新版多媒体技术教材的思路

时间:2022-09-27 08:39:11

新版多媒体技术教材的思路

笔者通过近几年来在多媒体技术领域的教学和科研,并对国内高校多媒体技术课程教学现状作了认真思考,在此基础上,对笔者已出版的本课程教材进行了改版,由清华大学出版社出版了《多媒体技术基础》(第3版)、《多媒体技术教程》和与这两种教材配套使用的《多媒体技术课程设计和学习辅导》。下面对这几种教材和笔者在教学中的一些经验和体会与同行作一个简要的交流。另外,在多年的科研和教学工作中,笔者深感专业技术术语的定名和理解的重要性,因此在本文最后再简要介绍笔者最新修订完成的《英汉多媒体技术辞典》(第2版)所做的一些工作和努力。

1《多媒体技术基础》第3版

《多媒体技术基础》第1版于1998年定稿2000年8月出版,第2版于2001年定稿,2002年9月出版,共印刷20次,曾被评为“2003年度全国优秀畅销图书(科技类)”,2005年评为“北京高等教育精品教材”。《多媒体技术基础》(第3版)被列选为“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”,现已由清华大学出版社出版发行(ISBN 9787-302-17780-7)。

《多媒体技术基础》第2版在2001年定稿时,许多新技术还没有出现或正在开发之中,如MPEG-4AVC/H.264(2003年)和XML 1.1(2006年);有些当时认为比较有前途的技术,现在已有更新的技术,如普遍认为2002年公布的SIP(RFC 3261)比1 996年公布的H.323更简单。根据笔者近几年的科研、教学和观察,教材中的大部分内容都适合当前使用,因此确定第3版教材的修改方针是保留第2版的体系结构,更新部分章节内容并增加新内容。

1.1教材的组织结构

为保持多媒体技术基础教材内容的完整性,第3版教材仍由多媒体压缩编码、多媒体存储、多媒体传输和多媒体内容处理语言共四个相对独立的部分组成:

(1)多媒体压缩编码(第2~13章),主要介绍声音、图像和数字电视的基本知识、压缩与编码方法;

(2)多媒体存储(第14~16章),主要介绍CD,DVD,HD-DVD和BD(Blu-ray Disc)光盘的存储原理和多媒体在光盘上的存放格式;

(3)多媒体传输(第17~20章),主要介绍多媒体网络应用、服务质量(QoS)、因特网、TCP/IP协议和多媒体传输的基础知识;

(4)多媒体内容处理语言(第21~22章),主要介绍HTML和XML的基础知识。

为帮助读者加深对基础知识的理解,每章后面都有练习和思考题,另有参考答案,可在网站http:///linfzmmc/上下载。但这些题目没有难度,教师可增加一些有一定深度的练习和思考题。

每章后面都有参考文献和站点,列出它们有两个目的:(1)表示在编写本教材过程中访问过这些站点,参考或引用了它们的内容;(2)更重要的是为读者提供进一步学习的指南,教师要鼓励学生主动上网查阅。虽然到本书截稿时每个网址都有效,但以后可能会有变化。

1.2教材修改的内容

在第2版教材基础上,第3版教材作了如下修改:

(1)考虑到视像压缩技术在多媒体产品和各种服务中的重要性,因此增加了一章专门用来介绍MPEG-4AVC/H.264。此外,考虑到光盘存储器在多媒体存储方面的重要性,因此增加了HD DVD和Blu-ray Disc的内容。

(2)考虑到网上多媒体应用如火如荼,如IP电视、IP电话、即时通信和多媒体会议,因此重写了第三部分(第17~20章),突出了多媒体传输或称多媒体通信技术。

(3)考虑到20世纪90年代末期开展的内容处理已成重要的研究方向,因此在第22章(XML语言)中增加了XML新版本的内容。HTML和XML等标准已经并将继续对日益增长的包括移动通信在内的多媒体网络应用和多媒体电子出版业等行业产生深远的影响。

(4)为降低教材篇幅,第2版中的部分内容没有保留,如MIDI系统。

(5)XHTML是用XML重写的HTML版本,2008年1月介绍的HTML5(也称XHTML 5)也是用XML编写的。因此本版教材没有保留第2版中的第23章(XHML语言)。

1.3教材的使用建议

国内许多大学开设多媒体技术课程已有多年,在网上看到许多兄弟院校在教材建设和课程教学方面已有很多很好的经验,在学习和借鉴他们成功经验的基础上,为使用或打算使用本教材的老师和同学提出如下建议供参考。

(1)有所教有所不教

在编写本教材过程中笔者注意到,国外有些信息技术学院从入大学到研究生毕业,每个年级都开设内容不同、深浅不同的多媒体课程,既有广度又有深度。考虑到我们目前的多媒体课程教学计划只安排一个学期,学时也不多,因此教师可采用有所教有所不教和有所学有所不学的策略。任课教师可根据自己的兴趣和专长、学生已有的基础和专业方向,有的放矢地选择其中的部分内容。对于不作为重点的教学内容,如果有需要,学生自己就会主动去钻研。

