Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Современные мультимедийные технологии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

факультет экологии и физики природной среды

кафедра экологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

по информатике на тему:

"Современные мультимедийные технологии"

Выполнил:

студент группы___________

_________________________

Преподаватель:

_________________________

Санкт-Петербург

2013 год

Содержание

Стр.

Введение.........................................................................................................................................3

Глава 1. Обзор мультимедиа-технологии....................................................................................4

1.1 Особенности мультимедиа-технологий..................................................................4

1.2 Возможности мультимедиа-технологий.................................................................5

1.3 Линейное и структурное представление мультимедиа-информации..................6

Глава 2. Применение мультимедиа-технологии.........................................................................8

2.1 Применение в Интернете.........................................................................................8

2.2 Компьютерная графика............................................................................................8

2.3 Информационное моделирование на компьютере................................................9

Глава 3. Мультимедиа-технологии в обучении........................................................................11

3.1 Мультимедиа в общем среднем образовании......................................................11

3.2 Преимущества и недостатки использования мультимедиа в обучении............13

Заключение...................................................................................................................................17

Список использованных источников.........................................................................................18

Введение

Современную жизнь трудно представить без мультимедиа. Однако даже, несмотря на то, что мультимедийными технологиями ежедневно пользуются десятки тысяч людей, далеко не каждый из них имеет представление о том, что означает данное понятие.

В наши дни переоценить значение мультимедиа практически невозможно. Это связано с тем, что мультимедийные технологии с каждым днем все более активно приходят в наши дома. Однако необходимо добавить и то, что благодаря мультимедиа мы получаем огромную пользу. В качестве примера можно сказать о том, что современные мультимедийные технологии нашли свое широкое применение в обучающей сфере. Благодаря их использованию усвоение информации улучшилось в значительной степени.

Термин «мультимедиа» с английского можно перевести как «многие Среды» (от multi - много и media - среда).

В настоящее время мультимедиа-технологии являются бурно развивающейся областью информационных технологий. В этом направлении активно работает значительное число крупных и мелких фирм, технических университетов и студий (в частности IBM, Apple, Motorola, Philips, Sony, Intel и др.).

Области использования чрезвычайно многообразны: интерактивные обучающие и информационные системы, системы автоматизации проектных работ и др.

Благодаря развитию мультимедийных технологий появилась возможность объединять многокомпонентную среду (текст, звук, графику, видео, фото) в однородное цифровое представление и надежно и долго сохранять большие объемы информации. Информация гарантировано хранится не менее десяти лет. При этом переработка информации превращается из рутинных операций в творческие.

Основными характерными особенностями этих технологий являются:

объединение многокомпонентной информационной среды (текста, звука, графики, фото, видео) в однородном цифровом представлении;
обеспечение надежного (отсутствие искажений при копировании) и долговечного хранения (гарантийный срок хранения - десятки лет) больших объемов информации;
простота переработки информации (от рутинных до творческих операций).

На сегодняшний день мы не можем не задумываться над тем, что ожидает наших учащихся. Известно, что будущее потребует от них огромного запаса знаний в области современных технологий. Сегодня уже 60% предложений о работе требуют минимальных компьютерных знаний, и этот процент будет возрастать. Но подготовка молодёжи к будущему заключается не только в плане «готовности работать». Учащиеся должны освоить новые жизненно необходимые навыки в связи с тем, что современные информационные технологии всё глубже проникают в нашу жизнь. Информационный депозитарий глобальной компьютерной сети Интернет настолько велик, что умение извлечь из такого большого объёма информации нужный кластер выходит на первый план.

Таким образом, использование мультимедиа технологий в учебном процессе не только целесообразно, но и позволяет достичь цели, которую ставит перед педагогами «Концепция модернизации Российского образования» - подготовка разносторонней развитой личности.

Объектом исследования в данной работе является компьютерные технологии.

Предметом исследования являются мультимедиа-технология.

Целью данной работы является выявление особенностей и возможностей мультимедиа-технология.

