时间:2022-03-03 04:36:44
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇通信软件论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:Modbus规约,智能模块,电量采集,MSComm控件
0概述
在过去传统的电力监控系统中,常采用电流、电压、功率、功率因素、电量等一系列变送器及测量这些变送器标准输出信号的输入模块作为系统的前端采集装置,这样既增加了系统成本,又使现场布线复杂,系统可靠性还不高。
随着计算机技术的不断发展,综合了4C技术的分布式控制系统的产生,实现了工业生产过程的集中管理与分散控制。在现代各种分布式电力监控系统及工业控制与测量系统中,常利用上监控中心计算机进行现场实时数据的获取与发送。采用简单可靠易开发的通信软件,可大大降低系统的开发难度。由于文献1没有对通信软件及通信流程进行详细介绍,本文结合具体通信实例给出了相应程序代码。
1. 1EDA9033D智能模块
在现代分布式电力监控系统中,常将数字化的智能模块EDA9033D作为系统监测参数的现场数据采集装置。智能电量变送器EDA9033D采用了RS-485接口,遵循标准的Modbus-RTU通讯规约,且能连接到所有的计算机和终端并与之通讯。
1.1EDA9033D智能模块性能
EDA9033D智能模块是一智能型三相电参数数据综合采集模块,可准确输出三相相电压;三相电流;功率、正(反)向有(无)功电度等电参数;电压、电流等的测量精度优于0.2%,其它电量的测量精度优于0.5%。进行通信时,数据格式、通讯速率、模块地址等参数可灵活设定。组网方便,通过使用RS-485中继器,可将多达247个模块连接到同一网络上。
1.2智能模块通讯格式
EDA9033D通信采用Modbus-RTU通讯规约,数据传输方式中每个字节包括1个起始位,8个数据位(最小的有效位优先发送),无奇偶校验位,1个终止位;数据错误检测时采用循环冗余校验码方式进行确认。
进行数据交换时,主机发送的查询数据帧格式,应与EDA9033D返回的响应数据帧格式相同。发生任何错误都不会有成功的响应,或者返回一个错误指示帧。数据帧格式如表1所示
【关键词】通信原理;虚拟仪器;教学平台;LabVIEW;教学改革
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2009)06―0107―04
一 通信原理课程的地位及教学特点
当今世界已进入了飞速发展的信息时代,通信技术与传感技术、计算机技术紧密结合,成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。培养满足社会需要的通信专业人才成为高等院校通信工程专业教学改革的重点问题。通信原理是通信工程专业的一门重要专业基础课程,也是一门专业标志性课程,是以概率论与数理统计、电路、模拟电子线路、信号与系统、随机信号分析等课程为先修课的专业基础课,为后续专业课程奠定基础,在专业课程设置中起着承上起下的关键作用,占有重要的教学地位。课程所包含的内容是通信工程专业本科生的知识结构中必须具备的重要部分,为学生形成通信专业的理论体系与技术思想 发挥着重要作用,对于专业建设等教学研究工作有着重要的支持作用[1]。
课程的教学特点是:(1)基本概念和基本原理都很抽象,数学公式和理论推导相对较多,数学基础要求高,理论性比较强,是信号理论和系统理论的延伸和推广,教材偏重数学分析,对通信原理的物理过程讲述不够,学生感觉枯燥难懂,难以引起学习兴趣。(2)内容较多,涉及的知识面宽。随机信号的分析是全书的基础,模拟调制、数字调制、信源编码和信道编解码、数字基带系统、数字系统的最佳接收等在课程中都非常重要,需要一系列先修课程的支持,学生知识储备不足。(3)教师在讲课中不仅要使同学扎实掌握各个基本知识点,而且要将通信系统的各部分内容有机串联起来,使学生掌握各个知识点和整个通信系统的关系,如何在有限的学时内完成教学任务也是一个难题。总之,本课程教与学的难度都很大[2][3]。
二 课程教学改革的现状、难点及对策
在高等院校中,针对通信原理课程的特点,进行了广泛的课程教学改革,取得了很多优秀成果,如省级、国家级精品课、优秀教学成果奖。目前本课程教学改革的主要优秀成果如下:
(1) 采用综合实验箱。将每箱一个实验的传统实验箱改变为可做多个实验的模块化综合实验箱,提高了性价比,增加了实验项目。
(2) 将仿真软件应用于通信原理实验,丰富实验内容。目前通信系统的仿真主要分为软件仿真和硬件仿真。软件仿真是依据通信原理实现通信系统的虚拟仿真; 主要有MATLAB/Simulink、SystemView等;硬件仿真是从系统的硬件实现的角度仿真实际电路,主要有EWB/Multisim、PSpice、Protel、QuartusⅡ、ADS等[4]。
(3) 采用现代教育手段。采用幻灯片、多媒体课件、网络等现代化教学手段和一些仿真软件等搭建网络通信原理教学平台,共享教学资源,学生能够通过网络进行理论学习并可进行网上仿真实验等,教学内容更加丰富生动,便捷的网络沟通手段和互动的网络平台打破了传统教学模式的时空限制,扩大了学生的自学空间,提供了交互式、开放式、自主式的新学习模式[5]。
从当前教学改革成果来说,综合实验箱、软件仿真实验、建立网络教学系统等丰富的教学形式取得了很好的效果,非常值得学习和借鉴。但也存在下列突出的热点、难点问题:
(1) 综合实验箱仍存在一些不足。没能克服硬件验证性实验固有的动手多、动脑少的缺点;实验数目增加了,但由于通信原理课程内容较多以及硬件的制约,综合实验箱不可能全部覆盖理论教学内容,仍然存在盲区。
(2) 基于MATLAB/Simulink、SystemView等平台提供的通信模块都是封装好的,模块的内部结构看不到,通信原理课程讲授的恰恰是内部的具体实现,是要求学生掌握的主要内容,因此只能进行系统级仿真,不能进行波形级仿真,没能从根本上脱离验证性实验的模式。
(3) 以MATLAB/Simulink、SystemView等为代表的软件仿真是虚拟的、原理级仿真,没有相应的硬件支持,不能硬件实现。以EWB/Multisim、PSpice、ADS等为代表的硬件仿真,从系统的硬件实现角度仿真实际电路。这两类仿真各自独立进行,两者之间缺乏联系和衔接,使学生感觉理论和实际之间有距离。没有既能实现原理级的仿真,又可作为硬件实现的通信平台将理论和实际衔接起来。
(4) 网络课堂的电子资源有待进一步完善。在电子教案中,有些含有Flash制作的动画,帮助学生理解原理,但Flas也只停留在演示结果的层面上,不是真的通信系统。以 MATLAB/Simulink、SystemView等软件仿真只能进行系统级仿真。
为解决上述教学改革中突出的热点、难点问题,在多年的教学中不断摸索积累,结合通信系统构成具有模块化的特点,采用虚拟仪器开发工具LabVIEW开 发了通信原理教学平台。
三 虚拟仪器通信原理教学平台的组成和特点
LabVIEW是图形化编程环境,它的最大优点是直观易学,编程效率高,在开发各种仪器及虚拟电路方面有其独到之处。LabVIEW不仅仅是一种编程语言,更是一种高度交互式的开发环境,用来快速设计原型和进行应用程序的渐进式开发,从测量、 自动化到实时嵌入式系统,再到通用场合。LabVIEW具有对FPGA编程下载的能力,具有数据采集卡驱动程序,所以LabVIEW也是一个硬件设计工具。其计算、分析、显示功能,丰富的信号分析和处理方面的库函数以及软、硬兼备特性非常适合通信系统的设计与分析[6]。
但LabVIEW的商用通信软件包提供的通信模块都是封装好的,内部结构看不到,这一点与MATLAB/Simulink、System View等仿真语言的语句类似。通信原理课程要学习的恰恰是内部的具体实现,要使LabVIEW应用于通信原理教学中必需花大力气自主开发通信软件包。为解决此难题,在我校实验技术基金的支持下进行了教改立项,项目组成员分工合作,结合通信原理的教学,针对各种基本通信系统的各种调制方式和编码方式,编写出了具有自主知识产权的虚拟仪器通信原理教学平台。
平台的硬件系统由计算机、连接外部的端口、数据采集卡、射频卡等构成,在LabVIEW软件控制下可完全模拟和替代传统的仪器。射频前端+A/D+计算机=一台接收机,计算机+ D/ A +射频输出=一台发射机。因此,平台不仅是一个用于教学演示的仿真软件,同时也是硬件实现方式的一种,与传统硬件不同的是采用了 较先进的软件无线电理论,在此平台上,只需改变软件程序,就可以构成不同的通信系统。
平台的软件部分包括:模拟通信系统、数字基带系统、数字频带传输系统、模拟信号的数字传输、数字信号最佳接收系统、信道编码器、信源编码器、码分复用系统,涵盖了通信原理课程的主要内容。每个通信系统的软件部分都由两部分组成:(1)各种调制方式和编解码方式的可供调用的通信模块,给出了模块的内部实现。(2)调用模块构成了基础通信系统和综合通信系统。平台功能完善、内容丰富、形式新颖、模块化设计符合通信系统的方框图特点,将通信系统如动画般展示,使通信系统的设计像搭积木一样有趣,枯涩难懂的通信理论变得形象生动,学生爱学、易学,充分调动学生的学习积极性,提高学生学习兴趣,解决了理论教学难题。
四 虚拟仪器通信原理教学平台程序举例
图1为虚拟仪器通信原理教学平台进入界面。点击“系统概述”和“系统组成” ,可初步了解该系统。点击“系统选择” 进入图1。再点击各个系统,可进入相应系统。点击“STOP”或“返回” 键,返回上一界面。如点击“模拟信号的数字传输” ,进入图2“模拟信号的数字传输”进入界面。在图2中点击“PCM脉冲编码调制” 进入图3“PCM脉冲编码调制” 前面板。在图3中点击“波形选择” 的上下键来选择多种输入信号,可以改变输入信号的频率、振幅等,可观察各种输入信号下的抽样值、映射值、每个映射值对应的PCM编码、信道中的PCM波形、译码输出波形等,会看到译码输出波形随着输入信号的变化而变化,从而验证了系统设计的正确性。
在LabVIEW环境下,可在前面板的标题栏中选“窗口--显示程序框图” 进入后面板,后面板为LabVIEW的框图化程序,前、后面板中的输入、输出控件是一一对应的,在后面板中可以看到前面板的功能是如何具体编程实现的。
图4为“PCM脉冲编码调制” 后面板,可清楚地展示PCM系统的详细工作过程:发送端抽样、映射、编码后送入信道,接收端反映射、PCM译码、恢复原信号。其中“映射”、“PCM编码” 等是作者编写的模块化子程序,双击程序模块,可进入子程序的前、后面板,如“PCM编码” 模块 ,是一个包含若干子程序的逐次比较(类似砝码称重物)编码程序,如图5“PCM编码子程序” 后面板所示,PCM编码中极性码、段落码、段内码的复杂编码过程被清晰地展现。
五 结束语
虚拟仪器通信原理教学平台涵盖了通信原理课程的主要内容,提供了可供调用的通信模块,既给出了模块的内部实现,又调用这些模块构成了各种基础通信系统和综合通信系统,该平台具有的特点如下:
(1) 平台形式新颖,模块化设计符合通信系统的方框图特点,非常适合通信原理课程的教学,将通信系统如动画般展示,使通信系统的设计像搭积木一样有趣,枯涩难懂的理论变得形象生动,学生爱学、易学,充分调动学生的学习积极性,提高学生学习兴趣,解决了理论教学难题。
(2) 平台功能完善,内容丰富,平台涵盖通信原理课程的全部主要内容,实现了课程教学内容的无盲区全方位覆盖,弥补实验箱覆盖面有限的不足。
(3) 平台通过系统运行结果及每一步具体实现过程的详尽解析,使学生真正学懂理论,改变了验证性实验中学生动手多,动脑少,只知其然,不知其所以然的被动局面,弥补了实验箱等验证性实验的不足。
(4) 平台能实现通信系统的波形级及系统级仿真,而且生动形象、寓教于乐,嵌入到网络课堂上,网络课堂内容更加完善,使交互、开放、自主的网络学习模式发挥更大的作用。
(5) 本通信平台,不仅仅是一个用于教学演示的仿真软件,同时也是软件无线电方式的一种硬件实现,在此
平台上,只需改变软件程序,就可以构成不同的通信系统,实现了原理级的软件仿真与硬件实现的衔接,缩小了理论和实际之间的距离。
(6) 平台中设计了可供调用的模块化通信软件包,为基础实验、课程设计、毕业设计各实践教学环节提供了新的平台和手段。
总之,虚拟仪器通信原理教学平台的创立为高校通信原理课程的教学提供了新的途径,为课程的理论教学、实验、课程设计、毕业设计和科研提供支持,具有广泛的应用前景。平台的软件部分在辽宁省第九届教育软件大赛高等教育本科组的壹百多名获奖者中名列第一。配套著作《通信系统仿真设计及应用》详细介绍了平台的全部内容,将由电子工业出版社近期出版发行。平台的演示版可由辽宁教育网优秀教育软件展免费下载,希望能对相关教师和学生有所帮助。
参考文献
[1] 宋铁成.“通信原理” 课程的教学实践[J].电气电子教学学报, 2003,25(5):95-97.
[2] 张士兵,章国安.“通信原理” 课程教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2006,28(4):10-13.
[3] 陈文鑫,陈伟东.“通信原理” 课程多方位教学改革与实践[J].宁波工程学院学报,2007,19(4):88-90.
[4] 朱家富.电子信息课程教学中的虚拟技术[J].重庆文理学院学报(自然科学版),2008,27(3):88-90.
[5] 张慧,初婧.通信课程教学中的EDA技术[J].山东电大学报,2006,3(2):16-17.
[6] 武一,杨瑞霞.基于LabVIEW实现数字电路的仿真[J].微计算机信息(测控自动化),2007,23(4-1):259-261.
