大学计算机基础（第6版）（微课版）第05讲教案 多媒体技术及应用

课时内容多媒体技术及应用授课时间课时2教学目标多媒体技术的基本概念多媒体系统的组成多媒体信息在计算机中的表示与处理图像处理软件视频处理软件虚拟/增强现实技术教学重点掌握多媒体计算机系统的组成掌握图像处理软件掌握视频处理软件教学难点掌握多媒体信息在计算机中的表示与处理如何认识多媒体信息，并通过图像和视频处理软件对图像和视频进行处理操作教学设计教学思路：（1）讲解多媒体技术的相关知识，并对多媒体相关技术、多媒体应用域进行详细介绍；（2）讲解多媒体计算机系统的组成，并对计算机如何表示和处理多媒体信息进行详细介绍；（3）通过图像处理软件对图像做简单处理；（4）通过视频处理软件对视频做简单处理；（5）虚拟/增强现实技术的相关知识介绍。教学手段：（1）通过演示讲解基础知识，讲解结束后进行练习；（2）对于重点操作可以着重演示，并加强举例说明。3、教学资料及要求：除了本章学到的多媒体技术的相关知识外，还要让学生理解现实生活中多媒体信息处理的过程，能够对多媒体信息（图像和视频）做简单处理。教学内容教学回顾：EXCEL的基本操作：录入数据，编辑数据，数据的计算和汇总、各种图表PPT的基本操作：模板，插入对象，动画，幻灯片切换、幻灯片放映讨论问题：1.多媒体信息在计算机中如何表示？2.如何处理计算机中的多媒体信息？内容大纲：具体可结合本章的PPT课件进行配合讲解。任务一多媒体技术的基本概念任务要求：掌握多媒体的基本概念及相关技术任务实现：（一）多媒体概述所谓媒体就是信息表示、传输和存储的载体。例如，文本、声音、图像等都是媒体，它们会向人们传递各种信息。我们可以把直接作用于人的感官，让人产生感觉（视、听、嗅、味、触觉）的媒体称为感觉媒体。例如，语言、音乐、图形、动画、文字等都是感觉媒体。多媒体（Multimedia）是融合两种或两种以上感觉媒体的人机交互信息或传播的媒体，是多种媒体信息的综合。它可以包括各种信息元素，如文本、图形、图像、音频、视频、动画等。（二）多媒体技术概述多媒体技术是指能对多种载体上的信息和多种存储体上的信息进行处理的技术。也就是说它是一种把文字、图形、图像、视频、动画和声音等表现信息的媒体结合在一起，并通过计算机进行综合处理和控制，将多媒体的各个要素进行有机组合，完成一系列随机性交互式操作的技术。多媒体技术的特点：（1）多样性。（2）集成性。（3）交互性。（4）实时性。（三）多媒体的相关技术多媒体技术是多学科、多技术交叉的综合性技术，主要涉及多媒体数据压缩技术、多媒体信息存储技术、多媒体网络通信技术、多媒体计算机专用芯片技术、多媒体软件技术以及虚拟现实技术等。1．多媒体数据压缩技术2．多媒体信息存储技术3．多媒体网络通信技术4．多媒体计算机专用芯片技术5．多媒体软件技术6．虚拟/增强现实技术（四）多媒体技术的应用1．多媒体技术在教育培训系统中的应用2．多媒体技术在通信工程中的应用3．多媒体技术在影音娱乐中的应用4．多媒体技术在电子出版中的应用5．多媒体技术在医疗诊断中的应用6．多媒体技术在工业及军事领域中的应用任务二多媒体计算机系统的组成 任务要求：了解多媒体计算机系统的组成部分任务实现：多媒体计算机系统是一个能处理多媒体信息的计算机系统。一个完整的多媒体计算机系统是由硬件和软件两部分组成的。硬件包括计算机主机及可以接收和播放多媒体信息的各种输入/输出设备；软件包括音频/视频处理核心程序、多媒体操作系统及各种多媒体工具软件和应用软件。多媒体系统的硬件即多媒体计算机，它应该是能够输入/输出并能综合处理文字、声音、图形、图像和动画等多种媒体信息的计算机。主要包括：处理器、RAM、音频、视频、视频显示、硬盘存储、光驱、I/O接口等。按功能划分，多媒体计算机软件系统可分成3个层次，即多媒体核心软件、多媒体工具软件和多媒体应用软件。常用的多媒体制作软件：文本输入与处理软件，静态图素材采集与制作软件，音频素材采集与制作软件，动画素材采集与制作软件，多媒体编辑软件。任务三多媒体信息在计算机中的表示与处理 任务要求：了解多媒体信息的数字化方法；了解多媒体信息的压缩技术任务实现：（一）声音媒体的数字化方法 若要用计算机对音频信息处理，就要将模拟信号（如语音、音乐等）转换成数字信号。这一转换过程称为模拟音频的数字化。模拟音频数字化的过程涉及音频的采样、量化和编码，具体过程如图6.1所示。图6.1模拟音频的数字化过程采样频率：采样周期量化：是将每个采样点得到的表示声音强弱的模拟电压的幅度值以数字存储。编码：是将采样和量化后的数字数据以一定的格式记录下来。常见的声音文件格式有WAV、MIDI、MP3、AU、AIFF等。（二）视觉媒体的数字化方法1．静态图像的数字化图像的数字化是指将一幅真实的图像转变成计算机能够接受的数字形式的图像，这涉及对图像的采样、量化以及编码等。常见的图像存储格式有BMP、JPEG、GIF、PNG、TIFF、PSD等。2．动态图像的数字化视频是由一系列的静态图像按一定的顺序排列组成的，每一幅画面称为帧（Frame）。当帧速率达到12帧/秒以上时，可以产生连续的视频显示效果。视频数字化过程同音频相似，在一定的时间内以一定的速度对单帧视频信号进行采样、量化、编码等过程，实现模数转换、彩色空间变换和编码压缩等。常见视频文件的格式有AVI、MPEG、MP4、MOV、ASF、WMV、RM、RMVB等。