發(fā)布時間:2024-03-19 14:44:42
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L(fēng)格的5篇電子媒體技術(shù),期待它們能激發(fā)您的靈感。
第一回 圖像格式的變遷
黑白電視的誕生
公元1926年1月26日,蘇格蘭發(fā)明家John Logie Bsird在他的實驗室向英國科學(xué)研究所的約40位成員與泰晤士報的一位記者演示了他的機械電視裝置,演示的灰度圖像由30條豎向掃描線組成,幅形比為7:3.刷新頻率為每秒12.5幅畫面,同時這也是一套真正意義上的電視系統(tǒng)在世界上的首次演示。1929年至1935年,BBC(英國廣播公司)的電視廣播一直使用Baird的30行系統(tǒng)。
1934年8月,美國發(fā)明家Philo Farnsworth向公眾展示了其電子電視系統(tǒng),這是全電子系統(tǒng)在世界上的第一次公開演示。1936年,當(dāng)英國制訂模擬電視廣播標準的時候,有兩種方案可供選擇,其中之一是Baird的240行機械掃描系統(tǒng),另一種為Marconi/E.M.I.的405行電子掃描系統(tǒng)。由于后者采用了每秒50場的隔行掃描,既保證了足夠高的刷新頻率,又提高了空間顯示精度,因此,BBC于1937年放棄了Bsird的240行機械掃描系統(tǒng)。從此,電子掃描很快取代了機械掃描,成為主宰電視行業(yè)長達半個多世紀的核心技術(shù)之一。
對于電子掃描,人們的第一反應(yīng)一定是一行接一行的逐行掃描方式。20世紀30年代,RCA(美國無線電廣播公司)的工程師Bandall C.Ballard發(fā)明了隔行掃描,并一直沿用至今。運動圖像是由一幅幅靜態(tài)圖像連續(xù)出現(xiàn)而形成的,有兩個參數(shù)值得關(guān)注,一是圖像采集裝置的時間軸取樣頻率,二是圖像顯示裝置的刷新頻率。前者決定了運動圖像的連續(xù)感,例如,體育節(jié)目所含圖像的前后變化通常較大,如果時間軸取樣頻率不夠高,播放時會導(dǎo)致運動的不連續(xù)感;后者與圖像本身及觀看環(huán)境的光亮度,視角等共同影響著圖像的閃爍感,例如,在照度居中的室內(nèi),需要40 Hz以上的刷新頻率,而室外可能需要80 Hz。以電影為例,早期無聲電影曾使用16格/秒的拍攝速率,但放映機使用三片式(three bladed)快門,每格膠片投影三次,即48次/秒,后來有聲電影出現(xiàn),拍攝速率提升為24格/秒,放映機改用雙片式(two bladed)快門,每格膠片投影兩次,刷新頻率仍然是48次/秒。然而,電視的情況與電影不同,首先,重復(fù)顯示一幅圖像需要先將此圖像存入幀存儲器,而幀存儲器在20世紀30年代是無法普及的,其次,在當(dāng)時的技術(shù)條件下,CRT這類真空管只有工作在與市電頻率相同的刷新頻率下,才能避免電源頻率對圖像的干擾。
1932年,美國電影藝術(shù)與科學(xué)學(xué)會(Academy of Motion Pictrue Arts and Sciences)將有聲電影的標準幅形比定義為4:3(1.33:1),因此,該比例又被稱作學(xué)會(Academy)幅形比。由于生產(chǎn)工藝的限制.早期顯像管都是球面的,為了提高對CRT有效顯示區(qū)域的利用率,不得不使用接近1.1的幅形比,加之受到電影行業(yè)的影響,4:3的幅形比最終得到了電視行業(yè)的認同。雖然英國確定使用幅形比為5:4的Marconi/E.M.I.系統(tǒng),但BBC也于1950年將幅形比更改為4:3。
與此同時,歐洲的其它國家也都在積極發(fā)展自己的電視廣播。1936年,德國使用180線掃描方式直播了第11屆奧運會,后來轉(zhuǎn)向441行掃描系統(tǒng);而法國的電視技術(shù)則直接從441行掃描啟動,而后一度增長為819行。有趣的是,無論是405行,還是441行,在當(dāng)時都曾被稱作“高清晰度(High Definition)”。無論如何,上述的黑白電視系統(tǒng)都只能提供灰度圖像,而人類通過自己的眼睛看到的是一個絢爛多姿。豐富多彩的世界,因此,彩色電視便很自然地成為許多工程師的下一個奮斗目標。
彩色電視的出現(xiàn)
由于人類的色覺是建立在三種色彩之上的,所以彩色電視的發(fā)展與人類對色彩的認知與研究息息相關(guān)。紅、綠、藍三種色彩是構(gòu)成彩色畫面的基色,所以在電視圖像采集設(shè)備中要將光譜將混合光分開,分別感應(yīng),在電視圖像還原設(shè)備中再將三種色彩混合,分別呈現(xiàn).這便是彩色電視的基本原理。
實際上,人們很早就致力于彩色電視的開發(fā)了。1889年,一種機械掃描彩色系統(tǒng)就已用于彩色影像傳送,并申請了專利:1928年7月3日,John Logls Bsird使用帶有掃描圓盤與三片濾色片的發(fā)送與接收端設(shè)備完成了世界上首次彩色電視傳送演示。
1929年6月,貝爾實驗室演示了機械掃描彩色電視,拉開了美國彩色電視發(fā)展歷史的大幕。1940年2月5日,RCA向FCC(美國聯(lián)邦通信委員會)成員展示了采用電子掃描的場序彩色系統(tǒng)。同年8月28日,CBS(美國哥倫比亞廣播公司)開始使用膠片進行彩色場序傳送測試,11月12日開始使用攝像機進行測試,但CBS的系統(tǒng)是半機械式的。NBC(美國全國廣播公司,當(dāng)時為RCA所有)于1941年2月20日實施其首次彩色電視測試。自同年6月1日起,CBS每天進行測試。然而,上述幾種彩色電視系統(tǒng)都與當(dāng)時的黑白電視系統(tǒng)不兼容。第二次世界大戰(zhàn)中止了電視的發(fā)展,戰(zhàn)后的美國迎來了彩色電視的標準化,面對標準的三個候選者,F(xiàn)CC自1949年日月起舉辦了一系列聽證會。考慮到RCA與CTI(美國彩色電視公司,當(dāng)年曾致力于開發(fā)彩色電視系統(tǒng))兩者的系統(tǒng)存在諸多技術(shù)問題、不準確的彩色還原與高昂的造價,F(xiàn)CC于1950年10月11日決定采用CBS的方案作為美國彩色電視廣播標準。但各大電視機制造商都不肯為CBS的規(guī)格生產(chǎn)適配器,隨后CBS收購了一家電視機制造商,但只生產(chǎn)了200臺,且僅有一半售出。實際上,在CBS標準獲得FCC認可之前,以NTSC(全國電視系統(tǒng)委員會)為代表的美國電視行業(yè)就已經(jīng)著手開發(fā)一套兼容現(xiàn)有黑白電視機并優(yōu)于FCC質(zhì)量標準的彩色電視系統(tǒng)。1953年7月,NTSC向FCC提交了申請并于12月獲得批準。隨后.NBC開始以NTSC系統(tǒng)為標準開始了廣播,不久,Admiral,(冠捷公司的前身,1967年成立于臺灣)公司生產(chǎn)出了第一臺符合NTSC規(guī)格的彩色電視機,1954年4月,RCA與Westinghouse公司也加入了NTSC制式電視機的生產(chǎn)者行列。1959年,RCA成為了主要的彩色電視機生產(chǎn)商,其麾下的NBC也因此走在彩色電視節(jié)目生產(chǎn)的最前沿。作為失敗者的CBS沒有積極投身到彩色電視廣播中,ABC(美國廣播公司)的動作也很緩慢,于1962年首次播出了彩色電視劇。據(jù)調(diào)查,截至1964年底,只有3.1%的美國家庭擁有彩色電視機。為了刺激彩色電視的發(fā)展,NBC于1965年秋季在幾乎所有黃金時間播放彩色電視節(jié)目,1966-67年,美國三大廣播網(wǎng)在黃金時間全部播出彩色電視節(jié)目。截至1972 年,僅有約一半的美國家庭擁有彩色電視機。