1. Обзор мультимедиа-технологии

1.1 Особенности мультимедиа-технологи

Мультимедиа технологии являются одним из наиболее перспективных и популярных направлений информатики. Они имеют целью создание продукта, содержащего "коллекции изображений, текстов и данных, сопровождающихся звуком, видео, анимацией и другими визуальными эффектами, включающего интерактивный интерфейс и другие механизмы управления".

Существует несколько понятий, связанных с мультимедиа и использованием соответствующих средств информатизации. В частности, при использовании средств мультимедиа существенно возрастает роль иллюстраций.

Иллюстрация также является многозначным термином. Существует два основных толкования этого термина.

Иллюстрация (иллюстрирование) - это:

введение в текст поясняющей или дополняющей информации другого типа (изображения и звука),
приведение примеров (возможно и без использования информации других типов) для наглядного и убедительного объяснения.

В мультимедиа-средствах иллюстрации могут быть представлены в виде примеров (в том числе и текстовых), двухмерных и трехмерных графических изображений (рисунков, фотографий, схем, графиков, диаграмм), звуковых фрагментов, анимации, видео фрагментов.

В настоящее время созданы мультимедийные энциклопедии по многим школьным дисциплинам и образовательным направлениям. Разработаны игровые ситуационные тренажеры и мультимедийные обучающие системы, позволяющие организовать учебный процесс. Мультимедиа является эффективной образовательной технологией благодаря присущим ей качествам интерактивности, гибкости и интеграции различных типов учебной информации, а также благодаря возможности учитывать индивидуальные особенности учащихся и способствовать повышению их мотивации.

Предоставление интерактивности является одним из наиболее значимых преимуществ мультимедиа-средств. Интерактивность позволяет в определенных пределах управлять представлением информации: пользователь может индивидуально менять настройки, изучать результаты, а также отвечать на запросы программы о конкретных предпочтениях, устанавливать скорость подачи материала, число повторений и другие параметры, удовлетворяющие индивидуальным потребностям. Это позволяет сделать вывод о гибкости мультимедиа технологий.

Технологии мультимедиа позволяют осмысленно и гармонично интегрировать многие виды информации. Это позволяет с помощью компьютера представлять информацию в различных формах, таких как:

изображения, включая отсканированные фотографии, чертежи, карты и слайды;
звукозаписи голоса, звуковые эффекты и музыка;
видео, сложные видеоэффекты;
анимации и анимационное имитирование.

Многие считают наиболее интересным использование средств мультимедиа для формального участия дилетанта в эффектной модернизации произведений искусства. Уже сегодня с помощью компьютера новичок может подправить в своём стиле картину классика эпохи Возрождения или музыку знаменитого автора, а также изменить сюжет в видеофильме известного режиссёра. Уже сегодня компьютер может спеть современную песенку голосом и в манере давно умершего певца. Естественно, что всё это называет немало споров среди специалистов, обывателей и медиаманов.

Весьма модное направление развития мультимедийных технологий – виртуальная реальность. Виртуальная реальность – это получение почти реальных ощущений человеком от нереального мира. Моделирование такого нереального мира неплохо выполняется с помощью современного компьютера. Компьютерные средства создают настолько полные зрительные, звуковые и иные ощущения, что пользователь забывает о реальном окружающем мире и с увлечением погружается в вымышленный мир. Особый эффект присутствия достигается возможностями свободного перемещения в виртуальной реальности, а также возможностями воздействия на эту реальность.

Простейший и наименее утомительный вход в виртуальную реальность осуществляется через экран компьютера, на котором эту реальность и можно наблюдать. При этом перемещения и воздействие на виртуальный мир осуществляется обычно с помощью мышки, джойстика и клавиатуры.

Более полное погружение в придуманный мир осуществляется с помощью специального и довольно дорогого шлема-дисплея, надеваемого на голову человека. Для достижения объёмности изображения два небольших экрана, расположенные внутри шлема, создают раздельные изображения для каждого глаза. При этом при показе изображения пользователю положение картинки меняется в соответствии с поворотом головы. К тому же шлем довольно хорошо изолирует человека от воздействия реального мира.