The Design and Exploitation of Teaching Flat for Principles of Communications Taking Use of Virtual Instruments
LI Huan1REN Bo2
(1. School of Information Science and Engineering, Shenyang LiGong University, Shenyang,Liaoning,110168,China;2.School of Equipment Engineering,Shenyang LiGong University, Shenyang,Liaoning,110168,China)
【关键字】城市,无线网络,建设策略,分析
中图分类号:TN711 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
根据有关部门的调查和统计结果,我们可以知道,目前世界上大约有六百个城市已经开始或者计划建设无线城市网络,从而满足人们的宽带公共接入、公共安全和公共服务的需要。现在无线城市网络建设开始在中国内地兴起,并已经成为了一种趋势,而且中国的无线城市网络建设方案中提到了北京、上海等大城市,同时青岛等一些城市已经开始了无线城市网络建设的试点工作。现在在全国范围内已经掀起了无线城市网络建设的运动,各个大小城市都在进行这方面的建设或者是论证工作。我们可以发现,中国的无线城市网络建设并不是由电信部门主导的,而是由政府发起的。原因是目前的无线城市网络建设并没有一个比较清晰的盈利模式,很多的电信运营商就望而却步了。因此,本文主要是从无线城市网络的特点出发,提出建设无线城市网络的策略。
二.无线网络城市的特点分析
无线城市网络具有其自己的特点,这个特点主要是在与有线宽带对比的得出的,大体可以将其特点概括为:各个城市的无线网络建设,从其城市的基本经济结构、区域布局,以及各个城市的无线网络建设的策略出发,将城市的无线网络建设成为一个,任何人、任何的事物、在任何的时间和地点都可以毫无阻碍的连接通信,实现较高水平的信息化社会。当然我们可以将其具体分为以下几点:
1.网络随处都有
包括高速的宽带网络、高覆盖的移动网络、传感器网络以及3I/3C融合网络等,这些网络必须要在城市的每一个角落都可以连接到。
2.无线网络的服务无处不在
也就是说无线网络的必须是全方位的,具体的服务包括人性化电子政务、智能化增值服务、多类型信息内容服务等。
三.无线网络城市的应用
网络主要是用来应用的,无线网络也是如此这样。许多的电信运营商都将应用摆在一个非常重要的位置,无线网络的应用也是无线城市网络建设的重点。当今的无线城市网络的应用范围很广,但是主要总结起来,包括以下三个方面的应用。
1.政府方面的应用
无线城市网络在政府方面的应用主要包括以下三个方面:
(一)应用于公共服务,即应用于公共图书馆无线网络接入以及资料搜索、还有实时的道路交通的影像信息,也就是我们说的电子眼。
(二)应用于公共安全,即无线网络应用于公共场所的监控。对于紧急事件的无线通信以及对于警务的实时查询等。
(三)应用于教育服务领域,通过无线城市网络就可以容易的进行远程教育、远程视频讲座及进行远程的学习交流直播。
(四)应用于电子政务领域,无线城市网络可以有效的帮助政府进行现场办公,进行有关资料表格的实时无线下载。
2.企业方面的应用
(一)应用于企业的零售、物流领域,无线城市网络可以帮助企业现场为客户服务,现场查询货单,现场进行库存管理。
(二)应用于制造业领域,无线城市网络可以对制造企业的厂房进行实时监控,对设备进行实时的维护,以及对工厂进行有效的实时在线管理。
(三)应用于金融保险业领域,无线城市网络可以实时进行报单的提交,实时进行金融查询和交易。
3.个人方面的应用
(一)可以即时通信,无线城市网络可以方便人们进行上网,进行QQ、MSN等通信软件的即时接入,方便人们的通信。
(二)方便人们商务办公,无线城市网络可以帮助人们进行无线的网络办公,这样就可以随时随地洽谈生意,随时进行股票交易等。
(三)方便人们获取资讯,无线城市网络可以使人们随时了解新闻,随时关注时事,进行资料搜索,随时随地掌握最新资讯。
(四)方便人们休闲娱乐,人们可以利用无线城市网络看视频,打游戏,网络聊天等。
四.无线城市网络的建设策略分析
一直以来,无线城市都被定义为是利用WiFi、WiMAX等宽带无线接入技术,建设覆盖整个城市或城市主要地区的宽带接入网。众所周知,自2004年以来,就一直延续这个模式在进行无线城市的建设,结果可想而知,一败涂地。
WiFi,本来就是局部热点覆盖的技术。WiMAX也只是广域覆盖的技术,都不是全程全网的技术。WiFi相对而言.发展较好,现在基本每台笔记本都内置WiFi。大部分智能手机也有WiFi的功能。WiFi上网非常方便,但是WiFi的维护困难,没有集中的网管,而且由于覆盖范围的问题,经常放在一些公共的设施,如道路电线杆、书包亭上。坏了,不知道;搬动了,也不知道,没法管理。而且供电也是问题。WiMAX虽是广域覆盖的技术,但是产业发展成为瓶颈,曾经刮起一片热潮。
此外,澳大利亚也放弃全国原有的WiMAX建设导致整个WiMAX阵营基本全军覆没。没有订单,就意味着没有前景。所以单一采用WiFi、WiMAX技术建设出的“无线城市”经无数实例证明是错误的,这个模式下建设的无线城市无成功案例可寻。综合考察无线城市的需求、特点,无线城市的建网方案如下:
1. WiFi热点接入
无线城市发展的第一步是要满足热点区域的覆盖,如街道办事处、医院、学校、政府办事处、机场、会展、酒店、连锁餐饮、写字楼、学校、商场、图书馆,楼宇等,这与WiFi技术的特点相契合。即固定区域高速覆盖。
2.移动网广覆盖
在无线城市发展的中后期。从挖掘市场潜力以及保证用户使用粘性的角度来看,无线城市必须提供全程全网的覆盖及业务,来满足用户的需求。就中国电信而言,CDMA本身就是为个人客户而设计的,可无缝切换漫游。同时技术成熟、产业完善、聚合各大运营商强大的技术支撑团队,可有力地挖掘和提升移动网络的使用发展空间,如终端的定制、设备的规格制定及组织研发等。
下面以中国电信的移动网络为例,从网络覆盖的角度说明WiFi与移动网如何共同覆盖的组网,以及他们之间的关系。WiFi区域热点覆盖。CDMA2000 1X全网无缝覆盖。CDMA2000 1X EV―DO Rev.A部分热点区域广覆盖。当然目前来看。在大城市所建设的无线城市中,CDMA2000 1XEV―DO Rev.A也是全覆盖的网络。具体如下图所示。
图一 WiFi与移动网共同组网示意图
3.移动网+WiFi的融合
中国电信在获取C网业务经营牌照后,成为全业务运营商,将综合WLAN的局部热点优势和C网掌上宽带的覆盖优势。做好两者的融合,拓展多元化接入手段,实现无线信号城市全方位立体覆盖,为客户提供随时随地的无线互联网接入服务。对于中国移动和中国联通,也推荐采用移动网络加WiFi的方式,充分发挥各自的优势。以避免出现单一WiFi或WiMAX建设无线城市的误区。
五.结束语
无线城市网络建设是现代城市发展的新要求,对于城市的发展具有重要的作用。无线网络城市在中国的建设,必将对中国的城市发展产生巨大的影响。
参考文献:
[1]周国豪 无线城市建设策略与WLAN网络规划部署方法研究 [学位论文]2010 - 北京邮电大学:电子与通信工程
[2]潘毅明 陈文 沈世锦 无线城市的覆盖策略研究 (被引用 5 次) [期刊论文] 《电信科学》 ISTIC PKU -2008年5期
[3]高颖 面向共用信息平台的交通信息系统关键技术及应用研究 [学位论文]2004 - 吉林大学:交通信息工程及控制
[4]黄沛江 王斌 温庆华 TD-LTE无线规划建设策略初探 [会议论文] 2011 - 2011 TD-LTE 网络创新研讨会
[5]陈佳阳 以合作方式共建运营商WLAN网络的方案及运营模式探讨 [期刊论文] 《移动通信》 ISTIC -2012年7期
关键词:计算机技术;通信;应用
1.计算机技术在通信中应用的发展前景
计算机技术在通信领域具有可观的发展前景,随着科技的不断进步,计算机的内设配置也在不断升级,这大大加快了计算机技术的发展。通信领域技术的本质变化,已经越来越离不开计算机技术,计算机技术可以将通信领域推上快速发展的道路上。光纤通用设备的容量升级和多媒体的映射升级,就是依靠计算机技术的信息全面化,新时代的通信设备可以快速传播声音和图像,传递的部分数控信息更具有灵活性。总体来说,计算机技术在通信领域中具有可观的发展前景,计算机技术与通信领域之间的高效结合,也必将成新时代的发展主流。
2.计算机通信的基本特点
2.1快速数据传输
计算机技术比较符合多媒体通信,其中二值信号可以快速将音频、视频、图像元素、数据分析和文像转化进行再处理,再现往日的数据库存。计算机技术可以快速的将数据进行在线传输,缩小时间的浪费,监控并管理数据的真实性。计算机还可以快速模拟信息传达方式,传达数据效率是之前的数倍,数字传输的方式较为简单,时间较短。因为运用的是全方位虚拟传送,所以计算机技术的速度较快,现代通信广泛应用计算机技术进行辅助传输。
2.2呼叫时间较为短促
计算机通信的呼叫次数较为均匀,多为短促加急音,表达事情紧急的不同程度,通信时间较短可以节省大量的时间,长时间控制在一定时间内,便不会发生重大纠错现象。计算机控制通信设备,发出的信号多为紧张短促的信号报告音,不同时间的提示音代表不同的含义,其中时间最长不会超过10秒,同时计算机通信可以大幅度降低外界对其的干扰。计算机通信大部分是通过二进制的计算方式进行数据处理,这样不仅增加数据的精准性,还节省工作时间,同时会适当的清除不可利用的声音。利用计算机技术的通信设备可以加设密码处理,随意转换码型,增加文件声音的保密性。
3.计算机技术在通信中的应用
3.1计算机技术应用于计费系统
计算机技术广泛应用于通信领域的计费系统,通信领域交换技术的不断发展,消费者对交换机的要求越来越高,相关领域也在不断对交换机的系统进行升级更新。逐渐交换系统中出现了计价功能,协助此功能快速发展的正是计算机技术,计算机最初只是表面协助,随后发展到全程参与。计算机应用于计费系统存在很多优势,举一个简单的例子,计费系统涉及范围较广,其中对数据的处理较为复杂,计算机利用其独特的系统可以快速整理计费数据。任何一家企业的前台配置是与房间管理系统相联合的,只要将系统输入计算机中就可以对企业进行远程控制,并起到监督管理的作用。计费系统设计大量的资金限制,拥有独特的数据系统管理,企业自身根据专营的产品特点不同,设置不同的计费系统,采用不同的计算机计费方式。总体来说,计算机技术应用于企业的计费系统,为企业通信领域带来了许多的便捷,推动了企业的全面快速发展。
3.2计算机技术应用于信息管理系统
计算机通信软件在不断地向前发展,随着事业单位的需求增加,信息管理系统的样式可谓是花样百出,同时也突出了计算技术对通信领域的重要性。这不仅充分利用了计算机的价值,还推动了通信领域的快速发展,提高了企业信息管理部门的工作效率。在有关部门的认真钻研下,各大企业大量引进计算机信息管理技术,通过远程控制自动化的理念整合内部信息资源。通过将计算机技术应用于信息管理系统,提高企业资源整合部门的工作效率,缩短繁冗的工作周期,推动了现代化通信技术的发展。
3.3应用于数据化管理
计算机技术可以应用于系统自动化管理,通过固定的系统设置,需求者可以自主进行数据查询,随着通信技术领域的不断发展,此管理应用在通信领域较为常见。号码查询、漫游聊天记录和系统密码的查询,都可以利用计算机技术进行查询,计算机系统的自动查询法较为简便,可以在短时间内查询到所需求的信息。计算机使用者可以简单对数据进行规划,然后上传到数据化管理系统,进行筛查和有效管理,总而言之,计算机技术应用于数据化管理,推动了通信领域的快速发展。
4.结语
随着信息技术的快速发展,计算机通信受到了广泛的应用,信息全球化逐渐席卷全球,计算机通信作为当代的通信基础,肩负着未来通信发展的重要责任。计算机技术是未来发展的重要信息技术,可以推动计算机通信未来的发展,实现信息之间有效共享,推动创建高效的信息交换环境。明确未来的信息发展方向,推动网络技术的快速发展,加快光纤传输技术在通信方面的发展。
作者:杨天潼 单位:长沙市雅礼中学
参考文献:
[1]林生.计算机通信网络原理[M]西安电子科技大学,2000
【关键词】信息技术;应用;发展趋势
前言
信息技术是社会发展、科技发展下的产物,其自问世以来即得到了广泛关注,应用范围也在持续拓展。信息技术属于通信技术的一种,其主要依赖于计算机技术来开展工作,将信息传输、信息处理功能集于一身,根据对目前信息技术的应用现状,以及我国未来科技的发展方向,对信息技术的未来发展趋势也做出了假想。
一、信息技术的应用
信息技术在我国的应用范围十分广泛,其并未仅仅局限于一个领域,如在我国教育事业的发展方面,很多新型教育模式均需要借助信息技术才能够应用,图书馆的管理也实现了信息化管理;另外,我国物流业近年来成为了热门行业,为了促进物流业的飞速发展,也将信息技术应用到了该方面,又或者是通讯技术的开发和完善,信息技术在此方面也是不可或缺的一部分。总之,当今设计几乎各个行业中均能够应用到信息技术,对其进行分析与研究也是十分重要的[1]。
二、信息技术未来的发展趋势
2.1未来信息技术的核心技术是光电子技术
如今已经进入了信息时代,这与信息技术的飞速发展有着密切关系,同时此种时代特征也利于信息技术的进一步发展,事实上,当信息技术发展到一定程度后,其势必会出现新的发展方向。根据目前的情况可知,今后电子学以及光电子均是重要的发展趋势。所谓光子,其主要指的是一种传输载体,然而其并非孤立状态,而是能够以信息和能量为平台,并衍生出信息光子学和能量光子学。此两项技术若能够得以应用,势必能够很好的解决目前信息技术中所暴露出的弊端,并将市场需求作为主导向,充分推动我国的信息产业发展。目前来看此种发展趋势前景一片大好,得以实现后将会影响到社会生活的方方面面[2]。
2.2微电子技术向系统集成方向发展
在信息技术中,集成电路制造技术是十分重要的组成部分,甚至可以说使其促进了信息技术的革新,使其能够逐渐走向小型化和微型化。微电子技术经过多年发展,历经了多种形式,如大规模、超大规模以及特大规模,而如今也已经进入了极大规模状态。集成电路制造方面的发展情况如何已经能够直接影响到信息技术的发展,两者可以起到互相促进的作用,而其中所存在的共同点是,两者均正朝着微电子技术的方向而发展,一旦可以实现此目标,人们的生活、工作以及出行等方面也会变得越来越方便快捷。
2.3计算机技术向多媒体、智能化方向发展
信息技术与计算机技术分属同根,而智能化发展是当今社会发展的主要趋势,因此智能化也成为了信息技术的发展方向。如今已经进入了大数据时代,在此时代背景下,各行各业的发展过程中均会产生大量的数据和信息,对其进行处理势必要应用到更为先进的技术。另外,信息技术也在渐渐朝着实用化方向发展,该技术融合了多种技术的优势,如计算机、家电以及通信等,逐渐形成了数字与图像技术相互交融的时代,根据此发展趋势,今后电脑也会呈现出更多形态,以及更加具有人性化特征[3]。
2.4趋于数字化
信息技术的应用中已经充分体现了数字化信息技术带给人类的变化,如在视频、音频、多媒体技术等方面,均有了以往所没有的优势,甚至直到今天,数字化技术依然在社会发展中占据重要地位。数字化技术的作用有很多,具体如下:一,促进视频、音频和计算机技术之间的相互结合;二,实现了音频、视频以及音响技术的微型数字化融合;三,多声道环绕声的实现。通过此些变化也可以看出数字化依然是信息技术的发展方向之一。
三、总结
综上所述,研究关于通信技术应用及未来发展趋势方面的内容具有十分重要的意义,其不仅关系到我国通信技术的发展与应用,也关系到我国经济发展、社会发展等诸多方面。近年来,我国为了促进信息技术的发展,也在不断加大资金、技术以及人才方面的支持,且小有成就,但在发展过程中也会遇到很多挑战,需要不断的创新和突破,最终才能够取得更为可期的成果。
参考文献
[1]龚成.论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J].网络安全技术与应用,2014,08:197-198.
[2]王彤.3G技术在通信中的应用及未来发展趋势探析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2012,04:316-317.