歐洲的黑白電視標準一度比較混亂,后來包括英國放棄了405行系統(tǒng),法國放棄了819行系統(tǒng),自此,歐洲地區(qū)的電視廣播統(tǒng)一使用625行格式。由于歐洲國家普遍不滿足于美國彩色電視標準的色彩控制,加上歐洲當(dāng)時的電視廣播一直由政府控制,缺乏足夠的商機,因此,彩色電視在歐洲的發(fā)展滯后于美國。20世紀50年代,有關(guān)色彩編碼的研究工作陸續(xù)在歐洲展開。1956年,法國開發(fā)并注冊了SECAM(順序彩色與存貯器)專利。因不滿意美國的NTSC與法國的SECAM,德國開發(fā)了PAL(逐行倒相)制式,PAL更接近于NTSC,但借鑒了SECAM的一些思想,PAL的優(yōu)點之一即利用人眼的缺陷實現(xiàn)了自動色彩校正。1967年7月1日,英國BBC2用PAL啟動了歐洲的彩色電視廣播。同年9月,德國也開始了自己的彩色電視廣播,10月,法國啟動了SECAM廣播。西德、英國與大部分西歐國家都采納了PAL。除法國外,盧森堡、蘇聯(lián)、東歐、非洲與中東很多國家也采納了SECAM。截至20世紀80年代初,歐洲的彩色電視廣播一直使用UHF,VHF頻段一直被早期的黑白電視(英國的405行與法國的819行)廣播所占用。
在亞洲,日本于1960年日月10日開始使用NTSC-J系統(tǒng)進行彩色電視廣播。然而新西蘭、新加坡、澳大利亞、印度分別于1973、1974、1975年采納了PAL,韓國也于1980年開始了NTSC制廣播。中國中央電視臺(當(dāng)時稱作北京電視臺)自1973年開始采用PAL-D制試播彩色電視節(jié)目。1977年,中國電視的制作與播出完成了由黑白到彩色的過渡。
電視制作的數(shù)字化
1977年,字幕機。降噪器,時基校正器,同步機與制式轉(zhuǎn)換器等數(shù)字設(shè)備開始出現(xiàn)在專業(yè)電視制作中。由于沒有標準,各廠家都使用自己的數(shù)字接口,因此,數(shù)字設(shè)備之間的互連不得不依靠傳統(tǒng)的模擬接口。過多的數(shù)/模轉(zhuǎn)換掩蓋了數(shù)字處理的優(yōu)勢。1977年3月,SMPTE(美國電影與電視工程師協(xié)會)開始著手開發(fā)數(shù)字電視接口標準,一種專為NTSC電視制作開發(fā)的數(shù)字接口誕生。經(jīng)過長時間的討論,相關(guān)工作組決定采用4fsc(副載波頻率的4倍或14.31828MHz)對復(fù)合視頻信號進行采樣。1979年第四季度,各方就數(shù)字復(fù)合電視標準達成一致,該標準定義了一種4fsc采樣、日比特量化的數(shù)字接口,使用NTSC制式的節(jié)目制作機構(gòu)的數(shù)字接口問題似乎已得到解決。
與此同時,歐洲的電視行業(yè)也在尋找自己的數(shù)字化方案。NTSC的以(彩色副載波頻率)為fH(行頻)的整數(shù)倍,而PAL的副載波應(yīng)用了場頻偏移,SECAM應(yīng)用了調(diào)頻.因此,對PAL或SECAM的彩色信息進行取樣變得困難重重。1972年9月,EBU(歐洲廣播聯(lián)盟)成立了工作組C,就數(shù)字電視的編碼問題進行研究。在此基礎(chǔ)上,EBU于1977年建議歐洲電視行業(yè)考慮將分量信號數(shù)字化,因為分量信號可以在傳輸前被編碼為PAL或SECAM。1979年春,在瑞士的一次會議上,EBU與制作設(shè)備生產(chǎn)商就使用分量編碼的問題達成一致,隨后EBU成立了一個研發(fā)計劃來確定合適的編碼參數(shù)。
SMPTE與EBU兩個組織內(nèi)參與數(shù)字接口標準化工作的成員意識到有必要制訂一個世界唯一的,與色彩標準(PAL/NTSC/SECAM)與掃描標準(625/525)都無關(guān)的制作或演播室數(shù)字接口標準。1980年1月,SMPTE將已完成的有關(guān)NTSC復(fù)合數(shù)字電視的標準化工作暫時擱置,并與EBU展開了有關(guān)統(tǒng)一標準的大討論。EBU建議對亮度與色差信號分別使用12 MHz和4 MHz兩種取樣頻率(稱作12:4:4或3:1:1),EBU認為這種取樣頻率可提供足夠好的625/50圖像。而SMPTE提出的反對觀點認為12 MHz的取樣頻率太低,過于接近Nyquist取樣頻率,無法滿足特技、色鍵等所必須的多代編輯的需要,另外,12 MHz取樣系統(tǒng)對NTSC來說,每行的像素數(shù)為762.666。為此,SMPTE提出采用4fsc/2fsc作為亮度/色差分量的取樣頻率(稱作4:2:2),但又遭到了EBU代表的反對,他們認為4fsc(14.318 MHz)對當(dāng)時的數(shù)字錄像系統(tǒng)來說太高,而且對625行系統(tǒng)來說也不能產(chǎn)生整數(shù)個水平像素。最終,美國代表建議歐洲代表選擇與14.318MHz接近而又為625系統(tǒng)行頻倍數(shù)的頻率。
對于625/50系統(tǒng)來說,fs(聲音副載波頻率)為fH625的288倍:對于525/60系統(tǒng)來說,fs為fH525的286倍,而兩個系統(tǒng)的fs皆為4.5 MHz。因此,任何為fs整數(shù)倍的數(shù)字一定是兩種系統(tǒng)的行頻的公倍數(shù)。EBU認為取樣頻率應(yīng)低于14.318 MHz.而SMPTE認為取樣頻率應(yīng)高于12 MHz,因此,雙方于1980年2月11日一致建議采用4 5的3倍(即13.5 MHz)作為兩個系統(tǒng)的公共取樣頻率,并建議每行的有效像素數(shù)為720,亮/色取樣比為4:2:2。1981年1月,EBU在IBA(英國獨立廣播局)組織了一系列演示,同年2月,SMPTE提議在舊金山召開了分量編碼數(shù)字電視演示,演示得到了眾多設(shè)備制造商的支持。1981年3月,EBU與SMPTE召開聯(lián)合會議,會上雙方同意將13.5 MHz(4:2:2)標準提交為世界標準,同年秋季,NHK的測試也證明了該標準的優(yōu)越性。1981年4月,SMPTE公開了標準草案,聽取各方意見,最終該草案成為SMPTE 125標準。EBU也了一份類似標準,隨后與SMPTE 125一并提交給ITU-R(國際電信聯(lián)盟無線通信局).并于同年9月、10月的會議上被采納為11/1027號文檔。1982年2月17日,ITU-R對該文檔進行了修訂,隨后,該文檔正式成為后來大名鼎鼎的ITU-R BT.601建議。