В качестве недорогого варианта погружения в мультимедиа можно использовать очки с разными стёклами, обеспечивающими объёмное восприятие изображения. Например, объёмное монохромное изображение можно наблюдать с помощью очков, одно из стёкол которых красное, а другое - синее. Если при этом на экран выводятся две проекции изображения, одна красная, другая синяя, - то создаётся иллюзия объёмности. Однако такой способ не позволяет передать гамму цветов.

Сегодня ведущие компьютерные фирмы тратят значительные усилия на создание компьютера с человеческим интерфейсом. Это подразумевает, что компьютер должен обладать всеми органами чувств человека, а также способностью воздействовать на все эти человеческие органы. Современные компьютерные системы во многих случаях неплохо анализируют и синтезируют изображения и звуки. Компьютерная мышь и другие устройства вполне можно считать имитацией осязания. Предполагается, что в ближайшие годы персональный компьютер научится работать с запахами и близкими к запахам по механизму восприятия вкусами. По техническим причинам буквально воссоздать человеческие органы обоняния с помощью искусственных средств сегодня невозможно.

1.2 Возможности мультимедиа-технологий

Несомненным достоинством и особенностью технологии являются следующие возможности мультимедиа, которые активно используются в представлении информации:

возможность хранения большого объема самой разной информации на одном носителе;
возможность увеличения (детализации) на экране изображения или его наиболее интересных фрагментов, иногда в двадцатикратном увеличении (режим «лупа») при сохранении качества изображения. Это особенно важно для презентации произведений искусства и уникальных исторических документов;
возможность сравнения изображения и обработки его разнообразными программными средствами с научно-исследовательскими или познавательными целями;
возможность выделения в сопровождающем текстовом или другом визуальном материале «горячих слов (областей)», по которым осуществляется немедленное получение справочной или любой другой пояснительной (в том числе визуальной) информации (технологии гипертекста и гипермедиа);
возможность осуществления непрерывного музыкального или любого другого аудиосопровождения, соответствующего статичному или динамичному визуальному ряду;
возможность использования видеофрагментов из фильмов, видеозаписей и т. д., функции «стоп-кадра», покадрового «пролистывания» видеозаписи;
возможность включения в содержание диска баз данных, методик обработки образов, анимации (к примеру, сопровождение рассказа о композиции картины графической анимационной демонстрацией геометрических построений ее композиции) и т. д.;
возможность подключения к глобальной сети Internet;
возможность работы с различными приложениями (текстовыми, графическими и звуковыми редакторами, картографической информацией);
возможность создания собственных «галерей» (выборок) из представляемой в продукте информации (режим «карман» или «мои пометки»);
возможность «запоминания пройденного пути» и создания «закладок» на заинтересовавшей экранной «странице»;
возможность автоматического просмотра всего содержания продукта («слайд-шоу») или создания анимированного и озвученного «путеводителя-гида» по продукту («говорящей и показывающей инструкции пользователя»), включение в состав продукта игровых компонентов с информационными составляющими;
возможность «свободной» навигации по информации и выхода в основное меню (укрупненное содержание), на полное оглавление или вовсе из программы в любой точке продукта.

1.3 Линейное и структурное представление мультимедиа-информации

Такие понятия как мультимедиа, гипертекст и гипермедиа тесно связаны.

Благодаря широкому распространению WWW (всемирная компьютерная сеть, совокупность документов и мультимедиа-ресурсов, опубликованных в сети), гипертекстовую технологию знают, или, по крайней мере, используют все, кто работает на компьютере.

Пионерами гипертекста по праву признаются Ванневар Буш, выдвинувший концепцию системы Memex в 40-е годы, а также Дуглас Энгельбарт и Теодор Нельсон, работавшие над этой технологией в 60-е годы.

Классическое определение гипертекста, которое дал Нельсон в 1987 году, - это "форма письма, которое ветвится или осуществляется по запросу". Иначе говоря, это "нелинейное письмо", которое "больше чем текст (hypertext)".

