《信息技术高一下》doc版.doc

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PowerPoint课件多媒体数据文件及压缩2. 学生游戏“回家.exe”制作3. 演示用声音文件制作4. 学生实践报告设计,演示录像录制5. 练习软件“天亿图像格式转换器”，“GoldWave”准备所需教学环境：计算机房、投影仪或网络教学软件、教师机具备音箱【教学过程】一、创设情境，激发兴趣教师： 在我们以前的学习中，我们经常提到多媒体的概念，那么同学们说说看，多媒体都包括哪些东西？（文字、图片、声音、视频、动画）那在电脑里如何区分多媒体文件呢？（文件的扩展名）现在有很多的多媒体文件宝宝迷路了，你能帮它们找到自己的家吗？我们先来玩一个帮文件找回家的游戏。学生活动：打开“回家.exe”文件，在玩游戏的过程中，完成文件类型的分类的任务。设计意图 ：通过前面的学习，学生已经了解了多媒体技术的基本知识以及在社会生活中的一些应用，以游戏方式帮助学生巩固、加深对多媒体常见文件类型（文本，图像，声音，动画，视频）的认识，同时激发学习的兴趣。二、教学过程教师：同学们观察一下，游戏中的文件宝宝有胖有瘦，说明了一个什么问题？（不同文件类型的容量有大有小）。其中比较大的是视频，声音，和图像，那么我们是希望文件大些好呢还是小些好？（当然是小些好，文件小了，同样的存储空间可以装下更多的文件。）怎么才能把文件变小？（进行压缩）引出下面的内容。学生活动：讲玩游戏过程中观察到的现象，视频，声音，和图像文件体积大一点。领会不同的文件类型的特点。设计意图 ：游戏中的文件宝宝有胖有瘦的现象，激发学生探索新知，从而自然的引入新课。问题1：为什么要对文件进行压缩？（不对文件进行压缩会出现什么情况？）教师:一段用44.1kHz采样频率，16位量化等级的立体声，1秒钟的数据量为176.4KB，一分钟大约要10.6MB。一首3分钟的音乐要占用约30MB。提问：很多同学都有自己的mp3播放器，一个存储容量为512MB的mp3播放器能装多少首这样的音乐呢？学生：只能装十几首歌。太少教师:一段图象分辨率为640480，32位色彩的视频影像，其中一副画面所占数据量是6404804约1.2MB,如果视频播放速率是25帧/秒，每秒钟的 数据量是30MB。提问：一张650MB的光盘只能放21秒钟的内容。一部2个小时的电影要用多少张光盘？学生：要300多张。都觉得不现实！得出结论：未压缩的原始文件，容量太大，不方便存储，编辑，和传输。设计意图 一方面让学生回顾文件大小的计算方式，同时也是为了让学生更清的了解为什么要对文件进行压缩。问题2：怎么才能对文件进行压缩？教师:引出多媒体数据压缩的两大途径：（1）数据本身存在冗余,对冗余信息进行有效的处理能减少文件的容量.（2）多媒体本身允许有少量的失真以换取文件容量的减少讲授“冗余”和“失真”的概念。注意“冗余”不等于“多于”。学生活动：根据几个实例来认识多媒体数据中的4种冗余类型。观察并分析各个实例素材，体会冗余的产生和压缩的基本原理空间冗余：教师: 观察图片一，有大片相同颜色的蓝色天空，因此存在空间冗余。怎么处理冗余以压缩文件呢？同学们回忆一下，图像是怎么存储的呢？学生：图像的基本单位是“像素”，存储时要将图像中每个像素的颜色信息都保存起来。教师：如果按照这种图像存储方式，虽然天空都是蓝色，还是要把每个像素的颜色都单独保存下来：形如“蓝蓝蓝蓝蓝。”。怎么简化冗余？学生：可以表示成诸如“60个蓝”的方式，就能起到压缩文件的目的。结构冗余：教师：观察图片2，有非常强的规律性的结构，存在结构冗余。和空间冗余有什么异同？结构冗余怎么去除呢？学生：放大了的空间冗余，以最基本的黑白为单位保存位置信息就能简化了。时间冗余：教师：演示“流星”动画，我们看到动画前后帧背景是不变的，相邻图像之间有较大的相关性，这种叫做时间冗余。 同学们想想看这种冗余有什么样的方法去除？学生：背景既然相同，保存一幅就可以了，不用逐帧保存，星星也不用逐帧保存，只要保存变化的位置信息就可以了。视觉冗余：教师：人的视觉系统，对图像的任何变化，并不是都能感知的。人类一般的分辨能力为26灰度等级，图像一般采用28灰度等级，产生了视觉冗余。该怎么办呢？学生：去除这些人眼不能分辨的数据可以减小文件的大小。简单介绍图像灰度知识。教师小结：空间冗余、结构冗余、时间冗余、视觉冗余以上是多媒体数据中常见的4种冗余，有时，一个文件中可能同时存在多种冗余。