高清晰度電視的發(fā)展
目前,包括PAL/NTSC/SECAM制式的模擬系統(tǒng)與ITU-R BT.601定義的數(shù)字系統(tǒng)在內(nèi)的彩色電視均被稱作SDTV(標準清晰度電視)。按照ITU的定義,HDTV(高清晰度電視)的水平清晰度應(yīng)為傳統(tǒng)電視的兩倍,幅形比應(yīng)為16:9。ITU-R BT.601定義的SDTV每行水平像素數(shù)為720,該數(shù)量的2倍為1440,考慮到16:9與4:3的比例不同,HDTV應(yīng)具備1920個水平有效像素。在好萊塢與計算機行業(yè)的強烈建議下,HDTV應(yīng)采用方形像素,如此推算,HDTV的有效掃描行數(shù)應(yīng)為1080。
日本從1979年便開始涉足HDTV的研發(fā)工作,20世紀90年代初,日本就使用1125行隔行系統(tǒng)開始了模擬高清電視廣播。NHK的科技研究實驗室于20世紀80年代開發(fā)出了MUSE(多重亞奈李斯特取樣編碼)系統(tǒng),利用多重濾波減小原信號對帶寬的占用。在MUSE系統(tǒng)中,靜態(tài)圖像以全分辨率傳輸。由于每幀圖像內(nèi)容不同,MUSE采用的濾波對水平與豎直清晰度的影響不同,所以運動物體會呈現(xiàn)模糊現(xiàn)象。實際上,搖鏡頭會損失一半的水平清晰度。MUSE被NHK 稱為Hi-Vision,是一種專為模擬衛(wèi)星廣播方式開發(fā)的高清電視系統(tǒng)。
與日本類似,在歐共體的支持下,歐洲也于1986年設(shè)計出自己的模擬高清衛(wèi)星廣播系統(tǒng)――HD-MAC,該系統(tǒng)將MAC(復(fù)用模擬分量)與數(shù)字音頻復(fù)用在一起,視頻為1152行掃描,使用D2-MAC編碼器。1992年夏季奧運會期間,試驗性HD--MAC廣播系統(tǒng)誕生,100臺HD-MAC接收機被用于測試該系統(tǒng)的性能。后來,歐洲的注意力逐漸轉(zhuǎn)移到DVB系統(tǒng)上來,因此,HD-MAC標準于1993年被淘汰。
20世紀80年代末,AT&T(美國電話電報公司)貝爾實驗室設(shè)計出了720條有效掃描行的高清電視格式。起初,此項目的目標是設(shè)計出一個與日本的MUSE兼容的模擬高清電視系統(tǒng)。后來,專家們開發(fā)出了使用DCT(離散余弦變換)塊的數(shù)字編碼標準,并完成了數(shù)字720p試驗系統(tǒng),為此,Zenith與AT&T放棄了模擬高清電視計劃。在FCC的測試中,720p系統(tǒng)對運動物體的表現(xiàn)十分優(yōu)秀。隨后,電視行業(yè)支持的隔行掃描格式與AT&T、微軟等支持的逐行掃描格式展開了一場激烈的爭斗。
1990年,ITU-R BT.709誕生,這是國際各方在高清節(jié)目交換參數(shù)問題上達成共識的體現(xiàn)。目前該建議書的最新版本為2002年的ITU-R BT.709-5。在該建議的第二部分,所有1080行系統(tǒng)均得到認可。720p規(guī)格暫未被TU-R BT 709建議采納,但在SMPTE 296m文本中進行了標準化,而且.EBU也極力推進逐行掃描在歐洲的采用,EBU認為720p是目前最優(yōu)的高清圖像格式,待產(chǎn)品成熟以后再升級為1080p,在舊C 2006上EBU還進行了1080i,720p與1080p三種高清圖像格式的現(xiàn)場對比演示,顯示了720p較1080,的優(yōu)越性。
目前,美國少數(shù)電視臺使用720p格式,其余大部分使用1080i;歐洲的大部分商業(yè)電視臺使用1080i,然而EBU推薦大家走720p到1080p的過渡之路;我國的行業(yè)標準采用了1080i格式。目前流行的高清電視廣播系統(tǒng)有歐洲的DVB.美國的ATSC與日本的ISDB,我國的衛(wèi)星廣播選擇了DVB-S、有線廣播選擇了DVB-C、地面廣播選擇了自主研發(fā)的DTMB(數(shù)字電視地面多媒體廣播)。
數(shù)字電影與電視的未來
在歷史上,電影歷來是電視追趕的目標。數(shù)字影院的技術(shù)標準標準化由SMPTE DC28小組負責(zé),在標準草案中,2K(2048×1080)與4K(4096×2160)兩種分辨率標準得到了業(yè)界的認可。
在第一回中,我們重溫了圖像格式的變遷。圖像采集設(shè)備是電子圖像的源頭,伴隨著圖像格式的演化,圖像采集設(shè)備也得到了長足的發(fā)展。
1873年,人們發(fā)現(xiàn)了硒的電導(dǎo)會隨其受到的照度的變化而變化,這是一個偉大的發(fā)現(xiàn),它將光與電這兩個物理現(xiàn)象更為緊密地聯(lián)系了起來,而此前,人們只是了解到電能可以轉(zhuǎn)換為光能。同時,這一發(fā)現(xiàn)也為電子影像的誕生埋下了伏筆。
從掃描圓盤到飛點掃描器
1884年,德國學(xué)生Paul Gottlieb Nipkow設(shè)計出第一種機電式電視系統(tǒng)。如圖所示,該系統(tǒng)的核心裝置為一個掃描圓盤(后來被稱為Nipkow盤),幾十個等間距的小孔呈螺旋狀排列在圓盤上。若在圓盤前放置一個光學(xué)鏡頭,使鏡頭前的物體成像于圓盤上,并于圓盤后方放置一個光電傳感器,當(dāng)圓盤勻速旋轉(zhuǎn)時,這些圓孔會逐一經(jīng)過傳感器表面,留下一行接一行的軌跡。由于傳感器具有光敏特性,其電導(dǎo)會隨著透過小孔的光線強度的變化而變化,經(jīng)放大即可以電信號傳輸出去。此時,如果另有一個相同的圓盤以相同的速率與方向與前述圓盤同步旋轉(zhuǎn),且另有一個受前者所發(fā)電信號控制的光源,那么,光源發(fā)出的光透過相應(yīng)的光學(xué)鏡頭,再結(jié)合圓盤上運動的小孔,就會在另一側(cè)以一行接一行的方式成像。如果圓盤以足夠快的速率旋轉(zhuǎn),則可以形成一幅幅看似連續(xù)的圖像。
使用Nipkow圓盤可設(shè)計出結(jié)構(gòu)非常簡單的圖像采集與還原設(shè)備。例如,光電轉(zhuǎn)換元件只要一個光敏二極管或光敏電阻器即可,圓盤的旋轉(zhuǎn)只需一個電動機,而且由于掃描線是連續(xù)的,所以分辨力較高。此外,使用Nipkow圓盤的圖像還原裝置與采集裝置極為相似,只需將光電轉(zhuǎn)換元件替換為發(fā)光強度可控的光源,再設(shè)法將兩個圓盤的旋轉(zhuǎn)同步即可。
但不可否認的是,Nipkow圓盤也有一些缺陷。例如,由于Nipkow盤呈圓形,旋轉(zhuǎn)的小孔留下的軌跡并非一條條直線,而是曲線,因此,理想的Nipkow盤要么擁有很大的直徑,要么擁有很小的窗口,要么使這些小孔盡量靠近圓盤的邊緣,以獲得盡可能平直的掃描線。在實際使用中,直徑為30厘米至50厘米的Nipkow圓盤僅有30至50個孔,即圖像有30至50條掃描線組成,而且圖像很小。