Более формальное определение гипертекста звучит так: гипертекст - это представление текстовой информации как сети, в которой читатели получают свободу перемещаться нелинейным образом.

Однако можно выдвинуть и следующее определение: гипертекст - это расширение традиционного понятия текста, путем введения нелинейного текста, в котором между выделенными фрагментами текста устанавливаются перекрестные ссылки и правила перехода от одного фрагмента к другому.

История гипертекста богата и переменчива, поскольку гипертекст не столько какая-то новая идея, сколько находящаяся в эволюции концепция возможного применения компьютера. В разработку идеи гипертекста внесли свой вклад много людей, и каждый из них, видимо, представлял себе нечто отличное от других.

Компьютерному гипертексту предшествовал ручной гипертекст, один из вариантов которого - традиционное использование карточек. Такие карточки можно нумеровать и снабжать взаимными ссылками. Их часто распределяют по рубрикам, т.е. им придается иерархическая организация. Удобство таких карточек состоит в том, что, имея небольшой размер, они разбивают записи на малые куски. Пользователь может легко реорганизовать картотеку с учетом новой информации. Но, конечно, с увеличением объема такой картотеки, работать с ней становится все труднее.

Другой вариант ручного гипертекста - это справочная книга, например словарь и энциклопедия. Статьи или определения, даваемые в таких книгах, содержат явные ссылки друг на друга, последовав за этими ссылками, читатель получает более богатую информацию. Каждой такой книге можно поставить в соответствие сеть с текстовыми узлами и связями-ссылками.

Все эти примеры относят появление гипертекста к далеким временам. Сейчас, однако, немало специалистов, которые считают, что об истинном гипертексте можно говорить лишь в том случае, когда перемещение по связям поддерживается компьютером. Люди, впервые описавшие гипертекст, придерживались одного и того же взгляда на гипертекст как на путь к максимально тесному взаимодействию человека с компьютером, и этот взгляд сохранился до сих пор. Развитие идей тесно переплетается в этой области с конкретными реализациями.

Гипертекст, представляет собой крайне расплывчатую и вместе с тем широко используемую концепцию. Гипертекстом называют Интернет, мультимедиа-энциклопедию, справочник, книгу с содержанием и предметным указателем, а также любой текст, в котором обнаруживаются какие-либо ссылки (указания) на другие фрагменты. Гипертекст может рассматриваться как способ коммуникации в обществе, ориентированном на множественные, одновременные потоки разнотипной информации, которые не могут быть восприняты и усвоены субъектом. Усвоение всей суммы знаний становится невозможным, более того, жесткое структурирование такого знания становится труднодостижимой задачей. Знание организуется в гипертекст, в сеть относительно свободных сообщений, которые могут объединяться и распадаться в процессе производства и потребления знания.

Традиционный текст часто трудно читать, он не предоставляет удобные и быстрые способы доступа к информации:

по большинству ссылок нельзя пройти назад; читателю сложно найти, где именно находится ссылка на данную книгу или статью; не может и автор статьи выяснить, кто на него ссылается;
пока читатель "отрабатывает след" по различным ссылкам, он должен помнить и контролировать, какие документы он уже "прошел" и с какими он занят сейчас;
наконец, нахождение ссылок среди бумажных документов требует немалых физических усилий и времени, даже когда работа выполняется в библиотеке с хорошо поставленным фондом.

Гипертекст же позволяет автору делать ссылки (устанавливать связи), а читателям гипертекста дает возможность выбирать, каким ссылочным связям следовать и в каком порядке. Тем самым гипертекст уменьшает ограничения, налагаемые на думающего и пишущего. Он не принуждает к однозначному решению относительно того, принадлежит ли некое высказывание ходу мыслей написанного или оно находится в ответвлении от основного русла.

Значительный вклад в преимущества гипертекста вносит его насыщенность связями, движение по которым поддерживается компьютером, благодаря чему текст на практике становится нелинейным.

Гипертекст предлагает и новые возможности для доступа к большим и сложным источникам мультимедиа-информации. Вводится понятие гипермедиа как технологии представления информации разных типов, основанной на принципах гипертекста. В одном гипермедиа-ресурсе сочетаются и возможности перехода по гиперссылкам, и преимущества использования разнотипной информации.