(2)教材作为参考书

对于信息技术课程的教材来说,写进书面教材的内容通常是比较成熟的,即使刚刚出版的教材,其内容也不见得新。据我观察,许多大学的多媒体课程内容是当前最新的技术,教师都有自己编写的教学提纲和材料,而把正式出版的教科书列为必要的参考材料加以推荐。这不是说书面教材不重要,而是通过教授新技术来带动基本原理的学习。其结果是学的内容先进,学的基础扎实。

本教材共22章,比较系统地介绍多媒体技术。笔者有意使本教材覆盖多方面的重要技术,努力选取相对比较新的和实用的技术,力图对多媒体技术原理解释清楚和准确。因此可把本教材作为多媒体技术课程的起点,在此基础上教授最新的技术。

(3)用课程设计驱动

凡任课教师都很清楚,教一本书不等于开设一门课程。为配合我校加强实践教学的教学改革,更好地激励学生学习基础理论和技能的积极性,2008年清华大学出版社正式出版经过多年使用的《多媒体技术课程设计与学习辅导》作为多媒体技术课程的辅助教材。学生对课程设计反映强烈,由于严格实施“允许参考不许抄袭”的措施,学生普遍认为真正学到了东西。

辅助教材拟了多个难易程度不同的设计题目,每个题目都有原理介绍和示例。为便于学生撰写和教师评估课程设计报告,规范了课程设计报告的格式。由于设计题目的难度不大,任课教师可根据情况,从中选择一个或两个题目,也可在辅助教 材所列的“参考选题”或其他参考选题中增加或更改设计题目。课程设计要求使用MATLAB语言来实现,因为MATLAB是攻读学位的大学生、硕士生和博士生必须掌握的基本工具,欧美的大学在20世纪90年代就已普及。

(4)用评估系统引导

评估系统是一个无形的指挥棒,可以引导学生的学习方向。教授本教材是多媒体技术基础课程中的一个部分,而课程设计是课程的另一个重要组成部分。因此笔者的课程评估采用了“基础知识书面开卷考试约占50%,课程设计约占50%”的方法,但对不同专业的学生在评估标准或在所占分数的比例上加以调整。

1.4关于中文术语

信息科学和技术日新月异,新术语不断涌现,同时也给一些老术语赋予新的含义,使用准确的术语有利于信息的交流。为使本教材中的中文术语尽量准确,笔者查阅了许多著名的英文词典、阅读了许多相关的科学和技术文献、参考了全国科学技术名词审定委员会2002年公布的《计算机科学技术名词》。

在本教材中,有几个常用术语有必要在此说明:(1)用“视频”作为video的释义是物理概念上的错误。Video的真实含义是由一系列图像组成的(电)视(图)像,确切的中文译名应该是“视像”。“视频(video frequency)”是电视信号频率的简称,在ITU-R BT.601标准中,频率范围是0~6.75 MHz。(2)不论什么场合,用“音频”作为audio的释义也是物理概念上的错误。Audio是指人的听觉系统可感知的声音,是sound(声音)的同义词,作名词时的确切中文术语应该是“声音”。“音频(audio frequency)”是声音信号频率的简称,频率范围通常认为是15~20 000 Hz。(3)“分组交换(packet switching)”是一个不确切的中文术语。“packet”的含义是一个有收、发送地址和实际数据组成的“数据包”,确切的术语应该是“包交换”。(4)“组播(multicast)”是一个容易被误认为“收发关系颠倒”的术语,本教材使用“多目标广播”。尽管我们习惯使用2~3个字构成的术语,但“多目标广播”是顾名就可思义的术语,即一个发送者向多个接收者(多目标)传送(广播)数据的意思。

2《多媒体技术教程》是第3版教材的缩减版

使用《多媒体技术基础》第2版的许多教师和同学给了我们很大的支持和鼓励,同时也提出了许多宝贵建议。此外,笔者也意识到其中的有些章节更适合大学高年级的学生或研究生使用。从对多媒体技术课程的最低教学要求出发,编写了《多媒体技术教程》,它是《多媒体技术基础》(第3版)的缩减版,已由清华大学出版社出版(ISBN 9787-302―18401-0)。

《多媒体技术教程》由多媒体压缩编码、多媒体存储和多媒体传输三部分组成,内容取自2008年清华大学出版社出版的《多媒体技术基础》(第3版)前三个部分的大部分章节,包括:(1)多媒体压缩编码(第2~11章),主要介绍声音、图像和数字电视的基本知识、压缩和编码方法;(2)多媒体存储(第12~13章),主要介绍CD,DVD,HD-DVD和BD(Blu-ray Disc)光盘的存储原理和多媒体在光盘上的存放格式;(3)多媒体传输(第14~17章),主要介绍多媒体网络应用、服务质量(QOS)、因特网、TCP/IP协议和多媒体传输的基础知识。为帮助读者加深对基础知识的理解,每章后面都有练习和思考题,另有参考答案,可在网站http:///linfzmmc/上下载。