NIpkow圓盤可將光像分解,并以時間順序發(fā)送,實現(xiàn)了人類歷史上零的突破。此后,相繼有人按照此原理設(shè)計出了實用的機械電視系統(tǒng),但大多會用到一個旋轉(zhuǎn)的鼓,鼓上有小孔或安裝有反光鏡。除此之外,一種被稱作飛點(flylng spot)的方法也曾用于電視節(jié)目制作。飛點法要求被攝者處于全黑的演播室中,而后用一個很窄的光束去照射,在被攝物體上形成一個亮點,將光束通過旋轉(zhuǎn)的Nipkow圓盤,即可實現(xiàn)由左至右、由上及下的有規(guī)律的飛點掃描,頻率可達到或超過16次/秒。由被攝者反射回來的光會被一排光電傳感器獲取,可獲得較強的電信號輸出,改善了當(dāng)時傳感器靈敏度低的問題。因飛點法要求全黑的演播環(huán)境,節(jié)目無法在室外進行錄制,因此,直到1935年與1938年,英國廣播公司與德國停止了飛點掃描方式的使用。
機械電視為影像技術(shù)的實用化做出了不可磨滅的貢獻,同時其創(chuàng)造的“掃描”的概念也為電子影像的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),在現(xiàn)代的DLP投影顯示與激光打印等技術(shù)身上都不難發(fā)現(xiàn)機械掃描的影子。
從真空攝像器件到固態(tài)影像傳感器
1927年,美國發(fā)明家Philo Taylor Farnsworth演示了他的全電子電視裝置,并申請了專利。該裝置利用了一種稱作光電析像管(image dIssector)的器件來采集影像,所謂光電析像管實際上是陰極射線管(cRT)的一種,它可將被攝物體成像于一層氧化銫材料上,這種材料受到光的照射會發(fā)射出電子,電子的數(shù)量與入射光的強度成正比,其中一小部分電子流在電磁場作用下r通過一個孔到達電子收集板,通過聚焦及偏轉(zhuǎn),電子束即可按照一定的順序一點一點、一行一行地完成對整個圖像的掃描。這是真正意義上的全電子掃描。之后,F(xiàn)arnsworth不斷改進他的裝置,1929年,他的全電子電視系統(tǒng)的清晰度超過了當(dāng)時的機械電視系統(tǒng)。但由于靈敏度較低一不話合電視廣播應(yīng)用,因此光電析像管主要用于膠片掃描。
同年,美籍俄羅斯發(fā)明家Vladlml r Kozmlch Zworykin改進了Farnsworth的設(shè)計,發(fā)明了映像管(Iconoscope),并與1931年申請了專利。與析像管不同,映像管將圖像投射到一個覆蓋有光電發(fā)射材料的成像面上,這些光電轉(zhuǎn)換材料的顆粒呈馬賽克狀排列,與人眼視網(wǎng)膜上的視覺細胞類似,每個顆粒的光電子發(fā)射數(shù)量與入射光的量成正比。在成像面的后方還有一塊導(dǎo)電板,這兩層材料構(gòu)成了一個個電容器,由電子槍發(fā)出的電子束會一個接一個地掃描所有電容器,掃描所得的金屬板的電勢變化便組成了圖像信號。與Farnsworth的析像管相比,Zworykin的映像管更容易制造,其靈敏度約為析像管的1000倍,清晰度也大幅提高。
1936年,英國的Lubszlnsky與Rodda為他們發(fā)明的移像光電攝像管(super Emitron或ImageIconoscope)申請了專利。移像光電攝像管采用靶面前方的陰極照射來收集光電子,解決了困擾映像管的電子云問題。后來,又出現(xiàn)了采用第二個環(huán)形陰極的RieseI映像管,其靈敏度為普通映像管的10倍,但僅在歐洲大陸使用。
1938年,美國無線電公司(RCA)的Hatley Ambrose lams與Alberts Rose開發(fā)了正析攝像管(orthicon),乍看起來,正析攝像管似乎是一種簡化的映像管,但其制造過程要比制造映像管復(fù)雜得多。1940年,正析攝像管被用于實現(xiàn)第一次電視廣播。幾年后,超正析像管(imageorthicon)出現(xiàn),這種器件結(jié)合了光電析像管與正析攝像管的技術(shù),采用電子方式直接讀取并連續(xù)收集電荷,可避免靶面的其它部分引入的干擾,同時獲得極為精細的圖像。一只質(zhì)量良好的超正析像管可在燭光下工作,這得益于更為有序的光敏區(qū)域與電子增倍器的出現(xiàn),這種增倍器相當(dāng)于高效放大器。此外,超正析像管的光敏特性呈對數(shù)函數(shù)形狀,與人眼類似,因此圖像看起來更自然。然而,一旦演播室中一個有光澤的物體反光時,圖像中的物體周圍就會出現(xiàn)黑色光暈。超正析像管被廣泛使用于早期彩色電視攝像機中,這種器件的高靈敏度可在一定程度上彌補光學(xué)系統(tǒng)的不足。
1950年,視像管(Vidicon)誕生,這是一種以三硫化二銻為靶面材料的電荷存儲型攝像管,其工作原理與其它類型的攝像管相同。由于視像管的感光層非常薄,所以當(dāng)節(jié)目播出或錄制現(xiàn)場有較強的空氣震動(如搖滾樂,射擊或爆炸等)時,感光層可能會變形,從而在圖像上產(chǎn)生一系列的水平條紋,這種現(xiàn)象稱為視像管顫噪現(xiàn)象(VIdicon microphony)。視像管的成本較低,便于大規(guī)模生產(chǎn)與普及,克服了超正析像管過 于昂貴的問題。20世紀70年代末,采用小型視像管的消費用攝像機出現(xiàn)。
Plumbicon(氧化鉛攝像管)是荷蘭飛利浦公司的注冊商標。這種攝像管的特點是輸出低而信噪比高,其清晰度比超正析像管高,主要面向電視攝像機應(yīng)用。但氧化鉛攝像管缺乏超正析像管的銳化偽邊緣,因此一些觀眾認為其采集的圖像偏軟。美國哥倫比亞廣播公司實驗室首創(chuàng)了外置邊緣增強電路以改善氧化鉛攝像管的這種效果。
Saticon(硒砷碲視象管)是日本日立公司的注冊商標。早期,硒砷碲視象管的清晰度比氧化鉛攝像管高,但1980年后,隨著二極管電子槍(diode gun)的出現(xiàn),這兩種攝像管都能可滿足廣播標準的需要。與硒砷碲視像管相比,氧化鉛攝像管對強光引起的漫射、拖尾等的抑制能力更強,法國湯姆遜(Thomson)、德國Heimann與日本索尼(sony)也生產(chǎn)硒砷碲視像管。
此后,全球許多公司相繼設(shè)計出了各種改進型的攝像管,如日本松下的碲化鋅鎘視象管(Newvlcon)、日本索尼的彩色攝像管(Trlnlcon)、德國Heimann的硒化鎘攝像管(Pasecon),日本Hamamatsu的硒化鎘攝像管(chalnicon)、德國Heimann的光阻攝像管(Reslstron),法國湯姆遜的Primicon與美國TeItron的X-con等等。直至現(xiàn)在,在醫(yī)療、工業(yè)與軍事領(lǐng)域,仍可以發(fā)現(xiàn)攝像管的影子。
