第一篇:教育技術概論概念總結
第三章
教育技術與教育技術學
1、教育的涵義:
現代教育學對教育給出了廣義和狹義兩種概念。
教育(廣義)——凡是一切增進人們知識、技能、身體健康以及形成和改變人們思想意識的過程。教育(狹義)——教育者按照一定的社會要求,向受教育者的身心施加有目的、有計劃、有組織的影響,以使受教育者發生預期變化的活動。通常指學校教育。
教育的根本特征:培養人的活動
教育活動的基本要素主要有三個:
(1)教育者
(2)受教育者
(3)教育設施
2、解釋技術、教育技術、教育技術學的涵義及其關系
技術 —— 是為社會生產和人類物質文化生活需要服務的,供人類利用和改造自然的物質手段、智能手段和信息手段的總和。
教育技術——
廣義的理解:教育技術指的就是“教育中的技術”,是人類在教育活動中所采取的一切技術手段和方法的總和。包括有形(物化形態)和無形(智能形態)兩大類。
狹義的理解:教育技術指的是在解決教育、教學問題中所運用的媒體技術和系統技術。
教育技術學——
教育技術學是教育中應用教育技術的理論,是教育技術發展到一定階段后形成的學科。教育技術學與教育技術的區別:
1、教育技術是教育中所應用的技術手段和方法的總稱;
2、教育技術學是教育中應用教育技術的理論;
3、教育技術是教育技術學的研究對象,教育技術學是在教育技術發展到一定階段后才形成的學科。
3、說出教育技術概念的演變過程
4、闡述AECT94定義——學科性定義
教學技術是為了促進學習而對有關的資源與過程進行設計、開發、利用、管理和評價的理論與實踐。
這個定義明確指出了教育技術的目的是為了學習,研究對象是過程和資源,基本內容是設計、開發、利用、管理和評價。它是按系統方法應用過程的階段特點來闡述它們的理論和實踐,其研究方法是系統方法。
5、歸納教育技術解決教學問題的指導思想、基本實踐原則和操作程序
6、列舉影響教育技術理論與實踐發展的因素 影響教育技術理論與實踐發展的下面三個因素:(1)以學習者為中心
“以學習者為中心”的全面意義包含了學習的效果、學習的個別化、個性化、學習者特征、以及學習的理論模型。在這些內容中,學習過程理論模型的變化直接影響到教學設計的理論依據。
學習過程的理論模型是影響教育技術基本理論(教學設計理論)的重要因素。
(2)依靠資源
“依靠資源”包含了人力資源和物力資源,而物力資源中媒體為主要內容。媒體隱含了新技術的開發與應用,新技術的應用對教學媒體的形態和傳播方式起著決定的作用
(3)運用系統方法
“系統方法”使教學設計理論的操作程序亦由原來的線性流程演變為局部循環,進而發展到非線性的步驟。這些也促進了教學設計理論的發展。
教育技術的理論與實踐主要是與這三個因素有關,而主要是由于學習過程理論模型和新技術的開發應用。
7、闡述教育技術學的定義及學科性質
教育技術學——
教育技術學是教育中應用教育技術的理論,是教育技術發展到一定階段后形成的學科。教育技術學得學科性質:
(一)作為教育科學領域的分支學科
首先,教育技術學是在視聽教育和程序教學的基礎上發展起來的,教育技術學是媒體技術發展到一定階段后從教學方法中獨立出來的學科。其次,從教育技術學的相關知識結構來看,也屬于教育學科的內容。再次,在我國也是將教育技術學列入教育科學的分支學科。因此可以將教育技術學列為教育科學領域的一個分支學科。
(二)作為教育研究中技術學層次的學科
(三)作為方法論的學科
綜上所述,可以將教育技術學列為教育科學領域中技術學層次的方法論性質的學科。
8、解釋教育技術人員的專業標準
補:教育技術的范疇
AECT 94定義中提出教育技術的理論與實踐分為五個范疇:設計、開發、利用、管理和評價。
(一)設計范疇
設計包括過程的設計和資源的設計。在實踐中主要是教學過程的設計,而把學習資源的設計整合到教學過程的設計中。過程的設計是詳細說明學習條件的過程。設計的目的是生成策略和“產品”。設計可分為宏觀層次和微觀層次。宏觀層次例如教學計劃和課程設計,微觀層次例如一門課程和一個教學單元的設計。這里的設計強調的是學習條件,而不是強調教學系統的組成部分。相應,教學設計的范疇就從學習資源或教學系統的個別組成部分擴展到整體化考慮和環境的考慮上來。
設計范疇至少包括四個理論與實踐方面:教學系統設計、訊息設計、教學策略和學習者特征。
(二)開發范疇
開發范疇的基礎是教學媒體的開發。開發就是把媒體設計方案轉化為具體物理形式的過程,包括設計、制作和發送的功能。
這個范疇根據媒體制作技術分為四大類:印刷技術、視聽技術、基于計算機的技術和整合技術。
(三)利用范疇
利用就是使用過程和資源以促進學習的活動。“利用”描述了學習者與教學材料和系統的相互聯系。這個范疇要求系統的使用、傳播、推廣、實施和制度化。它受政策和法規的限制。
它的四個子范疇是:媒體利用、革新推廣、實施和制度化以及政策和規定。
(四)管理范疇
管理范疇是影響教育技術領域不可缺少的一部分,也是許多教育技術工作人員應盡的職責.這個范疇最早是從對媒體中心、項目計劃和服務管理中演變而來的。.這里的管理指的是通過計劃、組織、協調和監督來控制教育技術。
它的子范疇包括:項目管理、資源管理、發送系統管理和信息管理等。
(五)評價范疇
評價就是確定教學和學習是否合格的過程。
評價范疇包括:問題分析、標準參考測量、形成性評價和總結性評價。
補:
媒體開發——把媒體設計的方案轉化為具體物理形式即教材成品的過程。
訊息設計——為達到一定的教學目的而對需要傳遞的教學信息的符號(文字和圖像等)進行分析、綜合、組織、處理的過程。
革新推廣——為了使革新能被采納而通過有計劃的策略進行傳播的過程。
項目管理——指計劃、監督、和控制教學設計和開發項目。
形成性評價——是相當于總結性評價而言的,在某項活動過程中,為了使結果更好而不斷進行的評價。
第四章 教育技術學的理論基礎
1、說明教育技術學的主要理論基礎
教育技術學在1970年的定義中表明:“一種根據在人類學習和傳播的研究成果的基礎上確立目標,對教與學的總體過程進行設計、實施及評價的系統方法。”
在教育技術形成的初期,其理論基礎是感覺論、學習理論和傳播理論。隨著教育、心理等學科的發展,在教育技術應用的過程中,理論基礎也不斷地在充實和發展,像系統理論、認知理論和建構主義理論也都被引入教育技術。
20世紀70年代中期以后,系統科學理論對教學設計的原理和方法的發展起著關鍵作用。80年代以后,認知心理學的信息加工理論更多地被教育技術工作者作為教學設計的理論基礎。
90年代中,由于計算機多媒體技術和網絡技術的發展,建構主義學習理論也成為教學設計的指導思想。下面分別對有關的理論及其在教育技術中的指導作用作些簡要的介紹。
客觀主義(或經驗主義)的感覺論
早在17世紀50年代,捷克的教育改革家夸美紐斯(J.Comenius)提出直觀性原則,他認為人是通過觀察事物本身,從事物的本源來獲取知識的。19世紀初,瑞士教育家裴斯塔洛齊(J.Pestalozzi)提出感官印象是獲取一切知識的基礎,認知從感性的觀察開始,通過對表象的加工而獲得概念,因而觀察成為教學的基礎,并提出直觀性教學原則。以后,美國教育家杜威(J.Dewey)亦認為教育活動惟有在兒童積極參與的基礎上才能展開。這些思想為20世紀初期、中期視覺教學、視聽教學的倡導者們所接受。戴爾認為,學生學習知識是一個感性認識與理發認識相結合的過程,教學應從具體經驗入手,視聽材料的價值在于它能以具體的形式提供概念。進而他依據各類視聽媒體所能提供的學習經驗的具體-抽象程度將它們分類,并在此基礎上形成了以“經驗之塔”為核心的《教學中的視聽方法》一書。由此我們可以看到,視聽教學基于對教學過程的認識:教學是一個特殊的認識過程,知識的獲取要符合理性認識與感性認識的辯證關系,其理論基礎是客觀主義的感覺論。
傳播理論
傳播可以看作傳播者借助于一定的媒體,將信息傳遞給受傳者,并和受傳者進行交流,以達到相互影響的一種活動。而教學是教師和學生之間相互傳遞信息(包括教學信息、學生的反饋等)的活動,它也是一種傳播過程。為獲得有效的教學,就需要借助傳播理論,對影響教學傳播效果的各因素進行分析。
傳播理論產生于20世紀40年代的美國。施拉姆(W.Shramm)最早研究傳播學,以后經拉斯韋爾、香農、貝羅等人的不懈的努力,到20世紀50年代已基本形成一個學科。但是由于歷史和自身的原因,當時它對視聽教學的影響是很微弱的。進入50年代,由于視聽技術的迅速發展,人們認識到視聽教學理論作為這個領域實踐 的理論基礎已不充分,用傳播理論解釋學習過程似乎更確切,于是視聽教學領域出現了向傳播理論尋求支持的趨勢,從而逐步形成了視聽傳播教學理論。
學習理論與教學理論
(一)學習理論
學習理論是探究人類學習的本質及其形成機制的心理學理論。它重點研究學習的性質、過程、動機以及方法和策略等,試圖解釋學習是如何發生的、它有哪些規律、如何才能進行有效的學習等問題。
(二)教學(教授)理論
教學理論是從教學實踐中總結并抽象出來的科學知識體系,它來自教學實踐又指導教學實踐。
系統科學理論
2、闡釋學習理論對教育技術發展的影響
學習理論——探究人類學習的本質及其形成機制的心理學理論。
3、闡釋傳播理論對教育技術發展的影響
傳播理論——反映人類的信息傳播現象及其規律的知識體系。
4、闡釋系統科學理論對教育技術發展的影響
系統理論——一套相互聯系的概念和原則,如系統的概念、系統的整體性原則、有機相關性原則、動態性原則、有序性原則、目的性原則等。
5、論述教育技術學術思想的演變
習
1、解釋教育技術的研究目的和研究對象
第六章 教學媒體開發和利用
1、媒體—— 媒體有兩種含義:一是指承載信息的載體;二是指存儲和傳遞信息的實體。
2、教學媒體—— 以傳遞教學信息為最終目的的媒體稱為教學媒體,它用于教學信息從信息源到學習者之間的傳遞。
3、教學資源——教學資源可以理解為一切可以用于教育、教學的物質條件、自然條件、社會條件,包括各種各樣的教學媒體,是教學信息的來源。
4、闡釋教學媒體的主要特性:
教學媒體還有以下幾個特征:
1、工具性 教學媒體在教學中與人相比,處于從屬地位,是人們獲得和傳遞信息的工具。
2、傳播性
教學媒體可以將各種符號形態的信息傳送到一定的距離,使信息在擴大了的范圍內得以展現。
3、表現性
教學媒體具有表現事物的空間、時間和運動特征的能力。
4、固定性
教學媒體可以將教學信息記錄和儲存起來,在需要時再現。
5、重復性
教學媒體可以根據需要,在特定的時間、地點多次地被使用,而它所呈現的信息的質和量基本上保持穩定不變。
6、可控性
教學媒體可以在不同程度上受使用者自由操縱控制。
7、參與性
教學媒體在被操作使用時,學習者還可以參與其他的學習活動。
5、闡釋教學媒體的主要作用:
教學媒體的作用表現在以下幾個方面:
1、使學習者接受的教學信息更為一致,有利于教學標準化。
2、能有效激發學習者的動機和興趣,使教學活動更為有趣。
3、能大量提供感性材料,增加學習者的感知深度。
4、設計良好的教學媒體材料能夠促成有效的交互活動。
5、設計良好的教學媒體材料有利于提高教學質量和教學效率。
6、有利于實施個別化學習。
7、有利于開展協作學習,促使學習者進行“探索”式的學習。
8、促進教師的作用發生變化。
9、有利于開展遠距離的教育。
6、敘述教學媒體的主要發展階段及主要發展趨勢
媒體的產生和發展與人類社會的產生和發展密切相關。隨著人類社會的不斷進步,可以將教學媒體的發展大致歸結為以下幾個階段:
1、語言媒體階段
語言的產生標志著人類在交流方面,特別是在記憶和傳遞知識以及表達較復雜的概念的能力方面有了巨大的進步。在這一階段,人類的教育方式主要是口耳相傳和模仿等。
(1)語言媒體的主要功能:
a.符號的功能,語言是實物、現象等符號。
b.促進思維表達的功能。
c.具有交流、傳播的功能。
(2)語言媒體的局限性:
a.語言符號比較抽象,常常需要手勢、表情、體態去輔助。
b.口頭表達只能在有限的距離內交流,且瞬間即逝,難以保存。
2、傳統媒體階段
傳統媒體主要指實物和模型、參觀旅行和展覽、圖片與圖示材料、黑板等視覺展示平面,以及文字印刷材料等
⑴ 文字媒體的出現和應用
⑵ 印刷媒體的出現和應用
⑶ 直觀教具的出現和應用
為了彌補語言和文字媒體傳播的信息比較抽象的缺陷,近代的一些教育家倡導采用實物、標本、模型、圖片與圖示材料等直觀教具作為教學的輔助工具。從理念基礎上說,它是教育技術現代化的萌芽。
3、電子媒體階段
人們把以電子技術新成果為主發展起來的各種傳播媒體稱為電子傳播媒體,例如,幻燈、投影、電影、錄音、廣播、電視、錄像、計算機等等。
⑴ 電報、電話、電影的出現和應用(2)無線電廣播的出現和應用
(3)電視、錄像的出現和應用(4)電子計算機、衛星的出現和應用
7、解釋教學媒體的主要選擇依據
選擇教學媒體所要考慮的幾個基本依據。
1.依據教學目標
每門課程、每個單元、每節課都有一定的教學目標,比如要使學生知道某個概念,或理解某種原理,或掌握某項技能等等。為達到不同的教學目標常常需要使用不同的媒體去傳遞教學信息。
2.依據教學內容
不同學科的教學內容性質不同,對教學媒體會提出不同的要求。如在語文課的散文教學中,可以借助于錄像等視聽媒體向學習者提供一定的情境,使學習者有親臨其境的感受,以加深它們對課文的理解和體會。
3.依據教學對象
不同年齡階段的學習者對事物的接受能力不一樣,選用教學媒體時必須顧及他們的年齡和心理特征及知識背景。另外,在兩種效果接近的媒體中進行選擇時,也可適當考慮學生的習慣和愛好。
4.依據媒體特征
各種教學媒體具有不同的適用性。在實際應用中,只有最適媒體,而沒有最優媒體。只有充分了解各個媒體的優點和局限性,才能在使用中揚長避短,對它們進行綜合應用。
5.依據教學條件
教學中能否選用某種媒體,還要看當時當地的具體條件,其中包括資源狀況、經濟能力、師生技能、使用環境、管理水平等因素。因此,理論上的最適媒體,不等于實際上的最適媒體。
8、常用教學媒體的基本編制過程
教學媒體材料的一般編制過程:(1)選題分析
本階段要根據教學媒體材料編制的選題原則,充分考慮使用對象、目標、內容、媒體特征、有利和制約因素,從必要性、可行性等角度來確定選題,并組成相應的編制小組進行工作。
(2)材料的準備
本階段要根據已確定的選題,為材料的設計和具體編制工作準備好相關的材料,包括具體教學內容的準備,設計、開發和評價階段的一些理論資料和可供參考的樣例的準備等。
(3)教本的編寫
本階段由編制小組各方面人員共同參與,對媒體材料的功能、框架結構、具體表現形式等加以設計,并按一定格式編寫出腳本。在設計的同時,還應由技術人員根據設計的思路先制作出一個小的原型,并通過討論和試用后進行修改。
(4)開發
本階段由技術人員根據原型和腳本進行媒體材料的具體制作。
(5)評價和修改
本階段通過編制小組自評、組織人員試用等方式,對媒體材料實現教學目標的情況以及媒體材料的技術特性等進行全面的評價,并根據評價的情況進行最后的修改。
9、常用教學媒體的基本編制要求
為了保證教學媒體材料在教學過程中真正發揮作用,必須堅持教學媒體材料的質量標準,在編制教學媒體材料的上述過程中要明確并貫徹科學性、教育性、藝術性、技術性和經濟性的“五性”高度統一的要求。
1、科學性
媒體教材要向學生傳授正確的思想觀點、方法和科學的知識和技能,因此科學性是教學媒體材料的基礎。科學性要求主要體現在教學媒體材料的具體內容上。
2、教育性
媒體教材的教育性要求主要體現在它的教學目標的確定、內容的選擇、材料的設計、教學活動的安排等要符合教育教學的基本規律和原則。
3、藝術性
藝術性主要關注媒體教材能否通過聲與像的藝術魅力來增加感染力,使教學內容富有藝術氣息,增加趣味性,引人入勝,以激發學生學習興趣,提高教育、教學效果。
4、技術性
技術性是對媒體教材編制的技術質量的具體要求。各類媒體教材的技術要求是不完全相同的。
5.經濟性
經濟性是要求媒體教材編制的人力和物力投入應與其可能產生的教學效果和教學效率相平衡。習
4、闡釋在教學中應如何選擇合適的教學媒體(編制教學媒體材料的普遍適用原理)
(1)最小代價原理
教學軟件不僅應該包含較多的信息量,而且應該深入淺出,通俗易懂,以使學生能夠只花較少時間就獲得這些信息。
(2)共同經驗原理
為了教與學的目的而同時進入傳播狀態的師生雙方有著一種契約關系:教師必須幫助學生獲得有益的知識,學生則應尊重教師的指導。但是光有這種關系是不夠的,仍可能會出現傳遞不通暢的情況:教師以為自己已經講解得很清楚,但學生仍然可能一知半解。出現這種情況得重要原因之一,是學生缺乏理解教學課題的必要經驗。
通過教育媒體傳播直接經驗和間接經驗是有效教學的必不可少的途徑。在開發媒體教材的時候,應該充分注意到內容是否有助于建立或擴展師生雙方的共同經驗。(3)抽象層次原理
語義學的分析給教學軟件編制者的啟示是:說的話、寫的文、繪的畫、攝的像,都必須在學生能明白的抽象范圍內進行,并且要在這個范圍內的各抽象層次上移動,以便促進學生對教材的理解。
(4)重復作用原理
必要的重復對于有效傳播是不可缺少的。當然這里所說的重復不是把同一句話說了又說,把同一畫面一再顯示,而是將一個意思用不同的方式重復顯示出來。
(5)知覺組織原理
學習的信息加工過程始于知覺,而知覺是大腦將感覺器官獲得的信息轉化為有組織的整體的過程。
因此,作為知覺信息重要來源的媒體教材,其編制應該符合“組織性”原理,以使教材在知覺上更為顯著,同時也易于領會和記憶。
習題
5、電視、錄像的優缺點及適用范圍
⑴ 電影及錄像教學的優點
首先,電影及錄像教學能有效地代替講課用于教育及訓練中。若教學內容具有高度的視覺效果,電影及錄像的用處為突出。電影及錄像節目能為學生提供教室以外的生活印象,這是用其他方法不便于或者是不可能得到的。
⑵ 電影及錄像缺點
利用電影及錄像在教學方面的最大缺點,就是在放映時間內實際上教師已放棄了他對全班學生的控制,失去了與學生面對面的交流。電影及錄像在實際應用時必須有適當硬件,否則什么也演不成。同時,一個節目的采用常常還各財力有關。
錄像的適用范圍
錄像具有電視的全部教學適用范圍,并且是多媒體教學軟件素材的重要來源之一。電視的適用范圍
電視能有效地用來實現認知、情感和動作技能三方面的教學目標。電視為開展第二渠道的學習提供了有利的條件。學生通過課外看電視,能夠開闊視野、增長知識,有利于智能的發展。
第七章 以視聽技術為基礎的集體教學模式與方法
1、解釋集體教學的基本含義
集體教學是相對于個別教學和小組教學而言的。這里主要指在傳統的學校班級教學的基礎上,由于視聽媒體技術的引入而形成的一種課堂教學模式。
它有三個基本特征。
(1)是以學校與教師為中心的集體教學結構。(2)是以視聽媒體作為輔助手段來進行信息傳播的教學過程。(3)強調對教學系統的設計和對視聽信息的設計。設計的理論基礎主要是傳播理論、行為主義的學習理論以及認知的信息加工理論。
2、闡述以學校與教師為中心的教學系統的優缺點
3、闡述集體教學方法的優缺點
1、集體教學的優點
集體教學的很多優點是同以教師與學校為中心的結構結合在一起的,在這種結構中,行政管理方便,使學校能比較有效地利用其設備與器材資源,以及合理有效地利用教師人才。集體教學的另一個優點是非常適合于缺乏經驗的學習者。
2、集體教學的缺點
集體教學的缺點也是很明顯的,如過分依賴于教師的技能與才干、不能實施因材施教、不適合完成技能和態度方面的教育目標等
4、說明集體教學中視聽媒體選擇的一般原則
⑴ 教學媒體的特性
要想在教學中正確地選擇和應用視聽媒體,就必須對各個媒體的特性有充分的了解,這是教師在教學設計時必須牢記的基本要求。只有在確切地把握視聽媒體的特性的基礎上,才可能結合其他因素對其進行正確的選擇和應用,才可能取得好的教學效果。
⑵ 學習結果的類型
在教學設計的學習需求分析和教學內容分析的基礎上得出了教學目標和學習結果的類型,據此設計教學活動也是選擇媒體的依據。這里指的學習結果類型是應用加涅對學習的分類,即智力技能、言語信息、動作技能、態度和認知策略。
⑶ 學習內容的特點
不同的學習內容在一定的教學目標的指導下會對視聽媒體提出不同的要求,必須根據內容的形式、特點等選擇具體的媒體。
⑷ 教學活動
學習過程發生在從最初刺激的接受到習得反應的產生的一個時序中,這一序列有幾個階段,每個階段包括不同的內部過程,支持每一個內部過程的外部活動稱為教學活動。因此,構成一節課的教學活動應該在選擇媒體上作出決策,根據教學活動所需要的刺激類型而選擇能呈現這類刺激的視聽媒體。
⑸ 學習者的特點
學習者的特點對媒體選擇的決策有重要意義。實驗證明,同一視聽媒體對不同類型的學習者可以產生不同的效果。所以應當識別適合于不同學習者的媒體。
⑹ 實際因素
在選擇視聽媒體時還要考慮一些實際因素,諸如媒體制作及購置硬件的費用,以及是否具備必要的使用環境等。
5、在集體教學中選擇視聽媒體應考慮哪些因素
第八章 以計算機技術為基礎的個別化教學模式與方法
1、解釋個別化教學的含義
個別化教學是指以學習者為中心的,適合于滿足個別學生需要的一種教學模式。
2、說明個別化教學系統的三種形式的特點
有三種基本的個別化教學形式:
(1)以學校為基礎的系統
學生在某一特定的學校學習,而學校提供學習設備和教師幫助,學生可按照
自己的需要如時間與進度到校學習。
(2)當地系統
它是針對附近地區那些因個人情況難于或不可能適應正規教育系統的學生。學生不必按固定的時間來學校學習,而且不論在校內或校外都可以利用各種個別化學習設備。彈性學習就是這類系統中的一個范例。
(3)遠距離學習系統
最初的遠距離學習采取的是函授形式。近年來,出現的多媒體遠距離學習系統,能將印刷學習材料、計算機輔助學習包、練習用自行裝配的成套元件、模型、書籍以及其他課文材料等結合起來。我國現在興起的網絡教學、電視教學屬于這種系統。
3、闡述個別化教學的優缺點
1.優點
(1)由于學習的速度是自定的,學生就用不著匆忙通過那些自已感到有困難的課程部分,或是在容易掌握的部分上花費較多時間,而是完全由學生自己控制學習進度。(2)具有明確的教學目標。