（三）多媒体数据的压缩方法数据为何能被压缩数据中间常存在一些重复部分，即冗余。如在一份计算机文件中，某些符号会重复出现。例如下面的字符串：KKKKKKAAAAVVVVAAAAAA上面的字符串可以被编码为下面的形式：6K4A4V6A无损压缩：利用数据的统计冗余进行压缩，可完全恢复原始数据而不引入任何失真，但压缩率受到数据统计冗余的理论限制，一般为2:1～5:1。有损压缩：利用了人类视觉对图像或声波中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息。（四）多媒体数据的压缩标准JPEG标准、MPEG标准、MP3标准、H.264、H.265标准。任务四图像处理软件 任务要求：掌握Photoshop、醒图和美图秀秀图像处理软件的使用任务实现：（一）Photoshop概述AdobePhotoshop简称“PS”，是由Adobe公司开发和发行的图像处理软件。Photoshop主要处理像素所构成的数字图像，使用其众多的工具，可以有效地进行图片编辑工作。Photoshop有很多功能，在图像、图形、文字、视频、出版等各方面都有涉及。Photoshop示例更换图片背景醒图醒图是一款极简式的手机修图软件。该软件具有一键美颜功能，可以修出高级质感肤质，并且功能强大全面，无须切换，一站式满足用户修图需求。同时，醒图还提供精准美型功能和立体五官功能。此外，该软件还有自拍相机和美容美妆功能。醒图的相关操作有：1.安装与启动2.导入图片3.基本编辑4.高级编辑5.保存与分享美图秀秀美图秀秀是一款免费影像处理软件，不仅提供了基础的图片编辑功能，如滤镜、美容、拼图、场景、边框、饰品等，还支持多种语言。任务五视频处理软件 任务要求：掌握PremierePro2022和剪映视频处理软件的使用任务实现：PremierePro2022Premiere是Adobe公司推出的一款影视编辑软件，Premiere提供了采集、剪辑、调色、美化音频、字幕添加、输出、DVD刻录的一整套功能，可与其他Adobe软件高效集成。本节所使用的软件版本为PremierePro2022。1.PremierePro2022的新功能介绍。（1）简化序列（2）“语音到文本”的改进（3）H.264和HEVC的色彩管理（4）全新彩色矢量示波器（5）改进的直方图支持HDR（6）高效的Lumetri曲线优化（7）恢复修剪选区2．PremierePro2022示例（二）剪映剪映是一款手机视频编辑应用。它带有全面的剪辑功能，支持变速，有多样滤镜和美颜的效果，有丰富的曲库资源。1．主要功能：（1）视频剪辑：让用户快速剪切和拼接视频片段，调整视频的长度和顺序。（2）视频滤镜和特效：可以为视频添加不同的风格和效果。（3）文字和字幕：可以自定义文字内容、字体、大小、颜色等。（4）音乐和音效：可以选择合适的音乐和音效，为视频增添背景音乐或特定音效，提升观影体验。（5）画面调整：可以对视频的亮度、对比度、饱和度等进行调整，让视频的画面效果更加出色。（6）图片和视频素材：可以直接使用这些素材，或者将自己的照片和视频导入进行编辑。（7）快速分享：分享到社交媒体平台，如微信、抖音、快手等。2．常用操作（1）下载剪映并安装，打开软件。（2）添加视频。（3）剪辑视频。（4）删除或调整视频片段。（5）添加音频和背景音乐。（6）导出视频。任务六虚拟/增强现实技术 任务要求：掌握虚拟/增强现实技术概念和相关知识任务实现：（一）虚拟现实技术1．虚拟现实技术又称虚拟实境或灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机技术、电子信息技术、仿真技术，其基本实现方式是以计算机技术为主，利用并综合三维图形技术、多媒体技术、仿真技术、显示技术、伺服技术等的最新成果，借助计算机等设备产生一个逼真的三维虚拟世界，从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。2．虚拟现实的主要特点：沉浸性、交互性、多感知性、构想性、自主性。3.关键技术：动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具、系统集成技术。4.应用领域：虚拟现实的主要应用领域包括影视娱乐、设计、医学、军事、航空航天、工业等，在教育和教学中的应用也非常广泛，如虚拟教研室。（二）增强现实技术1．增强现实技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把我们在真实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息，通过计算机技术等模拟仿真后再叠加到真实世界，使它们被人类感官所感知，从而提供超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体在同一个空间同时存在。2.主要特点：真实世界和虚拟世界的信息集成；具有实时交互性；在三维空间中定位虚拟物体。3.应用领域：飞行器的研制与开发、数据模型的可视化、虚拟训练、娱乐与艺术等领域。增强现实技术在医疗、军事、工业维修领域具有比虚拟现实技术更加明显的优势。任务七课程思政奥运会是体育精神、民族精神和国际主义精神于一身的世界级运动盛会，象征着世界的和平、友谊和团结。这就是奥林匹克精神的体现。选择相关文字、图片以及数据素材，做一幅海报，让学生在掌握图像处理