关键词: 物联网 人才培养模式 创新
一、研究背景
物联网的概念最早由美国麻省理工学院的Kevin Ash-ton教授在1991年首次提出,1999年美国麻省理工学院建立“自动识别中心”,提出“万物皆可通过网络互联”,阐明物联网的基本含义。2005年国际电信联盟(ITU)对物联网做了如下定义:通过二维码识读设备、射频识别(RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。随着物联网技术的不断发展和应用创新的突破,物联网的概念在变化与发展。
2009年,提出“感知中国”,物联网在我国获得了前所未有的重视,物联网被列入我国战略性新兴产业之一。2011年11月28日,工业和信息化部印发《物联网“十二五”发展规划》,巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。2009年7月,北京理工大学、北京科技大学、哈尔滨工业大学等30所高校成为首批获准开设物联网工程专业的高校,部分高校于2011年首次招生。2012年2月,教育部下发通知,批准北京交通大学、西安电子科技大学、暨南大学等80所高校开设物联网工程专业,部分高校已开始招生。至此,我国已有100多所高校设置了物联网专业。物联网专业是教育部允许高校增设新专业后,高校申请最多的学校,这说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。
工业和信息化部印发的《物联网“十二五”发展规划》中指出:物联网是我国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。规划中多处提到创新,创新是物联网发展的驱动。物联网自身孕育了重大科技创新,而且催生新的产业科技创新,这必然要求物联网专业培养出来的合格学生具备较强的创新精神和创新能力。
二、创新型物联网工程专业人才培养方案
南京邮电大学物联网学院于2009年9月成立,2010年获批开设物联网工程专业,2011年9月首次招收物联网工程专业本科生。
作为一个处于摸索阶段的新兴专业,各所院校都结合自身特色制订了物联网专业人才培养方案。物联网学院也为物联网工程专业制定了初步的培养方案。
1.培养目标。
南京邮电大学物联网工程专业培养适应国家战略性新兴产业发展需要,德智体美全面发展,基础扎实,知识面宽,实践能力强,具有较高的思想道德,良好的科学文化素质、敬业精神、社会责任感与创新意识,掌握物联网基础理论知识和专业技术方法,在电子信息领域从事物联网应用系统开发的专业技术人才。
2.培养规格。
(1)专业能力
具有从事信息网络领域内工程开发和设计所需要的数学、物理等自然科学的基础知识,可以应用数学、物理等理论解决工程中遇到的实际问题的能力;系统地掌握计算机科学与技术领域的基本理论和基础知识,掌握计算机软硬件系统的分析与设计基本方法,具有集成和应用通信系统的能力,并将所学的基本理论、基础知识、基本技能和方法应用于实践;接受科学思维与科学实验方面的训练,具有综合相关理论、知识与方法进行物联网应用系统开发的能力。
(2)综合素质
要求具备良好的职业道德素养、具有良好的生活理念及进行个人职业规划的能力,善于与他人合作,具有良好的书面和口头表达能力,以及基本的与人交流的能力;掌握一定的工程管理、社会学、情报交流、环境等人文知识,具备工程应用开发中所需的管理能力,具有一定的创新思维能力和对新知识、新技术的敏锐性;熟练掌握一门外语,具有听、说、译、写的能力,能较熟练地阅读外文专业文献;掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科技论文写作能力;具备健全的心理和健康的体魄,具有一定的美育素养,能够履行建设祖国的神圣义务。
(3)专业知识体系构架
物联网工程专业课程分为通识教育、专业教育、实践教育和创新拓展(自主学习)四大类模块。
按照全面素质教育的理念,通识教育类模块主要由公共基础课程、自然科学基础课程、综合素质课程组成,着眼于增加学生知识的广度与深度,使学生兼备人文素养与科学素养。
专业教育类课程体系分成三个层次:第一层次专业课程包括:高级语言程序设计、面向对象程序设计及C++、数字电路与逻辑设计、概率统计与随机过程、数据结构与算法、物联网架构和技术、电工电子技术基础和电工电子技术实验;第二层次专业课程包括:微型计算机接口技术、计算机网络、操作系统原理、数据库系统原理、嵌入式系统原理与应用、软件工程(双语)、通信原理和计算机组成原理等;第三层按物联网体系划分,物联网感知和网络层课程包括物联网感知技术及其应用、IP网络技术与应用(双语)、无线传感器网络、物联网安全技术。数据管理分析及应用层包括:云计算、数据挖掘、信息融合技术基础、Web技术等课程。
实践教育模块包括通识教育实践、工程训练、专业课程实践、校外实践、毕业设计(论文)等。在培养过程中,特别强调通过加强实践环节提高学生的动手能力和创新意识。实践教学体系包括软件开发能力培养、硬件基本能力培养和软硬件协同设计能力培养。软件开发能力培养的实践课程包括:程序设计语言、数据结构与算法、操作系统原理、数据库系统原理、软件工程等课内实验及程序设计(上机)、算法与数据结构课程设计、云计算课内实验。硬件基本能力培养的实践课程包括:数字电路与逻辑设计课内实验、电工电子基础实验、计算机组成原理课内实验、微型计算机原理与接口技术课内实验和电子电路课程设计。软硬件协同设计能力培养的实践课程包括:物联网基础实验、嵌入式系统原理与应用、物联网感知技术及其应用、无线传感器网络(双语)等课程课内实验和两门专业课程设计。专业课程设计I可在嵌入式系统原理与应用、数据库系统原理、物联网感知技术及其应用中选择;专业课程设计II在无线传感器网络、软件工程、通信软件设计基础上选择。
创新拓展模块是体现以学生为本的教育观念、实现共性培养平台上发挥个性化、挖掘学生潜力和特长,培养高素质人才的重要环节。创新拓展模块要求各专业学生通过各类竞赛、科技成果与授权专利、科技创新活动(STITP、开放实验等)、、证书认证、创新研修课程等。
三、创新型物联网工程人才培养策略
在不断修订完善专业人才培养方案的同时,南京邮电大学也在不断创新举措以适应物联网产业的发展及创新型人才的培养需求。
1.不断优化课程设置,动态更新课程。
创新能力来源于宽厚的基础知识和良好的基本素质,加强学生专业基础教育的内涵更新和外延拓展及构建合理的课程体系非常重要。一方面,优化课程结构,按照“少而精”的原则设置必修课,确保学生具备较为扎实的基础知识。另一方面,增加选修课比重,后期可以动态地更新和优化教学内容,使学生有机会接触各学科发展前沿,了解科技发展的趋势,掌握未来变化的规律。突出系统观教育理念,以“强化基础、注重实践、彰显特色”为原则,打破与相关专业课程间的壁垒,加强课程与课程体系间在逻辑和结构上的联系与综合,在课程教学大纲、实验大纲、教学课件、教材建设、题库建设等方面进行全方位的更新,逐步形成特色鲜明的专业课程群。允许并鼓励学生在修满规定的核心课程的基础上,选修自己感兴趣的课程,给予学生较大的自主选择空间。根据物联网行业的最新发展形势,不断更新公共平台课程并增设应用型课程。
2.完善实验实践教学模式,探索开放式实验教学体系。
充分利用实验实践教学平台,不断完善基础实践教学、专业实践教学、综合实践教学三层次有机结合并辅之以各类课外实践活动的实践教学体系。创新实践教学管理,加强实习基地建设,加大实践教学投入力度,改善实践教学条件,充分调动教师开展实践教学的积极性,着力推进实践教学内容、方法与模式的改革,提高学生的创新实践能力。改革和完善实验课程成绩的科学评价体系,改革实验室管理运行机制,探索开放实验室的管理方式和体制,完善实验仪器设备、实验经费和实验耗材的实验室管理体制。
积极拓宽实践教学渠道,通过深化校企合作,加强实训实习基地建设,使学生实训实习形式多样化,在实习基地保证有固定的老师指导学生实习,聘请实习单位经验丰富的工程师为学生作现身说法,现场讲授、现场演示。与校外企业建立合作关系,培养“双师型”教师,开展产学研用一体化的教学形式。
3.改革和完善评价体系,建立完善的创新激励机制。
评价是教育管理中实施控制的特殊手段,是教育管理的重要环节。传统培养体系不利于培养创新人才的弊病反映在评价体系上采用简单划一的方式,未能反映出学生的真实全面的水平和能力。对学生的评价不仅要重视知识的全面性考查,更要重视能力(尤其是创新能力)的考查。考试方式多样化,考试时间自主化,或采用非考评学,通过写专题报告、撰写学术论文、参与科研项目等多种形式评学。同时建立对学生的创新意识、创新能力、创新成果积极的激励机制。
4.推进教学方法改革,加强个性化教学指导方式。
加强个性化教学方式,强调启发式与互动式、面向问题求解的教学方式;实施探究式、研究性教学,鼓励学生的个性化发展,建立个性化的奖励机制:通过课程大作业、课程设计等方式,为学生提供内容丰富的综合设计题目,使学生可以根据自己的兴趣和爱好选择题目进行学习。
5.打造物联网典型示范应用项目,构建多维创新教学平台。
打造物联网典型示范应用项目,加深学生对物联网的理解感知。从科研和竞赛等方面展开物联网技术相关导向的教学实践,在专业创新训练中继续实施“导师制”,引导学生在教师指导下进行科研训练;鼓励学生参加教师的科研课题,与教师合作进行科学研究。发挥科研项目尤其是STITP项目的人才培养作用,在项目设计与项目管理中采取措施,积极鼓励和支持大学生参与科技创新,为学生提供多维创新教学平台是对理论课程教学体系的扩展延伸,有利于激发学生的创新意识与学习热情。
6.深化与物联网科技园合作,协同创新发展。
与物联网科技园紧密合作,充分利用南京邮电大学物联网科技园大学生创新苗圃项目,一方面可以与园内企业进行项目对接合作,另一方面加强对学生园内自主创业的支持。鼓励更多学生参加3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛等相关学科竞赛,培养学生的工程化意识、创新意识、团队合作精神和团队领导能力,充分利用我校物联网技术与应用协同创新中心相关优势。
随着物联网研究的不断深入,社会对物联网专业技术人才的需求也会出现变化,因此物联网专业的人才培养模式也是动态发展的过程。只有不断探索培养高素质创新型人才的途径和方法,不断更新改革物联网专业的教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制,才能为国家为地方输送物联网产业发展所需的高素质创新型人才。
参考文献:
[1]薛建彬,马维俊,等.基于创新的物联网人才培养模式[J].计算机教育,2011,11(21):26-28.
[2]徐小龙,鲁蔚锋,杨庚.物联网专业人才培养策略研究[J].南京邮电大学学报(社会科学版),2012,3(1):119-124.
[3]李娅娜,王东升.创新型人才培养模式研究[J].山东社会科学,2010(4):176-176.
一、关于中国IM市场和腾讯的国内外研究现状和研究成果
西安邮电学院的任艳玲在文献中指出从1999年2月至今,我国IM市场发展迅猛,从最初的一种产品发展到几十种甚至上百种产品;从最初只能传输简单的文本消息的互联网聊天工具,演变为现在可以传输文本、语音、视频等多种格式信息、跨越互联网和传统电信网的综合信息交流平台。随着移动互联网的发展,互联网即时通信也在向移动化扩张,移动运营商的进入使得IM市场的竞争更加激烈,并使IM市场的竞争格局发生了显著变化。目前我国IM市场上的产品主要有:QQ、MSN、飞信、阿里旺旺、UC、Skype、popo、Yahoo通等等。市场份额靠前的几种IM分别有着各自鲜明的特色,IM作为高用户粘性的服务,后来者要想在竞争激烈的市场立足,必须通过差异化定位,来实现对于细分市场人群的争夺。另外,技术融合和创新成为产业发展的重要趋势,IM客户端整合了越来越多的服务内容,对于语音、视频、协同、会议和移动应用的强劲需求对厂商的技术能力进一步提出了挑战。
上述观点在说明中国IM市场的竞争激烈后,提出了自己对于IM市场竞争上位的对策:争夺细分市场人群,走差异化定位路线。一下的几个观点讨论了腾讯针对于IM市场机型的差异化营销。
孙光海、陈立生则是从采用博弈论、信息论、传播学理论等作为分析工具总结出腾讯的营销策略:统一更换新标识,用以全面体现腾讯网的品牌内涵和经营理念。腾讯网不再局限于时尚、休闲领域,叩开了通才型网站——综合类门户网站的大门。腾讯的“海量模式”--通过即时通信软件对所有注册用户弹出广告来获取收益,并以此与品牌门户网站竞争。当广大网民对弹出广告十分厌恶,改为弹出新闻,被称为“迷你”的弹出小网页每天精选一些重要新闻和娱乐休闲内容,反而受到用户青睐,稳坐门户网站访问量头把交椅。
上述观点从传媒博弈方面来讲腾讯的创新。腾讯以一个“小企鹅”憨厚的形象出现在人们视线中,为自己的品牌标准化之后,腾讯的市场定位更加明确,目标群体不再单单是年轻人,腾讯需要扩张,走全民化道路,建立自己的门户网站。腾讯以即时通信作为信息传播的载体来获取广告收益,增加门户网的点击率,后期又借助这种方式做窗口广告,在传播角度这是非常成功的作法。但是会模仿的不是只有腾讯。比如奥运会期间,搜狐等门户网站也做出窗口新闻,腾讯的“迷你网页”不再是一个独特的闪光点。面对这样的快速复制的年代,即使在登陆腾讯的即时通信遍弹出窗口新闻以增加访问量,很显然更多人更愿意到一些老品牌的门户网站去获取新闻,这样就涉及到腾讯是否能够将门户网做的更新颖更广泛更专业。
哈尔滨工程大学的李平从战略理念、知识发现、知识聚集、知识创造、知识运用、信息技术平台和文化管理等方面分析了腾讯公司创新导向的知识和谐管理的基本模式。他是从创新导向的知识和谐管理来说的。他认为。腾讯公司的创新战略经历了“模仿、引进、学习、创新”的过程,走过了“学习型创新、整合创新和战略创新”三个阶段,不仅是在产品层面,在创新机制的建立上也模仿google和微软,塑造公司的创新能力,构筑腾讯公司的竞争优势,创造腾讯公司的商业价值,搭建腾讯公司的发展平台,营造腾讯公司的创新氛围。
上述观点从知识和谐管理的角度说了一些关于腾讯有别于一些企业的战略。腾讯QQ本身就是一个巨大的模仿品。但是如果只模仿也不能使腾讯做到如此成功。马化腾从发现ICQ,到发现ICQ的不足,需要适合中国人用的中文版ICQ,腾讯QQ就产生了。腾讯在电子商务、无线增值、互联网业务的模仿是大家都知道的,但是其创新更被大家说认同。上述观点说了很多知识变化的过程,其实从一定程度上说这是一个知识重构过程。马化腾将别的东西拿过来运用的时候对知识的打碎糅合,并加上自己的元素。李平在文章认为这是一种“无为”管理,是一种和谐知识管理。我认为这并不是一种完全意义上面的“无为”管理。首先腾讯在发展上面是很有战略的:在模仿中学习更新,所以其对知识的管理不能成为是“无为”的,只能说是在“和谐”表面下的具有战略步骤的知识管理。腾讯在创新过程中不拘一格,不能说明是完全的意义上的“和谐”,因为腾讯的创新本来就是突破传统方式,这样来说是一个知识的上升。
二、关于IM和腾讯的进展情况和发展趋势
《市场透析》的刘丹则通过研究指出2008中国企业即时通讯市场发展特点:(1)市场处于导入期:大厂商都保持观望的态度,而小厂商却无法支撑起整个市场的发展,中游厂商表现较活跃,成为维持市场增长的中流砥柱。从市场的长期发展看,中国企业即时通讯市场的近两年的年均增幅接近20%,仍然属于快速发展时期,企业即时通讯市场的活跃度将随着金融危机影响的减弱而逐渐增加;(2)2008年金融危机将促进市场竞争格局的形成:只要能在市场中保留自己的份额,以后一旦经济恢复,生存下来的企业就可以占据市场中的一席之地,而被淘汰的部分企业将无缘该市场;(3)高效、稳定、安全成为企业服务的重点:企业即时通讯产品需要提供的不是一个简单的软件产品,而是一个涵盖各种通讯手段的交流平台,唯有如此才能真正节约企业成本,提供工作效率。
关于IM未来发展趋势他认为:(1)信息化建设的加速将促进企业即时通讯市场发展;(2)统一通信成为发展趋势;(3)渠道萎缩,合作伙伴加强。
