(图像大小为3625B)和300×190像素(图像大小为7125B)的黑白图，你能说明位图大小和什么因素有关吗? 3观察四幅分辨率相同但颜色数不同(分别为24位真彩包、256色、16色和黑白色，所成图像的大小依次为352KB、118KB、59KB、15KB)的位图，思考他图大小还和什么因素有关? 教师提示位图的宽和图像分辨率之间的对应关系。学生用“画图”程序按任务要求作画，并保存以便查看其大小。 师：大家画好的400×300像素的图有多少KB?生：351KB。 师：大家画的内容肯定是不同的，可文件大小相同，说明了什么问题? 生：大小和内容没有关系。 师：那么位图大小和什么因素有关呢? 生3：从第二题的两张图像中看出，像素越多，文件也越大。 生4：根据对第二题的四幅图的观察，我发现除分辨率影响着位图的大小之外，色彩的多少也影响着图像的大小。 (四)探究任务三：填色。思考颜色的数字化表示，总结出位图大小的计算方法 师：我们研究位图的大小与分辨率、颜色数量的对应关系以及位图的大小的计算。 布置任务：请把桌面上的“熊猫bmp”这幅黑白图中标有“1”的地方填充上黑色，并思考黑白位图需要几个位来表示颜色信息。 师：黑白两色可以用二进制的哪个值表示? 生：1和0。 师：所以至少要用几个位表示黑白两种颜色? 生：1个。 师：很好。计算机存储一张位图，就是存储了这张图每个像素的颜色信息。黑白图里的一个像素需要1个位，这样一个黑白图的大小就很容易计算出来了(大小=分辨率×一个像素需要的位数)。我们一起来计算这张图的大小。 生：600×386×1。 师：这样算出来的结果单位是什么? 生：位，比特。 师：那么一幅16色的位图至少需要几个位表示一种颜色呢? 生：4个(大部分学生都能较快回答出来)。 (五)了解视频的本质，了解影响视频画面切换快慢的因素师：我们已经学习了位图在计算机中的数字化，接下来，我们看看在计算机中又是如何数字化表示视频的。我们先来看一个小动画(gif格式的动画，如图1)。师：视频和动画本质是什么呢?有谁知道?学生都回答不出。教师展示制作gif动画的9幅bmp图片素材，并告知学生该动画实际上就是由这9幅图片组成的。 学生有些好奇。 师：为了让大家更好地了解动画视频的本质，我们就用这9幅图制作gif小动画。 教师简单演示用gif animator软件制作gif动画的过程。学生动手制作。教师观察有哪些学生修改了每秒钟播放的帧数。学生完成后，教师先转播两个按默认方式做好的学生机屏幕，再转播两个改了每秒钟播放的帧数的学生机屏幕。 师：大家有没有观察到后而两位同学的动画跟前面两位的不一样? 生：第三位同学的动画特别快，第四位同学的动画特别慢。 师：请第三位同学说说他改了什么设置。 生：我把延迟时间改成了10。 师生共同总结出每秒钟播放的帧数对动画、视频画面切换速度的影响。通过gif动画的制作实践，学生能很直观地体会到视频的本质由一幅幅(即一帧帧)静止的图像组成。 (六)体会模数信号的相互转换，学习音频的参数含义 师：我们学习音频在计算机中的数字化。先请一位同学用录音机来录一段音，内容为再别康桥的后四句。 学生朗诵、录音，并保存该音频到桌面上，点击播放。 师：这位同学朗诵得很有感情。从物理学的角度来说，声音是什么? 生：声波。 师：对!声音是一种波，是一连续、平滑变化的模拟信号。计算机只能处理哪种信号? 生：数字信号。师：如何将模拟信号转换为数字信号呢?那就要一个模数转换器，通过对声波的采样和量化转换为数字信号。刚才我们录音的过程就是将声波的模拟信号转换为数字信号的过程。人家看图2。 图上的黑线表示原声，红线表示数字化后的声音。横坐标表示时间，纵坐标表示音高标准。红线上的点，就是数模转换器从模拟信号上采样获取的点。大家看，图2所示的设备多长时间采样一次? 生：0001秒。 师：每秒钟采样的次数，我们称之为“采样频率”，单位为Hz。我们再来观察图2，模数转换器将音高设为几个标准? 生：8个。 师：对。计算机要表示这8个音高标准，至少需要几个位? 生：3个位。 师：对，用3个位能表示出23种信息，这里的信息就是音高。我们把每个采样点所需的二进制位数，称为“采样位数”。计算机存储这段音频，就是将每个采样点的音高数字化后的值存入计算机。我们播放这段音频，又需要数模转换器，将数字信号重新转换为模拟信号。那么数字化后的音频的音质、大小与什么因素有关呢? (七)对比观察 教师让学生观察两张具有相同采样位数的声音采样图片(一张的采样频率为每0001秒一次，另一张每0002秒一次)，让学生通过比较，说明Wav声音文件的音质与哪些因素有关。 学生观察、思考和讨论。 生：采样时间间隔越短，声音越接近原声。 师：是的。如果将它说得完整点儿，应该是当采样位数相同时，采样频率越高，数字化后的声音越真实，音频的文件也越大。请大家再观察两幅具有相同采样频率的声音采样图(一张音高分为8个标准，另一张将音高分为16个标准)，你能说说Wav声音文件的音质还与哪些因素有关吗? 生：当采样频率相同时，音高划分得越多，声音越真实。 师：对，当采样频率棚同时，采样位数越多，声音越真实，声音文件也越大。 (八)文件压缩 师：我们来看一段3分钟的wav文件有多大(演示如何查看文件大小)。 生：哇，这么大! 师：再来看看一段3分钟的mp3音频一般有多大? 生：3MB、4MB、5MB 师：大概就存35MB。我们要想节省磁盘空间，该怎么做?请例举几个常见的多媒体文件的压缩格式。 生：压缩。常见的图像的压缩格式有jpg、gif，音频压缩格式有mp3、wma。 师：mp3和wma这两种格式哪个压缩比更高? 生：wma。 师：视频呢? 生：mpg、rm。 师：本课我们已学习了图像、视频、音频在计算机中的数字化原理，位图大小的相关因素，音频大小的相关因素，以及影响视频画而切换速度的相关因素。课后请完成教材习题以及本节课的自我评价。 (作者单位：浙江温州中学)