(3)在大多數個別化的學習單元中,把各種不同的媒體結合起來使用,因而能使不同媒體的特點得到充分發揮,這樣有助于學生應用多種感覺器官同時進行學習。(4)能根據學生的實際情況和需要選擇合適的學習方法。
(5)對于大多數以學生為中心的教學策略來說,指導教師的幫助和指導一般更能切合學生個人的實際。(6)依靠指導教師與學生之間的這種密切關系,以及每個單元的測試成績,不論是指導教師還是學生都能得到對學生學習成績的定期反饋,這也會給學生帶來一些鼓勵和動力。(7)能為那些由于各種原因不能來到學校上課的人,提供更多的教育和訓練機會。2.缺點
(1)以學生為中心的學習十分依賴于學生的主動作用,要求學生的責任心和學習動力必須非常強烈。(2)就適應個別化學習的教材的準備來說,可能存在不少困難。
(3)在以學生為中心的學習系統中,教師負責提供學習材料并擔負指導任務。(4)適合以學生為中心的學習這一策略的課程范圍和類型比較有限。(5)課程實施在很多方面需要取得主辦學校行政管理系統的支持。
4、闡述計算機在個別化教學中的應用(計算機輔助教學)
在個別化的計算機輔助教學(CAI)情況下,學生可以使用與一臺大型計算機連接的一個計算機終端,或是使用一臺自帶屏幕或視頻顯示裝置的微計算機。不管利用何種硬件,計算機在所有的計算機輔助教學系統中起著兩個基本的作用,即個別指導型作用或是實驗室型作用(有時兩者也結合起來使用)。
應用計算機輔助教學最常見的模式主要有:
(1)操練與練習 操練與練習型通過大量練習達到鞏固所學知識或形成熟練技能的目的。(2)游戲 游戲型有利于培養學習者的決策能力。
(3)模擬 通過模擬學習,使學習者有控制地獲得實際經驗。
(4)發現學習有利于激發學習者興趣,以獲得知識的長久保持并便于遷移,有效的培養學習者創造性思維。
(5)問題求解 問題解答型是利用計算機來輔助學習者解題的教學模式。
計算機教育應用的優點和局限性
1.優點:
⑴ 能向學習者提供豐富的教學信息。
⑵ 有利于激發學習者的學習興趣和動機。
⑶ 有利于學習者開展個別化自主學習。
⑷ 能使學習者以交互方式進行學習。
⑸ 能增進學習的效率和效果。⑹ 能訓練學習者的邏輯思維能力。2.局限性:
⑴ 費用較高。
⑵ 教學軟件的質量和兼容性難以保證。
⑶ 軟件開發費用高。
⑷達成的教學目標比較有限,不太適于情感、動作技能和人際關系之類目標的實現。
⑸學習者很少與教師或其他學習者面對面交流,缺乏社會性的相互作用,不利于人格的全面發展。
5、描述什么是多媒體技術
多媒體技術——
以計算機為核心,對數據、文字、聲音、音樂、圖形、圖像、視頻、動畫等媒體信息進行整合處理的一種技術。
多媒體技術在教育中的應用 : 1.課程教學與培訓方面
2.擬現實方面
3.典與百科全書方面
信息高速公路—— 指以計算機技術和現代通信技術為基礎,在現有計算機網絡、有線電視網絡等信息設施的基礎上,用光導纖維纜鋪設的,縱橫貫通全國乃至全世界的大容量、高速度的電子數據遞系統。
補
1、多媒體教室的基本配置有哪些
⑴ 多媒體教室的配置
1、一臺多媒體微機系統是中心設備,它至少應配置PC486 以上的主機、8兆以上的內存、二倍速以上的CD-ROM、聲卡、視頻卡。
2、顯示器和屏幕
3、小型教室可以用投影儀、投影器
4、立體聲音箱(2只以上),用于播放多媒體系統輸出的語音和音樂。
為了支持教學信息的多源性,還可配置
視頻展示臺(實物)、磁帶放像機、VCD或DVD播放機、電子白板、錄音卡座
為了便于教師講解、提示和操縱媒體設備,還可以為教師配備:
話筒或無線話筒、激光教鞭、電視錄像遙控器
⑵ 多媒體教學的優缺點
它的主要功能在于集成地管理、操作各種媒體設備(如計算機、電視、VCD、DVD、錄像機、錄音機等),以方便教師的課堂演示和講解。多媒體教學的缺點是成本較高,還要求教師具有能熟練使用各種設備的技能。
第九章
以過程技術為基礎的小組學習模式與方法
1、說明什么是過程技術
2、說明小組學習模式的兩個基本結構的特點
3、闡明小組學習模式的優缺點
4、說明各小組學習方法的特點
第十章
以網絡技術、通訊技術為基礎的遠程教學模式與方法
1、說明什么是遠程教育
指包括以下特征的教育方式:學習者與教師在地點上分離;實施有組織的教學項目;應用遠程傳播媒體系統;有雙向交流的渠道。
2、遠程教學模式的特征 .教師與學生處于分離狀態的異地進行教與學。2.利用各種媒體技術傳遞教學內容。
3.在教師和學生之間有某種形式的雙向通信措施。
4.學生和輔導教師可以不定期的會面或在教室實施少量的集體授課。
5.有一個專門的組織機構(中央電大或某些高校)來開發課程,組織編寫和發送教學材料,監管整個教學過程。
6.評價與反思過程常常是非實時的。
3、遠程教育的四個發展階段
(1)函授式教學階段
函授式教學階段指利用郵政系統傳遞文字教材,學生與教師分離,以自學為主,有條件的地方配以當地教師的不定期輔導。這種傳播手段雖然不先進,但在不發達國家或地區依然使用。(2)視聽媒體階段
視聽媒體階段指利用無線電廣播、電視廣播等大眾媒體傳送視聽教育節目,學習者在異地實時接收節目。這種教學模式普及面廣,凡有無線電和電視機的地方均可采用,且學習者的費用低,我國從中央到地方,辦了許多這樣的教育機構。我國把視聽媒體階段分為無線電廣播教育,電視廣播教育兩個發展階段。
(3)現代遠程教育階段
現代遠程教育階段指利用衛星電視、電信和計算機三大網絡技術開展的遠程教育,是在數字信號環境下進行的。一般也稱它為計算機網絡教育階段。其優點是具有交互性,真正實現了超越時空,教學資源豐富,開放靈活,有利于實現個性化學習。但這類遠程教育需要較高水平的硬件環境和課程開發能力。
4、網絡教學的優缺點
網絡教學具有下列的優點:
☉利于個別化學習
☉利于信息反饋和交互
☉能跨越時空、容易進入
☉資源搜索、傳遞方便
☉便于多領域專家共享及交流信息
☉便于模擬真實情景
☉更新課程方便
☉利于協作學習、網上評價等。
網絡教學也同時存在一些局限性: 有較高標準的技術支持環境、使用價格較高、學習內容不易掌握和保
持、教師和學生都必須具備一定的技術和操作水平等。
5、說明實施網絡教學需要解決的幾個基本問題
1.技術支持系統
要使網絡教學開展起來,必需要有一套網絡教學和網上學習的技術支持工具,如網絡教學平臺等。一個完整的網絡教學平臺應該由四個子系統組成:
(1)網上課程開發工具
(2)網絡教學支持系統
(3)網絡教學管理系統
(4)教學資源管理系統
以上四個系統分別完成課程開發、課程實施、教學管理和資源管理的功能。
2.網上教學資源
通過信息資源網,教師和學生都能輕松地獲得關于某一主題的詳細資料,真正實現教育資源的共享。
3.網絡教學研究
指網絡教學中的課程開發、教學設計、課件制作的理論與實踐的研究。
4.網校師資培訓
我國在計算機網絡技術和網絡教學方面,普通教師不論在技術手段方面,還是在教學觀念、教學設計方面,都不太適應網絡教學的要求。要對剛剛投身“網校”的教師進行技術與理論兩方面的培訓。
6、列舉遠程教育中采用的媒體技術
基于電話網的會議系統
1、電話會議系統(音頻遠距離會議系統)
它是指通過電話線或衛星傳輸,向與會者提供分享的聽覺空間,將不同地點的人們連接起來,使與會各方通過聲音信息進行雙向交談。
2、音頻圖形會議系統
它是在電話會議系統上增加了文字、圖標、圖形和靜止圖像的傳送,可以用電子圖形板、傳真機或慢掃描等其他設備去獲取圖形圖像,并通過電話線傳輸。
3、視頻會議系統 它是利用視頻壓縮技術,把活動視頻信息加入到會議內容中。
基于計算機的會議系統
1.數據會議系統
這種系統可以利用計算機和窄帶網絡進行數據信息(常常是文字信息)的交換。
2.多媒體會議系統
它利用音頻、視頻和各種多媒體數據來交流與會者們的思想,是視頻會議系統計算機網絡相結合的產物。
3.虛擬會議系統
它是會議系統的高級形式,是多媒體會議系統與虛擬現實技術的結合。
第十一章
教育開發研究的系統方法
1、應用系統方法的步驟
2、系統方法的定義
第二篇:教育技術概論
教育技術概論
課 程 簡 介:本課程是各級各類學校的專科以上水平的學習者掌握教育技術學科的入門課程。課程在著重介紹當前國際上教育技術的新理論和新觀點的同時,緊密結合我國的教育技術應用的基本實踐,為學生進一步學習教育技術專業的其他課程起“向導”的作用。教學內容涵蓋了本學科的目的任務、發展歷史、性質特點、概念定義、對象范疇、理論基礎、基本原理、實踐領域和研究方法等各個方面。學習的重點是認識本學科的發展狀況、概念和原理,以及在實踐中如何應用等問題。
課程建設者:章偉民,男,華東師范大學教育信息技術系副教授。
教 材:尹俊華等編著.教育技術學導論.高等教育出版社,2002 參 考 書 目:
1.南國農等編著.電化教育學.高等教育出版社,1998 2.祝智庭主編.現代教育技術.教育科學出版社,2002 3.章偉民等著.教育技術學.人民教育出版社,2000
返回頂部
0316 多媒體軟件應用
課 程 簡 介:多媒體教育軟件應用是教育技術學專業的重要課程。多媒體計算機輔助教學不僅可以給學生多感官、多種類型的刺激,而且能直觀、細致地模擬一些抽象的過程,貼近學生實際,能充分調動學生學習的主動性,大大提高課堂效率。因此應用多媒體CAI課件輔助教學是新世紀教師必須掌握的一門技術。
本課程的教學內容主要包括:多媒體CAI課件制作基礎知識、多媒體CAI課件素材的獲取與制作、Powerpoint演示型課件制作實例、幾何畫板實用型課件制作實例、Authorware專業型課件制作實例、CAI課件的評價等。
課程建設者:秦敏,男,華東師范大學教育信息技術學系講師。
教 材:方其桂主編.多媒體CAI課件制作實例教程.清華大學出版社 參 考 書 目:
1.方其桂主編.Authorware多媒體CAI課件制作實例教程.清華大學出版社 2.黎加厚主編.體課件的設計、開發與應用.上海教育出版社
返回頂部
0317 計算機輔助教育
課 程 簡 介:本課程系統地介紹了計算機輔助教育研究的理論、方法、環境和手段。著重闡述在計算機輔助教學環境中適合不同對象學習的各種教學模式和教學策略、課件設計與制作的方法、教學信息數據庫及其管理,以及計算機輔助教學中的教學法研究、教育管理和教育評價。
課程建設者:韓凝華,華東師范大學教育信息技術學系教師。2003年畢業于華中師范大學信息技術系獲碩士學位。公開刊物上發表論文《論中小學網絡教育實施中教育思想觀念的轉變》、《多媒體教室教學對教師提出的新要求》、《淺析Discovery頻道“動物星球”的表現形式》、《中小學信息技術課教學問題解析》四篇,兩篇發表于核心期刊。
教 材:張琴珠著.計算機輔助教育.高等教育出版社,2003 參 考 書 目:
1.何克抗.計算機輔助教育.高等教育出版社,1997。2.李克東.教育技術學研究方法.北京師范大學出版社,2003。3.祝智庭.現代教育技術.教育科學出版社,2002年版
返回頂部
0318 攝影技藝
課 程 簡 介:本課程是教育技術學的基礎課程,其教學內容由兩方面組成。一方面從技術的角度,介紹相機、鏡頭、膠卷、濾鏡等攝影器材的功能及特性;另一方面從藝術的角度,介紹如何利用光、色彩等進行畫面的合理構圖。本課程內容完備,系統性強,在注重理論的同時,強調其趣味性和實用性;緊跟時代,靈活性強,為適應數碼攝影的迅速發展與普及,從實用的角度對數碼相機的原理及如何選擇數碼相機進行詳細的闡述。
課程建設者:李霖,華東師范大學教育信息技術學系工程師。
教 材:顏志剛著.攝影技藝教程(第四版).復旦大學出版社 參 考 書 目:
1. 美國紐約攝影學院攝影教材中國攝影出版社.2. 布萊恩·彼得森著 光輝譯..現代攝影構圖 遼寧美術出版社
3. 米諾爾塔公司道布爾戴公司著 司大宇譯.現代攝影濾鏡的使用,江蘇人 4. 民出版社
5. 林家祥編著.彩色攝影的表現, 眾文圖書公司印行
6. 張益福著.攝影自學教程遼寧美術出版社
7. 王震編著.最新數碼照相機選購與操作手冊 上海人民美術出版社
8. 日本アサヒカメラ雜志
9. 攝影學堂 http://
返回頂部
0319 傳播心理學
課 程 簡 介:傳播心理學是由傳播學理論和心理學理論相結合而形成的一門交叉學科,它以信息傳播過程中的種種心理現象及其客觀規律為自己的研究對象,為利用心理學的研究成果和有關的心理規律來更好地實現傳播目的提供理論指導。本課程是教育技術學專業的主要的基礎課程,可以為媒體設計、節目制作與編導等提供一定的理論依據。本課程分“信息傳播的心理基礎”、“受傳者心理”、“傳播者心理”三部分,分別討論人類信息接收和處理的心理過程,受傳者在信息傳播過程中表現出的種種特有的心理現象,以及影響受傳者信息行為的種種心理因素和規律,傳播者在信息傳播過程中的角色規定以應完成的任務,影響傳播者信息行為的種種心理因素,最后探討作為一個合格的傳播者應具備的心理品質。
課程建設者:王為杰,華東師范大學教育信息技術學系副教授。
教 材:王為杰編.傳播心理學(講義).該教材正在出版中 參 考 書 目:
1.劉京林著.大眾傳播心理學.北京廣播學院出版社,1997 2.郭慶光著.傳播學教程.中國人民大學出版社,1999.
3.劉京林、羅觀星主編.傳播·媒介與心理.北京廣播學院出版社,1999 4.劉京林、周光榮主編.新聞心理學論文集.北京廣播學院出版社,1996 5.[美]威爾伯·施拉姆、威廉·波特著,陳亮等譯.傳播學概論.新華出版 社,1984
6.丹尼斯·麥奎爾、斯文·溫德爾著.大眾傳播模式論.上海譯文出版社,1987
7.葉奕乾、何存道、梁寧建主編.普通心理學.華東師范大學出版社,1997
返回頂部
0320 課程與教學設計
課 程 簡 介:課程與教學設計(course and instructional design)是20世紀60年代末以后逐漸發展起來的一項現代教學技術,是應用一般系統理論、傳播理論、學習理論、教學理論和媒體理論等,來解決課程和教學問題的綜合性的知識、技能體系,簡稱教學設計。它主要研究如何應用系統科學的方法論,為教與學的行動,以及教學媒體的編制,提供一般性的指導或“處方”,并最終構想和計劃出“行動”或“編制”的方案。
本課程的教學內容包括教學設計的概念、理論和模式;教學設計的基本過程;學習環境的設計和多媒體教學的設計。學習的重點是掌握用系統方法設計教學方案的基本過程。
課程建設者:章偉民,華東師范大學教育信息技術系副教授。
教 材:何克抗等編著.教學系統設計.北京師范大學出版社,2002 參 考 書 目:
1.烏美娜主編.教學設計.高等教育出版社,1994 2.李克東等編著.多媒體組合教學設計.科學出版社,1992 3.章偉民編著.教學設計基礎.電子工業出版社,1998
返回頂部
0321 Visual Basic 程序設計
課 程 簡 介:“Visual BASIC程序設計”是本專業十分重要的基礎課程,旨在使學生對程序設計有較清晰的了解,能夠較熟練地掌握一般軟件開發的流程和方法。本課程力求避免講授深奧的程序設計方法,主要通過理論聯系實際,講授實際操作為主,力求使學生盡快進入角色,提高在工作實踐中應用計算機的水平。
課程建設者:陳偉杰,華東師范大學教育信息技術學系副教授。教 材:劉炳文編著.VISUAL BASIC程序設計教程(第二版).清華大學出版社
參 考 書 目:
1.VISUAL BASIC程序設計導學.清華大學出版社
2.劉鋼等編著.VISUAL Basic6.0程序設計(上、下).中國民航出版社 3.郭勝、夏邦貴等編著.Visual Basic 數據庫開發入門與范例解析.機械工業出版社
返回頂部
0322 電視原理與系統
課 程 簡 介:《電視原理與電視系統》是教育技術學這門學科中的應用理論課程,主要內容包括電視基礎知識、彩色電視制式與彩色電視信號、廣播電視系統與有線電視系統、數字電視與高清晰度電視。
課程建設者:周懋彬,華東師范大學教育信息技術學系高級工程師。
教 材:裴昌幸、劉乃安編著.電視原理與現代電視系統.西安:電子科技大學出版社
參 考 書 目:
1.俞斯樂等編著.電視原理(第5版).國防工業出版社 2.劉文開、劉遠航主編.地面廣播數字電視技術.人民郵電出版社 3.揚圭南編著.教育電視系統(第2版).高等教育出版社
返回頂部
0323 電視節目編制技術
課 程 簡 介: 21世紀是信息科技高速發展的時代,也是數字影像飛速發展的時代。在新的世紀,作為主流傳媒的數字電視將以新的姿態呈現在觀眾的面前,而作為主流傳媒的電視節目內容也必將大大豐富和發展。本課程在介紹數字電視基本技術和數字電視節目制作涉及的相關技藝的同時,也介紹了電視節目編導的基本技藝。
《電視節目編制技藝》是技術與藝術、理論與實踐緊密結合的課程,同時也是緊密結合我國教育傳播與技術應用基本實踐的技能性課程。本課程是教育傳播與技術專科以上水平的學習者應該掌握的基本課程,也是教育信息時代每一位教師職前或職后需要學習和掌握的課程,還是每一位研究傳媒與傳播內容的人士應該或需要修學的大眾傳媒課程。
課程建設者:徐梅林,華東師范大學教育信息技術學系教授。教 材:李晉林匯編.電視節目制作技藝 參 考 書 目:
1.劉荃著.電視攝像藝術.中國廣播電視出版社,2001 2.烏美娜主編.教育電視節目制作.北京師范大學出版社
返回頂部
0324 計算機網絡原理與Internet
課 程 簡 介:本課程要求學生了解網絡基礎知識和網絡傳播技術所需的基本理論和基本技能,學會利用網絡獲取信息并傳遞信息。本課程考慮到網絡傳播專業文科、工科相交融和實踐能力強的特點,對于內容的分布以計算機網絡的應用為主,計算機網絡的原理為輔。教學中將配合實習進行進行,力爭使學生對計算機網絡的理解和實踐上都有所收獲。主要內容包括計算機網絡的基本概念、網絡的發展、網絡系統的組成、網絡的分類;數據通信的一些基本概念及基礎知識;網絡體系結構和網絡協議的基本概念;網絡傳播介質的類型及應用;各類網絡互聯設備的特點、功能與應用領域;計算機局域網的基本知識及組網方法;Internet的基本概念及我國Internet的發展與現狀;IP地址及域名;連入Internet的方法及特點;網絡信息瀏覽與獲取方法;電子郵件的概念及應用;FTP、Telnet、BBS、Usenet、IM、EC、Blog、Web2.0等的概念、特點、應用等。
課程建設者:孫江山,華東師范大學教育信息技術學系講師。
教 材:謝希仁編著.計算機網絡(第四版).電子工業出版社,2004
參 考 書 目:
1.Andrew S.Tanenbaum編著.計算機網絡(第3版).清華大學出版社,2002
2.李桂巖、齊新戰、胡軍編著.計算機網絡應用基礎.青島海洋大學出版社,2002
3.馮博琴等編著.計算機網絡應用基礎.高等教育出版社,2003
返回頂部
0325 教育信息處理
課 程 簡 介:本課程介紹了教育信息處理的常用技術和方法,它們可以用于規劃、設計和評價各類教育信息系統。課程內容包括:信息論基礎、多元統計方法、解釋結構模型法、結構化文本設計技術、教學分析、測試于測試理論、學生集團應答分析、s-p表分析法、生理信息與教學過程。在介紹每一種方法的同時,指出其可能應用的場合,并給出實際應用案例。
課程建設者:沈霄鳳,華東師范大學教育信息技術學系副教授。
教 材:傅德榮.教育信息處理.北京師范大學出版社(21世紀教材), 2003 參 考 書 目:
1.M.費史著,王福保譯.概率論及數理統計.上海科學技術出版社,1962 2.賈世樓著.信息論理論基礎.哈爾濱工業大學出版社,1986
3.彭美云主編.現代教育統計與教育評價.武漢測繪科技大學出版社,1991 4.許祖慰著.項目反映理論及其在測驗中的應用.華東師范大學出版社,1992 5.張鐵民著.教學信息論.江蘇教育出版社,1990
6.佐藤隆博著,薛理銀譯.教育信息工程學引論.遼寧大學出版社,1992
返回頂部
0326 網絡教育應用
課 程 簡 介:網絡教育應用是教育技術學專業的主干課程之一,也是近年來發展起來的新興學科。隨著計算機網絡的的迅速普及和發展,網絡已經成為現代教育的主要工具與媒體,在教育中扮演重要角色。網絡教育應用主要研究網絡在教育中應用的基本理論和技術、網絡學習環境和網絡學習的平臺的建立、網絡課程建設、學習資源建設以及網絡教育的評價等內容。
課程建設者:王偉杰,華東師范大學教育信息技術學系副教授。
教 材:武法提編著.網絡教育應用.高等教育出版社,2003 參 考 書 目:
1.祝智庭、王陸編著.網絡教育應用.北京師范大學出版社,2004 2.祝智庭主編.現代教育技術.教育科學出版社,2002 3.程智編著.網絡教育基礎.人民郵電出版社,2002
返回頂部
0327 教育技術專業外語文獻選讀
課 程 簡 介:本課程的教學內容豐富,主要探討什么是基于技術的學習;為什么基于技術的學習和為什么是現在;基于技術的環境;成人是如何學習的;教育技術等問題。
課程建設者:張際平,華東 師范大學教授,博士生導師(教育技術學)。1979年畢業于華東師范大學物理系,1996年獲荷蘭特溫特科技大學(University of Twente,The Netherlands)教育技術學博士學位回國。目前是華東師范大學教育技術學博士生導師、我國首個教育技術學博士后科研工作站“華東師范大學-蘇州工業園區教育技術學博士后科研工作站”首席專家,也是華東師范大學計算機應用技術、“通訊與信息系統、教育技術學三個碩士點的碩士生導師。
研究領域:網格技術與遠程教育、學習支持系統(LPSS)、多媒體開發技術、虛擬現實(虛擬學習環境)、網絡學習資源、教學游戲等。
教 材:自編
參 考 書 目:
1.Multimedia-based Instructional Design:Computer-Based Training;Web-Based Training;Distance Broadcast Training;Performance-Based Solutions(Second Edition)
2.E-learning Tools and Technologies:A consumer's guide for trainers,teachers, educators, and instructional designers