DCCI互联网数据中心则做出如下预测:趋向1:即时通讯平台提供的服务更加多元化,用户的在线生活圈逐渐形成:包括QQ在内的即时通讯工具不断增加新的增值应用服务,如新闻资讯、博客、邮箱、音乐、网络游戏、C2C等,为即时通讯用户提供了众多的娱乐和资讯服务选择,在增加盈利的同时,不断强化用户粘性。即时通讯仅仅是整个平台的最基本的服务,新的应用和服务将继续增加进来,用户的在线生活圈逐渐形成;趋向2:用户逐渐显示出细分特性,即时通讯定位的差异化发展趋向显著;趋向3:垂直类即时通讯市场发展迅速,综合类即时通讯与垂直类即时通讯格局即将形成;趋向4:即时通讯厂商战略布局进一步优化,互联网增值业务与营销平台成为战略重点;趋向5:企业IM有望走出市场培育期,未来重点在提高企业用户的认知度和接受度:企业即时通信市场尚在开发期,国内企业对企业IM认知度和接受度正在提高,竞争格局尚未形成,未来的重点在于培育和抢占市场;趋向6:互联网即时通讯提供商介入无线即时通讯市场,合作大于竞争将成趋势。
任艳玲对于中国即时通讯定位差异化趋势也颇有见解,她认为行业五力(行业内竞争力、潜在的新加入竞争力、替代产品的竞争力、购买者的讨价还价能力、供应商)竞争决定定位差异化趋势:(一)行业内差异化程度小,竞争激烈要进行有效的竞争,获取稳固的竞争优势,只有通过成本领先、别具一格和集中一点战略。因目前IM服务基本免费,所以成本领先战略不适用,别具一格和集中一点战略归根结底还是差异化的战略;(二)低进入门槛,要求高的竞争力(三)替代产品的竞争,要求发展特殊的即时通讯产品;(四)特别的买方议价能力,要求差异化的产品定位:在IM市场上,由于服务的免费提供,使得买方的议价能力体现在了对服务质量的要求及使用习惯和选择偏好的形成上。
她认为即时通讯市场正在并将要呈现的差异化状况。(一)服务商开始更多的关注企业IM市场的未来发展:在个人IM市场,腾讯QQ一枝独秀,无人能及,高用户粘性使得后来者居上几乎成为不可能;(二)随着电子商务的迅猛发展,商务IM开始更迅速地被人们所应用;(三)随着电信运营商的强势加入,移动即时通讯发展迅猛。
关于上述几点看法,我们可以得出一个结论:IM市场发展越来越壮大,想分一口羹的人越来越多,在这样的趋势下,都能提供免费的IM软件已经不再是什么不能逾越的障碍。那么要想做大做好,只能走差异化营销途径。那么几个观点关于是腾讯在IM市场上作为一个即时通讯龙头所采取的差异化营销。
中南民族大学文学与新闻传播学院涂锐是从网络游戏看腾讯的差异化竞争。面对竞争激烈的市场和众多对手,腾讯结合自己的特点和优势,运用差异化竞争策略,使其游戏产业迅速发展。在开放性的发展模式下,腾讯游戏采取自主研发、合作、联合运营三者结合的方式,已经在网络游戏的多个细分市场领域形成专业化布局并取得良好的市场业绩。他从市场细分差异化、产品差异化、运营模式差异化、员工差异化分析腾讯游戏成功的原因。
上述观点是从网络游戏看腾讯的差异竞争。腾讯的网游大概是其差异化成功的主要例子。大家都知道腾讯的游戏源于盛大等很大大型游戏的创意和技术,但是腾讯游戏的体验人数却与一些原创游戏不相上下。一下小的QQ游戏是腾讯自主研发,另外一些创意和技术维护来自与韩国官方的合作等。腾讯网游的差异化就在于结合腾讯自身的机制进行创新。从市场、产品、运行模式、员工都带来很多的不同。但是上述观点的论述范围太小。腾讯网游的成功,不单单是网游做的成功,主要还是依赖于腾讯的“会员式”营销。拥有一个账号就能绑定多个游戏,不论是安全还是方便性都非常有保证。网游差异化的成功也归功于腾讯强大的绑定体系。
武汉大学的郑瑾蕙以腾讯即时通信工具为例,对网络环境下的体脸营梢策略进行了探讨,她认为腾讯在中国市场深受大量年轻网民喜爱是和其提供的卓越体验密切相关的。丰富的多维体验和生动的即时交互,多彩的虚拟空间和自我的个性世界,产品的协同效应,抓住年轻一代是腾讯体验营销手法处理上的智慧,也是其成功所在。
上述观点建立在新时代的体验经济上。网络的体验营销不是传统意义上的体验营销。网络本身是一个虚拟世界,很多体验都建立在想象力上,这样的体验营销更注重的是顾客的回忆,是否想再来或者使用。QQ群、QQ秀、QQ空间的产生以及后来的拍拍网、校友录等组成的社区形成腾讯的“在线生活产业模式”使其产品被广为接受。与其说使其提供卓越的体验消费,我觉得不如说腾讯在“体验”两个字上面做足工夫,真正洞察目标群体的在线需求:沟通、信息、娱乐、商务。QQ现在市场定位不再只是针对年轻人,还包括商务白领等其他大众化人群。所以我认为,不是腾讯在提供特别的服务,而是旨在满足人们内心的心理需求。
天津大学的邓一飞通过体验营销则是站在消费者感官、情感、思考、行动、关联五个方面研究,他认为腾讯一切产品、服务从用户体验出发,以体验为导向销售产品或服务,延长体验时间,增加购物前、中、后的良好体验,体验要有一个“主题”,“体验”满足的是“自我实现”的需要分析了腾讯成功的体验营销。
上述观点是通过消费者方面出发,经过对消费者的研究,将体验的时间拉长,使消费者实现自我价值。我认为通过对消费者的研究,可以将消费者的需求归类,比如如何让体现消费者各方面的自我实现深入研究。从市场的长期发展看,中国企业即时通讯市场的近两年的年均增幅接近20%,仍然属于快速发展时期,企业即时通讯市场的活跃度将随着金融危机影响的减弱而逐渐增加。
武汉科技学院的冯易分析了腾讯与可口可乐之间联合营销的成功实例,总结出品牌联合营销的竞争优势,即可以使联合体内各成员实现资源共享、优势互补,提升品牌价值和地位,对于新企业则可规避进入新市场的风险。二者的合作使双方都达到了实行品牌联合营销的目的,提升了双方的品牌地位,同时也促进了双方品牌向着更高方向发展,这也就说明了,在腾讯与可口可乐的联合营销中,双方都获得了均等的发展机会。
武汉理工大学的郑沛然着重分析可口可乐与腾讯的协同营销策略,分析腾讯和可口可乐合作在2008年3月24日推出“火炬在线传递”活动,吸引了众多网民的关注。可口可乐拥有全球最有价值的品牌,腾讯拥有全球最强势的IM,这是广告主与受众的最好沟通媒介。腾讯IM所拥有的2.2亿活跃账户和全面业务布局,为腾讯网“IM+门户”模式发展提供了最佳原动力。所打造成的极具黏度和延展性的网络社区,为其他业务扩张提供了有利的平台。成为竞争对手的难以逾越的障碍。讯公司在业内的品牌价值、强大的业绩以及火爆的人气,配合上可口可乐的巨大品牌势能.一定会取得更好的业绩;而可口可乐借助腾讯的优势,可以提高自身本土化、年轻化的形象。
上述两个观点都是研究腾讯和可口可乐的联合营销。在这里重点突出腾讯如何借助可口可乐的品牌进行植入式营销。这样营销的出现解除了传统门户网站的弊病,广告收入不断快速增长。对于腾讯来说,这种模式不能够被复制,因为巨大的用户量和强烈的粘性业务可以将两种品牌自然的融合在一起,加深品牌的印象和好感度,增加品牌之间的合作,这也是腾讯差异化竞争的主要手段,因为其已经建立的优势。在品牌合作上要找到相匹配品牌,才能相映生辉。腾讯和可口可乐的合作司成功的,但是如果能让这样的合作继续下去,还需要更多的战略部署,达到两个品牌的长期合作。
三、关于IM和腾讯的存在问题
由以上两点我们很容易看出IM的市场竞争是相当激烈。由于电信的插入,市场可能进入一个白热化的状态,下面来看看在这样的市场竞争下,腾讯面临的问题。
《企业前线》胡智海认为:QQ保持IM市场的大哥大,似乎毫无悬念。然而,2007年中国移动高调的飞信,已经跻身到市场第二的位置。而微软苦心经营的MSN,由第二跌落到第三的位置。面对半路杀出的黑马,MSN应对乏力。在苦苦支撑之际,3G忽然在中国得以放行。MSN迅速向中国电信伸出了橄榄枝,并联合了天翼Live。在这种情况下他认为腾讯存在很多劣势:1.政策壁垒:中国对于通信行业,是采取许可经营的方式。由于三网融合,电信业务与互联网业务的壁垒越来越模糊。互联网是开放,要从电信业务介入到互联网业务,可以说没有什么政策难度;而要想从互联网业务介入到电信业务,则是千难万难。飞信可以给用户发短信,而QQ就不行,因为政策不允许;飞信可以让用户通电话,QQ也只能走球。2.网络壁垒:对于腾讯,不管是固定互联网,还是移动互联网,这些命脉都掌握在三大运营商手中。QQ能否稳定登录,某种程度上还得看运营商的脸色;3.资本实力:现在三大IM软件的格局中,飞信和天翼live(MSN)都有运营商背景,在资本力量上都不是一个数量级。在非常条件下,运用资本力量去改变市场竞争力量的情况,也不是没有可能的。
《法制研究》的汤庆唐茂军则认为:腾讯QQ多年来一直在国内即时通讯市场处于垄断地位。但腾讯一直拒绝开放QQ软件程序接口,造成MSN、雅虎通等其他IM软件至今无法与QQ互联互通,严重阻碍了我国IM市场的发展并给用户带来诸多不便。腾讯滥用知识产权限制竞争行为应当受到反垄断法的规制。强制腾讯开放API,实现互联互通,对于维护IM市场的创新与竞争,保护消费者利益,具有重要意义。
上述两种观点可以看出腾讯存在巨大的问题:QQ涉嫌垄断,引起其他IM用户的不满;其运营商背景不够雄厚,也没有政府的优惠政策,未来的在IM市场上还应多加努力。
我个人认为腾讯在这些硬伤的条件下可以发展强大的软实力:最重要的还是市场占有率和个性品牌口碑,将不能改变的事实转化成为自身的增值。不管是否有强大的运营商背景,腾讯仍然可以赢得中国大多数的互联网用户,可以用品牌的多元化发展和良好的体验营销将人性化、大众化做到最好来吸引消费者。面对MSN和强大的电信,腾讯看似有很大的威胁,加上一些腾讯的红色业务对腾讯品牌的影响,但是腾讯依靠其强大的规模优势,高强度的用户粘性体系,从单一的即时通讯工具变成了涉及游戏、邮箱、新闻、交易、杀毒、存储等各个领域的复杂业务的软件满足细分市场的用户需求,尊重用户人性化体验,在优化软件上的快速反应一定成为腾讯差异化营销的成功之处。
参考文献:
[1]李平.创新导向的知识和谐管理——腾讯和惠普中国的案例研究[J].理案例研究与评论,2009,2(2):82—92.
[2]孙光海、陈立生.传媒博弈论[M].香港:生活•读书•新知三联书店,2008:1-450.
[3]徐锐.从腾讯游戏看网络游戏差异化竞争策略[J].东南传播,2009,9:52-54.
[4]郑瑾蕙.网络环境下的体验营销--以腾讯个人即时通信工具为例[C].陈禹.信息经济与国民经济增长方式的转变:中国信息经济学会2006年学术年会论文集.北京:清华大学出版社,2006:433—438.
[5]邓一飞.从腾讯QQ看体验营销[J].内蒙古农业大学学报(社会科学版),2005,4:384-386.
[6]冯易.腾讯与可口可乐联合营销的启示[J].湖北经济学院学报(人文社会科学版),2009,6(1):52-54.
[7]郑沛然.从“火炬在线传递"看可口可乐&腾讯的协同营销[J].特区经济,2008:286-287.
[8]任艳玲.中国即时通讯定位差异化趋势浅析[J].消费导刊,2008,9:234.
[9]刘丹.2008-2009年中国企业即时通讯市场发展综述[J].市场透视,2009,4:30-31
关键词光纤通信软件开发制作过程开剥接续封合
正文
一、前言
光纤通信自问世以来,通过其通信容量大、传输距离长、抗电磁干扰、保密性好、重量轻、资源丰富等优点,已经广泛应用于市内局间中继,长途通信和海底通信等公用通信网以及铁道、电力等专用通信网,同时在公用电话、广播和计算机专用网中得到应用.并已逐渐用于用户系统.光缆将取代过去用户系统无法实现宽频信息传输的传统线路,这样便可提供高质量的电视图像和高速数据等新业务,以满足人们广泛的生活和业务的需要.
光缆线路,是光纤通信系统组成的重要部分.光缆线路的建设质量是确保光通信系统性能良好和长期稳定的关键,而光缆开剥接续则是光缆线路施工中工程量大,技术要求复杂的一道重要工序,其质量好坏直接影响线路的传输质量和寿命,光缆开剥、接续、封合的快慢将影响整个工期的进程,对于20芯以上光缆的接续不仅要求施工人员技术熟练,而且要求施工组织严密,在保证质量的前提下,确保施工的时间。
.
二、光纤通信的发展概况及动向
2-1发展概况
光波是人们最熟悉的电磁波,其波长在微米级,频率为100000亿HZ数量级.由电磁波谱中可以看出,紫外线、可见光、红外线均属于光波的范畴.目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区内,即波长为0.8-1.8um可分短波长波段和长波长波段,短波长波段是指波长为0.85um,长波长波段是指1.31um和1.51um,这是目前采用的三个通信窗口.
利用光导纤维作为光的传输介质的光纤通信其发展只有二、三十年的历史,它的发展以1960年美国人Mainman发明的红宝石激光器和1966年英籍华人高琨博士提出利用SIO2石英玻璃可制成低损耗光纤的设想为基础,直到1970年美国康宁公司研制出损耗为20db/km的光纤,才使光纤进行远距离传输成为可能.自此以后,光纤通信在世界范围内展开并得到迅猛发展,在短短的一、二十年的时间中,以从0.85um短波长多模光纤发展到1.31um-1.55um的长波长单模光纤,同时开发出许多新型光电器件,激光器寿命已达十万小时甚至百万小时,许多国家相继建成了长距离的光纤通信系统.
80-90年代是光纤通信大发展的年代,在世界各国都是按照两步来走的第一步是长途干线缆化;第二步是进入用户家.发达国家在80年代就实现了长途输干线光缆化.现在正在研究光纤到用户的问题.近年来,我国的光纤通信有突飞猛进的发展,80年代来,邮电部计划在1990----1995年用近5年的时间实现全国通信干线光缆化,具体安排打三大战役:首战中轴,为京广、京沪东南沿海开放地区;攻坚两翼,左翼为郑州、西安至成都,右翼为东北三省成网;第三战役为横穿东西,有南北两条东西走向的干线,北线为北京、包头、兰州至乌鲁木齐,南线为福州、杭州、南昌、长沙、贵阳、重庆、成都.三大战役光缆目前已在全国长途直拨自动电话网中发挥良好的作用.
"九五"期间我国新的光缆干线将全部采用同步数字体制技术,以高速率、大容量干线为主.这一阶段的特点是建设周期短,采用技术新.全部敷设完成后,将在全国形成大容量干线网,具备数字、数据信道、可输电话、电报、数据、传真、图像等.并可为计算机网及各专用网提供所需要的信道.
2-2发展动向
光通信以它独特的优点被认为是通信史上的一次革命性的变革,光纤通信网将在长途通信网与市话通信中代替现用的电缆通信网,这已成为各国所公认.在未来的住信息社会中,交换大量信息的信息网络将由光纤网路来构成.
光纤通信作为一门新学科来讲,其发展的速度与潜力在通信历史上很少有其他技术能与之相比.目前,单模光纤的生产以完全实用化,它的传输频带达几十GHZ以上.在1.31um窗口的损耗是0.5db/KZ,在1.51um窗口的损耗是0.2--0.3db/KZ,已接近理论极限值.
三、多媒体CAI的认识
十年前,"多媒体"这个名词,对绝大多数人来说连听也没有听说过.不知从什么时候开始,这个名词同"信息高速公路""CD-ROM"等一起,连同与他们相关的专栏、评价、广告,如同潮水一般地涌上电视和报刊,成为人们茶前饭后最感兴趣的话题,计算机多媒体技术之所以受到人们的关注和青睐,是因为它有以下特点:
一、超媒体结构。传统的体,不论是书本报刊还是音录像,都只以线性的方式,顺序地组织内容,而人的思维常常是跳跃的、联想的,唯有计算机才能够提供超媒体的结构形式,可以按照人的思维习惯组织信息.
二、表现力强.信息除了有文字、声音、视频影像以外,还可以创造出MIDI音乐、图像、动画这些新型的信息载体.行为心理学认为,学习起因于对刺激的反应,认为把学习者置于一个稳定的环境中,给它以特殊性刺激,当它做出明确反应时,也就已经产生相应的效果.利用丰富的媒体既具有特殊性的学习方法,又能使学生更接近学习的内容.另外,利用CAI课件,易于进行重复练习,促进学生记忆.而且.CAI课件所提供的反馈信息有很好的强化作用和引导作用.
三、交互性强.人类正在进入高速发达的信息化社会,人们已不满足于那种传统的,被动的接收信息的方式.他们要求参与创新,追求个性发展,也唯有计算机可以提供多种的人机交互手段,以满足这种需求.认识理论认为,刺激作用于学习者的感官,是神精系统产生相应的活动.它是从内部心理过程来解释人类的行为相互作用的结果.概括这种理论,学习过程就是每个人根据自己的志愿、需要、兴趣和爱好并利用过去的知识和经验对当前的学习内容做出主动的、有选择余地的信息加工过程.
CAI课件所提供的响应环境与各种丰富的媒体方法的刺激,更能激发学生的兴趣,提高学生的学习主动性.交互性是CAI课件优越性的最主要的原因之一.通过CAI课件的交互,能确保学习者对接收到的信息和课程特点的注意,能促进具有认知联系的回答,能补救错误的回答,恰当的刺激回忆,有效的让使用者使用控制,能及时对做出的回答进行反馈.
四、可以进行网上传输.当今的世界已构建起一个以光纤为骨干的全球通讯网,随着信息压缩和传输技术的改进,计算机多媒体无疑将成为网上最重要也最具有表现力的信息载体.