攝錄一體機的出現(xiàn)對攝像機的體積、質(zhì)量、功耗等都提出了更高的要求,也正在此時,固體影像傳感器走進了人們的視線。1969年,貝爾實驗室的Willard Boyle與George E Smith發(fā)明了CCD(電荷耦合器件)。1970年,貝爾實驗室已經(jīng)研制出了線性CCD,歐美與日本等發(fā)達國家的企業(yè)也相繼投入到CCD的設(shè)計與生產(chǎn)中來。在此后的30余年時間里,CCD的結(jié)構(gòu)設(shè)計與生產(chǎn)工藝也得到了長足的發(fā)展。在形狀方面,既有直線型,也發(fā)展出了面陣列型;在電荷存儲與轉(zhuǎn)移的機制方面,出現(xiàn)了IT(行間轉(zhuǎn)移)、FT(幀間轉(zhuǎn)移)與FIT(幀行間轉(zhuǎn)移);在光電轉(zhuǎn)換效率方面?片上透鏡的出現(xiàn)與不斷縮小的像素間距都可以提高光能的利用率;在像素數(shù)量方面,業(yè)已出現(xiàn)數(shù)量接近一個億的產(chǎn)品;在半導(dǎo)體制造工藝方面,也出現(xiàn)了許多新技術(shù),可顯著改善拖
實際上,在CCD誕生之前,MOS就已經(jīng)出現(xiàn)了。1 963年,仙童半導(dǎo)體公司(Fai rchiIdSemiconductor)的Frank Wanlass發(fā)明了CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體),1968年,RCA制造出了第一枚CMOS集成電路。現(xiàn)在,CMOS已經(jīng)稱為制造集成電路的主流技術(shù)。此外,隨著影像采集設(shè)備對體積、質(zhì)量、功耗、速度、成本等不斷提出新的要求,使用CMOS技術(shù)制造固體影像傳感器也已經(jīng)成為一種趨勢。
從黑白到彩色
由于真空與固體傳感器都只能感應(yīng)光的強弱,因此,早期的電視攝像機都是黑白攝像機,只能獲取灰度圖像。后來,在顏色科學(xué)與電子技術(shù)基礎(chǔ)上,攝像機普遍采用二色性的濾光片(dichroic filter)或三色棱鏡(trichroic prism)將來自鏡頭的自然光分解為紅、綠、藍三種基色,分別進行感應(yīng)或處理,這種方式可得到相對準確的色彩還原、較高的光能利用率與較高的清晰度。但不可回避的是,上述色彩分離方式需要三個相同的傳感器,而且空間的相對位置需要嚴格對準,加上棱鏡等因素,系統(tǒng)的整體成本之高使之很難普及。因此,人們找到了另一種解決方案。
在攝像管時代,索尼設(shè)計了采用電子指引相位分離方式的彩色攝像管――Trinicon,它使用垂直排列的紅、綠、藍三種彩色條紋濾色器,在光學(xué)上實施了彩色編碼,在后期處理時要進行相應(yīng)的解碼。在固態(tài)攝像器件時代,單片CCD或CMOS上都可以附加一層濾色矩陣(CFA),在該矩陣上,不同顏色的濾色片呈馬賽克狀排列,每一個小色塊對應(yīng)一個像素,后期處理時需要解馬賽克(demosaic)處理。
從模擬到數(shù)字
20世紀90年代前,絕大多數(shù)攝像機都是模擬攝像機,即模擬處理,模擬輸出。隨著數(shù)字圖像處理算法、數(shù)字圖像處理技術(shù)以及半導(dǎo)體芯片的進步,加之CCIR 601/656等標準的逐步推廣,數(shù)字處理。數(shù)字輸出的攝像機漸成主流。除了極小一部分不便于采用數(shù)字處理的步驟,現(xiàn)在的攝像機產(chǎn)品已將大部分處理工作集成到一枚專用芯片(如ASIC)中。而且,數(shù)字處理不僅可以抑制噪聲的干擾,更可以實現(xiàn)許多模擬處理無法完成的工作。目前,部分高清攝像機產(chǎn)品的數(shù)字處理精度已達到14比特。
從標清到高清
普及HDTV的首要任務(wù)是節(jié)目的積累,而高清晰度電視節(jié)目的來源除了少數(shù)電影外,大多數(shù)都離不開電視攝像機。由于日本是較早啟動高清晰度電視技術(shù)研發(fā)的國家,因此高清晰度電視攝像機也是從日本起步的。
1984年,索尼開發(fā)了使用1英寸硒砷碲視象管的高清晰度攝像機HDC-100,1988年,索尼又推出了更為小巧的第二代高清晰度攝像機HDC-300;1992年,索尼將CCD帶入了高清晰度時代,推出了采用1英寸高清CCD的HDC-500;1998年,索尼又推出了采用2/3英寸CCD的數(shù)字化高清攝像機HDC--700。
與此同時,其它廠家也生產(chǎn)出了類似產(chǎn)品,高清攝像機已不再神秘。
攝像機的小型化
攝像機的小型化意味著小型、輕量、低功耗,低成本,這不僅是攝像機走進消費電子領(lǐng)域的必經(jīng)之路,同時也是野外電視廣播與ENG制作所期待的。
關(guān)鍵詞: 高等職業(yè)教育;電子技術(shù);多媒體教學(xué)
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)16-0237-02
0 引言
多媒體教學(xué)其實古已有之,教師一直在借助文本、聲音、圖片來進行教學(xué)。但是在20世紀80年代開始出現(xiàn)采用多種電子媒體如幻燈、投影、錄音、錄像等綜合運用與課堂教學(xué),這種教學(xué)技術(shù)又稱多媒體組合教學(xué)或電化教學(xué),90年代起,隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,多媒體計算機已經(jīng)逐步取代了以往的多種教學(xué)媒體的綜合使用地位。因此,現(xiàn)在我們通常所說的多媒體教學(xué)是特指運用多媒體計算機,并借助于預(yù)先制作的多媒體教學(xué)軟件,綜合處理和控制符號、語言、文字、聲音、圖形、圖像、影像等多種媒體信息,來開展的教學(xué)活動過程。它又可以稱為計算機輔助教學(xué)(computer assisted instruction,即CAI)。筆者談?wù)勗凇峨娮蛹夹g(shù)》課程教學(xué)中應(yīng)用多媒體技術(shù)的經(jīng)驗和體會。
1 《電子技術(shù)》課程概述
《電子技術(shù)》課程是應(yīng)用電子技術(shù)、電力電子、機電一體、汽車電子等專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,其重點研究和闡述《電子技術(shù)》中必要的基礎(chǔ)理論、電路的組成和原理、元件的作用和檢測方法、放大電路、振蕩電路正常工作的在路檢測法、電子設(shè)備的維修技能。具有很強的應(yīng)用性和實用性。
2 《電子技術(shù)》課程多媒體教學(xué)的優(yōu)點
根據(jù)《電子技術(shù)》課程的專業(yè)性、實踐性、應(yīng)用性等特點,筆者在日常教學(xué)中靈活運用多媒體技術(shù),較傳統(tǒng)的板書、畫圖、演示的教授方法顯現(xiàn)了頗多的優(yōu)點,收到了較好的教學(xué)效果。
