“现代教育技术发展史话”连载四 现代教育技术的重要组成
阅读次数:     发布时间:2011-10-13

  各位看官,前几讲将现代远程教育中的传输技术作了比较全面的概括,这讲我们向各位介绍现代远程教育中另一重要的技术种类—多媒体。
    多媒体技术的发展史
    多媒体技术源于以电脑发展为基础的第三次浪潮—信息革命。80年代初期,集成电路技术的发展,使计算机的心脏—CPU的速度得到大大的提高,同时相关的信息处理技术和理论也相继建立,拓宽计算机应用领域的条件成熟了。   
 
1984年,美国的苹果电脑公司推出了麦金托希个人电脑,装备了比较先进的鼠标和GUI图形界面的操作系统,同时辅以先进的硬件设施,使得电脑开始具有了统一的图形界面,较完善的图形图像处理能力,音频输人输出接口和网络接口,使人机双向变得简单。此后不久,苹果公司开发出超级卡和配套的窗口操作系统软件,使麦金托希个人电脑用户可以方便地处理多种图片和视频信息,麦金托希个人电脑加超级卡成为世界上第一种多媒体电脑。电脑从此具备了数字和文字处理以外的又一个重要功能—图像和声音的处理,由此宜告了多媒体时代的开始。
   1986年3月,菲利浦公司和索尼公司联合推出了交互式压缩光盘CD-I,将文字、声音和图像等多种信息以数字化的方式存储在光盘上,成为最早的多媒体软件标准,也为日后多媒体软件的存储提供了技术手段。
    随后的几年,电脑技术的不断发展,以及相关技术特别是视频处理和压缩技术的发展,使多媒体越来越接近大众。1991年,在美国拉斯维加斯国际电脑博览会上,多媒体电脑产品正式亮相,宜告了多媒体的普及。此后,计算机计算速度的提高和存储容量的不断增加,为多媒体的普及提供了强有力的荃础,多媒体技术由此进人了千家万户。特别是1990年10月的MPC1,0标准,1993年的MPC2.0标准,1996年6月的MPC3标准,大大促进了多媒体技术的发展。而且随着计算机CPU速度的不断提高,早期的多媒体必须的视频卡的处理功能可以由强劲的CPU运算实现,使得多媒体的使用可以抛弃昂贵的硬件设施.从而更进一步促进了多媒体技术的应用。   
 