四、软件开发平台的介绍
4.1硬件平台介绍
CPU:Cyrix6x86200;
内存:32M;
显卡:CirrusLogic5446PCI,支持1024*768分辨率,因为现在计算机的配置都比以前有了较大的提高,分辨率一般在800*600以上,所以本系统选用了800*600的分辩率;
4.2软件平台介绍
4.2.1软件平台概述
早期的教学软件开发工作主要利用通用程序设计语言,如BASIC、PASCAL等语言来完成.但采用这种制作方式需要依赖专业的系统分析员,而且这种方式费时、费力、效率低、成本高.因此,就很需要有一些开发工具来帮助我们摆脱传统的工作方式,使得课件的制作人员能够把精力放在主题的表达、交互特性的设计、用户界面的设计等方面.有了这些工具,即使没有计算机专业知识的人员也能够方便的开发课件.
多媒体创作系统正是满足这一要求的一种特殊工具的软件,它使开发周期短.创作系统对于多媒体(包括文字、图画、动画等)的实现提供了完美的服务功能,最大限度地发挥了其面向对象的特点,使编程变得直观,可称为所见即所得,同时使结构变得更清晰明了,为编程人员提供了良好的、轻松有趣的环境.
在制作中主要运用的这种多媒体创作工具软件是Authorware5.0,另外也选用了其它辅助工具软件,如:
动画制作软件:3DStudioMax/Flash5.0
动画处理软件:Animitor5.0
图片处理软件:Potoshop5.0
视频、声音处理软件:RidoEdictor
4.2.2多媒体软件开发工具---Authorware5.0
一Authorware5.0的特点:
Authorware5.0是一个富有创造力的、用于集多媒体信息的多媒体程序创作工.Authorware5.0使用户能够制作基于数据库的售货系统、个人及商业简报、广告制作基于计算机交互培训(Computer--basedtraining)以光盘的主画面等.Authorware5.0具有制作逼真的仿真系统和超媒体参考字目的能力,其强大的交互功能更加倍受用户青睐,制作的程序可以通过刻录的光盘的方式永久地保存下来,也可以打包的形式在互联网上发行,实现多媒体的远程教学方式.
二Authorware5.0的新增功能:
1、外部素材
Authorware5.0允许发者将声音/图形及电影文件与Authorware文件分开存储.由于增强了连接功能,甚至可以将这些媒体文件存储在Web页上,每次更改多媒体作品时无需重新导入这些文件.
2、ActiveX控件
所有的ActiveX控件都可以用于Authorware5.0项目中,本软件在背景音乐的播发上就利用了外部的ActiveX控件.
3.交叉平台兼容能力
Authorware5.0是唯一能使用户在Windows及Macintwsh这两种平台上开发及的多媒体程序的创作工具,便于了用户的使用.
4、对图像文件的支持
Authorware5.0支持如下格式TIFF、BMP、DIB、RLE、GIF、JPGE、LRG、PICT、JGA、WM和FPOTOSHOP格式,正是由于这些特点,才使得在多媒体中大量应用图像,完成各种效果成为现实.
三Authorware开发课件的一般步骤
任何一个Authorware项目的成功与否取决于计划的完善,一个好的多媒体课件,其开发的一般分为四个阶段:
第一阶段:确定项目范围
无论是独立开发集体开发,完全理解Authorware项目的范围是非常重要的.任何没有弄清的总是在开发Authorware项目之前都应当考虑以下问题:
1.开发项目的目的是什么?
2.谁是目标用户?
3.哪些演示组件是必要的?
4.用户需要何种类型的交互?
5.产品的注意事项是什么?
第二阶段:设计
在准备进行时,做好如下工作:
1.收集所有的信息并确保没有任何遗漏.
2.将产品中将要出现的图形、声音和电影文件组织好,充分考虑效果与文件大小之间的关系.
3.对素材文件进行编号.并确保这些文件夹的文件名及其扩展名无误,最好将相同文件格式的文件放在一个文件夹中.
4.用Storyboad(故事板)或自动化的工具软件包,如DesignersEdge记录程序的设计方案.
第三阶段:开发产品
其主要有:1.界面的设计;2.图形的制作;3.声音录制;4.数字视频制作;5.创作.
第四阶段:测试与
使用测试与的方法需要特别注意的内容如下:
1.查找在使用过程中出现的错误或不良效果.
2.运行环境以及设备的要求.
3.在网络上的可用性.
4.在不同机型上的兼容性.
五.软件的制作过程
多媒体CAI课件本质上是一种计算机应用软件,它的开发过程与一般的软件开发过程有着许多相同的地方.一方面,多媒体课件的开发过程具有一般多媒体项目的许多共性;另一方面,由于多媒体课件是面向教学应用的,它在内容选择、结构组织、控制策略、交互特性以及评价标准等诸多因素上均与其他的多媒体应用有所不同,所以它的开发方法具有某些特性.在过程中教学设计、脚本编写和媒体制作三个步骤显尤为重要.
5.1教学设计。教学设计是多媒体课件开发不同于其它我媒体应用软件开发的一个特别步骤,也是决定课件质量的关键五一节,主要包括:
细化目标
目标排序
制定教学策略
决定教学模块
决定媒体的选择和组合
确定评估的方法等
5.2编写脚本
为了组织好信息,编写好脚本是成功的第一步.各种媒体结构需要仔细安排,必须对屏幕进行设计,确定
各种媒体的排放位、朴素关系、各种按钮的名称、排放方法,以及各类能引起系统动作的元素的位置,激活方式等.在时间方式上也要充分安排好,何时出音乐、何时出伴音,应恰到好处,这实际上是一个创意的过程.多媒体开发系统的功能越来越强大,上手很容易,创意的好坏往往直接决定了软件质量的高低.
5.3媒体制作
5.3.1在Authorware中搭建程序的整体框架.
在编写好脚本以后,应当对脚本细化,根据其逻辑关系在多媒体开发平台Authorware中搭建框架,使结构清晰化.
5.3.2软件的素材积累
图片的积累:主要利用数码相机拍摄,再经过PHOTOSHOP处理.
按钮的积累:通过PHOTOSHOP的绘图工具制作,再适当运用PHOTOSHOP外部滤镜插件处理.
影像文件的积累:1.运用了3DStudioMax进行仿真制作.2.实际操作部分应用数字摄像机进行摄像,再通过VidioEdictor进行视频处理
5.3.3框架内容的充实和完善
这一过程是要体制作的关键,其内容是否充实和表现手法是否独到、新颖直接关系到整个课件的效果,在创作的过程中做法如下.
1、对文字的处理
在处理文字时,如果直接采用Authorware显示图标中的文字工具,输入一段文字,在字体比较大的时候,产生锯齿形边界,影响展示效果.采用Photoshop处理,在文字编辑对话框时,在[Style]文字类型域中处理Anti-Alialed,可以消除锯齿形,但导入Authorware中以后又会产生很难看的白边.同样严重影响效果,解决引问题基本方法是:
在Photoshop中设置文字文件的调色板,选择菜单命令"Image-Mode",一般选"IndexedColor",在[Coloos]域给出当前文件所包含的最少颜色,根据值来确定,[ColorDepty]应该选的参数,如[Colors]域值为151.就应该选择大于该值的最比特值"8bits/pixel.
2、对动画的处理
在制作动画的时候,应用Flash5.0或其软件制作avi格式的数字影像,可以直接导Authorware中,但出现的总是是其动画的背景不透明,导致动画与Authorware中的背景不能够很好地融合在一起,处理的办法是应用Animitor4.0导入数字化影像,对每一贴进行处理,选择背景颜色,将背景颜色置为全黑(色彩设置为256)然后利用菜单命令[File]中的[Expored]生成具有透明模式的.flc数字化影像格式,再在Authorware中引入.
3、在Authorware中采用的几种特殊方法
为了增强多媒体的展示效果,在细小的环节上做了一些特殊的处理:
4、对介面上按钮的处理
在介面上旋转按钮的一般方法是直接放置,这们在每进入一个有按钮的介面时,都会先出现按钮,介面产生晃动.解决的方法是在制作背景的时候,先将按钮放到背景中,而后在Authorware中,采用精确对准,让按钮覆盖往背景上的按钮.
5、对于擦除图标的使用
在程序的过程中大量使用了擦除图标,从一个介面跳转到另一介面时,按一般的处理方法,先擦除后跳转,在跳转的过程中避免不了会出现一段黑屏.处理的方法是:在Authorware中利用层值的概念,设置将要擦除介面的层值,再在擦除图标之前先显示将要显示的介面,这样虽然将要显示的介面先显示了,但由于层值较低,会被覆盖掉.
6、LAYER的要领及运用
Layer的要领是一个看似不太起眼的要领.其实只要弄懂它的要领并熟练掌握、体会。在课件的制作过程中省时省力,并能增色不少.
Layer在Authorware中出现很多地方,显示图标、移动图标这两个经常用到的图标都涉及到层的运用.人们往往忽视层的设置,其结果便是,当引入了一幅图片层,并没有达到预先设想的效果,最直接的后果便会是引入的图片从未出现过!这便是只顾着往流水线上放显示图标,没有设置层所带来的结果.在上述两个图标的对话框中有一个让用输入数值的地方:Layer-------可在其中输入一个大于0的数值,此值越大则相关图形离你的眼睛越近(因显示屏是一个面的要领,不能涉及到层次问题,但在这里,为了说明问题,引入远近的说法),离你近的图形当然就要挡住离你远的图形(如果没有设置特殊的蒙板(MASK模式).其应用比较灵活,视实际情况加以运用.
7、子程序的使用:
子程序的使用是编写高级语言程序经常涉及到的一个问题,在Authorware的相关参考资料中不常见,但Authorware提供了非常丰富的子程序调用功能以完善自己的功能.例如:程序中须要完成复杂的计算,则可用函数"JUMPQUTRETURE"调用外部程序并在外部程序执行完毕后返回Authorware,诸如此类的函数:"JUMPQUIT"(跳转到外部非Authorware程序)."JUMPPRINTRETURN"(调用外部程序并打印指定的某个文件可用来借用外部程序完成精美的打印功能),"JUMPFILE"(跳转到其他的Authorware文件),"JUMPFILERETURN"(调用其它的Authorware文件,相应的功能调用容易,但功能非常强大,使用得当,会大大提高软件质量.本软件在开发过程中主要是调用其它的Authorware文件,其具体使用方法为:
在流程图上放置一计算图标,双击图标,在程序栏里写入JUMPFILERETURE("文件名).在软件中,可方便于调试及提高运行效率,我们恰当地使用了子程序.这们做有三个优点:
(1)可分阶段进行开发,分别由同组的两个人在不同时期写脚本,但要事先约定一些注意事项及规范;
(2)不用担心大量的变量使用容易产生混淆,错误调用;
(3)每一个程序短小,适于调用及调试.
8、软件打包后因反复修改而产生的问题
在调度程序的过程中,曾遇到过这样的现象:硬件部分已基本完毕,打包后,文件大小是18。5MB.在修改过程中,删除大量重复调用的显示图标.再次打包后,文件的大小依然是11MB,后来,又增加了不少内容,但一度文件打包后没有再超过11MB,增删内容,而文件的大小不发生变化!这是一个很奇怪的现象.经过后来反复实践及理论上的分析,得出的结论是;在第一次引入图标后,Authorware便预留了一定大小的空间以便容纳内容,以后这个空间请求增大,则系统会在不同的地址另外分配空间.这样,由于文件存储的连续性,导致数据读出的效率很低,在运行时会非常缓慢,这是Authorware集成系统本身的文件数据结构方面的问题.并没有什么办法,唯一可以做的便是在脚本编写的时候就要做到心中有数,避免以后的修改,这是一个笨办法,但也是我们唯一最大限度提高单个程序运行效率的办法.
六软件制作过程中的体会
(一)用了几种常见的软件,其中包括:Authorware、Photoshop、word等。在制作过程中,通过自己动手,了解并学会了这些软件的用法,功能等。也知道了他们的特点和性能,其中收获和体会也是颇深。
Authorware:因为这个课件是以此软件为主,那么接触和用的最多,自然也是收获最多,以前对于Authorware只能说是初步的感性认识,对它的了解并不深刻,通过对它的运用即在制作过程中对它的学习逐步掌握并学会灵活使用。在作此课件之前,我也用Authorware做过一些简单的课件,只能作一些简单的动画和翻页功能。在不断的学习中,通过看课外资料、询问教员、向同学请教等方法,对本软件的认识逐步提高,对Authorware中较难图标如交互图标的应用以及变量、函数的使用都有了比较深刻的认识。例如:在制作有交互图标应用同时也有热区的应用,我们的设计思想是,当鼠标移到热物体时自动弹出该物体所代表的章节同时又不向下播放,只有在点击该物体时才向下播放,在实际操作中,我们遇到了一些问题,如当鼠标滑过物体时在弹出字体时,同时也向下播放,我们经过多次尝试找到了解决的方法,那就是,采有两次交互的方法,第一次是外挂热物体,第二次是热区;犹其是函数的应用,使得交互功能大大加强。通过这段时间的不断学习对本软件虽说有了较深该的认识,但是还有许多不懂的地方有待学习,犹其是变量和函数的灵活应用方面。Authorware软件是一个功能强大的多媒体制作软件,学会和掌握它对自己以后的发展是很有帮助的,因为在质量建军的同时、科技强军的新形试下,部队对多媒体制作人才的需求是迫切的,因此掌握一门多媒体制作软件是很有必要的。
(二)更深地了解了光缆的开剥、接续以及光缆的发展过程、前景和它的主要性能。
在课件的制作过程中,我们参阅了大量关于光缆方面的书籍,对光缆有了一个较全面的了解。
(三)美工设计
多媒体课件一个重要的特点就是较好的美工设计,这可是需要花费大量的精力和时间,我们在制作的过程中用Photoshop设计了大量的背景及画了一些图像,几乎每个背景和图像都要精雕细刻。因为第一要考虑它的美观;第二要考虑整个课件的统一性;第三要考虑能否能用投影机投影授课。在制作过程我主要有以下几点收获:Photoshop给我们带来了许多的艺术效果,因为它有强大的滤镜功能,从图像到文字,能制作出许多意想不到的神奇效果,另外在开始我们用的图像全是JPG格式,但这种格式插入到Authorware中就不那么清淅了,后来采用了BMP格式,可清晰多了。
(四)几点道理
作为一名对多媒体制作有很少了解的学员,选择自己的毕业设计为"课件"制作,无疑是一件不太容易的事情。它不仅要求我们对所学的专业知识有个较全面的了解,而且要全面地学习多媒体制作所需要的软件知识。在刚开始的时候觉得无从下手,心里有点茫然,只有抓紧时间学习电脑知识。后来才发现在一段时间内想把这方面的知识学得很精,并不是一件很容易的事情,尤其对于像我这样没有足够的资金购买电脑的学员。在此之间,也有过抱怨当时不该选择做课件的论文。有时也被弄得心烦意乱。然而,这一切我都克服了。同时我也得出了一点道理:一、无论做什么事情都要有一种执着的精神。否则就会半途而废;二、做什么事情也不能急于求成,否则则欲速则不达!三、在做一件事情以前必须有详实可行的计划,否则就会出现不知做什么的现象和后来的手忙脚乱的现象。
以上就是我们对制作本课件的一些体会,有不当之处请领导批评指正。
结束语
多媒体教学课件有两大特点:一是人机的交互性,这能够充分调动人的主动性,变被动为主动,大大提高了学习的效率;另一个是可重复性.当你在操作过程中遇到了不理解的地方,计算机可以不厌其烦的为你解释,大大提高了我们的学习效率.例如;在课件的讲解中,只要你不选择退出,那么你将可反复学习你不理解的内容直到学会为止.这无疑是电脑众多优点之一.
随着网络技术的发展,多媒体的教学将不仅仅局限在单机上,它可以在空间上扩展,实现资源共享.我们可以设想,在未来的党校里教师将变得非常少,甚至只需要一个网络管理者便可以了.这样便会将人类从繁重的劳动中解放出来,并将节约大量的资金.