2.1 動態(tài)性,有利于反映概念及過程,有效地突破教學(xué)難點 在《電子技術(shù)》的教學(xué)過程中,若正確使用多媒體技術(shù)可以大幅度的提升教學(xué)效果,特別是抽象枯燥的知識內(nèi)容(如:元器件的結(jié)構(gòu)、工作過程和原理),學(xué)生很難理解,教師即使配以模型、掛圖加以說明,也是一些呆板的靜態(tài)教具,花了大量的時間和精力講解,學(xué)生還是難以接受、不能理解,教學(xué)效果不佳。如在講PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦裕婕暗絇N結(jié)內(nèi)部載流子的運動(多子的擴散、少子的漂移、復(fù)合),用傳統(tǒng)的方法講解學(xué)生很難理解,筆者采用多媒體技術(shù)將擴散、漂移、復(fù)合過程動畫演示在銀幕上,學(xué)生一看茅塞頓開,即刻了解了PN結(jié)的形成過程,知曉了PN結(jié)的單向?qū)щ娦缘脑伞?/p>
2.2 圖文聲像并茂,培養(yǎng)學(xué)生的興趣和能力 圖文聲像并茂,多角度調(diào)動學(xué)生的情緒、注意力、培養(yǎng)學(xué)生的興趣和能力。如我在講三極管工作狀態(tài)(放大、截止、飽和)在線測試判斷方法(這是學(xué)習(xí)電子技術(shù)專業(yè)的學(xué)生必須掌握的方法,是電子設(shè)備維修必須的基本技能)時,我事先用攝像機把對三極管工作狀態(tài)示范測試判斷過程攝制好,配上講解,制成短片,然后在多媒體教室播放給學(xué)生觀看(有特寫、有整體、有萬用表的使用、有測試的方法和步驟。有測試判斷的結(jié)果:放大狀態(tài)——發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏;截止?fàn)顟B(tài)——發(fā)射結(jié)反偏或零偏,集電結(jié)反偏;飽和狀態(tài)——發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)正偏或零偏。還有引申的結(jié)論:放大狀態(tài)——C極與E極之間的等效電阻線性可變,相當(dāng)于一只可變電阻,電阻的大小受基極電流大小的控制。基極電流大,C極與E極間的等效電阻小,反之則大。截止?fàn)顟B(tài)——C極與E極之間等效電阻很大,相當(dāng)于開路。飽和狀態(tài)——C極與E極之間等效電阻很小,相當(dāng)于短路;),學(xué)生們記憶深刻,很快就掌握了這個基本技能。學(xué)生興趣十足,個個躍躍欲試。在進一步的維修實踐中,學(xué)生分析問題解決問題的能力得到了極大的提高。
2.3 課件上網(wǎng),提高了教學(xué)效率 把電子課件上網(wǎng)(校園網(wǎng)),有更多的學(xué)生參與學(xué)習(xí),節(jié)約了空間和時間,提高了教學(xué)效率;學(xué)生可以隨時隨地上網(wǎng)學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí),有利于突破教學(xué)難點和克服遺忘;學(xué)生可針對自己的學(xué)習(xí)情況,有選擇性的學(xué)習(xí),針對不同層次學(xué)生(因材施教)的教學(xué)成為可能;學(xué)生能突破視覺的限制,多角度地觀察對象,并能夠突出要點,有助于概念的理解和方法的掌握;提供多媒體實驗實現(xiàn)了對普通實驗的擴充,通過對真實情景的再現(xiàn)和模擬,培養(yǎng)學(xué)生的探索、創(chuàng)造、創(chuàng)新能力。
3 《電子技術(shù)》課程多媒體教學(xué)的不足之處
①助長了教師及學(xué)生的惰性。過分地強調(diào)課件的重要性,認為只有使用課件才能把課上好,甚至認為板書都是多余的,教師成了一個點擊鼠標的工具,電子板書占據(jù)了整堂課,學(xué)生不再認真做筆記,而更依賴于拷貝教師的教案,聽覺和視覺成了一節(jié)課最重要的環(huán)節(jié)。孰不知親手演練才是學(xué)生學(xué)習(xí)及鞏固知識最重要的環(huán)節(jié)。②內(nèi)容華而不實。教師在制作課件時,為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,過多地加入了音樂視頻及其它一些動畫,雖然課堂氣氛變得很活躍,但課堂的重難點并不突出。③在教學(xué)過程中與學(xué)生的交流不夠。在網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境下學(xué)習(xí),教師埋頭于操作電腦,只注重教學(xué)課件的進度,忽視了與學(xué)生交流的過程,在這種情況下,除非學(xué)生具有較強的自制力和學(xué)習(xí)自覺性,否則上課很容易“開小差”,無法保證教學(xué)的質(zhì)量。此時,就要將傳統(tǒng)的教學(xué)方法引入進來,加強教師與學(xué)生之間的溝通,使學(xué)生的自律性、自覺性都得到有效促進。
4 結(jié)束語
在信息時代,我們既要利用多媒體知識來豐富我們的教學(xué),又要運用傳統(tǒng)的教學(xué)方式來促進學(xué)生與教師之間的互動,以求獲得最佳的學(xué)習(xí)效果。如果完全拋掉了傳統(tǒng),那么創(chuàng)新就成了無源之水、無本之木。原有的不能傳承,新的又難以為續(xù),教學(xué)處于無所適從的尷尬境地,教育就形成了斷層。因此,我們只有審慎地對待傳統(tǒng)才有真正意義上的創(chuàng)新。我們在教學(xué)改革實踐中,只有充分地認識到它的優(yōu)點和長處,才能去合理地利用和改造它。多媒體教學(xué)雖然有很多的優(yōu)勢,但是它不可能解決教學(xué)中的所有問題,因此夸大多媒體的作用,試圖以多媒體教學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)的做法是不現(xiàn)實的。無論傳播媒體怎樣先進,不管它的功能如何完善,它們都不可能完全取代傳統(tǒng)教學(xué)手段;特別是高等職業(yè)技術(shù)教育(如電子技術(shù))是實踐性很強的學(xué)科,需要勤動腦多動手,動手檢測、動手實驗、動手制作、動手維修、動手實訓(xùn)、動手頂崗實習(xí)(校企合作)。總之,多媒體已經(jīng)成為教師教學(xué)的好幫手,在《電子技術(shù)》多媒體教學(xué)活動中,發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢克服其不足,把多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)方法有機的結(jié)合起來會收到很好的教學(xué)效果,會培養(yǎng)出大批的優(yōu)秀的電子技術(shù)人才。
參考文獻:
[1]韓猛.對多媒體教學(xué)的幾點思考[J].中國水運(學(xué)術(shù)版),2007(04).
