搜索
2003年示范校信息技术教师高级培训班之多媒体信息采集加工北京大学教育技术系张铮zz@gse.pku.edu.cn2003年8月2日课程内容及目标本课程将介绍教师在日常教学工作中可以使用的多媒体采集加工的工具，主要介绍硬件的基本知识和初步的操作技能，同时结合具体案例说明如何使用这些工具来提高教学，力求使教师对多媒体采集与加工有全面的概貌的了解，并能够结合自己的教学工作合理的选择使用。相关术语定义一•多媒体：日本多媒体光盘协会指出，未来的多媒体定义是应用文字、声音、图象、数字媒体和internet等新科技，使人类的生活更方便、更丰富、更有趣。在生产方面，包括软件内容的制作，电视台节目的制作等；“多媒体”一词译自英文“Multimedia”。媒体（medium）原有两重含义，一是指存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等，中文常译作媒质或者媒介；二是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形等，中文译作媒介。所以与多媒体对应的一词是单媒体（Monomedia），从字面上看，多媒体就是由单媒体复合而成的。相关术语定义二多媒体技术从不同的角度有着不同的定义：•按照媒体类型分类•集成性、实时性、交互性•多媒体在我国也有自己的定义，一般认为多媒体技术指的就是能对多种载体(媒介)上的信息和多种存储体(媒介)上的信息进行处理的技术。相关术语定义三尽管信息已经成为十分流行的名词，但是它的定义一直未能取得一致的公认。大致有以下说法：１·信息是用语言、文字、数字、符号、图象、声音、情景、表情、状态等方式传递的内容。２·信息是熵的减少——用来消除不确定的东西３·信息就是信息，不是物质，也不是能量４·有人说信息是事物表现的一般形式，信息就是消息，强调了信息的知识性。相关术语定义四５·有人强调信息的作用性，发展仙农的信息定义，提出信息是具有新内容与新知识的消息。６·有人则强调信息与通信的关系，并且进一步形成了三类看法：⑴“技术信息”，认为信息是物质属性的反映，例如事物运动的状态与方式等。⑵“语义信息”，认为信息是人们适应外部世界，并同外部进行内容交换的标记，例如各种知识与技能等。⑶“价值信息”，认为信息是具有价值性，有效性，经济性及其他特性的知识，例如各种情报等。多媒体计算机的基本配置（及可选配置）一般来说，多媒体个人计算机（MPC）的基本硬件结构可以归纳为七部分：•至少一个功能强大、速度快的中央处理器（CPU）；•可管理、控制各种接口与设备的配置；•具有一定容量（尽可能大）的存储空间；•高分辨率显示接口与设备；•可处理音响的接口与设备；•可处理图像的接口设备；•可存放大量数据的配置等；•这样提供的配置是最基本MPC的硬件基础，它们构成MPC的主机。多媒体计算机的扩充配置•光盘驱动器•音频卡•图形加速卡•视频卡•扫描卡•打印机接口•交互控制接口•网络接口我能做什么？在我们已经介绍了诸多关于多媒体的知识后，大家会存在这样的疑问：我能干什么？我的日常教学与多媒体有着什么关系？如何发挥多媒体的作用？下面让我们通过案例来进入更深一步的学习。同时需要说明的是，在这里我也力求将信息技术的运用和课程整合到一起，这样会对老师们的日常工作有所帮助。案例说明北京一所职业高中的教师曾经提出这样的需求：“我想把我的课程进行一下改革，因为下学期我的课程非常多，我不想太累，所以想把课程做成光盘，每节课点击放着给学生们看。主要课程是‘国际商务与国际贸易实务’。需要制作的内容很多，现在主要是想把国际海上商务运营航线图电子化，然后用一个小船在图上沿着航线走，让学生们有直观的了解；还有，我想让学生们进行模拟商务谈判，把商务谈判中的注意事项和不适当的行为表演出来，然后让他们自己挑出错误；再有，我请我校主管招聘的人力资源部门经理讲讲在应聘时候的注意事项，也会让学生们进行模拟。