2. Применение мультимедиа-технологии

2.1 Применение в Интернете

Мультимедиа ломает стереотипы и переворачивает представление о том, что такое пользовательский интерфейс программы, и как можно передавать информацию. С приходом операционных систем, имеющих графический интерфейс, разработчики программ могут ничем не ограничивать свою фантазию. Самые известные на сегодняшний день ОС с таким интерфейсом - System 7.5 для компьютеров Macintosh, Windows 95/98/2000/ME/ХР, OS/2, MagicCap, X-Windows (для Unix).

Практически каждая из них имеет свою развитую систему доступа к глобальной сети Internet и электронной почты. Безусловно, успех мультимедиа оказал сильное влияние на ее эволюцию. От текстового интерфейса произошел переход сначала к графическому, который просто более наглядно представлял информацию, а потом – к Internet-технологиям третьего поколения, где графический интерфейс служит для формирования запросов к интеллектуальной коммуникационной среде.

Мультимедиа имеет самое прямое отношение к развитию Internet-технологий. Стало возможным отправлять аудио- и видеосообщения по электронной почте, а также общаться через Internet в реальном времени, видя, при этом, собеседника на экране компьютера, что совсем недавно было еще просто мечтой. Уже несколько лет существуют технические решения, позволяющие строить системы передачи мультимедиа-сообщений без потери качества. Даже самый неопытный пользователь теперь может запросто подключиться к сети Internet, найти, просмотреть или даже прослушать любую интересующую его информацию из любой точки мира, и все это стало возможным с развитием мультимедиа-технологий.

Сегодня любой желающий, может разместить информацию о себе, свои фотографии и даже свои голоса для свободного доступа в сети Internet.

2.2 Компьютерная графика

Один из способов представления изображения в компьютере — растровая графика (bitmap). В этом случае изображение делится на элементы (pixels), которые определяют размер картинки — X пикселей по ширине и Y пикселей по высоте. Важной характеристикой является цветовое разрешение растровой графики, определяемое числом битов, используемых для кодирования цвета каждого пикселя.

Другой способ представления — векторные изображения, которые сохраняются в виде геометрического описания объектов, составляющих рисунок. Эти изображения могут также включать в себя данные в формате растровой графики.

Графические редакторы ориентированы на манипулирование существующими изображениями и обладают набором инструментов, позволяющих корректировать любой аспект изображения.

Adobe Photoshop - профессиональный пакет обработки фотографий. Интерфейс программы приведен в Приложении А. Он поддерживает работу со слоями и экспорт объектов из программ векторной графики. Обладает полным набором инструментов для коррекции цвета, ретуширования, регулировки контрастности и насыщенности цветов, маскирования, создания различных цветовых эффектов. Более 40 фильтров позволяют создавать разнообразные специальные эффекты. Различными производителями создано множество подключаемых модулей.

Corel PhotoPaint - Графический редактор, имеющий все необходимое для создания и редактирования изображений, однако уступает Adobe Photoshop в быстродействии при работе с файлами. Позволяет публиковать эти изображения в Интернете. Содержит инструменты для работы с анимированными изображениями и слайд-шоу в формате QuickTime.

PhotoDraw - редактор объединяющий возможности пакетов векторной и растровой графики. Он содержит большой набор рисованных фигур и множество типов линий для их оформления, включая разнообразные художественные мазки кистью либо фотоизображения. При использовании шаблонов специальный мастер проведет вас через все шаги создания иллюстрации необходимого типа. PhotoDraw поддерживает сохранение иллюстраций в формате большинства других приложений. Он включает большое количество различных эффектов, которые могут быть применены к изображениям и отдельным объектам, в частности можно выбирать эффекты добавления тени, задания прозрачности, смазывания или усиления границ объектов, придания им трехмерности, перспективных искажений, а также специальных эффектов, придающих изображению вид рисунка пером, наброска, живописного произведения и многих других. Интерфейс программы приведен в Приложении Б.

