基于数字视频技术的体育短跑多媒体CAI 课件设计与制作

摘要：视频是多媒体CAI课件中一项重要元素，视频材料的编辑制作及加工处理是多媒体CAI课件设计与制作的重要环节，视频材料编辑制作工作常常采用数字视频技术进行。多媒体CAI课件在现代教学中具有重要作用，是一种有效的信息载体，其能够有机地将视频、音频及图像等结合在一起，并对其进行有效处理，促使教学更加直观形象化及真实化，增强学生对知识巩固及理解。该文将重点探讨下基于数字视频技术的体育短跑多媒体CAI课件设计与制作，并从数字视频处理技术、压缩与数字视频编辑角度分析其设计制作过程。

关键词：数字视频技术；多媒体CAI课件；设计；制作

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）11-0188-02

随着信息网络技术的迅猛发展，数字视频在多媒体课件中的应用也越来越广泛，其与其他媒体相比具有巨大优越性，能够还原展示真实世界，提升教学客观性及真实性，提高学生对知识认识及理解。多媒体CAI课件设计与制作过程中，使用视频素材深化课件主题是其重要手段，也需要借助数字视频技术优化多媒体CAI课件的设计与制作。

1 数字视频技术分析

1.1 数字视频硬件技术

设计与制作多媒体CAI课件过程中，对数字视频技术在硬件方面提出了一些要求，计算机应具备相应的硬件支持，下面我们来详细分析下。1）计算机主机。计算机主机处理数字视频需要较高配置，最好选用PII/400以上的CPU，最好选用PIII/500，然后传输速度是256KB以上的二级CACHE，计算机内存应大于等于128M，确保提升计算机整体处理速度及能力。计算机主机应选用SCSI硬盘，硬盘平均存取时间要少于15ms，设置数据传输率在8000KB/s，确保系统稳定性较好。2）视频采集卡。这个硬件常常将模拟信号转化成计算机能识别的数字信号。3）显示卡。最好选用内存在8MB以上的24bit或32bit真彩色卡，确保其支持Direct Draw，并使采集信号与监视同步。4）压缩或解压缩卡。数字视频在多媒体课件制作过程中占据空间较大，而且受有限存储媒介容量制约，因此需要压缩数字视频文件[1]。5）摄像机。制作多媒体课件时，数字视频影响多来自于摄像机。

1.2 数字视频捕获及压缩技术

制作多媒体CAI课件时，模拟视频信号常常从视频源获取，获取之后再将其转变成数字视频信号，也就是开展视频影像采集及编辑加工工作，其中涉及视频采集、压缩及编辑技术，下面我们将具体分析下。1）视频捕获采集技术。数字视频的捕获，应使用相应视频输入设备做好配合如摄像机、数码相机等等，另外也要使用视频捕获硬件采集卡、采集压缩卡及视频采集程序等等，其中可以使用采集卡相配套的视频采集程序，也可以使用第三方厂家所提供存储容量，视频信号不经过压缩会占用较大空间，因此要压缩视频信号。3）数字视频编辑技术[2]。多媒体CAI课件质量提高的重要环节就是对视频媒体的编辑加工，编辑采集压缩后的视频媒体，可以增强体育短跑数字视频课件感染力及表现力，实现了数字视频技术与多媒体计算机技术的有机融合，出现了一种全新编辑技术―计算机非线性编辑技术，此类技术的软件种类也比较多，较为普遍的有Premiere系列，其对机器配置要求不苛刻，但是对内存要求较高。

2 多媒体CAI课件设计与制作-从数字视频处理技术及编辑角度分析

2.1 多媒体CAI课件中的数字视频获取

制作多媒体CAI课件过程中，获取数字视频的方式主要是视频采集、屏幕录像及使用现成数视频等三种方式，下面我们就来具体分析下，这三种方式在多媒体课件设计与制作过程中应用及作用，数字视频获取可以采取一个图像序列进行直观形象说明，详情如图1所示。1）采集视频。使用压缩或解压缩卡从数字摄像机或数字录像机播放的数字录像带中采集数字视频信号，采集数字视频实际上是一个压缩及回放动态图像、视频过程，但是多媒体课件制作时，涉及的数字视频文件数量较大，而计算机本身的存储媒介容量又非常有限，因此常常压缩数字视频文件，视频采集压缩常常使用专业级或广播级视频采集卡进行，最高采集分辨率通常是768×576（均方根值）PAL制或720×576PAL制25帧每秒，最小压缩比通常在4：1到6：1以内，数字视频被压缩之后会通过PCI接口传送到主机上，数字化视频常常以AVI文件格式进行存储[3]。比较高档的视频采集卡会将收集的数字视频数据资料实时压缩变为MPEG-1格式文件。2）屏幕录像。其利用屏幕录像软件将电脑屏幕上动态连续变化的活动画面记录下来，同时常常配合声音解说制作出多媒体数字视频，其依据录像软件不同，能够录制全屏幕、活动窗口或固定区域等等，也能将鼠标及键盘声音录制下来，然后将其保存为EXE、AVI及GIF格式，这种屏幕录像具有速度快、保真度高的优点，保存过后再实施播放、后期编制制作等等。3）使用现成数字视频。现成数字视频主要是指各种视频光盘例如VCD、S-VCD及DVD等等，各种网络视频也包含在内，例如一些流媒体格式。除此之外，还有各种体育短跑课件视频素材等等。