在电压质量管理中,电压合格率是一项重要的指标。县级供电企业要确保电网安全稳定运行,就要在提高电能质量以满足电力用户需求的同时,还要对提高电压合格率进行深入探索,以采取行之有效的措施实施精细化动态管理。本论文以县级供电企业为例,针对供电企业电压合格率管理进行探究。
【关键词】关键词 管理系统 供电企业 电压合格率 技术措施
在市场经济形势下,供电企业以电能作为商品参与市场竞争。电能质量的高低主要决定于三个重要的技术指标,即波形是否为标准的正弦波、频率是否达到了50赫兹、电压是否符合标准要求。其中的波形和高频率波动较小,而电压的合格率则是令电能用户极为敏感的。那么县级供电企业就有必要对电压的合格率做好管理控制工作。
1 电压合格率现状
虽然目前大型的电力企业普遍采用了自动化远程抄表形式,但是县级供电企业仍然以人工抄表为主,依然以粗放型电压合格率的管理模式,统计分析以月末数据报表的数据为主。从实践操作的角度而言,虽然已经构建了电压管理体系,但是并没有提高整体运行效率,不仅工作量大,管理延续的周期长,甚至还会出现数据收集和汇总上的误差。
2 建立电压合格率管理系统的技术措施
将目前的通讯网络以及监测点充分地利用起来,对各项数据进行实时采集。所获得的数据上传到数据管理服务器之后,还要对电压监测点进行GPRS模块改造,使数据通过移动公司网络,经由专用服务器传送到数据管理服务器,远方采集工作得以实现。
对于电压监测点的数据,在利用数据管理服务器进行处理和分析的时候,还实现了数据共享,使电压数据管理人员获得了技术支持。面对检测点的众多资料,系统可以对资料进行编辑整理,根据现场实际的变化,检测点的信息资料都要试试更新,并随时录入,以提高监测点的管理效率。
3 建立电压合格率管理系统
3.1 电压合格率系统管理结构
县级供电企业建立适合于自身特点的管理系统,对改造远方采集模块,创建电压合格率数据采集平台具有决定性的作用。(电压合格率系统管理结构如下图2。)
电压合格率系统的优势在于,其结构模式的构建将现有的网络和监测点的硬件资源充分地利用起来。与此同时,GPRS技术实现稳定而熟练的运行,可以采用流量包月制,以降低网络运行的费用。进入电压管理系统可以采用WEB登录方式,使用户访问的响应高速度快,操作简单便捷。根据供电企业的需要开发管理功能。要求后台数据处理软件要具有控制功能强、灵活方便的运营能力。
3.2 后台管理应用系统
后台管理应用系统是集多种功能于一体,功能强大的管理应用系统。该系统主要采用B/S和C/S架构模式。C/S架构是通过数据通信软件接受互联网信息发送大指令,对检测仪所获得的数据进行处理,并输入到数据库中存储。计算机应用程序对所存储的数据进行分析、生成报表,同时建立故障报警系统。当所有的工作完成后,所生成的数据报表就会自动地存入到运行维护数据库当中。系统的设置以及数据查询和资料维护等等功能,都可以通过网络浏览器对各项参数进行设置,此时就可以根据信息以及统计数据对线路的电压状况进行了解,从而提高了数据采集效率,并节省了大量的人力和物力。
电压合格率信息管理系统先进性、开放性、友好性和安全可靠性的特点。县级供电企业的先进性提高了研究对象支撑平台的建立,以利于最新流行技术的开发和利用。开放性主要是针对数据接口而言。数据库与外部系统的数据库要建立双向数据交换和访问的模式。系统的友好性使在通过浏览器对系统进行操作的同时,还要将用户友好界面建立起来,以多种风格设计满足用户要求。在管理系统上,各级用户只能够对自己所属范围的数据进行操作,用户的管理则是分级式的。系统的安全可靠性体现为登录身份的可靠性。系统所在网络要设置权限,管理人员管理用户主要采用日志管理的方式,而操作人员仅仅在允许的权限范围内行使操作功能。
3.3 电压合格率管理系统的效益分析
通过建立电压合格率管理系统,不仅提高了管理水平,而且实现了技术转化为效益。原有的管理瓶颈被打破,该系统可以通过系统对监测点的数据进行分类,实施分时段、分辖区监控,并且将数据图形的分析功能充分地利用起来,不仅可以及时发现问题,而且将电压合格率指标的控制周期缩短,实现了系统数据的统计和分析。
4 结语
综上所述,电压合格率直接关乎到电网运行的安全稳定性。通过建立电压合格率信息管理系统,不仅提高供电企业电压合格率的管理水平,而且还为供电要求的发展提供了技支持,以确保电能用户的用电安全。
参考文献
[1]吕华.县级供电企业电压合格率管理的研究及探讨[J].企业技术开发,2014,33(12).
[2]孔鸣.县级供电企业电压合格率管理的研究及探讨[D].浙江大学,2011.
[3]申东慧.加强无功动态补偿管理,提高农网电压合格率[J].电源技术应用,2013(05).
[4]张先泰,蔡金锭,丁智华,陈廉青.电容补偿在配电网电压调节中的应用[J].电力自动化设备,2011(02).
【关键词】计算机;混合式教学;问题教学
计算机应用基础课程是中职学校培养学生信息素养、提高计算机应用技能、拓展其专业能力的一个最主要的渠道。长期以来,多数教师沿用传统的“教师边讲解、边演示,学生边听、边模仿”的教学方式,缺乏创新意识,教学方式不适合学科课程特点,考核评价方式不尽合理,教学内容“一刀切”等问题,使得学生对计算机基础课程缺乏足够的兴趣和重视。以致于在学期末的课程结束后,学生只会简单的操作,头脑中残存着孤立的知识片段,知识点之间没有任何联系,当然也就无法解决从未遇到过的问题,出现问题找到别人做好的东西直接搬过来,打击了学习的积极性。如何培养学生的计算机操作技能,培养他们利用计算机解决学习、工作和生活中实际问题的能力是一项重大工程。本人就实际教学结合现代教学理念来阐述一些有效的教学方式方法。
一、混合式教学法
混合式教学是以提升学习效益为目的,在教与学活动中,将在线学习形式与面对面教学相结合,综合运用各种教学理论进行教学设计,利用教学媒体技术开展教学活动,最终实现教学目标。
(一)利用网络交流软件,营建网络学习环境
Blog作为一种新的网络交流软件,它以网络为媒介,可以迅速地自己的收获和体验,及时有效地与他人进行交流,成为一种个性化的展示自我的综合平台。QQ是腾讯公司开发的一款即时通信软件,支持在线语音、视频和文字聊天,支持文件的共享,网络硬盘等,同时,可以与移动通讯终端等多种通讯方式相连,是目前使用最广泛的及时沟通软件之一。由于绝大多数同学都有个人Blog和QQ账号,并经常通过这两种方式上网交流和沟通,因此,将Blog与QQ结合,充分利用Blog和QQ的各种功能,搭建异步学习和同步学习的学习环境,学习者之间既可以进行面对面地交流,也可以利用网络环境开展任务协作,不仅有助于学习者之间取长补短,分享收获和体验,相互竞争和鼓励,也有利于学习效率和学习积极性的提高。同时教师设立教学资源专区,教学素材、大纲、课件、教案等均可在教师Blog内查阅。开设QQ群组,当学生遇到问题时,可以通过QQ与老师和同学进行交流,这也是教师和学生沟通,情感交流的最有效、最快捷的途径。
(二)发挥网络教室优势,多媒体辅助教学共进
在计算机专用教室里可以把知识传授与学生的上机操作同步进行。同时,充分利用QQ软件提供的文件共享功能,把所有的教学素材,如声音、动画、图像、视频等资料提前传送给学生。在课程教学设计过程中,把理论内容的讲授与实际操作的内容相结合。依据教学内容不同,通过Flash,PowerPoint等技术运用展示学习内容,以优化、深化课堂教学内容,丰富自主学习资源。同时,对于重点、难点问题,可以着重突出,多次强调,充分利用各种视音频资源,使学生在进入课堂之前熟悉教学内容,并可以在遇到难点问题时,反复观看视音频资源,自主解决问题。
(三)教师布置主题任务,学生分组合作
在实际操作中,教师给出几个需要大家完成的学习任务主题,以抛砖引玉,激发学生的创造力。如:“青少年网络沉迷现象的现状、问题与对策”、“网络搜索引擎特性的对比分析”、“主流IE浏览器特性的对比分析”等。此外,学生也可以通过头脑风暴、尝试定义问题等方法,确定感兴趣的研究主题和研究任务。基于此,根据学生的专业背景、兴趣爱好等实际情况和个人意愿进行分组,以6个人为1个组,共分8个组,每组推举1位组长来承担组织学习的任务,组长由小组成员共同推选也可以由教师指定。随后,小组首先确定小组的任务、目标、详细的研究计划和时间安排;人员的分工,定期的会议时间,以及最终成果的呈现形式等等。这样安排可以使学生能够以共同的兴趣爱好融入小组学习之中,有助于充分调动每个学生学习的积极性和主动性。
二、问题教学法
问题教学法是指学生在教师的指导下亲自处理一个问题的全过程,在这一过程中学生全部或部分独立组织、安排学习行为,解决在处理问题中遇到的困难。“问题教学法”是一种典型的以学生为中心的教学方法,大大提高了学生的兴趣,调动了学习的积极性。学生们都觉得最好能把现实操作出现的问题引入课堂,将课堂模拟成问题公司,将来也就能面对就业、上岗。
(一)呈现问题
科学研究始于问题,提出问题,分析问题不仅能调动学生的学习积极性,还能使学生思维活跃,甚至能够联想相关的知识和生活经验来对比分析当前任务目标,思考它们之间的联系与区别,积极地探索各种解决方案。比如提出具体的学习问题“计算机系统的组成”,在教师的引导下对首先问题形成初步的认识。这里需要注意的是,教师引导学生分析问题时,只是简单分析解决问题的大体思路,而不要将解决问题的方法以及需要的知识储备交给学生,这些需要学生在下一阶段通过合作探究来完成。
(二)组建小组
小组是学习过程的基本单位,组建小组旨在唤醒学生的主体意识,激励学生的学习动机,创设一个和谐、严谨的学习氛围,培养学生的各种学习能力与合作学习能力。在正式开始探索问题之前,学生需要组成学习小组,以便解决较为复杂的问题时可以在组内分工合作,发挥学生的不同特长、优势。例如动手能力强的学生在组内负责设计实验,口才好的学生负责在班级范围内汇报学习成果,组织能力
强的学生负责计时和协调,思路清晰的学生负责记录和整理大家在小组内汇报的材料等等。在中职以大班教学为主的情况下,分组的策略一般有随机分组、同质分组、异质分组等等方式。而具体采用何种分组方式当根据教学内容的不同而灵活的调整。
(三)制定解决问题计划
根据给出的问题经过小组讨论研究,做出具体的实施计划,确定实施的具体步骤及完成的时间安排,需要得到教师的认可。
(四)解决问题计划的实施
根据计划,小组同学明确分工,按照计划和步骤开展工作。如果第一次行动方案就能够获得成功,那么就只需一次执行即可;如果第一次行动方案不能完全解决问题,就需要对方案进行进一步修改,并进行第二次执行,依此类推,直至解决问题为止。在整个计划实施阶段,教师作为辅导者要参与到计划实施的各个环节之中,并在学生遇到普遍性问题时给予知识和技术的支持,即及时进行点拨、指导,帮助学生更好的解决问题,完成学习任务。
这一过程不但要让学生掌握相关的基本知识和技能,还要把所学的内容与将来的职业需要相结合,让学生在解决实际问题的过程中获得学习,培养他们适应社会的能力,让他们在情感、态度和价值观等方面都能有所发展。
(五)学习评价
评价的根本目的是促进学生的全面发展。教学目标是知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观的三维一体,因此在对学生进行评价时,不能仅凭一张试卷简单评定学生的学习效果,要本着新课改所提出的发展性评价的原则,对学生进行全方位、多角度、多样化的评价,评价中关注学生的发展过程,重视知识以外的综合素质的发展,同时要突出评价的激励调控的功能,激发学生内在发展的动力问题解决后,小组上交成果,并进行组内自评,组间评价和教师评价。师生共同讨论项目中出现的问题及最佳的解决方法,找出优点及不足,为下一个知识内容的顺利实施奠定基础。
总之,中职计算机应用基础课程的主要任务是使学生掌握必备的计算机应用基础知识和基本技能,培养他们应用计算机解决工作与生活中实际问题的能力,并使他们初步具有应用计算机学习的能力,为其职业生涯发展和终身学习奠定基础。所以在中职计算机应用基础课程行动学习教学设计中,我们一定要遵循特定的理念与原则,才能更好的进行行动学习的教学实践,才能收到最佳的教学效果。
参考文献
[1]中国教育部.中等职业学校计算机应用基础教学大纲,2008.
[2]黄丽莉.混合式学习在信息技术课程中的应用研究与实践[J].扬州大学学报,2008.
[3]顾巍.行动学习在中职计算机应用基础课中的应用研究[D].山东师范大学硕士论文,2010.