《電工電子技術(shù)》 多媒體 學(xué)生 學(xué)習(xí)興趣
《電工電子技術(shù)》由于有些內(nèi)容非常抽象,單靠傳統(tǒng)的粉筆加黑板的教學(xué)模式往往不能滿足教學(xué)的要求,更談不上學(xué)生思維的訓(xùn)練、能力的發(fā)展和素質(zhì)的提高。通過幾年的教學(xué)實踐中,在課堂教學(xué)中有意識地運用多媒體技術(shù)來制作動畫、課件,并與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機結(jié)合,共同參與教學(xué)過程,能夠突出重點、分散難點,降低學(xué)習(xí)難度,形成了更為合理的教學(xué)結(jié)構(gòu),也使課堂教學(xué)更加生動有趣,取得了非常明顯的教學(xué)效果。
一、多媒體的概念
計算機多媒體是一種把超文本、圖形、圖像、動畫、聲音等運載信息的媒體結(jié)合在一起,并通過計算機進行綜合處理和控制的技術(shù)。多媒體計算機作為教學(xué)媒體的一種,它是來存儲、傳遞教育和教學(xué)信息的。
二、多媒體技術(shù)在電工電子技術(shù)教學(xué)中的作用
與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比,多媒體課件教學(xué)有著自身的技術(shù)優(yōu)勢。多媒體課件教學(xué)對電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課來說起到如下的作用:
1.利用多媒體技術(shù),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性
實踐證明,興趣是誘發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機和學(xué)習(xí)注意力的重要因素。在《電子電工技術(shù)》課堂教學(xué)中,概念的引入、過程的推導(dǎo)、電路的組成和控制原理等這些對學(xué)生來講不僅枯燥乏味,而且易混難懂。多媒體教學(xué)課件,可以將枯燥抽象的內(nèi)容以圖文并茂的方式形象地展示出來,使學(xué)生輕松、愉快地學(xué)習(xí),從而加深對知識和原理的理解,牢固掌握各種分析和設(shè)計方法,提高對知識的掌握程度。
2.利用多媒體技術(shù)可以突出重點、突破難點,掌握教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)中重點的突出,難點的突破,直接影響教學(xué)效果。多媒體技術(shù)的應(yīng)用正是我們突出重點、突破難點的重要手段。例如,在基本三極管共基放大電路靜態(tài)工作點的設(shè)置這節(jié)中,講解設(shè)置靜態(tài)工作點是教學(xué)難點。為了突破難點,在教學(xué)過程中采用同一輸入波形電壓信號,將設(shè)置了靜態(tài)工作點和未設(shè)置靜態(tài)工作點兩種情況下的動態(tài)輸出波形作以比較,使學(xué)生充分領(lǐng)會設(shè)置靜態(tài)工作點的目的。同時分析動態(tài)的輸入輸出波形,將正確設(shè)置靜態(tài)工作點必要性分析透徹。最后通過輸入波形變化的變化圖形來表示截止失真和飽和失真情況,讓學(xué)生很直觀、很形象地理解這個原本很難的問題,借助多媒體把抽象的內(nèi)容簡單化,很好地化解了課堂教學(xué)難點。
3.利用多媒體技術(shù),優(yōu)化課堂教學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量
多媒體課件的使用,有助于強化教學(xué)的立體感,優(yōu)化課堂教學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量。比如,在講解交流電動機這一節(jié)時,我們搬一個實物是不現(xiàn)實的,這時我就借助多媒體演示交流電動機的立體圖片,這樣不僅可以給學(xué)生提供豐富的立體感,還提高課堂的教學(xué)效率。通過多媒體演示電動機圖片,還可以讓學(xué)生了解一些國內(nèi)電動機構(gòu)造的實例。多媒體通過形、聲、色來傳授教學(xué)信息,增大教學(xué)容量,有助于優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu),提高教學(xué)質(zhì)量。《電工電子技術(shù)》中圖表和公式較多,多媒體課件作為輔助教學(xué)手段,以快捷、簡便、明了的特點替代一些耗時的板書和作圖,這樣既可節(jié)省時間,完成課時任務(wù),還可以擴充一些最新的知識和應(yīng)用,這對于培養(yǎng)學(xué)生的能力和提高綜合素質(zhì),發(fā)揮著積極的作用。
4.利用多媒體技術(shù)創(chuàng)設(shè)實驗情境,提高安全保障
《電工電子技術(shù)》課程具有實踐性強的特點,很多內(nèi)容需要通過實驗演示來加深理解。電工實驗中的對象是與電流電壓有著密切關(guān)系的,在實驗過程中的錯誤操作不僅會導(dǎo)致數(shù)據(jù)不正確而失去實驗的意義,甚至可能導(dǎo)致元器件和設(shè)備的損壞甚至造成人員傷亡。電路的正確連接是實驗成功的保證,實驗中的任何一個環(huán)節(jié)的正確性都會影響實驗結(jié)果的正確性,由于學(xué)生經(jīng)驗不足,故障排除率低,導(dǎo)致實驗成功率低。為解決這一問題,可以采用多媒體計算機仿真軟件,在計算機中接好電路調(diào)試好參數(shù)做出正確結(jié)果。學(xué)生通過計算機仿真熟悉實驗電路結(jié)構(gòu)、調(diào)試要點以及儀器的正確使用。這樣,在實際實驗中學(xué)員做到心中有數(shù),就會極大地提高實驗的成功率。另一方面,多媒體計算機仿真軟件也為解決硬件設(shè)備偏少和因?qū)W員錯誤操作而造成的設(shè)備損壞或人員傷亡等問題提供了一個安全的實驗平臺。
三、運用多媒體進行輔助教學(xué)時應(yīng)注意的幾個問題
雖然多媒體技術(shù)在教學(xué)中具有很多優(yōu)勢,但任何事物我們都要看到其兩面性,在充分發(fā)揮其作用的同時,還必須注意在認識上和應(yīng)用中存在的一些問題,只有合理地使用,才能達到最好的教學(xué)效果。
1.實施多媒體教學(xué)要注重實用性
使用多媒體技術(shù)活躍了課堂氣氛,提高了課堂效率。有些老師往往盲目地、不加選擇地把多媒體教材拼湊成一個大雜燴。而多媒體教材提倡小而精,針對性強,方便實用,講求效益。所以在使用多媒體教學(xué)時要有目的、有計劃。反之,則會濫用多媒體形式,浪費人力物力,額外增加學(xué)生的負擔(dān),成為教學(xué)的干擾源,分散學(xué)生的注意力。
2.采用多媒體教學(xué)不能忽視師生互動
由于多媒體課件所控制的教學(xué)過程過于嚴密和緊湊,往往限制了教師的臨場發(fā)揮和師生之間的交流,課堂氣氛顯得拘謹不靈活。因此,教師在設(shè)計多媒體課件時應(yīng)當(dāng)常常從學(xué)生那里獲得反饋信息以進一步完善教學(xué)中的不足。只有教學(xué)過程中注入教師豐富的情感,課堂才會真正鮮活起來。所以,在多媒體教學(xué)中,應(yīng)注意處理好程序化的課件固定性與學(xué)生個性思維的創(chuàng)造性的關(guān)系。
3.不能完全用多媒體教學(xué)代替實驗教學(xué)
在教學(xué)中,不少教師為了使用多媒體教學(xué)手段,較多地用多媒體模擬實驗來進行演示教學(xué)。實驗課是為讓學(xué)生通過觀察、研究來獲得知識,能真實地再現(xiàn)實驗變化過程,有極強的說服力和感染力,同時也可以讓學(xué)生更直觀地看到操作過程與操作技巧。用多媒體可以模擬一些實驗,如一些不易觀察、有危險性、無法或沒有條件實現(xiàn)的實驗,這的確有畫龍點睛,事半功倍的效果,但它畢竟是“模擬”驗。因此,可以通過實驗解決的問題就沒必要再用多媒體模擬演示。
4.防止教學(xué)容量過大信息難以消化
關(guān)鍵詞電子技術(shù);電視媒體;影響;應(yīng)用
1電子技術(shù)的發(fā)展歷史
世界上第一臺計算機是1946年在美國誕生,這是電子時代到來的標志。此后,電子技術(shù)以較快的速度發(fā)展起來,從最早的電子管計算機到晶體管離計算機,再到集成電路計算機的出現(xiàn),標志著電子技術(shù)發(fā)展到了一個全新的階段。進入21世紀以后,出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)計算機,計算機的體積逐漸的變小,運行速度卻更加快。期初,電子技術(shù)還不能獲得人們的認可,但是當(dāng)它的外形、內(nèi)部程序和載體更加完善的時候,人們看到了它具有的強大功能,也意識到了它給我們的生活和工作帶來的巨大便利。因此,可以說,隨著電子技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用,人類的生活更加豐富多彩。利用網(wǎng)絡(luò)計算機進行購物,解決了人們購物時間和空間限制的問題,也推動了快遞行業(yè)的發(fā)展。把電子技術(shù)運用到微信、微博等媒體當(dāng)中,可以拉近人與人之間的距離,人們可以隨時隨地進行溝通。這些新的變化是其他任何技術(shù)都不能相比的。所以,人們的生活已經(jīng)離不開電子技術(shù),電子技術(shù)的發(fā)展是時代進步的標志和需求,也是未來科技發(fā)展的趨勢。