第一种压缩方法就是简化或清除文件中的冗余数据以达到减少文件容量的目的。设计意图:通过实例让学生先观察再思考，然后再回答，对4种冗余的特点和相应的清除方法有初步的了解。6教师：第二种压缩的方法是利用多媒体文件的失真实现的，通过这种方法压缩得到的文件有什么特点呢？我们也通过一个例子来看一看。播放一段原始WAV格式的音乐和压缩质量较好的MP3格式的音乐，同学们仔细分辨一下，这两段相同的音乐音质差别大吗？学生：好像听不出什么差别，音质差不多。（如果有学生说有差别，可以夸他耳朵比一般人要灵敏）教师：再对比一下两个文件的大小，有什么区别？学生：和wav文件相比，mp3文件小很多。怎么做到的？教师：由于人耳的听觉特点和人眼的视觉特点，允许信号在一定程度上存在失真以减少文件的大小。因为人耳的听觉频率范围是20-20k Hz ，而且人耳对高频信号不太敏感，去除这些信息会造成数据的失真，但是人耳基本分辨不出，却可以大大减小文件所占空间。再选择一个压缩比较大的mp3文件，比刚才那个mp3文件又小了很多，大家听听看和刚才音乐的音质比有什么区别？学生：音质明显差很多。得出结论：这种以失真为主的压缩方式，数据的质量高，文件大小就大，质量差，文件就小。压缩时要在数据的质量和大小之间找到一个平衡。设计意图：根据学生认知的特点，通过最直接的直观体验，引发思考，循序渐进的引领学生深入和探究，让经过学生思考所得到的知识牢牢的扎根于脑海中。7教师：与压缩相对应，把压缩文件的还原的过程称为解压缩。解压缩的最佳效果就是能和压缩前一模一样。上面提到的多媒体压缩技术，解压缩后能不能做到和原来一模一样？学生：不能，压缩时有失真。教师：我们把这种文件在解压缩后不能准确复原信息的压缩方式称为有损压缩。一般的多媒体压缩都属于有损压缩。而把文件解压缩后与原文件一模一样的压缩方式称为无损压缩。（如常见的rar，zip）以下是常见的多媒体压缩标准（都是有损压缩）图片：JPEG 压缩比通常为20：140：1，最大可达100：1声音：MP3, G.723 mp3压缩比一般为10：112：1视频：MPEG 压缩比为208：1，经压缩后一张光盘可存放74分钟的内容。现在大家对比一下，压缩之后同样的512M的播放器能放下多少首歌曲呢？视频呢？学生：压缩后，现在512M的播放器能存下100多首歌曲，2个小时的电影只要2张光盘就能存下了。方便了很多。小结：在今后的学习和实践过程中，选取多媒体素材时，尽量采用这些常见的压缩格式文件：图像jpg，声音mp3，视频mpg。设计意图:让学生了解常见的文件类型中哪些是压缩文件，结合开始的例子体会文件压缩前后的差别，同时点明以后多媒体素材采集时提倡采用的格式。为后续课程的学习奠定基础。三、活动体验、运用新知参照操作步骤和屏幕录像完成实践一，填写实践报告，根据自己能力选择完成提高练习：实践一：截取一张屏幕图片，通过画图软件分别保存为BMP，JPG，GIF文件，比较各个文件的大小并计算压缩比。扩展与提高练习：1通过“图片格式转换器”软件完成BMP文件到JPG文件的转换，通过调节压缩比，尝试找到最佳的压缩比。2利用GOLDWAVE软件完成声音文件WAV到MP3 的转换，提前熟悉goldwave软件。【知识结构】一 多媒体文件类型（1） 文本文件：TXT , DOC , WPS , PDF , HTML（2） 图形文件：BMP , JPG , GIF , PSD（3） 声音文件：WAV , MP3 , MID（4） 动画文件：GIF , SWF , FLC（5） 视频文件：AVI , MPG二 多媒体数据压缩的途径（1） 数据本身存在冗余（2） 多媒体本身允许有少量的失真三 多媒体数据中的冗余（1） 空间冗余（2） 结构冗余（3） 时间冗余（4） 视觉冗余四 多媒体失真和大小的关系五 常见的压缩标准（1） 图像：JPEG（2） 声音：G.723 MP3（3） 视频(动态图像)：MPEG【问题研讨】1对于新课程中新加入的很多理论课程，如何有效组织，结合应用，让理论知识更好的被学生接受？ 2现在很多老师上课时都会用到操作的屏幕录像供学生参考，老师讲授和学生观看屏幕录像如何有效结合加强学生学习效果？【参考资料】网络文章：多媒体数据压缩编码基础/courses/html/dmtjs/content/study/3-0.htm#top附：学生实践报告多媒体数据文件及压缩实践报告填写以下内容，完成并保存，将文件名改为你自