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文檔簡介

1、多媒體技術基礎學習指導(??疲└咧蓦姶笥嬎銠C教研室多媒體技術基礎是中央電大計算機應用專業(yè)應用軟件開發(fā)方向開設的統(tǒng)設必修課程。 共 72 學時, 4 學分。該課程使用的教材為多媒體技術基礎和多媒體技術基礎實驗,由陳明教授主編,中央電大出版社出版。多媒體技術把計算機技術的交互性和可視化的真實感結合起來, 使其應用滲透到各個領 域。 通過本課程的學習, 使學生理解多媒體技術的基本概念和主要功能,掌握常用的多媒體工具軟件的使用方法, 了解如何進行多媒體軟件開發(fā)和多媒體制造, 從而為今后的學習和工 作打下基礎。本復習指導是以多媒體技術基礎課程的教學大綱、 考核說明為依據(jù)而編寫的, 目的在于 使學生理清思

2、路,分清主次,為本課程的期末復習提供參考。各章復習要點及解析第一章 多媒體技術概論內容:1、多媒體、多媒體技術、多媒體系統(tǒng) 文本、聲音、圖形、圖像和動畫等是信息的載體,其中兩個或多于兩個的組合構成了多 媒體。多媒體技術是指計算機綜合處理多媒體信息(文本、聲音、圖形、圖像等)的技術,使 多種信息建立邏輯連接,集成為一個具有交互性的系統(tǒng)。多媒體系統(tǒng)是指利用計算機技術和數(shù)字通訊網(wǎng)技術來處理和控制多媒體信息的系統(tǒng),如: CAI 課件、視頻 /音頻演示系統(tǒng)等。2、促進多媒體技術發(fā)展的關鍵技術 ( 1)CD-ROM 解決了多媒體信息的存儲問題;(2)高速計算機網(wǎng)絡可以傳送多媒體信息;(3)多媒體信息高速處

3、理的硬件環(huán)境;( 4 )多媒體壓縮技術、人機交互技術和分布式處理技術的出現(xiàn)促進了多媒體系統(tǒng)的產 生與發(fā)展。3、多媒體技術的特性 主要有:集成性、實時性、交互性、高質量。4、多媒體系統(tǒng)的組成 多媒體系統(tǒng)的基本構成主要有:計算機硬件、多媒體計算機所配置的硬件(如壓縮、解 壓縮專用芯片) 、多媒體 I/O 控制及接口、多媒體的核心系統(tǒng)、多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)和多媒體應 用系統(tǒng)。難點分析:多媒體的概念 要深入理解多媒體的概念, 先從媒體談起。 媒體在計算機領域通常有兩種含義: 一是指 存儲信息的實體, 如磁盤、 光盤、 磁帶、半導體存儲器等; 二是指傳遞信息的載體, 如數(shù)字、 文字、聲音、圖形和圖像等??梢姸?/p>

4、媒體技術中的媒體是指后者。所謂“多媒體”從字面理解就是“多種媒體的綜合” ,相關的技術也就是“怎樣進行多 種媒體綜合的技術” 。我們一般認為, “多媒體”是指能同時獲取、處理、編輯、存儲和展示兩個以上不同類型信息媒體(如:文字、聲音、圖形、圖像、動畫、視頻等)的技術??梢姡?我們常說的“多媒體”最終被歸結為是一種“技術” ,常常不是指多種媒體本身,而主要是 指處理和應用它的一整套技術。第二章 多媒體信息的表示內容:1、多媒體數(shù)據(jù)的特點 多媒體數(shù)據(jù)的特點主要有: (1)數(shù)據(jù)量巨大; (2)數(shù)據(jù)類型多; (3)數(shù)據(jù)類型間區(qū)別大;(4)多媒體數(shù)據(jù)的輸入和輸出復雜。2、音頻的定義以及分類,聲音的三要素