    我国多媒体技术的发展   
 
    80年代多媒体技术在美国开始出现,我国的电脑技术人员也及时地跟进,于80年代末期将多媒体技术带入我国。
    1989年,我国的电脑专业人员主要集中于多媒体应用系统的开发上,从国外引进了声霸卡和视频卡,在电脑上开发多媒体应用系统。此类实践主要出于科研和学习,多媒体技术在我国萌芽。
    1990年,我国电脑技术人员在消化吸收的基础上,开始开发多媒体系统必须的声卡和视频卡,同时积极开发多媒体软件工具、开发平台和多媒体编辑工具软件,为多媒体技术的推广应用提供了坚实的理论和技术基础。   
    1992年起,多媒体产品在市场上已经开始出现,多媒体应用由此开始,完成了科研向应用的转化。
    1993年到1994年,国内已经有自己的商业化多媒体开发平台软件,同时硬件产品的价格不断下降,相关硬件软件产品增加,多媒体开始进人升温期。
    1995年开始,INTEL公司的CPU开始飞速发展,速度越来越快,价格却越来越低,多媒体硬件价格的下降,促使多媒体产品很快地进入寻常人家,多媒体在各方面特别是远程教育方面也得到广泛的应用。
    1998年前后,我国众多高校先后开展现代远程教育. 更加促进了多媒体技术在我国的发展。此期间的应用主要在于多媒体课件的开发和使用上,也由此莫定了多媒体在远程教育中的主导地位。
    多媒体素材的压缩编码技术
    计算机多媒体技术的核心在于声音和图像的处理和集成,多媒体素材经常以声音、静止图像、活动视频三种方式存在。三种素材不经过压缩编码处理的话,占用的存储空间是相当巨大的。如VCD质量的视频图像为352*288点阵,其不经过压缩,每秒的数据流t为69MB/S,这样的速率,650MB的VCD光盘只能存储约1分钟的活动图像,这样大的数据对多媒体的应用构成了极大的困难。人们不断地探索研究,在保证素材质量的情况下,采用压缩编码的方法,大大降低了数据容量。
    常用的压缩编码有四种:R工E  (Run-Len砂En-coding,中文叫行程编码,其原理为找出连续相同的值,采用长度+重复值的方式代替,从而减少数据中的冗余盆。此种压缩编码对具有相当多的连续重复值的文件压缩效率很高。LZW压缩编码,采用较短的字代替文件中所有相同的较长的字,从而达到压缩的目的,对文件的压缩效果较好。Huffman压缩算法,采用概率分布的特点,对于在文中出现的越多的字以越短的字进行代替,这样实现最高的压缩比。JPEG算法,应该算是一种综合的算法,其在压缩之前要进行彩色棋式变换及采样、DCT余弦变换和量化,之后才是采用上述几种压缩编码方法进行压缩编码,此种算法是目前图像处理中压缩效率最高的一种算法。
    对于活动视频图像而言,常用的压缩编码方式有三种:MPEG1,俗称VCD,1992年发布,此种压缩方式可以实现352*288(PAL制)或320*240 ( NTSC制)点阵的图像质量,标准码流为1.15MB/S,最大可以实现720*576点阵的图像,压缩率为50:1,是目前用得最多的活动图像压缩方式,广泛应用于传统音像教材的数字化和远程教育中音视频的传输;MPEG2,俗称DVD,发布于1994年,为720*576  (PAL制)和720*480 ( NTSC制)的图像质量,码流2-30MB/S,图像质t很好,是未来的发展方向,也是未来高清晰度电视的理想压缩方式,现在的数字卫星电视已经大量采用此种方式;OMpeg4,此种方式兼具上述两种方式的优点,码率可随传输线路的要求而定,目前主要应用于网络视频的传输和网页类多媒体课件的制作,最小码流为225.2Kb/s,压缩率很高,现在流行的双向视频会议系统主要采用此类压缩方法。基于上述多种方式,常用的多媒体素材也有多种文件格式:声音文件,主要有WAV,AV.RA.MIDI, MP1 ,MP2 ,MP3. RMI;图像文件主要有BMP.PCX, GIF,TIFF,TGA}JPEG,PNG.PICT,EPS,WMF.DXF等;视频文件有AVI,MOV.MPEG,DAT,FLC.MAX.VOB,MPEG4等。这些不同格式的文件,现在的多媒体计算机大都支持.且多数多媒体开发工具都支持。   
    计算机多媒体课件

    多媒体素材的容量问题经压缩编码解决后,计算机多媒体课件在现代远程教育中起的作用就日益显著。目前绝大多数远程教育都采用了计算机多媒体课件的形式,计算机多媒体课件主要有以下形式。
    第一种是采用通用的编程语言开发的多媒体课件。此类课件一般采用C十+,PB等开发工具制作,对课件制作者的要求较高,但在课件的双向交互性和运行效率上相当出色。当然,开发周期长、难度大是此类课件所占比例极少的重要原因。目前大多数多媒体都不采用这种形式开发。
    第二种是采用AUTHORWARE、方正奥思等专门的多媒体课件开发工具或平台开发的多媒体课件,此类课件的制作比较容易,整个制作的重心在于素材的收集和界面的处理上,开发较容易,且开发出的课件在交互性上也十分出色,是目前重要的多媒体课件类型,多数商业化的课件均采用此种方式开发。
    第三种是采用网页方式制作的课件,如采用FRONTPAGE ,FLASH , DREAMWEAVER等网页制作工具制作的课件,此类课件依托网络浏览器,也可以采用JAVA.VB等脚本语言并发出交互性很好的课件,很适合于网上传输。现在大多数远程教育课件为此类,开发容易,课件使用的要求较低,特别是WINDWOS系统下IE浏览器与操作系统的紧密集成,课件使用简单。且此类课件的功能可以随着网络的发展而发展,可以增加许多新的表现方式。
    当然,多媒体课件的制作仅采用上述几种方式的开发软件是远远不够的,更多的处理在于多媒体素材的处理软件,如声音、图像、动画、视频等相关软件的应用上。
    各位看官,多媒体技术随着计算机技术、计算机网络技术、卫星传输技术的发展而快速发展,必将促进远程教育在各行各业的教育和培训中大显身手,成为我国现代教育事业的重要组成部分。

                              (摘自 《现代远程教育研究》杨永其)



  发布:教育技术中心