2.2 多媒体CAI课件中的数字视频编辑

提高多媒体CAI课件质量的重要环节是对视频媒体的编辑加工，编辑经过采集压缩的视频媒体，主要涉及的编辑工作内容有剪辑、切换及制作特效等等，这样也能够显著提高数字视频课件感染力及表现力。伴随计算机信息技术及数字视频技术的融合发展，传统视频编辑技术又有了新发展新进步，出现了全新编辑技术―计算机非线性编辑技术。下面将具体介绍下这种技术及实际应用。数码视频技术与多媒体计算机技术结合产生了非线性编辑技术，其中非线性主要指的是能对视频制作素材随机访问并且不受素材存放时间限制制约。使用非线性编辑过程中，所有视频片段都会被计算机采取数字化形式记录下来，之后再存储在硬盘上，因为计算机与媒体间存在交互性，所以人们能够反复更新数字化文化及编辑视频，促使视频剪辑、切换及数字特效等一系列编辑工作更好更便捷地实施 [4]。数字视频完成编辑后，实施最后一步工作，将编辑完成体育短跑视频课件在硬盘上或VCD上刻录保存。非线性编辑技术实施过程大致如下：构建编辑过程平台，拖曳数字化视频材料，使其放入过程平台，平台能够自由设定所展开信息，然后按照逐帧、逐秒方式展开，或者另选间隔时间。编辑软件中的多种手段如剪辑、重新排序及添加特效等进行调用，编辑过程中可以反复任意调整各种参数，从而方便用户控制过程，并把握好最终效果。

数字视频编辑的另一个重要环节就是压缩视频，视频压缩主要有两种方式，下面将具体介绍下。第一种是Motion-JPEG压缩方式，其单独地将每一帧进行压缩通过帧内编码，用户能够随机存取压缩视频中的任意帧，也能采集到全尺寸视频源通过很小的压缩比，其编辑性非常容易，而且其品质也有显著优于其他压缩方式，这种压缩方式目前被广泛地应用于非线性编辑产品中。第二种是MPEG压缩方式，其专门对运动视频进行处理，其压缩过程中除了用到帧内编码的JPEG格式外，还使用了帧间编码，将各个帧间的冗余信息较好地消除掉了，三个部分MPEG视频、音频及系统压缩构成了这种压缩方式主要内容。制作多媒体CAI课件时，常常刻录文件成VCD进行保存，文件需要按照MPEG-1标准存储，这个标准的压缩算法是30帧/每秒，标准图像格式分辨率是350*240，以此对NTSC视频信号进行处理；PAL制式视频信号则采用25帧/秒及352*288分辨率的SIF处理。这种方式的压缩比能够达到200：1，然后需要去除掉剩余的99%数据[5]。使用这种压缩算法可能会使丢失图像细节出现失真现象，压缩图像质量也可能因此降低，因此要想有较高的MPEG压缩质量，就需要使用较高质量的体育短跑视频输入图像，确保视频输入源的高质量。

3 体育课多媒体CAI课件对数字视频技术的应用

体育教师对学生进行常规教学时，可以就体育运动项目中的短跑、跨栏技术制作多媒体CAI课件开展有目的辅助教学，协助学生构建短跑、跨栏完整的正确的动作概念，充分调动学生学习积极性。体育教师应体育教材课本上获取多媒体课件素材，以此为依据进进行文字脚本创作，交给专家审阅修改，使其达到准确性、科学性；然后获取一些图像图形制作成相关体育视频，借助扫描仪及Photoshop6.0等进行图像图形的生成处理。然后制作音频素材，增强体育课多媒体CAI课件的画面效果、更好地烘托画面内容，让学生直观形象地学习理解体育课多媒体CAI课件中的图像、文本及各种视频中包含的体育知识及动作。

4 结束语

制作多媒体CAI课件时，一项非常重要的技术就是数字视频处理技术，多媒体CAI课件质量水平与视频制作效果密切相关，要想促使体育短跑数字视频图像质量较高，硬件设备及视频源应保证高质量，还要适当降低捕获帧数，使用适当视频压缩方式来节约更多存储空间。多媒体课件设计与制作过程中，数字视频编辑使用软件最好选用AdobePremiere6.0，根据体育课堂教学及多媒体课件的具体要求，科学合理地处理课件中的视频、音频、图像及文字等等，有机结合起这些并使其成为教学的信息载体，有效提高教学直观性及客观性，增强学生对知识的理解。

参考文献：

[1] 李维. 浅谈CAI课件制作中的数字视频处理技术[J]. 成功：教育， 2008（12）： 146.

[2] 卢杰. 浅谈CAI课件制作中的数字视频处理技术[J]. 黑龙江科技信息， 2009（22）： 78.

[3] 冯志谦，杨静，林静，等. 浅谈多媒体课件制作中的数字视频处理[J]. 科技信息， 2007（1）： 40.

[4] 郑瑾， 金晶晶， 黄鸿华. 浅析多媒体课件中的视频处理技术[J]. 科技信息：科学教研， 2007（29）： 494，401.

[5] 张辉. 仪器分析网络多媒体课件研究制作[D]. 郑州： 郑州大学， 2007.

[6] 牟晓东. 多媒体CAI技术在高中物理教学中的应用研究[D]. 烟台： 鲁东大学， 2011.