3.Interactive Multimedia Training:Introduction to CD-ROMs
4.Multimedia training in classroom observation pathways to proficiency
返回頂部
0328 教學媒體視覺傳達設計
課 程 簡 介:本課程旨在使學生掌握文字、圖形、色彩、構圖在視覺傳達中的一些基本設計原理。在此基礎上,將理論與實際相結合,介紹這些理論在實際平面教學媒體、電視教學媒體、電子教學媒體、網絡教學媒體等多種教學媒體設計中的運用。培養學生的美感,豐富學生的思維,開拓學生的視野,激發學生的創作欲望,并提高學生對各種教學媒體的鑒賞能力和在實際工作中的制作、運用能力。為學生從事相關行業或其它行業的工作奠定一定的理論與實踐基礎,為后繼學習和工作提供條件。
課程建設者:韓凝華,華東師范大學教育信息技術學系教師。2003年畢業于華中師范大學信息技術系獲碩士學位。公開刊物上發表論文《論中小學網絡教育實施中教育思想觀念的轉變》、《多媒體教室教學對教師提出的新要求》、《淺析Discovery頻道“動物星球”的表現形式》、《中小學信息技術課教學問題解析》四篇,兩篇發表于核心期刊。
參 考 書 目:
1.葛鴻雁編著.視覺傳達設計.上海書畫出版社,2000 2.曹方著.視覺傳達設計.江蘇美術出版社,2002
3.[英] 莫里斯·德·索斯馬茲著,莫天偉譯.視覺形態設計基礎.上海人民 美術出版社,2003.1
4.張連升等著.色彩設計.江蘇美術出版社,2003.1 5.朱國勤等著.編排設計.上海人民美術出版社,2002.9 6.章偉民等著.教育技術學.人民教育出版社,2000.7
7.李硯祖主編.視覺傳達設計歷史和美學.中國人民大學出版社,2000
第三篇:教育心理學概念總結
1、發展: 發展是隨著生理年齡的推移,作為經驗和內部相互作用的結果而在個體的整體體系內產生的技能結構上的變化過程
2、頭一尾梯度:從控制靠近頭部的運動向著控制更遠的腳部,這一進展的方向稱作
3、組織:促使過程系統化和組成連貫系統的傾向
4、適應:調節環境的傾向
5、平衡:一個自我調節機制,有助于成長中兒童的世界概念趨于連貫而穩定,使經驗中的不一致性成為可理解的東西
6、同化:同化是兒童使新的感知事物或刺激事件與現有的行為模式一體化的過程。
7、學習(廣義):是指人和動物在生活過程中,憑借經驗而產生的行為或行為潛能的相對持久的變化。
8、學習(狹義)特指人類的學習
9、消退 與條件反射形成相反的過程
10、恢復 未經強化而條件反射子自動重現的現象
11、類化 對同類條件刺激不經強化而能引起條件反射的現象
12、分化 在條件反射過程中個體只對某個特定刺激產生反應,不類化的現象
13、強化 是指在刺激-反應聯結中改變同類反應在將來發生的概率的手段。
14、正強化 通過施加滿足刺激來提高反應發生的概率。
15、負強化 通過撤消某一厭惡刺激來提高反應發生的概率。
16、懲罰Ⅰ 增加刺激,抑制行為
當有機體做出某種反應以后,呈現一個厭惡刺激,以消除或抑制此類反應的過程。
17、懲罰Ⅱ 減少刺激,抑制行為
18、次級強化 在原級強化的基礎上形成,利用繼起強化物或次級強化物進行的。
19、發現學習以培養探究性思維為目標,以基本教材為內容,使學生通過再發現的步驟進行的學習
21、有意義學習就是將符號所代表的新知識與學習者認知結構中已有的適當觀念建立起非人為的和實質性的聯系。
23、接受學習是在教師指導下,學習者接受事物意義的學習。
24、心向心向與定勢:指先于一定的活動而又指向該活動的一種動力準備狀態。
25、代表性學習學習單個符號或一組符號的意義,或者說學習它們代表什么,主要內容是詞匯學習,即學習單詞代表什么
26、概念學習學習如何根據事物的屬性將事物予以適當的抽象名稱或歸入適當的類型
27、命題學習指學習由若干概念組成的句子的復合意義,即學習若干概念之間的關系。
28、下位學習又稱類屬學習,是一種把新的觀念歸屬于認知結構中原有觀念的某一部位,并使之相互聯系的過程。
29、上位學習也叫總括學習,即通過綜合歸納獲得意義的學習。30、并列結合學習是在新知識與認知結構中的原有觀念既非類屬關系又非總括關系時產生的。
31、同化 學習者利用認知結構中原有的有關知識理解新知識。
32、遷移 先前的學習對后繼學習的影響
33、干擾
34、前攝抑制 以前學習的內容干擾以后學習的內容
35、動機性遺忘 與不快、不安和內疚相關的遺忘,起實質是一種壓抑,是人們維持自己心里平衡的一種心里防御機制
36、編碼 把短時記憶的信息改變成為容易加工和接受的形式的過程
37、組塊 在記憶過程中把許多小單位組合成較大單位的信息加工過程
38、檢索 短時記憶轉向長時記憶的信息,通過編碼進行組織在必要時間按一定的規律進行提取
39、組織者 在有意義接受學習中,在呈現正式的學習材料之前,使用學社工可理解的語言所提供的一些引導性材料
40、比較性組織者 能增強似是而非的新舊知識之間的可辨性,目的在于比較新材料與認知結構相似材料的組織者
41、陳述者組織者 與心的學習產生一種上位關系的,目的在于為新的學習提供最適當的類屬者的組織者
42、認知結構 指頭腦里的知識結構
43、認知結構變量 個人的認知結構在內容和組織方面的特征
44、理解 個體逐步認識事物的種種關系、聯系,直至認識其本質、規律的一種思維活動
45、態度 人們對事物的愛憎、趨避的心理及行為傾向
46、起點行為 學習者學習技能開始前的狀況
47、隱蔽課程 學校中各種超出正式組織的學校活動范圍,教學大綱或課程計劃沒有規定,教師沒有正式講授,學生也不知道自己正在學習的、帶偶然性、沒有組織的和非正式的活動
48、動作技能 以機體外部動作或運動占主導地位的技能
49、智力技能
以抽象思維為主導的解決實際問題的技能,它是借助于內部言語在頭腦紅進行的
50、創造思維 應用新的方案或程序,并創造了新的思維產品的思維活動
51、發散思維 人們沿著不同的方向思考,重組眼前的信息和記憶系統中儲存的信息,產生大量的,獨特的新思想
52、審題 分析課題,掌握課題的任務和條件,形成有關課題的映像
53、知識掌握 知識的占有,意味著知識已成為自己的精神財富,能用來分析和解決問題,在現實生活中進行定向
54、定勢
55、高原現象 在技能形成過程中,一般在練習的中期,會出現進步的暫時停頓現象
56、功能固著
57、學習動機 激勵學生進行學習活動的心理因素,直接推動學生進行學習的一種內部動力
58、學習目的 學生進行學習所要達到的哪個結果
59、學習積極性 學生在相應的能滿足需要的活動中表現出的認真、緊張、主動而頑強的態度,表明學生對待學習任務、學習對象的一種關系
60、疲勞 人們連續學習或工作以后效率下降的一種現象,分生理疲勞和心理疲勞
61、焦慮 一個人的動機性行為遇到實際的或臆想的挫折而產生的消極不安的情緒體驗狀態 62、自我意識
對自我的外在和內在的自我評估或衡量
63、因材施教 承認差別,設法在一對一的基礎上對學生施行幫助,著眼于具體的學生,著眼于學生個體
64、可教性智能不足 智商50-75
65、稟賦優異兒童 智能超群兒童,智力測驗獲得智商140分以上者,或在特殊性象測驗有突出表現者,或在創造性能力測驗得分超群者 66、智能不足兒童 在心智發扎期間所顯著表現的低于平均的心智功能與缺陷性的適應行為的兒童
67、學習困難兒童 在理解或使用語文方面,顯示基本心路歷程的失常 68、情緒困擾兒童 經常為莫名其妙的緊張與焦慮所困擾 69、認知風格 學生在加工信息時習慣采用的不同方式
70、正式學生群體 71、非正式學生群體
72、課堂心理氣氛 課堂里某種占優勢的態度與情感的綜合表現
73、課堂行為問題 干擾教師教學,影響學生有效進行學習,甚至使教學活動不得不中斷的那些消極行為
74、民主式領導 以組成團體的成員為主人,并以多數取決的方式處理團體的事務 75、教學設計 實施教學系統方法的具體的可操作的程序 76、凱勒計劃
77、自學課件 圍繞某學科內容中的一個課題或單元的教學而設計的學習包,包括學習者學習規定教材所必須的全部信息 78、多媒體學習包
79、教學策略 實現教學目標的方式,包括:課的劃分,教學順序設計,教學活動設計和教學組織形式的確定
80、教學順序
81、評定 根據一定的標準對學生的學習行為進行估價的過程
82、論文式測驗 由教師根據教學內容的要點,擇其較重要者出幾個試題,讓學生用論文的方式,自由的以書面形式解答問題。
83、標準測驗 一種大規模的,具有統一標準的、按照系統的科學程序組織的、并對誤差作了嚴格控制的測驗 84、智商
85、怯場 一種情緒過于興奮無法集中注意力,無法控制和無法支配自己的狀態
學習遷移:也稱訓練遷移,指一種學習對另一種學習的影響,或習得的經驗對完成其他活動的影響。
86、前攝抑制:是指前面學習的材料對識記和回憶后面學習材料的干擾。87、倒攝抑制:指后面學習的材料對保持或回憶前面學習材料的干擾。88、過度學習:指在學習達到剛好成誦以后的附加學習。
89、測量:是一種收集資料數據的過程,是根據某種標準和一定的操作程序,將學生的學習行為與結果確定為一種量值,以表示學生對所測問題了解的多少。
90、測驗:是測量一個行為樣本的系統程序,即通過觀察少數具有代表性的行為或現象來量化描述人的心理特征,為了減少誤差,測驗在編制、施測、評分以及解釋等方面都必須遵循一套系統的程序。
91、信度:是指測驗的可靠性,即多次測驗分數的穩定、一致的程度。
92、效度:是指測量的正確性,即一個測驗能夠測量出其所要測量的東西的程度
第四篇:《廣播電視技術概論》知識總結
第一章
一、廣播的定義:一種“定點發送、群點接收”的通信方式。“廣播”的兩層含義:
1、泛指:通過無線電波或有線系統向廣大聽眾或觀眾傳送節目的過程。
2、特指:聲音廣播。
二、廣播電視的特點:
1、形象化:以聲音和圖像的形式來傳遞信息。
2、及時性:以電波傳播的速度來傳送信息。
3、廣泛性:覆蓋范圍最廣泛的一種傳播媒介。
三、廣播電視的發展沿革
1、三代廣播:(第一代)AM-調幅聲音廣播,(第二代)FM-調頻聲音廣播,(第三代)DAB-數字聲音廣播。
2、三代電視:(第一代)黑白電視廣播,(第二代)彩色電視廣播,(第三代)數字電視和高清晰度電視廣播。
四、廣播電視系統的基本組成和作用
1、節目制作與播出:利用必要的廣播電視設備及技術手段制作出符合標準的廣播電視節目信號,并按一定的時間順序(節目表)將其播出到發送傳輸端。
2、發送與傳輸:將廣播電視節目信號進行一定的技術處理(如編碼、調制等)后,經過某種傳輸方式(如地面射頻傳輸、衛星廣播、有線傳輸等)傳送到接收端。
3、接收與重現:接收廣播電視節目信號,并對其進行必要的處理和變換,最終還原成圖像及聲音。
4、監測網:對廣播電視鏈路中的各個環節進行信號的監測,及時了解播出安全的播出的質量情況。
五、廣播電視的基本傳輸方式
1、地面無線電開路傳輸:主要業務有調幅中、短波廣播、調頻廣播、VHF/UHF頻段電視廣播等。
(1)調幅廣播:中波MW調幅廣播的頻率范圍是526.5~1605.5 kHz,每個頻道的帶寬為9 kHz,共劃分為120頻道;主要是地波傳播。短波廣播SW的頻率范圍是2.3~26.1 M Hz,每個頻道帶寬是10 k Hz,;主要是天波傳播。
(2)調頻廣播:頻率范圍為87~108 M Hz,每套調頻節目所占帶寬為200 k Hz空間波直線傳播(視距)。
(3)VHF/UHFF地面電視廣播:每個頻道帶寬是8 M Hz,共安排了68個標準頻道,從DS-1到DS-68,其中,甚高頻(米波)VHF的標準頻道從DS-1到DS-12;特高頻(分米波)的標準頻道從DS-13到DS-68,空間波直線傳播(視距)。
2、有線網絡傳輸:利用同軸電纜、光纜等媒介進行傳輸,通過一定的分配網絡,為用戶提供多套廣播電視節目的網絡系統。
(1)CATV增補頻道劃分:111-167MHz有Z-1 ~Z-7的 8個頻道,223-463MHz有Z-8~Z-37 的30個頻道,566-606MHz有Z-38~Z-42的5個頻道,合計42個增補頻道。
3、衛星傳輸:利用地球同步衛星上的轉發器進行信號的傳輸。廣播電視衛星傳輸主要使用頻段:(1)C頻段(3.7 ~ 4.2 GHz):有24個頻道。(2)Ku頻段(11.7~12.75 GHz):有24個頻道。
4、增加兩種新的傳輸方式:(1)因特網廣播(2)移動多媒體廣播
六、廣播電視制播設備和技術
1、聲音信號:錄音室(或播音室)、傳聲器、拾音技術、調音臺、錄音設備、聲音節目的編輯加工設備、高質量的監聽系統等。
2、圖像信號:演播室、攝像機、錄像機、編輯制作設備、視頻切換臺等。
七、接收與重現
1、接收設備:在接收端接收所傳送的信號,并經過一定的處理及變換后送往顯示器或揚聲器進行音像重現的設備。
2、三種基本接收方式:有線接收、地面無線接收、衛星接收。
3、終端設備:(1)揚聲器:將音頻信號轉換成聲音信號的電-聲轉換設備。(2)顯示器:將視頻信號轉換成光圖像的電-光轉換設備。
八、廣播、電視監測
1、監測方式:固定監測、流動監測、遙控監測。
2、傳輸方式:無線傳輸、有線傳輸、衛星傳輸。
3、工作頻段:中波廣播、短波廣播、調頻廣播、地面電視、有線電視、衛星電視。
4、監測數據:開路監測(服務區內某接收點動態監測)、閉路監測(通路有限范圍內信號傳輸的監測)。
5、四個監測網:衛星數字電視監測網、有線廣播電視監測網、無線廣播電視監測網、海外廣播電視監測網。
一、聲音:物體振動產生的聲波通過介質對人耳產生的感覺。
(一)聲音產生和傳播
1、聲音的產生:粒子波動運動的結果,由物體機械振動或氣流擾動引起彈性媒質發生波動產生。
2、聲音的傳播:必須通過空氣或其它的媒質形成聲波進行傳播。
3、聲音的傳播特性:(1)聲源的方向性,(2)聲波的反射和折射,(3)聲波的衍射與散射。
(二)描述聲波的基本參量
1、頻率:空氣密度和壓力每秒鐘變化的次數,常用符號f 表示,單位是赫茲(Hz)。
2、周期:一個聲波完成一次振動所需要的時間,用符號T表示,單位為秒(s)。
3、波長:聲波在一個周期的時間內傳播的距離,用符號λ表示,單位通常為米(m)。
4、傳播速度:聲波每秒內傳播的距離,用符號υ 表示,單位為米/秒(m/s)。
(三)表征聲音強弱的參量
51、聲壓:聲波引起的交變壓強,單位是帕(Pa =1N/m)基準聲壓=2×10 Pa。
2、聲功率:聲源在單位時間內向外輻射的總聲能,聲源輻射功率。單位是瓦(W)。
3、聲強:聲波能流密度,穿過垂直于聲波傳播方向上單位面積內的聲功率,用符號I2-12 2表示,單位是W/ m。基準聲強(參考聲強)=10W/ m。聲強與聲壓的平方成正比關系。
(四)聲音的三要素
1、響度(聲音的大小):人耳對聲音強弱的主觀感覺。可用聲壓級表示。與聲波的幅度密切相關。
2、音調(聲音頻率的高低):人耳對聲音高低的感覺。與聲波的基波頻率密切相關。人能聽到聲音的范圍是20Hz~20kHz。
3、音色(聲音的特色):人耳對各種頻率、各種強度的聲波的綜合反應。與聲波的 2 頻譜(波形)密切相關。
(五)電平和分貝的概念
1、電平的定義:某點功率P1與選定基準功率P0之比的對數關系,用分貝表示。P1(dB)= 10lg(P1/P0)[dB]
2、電平的性質:描述功率的物理量。
5、常用分貝制之間的轉換:
0 [dBW]=30 [dBmW],0 [dBmW] =48.75 [dBmV],0 [dBmV] =60 [dBμV]
6、電信號分貝值的幾種表示方法:
(1)功率放大倍數= 10lgPo/Pi(dB)(2)功率信噪比=10lgS/N(dB)(3)電壓放大倍數=20lgUo/Ui(dB)(4)功率電平級=10lgP/Pr(dB)(5)電壓電平級=20lgU/Ur(dB)第二章
二、傳聲器和揚聲器
(一)傳聲器
1、作用:將聲音振動轉變為相應的電流變化的換能器件。聲能?機械能?電能
2、常用:動圈傳聲器和電容傳聲器。
3、原理:(1)聲波接收器:感應外界的聲波并將其轉換成相應的機械振動(聲能—機械能),(2)力/電換能器:將機械振動轉換成相應的電信號(機械能—電能轉換)。
(二)揚聲器
1、作用:將按聲音變化的電信號轉換為聲音信號的換能器件。電能?機械能?聲能
2、種類:電動式、壓電式、舌簧式等。
3、原理:(1)通過交變電流的音圈在電磁力作用下產生振動,電能—機械能轉換,(2)振膜隨著音圈振動,產生聲音,機械能—聲能轉換。
三、立體聲原理
(一)雙耳聽覺特性
1、立體聲:具有層次分明、具有立體感(方位感和深度感)的聲音效果。
2、人耳辨別聲源方向的兩個物理因素:(1)聲音到達左右耳的時間差(或相位差);(2)聲音到達左右耳的聲級差(或強度差)。
3、立體聲廣播中實際立體聲效果實現方式:使用聲級差方式實現,便于和單聲道系統兼容。
(二)立體聲的拾音方式:(1)A-B方式,(2)X-Y方式,(3)M-S方式,(4)仿真頭方式,(5)多聲道拾音方式。
(三)立體聲的聽聲
1、最佳聽聲位置:左右揚聲器連線為底邊的等腰三角形的頂點。
2、雙聲道聽聲系統:利用兩個揚聲器的聲級差產生的聲像分布實現立體聲效果。利用聲級差的方法有利于立體聲和單聲道之間兼容。
(四)多聲道環繞聲 1、5.1聲道
(1)聆聽者前面3個聲道:L= 左,C= 中,R= 右。(2)聆聽者后面2個聲道:LS= 左環繞,RS= 右環繞。(3)聆聽者前面增加.1聲道(大約150Hz 以下超低音):LFE=低音炮。2、6.1或7.1聲道:在5.1聲道基礎上增加1或2個環繞聲,放置在左環繞和右環繞之間。
四、數字音頻技術基礎
(一)數字音頻基本概念
1、模擬信號和數字信號
(1)模擬信號:在時間和幅度上都連續變化的信號。(2)數字信號:在時間和幅度上都離散的信號。
2、模擬信號和數字信號兩者之間的區別
模擬信號: 信號基本特征(無限連續性:函數的取值為無限多個,信號的定義域和值域都是連續的。)信息表示方法: 準確比例性 比例關系
數字信號: 信號基本特征(有限離散性:函數的取值為有限多個,信號的定義域和值域都是離散的。)信息表示方法:近似對應性:對應關系
(二)聲音信號數字化
1、取樣:將時間軸上連續的信號成為時間上離散的脈沖序列,即將信號在時間域離散化。
(1)奈奎斯特取樣定理:要想取樣后能夠不失真地恢復出原信號,則取樣頻率必須大于信號最高頻率的二倍。fs?2 fm
①取樣后的頻譜中,各個周期之間相互不重疊。
②采用一個截至頻率為fs/2的低通濾波器可將原始信號的頻譜恢復。(2)數字音頻取樣頻率:①數字衛星廣播:32kHz,②CD: 44.1kHz,③演播室: 48kHz。
2、量化:在幅度軸上將連續變化的幅度值用有限位的數字表示,即將信號幅度離散化。(1)量化比特數(n)與十進制的量化等級數(M)之間的關系:n = log2M 量化比特數= log2量化等級數(2)數碼率=取樣頻率(fs)×量化比特數(n)(bps,比特/ 秒)(3)存儲量=(采樣頻率×量化比特數×聲道數)/8(Byte,字節)(4)量化信噪比:
①單極性的信號(如亮度信號):SNR[dB]=10.76+6n [dB] ②雙極性的信號(如聲音信號):SNR[dB]=1.76+6n [dB]
3、編碼:將已量化的信號幅值用二進制或多進制數碼表示。
(1)信源編碼:解決模擬信號的數字化、降低冗余度和提高數字信號的有效性所進行的編碼。主要任務:① A/D變換,②壓縮編碼。
(2)信道編碼:提高數字傳輸可靠性、降低誤碼率、按一定規則加入冗余碼元所進行的編碼。主要任務:①碼型變換,②(2)差錯控制。
(三)數字信號處理系統組成
1、前置低通濾波器:將輸入信號中高于某一頻率(即取樣頻率的一半)的頻譜分量濾除,以保證取樣后不發生頻譜重疊。
2、模/數(A/D)轉換器:對濾波之后的模擬信號進行取樣、量化和編碼,將模擬信號轉換為數字信號。
3、數字信號處理器:對數字信號按預定要求進行各種處理,包括濾波、變換、檢測、譜分析、估計、壓縮、識別等,以便獲得人們所希望的信號。
4、數/模(D/A)轉換器:將處理之后的數字信號轉換成模擬信號。
5、模擬低通濾波器:濾除信號中不需要的高頻分量,平滑成所需的模擬輸出信號。
(四)音頻信源編碼
1、壓縮機理:(1)去除信號中的“冗余”部分,包括在時域和頻域都存在的信息冗余度;(2)去除聲音中與聽覺無關的“不相關”部分,對于人耳感覺不到的不相關部分不編碼、不傳送。
2、MPEG音頻壓縮標準
(1)兩種編碼方法:①掩蔽型通用子頻帶集成編碼與頻分復用MUSICAM②自適應頻譜感知熵編碼ASPEC(2)三個層次(編碼算法序列):①MP1:簡化的MUSICAM,②MP2:標準MUSICAM,③MP3:ASPEC算法與算法MUSICAM結合。
3、MPEG-1音頻編碼標準
(1)數據率:32kbps~384kbps,(2)四種聲音模式:單聲道、雙聲道、立體聲、聯合立體聲。
4、MPEG-2兩種音頻編碼標準(1)MPEG-2 BC:兼容MPEG-1音頻壓縮編碼算法。應用層次:L1、L2、L3。工作模式:5.1聲道環繞聲。
(2)MPEG-2 NBC/ MPEG-2 AAC:與MPEG-1不兼容,結合使用多種最新技術,在極低數據率時實現廣播級的音頻質量。應用層次:主要類型、低復雜度類型、可變化取樣頻率類型。工作模式:最高48聲道。
(3)MPEG-2音頻編碼標準發展和擴展
①多聲道環繞聲編碼(5.1聲道)和多語言(7種)節目編碼; ②低(半)取樣頻率(LSF)低比特率編碼。(16、22.05、24kHz)。
5、MPEG-4音頻編碼標準
(1)包含對人工合成和自然兩種不同聲音素材進行壓縮編碼的多種算法。①基于內容的編碼:引入音頻對象,實現基于內容的編碼。
②三種編碼形式:傳統的自然音頻編碼、結構音頻縮碼和合成`自然混合編碼。
(2)支持不同質量要求的信號等級:高保真、中等質量音樂、寬帶語言、電話質量語言、很低比特率語言、合成音樂、合成語言。MPEG-4支持的數據率為2~64kb/s。