PhotoImpact - графический пакет, разработанный фирмой Ulead Systems, предназначен не только для создания и редактирования изображений. Он предлагает также средства для создания и управления базами данных фотографий, просмотра файлов изображений, создания мультимедийных слайд-шоу, захвата изображения с экрана, преобразования файлов. Технология pick-and-apply позволяет применять расширения из наборов стилей, эффектов, градиентов и текстур и сразу видеть результаты преобразований. Поддерживает работу со слоями, предварительный просмотр в реальном времени, расширенные специальные эффекты, размещение текста на заданной кривой, инструменты ретуширования изображения.

Picture Man - графический пакет, разработанный российской фирмой STOIK Software. Он позволяет создавать и редактировать графические файлы, монтировать и обрабатывать цифровое видео. Пакет содержит более 70 высококачественных фильтров для работы с изображениями, инструменты цветокоррекции, фильтрации и ретуширования. Все фильтры пакета можно применить не только к одному изображению, но и к их последовательности.

Painter - программа редактирования растровой живописи фирмы Metacreations. Painter обладает достаточно широким спектром средств рисования и работы с цветом. В частности, он моделирует различные кисти (карандаш, ручка, уголь, аэрограф и др.), позволяет имитировать рисунки акварелью и маслом, а также добиться эффекта натуральной среды.

2.3 Информационное моделирование на компьютере

Современным инструментом для информационного моделирования является компьютер. Конечно, на компьютере можно писать тексты (строить вербальные модели), рисовать карты и схемы (графические модели), строить таблицы (табличные модели). Но при таком использовании компьютера в моделировании его возможности проявляются не в полной мере.

Главное преимущество компьютера перед человеком - способность к быстрому счету. Современные компьютеры считают со скоростями в сотни тысяч, миллионы и даже миллиарды операций в секунду!

Учитывая, что расчеты производятся над многозначными числами (10-20 десятичных цифр), вычислительные способности человека нельзя даже сравнивать с компьютерными. Эти феноменальные вычислительные возможности проявляются, прежде всего, в компьютерном математическом моделировании.

Многие процессы, происходящие в природе, в технике, в экономических и социальных системах, описываются сложными математическими соотношениями. Это могут быть уравнения, системы уравнений, системы неравенств и пр., которые являются математическими моделями описываемых процессов.

Математическая модель - это описание моделируемого процесса на языке математики.

В прежние времена, до появления ЭВМ, ученые стремились создавать такие математические модели, которые можно было бы просчитать вручную или с помощью несложных вычислительных механизмов. Поэтому математические модели были относительно простыми. Но простая модель не всегда хорошо описывает процесс. Ошибка расчетов по такой модели может быть слишком большой и полностью обесценить результат.

Еще в XVIII-XIX веках ученые-математики начали изобретать методы решения таких математических задач, которые не удавалось решить точно, аналитически. Например, вы знаете, что квадратное уравнение всегда можно решить точно, а вот кубическое - уже не всегда. Такие методы называются численными методами. Они сводят решение любой задачи к последовательности арифметических операций. Но эта цепочка арифметических вычислений может быть очень длинной. И чем точнее мы хотим получить решение, тем она длиннее.

Может оказаться так, что для решения сложной задачи численным методом ученому потребуется вся жизнь. А может и этого не хватить! Например, какой смысл начинать расчет прогноза погоды на завтрашний день, если для этого потребуется несколько лет работы?

Появление компьютеров сняло эти проблемы. Стало возможным проводить расчеты сложных математических моделей за приемлемое время. Например, рассчитать погоду на завтрашний день до его наступления. Ученые перестали себя ограничивать в сложности создаваемых математических моделей, полагаясь на быстродействие компьютеров.

Компьютерная математическая модель - это программа, реализующая расчеты состояния моделируемой системы по ее математической модели.

Использование компьютерной математической модели для исследования поведения объекта моделирования называется вычислительным экспериментом. Говорят также: "численный эксперимент".

Вычислительный эксперимент в некоторых случаях может заменить реальный физический эксперимент.