信息技术教学过程的解构
新媒体技术带动了信息组织和分发方式的变革,颠覆了“把关人”的概念,把我们从新石器时代带入到后工业时代,以其高度集成的多媒体资源,动态的、高度交互的信息处理工具,以及灵活快捷的网络人际互动工具和移动通信工具,给我们创造着“非中心化”、“多元化”、“零散化”等新的教育景观。对于散发着技术味道的信息技术课堂,我们无法忽视技术带来的冲击。笔者借“解构”之隐喻,分析信息技术课堂现状。
1.任务驱动变被动训练
现行的信息技术课多以“任务”驱动,可是这些任务往往围绕软件的操作而设,学案更像“使用说明书”,课堂则似“短期电脑培训班”。起初,学生的确学到了一些使用技巧,可是,重复使用操作命令虽然巩固了知识,但是消磨了热情,学生变成被动机械训练。一旦离开课堂所设置的任务,学生在自主创作时便无从下手,所获得的知识与技能无法学以致用。信息技术课程的初衷是培养学生对信息技术的兴趣和信息意识,但是在教学实践中变了味,学生一看到学案任务头皮就发麻,毫无积极性。
2.重技术本身轻技术之源
纵观之下,信息技术课堂教学有相对稳定的“识别与获取、存储与管理、加工与表达、与系统等”信息活动主线。但是,在这华丽的外衣之下,依然显现出信息技术软件操作教学散点式、技能化倾向。学生对技术的学习停留在技术表面,在技术的“相通性”的理解上搁浅了。比如对于Photoshop的“图层”概念,其实在之前已接触过的Word、Flash及PowerPoint中都渗透“图层”的思想,而学生却不能在学习本质相同的技术时做到理解互通。这样,学生无法体会到技术深处抽象的思想内涵,也就无法进行技术迁移,把生活中“变化着”的问题归为“同一”的技术存在。
3.重信息技术轻教学设计
为了吸引学生、提高教学效率,信息技术课堂上,教师会利用多媒体技术呈现教学内容,但对技术以外的内容关注甚少。信息技术的使用不当,造成或者信息量偏大,或者表征形式单一,或者呈现速度太快,或者生成过程复杂,学生难以理解和复制信息,课堂呈现教与学的节奏不一。然而,技术仅仅是表征教学内容的手段,课件也只是教学过程的一个阶段,如将教学设计完全等同于技术应用,则违背了教学过程的系统性和科学性,严重影响到教学效果。
综上所述,在教学过程中,教师所要做的是,打破操作界限,寻求知识的内在联系与相互衔接,架构技术与问题之间的桥梁,以此让学生在探索中通过不同的资源或者技术构建一种方式同步或者不同步地解决问题,真正践行信息技术的应用要义。
首要教学原理内涵
其实,伴随着认知心理学的发展,人们对教学本质认识的变化和新技术在教学领域中的应用,不断有新的教学理论和模式提出。这些理论和模式虽然在表述形式上可能各有不同,但它们之间却存在着一些共同承认的教与学的关系。美国教学设计专家梅瑞尔教授将这些关系抽取出来,归纳提出“首要教学原理(First Principles of Instruction,FPI)”,即①当学习者介入解决实际问题时,才能够促进学习;②当激活已有知识并将它作为新知识的基础时,才能够促进学习;③当新知识展示论证给学习者时,才能够促进学习;④当学习者应用新知识时,才能够促进学习;⑤当新知识与学习者的生活世界融于一体时,才能够促进学习。由上述五项基本原理可以发现,FPI体现了教学过程的四要素,该原理中的“问题、激活”、“展示”、“应用、整合”分别对应于教学过程中的“内容”、“媒体”和“学生”三个要素,而“教师”作为教学事件的安排者贯穿于整个教学活动当中,学生的地位、教师的作用以及学习的内容直至学习环境都发生了明显转变。FPI强调学生的主体性作用,认为应充分激发学生的兴趣并使之积极参与到教学过程中,此点恰好对应信息技术教学中“任务驱动变被动训练”的缺陷;FPI强调教学应紧密联系实际并解决实践问题,认为应在导入教学内容时就让学生体会到所学内容与实际问题的相关性,并能有机会应用到实践中,这恰好对应信息技术教学中“重技术本身轻技术之源”的缺陷;同时,FPI还强调教师对教学内容和教学媒体进行综合把握,此点也恰好对应信息技术教学中“重信息技术轻教学设计”的缺陷。
技术支持下的教学过程重构
信息技术学科脱胎于计算机技术,离不开技术。根据语义网络理论,当技术纳入到教学过程中,教学过程的四要素并非简单的有序排列,而是以节点形式存在,节点之间利用技术通道进行着复杂而灵活的信息活动,从而形成紧密联系的网络结构。也就是说,技术深入到其他三要素之中并与之相互作用,带来教学过程的重构,从而促进教学的信息化变革。
1.基本思路
美国教育家梅里尔的首要教学原理的核心是解决问题,围绕这一中心在教学中包含的激活相关旧知、展示论证新知、尝试应用练习、融会贯通掌握这几个部分能够提高学生的学习兴趣并促进学习。而信息技术学科是要让学生在信息处理的实践中学会解决实际问题的方法、策略和思维方式,重视的是深入运用技术和工具解决问题的能力。所以,选定与信息技术素养相关的“问题”是信息技术课教学设计的基础,教学活动是解决问题的过程。针对信息技术教学中存在的问题,笔者尝试对信息技术教学过程进行重构,如下图所示。
(1)核心:真实背景的项目任务序列。中学信息技术课扎根基础,定位服务于学生当前的学习和生活。因此,信息技术教学也应聚焦生活实际。为此,可基于信息技术各阶段教学内容的特点,将各阶段的零散内容整合并与实际生活应用结合,即将教学内容尽可能阐述为一个真实的项目任务,从而分解成任务序列,为学生学习提供真实环境。例如,“文本信息的结构化和形象化”这一部分,在实践中大部分是让学生依葫芦画瓢绘制课程表、结构图,学生学习到的只是如何利用Word绘制。我们可以结合学校一年一度的元旦游艺竞标,将内容阐述为用Word清晰地展示竞标方案,进一步将项目任务分解成一系列具有不同难度的序列,包括项目前期分析、竞争优势、活动流程设计、预期成本等。这样,学生在每一阶段学习开始前,能够根据任务序列的指导,了解各部分内容的技术应用范围。学生掌握的不是单纯的技术,还有对技术“适用性”思想的理解。这是以技术为载体,在解决项目任务过程中引导学生进行思维的管理和生长。
(2)途径:激活──展示──应用──整合。激活是导入新知识的准备阶段。首先,教师应帮助学生充分回忆、联系已有相关经验,并作为学习新知识的起点。例如,在学习FrontPage利用表格布局页面时,教师完全可以让学生依据简单的Word表格使用步骤来完成FrontPage的表格插入与属性设置;其次,当已有知识与新知识之间联系不够紧密时,教师应向学生提供过渡性的基础知识或相关经验。例如理解Photoshop中“图层”概念时,教师可以以一个简单的Word图文混排为例,帮助学生建立联系,理解图层思想。最后,教师应引导或鼓励学生回忆用来组织新知识的结构,如必修教材“信息集成的一般过程”的内容结构可为选修教材中“建立主题网站”的教学提供参考。
展示是学习新知识的支架。教师应针对每一堂课的教学目标,优化设计相关匹配的教学内容,并进行充分的展示与论证。斯威勒等人认为,在处理复杂的认知任务时,样例学习能有效地促进图式获得和规则自动化,因而减轻工作记忆中的认知负荷,问题的相似性有助于规则的自动生成,问题的差异性有助于图式获得。针对信息技术特点,教师可以通过展示作品样例的制作过程以及提供系列相关“帮助”来展示论证新的信息技术相关知识与技能。例如,学习信息的特征时,教师可以展示生活片段,引导学生从具象中抽象出特征;学习Flash补间动画时,可以让学生从具有详细步骤的制作实例中归纳出隐含的技术制作原则和方法。同时,教师应向学生提供适当的学习指导,尤其是向学生总结和展示各种技术应用时的基本思路。
应用是运用新知识技能的初步阶段。这一阶段,教师可提供与该知识技能教学目标相一致的任务,主要以巩固为主,促进学生的知识建构过程,保持其学习兴趣。此间,教师对学生出现的问题给予恰当的反馈和指导,但随着学习的深入,这种指导应逐步减少,转而强调培养学生的自我核查与纠正能力。当然,教师应针对内容特点,尽可能要求学生解决一组不同的变式问题,从而全面考查和增强学生灵活解决问题的能力。例如,针对搜索引擎的使用,局部改变关键字与逻辑符号的数量或组合方式形成变式问题序列,要求学生分析这组变式,从而强化学生对搜索技巧规律的理解与不同组成规律的应用。
整合是知识技能运用的高级阶段,是学生应用新知识技能解决实际问题,让其有机会展示和表现其所掌握的知识技能。例如,在学完“应用文档设计”后,鼓励学生利用所学从个人博客或者QQ空间下载自己最得意的日记和文章,整理编排恰当后发到教师电子邮箱。各种长短不一的文章在学生们各自编排过程中会遇到众多现实问题,基本涵盖了版面设计的各个方面。此外,教师要鼓励学生在运用新知识解决问题时,对学到的新知识进行反思、质疑和辨析,以促进知识内容体系的修正与整合。在信息技术课堂上,教师可通过作品交流与展示以及设计问题引导学生,而开放性的问题更可以挖掘出信息文化、信息道德,促进学生信息素养的养成与内化。
2.技术表达
信息技术课程的开设,不纯粹是为了信息技术本身,还有作为理念指导下的工具,为学生构造独特的学习环境,改变信息技术教学的形态。
(1)重构情境创设。教师所创设的项目任务尽可能真实贴近学生生活,在技术支持下,教师可以基于音像、计算机等以直播、再现或模拟的方式创设问题情境,这在很大程度上克服了时空限制,学习解决真实情境下的问题,即使是虚拟的,也并没有与真实分开,学习者的反应是真实的,感受是真实的。学生在特定的环境中被问题驱使,能充分发挥自己的主体性,提高学习效率。
(2)重构呈现方式。不同的学习结果类型需要与之相适应的展示内容,不同的内容又需要与其相匹配的呈现方式。就信息技术课程内容而言,过程性知识较多,所以应该尽量直观形象地展示步骤、示范样例等,而技术为学生提供许多图、文、声、像俱全的资料是非常有价值的,采取不同的表征方式对同一个内容进行呈现,形式上的变化增加了学生的新鲜感,同时也使问题以多种角度呈现在学生的面前,有利于学生全面地认识学习内容。当然,信息技术课程也有理论知识,需要帮助学生建立吸收的心理模式,那么超链接功能可以为我们提供良好的结构组织条件,强化知识之间的逻辑性,思维导图可以促进学生的发散性思维发展。
(3)重构交流空间。技术承载思想。博客(微博)、BBS或论坛、即时通信软件、电子邮件以及新型的网络社区等,不仅给我们提供了交流、表达和建立网络人际关系的工具和场所,而且也承载着新的网络文化思想,构建着信息时代无限的交流时空,使每个人都可以成为“媒体”进行自由的交流。在教学中,我们可以把这样的交流变为有组织的思维共享活动,通过充分的独立思考和互相激发,使学生思维发展的空间得以扩大。课堂上的一问一答过于“剧本”,学生的表现也不尽相同,而一旦将课堂辩论移植到网络,相对的安全感以及强大的回复功能使学生能充分表达自己的思想,把内部言语外化出来,学生思维和语言都得到相应提高。
关键词:数字视频;视频编码;非话业务
中图分类号:TN941.1 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2015.04.020
0.引言
目前,计算机的应用逐渐进入多媒体时代,信息载体扩展到文、图、声等多种类型,数字视频技术得到了发展。在数字视频技术的发展初期,数字视频的数据量非常大,存储、传输和处理都有很大的困难。这使得视频数据压缩的研究成为必要。近年来,一些国际组织相继制定了关于视频图像的编码标准,压缩编码技术日臻成熟。其次,计算机处理速度和存储容量针对视频数据而言还远远不能满足要求,因此视频数据的处理成了多媒体技术中的关键性技术,众多视频存储格式应运而生。另外,计算机动画的发展也将数字视频技术引入了新的发展阶段。
本文将对以上所述的视频技术的发展与应用进行介绍和分析。
1.视频的压缩编码
视频信号信息量非常大,传输网路带宽要求高,在这种情况下对存储、传输和处理都有很大困难。所以需要将视频信号在传送前先进行压缩编码,以便节省传送带宽和存储空间。视频信号压缩编码有两个基本的要求:(1)必须压缩在一定的带宽内,即,具有足够的压缩比;(2)视频信号在压缩之后,经解压重建应保持一定的视频质量。此外,视频编码器的设计应力求简单、易实现、成本低、可靠性高。
1.1视频数据压缩的技术可能性
一幅图像是由许多像素点构成的。大量的统计表明,同一幅图像的像素之间具有较强的相关性,两个像素之间的距离越短,其相关性越强,通俗地讲,两个像素的值越接近。换言之,两个相邻像素的值发生突变的概率极小,相等、相似或缓变的概率极大,这使得视频信息的每个画面内部有许多信息冗余。并且,我们还可以利用帧间相关性进行压缩编码,由于邻近帧之间的相关性一般比帧内像素间的相关性更强,可以得到更大的压缩比。人眼的视觉灵敏度有限,可以允许画面有一定失真,一些冗余信息的失去对观看视频没有太大影响。
1.2压缩编码
1.1.1有损与无损
无损压缩是指压缩前和解压缩后的数据完全一致。多数的无损压缩都采用RLE行程编码算法。
有损压缩意味着解压缩后的数据与压缩前的数据不一致。在压缩的过程中要丢失一些人眼和人耳所不敏感的图像或音频信息,而且丢失的信息不可恢复。几乎所有高压缩的算法都采用有损压缩,这样才能达到低数据率的目标。丢失的数据率与压缩比有关,压缩比越小,丢失的数据越多,解压缩后的效果一般越差。此外,有些有损压缩算法采用多次重复压缩的方式,这样还会引起额外的数据丢失。
1.2.2帧内与帧间
帧内压缩也称为空间压缩。当压缩一帧图像时,仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息。帧内一般采用有损压缩算法,由于帧内压缩时各个帧之间没有相互关系,所以压缩后的视频数据仍可以以帧为单位进行编辑。帧内压缩一般达不到很高的压缩。
帧间压缩是基于连续前后两帧具有很大的相关性,或者说前后两帧信息变化很小的特点。也即,连续的视频其相邻帧之间具有冗余信息,根据这一特性,压缩相邻帧之间的冗余量就可以进一步提高压缩量,减小压缩比。帧间压缩也称为时间压缩,它通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩。帧间压缩一般是无损的。帧差值算法就是一种典型的时间压缩法,它通过比较本帧与相邻帧之间的差异,仅记录本帧与其相邻帧的差值,这样可以大大减少数据量。
1.2.3对称性
对称性是压缩编码的一个关键特征。对称意味着压缩和解压缩占用相同的计算处理能力和时间,对称算法适合于实时压缩和传送视频,比如视频会议应用就适合采用对称的压缩编码算法。
在电子出版和其它多媒体应用中,一般是把视频预先压缩处理好,再播放,因此可以采用不对称编码。不对称或非对称意味着压缩时需要花费大量的处理能力和时间,而解压缩时则能较好地实时回放,也即以不同的速度进行压缩和解压缩。一般地说,压缩一段视频的时间比回放(解压缩)该视频的时间要多得多。例如,压缩一段三分钟的视频片断可能需要10多分钟的时间,而该片断实时回放时间只有三分钟。
1.3国际数字视频标准分析
近年来,视频图像编码技术得到了迅速发展和广泛利用,日臻成熟。一些国际组织也相继制定了关于视频图像的编码标准。例如ITU-T制定的H.26X系列标准、ISO/IEC制定的关于静态图像的编码标准JPEG和JPEG2000以及活动图像的编码标准MPEG系列等。这些标准图像的编码算法融合了各种性能优良的图像编码方法,代表了目前图像编码的发展水平。如表1所示,H.261、MPEG-1、和MPEG-2采用了第一代压缩编码方法,如:预测编码、变换编码、熵编码以及运动补偿。从MPEG-4标准以后,采用的是第二代视频编码方法,如分段编码、基于模型的编码和基于对象的编码等。
其中,随着多媒体应用领域的不断扩展,传统JPEG压缩技术已无法满足人们对多媒体影像资料的要求。JPEG中采用的算法靠丢弃频率信息实现压缩,因而图像压缩率越高,频率信息丢弃的越多。在极端情况下,JPEG图像只保留了反映图像的基本信息,精细的图像细节都损失了。为此,JPEG制定了新一代静止图像压缩标准JPEG2000。JPEG2000放弃了JPEG所采用的以离散余弦变换(DCT)为主的区块编码方式,而采用以小波变换为主的多解析编码方式,很好地保存了图像信息中的相关性,达到了更好的压缩编码效果。JPEG具有高压缩率且提供无损和有损两种压缩方式的特点,但应用并不广泛,在图像品质要求比较高的医学图像的分析和处理中已经有了一定程度的应用。
H.26X是ITU-T及其前身CCITT研究和制定的一系列视频编码的国际标准。其中,应用最广泛的是H.261、H.263、H.264。H.261是世界上第一个得到广泛承认、针对动态图像的视频压缩标准,而且其后出现的MPEG系列、H.263等视频压缩标准都是以H.261为核心。H.263在H.261基础上增加了一些功能,从而进一步改善了图像质量,提高了压缩比。后来出现的H.26L的编码效率比已有的其他视频编码标准有很大的提高。在相同PSNR下与H.263和MPEG4相比,H.263在低码率时的输出码率平均节省分别约为40%和36%,在高码率时的输出码率平均节省分别约为55%和45%,具有较高压缩比,尤其适用于公众交换电话网及无线/Internet网络环境下的视频传输。H.264是比MPEG和H.263性能更好的视频压缩编码标准,不仅具有高压缩比,而且在恶劣的网络传输条件下,具有较高的抗误码性能,但是性能提高的同时,也增加了计算的复杂度。
MPEG-X是一组由IEC和ISO制定的视频、音频、数据的压缩标准,已成为国际上影响最大的多媒体技术标准。MPEG-1最初用于数字信息存储体上活动图像及其伴音的编码,其速率为15Mb/s。MPEG-X是一组由IEC和ISO制定的视频、音频、数据的压缩标准,已成为国际上影响最大的多媒体技术标准。MPEG-1最初用于数字信息存储体上活动图像及其伴音的编码,其速率为15Mb/s。MPEG-2是一个通用多媒体编码标准,具有更广阔应用范围和更高的编码质量。由于性能出色,已能适应HDTV,使得MPEG-3被抛弃。它的另一特点是可提供一个范围较广的可变压缩比,能够适应不同的画面质量、存储容量以及带宽的要求。MPEG-4持多种多媒体应用,特别是多媒体信息基于内容的检索和访问,可根据应用的不同要求现场配置解码器。编码系统也是开放的,可以随时加入新的有效的算法模块:它可以将各种多媒体技术充分利用进来,包括压缩本身的一些工具、算法,也包括图像合成、语音合成等技术。MPEG-4标准既可用于的高码率的视频压缩编码,又可用于低码率的视频压缩编码;既可用于传统的矩形帧图像,又可用于任意形状的视频对象压缩编码。