2電子技術(shù)在電視媒體中的應(yīng)用
電視媒體的發(fā)展需要在電子技術(shù)的基礎(chǔ)上進行,電子技術(shù)推動了電視媒體的革新和發(fā)展,不管是在電視媒體的表現(xiàn)形式或者是表現(xiàn)效果和視覺功能等方面,都發(fā)生了較大的改變和發(fā)展,提高了電視媒體的傳播質(zhì)量和效率。
2.1電子技術(shù)對電視媒體觀看效果方面的影響
在電視媒體中應(yīng)用電子技術(shù),能夠增強電視媒體的表現(xiàn)效果,使電視節(jié)目更具有藝術(shù)氣息。首先,頻道多樣,內(nèi)容豐富。隨著人們生活水平的提高,對精神文化的需求也在不斷增加,有了電子技術(shù)的強有力支持,電視媒體利用衛(wèi)星信號傳輸或者無線網(wǎng)絡(luò)傳播,可以接受120多個頻道,未來預(yù)測可以接受500多各頻道,進而滿足人們?nèi)找嬖鲩L的精神需求;其次,頻道增多的同時,隨著3D以及4D等技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用,電視畫面效果更加真實,帶個觀眾強烈的震撼,實現(xiàn)了高水平、高質(zhì)量的技術(shù)水平。最后,電子技術(shù)的使用是信號變的更強,電視媒體信號受干擾性不斷降低,信號質(zhì)量得以保證,人們可以安全放心使用電視媒體觀看節(jié)目。
2.2提高了電視媒體的視聽功能
電子技術(shù)的有效運用改變了傳統(tǒng)聲音處理技術(shù),帶給觀眾完美的視聽體驗。例如湖南衛(wèi)視的《我是歌手》這一檔節(jié)目,電子技術(shù)和電視媒體的互相結(jié)合,不但能為觀眾完全展現(xiàn)歌手唱歌的畫面,帶給觀眾強有力的視覺震撼,不同場景的交替變化,可以使聲音的收放自如更加游刃有余,和場景實現(xiàn)了完美的配合,這種聲音和畫面相統(tǒng)一的藝術(shù)表達方式,增強了觀眾的體驗,提高了節(jié)目的感染力度。其次,可以使用電子技術(shù)再創(chuàng)聲音,把聲音和畫面相分離,讓觀眾通過聲音猜測歌手名字,這種方式增加了節(jié)目的趣味性和吸引力。
3電子技術(shù)給電視媒體發(fā)展帶來的影響
隨著科技的不斷進步,電子技術(shù)在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等方面都實現(xiàn)了快速發(fā)展,促使電視媒體不斷創(chuàng)新。
3.1電子技術(shù)使電視媒體的存在感增強
隨著電子技術(shù)的引入,電視媒體行業(yè)已經(jīng)發(fā)生了較大變革,電視工作者應(yīng)該把握好這種發(fā)展趨勢,促使電子網(wǎng)絡(luò)與電視媒體的融合,進而提高電視媒體的影響了,彌補電視媒體的缺點,滿足不同受眾的需求,使越來越多的受眾來關(guān)注電視節(jié)目。首先,電子技術(shù)的有效運用是電視媒體的頻道增多,內(nèi)容豐富,更加被人們重視。在多數(shù)農(nóng)村或者偏遠的山區(qū),由于缺少網(wǎng)絡(luò)信號,在電視媒體中應(yīng)用電子技術(shù),就能夠帶動電視網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),使農(nóng)村和山區(qū)也能享受到和城市一樣的待遇,由此一來,網(wǎng)絡(luò)電視媒體就能夠逐步走入每一個山區(qū)家庭。其次,改變?nèi)藗儽粍舆x擇節(jié)目的現(xiàn)狀。電子技術(shù)的運用使電視節(jié)目的播放打破了時間和空間的限制,人們可以隨時隨地觀看喜歡的節(jié)目。最后,隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及,我國的網(wǎng)民數(shù)量與日俱增,因此,電視媒體應(yīng)該借此機會使用電子技術(shù)途徑向網(wǎng)絡(luò)市場發(fā)展,通過網(wǎng)絡(luò)媒體來廣泛宣傳電視節(jié)目,擴大市場范圍,吸引更多受眾。同時,電視媒體應(yīng)該整合電視內(nèi)容,把真實、嚴肅、敏銳的新聞要點傳播放在新媒體環(huán)境當(dāng)中進行。利用網(wǎng)絡(luò)媒體的形式讓受眾重新認識自己,喜歡自己,增強自己的影響力。
3.2增加了電視媒體的功能
在電視節(jié)目中中使用電子技術(shù),利用光纜可以把信號進行雙向傳輸,人們不但可以連接有線電視,還可以把網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到電視中來,在電視上點播喜歡的網(wǎng)絡(luò)節(jié)目觀看,增加了電視媒體的功能。首先,可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)根據(jù)自己的喜好和時間在電視上選擇想要觀看的節(jié)目。這樣以來,就改變了廣大用戶觀看節(jié)目的被動地位,能夠線上線下,隨時隨地觀看和存儲播放,滿足了新時期個性化的需求,增強用戶的觀看體驗。促使電視媒體朝著多元化方向發(fā)展。其次,處于互聯(lián)網(wǎng)時代,現(xiàn)代化的電子技術(shù)推動了電視媒體的發(fā)展。例如利用網(wǎng)絡(luò)來宣傳電視節(jié)目,從而實現(xiàn)商業(yè)目標,也可以利用網(wǎng)絡(luò)和受眾進行交流,進而拉近和廣大群眾的距離,實現(xiàn)電視節(jié)目制作的目的。處于多媒體背景下,電視媒體行業(yè)已經(jīng)跟上了社會發(fā)展的步伐,并朝著多元化、多樣化和全面化方向發(fā)展。
3.3提高了電視節(jié)目現(xiàn)代化水平
電視媒體行業(yè)要想跟上社會發(fā)展的步伐,就必須保證節(jié)目的多元化和個性化,這就需要電視制作者和電視節(jié)目制作者對電視媒體進行創(chuàng)新改革,整合資源,融入新鮮元素,改變了傳統(tǒng)的新聞制作和藝術(shù)節(jié)目播放模式,和人們的生活更加貼近。有效傳播了電視新聞媒體中的一些真實且敏感性的問題,使廣大民眾的知情權(quán)得以維護。首先,隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及,網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了人們生活當(dāng)中的必備品,在網(wǎng)絡(luò)市場中運用電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)媒體相互結(jié)合的基礎(chǔ)上創(chuàng)作各種類型的電視節(jié)目,能夠擴大市場空間,增加受眾群體。其次,電子技術(shù)有效應(yīng)用,使電視媒體打破了時空的界限,可以隨時收看錯過的電視節(jié)目,同時大規(guī)模,高水平的傳播技術(shù)也可以實現(xiàn)坐在家里觀看全世界的實況直播。隨著電子技術(shù)以及無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展,不管處于何種境地和時間,都能把現(xiàn)場的真實情況及時有效的傳播給電視觀眾。電子技術(shù)推廣應(yīng)用使圖像符號發(fā)生了變革,圖像更加清晰,音效更加逼真,尤其是現(xiàn)在廣泛使用的3D、4D技術(shù),是電視媒體進步的重要標志,能讓觀眾的體驗更加真實。最后,電子技術(shù)的發(fā)展也給字幕制作特效方面提供了強有力的技術(shù)支撐。使用電子技術(shù)把圖像,音效和特效相互結(jié)合,使電視新聞的傳播效果得以全面發(fā)揮。此外,錄像機和攝像機的發(fā)明以及運用,節(jié)約了各方面的資源,降低了投資成本,提升了工作效率。
3.4推動了商業(yè)化發(fā)展
在電視媒體中運用電子技術(shù)可以更好的向人們傳輸各種情感、思想以及價值道德觀,使受眾和電視媒體之間實現(xiàn)良好的溝通和交流,提高了電視媒體的人性化,進而實現(xiàn)廣告收益的目的。這種新型的媒體形式,滿足了當(dāng)前社會發(fā)展和人們多元化、多面性的需求,突破了傳統(tǒng)電視媒體刻板、單一的狀況。