(3)增加了通信用途:用于各種傳輸線路和連接方式,可以各種數據率傳送信息。
(五)數字音頻的信道編碼
1、差錯控制的三種方式:(1)前向糾錯(FEC):(2)自動請求重發(ARQ):(3)混合糾錯(HEC)
2、數字音頻常用信道編碼(1)奇偶校驗碼:(2)循環冗余校驗碼(CRC):(3)里德-所羅門碼(RS):(4)交織(Interwave):(5)交叉交織理德-所羅門編碼(CIRC):(6)誤碼掩蔽:
第三章
一、廣播電臺和廣播中心
1、廣播系統基本組成:(1)音源采集:各種聲音的信號源。(2)自動化制播系統:由各種工作站、服務器、硬盤陣列、局域網組成,承擔節目的制作和播出。(3)自動化監測系統:由各種工作站、服務器、局域網組成,完成各工藝節目質量的監測。(4)傳音鏈路:采用電纜、光纜、微波、衛星等,將所需的聲音節目傳送到節目發送部門。(5)發射臺:將音頻節目信號調制成頻帶信號,并完成向受眾的傳送。
2、發展趨勢:(1)內容信息化,(2)服務現代化,(3)渠道多元化。
3、廣播中心組成:
(1)節目制作中心:制作各種符合要求的廣播節目。
①前期制作:通過素材采集、錄音、攝錄形成節目素材的工藝過程。
②后期制作:對節目素材編輯、剪接、復制、配音、合成等制作成可供播出的完整節目成品的一系列工藝過程。
(2)播控中心:按一定的時間順序將所需的聲音節目播出,傳送到節目傳輸部門。①節目播出:根據廣播節目表的安排,按順序進行編排,并按時播出各種節目。
②節目傳送:將節目信號通過電纜、光纜、微波、衛星傳送到廣播發射臺等。相應的傳音鏈路稱為演播室至發射機鏈路STL(Studio Transmitter Link)。
二、聲音采集技術
(一)錄音技術:把聲能轉變為其它形式的能量而加以存儲,以便在不同的場合和時間進行重放的技術。
1、三類存儲媒介:(1)磁記錄:磁性材料,如磁帶、磁盤等,(2)光記錄:感光材料,如光盤等。(3)固體記錄:半導體存儲器件。
2、聲音的獲取方式:
(1)采訪用傳聲器(話筒);
(2)采訪機:包括磁帶錄音機、數字磁帶錄音機DAT、微型光盤MD、固態采訪機(采用閃存的小型數字采訪機)。
(3)電話采集系統:自動將電話通話內容記錄在電腦硬盤上,以便剪接、整理,日后進行播出的專用系統。由計算機部分、語音壓縮采集卡和錄音軟件組成。
(4)CD抓軌系統:
①CD抓軌:把一些不能直接復制的CD音頻文件借助第三方軟件復制到硬盤并成為計算機文件。
②CD抓軌轉換軟件:專為電臺開發的CD抓軌和音頻格式轉換軟件,可以直接將CD上的歌曲抓取到軟件界面中進行播放,并且能夠很方便的實現各種音頻格式之間的轉換。
3、光盤記錄技術
(1)記錄原理:聲音電信號?調制?激光束??照射CD光盤的感光樹脂?? 留下由一個個記錄標志組成的螺旋形光跡? 記錄下數字聲音信號。
(2)讀出原理:讀出激光束?照射?記錄層的光跡?掃過不同凹坑點?反射光的密度強弱也隨之相應變化? 形成一個連續的光信號流?光電轉換器件?數字電流信號?放大、整形和處理?數字聲音信號
4、磁帶錄音機的基本工作原理
(1)消磁:超音頻信號?消音磁頭?產生磁場?抹去磁帶原有信息。(2)錄音:輸入的信號?錄音放大器放大+超音頻信號?錄音磁頭?磁信號?磁帶記錄。(3)放音:磁帶信號?放音磁頭?電信號? 放大器?揚聲器。
5、磁帶錄音機兩種消音方法:(1)恒磁場消音法,(2)交變磁場消音法(超聲波消音法)。
6、數字磁帶錄音特點:(1)所記錄的電信號是數字信號,是比特,而不是信號波形;(2)不必考慮線性失真問題;(3)必須提高記錄信息的密度,帶寬是模擬式磁帶錄音機的30倍以上。
7、廣播轉播車功能:(1)現場信號處理:話筒、調音臺、錄音機、音頻處理器、周邊設備。(2)現場擴音。(3)現場信號回傳:微波、衛星。
8、對播音室(錄音室)的聲學要求 播音室:(1)應有適當的混響時間,而且房間中聲音擴散均勻。(2)應能隔絕外面的噪 6 聲。
控制室:有一定的空間和一定的混響時間,以便工作人員逼真地監聽節目的音質。
9、混響和混響時間
(1)混響:聲源停止發聲后,在聲場中由遲到的反射聲形成的聲音的“殘留”現象。(2)混響時間:當一個連續發聲的聲源,在達到穩態聲場后聲源突然停止發聲,則從聲源停止發聲到室內聲能密度衰減到原來的百萬分之一(60dB)時所經歷的時間。
(3)混響時間的影響:混響時間長,豐滿度增加,清晰度下降。
三、廣播節目制作技術
1、數字音頻工作站DAW定義:以微型計算機為控制設備,以硬磁盤為記錄媒介的非線性數字音頻系統。
2、基本原理:通過數字聲卡,對輸入的模擬音頻信號進行模擬/數字取樣,轉換為計算機的數字聲音文件,由計算機對聲音進行各種處理,完成聲音的加工功能。
3、組成:
(1)主機:核心中央處理器(CPU)和中央存儲器(CM)。(2)硬磁盤:外部存儲器。(3)數字信號處理器(DSP):負責音頻信號的數字化處理,并直接將數字信號送硬盤儲存。在數字狀態下對音頻進行各種特技處理。
(4)各種接口:A/D轉換器接口、D/A轉換器接口和控制接口,以實現對各種功能的選擇或操作。
(5)相關軟件模塊:利用處理軟件對聲音數據進行操作。
4、特點:(1)以專業的要求錄入和播放聲音;(2)良好的操作平臺;(3)全面快捷的聲音編輯功能;(4)具備聲音效果處理功能。
5、分類:(1)錄制工作站;(2)編輯工作站;(3)播出工作站;(4)審聽工作站;(5)廣告工作站。
四、節目處理技術
1、音質評價術語:11個詞匯描述。分成優、良、中、差、劣五個等級。清晰(模糊);豐滿(單薄);圓潤(尖硬);明亮(粗糙);柔和(灰暗);融合(發散);平衡(不平衡);臨場感(臨場感差);真實(失真);立體效果明顯(立體效果不明顯);總體音質效果理想(總體音質效果不理想)。
2、聲音的頻譜特性:人耳的聽音范圍為20Hz~20KHz,可劃分為三個頻段:(1)低頻段(500Hz以下)、(2)中頻段(500Hz-7Hz),(3)高音頻高頻段(7KHz以上)。
3、聲音的處理
(1)對于語言信號的處理:選擇適當的傳聲器,確定傳聲器的數量、位置和角度,選擇傳聲器的指向性。
(2)對于音樂的聲音信號處理:注意傳聲器的使用、拾音方式選擇和調音技術三個方面。
4、聲音處理設備:對音頻信號進行修飾、加工處理的設備。
(1)壓縮器:當輸入信號超過稱為閾值增益就下降,信號被衰減的自動音量控制器。(2)限幅器:峰值限制(峰值切削)的聲音處理裝置。
(3)噪聲門:當輸入信號電平超過了門限時電路導通,且門限可以調整的電子門電路。(4)均衡器:利用人的心理聲學特性,對聲音信號進行修飾和美化的諧波發生器。(5)聽覺激勵器:為更加逼真反映現場感而加入一定特定成分“失真”信號的諧波發生器。
(6)延遲器:將主聲延遲一定時間后再送入聲場的設備。
7(7)混響器:調節聲音混響,增加音樂節目臨場感和空間感的聲音處理裝置。
5、滿刻度電平FSD:數字音頻網絡保證信號轉換不引起電平的變化規定的數字域信號電平。
(1)0dBFS的定義:模擬域中A/D轉換器(ADC)最大的不削波信號電平所對應的數字域信號電平。
(2)對應關系:大多數設備0dBFS對應于模擬電平的+24dBu。有些設備0dBFS對應于模擬電平的+15dBu。
五、廣播節目播出技術
(一)節目的三種播出方式
1、直播:節目不經過錄音制作工序播出方式。“播錄”:播音員在進行直播的同時,也可同時進行錄音,以便日后多次重播。
2、錄播:事先錄制好節目,需要時用放音機將節目播出方式。
3、轉播:(1)實況轉播:節目源來自節目演出的現場,播音員在現場進行播音解說的播出方式。(2)臺際轉播:節目源來自其它電臺的播出方式。
(二)調音控制臺
1、作用:將多種輸入信號按一定的要求進行加工處理、組合后輸出。
2、組成:(1)輸入部分:對輸入信號進行放大和處理。(2)輸出部分:對各個輸出通道的信號進行放大、主音量控制等。(3)監聽部分:監聽調音或錄音的質量。
3、主要技術指標:(1)增益:在80dB~90dB的范圍之內。(2)頻率特性:一般不均勻度應小于1.5dB。(3)非線性失真:一般應保持小于1%。(4)噪聲:輸入通道放大器為低噪聲放大器。(5)串音率:一般應高于70dB。
六、廣播中心網絡化
(一)廣播臺網
1、廣播臺網定義:以現代信息技術和廣播數字技術為基礎的,實現廣播電臺內容生產、運營和管理等綜合業務的信息化網絡平臺。將整個廣播中心以計算機網絡為基礎的傳播方式,完成節目的錄制、制作、播出工作。
2、廣播電臺相對獨立的四個網絡:(1)廣播制播網,(2)播控傳輸網,(3)綜合業務網,(4)廣播門戶網。
3、主要系統:(1)節目制作播出系統,(2)新聞業務系統,(3)辦公自動化系統。
(二)網絡化制播系統
1、基本功能:(1)音頻節目錄制;(2)音頻節目播出;(3)音頻節目管理。
2、擴展功能:(1)節目錄制監測;(2)廣告節目管理;(3)異地節目傳送。
3、主要特點:(1)高質量、高效率。(2)利用計算機技術進行節目制播。(3)保證不間斷安全優質播出,制播成本較低。(4)完善的數據庫功能。
4、存儲區域網絡(SAN):由盤陣以及光纖交換機設備構成的存儲子網。SAN上的存儲空間可由以太網主網上的每一系統所共享。
5、廉價冗余磁盤陣列(RAID):通過將多個存儲設備按照一定的形式和方案組織起來,能獲取了比單個存儲設備更高的速度、更好的穩定性、更大的存儲能力的存儲設備的解決方案。RAID磁盤陣列共分8級,常用為RAID 0、RAID
1、RAID 3和 RAID 5。
(三)節目數字存儲與交換系統
1、數字化轉儲系統設計目標:(1)音頻資料高保真數字化。(2)高效可靠的批處理流程。(3)集中統一的轉儲質量控制。
8(4)對生產過程進行完整記錄。
2、音頻資料轉儲工作流程:
(1)音頻資料數據帶和元數據準備。(2)老化錄音磁帶恢復處理。
(3)加載音頻磁帶,啟動數據采集。(4)轉儲質量審聽。(5)生成輸出數據包。(6)進行刻錄。(7)生成日志文件。
七、廣播中心的安全播出
1、保證數據的安全措施:(1)采用雙服務器群集技術;(2)采用RAID容錯磁盤陣列柜;
(3)主干網交換機與服務器連接采用雙通道結構,互為備份;(4)應用軟件設置相應權限;(5)建立嚴格的防病毒責任制;
(6)防止非法操作及誤操作,嚴禁安裝和運行無關或來路不明的軟件;(7)與外部網絡互連時必須設置防火墻等措施。
2、保證播出的安全措施:
(1)播出工作站采用雙機熱備份;
(2)主站采用網絡播出,備站采用本地硬盤播出;
(3)備用播出工作站中始終保持3天的播出節目單和節目內容。
3、環境安全中應該注意事項:(1)要注意廣播中心的用電安全;(2)防雷接地系統應符合要求;(3)溫濕度控制適宜。第四章聲音廣播系統小結
一、無線電廣播基礎知識
(一)廣播電視波段(頻段)劃分
1、中波(中頻):526.5kHz(570m)至1605.5kHz(187m),國內聲音廣播。
2、短波(高頻):2.3MHz(130m)至26.1MHz(11.5m),國外聲音廣播。3、米波(甚高頻VHF):48.7MHz(6.16m)至223MHz(1.35m),又分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個波段。
4、分米波(特高頻UHF):470MHz(0.64m)至958MHz(0.31m),主要用于地面電視廣播,可容納56個頻道,它又分為Ⅳ、Ⅴ兩個波段。
(1)Ⅳ波段470MHz —566MHz,DS-13 ~DS-24(2)Ⅴ波段606MHz —798MHz,DS-25 ~DS-48
5、微波:可分為特高頻UHF(分米波)、超高頻SHF(厘米波)、極高頻EHF(毫米波)。衛星廣播通常使用波段:(1)C波段(3.9~6.2GHz),(2)Ku波段(11.7~12.2GHz)。
(二)無線電波的傳播特性
1、電波的傳播途徑:
(1)天波傳播—經過電離層反射后到達接收點;(2)空間波傳播—經過對流層在自由空間傳播;(3)地波傳播—沿地球表面傳播。
2、各波段電波傳播的特點:
(1)中波傳播特點:白天主要由地波傳播。晚間D層消失,天波由E電離層反射可傳到較遠距離。
(2)短波傳播特點:主要由天波傳播。有衰落現象。傳播的距離很遠,可達上萬公里。(3)超短波(米波和分米波)傳播特點:只能靠空間波視距傳播。傳播距離一般只有幾十公里。發射天線架得越高傳播效果越好。
(4)微波傳播特點:只能靠視距傳播。傳播距離只有幾十公里,可用中繼形成微波鏈路傳輸。
(三)覆蓋網和傳輸網
1、覆蓋網:擴大節目覆蓋范圍的網絡。由轉播臺、差轉臺和同步衛星實現。
2、傳輸網:臺際節目信號傳輸的網絡。通常主用光纖鏈路,備用微波鏈路。
(四)調制和解調
1、調制:在發送端,將要傳送的信息(調制信號)運載到高頻率的交變電流(載波)上的過程。
涉及到三種信號:(1)載波:受調制的高頻交變電流信號。(2)調制信號:調制載波的信號。(3)已調波:調制后的載波信號。
2、解調:在接收端,從已調波上將它運載的信息檢取出來的過程。
3、模擬調制方式:調幅(AM)、調頻(FM)和調相(PM)。
4、數字調制方式:幅度鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。
(五)調幅技術
1、定義:用調制信號(音頻信號或視頻信號)去控制改變高頻載波信號的振幅,從而使高頻載波的振幅隨調制信號的變化而變化。調幅過程實質上是將調制信號的頻譜進行“搬移”操作,搬至載頻的兩邊。
2、分類:
(1)普通調幅AM:主要應用于中波調幅廣播(MW)。
(2)平衡調幅DSB-AM:“只傳兩個邊帶,不傳載波”。主要應用于調頻立體聲廣播副信道差信號(S = L-R)對38kHz副載波的調制。彩色電視中的色度信號對彩色副載波的調制。
(3)單邊帶調幅SSB-AM:只用一個邊帶依然保持調制信號的特征,并可節省一半帶寬。主要用于短波廣播中。
(4)殘留邊帶調幅VSB-AM:
3、頻譜結構:(1)載波分量fc,(2)上邊帶fc-Fm~fc,(3)下邊帶fc~fc+Fm。
4、兩個重要參數:
(1)調幅度 m a:反映調幅波振幅變化的相對程度。
(2)通頻帶 B=2 Fm:反映已調波的有效帶寬(最高話音頻率的兩倍)。
(六)調頻技術
1、角度調制:高頻載波的相位受到調制信號的控制的調制方式的統稱。(1)角度調制分類:調頻(FM)和調相(PM)兩種;
(2)角度調制共性:①高頻已調波的振幅U c穩定;②高頻已調波的總相角Φ(t)隨調制信號變化。
3、調頻定義:高頻載波的瞬時頻率按調制信號的變化而變化,而且幅度保持不變。
4、調頻指數:m f= Δωf /Ω=Δfm/F=最大頻偏/調制頻率
m f實質是最大的相位偏離值,表示在調頻過程中,瞬時相位Φ(t)變化幅度,反應了調制深度,單位是[弧度]。
5、有效帶寬: B = 2(m f + 1)F = 2(△f + F)
調頻廣播標準規定B = 200 kHz;電視廣播中伴音標準規定B = 250 kHz。
6、調幅和調頻的主要區別
(1)高頻載波振幅:調幅的振幅是變化的。調頻是等幅波。(2)高頻載波頻率:調幅高頻載波頻率不變;調頻頻率變化。(3)已調波頻帶寬度:調頻比調幅波寬得多。(4)聲音質量:調頻比調幅好。
(5)傳輸距離:調幅的傳輸距離和覆蓋范圍比調頻大。
(七)廣播發射臺
1、發射臺的基本任務:
(1)產生高頻振蕩激勵電能, 由高頻振蕩器將電源的能量轉換為高頻振蕩的能量,產生高頻電流或電壓;
(2)控制高頻振蕩電能, 用傳送的節目信號(基帶信號)去調制高頻振蕩,使高頻電能按所傳送信號的變化而變化;
(3)將受控高頻振蕩電能轉換為空間電磁波,由天線向空間發射。
2、廣播發射臺的構成:
(1)發射機: 2)饋線和天線:。3)節目傳輸分配系統:(4)附屬設備: 5)變電配電系統
二、中、短波廣播發射技術
1、板極調幅發射機的組成
(1)激勵器:產生發射機的發射頻率(載頻)。(2)高頻放大器:對高頻信號進行放大。(3)被調級(高末級):用音頻信號對高頻載波進行幅度調制,并進行功率放大。(4)音頻處理器:按發射機的要求,對音頻信號進行加工處理。音頻處理器三個作用:①壓縮節目動態范圍,提高平均調幅度。②防止過調制。③改善傳輸系統的信雜比。
(5)音頻放大器(調幅器):把微弱的、經過加工處理的音頻信號放大到所需的電平。
2、脈寬調制PDM發射機的組成
(1)數字編碼器:把音頻信號變成一系列用脈沖寬度反映音頻信息的脈沖波。(2)開關放大器:經若干級開關放大器放大到所需功率電平。(3)低通濾波器:把音末調制級脈沖波還原為音頻電壓。(4)射頻末級:再用還原后的音頻電壓對射頻末級進行調幅。
3、脈沖階梯調制PSM發射機
(1)脈沖階梯調制:將音頻模擬信號轉換成數字 信號,利用數字處理技術將它輸出疊加成一種能反映音頻信號變化規律的階梯波形。
(2)過程:音頻信號?串聯電壓源的數量?階梯輸出電壓?低通濾波?高末級板壓?板調。
4、數字調幅DAM發射機
(1)數字調幅發射機:將連續模擬信號轉換成數字式開關脈沖信號,直接用數字化音頻控制信號在射頻功率放大器末級實行高電平調幅,產生階梯形已調波的發射機。
(2)工作原理:①音頻信號先經數字處理,變換為12比特數字流,并進行編碼,用來控制各射頻功率放大器的開關。②通過接通射頻功率放大器的數量多少,來控制發射機輸出射頻電平。③經帶通濾波器光滑處理濾除量化臺階和不需要的頻譜分量后,就得到幅度調制 11 的射頻已調波輸出。④最后經饋線、調配室傳送到天線系統發射出去。
三、調頻廣播發射技術
1、導頻制調頻立體聲廣播系統
(1)編碼器:將立體聲的左、右兩路聲音信號編碼成一個復合信號。(2)調頻器:將復合信號調頻成高頻已調波。(3)鑒頻器:將高頻已調波解調成復合信號。
(4)解碼器:將立體聲復合信號解碼成左、右兩聲道音頻信號。
2、導頻制立體聲廣播制式:采用“和差傳送”方式和二重調制(AM-FM)方法以實現兼容性的立體聲廣播制式。
3、導頻制調頻立體聲編碼器
(1)由L和R信號形成主信道信號和副信道信號 –主信道信號:M=L+R,頻譜范圍:0Hz~15kHz –副信道信號:S=L-R,頻譜范圍:0Hz~15kHz(2)用差信號對38kHz的副載波信號進行平衡調幅,調制后的信號的頻譜范圍:23kHz~53kHz。
(3)采用平衡調幅方式抑制副載波,降低發射功率(副載波中不攜帶要傳送的信息)。(4)將主信道信號和調制后的副信道信號相加,另外再加上導頻信號P(19kHz),就得到了基帶復合信號:U=(L+R)+(L-R)M +P
4、調頻多工廣播:指在正常調頻節目播出的同時,利用頻譜所附加的副載波來增加聲音和其它信息的一種擴大業務范圍的廣播方式。(1)輔助通信許可業務 SCA:增加一路不同內容的單聲道廣播通道,基帶信號中心頻率:67kHz,基帶信號頻譜范圍:61~73kHz。
(2)廣播數據系統RDS:為少數特定用戶服務。用戶購買專用附加接收設備可收聽到附加節目廣播。基帶信號中心頻率:57kHz,基帶信號頻譜范圍:57kHz±2400Hz。
5、調頻同步廣播:采用多部發射機、具有相銜接的覆蓋區域、使用相同的載波頻率和廣播節目以實現特定區域覆蓋的技術手段。
主要技術要求(三同一保):(1)保證多部發射機之間的同頻;(2)保證在發射天線饋源端系統同相;(3)保證發射機有相同的調制度;(4)保證交疊區最低可用場強。
四、廣播接收技術
(一)調幅廣播接收機
1、天線:感應電磁波信號并將其轉換成電信號;
2、高頻調諧放大器:通過改變回路的諧振頻率來進行頻道選擇,同時對所選頻道的高頻信號進行放大;
3、本地振蕩器:自行產生高頻信號,其頻率與調諧回路的諧振頻率同步改變,且總是比后者高465kHz;
4、混頻器:將放大后的高頻信號與本地振蕩器產生的高頻信號進行頻率混合,并輸出二者的差頻信號;
5、中頻放大器:對混頻器輸出的中頻信號(載波為465kHz)進行放大;
6、檢波器:對調幅信號進行解調,恢復原來的音頻信號;
7、低頻放大器:對音頻信號進行放大;
8、揚聲器:完成電-聲轉換,并以足夠的強度輻射聲波。
(二)導頻制調頻解碼器
(1)利用低通濾波器得到復合信號中的主信道信號L+R;
12(2)利用帶通濾波器得到已調的副信道信號(L-R)M ;(3)利用選頻電路得到導頻信號P;
(4)對(L-R)M進行平衡解調,得到副信道信號L-R;
(5)將主信道信號和副信道信號相加、相減,得到立體聲的左聲道信號L和右聲道信號R。
五、數字音頻廣播
(一)數字聲音廣播
1、DAB技術要點:以數字技術為基礎,采用先進的音頻數字編碼、數據壓縮、糾錯編碼及數字調制技術,在接收端可獲得與原始發送信息相同質量的節目內容。
2、國際上三種DAB系統:(1)歐洲的尤里卡147-DAB制式;(2)美國的帶內同頻道(IBOC)DAB制式;(3)日本的單路節目的DAB廣播方案。
3、DAB系統工作頻段:30MHz~3GHz。
4、DAB 覆蓋手段:地面單頻同步網、本地電臺、衛星和有線網絡。
5、DAB系統的發送端(1)音頻編碼器:利用MUSICAM算法進行音頻信源編碼,目的是壓縮音頻數據,降低數碼率;(2)復用器:壓縮后的信號送入多路復用器與數據業務一起復用;(3)信道編碼:信道編碼的作用是對傳輸信息碼流進行糾錯編碼,使傳輸碼流本身有一定的糾錯檢錯能力,由此來提高傳輸的可靠性;(4)正交頻分復用OFDM調制:OFDM是一種對多徑傳播不敏感的傳輸方法。另外,在OFDM調制過程中,還將通過復合器加入快速信息信道FIC(Fast Information Channel)符號、同步信號等。(5)發射機:經OFDM調制后的信號送到發射機進行載波調制和功率放大,然后通過天線發射出去。
6、DAB系統的接收端(1)高頻部分(又稱調諧器):通過天線選擇出所需要的傳送聲音節目和數據業務的頻率塊,然后進行頻率變換,將高頻信號變成中頻信號和基帶信號;(2)OFDM解調:完成對OFDM信號各個載波的解調,恢復出分配在各個載波上的數據流。在這一過程中,還將通過解復合器把每個傳輸幀的比特流細分為同步信道(SC)、快速信息信道(FIC)和主業務信道(MSC)。(3)信道解碼:對接收到的碼流進行糾錯解碼,實現誤碼的糾錯和檢錯;(4)解復用部分:將復用在一起的音頻和數據分開;(5)MUSICAM信源解碼:對音頻數據進行去壓縮,獲得原始的音頻數據。