此外,近年来,本领域另一个研究热点是声像数据的基于内容的检索。实现这种基于内容检索的一个关键步骤是要定义一种描述声像信息内容的格式,而这与声像信息的编码又是密切相关的,MPFG-7就是这种压缩编码的代表性技术,其名称叫做“多媒体内容描述接口”,它为各种类型的多媒体信息规定一种标准化的描述,这种描述与多媒体信息的内容本身一起,支持用户对其感兴趣的各种“资料”进行快速、有效地检索。
尽管MPEG取得了种种成功,但在人们的信息交流中尚存有众多的不便之处,如不同网络之间的障碍、知识产权得不到有效保护等;不同的多媒体信息、网络、设备、协议和标准、分布在不同的地点等都给用户造成不能以统一的方式进行多媒体信息交互。如何通过一个综合标准来对上述不便之处加以协调,使多媒体业务畅通无阻,这就是MPEG墨尔本会议提出的多媒体框架的概念,此即MPEG-21。MPEG-21标准的正式名称为“多媒体框架”或者“数字视听框架”,它致力于为多媒体传输和使用定义一个标准化的、可互操作的和高度自动化的开放框架,这个框架考虑到了DRM(Digital Rights Management,数字版权管理)的要求、对象化的多媒体接入以及使用不同的网络和终端进行传输等问题,这种框架会在一种互操作的模式下为用户提供更丰富的信息。MPEG-21的最终目标是要为多媒体信息的用户提供透明而有效的电子交易和使用环境。任何与MPEG-21多媒体框架标准环境交互或使用MPEG-21数字项实体的个人或团体都可以被视为用户。从纯技术角度来看,MPEG-21对于“内容供应商”和“消费者”没有任何区别。
MPEG-21标准是新一代多媒体内容描述标准,它吸收新技术,同时消除多媒体系统框架中的缺陷,使得由于不同的设备、体系结构和标准造成隔阂被逐步消除。对于用户而言,新的多媒体系统是一个与设备无关的、互动性强大的、高度智能化的、符合用户各种不同需要的体系。
1.4我国视频压缩编码的发展现状
AVS标准是具有我国自主知识产权的编码标准,是一套包含系统、视频、音频、媒体版权管理在内的完整标准体系。其编码效率比MPEG-2高2~3倍,与H,264相当,但其算法复杂度比H.264低30%,达到了新一代编码标准的最高水平,主要面向高清晰度电视广播和数字存储媒体。
2013年6月,AVS视频编码标准已经成为了IEEE标准,标准号为IEEE 1857。AVS标准的逐步完善与发展应用,成为了标志着我国在视频压缩编码领域从跟踪国际到自主创新再到国际推广的里程碑。
1.5未来发展趋势
目前,在视频行业广泛采用的压缩和传输标准是2003年推出的H.264,在视频编码标准朝着高清晰度、低码率的方向发展进程中,H.264占据着统帅的地位,但是,在未来的五到十年内,H.265将会掀起引领超高清时代的潮流。H.265于2013年1月25日获得了国际电联的批准,H.265不仅在码流、算法、编码质量上进行了改善及优化,而且同时支持4K(4096×2160)和8K(8192×4320)超高清视频。H265标准下的画面效果更流畅、更高清,势必会对整个视频行业在互联网应用中以及视频压缩编码技术上引起一场巨大的变革。
2.视频文件格式
2.1多媒体视频文件格式
目前视频的数据在计算机内部的存储格式众多,其压缩比、质量和适用领域等各不相同,下面就此对其常用格式及发展进行介绍和分析。
2.1.1QuickTime(MOV)格式
MOV格式的英文全称是Movie Digital Video Technology。MOV格式能够跨平台、存储空间要求小,得到了业界的广泛认可。QuickTime文件格式支持25位彩色,支持领先的集成压缩技术,提供150多种视频效果,并提供200多种MIDI兼容音响和设备的声音装置。该格式具有较高的压缩比率和较完美的视频清晰度,最大的特点是跨平台性,目前已成为数字媒体软件技术领域的事实上的工业标准。
2.1.2AVI格式
AVI的英文全称是Audio Video Interleaved,叫做音频视频交错,是由微软公司开发的一种数字视频文件格式。AVI是Windows操作系统上最基本的、最常用的一种媒体文件格式,支持256色和RLE压缩,但压缩标准不统一,不具有兼容性,体积庞大,用不同压缩算法生成的AVI文件,必须使用相对应的解压缩算法才能播放。它最大的优点是调用方便、图像质量好;还可以根据不同的应用要求,随意调整AVI的分辨率,而且对计算机的配置要求不高,可以先做成AVI格式的视频,在转换为其他格式。
2.1.3MPEG-2(DVD)
PAL制式的标准MPEG-2分辨率高达720X576。MPEG-2在编码时使用了帧间压缩和帧内压缩两种方式,并且通过运动补偿等技术来改善画质。从清晰度来看,MPEG-2几乎是无可挑剔的,但是MPEG-2也并非十全十美。由于MPEG-2没能在压缩技术上有所突破,因此其数据量比MPEG-1大。此外,MPEG-2的压缩数据的码流比较特殊,各种编辑软件无法随机访问,因此在进行非线性编辑时会导致素材搜索很迟缓。更为重要的是,MPEG-2过大的编解码必须依赖强大的处理芯片。
2.1.4DivX和XviD格式
MPEG在开始的时候建立了4个版本:MPEG-1-MPEG-4,分别适应于不同的带宽和数字影像质量的要求。DivX和XviD就是一种MPEG-4编码格式,只不过旧版的MPEG-4编码不允许在AVI文件格式上使用,才会有DivX和XviD编码格式的出现。不过现在国内外称呼的DivX和XviD是MPEG/MP3影片,即影像部分以MPEG-4格式压缩,Audio部分以MP3格式压缩组合而成的AVI影片。它的好处是生成的文件体积小,约为同样播放时间的DVD的1/5到1/10,但是声音及影像的品质都相当不错,当然比DVD还是差一点,但比起VCD要好很多,也就是说,DivX和XviD只要一张光盘就可以放下一个90分钟的电影,而且清晰度要比两张光盘的VCD好许多。在视频采集时,DivX和XviD编码对于系统性能的要求并不高,数据量的降低可以明显减轻CPU与磁盘系统的负担。
2.1.5 RM(Real Media)格式
Real Media是Real Networks公司所制定的音频视频压缩规范,包含RealAudio(.ra,声音文件)、RealVideo(.rm,视频文件)和Real Flash(.ram,矢量动画)三类文件。Real Media可以根据网络数据传输速率的不同制定不同的压缩比,实现在低速率的广域网上进行彩像数据的实时传送和实时播放。
2.1.6FLV格式
FLV全称为Flash video,是在Sorenson公司的压缩算法的基础上开发出来的。FLV格式不仅可以轻松地导入Flash中,速度极快,并且能起到保护版权的作用。由于它形成的文件极小、加载速度极快,使得网络观看视频文件成为可能,它的出现有效地解决了视频文件导入flash后,使导出的SWF文件体积庞大,不能在网络上很好地使用等缺点,是目前增长最快、最为广泛的视频传播格式。目前各在线视频网站均采用此视频格式。
2.2媒体格式的发展分析
影响多媒体文件格式发展的因素有很多,归纳起来主要有应用和技术两个方面。总的来讲,一种格式有存在的必要,必须有一定的应用范围,而压缩、解压缩等技术的发展必将促使新格式的产生。
影像视频的发展必将淘汰传统的影响视频格式。随着视频压缩技术和视频编辑处理技术的不断创新和改进,传统的影像视频(如AVI和MPEG-1格式等)一般体积较大且清晰度较差,因此这些格式必将被体积小数倍,而且具有超高清晰度的新视频格式所代替。另外,随着移动通信的不断发展,市场需求和技术进步共同推动移动视频业务发展的同时,必将极大地推动视频技术的发展,对于视频文件格式的发展产生巨大影响。
随着多媒体技术的迅速发展、各种压缩算法在该领域的应用,对目前存在的各种文件格式很难准确评价孰优孰劣,从压缩率、质量而言,每一种格式都有其优缺点,而且都被大批软件所支持,占有一定的应用领域。因此,在一定时期内,多种文件格式共存的局面不会改变,但随着时间的推移,应用的发展和技术的革新,将不断涌现新的、先进的格式,淘汰落后的格式。
3.计算机动画
3.1计算机动画的原理与分类
计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生物体运动的效果,利用计算机生成一系列可供实时演播的画面的技术。它可辅助传统卡通动画片的制作,也可通过对三维空间中虚拟摄象机、光源及物体运动和变化(形状、色彩等)的描述,逼真地模拟客观世界中真实的或虚构的三维场景随时间而演变的过程。所生成的一系列画面可在显示屏上动态演示,也可将它们记录在电影胶片上或转换成视频信息输出到录像带上。计算机动画由于采用数字处理方式,动画的运动效果、
画面色调、纹理、光影效果等可以不断改变,输出方式也多种多样。计算机动画分为四类。
实时动画:采用各种算法来实现运动物体的运动控制或指可直接在显示屏幕上实时显示动画图像。
逐帧动画:记录下每一帧画面,然后按显示动画的图象序列一帧一帧播放而实现运动的效果。
三维动画:画中的景物有正面、侧面和反面,调整三维空间的视点,能够看到不同的内容。
二维动画:平面上的画面,由纸张、照片或计算机屏幕显示。
在屏幕上实现动画有三种方式:(1)位置不动形态变化。(2)形态不变位置变化。(3)位置和形态均变化。
计算机动画的主要研究内容包括:①动画形体造型技术;②动画运动控制和描述;③动画图象绘制技术和算法;④动态模拟、动画系统的集成环境;⑤关节体、人体动画;⑥动画语言与系统;⑦用于动画运动控制和生成的专门硬件设备及接口;⑧特殊视觉效果生成技术。
3.2计算机动画技术
计算机动画的研究始于20世纪60年代初。1963年美国AT&TBell实验室制作了第一部计算机动画片。在80年代之前,计算机动画主要集中于二维动画系统的研制,应用于教学演示和辅助传统的动画片制作。
三维动画的研究始于70年代初,当时开发了一些三维计算机动画系统。直至80年代中后期,由于具有实时处理能力的超级图形工作站的出现,三维几何造型技术和真实感图形生成技术取得很大进展,促进了具有高度逼真效果的三维计算机动画技术迅速发展,并达到实用商品化地步。到90年代初,计算机动画技术应用于电影特技取得了显著成就。
与此同时,为适应科学研究与复杂系统中的动态模拟、视觉模拟、机器人学和生物力学等领域的需求,基于物理的造型和动画的研究的开展,已成为计算机动画研究中的一个重要课题。
人体动画是近年来发展起来的计算机动画新课题。它是研究开发基于人造角色的集成动画系统,该系统产生涉及人造角色在三维场景中具有人的自觉意识的行为动画,这样的系统是以多种学科的知识、技术和方法为基础的,如动画、力学、机器人学、生物学、心理学和人工智能等。现在的Poser就是著名的MetaCreations公司生产的具有特色的人体建模三维动画制作软件。
目前,主流的计算机动画技术包括:
(1)参数关键帧技术:关键帧技术最初仅仅用来插值帧与帧之间卡通画的形状,后来该技术马上发展成为可以用来插值影响运动的任何参数(例如,一个物体的平移、比例变换、旋转、材料、纹理、形状、可见性参数等都可作为关键帧参数,另外,摄象机和灯光的大部分参数也可作为关键帧参数)。
(2)轨迹驱动技术:指先设计好物体的运动轨迹,然后指定物体沿该轨迹运动。通常,物体的运动轨迹为三次样条曲线(也称为样条驱动),并且由用户交互给出。
(3)变形动画技术:为了制作一种形态变形的动画,即将物体外观上发生变化的过程记录下来,生成一个形态连续变化的动画序列。
(4)关节动画技术:它的主要目的是模拟骨架动物(尤其是人体)的运动。
(5)过程动画技术:指物体的运动或变形可由一个过程来描述。最简单的过程动画是用一个数学模型去控制物体的几何形状和运动,较复杂的过程动画则是包括物体的变形、弹性理论、动力学、碰撞检测在内的物体的复杂运动。
(6)基于物理的动画技术:一种具有潜在优势的三维造型和运动模拟技术。尽管该技术比传统动画技术的计算复杂度要高得多,但它能逼真地模拟各种自然物理现象,这是基于几何的传统动画生成技术所无法比拟的。
3.3计算机动画的未来发展趋势
从国际上看,计算机动画技术的发展正在趋向于规模化、标准化、网络化。
从技术的发展方向看,体视动画会是未来的热点。目前人们正在研究降低立体眼镜的成本、提高图像质量的方法和有关的替代技术,未来我们很可能不用立体眼镜的帮助也能欣赏逼真的立体效果。另一个热点会是虚拟现实(vR)技术,与一般的动画相比,VR的特点在于实时、交互。VR中的场景会随参观者的位置、视点变化而实时动态生成,并具有人机交互的能力,这种技术在未来将大有可为。
今后的几年,还可以继续从以下几个方面研究和发展:
1、新造型技术的设计。尽管造型技术在CAD和CAGD中得到了广泛的研究,但计算机动画对传统的实体、曲面造型提出了一些新的要求。这导致许多针对动画应用而设计的造型技术。
1)Catmull-Clark细分曲面的造型和动画研究。由Catmull和Clark提出的根据任意拓扑控制网格生成B样条曲面的细分曲面方法近几年来在计算机动画中越来越受到人们的重视。在AliasIWavefront公司的动画软件Maya中,基于Catmull-Clark细分曲面的造型和动画已经成为其重要手段。
2)隐式曲面的造型和动画研究。隐式曲面是圆球的更一般形式,它在表现人体的肌肉、水滴、云、树等物体的造型和动画方面有很大的优势。该研究方向近年来逐渐为人们研究的热点,欧洲图形学学会专门设立了相应的Implicit Surface学术会议。
2、运动捕获动画数据的处理。运动捕获技术在电影《泰坦尼克》中取得了非常大的成功,该片中乘客从船上落入水中的许多惊险镜头都是由动画特技来完成的。实际上,运动捕获已成为现代高科技电影不可缺少的工具。怎样把运动捕获动画数据重用和重置目标值得进一步的研究。
3、三维Morphing和变形研究。二维图象的Morphing虽然已经比较成熟,但三维Morphing方法尚存在各种各样的缺陷,具有任意拓扑的两三维物体之间的Morphing技术还有待于进一步的发展。基于约束的变形也是值得研究的方向。
4.数字视频的其他技术
4.1数字电视技术
数字电视是数字技术的产物,它将电视信号进行数字化,然后以数字形式进行编辑、制作、传输、接收和播放。
数字电视除了具有频道利用率高、图像清晰度好等特点之外,它还可以开展交互式数据业务,包括电视购物、电视银行、电视商务、电视通信、电视游戏、实时点播电视、电视网上游览、观众参与的电视竞赛等。
目前,数字电视已成功地应用于卫星直播,有线电视也在向数字方式过渡。整个电视传播业已进人了从模拟式向数字式过渡的时代。整个数字电视系统由信源编码、业务复用和信道传输与发送三个部分构成。美国的DTV、欧洲的DVB和日本的ISDB这几种标准,信源编码中视频都采用MPEG-2标准,音频采用MPEG-2或Dolby AC-3;业务复用采用的都是MPEG-2系统层规范或其扩展形式,它们的主要差别在于信道及发送部分。
数字电视的传输途径是多种多样的,因特网性能的不断提高也将使其成为数字电视传播的一种新媒介。图1是数字电视传播系统的示意图。数字电视接收机(简称DTV接收机)大体有三种形式:一种是传统模拟电视接收机的换代产品――数字电视接收机,另一种是传统模拟电视机外加一个数字机顶盒,第三种是可以接收数字电视的PC机。
4.2点播电视(VOD)技术
VOD(Video On Demand)是视频点播(也称为点播电视)技术的简称,意即用户可以根据自己的需要收看电视节目。VOD技术从根本上改变了用户过去被动收看电视的不足。
视频点播系统可分为TVOD(True VOD)和NVOD(Near VOD)两种。在TVOD(真视频点播)环境下,用户提出要求后即可及时从VOD系统得到服务,这种系统为每一个用户提供一个单独的连接,每个连接需要占用一定的网络带宽;NVOD(准视频点播)是视频点播的另一种实现方案。采用这种方案,系统可每隔一段时间(例如10分钟)在不同的频道上开始播放同一个节目,用户可以选择收看。如果用户需要“倒退”功能,可以切换到比他当前频道晚10分钟播放的频道,需要“快进”功能,可切换到比当前频道早10分钟的频道。显然,这种方式不能为用户及时提供点播服务功能,但减少了用户连接数目,节省了网络带宽与费用,服务器的性能要求也可适当降低。
视频点播是基于数字网络的一种数字视频服务。网络中的音频视频数据必须以实时数据流的形式进行传输,传输一旦开始,就必须以稳定的速率进行,以保证节目平滑地播放。任何由于网络拥塞,CPU争用或磁盘的I/O瓶颈产生的系统或网络的停滞,都可能导致视频传送的延迟,影响用户的收看。因此,大型视频点播系统在技术上是有相当难度的。
视频点播系统的工作过程如下:用户在客户端启动播放请求,通过网络传送给分配服务器,经验证后,系统把视频服务器中可访问的节目单发送给用户浏览,用户选择节目后,视频服务器读出节目的内容,并传送到客户端进行播放。
4.3可视电话与视频会议技术
可视电话:通话双方能互相看见的一种电话系统,电话机具有摄像、显示、声音等功能,内置高质量CCD镜头及MODEM。其应用之一就是视频会议,
视频会议:多人同时参与的一种音/视频通信系统类似于可视电话,但多人参加通话,提供的功能也更加丰富。
两种实施方式:(1)在电信局的数字通信网上进行;(2)在互联网上进行,例如使用下列即时通信软件:微软的MSN Messenger,腾迅的QQ,网易的POPO,新浪的UC等。