最后我希望我的课程是一张光盘的内容或者放到我们学校的网上去”分析（Analysis）上面的老师谈到了在她的工作中有这样的几个需求：1、纸介电子化；2、拍摄教学片；3、教学片的采集；4、教学片的后期编辑与加工；5、制作简单课件；6、发布：合成成为一张光盘或者制作成网页；设计（Design）在仔细分析了这位老师的要求后，我反复和她讨论研究了她要做什么，想达到什么目的，她设想中的成果是什么，采用什么方式呈现等等。然后我为她的这个task——任务——进行了设计，主要包括纸介电子化的方法，教学片的脚本的写作和工具的选择，具体到我采用什么分辨率来进行扫描，采用什么分辨率的数码相机，采用什么水平的数码摄像机拍摄，拍摄出的教学片是否需要进行精细地编辑等等。开发（Develop）1、纸介电子化方法一：扫描仪方法二：数码相机拍照片方法一：扫描仪扫描仪的主要类型•按扫描仪的扫描对象来划分，可分为反射式和透射式两种。反射式扫描仪只能扫描图片、照片、文字等反射式稿件，由于这种扫描仪使用的局限性很强，因此现在在市场上很少见到。透射式扫描仪则可扫描幻灯片、摄影负片等透明稿件，这种扫描仪是市场上最常见的扫描仪，一般办公有了这种扫描仪就足够了。还有一些反射式扫描仪配置了透扫试配器，这样既可以扫反射稿，又能扫透射稿，具有更强的实用性。•根据工作原理的不同，扫描仪可分为手持式、平板式、胶片专用和滚筒式等几种。扫描仪的接口方式扫描仪与计算机连接的三种接口方式从扫描仪与计算机连接的方式来看，其接口形式目前已经实用化的有三种:•SCSI(SmallComputerStandardInterface)接口•EPP（EnhancedParallelPort）接口•USB（UniversalSerialPort）接口SCSI接口•SCSI是小型计算机标准接口的简称，外型犹如计算机的声卡和显示卡，并有ISA和PCI之分。由于其速度快，占用资源少和工作时很少需要CPU的干预，且具有高可靠性的特点，因而广泛用于外接硬盘、刻录机和扫描仪等外设中。•SCSI卡依据总线宽度、总线速度和最大传输速率的不同分为I、II和III型，其中三项技术指标最高为16位、40Mhz和80MBps。从在主板的插槽来划分，又有ISA型和PCI型两种方式。•SCSI连接线的插头方式有小50针、大50针和68针之分，具体则以所连接的扫描仪而定。扫描仪与计算机连接的方法是，先打开PC计算机的机箱，将SCSI卡插在主机板的ISA（或PCI）糟内，以SCSI线连接SCSI卡和主机。鉴于目前计算机的扩展糟内往往插有诸如声卡、显卡、解压卡和网卡等等，因此，为保证各种设备工作正常，一般需要调整部分设备的中断地址，以避免设备间的“冲突”。•优点：传输速度快、可靠性高EPP（EnhancedParallelPort）接口•是一种计算机增强并口方式，该标准由INTEL公司提出，为广大的主机厂商所接受，由IEEE国际电子电气工程师协会制定标准。EPP接受由IEEE国际电子电气工程师协会制定标准。目前在较新型的主板BIOS内方式采用双向，半双工模式传输数据，传输速度达2MB／秒。•EPP接口方式的优点非常突出，它摈弃了SCSI接口卡，使整机成本进一步降低，提高了信号传输的可靠性，省去了调节整机硬件冲突的麻烦。连接非常方便，即使对计算机不太熟悉的人员，也可以将其迅速连接好，方便了用户。实际上只需要将连接线连在主机和扫描仪间就大功告成。此外，EPP接口不仅节省了宝贵的主板插槽，一度还使EPP接口方式的扫描仪成为了笔记本电脑的唯一选择。•EPP接口的优势在于插接方便，避免了硬件中断抢占的麻烦。USB（UniversalSerialPort）接口：•其技术术语称为通用串行总线方式，又成为万能接口方式。USB提供全速12Mbps的速率和低速1.5Mbps的速率来适应各种不同类型的外设。•从计算机硬件来看，一般90年代后期生产的计算机和PII机的主板上已经有了此种接口。理论上讲，该插口可以连接127台外部设备，其传输速率更快，为EPP方式的几倍。目前，除去扫描仪外，支持USB接口的外设包括有：数码相机、打印机、显示器、键盘和鼠标等等。