(二)DAB五項關鍵技術
1、信源編碼:采用掩蔽型自適應通用子頻帶綜合編碼與復用MUSICAM,聲音信號頻譜分割為32個子頻帶,充分利用了人類聽覺的心理聲學現象和聲音信號統計的內在聯系。(1)減少冗余:盡量降低聲音信號中冗余。(2)丟棄不相關:盡量降低聲音信號中不相關(人耳不能感覺到的部分),只對人耳能感覺到的信號進行編碼和傳輸。
2、信道編碼:(1)卷積編碼:碼率兼容刪除型卷積碼RCPC,(2)循環冗余校驗碼CRC:對聲音輔助信息和比例因子(SCF)加入檢測比特錯誤的校驗。,(3)交織技術:時間交織(相鄰碼元在時間上分開傳送)和頻率交織(相鄰碼元在頻率上分開傳送)。
3、傳輸方法:編碼正交頻分復用COFDM,一種對多徑傳播不敏感的多載波寬帶傳輸方法。(1)編碼(C):信道編碼采用編碼率可變的可刪除卷積編碼;(2)正交頻分(OFD):數據流分配到有相等間隔的、頻譜關系彼此正交的大量副載波上傳送,調制采用四相差分相移鍵控DQPSK=4DPSK。(3)復用(M):多套節目數據相互交織地分布在大量副載波上,形成DAB塊復合在一起傳送。
COFDM基帶信號或 “DAB塊”:在DAB信號傳送時,經信道編碼的信息要被分配到頻譜成正交關系的許多副載波上傳送,所有這些已調副載波疊加在一起形成包含數字信息的信號,“DAB塊”的中心頻率通常為2.048MHz,帶寬為1.536MHz。
4、插入保護間隔:使彼此相繼的符號即使在有反射時也相互獨立。(1)阻止前一相鄰符號對當前符號的交叉符號。(2)持續期防止反射波干擾。
5、同步網技術:通過同步網實現覆蓋。
單頻同步網SFN:(1)“單頻”:發射頻率相同,網內多臺發射機使用中心頻率相同、帶寬為1.536MHz的DAB頻率塊;(2)“同步”:播出節目相同,調制信號在時間上精確同步。
單頻網SFN特點。(1)網中所有發射機都必須同步。(2)可實現多套節目的大面積覆蓋。(3)傳輸可靠性提高。(4)發射功率不需要很大。
(三)數字調幅廣播(AM)系統
1、工作頻段: 30MHz以下。
2、DRM系統標準目標:通過協調保留一個世界有效的并自由提供使用的30MHz以下數字聲音廣播發射和接收標準。統一全世界數字AM(長、中、短波)廣播的規范。
3、兩種傳輸系統:
(1)多載波并行傳輸系統:利用多載波寬帶系統同時傳送數據。要點:①采用編碼正交頻分復用(COFDM)調制技術,利用多載波寬帶系統同時傳送數據。②每個載波采用低速率的QPSK、16QAM或64QAM。③音頻編碼采用MPEG-4 AAC(先進音頻編碼)方法。優點:抗干擾能力強,接收機簡單;缺點:發射機的峰值系數較高,對發射機的非線性校正要求較高。
(2)單載波串行傳輸系統:使用單個載波,進行多狀態的調制。要點:①使用單個載波,進行多狀態數字調相(MPSK)或多個狀態調幅調相(32/64-APSK)的調制方法,② 9或10kHz帶寬,在與模擬調幅廣播同播時(各自占用相鄰的獨立頻道),有用(凈)數據率可達10~24kb/s。③音頻編碼采用MPEG-4 AAC(先進音頻編碼)方法。優點:數字AM發射時,仍然可以保持模擬發射時的高效率;缺點:主要是接收機較復雜。
4、數字AM系統
(1)發射:①音頻信號?編碼+數據流②復用?③信道編碼④交織?⑤成幀?⑥數字調制?⑦調幅發射
(2)接收:①射頻接收?②數字解調?③幀解調?④解交織?⑤信道解碼?⑥解復用?⑦數據流+編碼音頻信號?音頻信號
(四)其它的數字聲音廣播系統
1、衛星數字音頻廣播
(1)組成:地球同步軌道衛星、廣播上行站、數字接收機及地面控制運營網。(2)優勢:音質純凈、覆蓋面積大、費用低、最經濟選擇帶寬和移動接收。
2、數字多媒體廣播DMB(1)定義:從數字音頻廣播(DAB)技術優勢(能在高速移動環境下可靠接收信號)的基礎上發展而來的一種無線高速信息傳輸技術。
(2)功能:傳輸音頻信息、數據、文字、圖形與視頻等多種信息。
3、網絡廣播
(1)定義:數字化的音頻視頻信息以因特網為傳播介質提供的音頻服務的廣播形態。(2)特點:
①以“異步性”代替了以往的“同步性”,用戶可以在自己合適的時間進行收聽收看; ②以“窄播”代替了以往的“廣播”,內容可以更加細化和專門化,完全針對特定的用戶群;
③以“互動”改變了受眾以往的“被動”,向用戶提供了信息的選擇權以及用戶與傳播者之間更密切更快捷的溝通。
第五章電視廣播基礎知識小結
一、電視
1、電視定義:通過通信線路將現場或記錄的活動景物(帶伴音)在異地及時的以圖像形式重現的技術,也就是根據人眼視覺特性以一定的信號形式實時傳送活動景物(或圖像)的技術。
2、電視系統:從對景物信息的攝取直到在顯示設備上重現出景像構成完整的工作系統。
3、電視基礎:①可見光的特性,②人的視覺特性,③色度學基礎知識。
二、光的基礎知識
1、可見光譜:能夠引起人眼的視覺反應的電磁波的光譜范圍。(1)波長范圍:380nm~780nm。
(2)顏色表現:隨著波長的減小,紅、橙、黃、綠、青、藍、紫連續分布。(3)人眼能夠感知的三種光:①直射光,②透射光,③反射光。(4)單色光和復合光:①單色光(譜色光):單一波長和波譜寬度小于5nm的光。②復合光(非譜色光):含有兩種或兩種以上波長成分的光。
(5)光和色的區別:光是一種客觀存在的物質(電磁波);色是人眼對可見光這種物質的視覺反應。
2、光源與色溫
(1)光源:能發光的物理輻射體。(2)光源的光譜功率(輻射功率譜):光源的輻射功率在各個波長的分布情況。ρ(λ)=dΦ(λ)/d(λ)[W/m](3)光源的相對輻射功率:各個光源的光譜功率分布相對于黃綠光的光譜功率分布的比值。Φ(λ)= ρ(λ)/ ρ(555)
(4)絕對黑體:既不反射也不投射光線,而能完全吸收入射光的物體。
(5)色溫:當光源發射光的相對輻射功率譜及相應顏色與黑體在某一溫度下輻射光色完全相同時黑體的絕對溫度(K)。
注意:色溫并非光源本身的實際溫度,而是表征光源波譜特性的參量。目的是進行色度的計算和白光的比較。
規律:在幾種標準白光中,溫度升高,光色變化是從暗紅?橘紅?淺黃?純白?淺藍?亮藍。色溫較低者,偏紅;色溫較高時,偏藍。
(6)標準光源:①A光源(A白);2854K。②B光源(B白);4800 K。③C光源(C白);6800 K。④D65光源(D65白);6500 K。⑤E光源(E白);5500 K。色溫較低,偏紅;色溫較高,偏藍。
3、光度量單位
(1)光通量F:人眼感覺度量的光輻射功率。光通量是在可見光范圍內的定積分。單位:流明[lm](2)發光強度I:單位立體角內發出的光通量。I=F/Ω [ cd]。單位:坎德拉[ cd](3)亮度B:指定方向發光強度與垂直于指定方向的發光面面積之比。B=I/S?。單位:2坎德拉/平方米[cd/m](4)照度E:是光通亮與被照物體表面積的比值。E=F/S。單位:勒克斯[lx] 15
三、視覺特性
1、視敏特性:人眼對不同波長的光具有不同靈敏度的特性。(1)視敏函數:K(λ)=1/Pr(λ),光輻射功率的倒數。
(2)相對視敏函數:V(λ)=K(λ)/Kmax=K(λ)/K(555)=Pr(555)/ Pr(λ)
2、亮度感覺:人眼所能感覺到的最大亮度與最小亮度的差別及在不同環境亮度下對同一亮度所產生的主觀明亮程度的感覺。
輻射功率相同但波長不同的光給人眼的亮度不相同。
(1)相對視覺閾(韋伯-費赫涅爾系數)δ=ΔBmin/B=0.005~0.05(2)對比度C(反差):原景物或重現圖像的最大亮度與最小亮度之比。C=Bmax/Bmin(3)亮度層次n(灰度級數):在畫面最大亮度與最小亮度之間可分辨的亮度感覺差級數。n=lnC/δ+1=(2.3 /δ)lnC,對比度越大,亮度層次越豐富。
3、視覺惰性和閃爍感覺
(1)視覺惰性:描述主觀亮度與光作用時間的關系。視覺的建立和消失都有一定的惰性。視覺惰性,特別是視覺暫留特性是現代電影和電視的基礎。
(2)臨界閃爍頻率(fc):不引起視覺閃爍感的光源最低重復頻率。fc=45.8Hz
4、人眼的分辨力
(1)人眼分辨力(視覺銳度):人眼分辨景物細節的能力。分辨角(視敏角):在被觀察物體上,人眼能分辨出的最近兩個相鄰點對眼睛形成的張角。θ=3435(d/l)[分](2)特點:
①人眼對彩色細節的分辨力要遠低于對黑白細節的分辨力。
大面積著色原理在電視中的應用:用較寬的信號帶寬(0~6)MHz傳送亮度信息,用窄帶寬(0~1.3)MHz或(0~1.5)MHz傳送色度信息。
②人眼對運動景物的分辨力要低于對靜止景物的分辨力。
四、色度學基礎
(一)物體的顏色和彩色三要素
1、發光物體的顏色:取決于該物體對人眼入射光的光譜功率分布情況。
2、決定不發光物體顏色的因素:①物體本身的反射特性或透射特性。②照明光源的光譜功率分布。
3、彩色三要素:
(1)亮度:彩色光作用于人眼而引起的視覺上的明亮程度。表征彩色光對人眼刺激程度的強弱,單位是坎德拉/平方米。照射光源功率越大,物體反射(或透射)的能力越強,則物體越亮;反之,越暗。
(2)色調:彩色的顏色類別,色調用波長表示。光源的色調由其光譜分布P(λ)決定;物體的色調由照射光源的光譜P(λ)和物體本身反射特性r(λ)或者透射特性t(λ)決定,即取決P(λ)r(λ)或P(λ)t(λ)。
(3)飽和度(色純度):彩色的深淺、濃淡程度。彩色光被白光沖淡的程度,用百分數表示。色調和飽和度合稱為色度(Chromaticity)。各種單色光飽和度最高,單色光中摻入的白光愈多,飽和度愈低,白光的飽和度等于零。
(二)人眼彩色視覺特性
1、人眼視覺特性
(1)波長定色:一定的光譜分布表現為一定的顏色,(2)同色異譜:同一種顏色則可以是不同的光譜分布。人眼無法辨別光的光譜成分及功率分布情況。
彩色視覺效果等同原理:人眼無法辨別光的光譜成分及功率分布情況。在電視圖像的重現過程中,不必重現原景物的光譜分布,只需使重現圖像與原景物有相同的彩色視覺效果就行。
2、人眼辨色能力
(1)色調分辨閾:人眼能分辨出色調差別的最小波長。閾值隨波長不同而不同。(2)飽和度分辨閾:人眼能分辨出飽和度差別的最小量值。
(三)三基色原理:根據人眼彩色視覺特性總結出的重現彩色感覺和混合的規律。用三種不同顏色的單色光(三基色光)按一定比例混合,可得到自然界中絕大多數的彩色。
1、原理敘述:合成彩色的三個基色相互獨立,合成彩色的亮度由三個基色亮度之和決定,合成彩色的色度由三個基色的比例決定。
2、主要內容:①彩色可分解和合成;②三基色相互獨立;③色度取決于混合比例;④總亮度為分亮度之和。
(四)混色法
(1)相加混色法:①時間混色法:應用于彩色電視機。②空間混色法:應用于彩色顯象管。③生理混色法:應用于立體電視。
(2)混色規律:紅+綠=黃,紅+藍=品紅,綠+藍=青,紅+綠+藍=白。
(3)補色:一種與該顏色以適當比例混合時,可產生白色或灰色的另一顏色。(4)互補規律:紅+青=白,綠+品紅=白,藍+黃=白。
(五)計色系統
(1)配色方程:彩色光F = R[ R ]+G[ G ]+B[ B ]= 三色分量之和
方程含義: F色光可由R個紅基色單位,G個綠基色單位和B個藍基色單位混配而得。(2)RGB計色系統(物理計色系統):利用物理三基色和規定的基色量[ R ]、[ G ]、[ B ]為單位量,用配色方程進行彩色量度和計算的系統。
①色模:m=R+G+B,代表彩色光所含三基色單位的總量,即三色系數的總和;
②相對色系數:r= R/m,g= G/m,b= B/m,也稱色坐標,分別表示當三基色單位總量為1時,混配某一色光所需的[ R ]、[ G ]、[ B ]的系數。
③相對色系數之和為1:r+g+b=1。
(3)XYZ計色系統(標準計色系統):選擇一組假想的三基色單位(X)、(Y)、(Z),進行彩色量度和計算的系統。
①方程:F=X(X)+Y(Y)+Z(Z)②三色系數:X、Y、Z。
③特點:基色XYZ只是假想的三基色,三個色系數均應為正值;合成彩色光F的亮度應僅由Y[Y]項的系數Y決定,合成光F的色度仍由X、Y、Z的比例關系決定。X=Y=Z時,仍代表等能白光。
(六)亮度方程:彩色光的亮度Y與三基色(R、G、B)的關系式。
(1)SDTV亮度方程:Y=0.291R+0.587 G +0.114 B?0.30 R+0.59 G +0.11 B(2)HDTV亮度方程:Y=0.2126R+0.7152G+0.0722B(3)物理含義:①說明紅、綠、藍各為一個單位時的亮度。白色光的亮度是三基色亮度的算術和。在配色實驗中,紅、綠、藍三路基色光信號如按亮度公式加權求和,就可以得到用Y表示的混配色的亮度信息。②三基色亮度對白色光的亮度貢獻不同。③彩色電視矩陣編碼的依據。
五、模擬電視基礎
(一)電視基本工作原理
1、在發送端,用電視攝像機拍攝外界景物,經攝像器件的光電轉換作用將景物內容的亮度和色度信息按一定規律變換成相應的電信號,作適當的處理后通過無線電波或有線信道傳輸出去。
2、在接收端,用電視接收機接收電信號,經顯示裝置的電光轉換后,將電視信號按對應的空間關系轉換成相應的景物畫面,即在屏幕上重現原始景物的彩色畫面。
(二)圖像分解與傳送
1、像素:組成圖像的基本單元。每個像素具有單值的光特性(亮度和色度)和幾何位置。像素亮度既是空間(二維)函數,同時又是時間函數。
2、圖像的傳送
(1)同時制傳送(并行傳輸)(2)順序制傳送(串行傳輸)特點:①發送端和接收端各有一個轉換開關。②轉換開關用電子方法實現的,有很高的接通速度。③收、發兩端開關的接通要同步,保證圖像的正確重現。
3、同步:收發兩端按照相同的規律進行掃描,收發雙方掃描規律必須嚴格一致。同步兩方面含義:
(1)同頻:收發兩端的掃描速度相同;(2)同相:收發兩端的時空對應關系一致。
(三)電視掃描原理
1、掃描:電視系統中順序分解像素和綜合像素的實現過程。將組成一幀圖像的像素,按順序轉換成電信號的過程(或逆過程)。掃描是順序制傳送系統的核心。
(1)兩個掃描過程:①發送端光電轉換過程中的掃描,②接收端電光轉換過程中的掃描。
(2)掃描實質:時空轉換。
(3)電視系統掃描特點:掃描軌跡為直線型的線性掃描。
(4)掃描分類:①行掃描:水平方向正程自左至右,逆程自右至左。②場掃描:垂直方向正程自上至下,逆程自下至上。
2、掃描方式:
(1)逐行掃描:在對一幀(幅)畫面進行光電轉換及電光轉換的過程中,一行一行從上到下依次進行的掃描方式。
(2)隔行掃描:將一幀電視圖像分成奇數場和偶數場兩場來掃描,奇數場掃描畫面的奇數行,偶數場掃描畫面的偶數行,奇數場和偶數場圖像嵌套在一起形成一幅完整的圖像。奇數行和偶數行互不重疊、等距相嵌。
(3)隔行掃描優點:①克服逐行掃描方式電視信號的帶寬過寬。②能在不改變幀頻的條件下克服閃爍現象。
3、我國電視標準規定:
(1)一幀掃描總行數為625行,其中,幀正程575行,幀逆程50行;
(2)采用隔行掃描方式,每場掃描312.5行,場正程287.5行,場逆程25行;(3)場頻為50Hz,場周期為20ms;
(4)行頻為15625Hz,行周期為64μs,行正程時間為52μs,行逆程時間為12μs ;(5)掃描光柵的寬高比為4:3。
4、隔行掃描光柵的形成:
(1)下一幀掃描起始點應與上一幀起始點相同,以保證各幀掃描光柵重疊(掃描行數Z必須為整數);
(2)相鄰兩場掃描光柵應精確鑲嵌,以獲得最高的清晰度(Z選為奇數,每場均須包含半行,這時雖相鄰兩場掃描的起點不相重合,但兩場光柵卻能精確鑲嵌)。
(四)彩色圖像的攝取
1、攝取過程:彩色光學圖像?分解?三基色信號?編碼?彩色全電視信號?傳輸 彩色圖像的攝取的兩個過程:①分解:彩色圖像?三基色光圖像;②轉換:三基色光圖像?三基色電信號。
產生圖像信號原理:基于電荷儲能原理。
2、重現過程:彩色全電視信號?解碼?三基色信號?混色?原始光學彩色圖像。
3、理論依據:(1)人眼同色異譜特性,(2)三基色原理。
4、攝像器件:(1)攝像管:利用了光電靶的作用和電子束的掃描來實現光電轉換的攝像器件。(2)電荷耦合器件CCD:以電荷的多少代表圖像信號的亮暗、以時鐘信號控制代替電子束掃描實現圖像信號的攝取、光電變換和輸出的攝像器件。
5、CCD工作過程:光輸入?電荷包存儲?電荷包轉移?信號電荷輸出
(五)彩色圖像的顯示
1、彩色圖像重現基本原理
(1)顯示屏上緊密排列的紅、綠、藍三色發光點組成顯示單元,每單元對應一個像素。
(2)三色發光點強度分別受三基色信號強弱控制。
(3)三色發光點緊密鑲嵌一起,人眼所感覺到的依空間位置混合構成的彩色圖像。
2、顯示彩色圖像的共同特點:(1)都采用空間混色法,(2)每個顯示單元同紅、綠、藍三色光點組成,(3)三色光點的發光強度由三基色電信號控制。
3、顯像器件
(1)陰極射線管CRT:利用電子束的強弱隨圖像信號的大小變化,將一幀時域的圖像信號在屏幕上變成一幅平面光學圖像的顯示器件。
CRT的工作過程:三基色電信號通過柵極控制三個電子束的強度,三條電子束穿過同一陰罩孔轟擊各自的熒光粉點,使紅、綠、藍三色光強之比對應于三基色電信號之比,在這一像素上重現原來的色度和亮度。在偏轉系統控制下,三條電子束按相同規律在屏幕上進行水平和垂直方向的掃描,從而得到一幅幅彩色畫面。
(2)液晶顯示器LCD:利用液晶材料的特性實現電光轉換和圖像顯示的平板顯示器件。(3)等離子顯示器PDP:利用惰性氣體放電時產生的紫外線輻射誘發熒光粉發光的平板顯示器件。
(六)黑白全電視信號
1、組成:黑白全電視信號=正程傳送的圖像信號(S)+逆程傳送的復合消隱信號(X)+逆程傳送的復合同步信號(T)。
2、圖像信號極性
(1)負極性圖像信號:黑電平高、白電平低的圖像信號。指圖像信號的大小與景物的亮暗成反比,即景物越亮,信號電平越低。負極性調制優點:(1)工作效率高。(2)傳輸過程中干擾脈沖不被人眼察覺。(3)便于實現自動增益控制。
(2)正極性圖像信號:白電平高、黑電平低的圖像信號。指圖像信號的大小與景物的亮暗成正比,即景物越亮,信號電平越高。
3、圖像信號波形三個主要特點:(1)單向性,(2)脈沖性,(3)周期性。
4、關于消隱信號的規定:
(1)行消隱脈沖:脈寬:12μs,重復周期64 μs。(2)場消隱脈沖:脈寬:25H+12= 25×64+12 =1612μs。每場一個,重復周期20ms。(3)復合消隱脈沖:重復周期:40ms。
5、復合同步信號:分別疊加在行、場消隱脈沖之上,與消隱脈沖信號一起在逆程期間傳送的行同步信號和場同步信號。
關于同步信號的規定:(1)行同步脈沖:寬度為4.7μs,疊加在行消隱脈沖之上,重復周期64 μs。(2)場同步脈沖:寬度為160微秒(2.5TH)疊加在行消隱脈沖之上,重復周期20ms。
6、均衡脈沖:(1)作用:保證奇偶場光柵的精確鑲嵌。使兩場場同步脈沖的積分波形幾乎一致。(2)數量:在場同步前后各加入5個均衡脈沖。
7、槽脈沖:(1)作用:保證在場同步期間不丟失行同步信息。(2)數量:在場同步期間內加入5個寬度為4.7微秒的槽脈沖。
8、電視信號頻譜結構特點:(1)離散性和成群性。頻譜成分 fmn=nfH+mfF;(2)信號能量并沒有占滿整個視頻帶寬,至少有三分之一的空隙可以利用。
9、電視圖像信號的帶寬:圖像信號最低頻率到最高頻率之間的頻率范圍。我國電視系統規定圖像信號的帶寬為6MHz。
10、電視系統的分解力:(1)垂直分解力:電視系統沿垂直方向所能分解的黑白相間的橫線條數或像素數目,它受掃描行數Z的限制。(2)水平分解力:沿著圖像水平方向電視系統所能分解的像素數目(或黑白相間的條紋數目)。
(七)彩色圖像信號的傳送
1、彩色電視與黑白電視兼容基本條件:
(1)彩色電視信號中必須包含亮度信號和色度信號。(2)占用相同的頻帶寬度(6MHz)。
(3)具有相同的掃描參數,如行頻、場頻、隔行掃描比、寬高比等。(4)應盡量減小亮度信號與色度信號的相互干擾。
2、兼容制彩電傳送的信號:(1)亮度信號:包含全部的亮度信息。(2)兩個色差信號:紅色差信號和藍色差信號,包含全部的色度信息。
3、大面積著色原理:人眼對顏色細節的分辨力遠低于對亮度細節的分辨力。對過于精細的彩色細節,人眼無法分辨,也即“彩色細節失明”。因此,(1)亮度信號(景物的明細部分)用寬帶(6MHz)高清晰度方式傳送,以保證清晰度。(2)色度信號(景物的顏色差別)用窄頻帶(1.3MHz)低清晰度方式傳輸。色差信號經過頻帶壓縮后用較窄的頻帶傳送。
4、恒定亮度原理:保證原亮度信號恒定不變,被攝景物的亮度,在傳輸系統是線性的前提條件下均應保持恒定,與色差信號失真與否無關,只與亮度信號本身的大小有關。
5、高頻混合原理:三基色信號的高頻部分用相同的高頻亮度信號來代替。在發送端從全頻帶的三基色中抽出亮度信息,單獨用6MHz的寬帶傳輸,留下的純色度信息則用1.3 MHz的窄帶傳送到接收端,亮度信息與色度信息合并,經處理后又復原成全頻帶的三基色信號。
6、色差信號的三個處理:
(1)頻帶壓縮:依據“大面積著色原理”,亮度采用全帶寬傳輸,色差信號采用1.3MHz窄帶傳輸,以壓縮色差信號的傳輸頻帶。既保持足夠的色度信息,又節省頻帶。
(2)頻譜搬移:通過調幅方式實現亮度信號主要占據視頻頻帶的低端,已調色差信號主要占據視頻頻帶的高端。
(3)頻譜間置:依據亮度信號和已調色差信號的譜線簇在視頻頻帶的高端正好錯開半個行頻的距離。在視頻頻帶的高端通過頻譜交織,以實現亮、色信號之間的頻分復用。
7、兩個色差信號采用正交平衡調幅:
(1)采用同步檢波實現色差信號解調,兩個已調的色差信號占據相同的頻帶,在接收端可利用同步檢波技術將這兩個色差信號解調出來。
(2)大大減小色度信號對亮度信號的干擾,已調的色差信號中沒有副載波分量。
8、色同步信號:在彩色全電視信號中發送的一個能反映發送端基準副載波頻率和基準相位的信號。