5、 音頻的頻率范圍在 20Hz 到 20kHz 之間。 音頻這種聽覺媒體主要分為波形聲音、語音和音樂。 聲音的三要素指音調、音強和音色。3、數(shù)字音頻的含義,音頻信號的數(shù)字化處理過程 把模擬音頻信號轉換成有限個數(shù)字表示的離散序列,形成數(shù)字音頻。 音頻信號的數(shù)字化處理過程: ( 1)選擇采樣頻率,進行采樣; ( 2)選擇分辨率,進行量 化;(3)形成聲音文件。4、音頻文件大小的計算 文件的字節(jié)數(shù) /每秒=采樣頻率( Hz) 采樣位數(shù)(位) 聲道數(shù) /85、常見的聲音文件格式,如: .WAV 、 .VOC 、 .MIDI 文件6、MIDI 的含義、 MIDI 與數(shù)字化聲音的比較MIDI 是樂器數(shù)字接口

6、的英文縮寫, 泛指數(shù)字音樂的國際標準, 它是音樂與計算機結合 的產物。 MIDI 信息實際上是樂譜的數(shù)字描述,這里樂譜完全由音符序列、定時以及被稱為 合成音色的樂器定義組成。當一組 MIDI 消息通過音樂合成器芯片演奏時,合成器就會解釋 這些符號并產生音樂。選擇 MIDI 還是數(shù)字化聲音,要考慮計算機處理數(shù)字文件的能力,對回放硬件的控制 能力以及是否有語言對話的需要等方面因素。7、位圖圖像、矢量圖形的概念,矢量圖與位圖比較圖圖像( Bit-Map Image )是指在空間和亮度上已經離散化的圖像。通常把一幅位圖圖 像考慮為一個矩陣,矩陣中的一個元素(像素)對應圖像的一個點,相應的值表示該點的灰

7、 度或顏色等級。矢量圖形(Vector-Based Image)是用一個指令集合來描述的。這些指令用來描述圖中 線條的形狀、位置、顏色等各種屬性和參數(shù)。矢量圖與位圖比較,主要看空間和性能兩方面,一般說來,要看圖像的復雜程度,簡單 的圖使用矢量圖描述好一些,復雜的圖使用位圖好一些。8、 監(jiān)視器分辨率的分類,計算機中常用的顏色模型(RGB、HSB、HSL)監(jiān)視器分辨率有三種:屏幕分辨率、圖像分辨率和像素分辨率。計算機中常用的顏色模型主要有紅綠藍(RGB)和灰度/飽和度/亮度(HSB、HSL )彩色空間。9、常見圖像文件的格式( DIB 、 BMP 、 PCX、 TIFF)10、造型動畫和幀動畫這是

8、用計算機實現(xiàn)動畫的兩種方法。11、超文本與超媒體的概念,超文本的主要成分,超文本系統(tǒng)的三層模型 超文本定義為由信息結點和表示結點間相關性的鏈構成的一個具有一定邏輯結構和語 義的網(wǎng)絡。超媒體定義為超文件加多媒體。超文本的主要成分有結點和鏈。超文本系統(tǒng)的三層模型是用戶接口、超文本抽象機層和數(shù)據(jù)庫層。難點分析:波形聲音與 MIDI 音樂的比較MIDI 消息實際上就是樂譜的數(shù)字表示。 與波形聲音相比, MIDI 數(shù)據(jù)不是聲音而是指令, 因此它的數(shù)據(jù)量要比波形聲音少得多。如 30 分鐘的立體聲高品質音樂,用波形文件無壓縮 錄制,約需 300MB 的存儲空間;而同樣的 MIDI 數(shù)據(jù),則只需 200KB

9、,兩者相差 1500 倍之 多。另外,對 MIDI 的編輯很靈活,可以自由地改變曲調、音色等屬性,波形聲音就很難做 到這一點。波形聲音與設備無關, MIDI 數(shù)據(jù)是與設備有關的,即 MIDI 音樂文件所產生的聲音與 用來回放的特定的 MIDI 設備有關。總的來說,數(shù)字化聲音最重要的優(yōu)點是重放質量的一致 性、可靠性比較好,可自始至終保證質量,而 MIDI 在這一點上則比較差。波形聲音質量與數(shù)據(jù)量的關系 聲卡對聲音的處理質量可以用三個基本參數(shù)來衡量,即采樣頻率、采樣位數(shù)和聲道數(shù)。 采樣頻率是指單位時間內的采樣次數(shù)。 采樣頻率越大, 采樣點之間的間隔就越小, 數(shù)字 化后得到的聲音就越逼真,但相應的數(shù)