鉴于《多媒体技术基础》(第3版)教材的内容更丰富,介绍更深入,知识更系统,因此读者可根据自己的具体情况加以选用。

3《课程设计与学习辅导》是辅助教材

课程设计是综合性比较强和比较复杂的作业(assignment),通常需要比较宽的知识面、花费比较多的时间、具备比较高的能力以及要付出比较多的努力才能完成的家庭作业。我们充分认识到课程设计在教学过程中的重要性,通过课程设计可使学生更好地掌握和理解复杂的概念、促进理论学习、提高专业技能、培养思想素养和激发创新精神。

《多媒体技术课程设计与学习辅导》简称为《课程设计与学习辅导》是《多媒体技术基础》(第3版)和《多媒体技术教程》的辅导教材,由课程设计和学习辅导两部分组成。

3.1辅助教材的结构

课程设计部分共6章。第1章介绍了课程设计的指导思想和方法,这是非常重要的一章;第2~6章设计了5个方面的设计题目,分别是Matlab入门、数字图像基础、图形用户界面、图像滤波与边缘检测和小波变换。课程设计要求使用Matlab,因为它是科学研究和工业中的标准软件工具,已被广泛用于科学计算和工程计算。Matlab是攻读学位的大学生、硕士生和博士生必须掌握的基本工具。

学习辅导部分共2章。第7章对多媒体技术的基础知识做了归纳,是按“内容提要一例题一练习题”的结构编写的,其中的例题和练习题是在作者教学过程中使用过的考试题和收集的考试题,对它们作了分析和解答,对收集的部分考题还作了点评;第8章给出了《多媒体技术基础》(第3版)和《多媒体技术教程》中的练习与思考题的参考答案。

3.2辅助教材的用法

(1)课程设计选题:可作为多媒体技术课程的设计题目非常多,在本书的第1章中列出了范围广泛的参考选题。本书设计的五个题目基本上都是围绕图像设计的,主要考虑到图像是多媒体中非常重要的媒体,是数字电视的基础,而且处理图像要求掌握的数学和其他科学知识也相当多,更具挑战性。具体选择什么题目完全由任课教师根据实际情况并兼顾同学的兴趣来确定。笔者的实践表明,学生对第6章的小波变换有浓厚的兴趣,实际效果也相当满意。此外,选择这个设计题目还可带动第1、2和3章的学习。

(3)基本题与选做题:在本书提供的课程设计任务书中,编写了基本题和选做题,这两种选题之间的差距并不大。用户须根据自己的教学环境和培养要求来决定,可把两种选题都作为基本要求,也可以只做基本题。课程设计的参考答案可在网站http:///linfzmmc/上下载。

4《英汉多媒体技术辞典》第2版

多媒体技术日新月异,新的技术术语不断涌现,常用术语则不断被赋予新的含义。为适应这种形势和广大读者的要求,《英汉多媒体技术辞典》(简称《辞典》)第1版于1998年开始 编写,2003年3月出版。从2003年5月开始《英汉多媒体技术辞典》第2版的编写和修订工作,前后共花费五年时间,于2008年由清华大学出版社出版(ISBN 9787-302-16360-2)。《辞典》第2版共选编了大约10670条术语,其中约7 000条选自《辞典》第1版,新术语约有3670条。

《辞典》第2版保留了《辞典》第1版的框架结构,收词范围由以下五部分组成:(1)多媒体的表示和计算,包括文字、图像、电视、声音和常用软件等;(2)多媒体存储,包括光盘、磁盘、磁带和各种文件存储格式等;(3)多媒体传输,包括因特网、万维网、电话网和电视广播网,不论是有线的还是无线的数字传输网络;(4)多媒体应用,包括因特网上的广播、点播、电视会议等:(5)重要的标准、协议、学术组织和机构等。

《辞典》第2版的编撰工作主要完成了以下三项任务:

4.1删除词条

(1)删除了多媒体计算机本身的硬件和程序设计方面的一些术语;(2)删除了不受计算机控制的传统语音通信硬件以及与之相关的术语;(3)删除了用文字可以表述清楚的插图;(4)删除了一些不常见的多媒体工具软件术语。

4.2修改词条

(1)审定了所有英文术语的中文释义,对大部分术语的释义进行了改写或补充;(2)完善了编撰《辞典》第1版时技术还不够成熟的术语的释义:(3)添加了在释义中用文字不易表述清楚的插图;(4)减少了同一英文术语的中英译名。

4.3添加新词条

(1)由于最近几年多媒体技术已经从多媒体数据处理发展到了多媒体信息处理,因此添加了最基本的信息处理方面的术语,如图像、声音和文字等内容的描述和处理方面的术语;(2)添加了最近几年在多媒体领域出现的新术语,如超级音乐光盘(SACD)、小波变换、H.264标准和无线多媒体等方面的术语;(3)适当选择并添加了已经进入和将要进入计算机系统的传统媒体的术语,如视像镜头(shot)方面的术语。

为满足广大读者对汉英术语对照的需求,也为适应网上多种语言研究工作和机器翻译的需要,《辞典》第2版增加了汉英术语对照。

本辞典可供信息科学与技术人员、广大师生和包括新闻、娱乐在内的各行各业的多媒体技术爱好者使用。

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