色同步信號作用:(1)接收機恢復副載波提供一個相位基準,提供色副載波頻率和相位信息,保證接收端恢復的副載波與發送端的副載波同頻同相。(2)提供收、發兩端PAL開關步調一致的相位信息,提供V信號切換極性信息。(3)接收機中的自動消色,自動飽和度控制。
(八)彩色全電視信號:
1、組成:彩色全電視信號=亮度信號+已調色差信號+ 復合消隱信號+ 復合同步信號+色同步信號。
2、亮度信號和已調色差信號:構成彩色圖像信號,代表被攝圖像的亮度和色度信息,用以在接收端重現彩色圖像。
3、復合消隱和復合同步信號:作用與特點與黑白電視完全相同。
4、色同步信號:傳送副載波的基準頻率和相位信息,保證接收端恢復的副載波與發送端的副載波同頻同相。
(九)標準彩條信號:用電子方法產生的標準測試信號。
1、標準彩條信號在屏幕上顯示方式:按亮度遞減順序依次為白、黃、青、綠、品、紅、藍、黑。
2、標準彩條信號的顏色:三基色、三補色及黑白兩個中性色。
3、標準彩條信號的分類:(1)(2)
(十)彩色電視制式
1、三種兼容制彩色電視制式:(1)NTSC制(正交平衡調幅制)(2)PAL制(逐行倒相正交平衡調幅制)(3)SECAM制(逐行輪換、儲存、調頻傳色制)。
2、共同點:(1)都傳送了亮度信號和紅色差信號及藍色差信號,(2)都采用以色差信號調制在彩色副載波上的方式實現頻譜間置,以達到兼容的目的。
3、主要區別:色差信號調制載波的方式不同。
4、PAL制彩色電視信號
PAL制彩色全電視信號=彩色圖像信號+同步信號
=(亮度信號+色度信號)+(復合同步信號+消隱信號+色同步信號)
=(亮度信號+U信號?V信號)+(行同步信號+場同步信號+行消隱信號+場消隱信號+色同步信號)
5、彩色電視信號的類型
(1)復合電視信號:包含亮度信號、色差信號和所有定時同步信號的單一電視信號。(2)分離電視信號(S-Video信號):亮度信號和色差信號分離的一種電視信號。(3)分量電視信號:三個基色分量信號作為獨立的電視信號。
六、數字電視基礎
(一)數字電視
1、數字電視含義:將模擬電視信號數字化,然后進行各種處理(如編碼、調制、傳輸、存儲等)的電視系統。數字電視是一個系統概念,在全數字環境中完成電視節目生產和流通的全過程。
2、數字電視的分類
(1)按信號傳輸方式分類:地面數字電視,衛星數字電視,有線數字電視。(2)按業務和質量分類:低清晰度電視LDTV(圖像水平清晰度大于250 線),標準清晰度電視SDTV(圖像水平清晰度大于500線),高清晰度電視HDTV(圖像水平清晰度大于800 線)。
3、數字電視兩種編碼方式
(1)復合編碼方式:將彩色電視信號作為一個整體進行取樣、量化和編碼,得到一個 21 數字復合電視信號;取樣頻率fs =17.72MHz,對 PAL制,每行的取樣點數=1135。
(2)分量編碼方式:對亮度信號和兩個色差信號分別進行取樣、量化和編碼,得到三個數字分量電視信號。
4、固定正交取樣結構:每一行的樣點正好處于前一場和前一行樣點的正下方,而且與前一幀的樣點重合。
5、分量編碼取樣頻率應考慮因素:
(1)滿足取樣定理:取樣頻率≥2.2fm=13.2MHz。
(2)實現固定正交取樣結構: f s=n× fH(行頻的整數倍)。(3)兼容兩種掃描系統:f s=m×2.25MHz(2.25MHz的整數倍)。(4)節省碼率:f s盡量靠近2fm。
6、SDTV分量編碼方式
(1)4∶2∶2∶方式:亮度信號的取樣頻率=13.5MHz。色差信號的取樣頻率=6.75MHz。(2)4∶4∶4編碼方式:亮度信號和兩個色差信號(或R、G、B信號)的取樣頻率=13.5MHz,且取樣結構完全相同。
(3)4∶1∶1編碼方式:亮度信號取樣頻率=13.5MHz,色差信號取樣頻率=3.375MHz。(4)4∶2∶0編碼方式:亮度信號取樣頻率=13.5MHz,色差信號取樣頻率=3.375MHz,但兩個色差信號每兩行取一行。
7、過載保護帶:電視信號8比特量化時,亮度信號的動態范圍限制在16~235量化級之間;色差信號的動態范圍限制在162~40量化級之間。
8、數字電視信號數碼率
(1)復合編碼數字電視信號的數碼率=復合信號取樣頻率×量化比特數[bps](2)分量編碼數字電視信號的數碼率=亮度信號取樣頻率×量化比特數+2×色差信號取樣頻率×量化比特數[bps]
(二)高清晰度電視
1、定義:使觀看者在圖像高度的大約3倍距離處觀看圖像細節時,能達到或接近具有正常視覺銳度的觀看者觀看原始景物的感覺。
2、特點:(1)掃描行數大于1000行。(2)每行取樣點數應不少于1800。(3)畫面寬高比16:9。(4)采用方形像素。(5)高質量的立體聲伴音。(6)兼容SDTV信號格式。
3、取樣頻率:(1)R、G、B、Y:74.25[MHz];(2)R-Y、B-Y:37.125[MHz]。
4、三種顯示分辨率格式:720P(1280×720,逐行)、1080i(1920×1080,隔行)和1080P(1920×1080,逐行)。
(三)電視伴音信號編碼
1、伴音取樣頻率:(1)滿足取樣定理: fs≥(2.1~2.5)fm。(2)圖像、聲音時分復用:是行頻fH的整數倍。(3)應與圖像取樣頻率保持固定的倍數關系,從同一時鐘源得到。
2、伴音編碼的位數:通常為16位。
(四)數字電視的信源編碼
1、必要性:(1)數碼率很高,(2)數據量很大。
2、可能性:(1)空間和時間冗余,(2)視覺冗余,(3)熵冗余。
數據量=信息量+冗余量=主要信息量+次要信息量+[空間冗余+時間冗余+統計冗余]
3、壓縮編碼方法:
(1)預測編碼:根據某一模型利用過去的樣值對當前樣值進行預測,然后將當前樣值的實際數值與預測值相減得到一個差值,只對這一預測誤差值進行編碼,主要消除時間冗余和生理冗余。
(2)變換編碼:利用數學工具將圖像信號變換到變換域進行描寫。然后再根據圖像在 22 變換域中系數的特點和人眼的視覺特性進行適當量化編碼,主要消除空間冗余。
(3)熵編碼:對出現概論大的符號(攜帶較少的信息量)用短的碼字編碼,對出現概論小的符號(攜帶較多的信息量)用長的碼字編碼,盡量使對不同符號編碼的平均碼長接近于信源熵,主要消除熵冗余。
4、幀內壓縮編碼(空間冗余壓縮編碼):在一幀(或一場)內進行的,利用了電視圖像信號的空間相關性來消除一幀(或一場)內圖像的冗余信息。
5、幀間壓縮編碼(時間冗余壓縮編碼):在相鄰幀之間進行,利用了電視圖像信號的時間相關性來消除相鄰幀之間的冗余信息。
6、運動處理的兩個過程:
(1)運動估值(Motion Estimation)是指根據子像塊內亮度相同或差值最小找出相匹配的子像塊,從而求出運動矢量。
(2)運動補償(Motion Compensation)是指按運動矢量將上一幀位移,求出當前幀的估值。
7、壓縮編碼的三個步驟:
(1)映射(預測編碼,變換編碼):對表示信號的形式進行映射變換,解除或削弱圖像信號內部的相關性,降低結構上的冗余度。
(2)量化(消除視覺冗余):進行符合主觀視覺特性的量化,減少表示信號的精度。(3)統計編碼(熵編碼):利用統計編碼消除用于編碼信號所包含的統計冗余。由于映射和統計編碼是可逆的,而量化是不可逆的,所以,解碼過程中造成的失真完全由量化引起。
8、變換編碼:利用圖像在空間分布上的規律性來消除圖像冗余的一種編碼方式。
9、離散余弦變換DCT編碼過程:(1)分塊。(2)DCT變換。(3)量化。(4)之字型掃描讀出(之字型掃描和并/串變換)。(5)變字長熵編碼(游程編碼)。
10、圖像壓縮的主要技術指標:(1)圖像壓縮比,即壓縮前后圖像存儲量之比;(2)壓縮算法的難易程度或執行速度;(3)重現圖像精度,即重現圖像與原圖像相比的失真。
11、視頻壓縮標準:
(1)JPEG:靜止圖像有損壓縮標準。算法是基于DCT離散余弦變換和可變長編碼。(2)H.261 :多媒體通信視聽業務的編碼標準。碼率是p×64kbps(p=1,2?,30)。(3)MPEG-1:用于數據速率高達大約1.5Mbps的數字存儲媒體的電視圖像和伴音編碼標準。
(4)MPEG-2:活動圖像及有關聲音信息的通用編碼標準。一般為4Mbps~9Mbps、最高達15Mbps的運動圖像及其伴音的數字壓縮編碼。
(5)MPEG-4:甚低速率視聽編碼標準。(6)MPEG-7:多媒體內容接口標準。
12、MPEG的層次結構:(1)“塊”(Block):DCT處理單元,(2)“宏塊”(Microblock):運動處理單元,(3)“宏塊條”(Slice):同步恢復單元,(4)“圖像”(Pictrue):基本編碼單元,(5)“圖像組”(Group of Pictrue):視頻隨機存取單元,(6)“圖像序列”(Vidio Sequence):節目段落隨機存取單元。
13、MPEG三種壓縮編碼模式:(1)I-幀(Intra pictures):幀內編碼幀,必須傳遞,且周期性出現在圖像序列中。(2)P-幀(Predicated pictures):前向預測幀。(3)B-幀(Bidrectional ictures):雙向預測幀。
(五)數字電視的系統復用
1、復用:將視頻基本流、音頻基本流、數據基本流按照一定方式組合在一起,形成適 23 合于存儲或傳輸的單路或多路復合流的過程。
2、節目復用:將一套數字電視節目的視頻、音頻和輔助數據混合成一個數碼流。
3、傳輸復用:將多套數字電視節目的數碼流復合成MPEG-2傳送碼流,送到信道編碼器。
4、節目碼流(PS):用于誤碼比較小的傳輸或存貯媒介,為本地應用相對于無誤碼的環境設計;
5、傳輸碼流(TS):用于誤碼比較大的傳輸或存貯媒介,用在廣播系統和長距離網絡中。在TS中可以包括多個節目。因此接收TS時首先要解復用。
6、TS結構特點:
(1)包長:188字節TS包= 4個字節包頭+184個字節凈荷。(2)各傳輸系統之間的連接形式,是傳輸設備間的基本接口。(3)由帶有一個或多個獨立時基的一個或多個節目組合而成。(4)每一個打包在TS中的PES都伴有一個包標識符(PID)。
(六)節目專用信息和業務信息(PSI /SI)
1、節目專用信息PSI :MPEG-2中用于規定不同節目和節目中的不同成分如何復用成一個統一碼流的信息。PSI位于MPEG-2傳輸數據包188字節的有效載荷中。機頂盒解碼器自動地設置解碼器所需各種參數的信息。
(1)主要作用:自動設置和引導解碼器進行解碼,保證在一個攜帶多個節目的TS中正確找到特定的節目和組成節目的組件。
(2)PSI的組成: ①節目關聯表(PAT):PID=0x00,關聯節目號和PMT的PID值。②節目映射表(PMT):說明一個或多個節目組成部分(視頻、音頻、PCR)的PID值。③網絡信息表(NIT):說明物理網絡的參數(FDM頻率、發送器號碼等頻道調諧參數)。④有條件接收表(CAT):PID=0x01,建立EMM流與每個獨立的PID值的聯系。⑤傳輸流描述表(TSDT):PID=0x02,給出了傳輸流的一些主要參數。
2、業務信息SI:在DVB標準中對MPEG-2的PSI進行了擴充形成的對整個系統所有碼流的描述信息。
(1)主要作用:提供整個網絡中尋找不同節目所需的信息。(2)SI組成:
①網絡信息表(NIT):PID為0x00010。②節目業務群關聯表(BAT):PID為0x00011。③業務描述表(SDT):
④事件信息表(EIT):PID為0x0012。⑤運行狀態表(RST):PID為0x0013⑥時間及日期表(TDT):PID為0x0014。⑦時間偏移表(TOT):PID為0x0014。⑧填充表(ST):PID為0x0014。⑨兆幀初始化包(MIP):PID為0x0015。
⑩不連續信息表(DIT):PID為0x001E。⑾選擇信息表(SIT):PID為0x001F。
(七)數字電視的信道編碼
1、誤碼控制分類:(1)按照基本功能可分為檢錯碼、糾錯碼和糾刪碼。(2)按照誤碼產生的原因可分為用于隨機誤碼的糾錯編碼和用于突發誤碼的糾錯編碼。(3)按照信息碼組與附加數據之間的運算關系可分為線性碼和非線性碼。(4)按照信息數據與附加數據之間約束關系,可分為分組碼和卷積碼。
2、基本概念
(1)編碼碼組:通常用(n,k)表示。k表示信息碼元的個數,r=n-k表示監督碼元的個數,n表示編碼碼組中總的碼元數。
(2)碼重W(碼的重量):碼組中“1”的個數。
(3)碼距d(漢明距離,碼的距離):兩個碼組中對應位置上取值不同(“1”或“0”)的位數。兩個碼字對應位模2加后“1”的個數。
24(4)最小碼距d0 :各碼組之間碼距的最小值。它決定了碼組的糾錯能力。
3、最小碼距與糾錯能力的關系:在一個碼組中(1)為了檢測e個誤碼,要求d0≥e+1;(1)為了糾正t個誤碼,要求d0≥2t+1;
(1)為了糾正t個誤碼并檢測e個誤碼,要求d0≥e+t+l。
4、線性分組碼:線性分組碼:將k個信息碼元與附在后面的r個(r=n-k)監督碼元用一組線性方程式聯系起來,組成長度為n個碼元的糾錯編碼形式。
5、循環碼:具有封閉性和循環性的線性分組碼。
6、RS碼:將輸入碼元分為k×m比特的組(每組包含k個碼元,每個碼元包含m個比
m特),后附r的個監督符號,構成總長為n個符號,且滿足n=2-1,以為單位進行編譯碼和檢糾錯的循環碼形式。
7、卷積碼:碼字內的r個校驗碼元不僅與本碼字內的k個信息碼元有關,還與前面的(N-1)個碼字內的信息碼元有關,用于糾正突發錯誤的糾錯編碼形式。
8、交織:為達到糾正突發錯誤,使差錯分布均勻,將相鄰信息單元在時域和頻域上盡可能分開傳送所采取的措施。
9、DVB糾錯編碼
(1)糾錯編碼類型:數學方法上是代數碼、檢驗關系上是線性碼、形式變化上是系統碼、循環結構上是循環碼。
(2)糾錯編碼方式:
①②外層糾錯編碼:采用截短的里德-索羅門碼RS(204,188,t=8),同時可糾正8個誤碼。RS碼對突發噪聲有較強的糾錯能力。
②內層糾錯編碼:采用交織深度l=12的卷積交織技術,可以將連續發生的誤碼分散到多組RS碼中,提高對群差錯的糾錯能力。
第六章電視中心技術小結
一、電視中心兩大任務
1、電視節目制作:指根據節目內容及要求,采用有效的技術手段及制作方法,制作出具有聲音、圖像和藝術效果的電視節目。一般可分為:
(1)前期制作:為電視節目收集所需的素材;
(2)后期制作:將所得到的各種素材進行加工處理,制作成可以播出的符合要求的成品節目。
2、電視節目播出:將各類節目按預先排定的節目時間程序,經播出機房分別播出到節目發送與傳輸部門。
3、電視中心六類主要設備
(1)信號源設備:主要有攝像機、電視電影機、衛星電視地面接收機等;(2)記錄設備:主要有磁帶錄像機、硬盤錄像機、激光視盤等;
(3)編輯制作設備:主要有磁帶編輯機,非線性編輯機、特技機、字幕機等;(4)聲音設備:主要有傳聲器、錄音機、調音臺等;(5)視頻切換設備:對視頻信號進行混合、切換等處理;
(6)其它設備:包括揚聲器、監視器、波形示波器、矢量示波器、燈光設備、轉播設備等。
二、攝像機
1、主要功能:將外界的光學景物變成符合標準的電視信號。
2、基本構成:
(1)鏡頭:將外界景物的光學影像經過選擇后投射到攝像器件的感光面上成像。由許多光學玻璃鏡片、鏡筒和多個伺服電機等部分組成。
(2)尋像器:聚焦和選景構圖,檢查工作狀態和圖像質量。
(3)機身:包括有內光學系統、光電轉換器件、視頻處理放大器、同步信號發生器、編碼器以及各種自動調整和控制電路等。
3、工作原理:
(1)分光成像:被攝景物的光像?變焦鏡頭?紅、綠、藍三個基色光像。
(2)光電轉換:三個基色光像?同時進行光電轉換?相應的紅、綠、藍三基色電信號。(3)編碼輸出:三基色電信號?放大處理?編碼器?彩色全電視信號。
4、PAL制電視的編碼過程:
(1)經過視頻處理和放大的三基色電信號R、G、B首先進入編碼矩陣,編碼成亮度信號Y和色差信號R-Y、B-Y。
(2)R-Y和B-Y信號通過低通濾波器進行頻帶壓縮,進行正交平衡調幅。(3)調幅之后的兩個色差信號加在一起,并與延時后的亮度信號及復合同步信號相加,形成彩色全電視信號。
5、視頻處理放大器:對三基色電信號進行放大、校正和補償的電路。包括:
(1)預放器:對光電轉換器件輸出的微弱電信號進行放大。(2)增益提升電路:同時決定紅、綠、藍三路放大器的增益。(3)增益控制電路:控制紅和藍兩路放大器的增益,實現白平衡。(4)黑斑校正電路:消除圖像中的黑斑現象。(5)白斑校正電路:對圖像中的白斑進行校正。
(6)彩色校正電路:彌補分色棱鏡分光特性的不足,使攝像機的總分光特性盡可能接近理想。
(7)輪廓校正:克服孔闌失真的影響,使圖像輪廓鮮明,細節清晰。
(8)校正:對光-電、電-光轉換過程中的非線性進行校正,使重現圖像的亮度層次和顏色不失真。
6、攝像機編碼器:將紅、綠、藍三基色信號編碼成一個亮度信號和兩個色差信號,并把它們按某一電視標準組合成一個彩色全電視信號輸出。
7、同步信號發生器:產生定時和基準信號(行、場推動脈沖,復合消隱脈沖,復合同步脈沖,K脈沖,P脈沖,色副載波等),供視頻處理放大器、編碼器以及光電轉換器件使用。
8、自動控制系統:以單片機微處理器為基礎,通過預先固化在微處理器內的控制程序實現對攝像機工作狀態的自動控制、調整、顯示、告警等功能。
(1)自動白平衡:在電路系統中精確調整紅、綠、藍三路信號的相對增益,使輸出三基色電壓相等,從而使重現圖像的顏色恢復標準白。
(2)自動黑平衡:在蓋上鏡頭蓋或關閉光圈的情況下,調節好綠路的黑電平,調節紅路與藍路的黑電平,使它們與綠路的黑電平相等。
(3)自動光圈控制:用視頻處理放大器輸出的三基色信號的圖像亮度信息控制光圈電機的轉動,從而調節光圈大小,使攝像機輸出的圖像信號峰-峰值電平保持在0.7VP-P。
9、數字攝像機:圖像信號處理及信號的記錄使用數字信號完成的攝像機。(1)最大的特征:磁帶上記錄的信號為數字信號,而非模擬信號。
(2)工作過程:數字攝像機攝取的圖像信號經CCD轉化為電信號后,馬上經電路進行 26 數字化,以后在記錄到磁帶之前的所有處理全部為數字處理,最后直接將處理完的數字信號直接記錄到磁帶上。
三、錄像機
1、錄像機:以磁帶硬盤為存儲媒體對視頻信號進行紀錄、存儲和重放的設備。
2、分類:
(1)分量錄像機:亮度信號和色度信號分別在各自的通道中進行處理,并分別用各自的磁頭進行錄放;
(2)復合錄像機:亮度信號與色度信號最終要復合在一起,用一個磁頭進行錄放。
3、磁帶錄像機組成 :
(1)視頻錄放系統:記錄與重放視頻信號。(2)聲音錄放系統:記錄與重放聲音信號。
(3)機械與控制系統:機械系統負責控制磁帶運行過程。控制系統對機械系統的執行元件和錄放電路進行控制,完成機械動作和電路狀態的轉換。
(4)伺服系統:控磁鼓的旋轉速度和相位;控制走帶速度以及重放時磁帶的縱向位置;控制錄放狀態下磁帶所受的張力。
(5)電源:為各系統的電路、電機、顯示屏提供所需的直流電源。
4、視頻信號與音頻信號之間有三個明顯區別:
(1)視頻信號的上限頻率遠高于音頻信號的上限頻率,(2)視頻信號的帶寬比音頻信號要寬的多,(3)視頻信號對相位失真要比音頻信號敏感得多。
5、數字錄像機構成及功能:
(1)A/D轉換和D/A轉換:實現數字和模擬兩種信號的輸入和輸出。(2)壓縮編碼和壓縮解碼:采用碼率壓縮技術,降低比特率。(3)糾錯編碼和糾錯解碼:將誤碼率降低到一定限度。
(4)通道編碼及通道解碼:將數字信號變成適合于磁性記錄的信號碼型,滿足錄像機磁性記錄的要求。
6、硬盤錄像機(數字視頻錄像機):兼有計算機和磁帶錄像機功能的記錄存儲設備,計算機化的錄像機。
硬盤錄象機特點:(1)以內置的硬盤為介質,進行非線性錄放;(2)采用非接觸讀寫方式,避免圖像質量的劣化;(3)既當編輯機,又當服務器,一機多能;(4)文件形式直接記錄。
四、編輯制作技術
1、電視編輯制作:將零散的音視頻素材編輯加工成符合要求并具有一定藝術效果的電視節目。
(1)編輯制作技術手段:電子編輯、特技效果、字幕、動畫等。
(2)電子編輯:用電子方式將不同的素材按一定順序組合成一個有完整內容的節目的制作技術。
2、線性電子編輯:基于磁帶存儲、存儲模式與時間順序有關、受時間順序“線性”約束、不可隨機存取的電子編輯。
(1)插入編輯:插新換舊,在一個完整的節目中間的某一段換上新的節目內容,原來的內容被消掉,換上新的內容。
(2)組合編輯:續接素材,在磁帶已錄內容的后面連續地接續記錄新內容的一種編輯方式。
3、非線性電子編輯:基于硬盤存儲、存儲模式與時間順序無關、不受時間順序“線性” 27 約束、可隨機存取的電子編輯。
(1)“非線性” 含義:所用素材的長短和前后順序可以不按制作的長短和先后順序進行任意編排和剪輯。
(2)非線性編輯系統組成:①輸入接口單元--A/D轉換,壓縮處理,② 存儲單元--保存壓縮后的音視頻信號,③中央處理單元--對原始素材的編輯、特技、字幕、配樂等處理,④輸出接口單元--解壓縮、D/A轉換。
4、視頻切換:在多路輸入視頻信號中任選一路或數路信號輸出。
(1)快切:一幅畫面迅速變換為另一畫面的簡單切換方式。快切換通常由視頻開關在場逆程期間完成。
(2)慢轉換:圖像的混合過渡,一幅畫面緩慢替換為另一畫面的切換方式。有疊畫(X切換)和淡入淡出(V切換)兩種方式。
(3)劃像(掃換):把兩個信號源提供的圖像按一定幾何圖形和比例關系組合成一幅畫面的分畫面特技。特點:整個電視屏幕被A、B兩個畫面分割成兩部分,分界線是規則形狀,而且兩個畫面的分界線還可沿某個方向移動。
(4)鍵控:沿一定輪廓線摳去一個圖像一部分,并鑲入另一圖像的分畫面特技。背景畫面:被挖去一部分的圖像,前景畫面:被填入的圖像。
特點:①分割畫面的分界線大多為不規則形狀,由圖像信號本身來形成。②表現效果是一幅圖像中的某個區域被摳掉并填入另一幅圖像,在畫面上插入字幕、符號或某種較復雜的圖形、輪廓等。
分類:按照鍵信號不同鍵控方式分為自鍵、外鍵和色鍵。
5、數字視頻特技:對視頻信號本身進行尺寸,位置變化和亮、色信號變化的數字化處理,產生各種特別效果的技術。
(1)特技:在兩段素材的銜接處(即切換點)設置一些特殊的視覺效果。