•此种接口方式使用方便，优点确实很多，但是在选择USB接口的外部设备时，一定要注意以下几点：首先是早期的计算机均不支持USB标准；大部分老版本的BIOS也不支持USB。用户在选择USB接口的外设时，一定要多方考虑，量体裁衣。•USB接口扫描仪的优势在于实现了真正的热插拔，为用户安全方便的接插设备提供了更好的选择。扫描仪的分辨率•扫描仪对图像细节的表现能力用分辨率来衡量，分辨率通常用每英寸扫描图像上所含有的像素的个数表示，记做dpi（dotPerinch）。•光学分辨率：是指扫描仪光学系统每英寸采样的实际信息量。分为水平分辨率和垂直分辨率。•插值分辨率：是利用软件算法使扫描仪可以捕获更多的信息量。光栅化图像与矢量化图形的区别很多用户在使用或理解扫描仪的过程中有一个误区，大多数人认为扫描仪可以将原稿中的任何事物忠实的复制出来。而当用户将一些手绘的线条稿或图纸，扫描后对得到的结果并不满意，因为想象中平滑的轮廓，细腻的线条，出现了毛边、锯齿等现象，那么为什么会出现这样的结果呢？–光栅化图像–矢量化图像扫描方式•扫描方式大致分为黑白二值图，灰度图，RGB彩色图及CMYK彩色图，扫描方式可以决定图像的显示效果及扫描时间和文件数据量。•黑白二值图（1位）可以用黑与白方式再现原图中的全部色调，识别文字时一定使用这种方式扫描。•灰度方式（8位）可以利用256级灰度再现原图中的所有色调和颜色，每个象素包含8位信息，其文件数据量是黑白方式的8倍。•RGB彩色方式（24位）可以按每个通道8位（256种颜色）再现原图象，它所产生的文件数据量是黑白方式的24倍，是灰度方式的3倍。•您应根据不同的需要来设定扫描方式，这样既可以提高您的工作效率也可节省您的硬盘空间。扫描仪的还原能力：色彩精度扫描仪的色彩精度能标识出扫描仪在色彩空间上的识别能力。色彩的位数越高，对颜色的区分就越细腻。色彩位数表示彩色扫描仪所能产生的颜色范围，通常用表示每个像素点上颜色的数据位数（bit）表示。比如常说的真彩色图像指的是每个像素点的颜色用24位二进制数表示，共可表示224=16.8M种颜色，通常称这种扫描仪为24bit真彩色扫描仪。色彩数越多，扫描图像就越生动艳丽。色彩位数作为衡量扫描仪色彩还原能力的主要指标，经历了24bit到3Obit再到36bit的过渡，而36bit是保证扫描仪实现色彩校正、准确还原色彩的基础。与扫描仪有关的软件•图像处理类：扫描大师，Photoshop,iPhotoplus,我行我速等。•文字识别类：OCR光学字符识别。扫描整个流程的演示•扫描照片•扫描成为文本OCR•直接扫描底片•推荐品牌：国内的很多品牌如清华紫光、北大方正都很好，尤其是清华紫光的OCR技术和方正的良好的性价比；其他国内外品牌如HP、EPSON、ACER、HEDY、Microtek等等都有比较不错的性能，而且目前很多型号都有透扫功能，市场价格也都在千元左右。扫描影像的后期处理几乎所有的扫描仪都不同程度地存在如下四个方面的问题：(1)整体反差失真。由于平板式扫描仪会混淆影像的动态范围，压缩影像亮处与暗处的差距，造成影像整体反差失真。(2)影像偏色。由于光学系统等多方面的原因，扫描仪获取的图像极易发生偏色现象，造成色彩不正。(3)网纹(网点)。由于印刷品都是以网点印刷的，在扫描仪的“火眼金睛”下，这些网点会“原形毕露”。若不加以处理，再次印刷输出时，网点就会更加突出，影响印刷质量。(4)焦距不准。如同照相机一样，采用光学系统的扫描仪也存在焦距误差，尤其是CIS器件的扫描仪，这样就导致了扫描出来的影像不够清晰。Photoshop5.0处理实例•调整整体反差，“图象/调整/色阶”•若影像偏色，“图象/调整/变化•去除网点了，“滤镜/杂色/去斑”•弥补扫描仪焦距上的误差，“滤镜/锐化/USM锐化”•利用Photoshop中的动作(Action)功能，将上面的几道工序做成一个动作处理前处理后方法二：数码相机拍摄数码照片数码相机的分辨率•数码相机的分辨率通常