(2)原理:把模擬視頻信號變成數字視頻信號以后存儲在幀存儲器中,然后,通過對這些數字信息進行不同的處理,就可得到各種各樣的特技效果。
6、字幕機基本工作原理:
(1)由計算機產生所需的字符和漢字信息,(2)把信息轉換成符合標準的電視信號,(3)利用鍵控方式疊加到背景畫面上。
7、動畫:通過連續播放一系列畫面,創造出一種能給視覺連續變化和運動幻覺的技術。
五、電視節目制作系統
1、電子新聞采集系統ENG:使用便攜式的攝像、錄像設備,進行電視新聞采集的系統。(1)基本構成:便攜式攝像機和錄像機;一名攝像師和一名記者。
(2)衛星新聞采集系統SNG:配備一個小型衛星上行系統,一輛轉播車,及時將新聞素材或編輯好的新聞節目傳送到電視臺。
2、電子現場節目制作系統EFP:在事件發生的現場或演出、競賽現場制作電視節目,進行現場直播或錄播的即時制作系統。
(1)基本構成:轉播車,攝像機、攝像機控制器CCU、視頻切換臺、調音臺、視音頻分配器、錄像機及信號監視設備。導演、多名攝像師和記者。
(2)工作方式:轉播車現場開通,多機攝錄,進行現場直播或現場錄像,攝錄過程與事件發生發展同步進行。
3、演播室節目制作系統ESP:在電視臺的演播室中利用高檔設備制作出質量較高的電視節目的系統。
(1)基本構成:視頻系統、音頻系統和燈光系統。
(2)特點:可制作出質量較高的電視節目;電視臺自辦節目的主要手段。
4、虛擬演播室系統VSS:傳統演播室的色鍵技術與計算機圖形圖像處理技術結合的電視節目制作系統。
(1)原理:用計算機場景工作站生成的三維圖像作為演播室的“虛擬”背景,并跟蹤攝像機運動實時調整和“移動”該虛擬背景,使之與拍攝的主持人圖像(前景)同步變換,實現三維場景的移動變換與真實攝像機相一致的模擬效果。
(2)組成:攝像設備、攝像機位置參數分析和控制、圖形計算機、背景素材庫和圖像合成等設備。
六、電視播出系統
1、播出:按照預先編排好的節目時間順序,在播出機房用切換方式將電視節目的圖像和伴音送往傳輸與覆蓋部門。
2、三種播出形式:(1)直播:在節目制作的同時進行播出;(2)錄播:播出事先錄制好的節目;(3)轉播:將現場或其它電臺的節目接收下來,經放大等處理后由本臺播出。
3、組成:(1)節目源:提供播出節目。(2)視頻切換臺和音頻切換臺:同時對各路節目的圖像及其伴音進行切換輸出。(3)兩路傳輸通路:一路經微波、電纜或光纜等傳輸方式送往地面發射臺、衛星地面站或有線電視前端,從而實現地面廣播、衛星廣播或有線電視廣播;另一路由錄像機錄制成節目帶,用作資料或記錄。
4、半自動播出系統:計算機根據事先輸入的節目時間表來控制切換臺,自動切換節目通道,但錄像機的上帶及退帶都是由人工完成的播出系統。
5、全自動播出系統:全部由計算機進行管理和控制的播出系統。
6、硬盤播出系統:將要播出的電視節目存入硬盤存儲器,播出時直接從硬盤調出所需的節目內容的電視節目播出系統。
(1)上載工作站:向播出服務器上載需播出的音視頻節目;
(2)播出工作站:控制播出服務器的輸出通道,實現節目的自動播出,;(3)文件管理服務器:為工作站服務,存儲公共數據;
(4)播出服務器:硬盤播出系統的核心,實現音視頻數據的上下載,并能實現多頻道的自動播出。存儲器通常采用磁盤陣列結構。常有一主一備兩個。
(5)播出切換臺:實現節目的播出切換。
七、電視中心網絡化:以服務器為核心,利用網絡來傳送音視頻數據和文件,同時實現自動化的管理方式和并行的工作模式。
1、電視臺網:以現代信息技術和數字電視技術為基礎,以計算機網絡為核心,實現電視節目的采集、編輯、存儲、播出交換以及相關管理等輔助功能的網絡化系統。
(1)主要技術:現代信息技術、數字電視技術(2)基礎核心:計算機網絡
(3)實現功能:采、編、播、存、用
(4)三個層面:電視臺網層、板塊層、板塊要素層。電視臺網由板塊構成,板塊由板塊要素構成。
2、音視頻文件格式:
(1)素材交換格式MXF :一種在服務器、數據流磁帶機和數字檔案之間交換節目素材的文件格式。
(2)高級授權格式AAF :一種帶有標簽和地址的圖像、聲音及元數據打包方式。(3)格式使用:電視中心網絡中將MXF和AAF配合使用,節目編輯制作時采用AAF格式,傳輸及交換時采用MXF格式。
八、媒體資產管理系統
1、媒體資產的含義:素材+元數據=內容,內容+權限=資產
2、媒體資產管理的定義:一個對各種媒體資產的統一管理和控制,高效保存和利用的系統。
3、媒體資產管理的要求:滿足媒體資產擁有者收集、保存、查找、編輯和發布各種信息的要求,為媒體資產的使用者提供訪問內容的簡便方法。
4、媒體資產管理的重點:“存儲是核心、檢索是關鍵”。
5、三種存儲方式:(1)在線存儲:存儲設備永久連接在計算機系統中,并隨時保持可實時快速訪問的狀態。(2)離線存儲:存儲設備或存儲介質平時沒有裝在計算機系統中,在存取數據時需要將存儲設備或存儲介質臨時性地裝載或連接到計算機系統中,當數據訪問完成時可以脫開連接。(3)近線存儲:介于在線存儲和離線存儲之間,既可以做到較大的存儲容量,又可以獲得較快的存取速度。
6、媒體資產管理系統的功能:數字化存儲,編目管理,檢索查詢,非編素材轉碼,資料發布,設備管理。
7、媒體資產管理系統的組成:素材輸入子系統、編目標引子系統、存儲子系統、管理子系統、檢索查詢子系統、素材輸出子系統、信息發布子系統。
第七章電視廣播系統小結
一、電視廣播系統
1、組成:
(1)信號源端:制作并播出符合一定標準的電視節目。
(2)傳輸部分:將播出的電視節目以可靠的方式經適當的傳輸通道傳送到接收端,傳輸方式可分為有線方式和無線方式。
(3)接收端:利用適當的接收設備接收傳輸通道送來的電視信號,并正確重現出原始的圖像及伴音。
2、兩種信號傳輸方式:
(1)定向性傳輸:從一個地點到另一個地點的傳輸。(2)覆蓋性傳輸:指由點到面的傳輸(廣播)。
3、電視信號傳輸方式:
(一)電纜傳輸:
1、電纜組成:內導體(芯線)、絕緣體(電介質)、外導體(屏蔽層)和護套(覆蓋層)四個部分。
2、電纜特性:①電纜的傳輸特性(傳輸的信號頻率越高,衰減就越大;衰減量與電纜的長度成正比)。②電纜的溫度特性。③電纜的阻抗特性。
3、傳輸方式:①基帶傳輸,②頻帶傳輸。
(二)光纜傳輸:
1、光纖四個組成:①纖芯(光密媒質,傳導光波)。②包層(光疏媒質,將光波封閉在光纖中傳播)。③纖外涂覆層(一次涂覆層)。④塑料保護層(二次涂覆層)。
2、光纖的模式:表示光纖中電磁場(傳導模)沿光纖橫截面的場形分布和沿光纖縱向的傳播速度。
3、光纖分類:①多模(MM)光纖:光纖中有多個傳導模。②單模(SM)光纖:光纖中只有一個傳導模(基模)。
4、光纜組成:①纜芯,②護套,③外護層。
(三)微波傳輸:利用微波頻段電磁波傳送電視信號。
1、微波:波長為1m~1mm或頻率為300MHz~300GHz范圍內的電磁波。
2、微波接力(中繼):每個接力站把前一站送來的微波信號接收下來,經過放大并變換載波頻率再傳向下一站。在平原地區,通常每隔50km設置一個接力站。
(四)衛星傳輸:利用地球同步衛星上的轉發器(中繼站)進行信號的傳輸的微波中繼傳輸系統。
組成:①上行地球站,②衛星接收站,③衛星測控站,④衛星轉發器。
(五)地面超短波傳輸:利用超短波段(30~3000MHz)的電磁波來傳輸廣播電視信號。分類:(1)甚高頻VHF :頻率 30~300 MHz,米波,實際使用48~223 MHz,DS-1~DS-12。(2)特高頻UHF:頻率 300~3000 MHz,分米波,實際使用470~958 MHz,DS-13~DS-68。
二、電視調制技術
(一)兩種傳輸方式
1、基帶傳輸:將信號基本頻譜傳輸的方式。
2、頻帶傳輸:借助于調制解調裝置,將基帶信號經頻譜搬移后進行傳輸的方式。不論是地面開路廣播,還是衛星廣播或有線電視廣播,都要使用頻帶傳輸,即在傳輸之前,需要對電視信號進行調制。
(二)殘留邊帶調幅(VSB-AM):一種將一個雙邊帶調幅信號通過濾波器濾掉一部分下邊帶,形成殘留邊帶信號進行傳輸的調幅技術。
1、形成過程:調制信號首先經過普通調幅,得到雙邊帶調幅信號,然后再通過一個殘留邊帶濾波器進行濾波,得到殘留邊帶調幅信號。
2、優勢:(1)可大大節省頻帶。只傳輸了上邊帶和一部分下邊帶。(2)接收端易于實現。接收端可從接收到的殘留邊帶調幅信號中恢復出完整的調制信號。
3、分類:(1)模擬VSB:組成8MHz帶寬電視頻道。(2)數字VSB:按照市制信號電平級分為2-VSB和多進制VSB。
(三)相移鍵控PSK:一種載波的相位隨調制信號狀態不同而改變的數字調制方式。
1、分類:二進制PSK(2PSK或BPSK),多進制PSK(MPSK)。
2、特點:(1)載波的振幅不變,只是相位改變。(2)可用星座圖描述。星座間的距離越大,信號的抗干擾能力就越強,接收端判決再生時就越不容易出現誤碼。
(四)正交調幅QAM:用兩個調制信號分別對頻率相同、相位正交的兩個載波進行調幅,然后將已調信號加在一起進行傳輸或發射的調制技術。
2n1、關系:MQAM=xQAM=2QAM。M為調制狀態數、調制符號數、星座圖上的星點數,x為符號的進制數,n為每次調制(每個符號)所攜帶的比特數。
2、特點:(1)載波的幅度和相位一樣被調制。(2)既有較高的頻帶利用率和較好的功率利用率。(3)數字輸入信號分成兩個分離的通道。用符號I和Q代表。(4)增加成組組合的比特位數可減少調制信號帶寬,但對相同的誤比特率要求更高的載噪比。
(五)正交頻分復用OFDM:將調制信號分成多路,對多個在頻率上等間隔分布且相互正交的子載波進行調制,然后經頻分復用組合在一起的多載波調制方式。
1、原理:(1)要傳送的數據流經過串-并轉換后被分裂成K組數據流,(2)分別對相應數目的K個子載波進行調制,調制時可采用QAM或PSK。(3)調制后的各路信號混合在一起,實現頻分復用。
2、頻譜特點:雖然各個子載波上的頻譜互有重疊,但每個子載波均處于其它子載波的過零點位置,因此不會相互影響。
3、特點:(1)抗多徑干擾能力強。(2)載波數量很大。(3)必須保證各個載波在整個符號周期內正交。(4)各子載波間的最小間隔等于符號周期倒數的整數倍。(5)采用快速離散傅立葉變換(FFT),實現調制和解調。
三、地面電視廣播
1、特點:(1)一個頻道帶寬為8MHz。(2)使用超短波(VHF和UHF)頻段。(3)模擬地面電視廣播中的圖像采用殘留邊帶調幅(VSB-AM),伴音采用調頻(FM)。(4)數字地面電視廣播采用OFDM或8-VSB調制方式。
2、過程:(1)在發送端,將電視信號經專用傳輸線路由電視中心傳送到地面發射臺,調制到射頻后由發射天線以空間電磁波的形式向周圍空間輻射;(2)在接收端,空間電磁波經接收天線變成感應電流,并在接收機中進行解調,變成原始的視、音頻信號。
3、極化:電場強度矢量端點隨時間變化的軌跡。(1)線極化:水平極化波,垂直極化波。(2)圓極化:右旋圓極化波,左旋圓極化波,可分解為互相垂直的兩個線極化。(3)橢圓極化:電場強度矢量軌跡是橢圓。可以分解成一個右旋極化波分量和一個左旋極化波分量。
4、視頻信號與音頻信號之間有三個明顯區別:(1)視頻信號的上限頻率遠高于音頻信號的上限頻率,(2)視頻信號的帶寬比音頻信號要寬的多,(3)視頻信號對相位失真要比音頻信號敏感得多。
5、地面模擬電視廣播
①發送端對圖像信號的處理過程:視頻處理?中頻雙邊帶調幅?殘留邊帶濾波?中頻處理?混頻和功率放大?與已調伴音信號相加?送往天線發射。
②發送端對伴音信號的處理過程:音頻處理?調頻?混頻?功率放大?與已調與圖像信號相加?送往天線發射。
③PAL接收機信號分離原理
中頻全電視信號(頻率分離)? 圖像中頻信號,伴音中頻信號
圖像中頻信號(頻率分離)? 亮度、復合同步信號,色度、色同步信號 亮度、同步信號(幅度分離)? 亮度信號、復合同步信號 復合同步信號(寬度分離)? 行同步信號,場同步信號 色度、色同步信號(時間分離)?色度信號,色同步信號 色度信號(頻率相位雙重分離)?U信號,V信號
6、DVB-T系統發送端原理:信道編碼和復用?能量擴散?RS編碼和外交織?卷積編碼和內交織?QAM映射?OFDM成幀?OFDM調制?上變頻?天線發射。
7、我國數字電視地面廣播傳輸系統標準(1)標準名稱:GB20600-2006《數字電視地面廣播傳輸系統幀結構、信道編碼和調制》,2006年8月18日正式批準,2007年8月1日起實施。支持高清晰度電視、標準清晰度電視和多媒體數據廣播等多種業務,滿足大范圍固定覆蓋和移動接收需要。
(2)標準特點:①使用能實現快速同步和高效信道估計與均衡的PN序列作為幀頭。②使用先進的信道編碼技術。③加強系統信息保護。④支持單載波和多載波調制兩種模式。⑤支持單頻網運用。
四、衛星電視廣播系統
1、構成:廣播衛星、上行地球站、地球接收站、測控站。
2、使用頻段:
(1)C頻段(下行:3.4~4.2 MHz,上行:5.85~7.075MHz)。
(2)Ku頻段(下行:11.7~12.2 MHz,上行:14.0~14.8MHz或17.3~17.8MHz)。
3、模擬衛星電視廣播
(1)模擬衛星電視發送端三個組成部分:①基帶處理:形成基帶信號。②中頻調制:用基帶信號對70MHz的載波進行調頻。③射頻處理:中頻信號進行上變頻后變為適合衛星信道傳輸的頻段,然后經過高頻功率放大后經雙工器送往天線發射。
(2)模擬衛星電視廣播接收機:中頻信號在第二變頻器進行下變頻,輸出第二中頻信號(510MHz)。再經過帶通濾波和放大后分兩路輸出。鑒頻器輸出的基帶信號分為三路。頻道選擇和微調電路可以確定頻道。射頻調制的作用是將視頻和音頻信號調制為地面電視廣播用的VHF/UHF信號。
4、衛星電視接收系統
① 拋物面天線:把來自空中的信號能量會聚成一點(焦點)。空間平面波?饋源球面幅射波。② 饋源:在拋物面天線的焦點處設置一個接受衛星信號的喇叭形裝置。電磁波能量?高頻信號能量。③ 高頻頭(LNB亦稱降頻器):將饋源送來的衛星信號進行降頻和放大后傳送至衛星接收機。高頻信號?第1中頻信號。④ 衛星接收機:將高頻頭輸送來的衛星信號進行解調,輸出衛星電視圖像信號和伴音信號。第1中頻信號?V、A信號。
5、數字衛星電視廣播(1)DVB-S系統發送信號處理環節:信源編碼和復用? 復用適配和能量擴散?RS編碼?卷積交織?基帶成形?QPSK調制?上變頻?高頻功放?天線發射。
(2)DVB-S系統接收信號處理環節:下行變換?QPSK解調?匹配濾波?維特比譯碼?同步字節檢測?去交織?RS解碼?解能量擴散?解復用和信源解碼。
(3)我國第一個擁有完全自主知識產權的衛星信號傳輸標準:先進衛星廣播系統ABS-S:①高質量信號采用無導頻的模式,而對于由于使用低廉射頻器件引起的噪聲信號,可以采用有導頻模式。②前向糾錯(FEC)只使用具有強大糾錯能力的LDPC編碼。③對于不同的應用,可以使用不同的碼率,并具有四種調制方式:QPSK、8PSK、16APSK和32APSK。④三種成形濾波滾降因子:0.2、0.25和0.35。⑤自適應編碼調制(ACM)可應用于互聯網技術中。
五、有線電視廣播系統
(一)系統概述
1、有線電視 CATV:用射頻電纜、光纜、多路微波或及其組合來傳輸、分配和交換聲音、圖像及數據信號的電視系統。
2、組成:(1)信號源:產生或接入系統所需的信號。(2)前端:對信號進行變換、交換、復用、調制、混合處理,并將各路處理過的信號轉換成一路寬帶復合信號送入傳輸系統。(3)傳輸系統:延續距離、擴大系統覆蓋范圍。(4)用戶分配網:使用同軸電纜連接各個終端。(5)終端:系統輸出口。
3、現代有線電視系統組成:
(1)信號源:接入各種電視、聲音和數據信號。(2)前端:由3個前端組成。①模擬前端:信號處理過程包括信號放大:采用低噪聲放大器進行放大,以提高載噪比。頻率變換:為實現傳輸頻道的配置和避開干擾。調制、解調:解調是恢復視、音頻信號,調制是將視、音頻信號轉換為選定頻道的射頻信號。鄰頻處理:最大限度地消除鄰頻干擾。電平調整與控制:使頻道內和頻道間的電平波動不超過要求的范圍。混合:將所有處理后的信號復合在一起,以便用一條線路傳輸。
②數字前端:信號處理過程包括A/D變換:將模擬電視信號轉換成數字電視信號;信源編碼和復用:對數字電視信號及相關數據進行信源壓縮編碼,并對壓縮后的碼流進行復用;信道編碼和調制:對復用后的數據流進行信道編碼和調制;上變頻:將調制后的信號上變頻 33 到設定的頻道;混合:將上變頻后的其它各路信號復合成一路。
③數據前端:對數據信號進行處理。(3)傳輸系統:由光纜干線組成。
(4)分配網絡:由雙向電纜分配網組成。
(5)用戶終端:由機頂盒、電纜調制解調器、電視機、計算機、電話機等組成。
(二)有線電視網絡的頻率規劃
1、波段劃分:(1)R波段(5~65 MHz):上行業務。(2)X波段(65~87 MHz):過渡帶。(3)FM波段(87~108 MHz):廣播業務。(4)A波段(108~1000 MHz):模擬電視、數字電視、數據業務。
2、主要的CATV系統:(1)750MHz系統:可安排79個模擬頻道(DS-6~DS-42,Z-1~Z-42);(2)862MHz系統:可安排93個模擬頻道(DS-6~DS-56,Z-1~Z-42)。
(三)DVB-C信號處理過程
1、信源編碼與復用:(1)信源編碼:視頻、音頻和數據信號?MPEG-2標準的TS流。(2)復用加擾: 多路TS流?多路數字電視節目傳輸碼流,對復用后的碼流進行加擾。
2、同步反轉能量擴散:(1)同步字節倒相:翻轉每8 個TS 包的第一個包的同步字節極性(每隔8個TS 包,同步字節倒相1次);(2)能量擴散:將數據流隨機化。
3、RS編碼(外碼編碼):已隨機化的傳送包?誤碼保護包RS(204,188,t=8)。
4、卷積交織:完成交織深度為I=12的誤碼保護包的字節卷積交織變換。交織后的數據?交疊的錯誤保護幀。
5、字節到符號映射:將交織產生的字節?QAM符號。
6、差分編碼:將每個符號的兩位最高有效位進行差分編碼,再和剩余的4bit ?相應星座圖上的星座點。
7、基帶成形:對I 和Q 信號進行余弦滾降平方根濾波。將信號的頻域過渡特性改變,形成升余弦滾降信號,得到無串擾波形。滾降系數α= 0.15。
8、QAM調制:完成QAM調制,將基帶信號調制成已調頻帶信號(中頻或射頻)。將QAM已調信號連接到RF 信道。
(四)傳輸與分配網絡
1、三種方式:光纜、電纜、微波。
2、光纖同軸電纜混合網HFC定義:用光纖和射頻同軸電纜的組合來傳輸、分配和交換聲音、圖像和數據信號的有線電視網絡。
3、HFC主流模式:總前端+一級光鏈路+分前端+二一級鏈路+同軸電纜分配網。
4、HFC數據傳輸原理:系統傳輸方式:上、下行非對稱信道。下行:在111~860MHz之間的電視頻道中劃分出一條到多條8MHz帶寬信道,用于以廣播形式的下行數據發送。上行:數據通過5~65MHz進行回傳。
5、HFC數據傳輸設備:
(1)CMTS:作為前端路由器、交換集線器與CATV網絡之間的連接設備,(2)CM :通過CMTS與廣域網(Internet)實現連接。
6、以太無源光網絡EPON:
(1)EPON定義:一種基于高速以太網和TDM時分MAC媒體訪問控制方式、采用點到多點網絡結構、利用光纖和光無源器件進行物理層傳輸、通過以太網協議提供多種綜合業務的寬帶接入技術。
(2)信號連接:光信號通過光分路器把光纖線路終端(OLT)一根光纖下行的信號分成多路給每一個光網絡單元(ONU),每個ONU上行的信號通過光耦合器合成在一根光纖傳輸到OLT。
34(3)復用方式:EPON通過采用時分復用TDM或波分復用WDM方式,需要一根光纖和一個OLT通過光分路器將信號分送給最終用戶。
(4)兩種入戶改造方案:①EPON+LAN;②EPON+EOC。
六、IPTV技術
1、IPTV的定義:在IP網絡上傳送包含電視、視頻、文本、圖形和數據等,并提供QoS/QoE、安全、交互性和可靠性的可管理的多媒體業務。
2、三個組成部分:
(1)IPTV前端:實現節目采集、編碼、轉碼、流化、存儲與管理、用戶管理、認證計費、流媒體服務與播放功能。
(2)IPTV傳輸網絡:使用TCP/IP協議的網絡。
(3)IPTV接收端:對接收的視、音頻流進行解碼和顯示。有個人計算機方式(PC)、電視機+機頂盒方式(STB/ TV)和三手機種方式。
3、IPTV的關鍵技術:
(1)視音頻編解碼技術:主要采用MPEG-
4、H.264和AVS。
(2)數字版權管理DRM:保護多媒體內容免受未經授權的播放和復制的一種方法。技術機理是通過對數字內容進行加密和附加使用規則對數字內容進行保護。主要技術包括數據加密、版權保護、數字水印和數字簽名等技術。
(3)內容分發網絡技術:在網絡各節點放置內容緩存服務器,媒體內容根據一定策略發布到最靠近終端用戶的邊緣服務器,將用戶的請求導向到最佳的服務節點上。具體包括:①內容發布技術:建立索引,緩存,流分裂,組播技術;②內容路由技術:負載均衡技術,重定向機制;③內容交換技術:應用層交換,流分裂,重定向技術;④內容管理技術:內部和外部的監控,涵蓋了從內容的發布、注入、分發、調整、傳遞等一系列過程。
七、移動多媒體廣播
1、定義:利用數字傳輸技術,通過無線信道,向各種固定或移動接收終端提供數字廣播電視節目和信息服務。
2、實現手段:
(1)利用地面數字電視廣播網的實現方式:采用無線信道作為傳輸媒介,向用戶提供電視、廣播和數據業務。
(2)利用衛星網絡的實現方式:衛星數字電視與移動通信網絡相結合,通過在智能終端上加載衛星電視接收模塊,從而使用戶可以直接接收衛星電視的信號。
(3)利用移動網絡的實現方式:采用移動流媒體技術,把多媒體廣播作為一種數據業務推送給用戶。在智能終端(PDA手機等)上安裝相應的播放軟件才能播放視音頻節目。
3、主要標準:
(1)DVB-H標準:歐洲DVB組織通過地面數字廣播網絡向便攜/手持終端提供多媒體業務所制定的傳輸標準。
(2)DMB標準:由歐洲的數字音頻廣播(DAB)技術基礎上發展起來的向手機、PDA、專用終端、車載終端和便攜電視等手持設備傳送數字音視頻節目標準。
(3)ISDB-T標準:日本采用的地面傳輸制式(綜合業務數字廣播-地面傳輸)標準,不限于單獨傳輸數字電視(圖像和伴音),也包括了獨立的聲音和數據廣播。
(4)Media FLO標準:美國高通公司為提供手機電視業務采用FLO(forward link only)技術而專門研發的一種新型多播技術。
4、中國移動多媒體廣播CMMB
(1)CMMB:利用大功率S波段衛星信號覆蓋全國,利用地面增補轉發器同頻、同時、同內容轉發衛星信號補點覆蓋衛星信號盲區,利用無線移動通信網絡構建回傳通道,從而組 35 成單向廣播和雙向交互相結合的移動多媒體廣播網絡。
(2)主要特點:天地一體,星網結合,統一標準,全國漫游。
5、新媒體:新的技術支撐體系下出現的媒體形態,以數字信息技術為基礎,以互動傳播為特點、具有創新形態的媒體。如數字雜志、數字報紙、數字廣播、手機短信、移動電視、網絡、桌面視窗、數字電視、數字電影、觸摸媒體等。
第五篇:教育技術的概念及其演變
教育技術的概念及其演變
一、教育技術的名稱演變
一般認為直觀教學是教育技術的先聲,并把美國20世紀初期興起的“視覺教學”運動作為教育技術專題研究的開端,并由此掀開了教育技術迅速發展的序幕。
美國教育技術產生最早,發展脈絡清晰完整,在世界上影響也最大,其他國家如日本、英國、加拿大等國均以美國的教育技術理論模式為借鑒,因此美國可作為研究教育技術發展歷史的典型代表。美國教育技術的形成與發展可從三個主要方面追溯:一是視聽教學運動推動了各類學習資源在教學中的應用;二是個別化教學促進了以學習者為中心的個性化教學的形成;三是教學系統方法的發展促進了教育技術理論核心——教學設計學科的誕生。這三個方面發展的起源不同,但都與“視覺教學——視聽教學——視聽傳播——教育技術”這一發展軌跡相關,在這期間,媒體教學技術、個別化教學技術、教學系統方法逐步融合為一體。到了20世紀70年代,美國的教育技術已逐漸成為一個系統而完整的領域和學科。其演變過程如圖所示。早期的各個化教學
二、教育技術的概念與內涵
目前,人們對教育技術比較認可的是1994年AECT對教育技術新的定義,即“教育技術是關于學習資源和學習過程的設計、開發、利用、管理和評價的理論和實踐。”
(一)教育技術的研究對象
教育技術的研究對象是學習過程與學習資源,強調從學習者的角度,利用系統方法組織教學過程,優化協調教學資源。學習過程是學習者通過與信息、環境的相互作用獲取知識和技能的認知過程,學習資源是學習過程中所要利用的各種信息環境條件。新的教學理論要求學生由外部刺激的被動接收者轉變為能及時進行信息處理的主動學習者,而教師要提供能幫助和促進學生學習的信息資源和學習環境。
(二)教育技術的研究內容
根據AECT’94的定義,表明教育技術的研究范圍包括設計、開發、利用管理和評價五個領域,每個領域都有其具體的研究內容,具體內容如圖所示
(三)教育技術的本質特征
1、開發和使用各種學習資源。學習資源是指在學習過程中可被學習者利用的一切要素,主要包括支持學習的人、財、物、信息等。
2、用系統方法設計和組織教學過程。各種學習資源并不總是能夠促進教學,關鍵在于如何將其有效地綜合利用。教育技術中的系統方法是一個計劃、開發和實施教育的自我糾正的、邏輯的過程。其步驟為:(1)闡釋和分解既定的教育目標;(2)分析滿足目標所需要的教育任務和內容;(3)制定教學策略和學習策略;(4)安排教學順序;(5)選擇教學媒體;(6)開發和確定必要的學習資源;(7)評價教學策略和學習資源的效果;(8)修改策略和資源直到有效。
3、追求教育的最優化。教育技術的根本目的是發現并實踐能夠達到最大教育效果的具體操作,而教育的效果是在教育控制的作用下取得的,所以要實現教育的最優化,就要實現對教育的最優控制。達到最大教育效果的具體操作主要包括4項:(1)選擇和排列最優的教育目標;(2)選擇和使用最優教育效果的測度;(3)選擇和采用最優的教學活動;(4)選擇最優的環境條件。
現代教育技術
一、現代教育技術的定義及特征
隨著以信息技術為代表的現代科學技術的迅速發展,以及科學技術在教育領域中得到越來越廣泛的應用,人類從事教育活動的手段有了根本性的改觀,進而也對教育活動本身產生了諸多影響。
現代教育技術與一般意義上的教育技術沒有本質上的區別,突出“現代”二字是為了更多的探討與現代科學技術有關的課題,吸取現代科技成果、系統理論和思維方法,使教育技術更具有時代性,更加科學化、系統化。許多專家在學習研究AECTl994年定義的基礎上,提出了自己對中國教育技術發展的定義:“所謂現代教育技術,是指運用現代教育理論和現代信息技術,通過對教與學過程和教學資源的設計、開發、利用、評價和管理,以實現教學優化的理論和實踐。”
現代教育技術具有如下特征:
1.現代教育技術以先進的教育思想和教育理論為指導。
2.現代教育技術是以信息技術為手段,要真正發揮信息技術的優勢。3.現代教育技術是以教與學的過程和資源為研究與工作的對象,并以優化教與學過程和教與學資源為目標。因此,現代教育技術既要重視“教”,更要重視“學”的“過程”和“資源”的研究與開發。
4.現代教育技術是以系統科學方法作為方法論基礎。現代教育技術的工作內容包括對教與學過程和資源的設計、開發、應用、評價和管理。
二、現代教育技術的研究領域
國際上對現代教育技術的研究,主要可分為三大領域:教學設計、遠距離教育和多媒體教學。
1、教學設計。現代社會發展到信息時代,社會需求日益發展,教育觀念也隨之有很大的變化和新,教學設計是在滿足信息社會對教學效率、效果等急切的需求中應運而生的。所謂教學設計就是用系統方法分析教學問題和確定教學目標,建立解決教學問題的策略方案、試行解決方案,評價試行結果和對方案進行修改的過程,它以優化教學效果為目的,以學習理論、教學理論和傳播學為理論基礎,而當其作為教學工作中的最基本環節時,則需不斷更新一些新概念,包括教學系統觀念、教學信息念、教學反饋觀念、以學生為主的觀念和教學整體優化的觀念等。
2、遠距離教育。帕爾頓(perraton)在1986年把遠距離教育定義為“這種教育過程有一大部分授課由一個空間和時間上與學習者分開的人進行”,此人與學習者的聯系,則通過各種通信媒體和輔導的方式實現。雖然印刷媒體仍是大多數遠距離教育體系中的主要交流渠道,但其他媒體的引入擴大了學生與中心交流的可傳性。面對面輔導、電話輔導或師生間更為復雜的交流方法,補充和促進了教學過程,電報、電話或微機網絡則可拓寬學生之間的交流環境。然而,健全的組織結構之重要決不亞于對最佳媒體及其使用方式的選擇,對于管理不同信息,幫助學生消除障礙及學習過程的孤立感以及維持后勤與行政工作等,都需要建立完備的結構。
3、多媒體技術。隨著媒體技術,特別是計算機技術的發展出現了以計算機為核心的多媒體系統,它不僅具有計算機的存儲、記憶、高速運算、邏輯判斷、自動運行的功能,更可以把符號、語言、文字、聲音、圖形、動畫和視頻圖像等多種媒體信息集成于一體,采用圖形交互界面、窗口交互操作、觸摸屏技術,使人機交互能力大大提高,并且可以和通信衛星、光纜傳輸系統等現代化通信手段相結合,構成全方位、多渠道交互式的信息系統(即所謂“信息高速公路”)。多媒體技術與任何其他的技術一樣,它的發展也要遵循從低到高、從簡到繁、從幼稚到成熟的規律。例如,多媒體系統必須在綜合信息傳輸網和大型多媒體數據庫的技術下,才能發揮出應有的功能。多媒體應用軟件的編制中,綜合考慮多種信息的實時處理、預測到合作者做出各種反應和選擇的可傳性、解決多媒體信息的時空同步問題等等,都是多媒體研究的重要課題。
圖1教育技術學的研究領域
教育技術的理論基礎
一、系統科學理論
控制論、信息論、系統論統稱為系統科學。近幾年來,三論的許多原理被廣泛運用在教育系統分析、課堂教學的信息加工、反饋與控制等方面。在教學設計中,常用的三種理論基礎有三對相關概念和三個原理:三對相關概念是系統與要素、結構與功能、過程與狀態,三個原理有反饋原理、有序原理、整體原理。在教學中,不僅要傳播知識,而且還要通過運用系統科學理論的指導,來從整體上提高學生的素質。
20世紀50至60年代期間,系統方法在美國軍事、工業、商業、空間技術等領域得到空前廣泛的應用。在這些成功應用實例的推動下,系統方法也在教育界日益受到重視。60年代末期至今,許多教育技術研究者一直致力于系統方法應用于教學實際的研究,逐漸形成教學系統方法,并應用于各層次的教學系統的設計之中,從而建立起教學系統設計的理論與方法體系。到70年代,由于系統方法在教學媒體設計、個別化學習過程設計和教學系統設計中得到廣泛的應用,使得媒體教學、個別化教學和教學設計三者綜合為一個以系統方法為核心的整體教育技術領域。
二、傳播理論
傳播是由傳播者運用適當的媒體,采用一定的形式向接受者進行信息傳遞和交流的一種社會活動。用傳播理論的觀點和方法解釋教育現象,探索媒體在教學過程中的作用機制,是教育技術學的一個傳統研究領域,并由此誕生了教育傳播學。教育傳播是教育者按照一定的目的要求,選擇合適的信息內容,通過有效的媒體通道,把知識、技能、思想、觀念等傳送給特定對象的一種活動。是教育者和受教育者之間的信息交流活動。傳播理論對教育技術學的主要貢獻是它對教學傳播過程所涉及的要素,教學傳播過程的基本階段及其教學傳播基本規律的歸納。由于教學過程也就是教學信息的傳播過程,所以傳播理論是教育技術學的重要理論基礎,它在認識教學傳播現象和規律的基礎上,為改善教學過程各要素的功能條件追求教學過程的最優化提供了理論支持。
三、學習理論
1、行為主義學習理論
行為主義學習理論認為人的行為主要是由操作條件反射構成的,同時力圖從對操作條件反射研究中總結出學習規律,由此重視強化作用,提出強化原理和程式,認為塑造行為的過程就是按合乎要求的反映次數以及各次強化之間的時距的適當組合而做出的各種強化安排,因此,形成了學習與機器相聯系的思想,制造了教學機器來實現“小步子呈現信息”,“及時強化的程序教學”。
2、認知主義學習理論
該理論認為人的知識不是由外部刺激直接給予的,而是外部刺激和認知主體的內部心理過程相互作用的結果,據此,學習過程被解釋為每個人根據自己的態度、需要和興趣,并利用過去的知識和經驗對當前工作的外部刺激做出主動的、有選擇的信息加工過程。學習的實質是在主客體相互作用的過程中,在反映客觀現實的基礎上,主體通過一系列的反應動作,在內部構建其調節行為的心理結構的過程。這就使認知學習理論同行為主義學習理論相比邁出的決定性一步。
3、人本主義學習理論
該理論認為學生是學習的主體,必須受到重視和尊重,任何正常兒童都能自己教育自己,并認為學習是人的自我實現和豐富人性的形式,而人際關系又是有效學習的重要條件,它在學習中創設了“接受”的氣氛,從而進一步促進教育技術的發展。
4、建構主義學習理論
建構主義學習理論認為:知識不是通過教師傳授得到的,而是學習者借助他人的幫助和利用必要的學習資料,通過意義建構的方式獲得的。因此,情境、協作、會話和意義建構是學習環境的四大要素。為此出現了三種教學方法:隨機進入式教學、拋錨式教學、支架式教學,由此,教師的主要任務由單方面的灌輸知識轉向為學習者提供一個自由的學習環境,這個任務主要包括制作軟件、提供學習指導、執行教學計劃等。
四、教學理論
對教學過程性質和規律的認識以及如何基于教學過程基本性質、規律的認識、基于對人類學習活動內在規律的認識,來優化學習環境和教學過程,開發新的課程,以達到提高學生學習質量與學習效率的目的則是教學理論所要研究的內容。
各種教學理論為教育技術的研究和發展提供了重要的理論指導,教育技術學的“設計”、“開發”、“運用”、“管理”、“評價”各子領域的形成和發展離不開教學理論各個研究領域研究成果的支持。教育技術學作為一門新興學科是在充分考慮本學科的性質,是以一種開放的姿態,積極借鑒眾多相關學科的研究成果并把它們作為自己重要的理論基礎的條件下逐漸發展起來的。目前隨著以微電子技術、計算機技術、網絡通訊技術為主要支撐的信息科技逐漸在教育領域普及,以及許多相關學科的理論成果在教育技術領域運用,具有教育技術特色的觀念、理論和方法體系正在逐步完善和發展。
我國現代教育技術的發展
一、教育技術與電化教育
(一)我國電化教育名稱的產生
20世紀20--40年代,在新興資產階級的“國民教育”、“義務教育”和“實用主義教育”等教育思想的影響下,一批懷著“教育救國”理想的有識之士,紛紛遠渡重洋,他們接觸到當時歐美發達國家教育教學中使用的幻燈、無聲電影、廣播等,認為這些手段形象直觀,特別適合于當時文化素質普遍很低,甚至是文盲的廣大國民的教育,因而積極引入到中國,為當時的國民教育運動服務。
1919年開始有人運用幻燈進行教學,這是我國電化教育進步的標志。電化教育一詞,是20世紀30年代在我國出現的,并推廣沿用至今。當時的電化教育專門指電影教育和播音教育。
自1978年以來,電化教育界對電化教育的內涵作過多次界定。受國外教育技術的影響,80年代我國電化教育領域出現了名稱的爭議,并引發了一場全國范圍的辯論,經過全面的討論,大家對電化教育和教育技術的認識逐漸趨于一致。為了便于開展國際交流,對外一致使用教育技術的名稱,;考慮到電化教育有鮮明的民族特色,并且已有較長的實踐歷史和很廣泛的群眾基礎,對內電化教育和教育技術兩個名稱并用。
(二)現代教育技術與電化教育的關系
“教育技術”這一名稱來源于國外,現已在我國正式使用。電化教育是我國特有的名詞,至今仍被廣泛使用。從概念的本質上說,教育技術與電化教育是相同的,兩者都具有應用學科屬性,目的都是要取得最好的教育效果,實現教育最優化。兩者的特點、功能以及分析、處理問題的方式也是相同或相近的,都是利用新的科技成果去開發新的學習資源,并采用新的教與學的理論、方法去控制教學過程。
但是從概念的涵蓋面來看,教育技術的范圍要比電化教育廣泛得多。教育技術指的是所有的學習資源,包括與教育有關的一切可操作的要素;而電化教育所涉及的則主要是利用科技新成果發展起來的聲、像教學媒體。由此,在處理問題的方法方面,教育技術主要采用了系統的方法,它所考慮的是整個教育的大系統,即“教與學總體過程的系統方法”。在具體實施過程中,它能運用于教育系統的不同的層次,可以是教育規劃方面的宏觀問題,也可以是課程開發層次的問題,還可以是具體的課堂教學過程中的問題。而電化教育雖然也用系統的方法來考慮、處理問題,但它的重點放在電子傳播媒體的選擇、組合和應用的小系統。當然,電化教育有時也涉及到較大范圍的問題,不過更多的情況是大、中系統的其他因素作為不變條件,而主要去研究小系統的控制和變化效果。
如此看來,電化教育是教育技術的一個部分,是教育技術發展到一定的階段的產物,是注重現代媒體的開發和利用的階段性的教育技術,是狹義的教育技術。因此,盡管“電化教育”這一名稱在我國已有較長的歷史和很廣泛的群眾基礎,但是從全局和長遠的觀點看,用“教育技術”來取代它,則是必然的趨勢。
二、我國今后的教育技術研究應注意的幾個問題
針對國外教育的趨勢看我國教育技術實際,我國今后的教育技術研究應注意以下幾個問題:
1、重視教育技術在學科教育中的作用。在學科教學中不應限于一些零散的教學軟件的制作和幾次媒體的使用。應針對各學科的特點,開發和設計軟件,使其達到一定標準,并充分考慮教學目標、對象特點等因素,完善教學設計方法,這些需要在一定的調查和實驗研究基礎上進行。
2、廣播電視和衛星電視教育的研究。繼續開發這兩種教育,在提高信號傳輸質量和軟件制作水平的同時,注意衛星電視網絡的建設和管理,及時找出問題及解決問題的方法,這里要特別注意農村電化教育工作的研究,這是我國教育技術研究的難點和重點。
3、計算機輔助教育研究。在計算機輔助教學中,應利用輔導、模擬、練習等多種形式,注意軟件的人工智能化研究并充分發揮計算機的交互性特點;在計算機管理教學中,不僅使計算機成為一種管理工具,還應注意網絡建設等問題,加強信息資源存儲還原技術和軟件制作方面的研究,提高多媒體系統的易操作性。隨著有線電視、電話等通信設備的加入,有效提高所有媒體融于一體,實現更高學習效率的研究等都將是今后的研究方向。
4、教育技術學科的自身建設。一門學科的成熟,不僅在于它對社會生產的指導作用,更在于其自身的完善。成熟的學科的基本概念是簡潔的,由概念組成的規律也是簡潔的。概念和規律之間存在著內在的邏輯關系,使其成為一個簡潔完備、和諧的體系。這不在于是“電化教育”還是“教育技術”的名詞之爭,而在于概念的一種內在完善,在于由概念形成的規律能對電化教育現象和過程做出解釋、控制和預測。這就要求研究中應用科學方法形成概念和規律,借鑒國外經驗和相關學科的研究成果,簡約現有概念和規律,使其形成一個相對穩定的體系,并及時注意各種問題的研究,這方面的研究是任重而道遠的。
總之,我國的教育技術研究一定要在新的形式下,轉變觀念,抓住機遇,迎接挑戰,要充分考慮我國實際情況,合理配置電教系統的人力資源和物力、財力資源,逐漸實現由集中教學向個別化教學的轉變,建立和完善教育科學研究的工作體制,通過引進和合作多媒體計算機技術,發展我國廣播電視衛星教育和學校電化教育,推進計算機輔助教學系統的應用和推廣,優化教學過程,從而有效地提高教育質量和效率。
教育技術專家介紹
南國農教授,1920年生,江西清江人。1943年畢業于前國立中山大學教育專業,獲學士學位。1947年赴美國哥倫比亞大學教育研究院,攻讀比較教育與視聽教育專業,獲碩士學位。于1953年來西北師范大學任教。曾任教育科學研究所所長、電化教育中心主任,電化教育系主任。現任電化教育系名譽主任、教育技術學研究生導師、教育科學研究院名譽院長,兼任華南師大、陜西師大、教育技術學碩士研究生導師及南京大學博士研究生導師,東北師大、南京師大、江西師大、河北大學、新疆師大等10多所院校的兼職教授和客座教授。是全國電教專業教材和叢書編委會主編、《電化教育研究》主編、教育部教育技術學教學指導委員會顧問、中國電化教育協會顧問、甘肅省教育協會副會長、甘肅省政協常委。南先生自1978年以來,致力于電化教育的理論研究和實踐,取得了豐碩成果,奠定了他在我國電化教育學科發展中的歷史地位。何克抗-本人簡介
教授,博士生導師,現為北京師范大學信息科學學院教授,北京師范大學現代教育技術研究所所長,1993年12月被國務院學位委員會批準為我國第一位教育技術學博士生導師。自1978年以來,先后七次獲國家教委和北京市科技進步獎其中特別獎一次,二等獎四次,三等獎兩次,一次獲北京國際發明展覽金獎。1992年被國家人事部授予有突出貢獻獎,入選英國劍橋世界名人錄第23卷,1997年月成為美國紐約科學院院士。目前是全球華人計算機教育應用學會(GCICE)第一副主席,全國教師教育信息化專家委員會主任,教育部高等學校教育技術學專業教學指導委員會主任,國際著名刊物JCAL(JournalofComputerAssistedLearning,計算機輔助學習)的編委。
烏美娜,教授,1939年生,浙江人。
1962年北京師范大學物理系畢業留校。在物理系、電子學系、教育技術系從事普通物理、物理教法、電子學、教育技術學等學科的教學科研及教育電視節目策劃與編導工作。曾任現代教育技術研究所副所長、教育技術中心副主任。1981年以后在美國University of Mass、University of San francisco、ETV Network of Stanford University 做訪問學者,1988年在日本東京學蕓大學等高校任客座研究員。曾多次作為中國專家或顧問參加教育技術方面的國際合作項目和學術活動。
先后承擔了聯合國兒童基金會、國際勞工組織、國家、省部級等科研攻關項目并多次獲獎。兼任高校教育技術學教學指導委員會秘書長,中國教育電視協會常務理事,中國科教電影電視協會理事,中國電教協會學術委員會委員,中央廣播電視大學教學指導委員會委員,《開放教育》、《中國遠程教育》、《教育技術研究》等雜志編委。
研究方向:
教育技術學,教學設計、開發、評價與管理,遠程教育及教育電視。黃榮懷
教授,博士生導師,北京師范大學信息科學學院副院長,網絡教育學院副院長,網絡教育實驗室主任。1996.9-2000.7北京師范大學電子學系教育技術專業在職博士生,師從我國著名教育技術專家何克抗教授,于2000年獲理學博士學位。主要研究方向為多媒體網絡技術、網絡數據庫、教育技術基本理論、網絡教育、協作學習、保密通信。開設模糊數學、泛函分析、多媒體技術和多媒體網絡技術等課程;目前指導通信與信息系統專業(多媒體信息網絡方向)、計算機應用技術(網絡與信息系統方向)和教育技術學專業(教育技術基本理論方向)的碩士研究生二十余名。
黃榮懷,男,1965年生,教授,博士生導師。1985年于湖南師范大學獲理學學士學位,1988年于北京師范大學數學系獲理學碩士學位,2000年于北京師范大學信息科學學院教育技術學專業獲理學博士學位。
現任北京師范大學教育技術學院院長,知識科學與工程研究所所長。兼任教育部高等學校教育技術學專業教學指導委員會副主任委員,全國教師教育信息化專家委員會秘書長,中國軟件行業協會游戲軟件分會青少年保護與教育工作委員會主任,國家現代遠程教育資源建設專家組成員,全國高等學校教育技術協會學術委員會委員,北京市信息化專家顧問委員會委員,北京市中小學校園網建設專家組組長,《全球華人計算機教育應用》、《中國遠程教育》、《中小學信息技術教育》等雜志和期刊的編委;曾任第六屆、第八屆全球華人計算機教育應用大會程序委員會聯席主席。
徐福蔭,教授,1944年8月出生,廣州人。1966年畢業于華南師范學院物理系本科, 1981年至今在華南師范大學任教。1985年香港中文大學教育學院高級訪問學者,研究教育電視、計算機教學、教育傳播、教育評價等。
現任華南師范大學教育信息技術學院院長、信息傳播研究所所長,華南師范大學教育技術學教授、教育電視方向碩士/博士研究生導師、教育技術學學科教育電視方向學術帶頭人、華南師范大學學位委員會委員,國務院學位委員會教育學評議組成員、中國教育技術協會常務理事、全國高校文理科教育技術專業委員會副理事長、華南港澳地區 教育技術協作委員會副理事長、廣東省教育技術專業委員會副理事長、廣東省電子教材審查委員會委員、《教育技術研究》雜志編委等。