10、據(jù)量就越大。聲卡一般提供11.025kHz 、22.05kHz 和44.1kHz 三種不同的采樣頻率。采樣位數(shù)是記錄每次采樣值數(shù)值大小的位數(shù)。采樣位數(shù)通常有8bits 或 16bits 兩種,采樣位數(shù)越大,所能記錄聲音的變化長度就越細膩,相應的數(shù)據(jù)量就越大。采用的聲道數(shù)是指處理的聲音是單聲道還是立體聲。 單聲道在聲音處理過程中只有單數(shù) 據(jù)流,而立體聲則需要左、右聲道的兩個數(shù)據(jù)流。顯然,立體聲的效果要好,但相應的數(shù)據(jù) 量要比單聲道的數(shù)據(jù)量加倍。圖像與圖形文件格式的區(qū)別在計算機科學中, 圖形和圖像這兩個概念是有區(qū)別的: 圖形一般指用計算機繪制的畫面, 如直線、圓、圓弧、任意曲線和圖表等;圖像則是指

11、由輸入設備捕捉的實際場景畫面或以數(shù) 字化形式存儲的任意畫面。圖像都是由一些排成行列的像素組成的,在計算機中的存儲格式有BMP 、 PCX 、TIF 、GIFD 等,一般數(shù)據(jù)量都較大。它除了可以表達真實的照片,也可以表現(xiàn)復雜繪畫的某些細 節(jié),并具有靈活和富于創(chuàng)造力等特點。與圖像文件不同, 在圖形文件中只記錄生成圖的算法和圖上的某些特征點, 也稱矢量圖。 在計算機還原輸出時, 相鄰的特征點之間用特定的很多段小直線連接就形成曲線, 若曲線是 一條封閉的圖形,也可靠著色算法來填充顏色。它的最大優(yōu)點是容易進行移動、縮放、旋轉 和扭曲等變換,主要用于表示線框型的圖畫、工程制圖、美術字等。常用的矢量圖形文件

12、有 3DS (用于3D造型)、DXF (用于CAD )、WMF (用于桌面出版)等。圖形只保存算法和 特征點, 所以相對于位圖的大數(shù)據(jù)量來說, 它占用的存儲空間也較小。 但由于每次屏幕顯示 時都需重新計算, 故顯示速度沒有圖像快。 另外在打印輸出和放大時, 圖形的質量較高而點 陣圖常會發(fā)生失真。動畫與視頻有何不同?動畫和視頻信息是連續(xù)漸變的靜態(tài)圖像或圖形序列, 沿時間軸順次更換顯示, 從而構成 運動視覺的媒體。 當序列中每幀圖像是由人工或計算機產生的圖像時, 我們常稱為動畫; 當 序列中每幀圖像是通過實時攝取自然景象或活動對象時, 我們常稱為影像視頻, 或簡稱為視 頻。第三章 多媒體信息的壓縮

13、內容:1、數(shù)據(jù)壓縮技術的三個重要指標 這三個指標是:壓縮前后所需的信息存儲量之比;壓縮算法;恢復效果。2、掌握有損壓縮、無損壓縮的概念目前壓縮編碼方法分為兩類:無損壓縮(也稱冗余壓縮,熵編碼)和有損壓縮(熵壓縮 法)。有損壓縮會減少信息量,損失的信息是不可恢復的。3、掌握 Huffman 編碼過程Huffman 編碼體現(xiàn)了統(tǒng)計編碼的思想。它對于出現(xiàn)頻率大的符號用較少的位數(shù)來表示, 而對于出現(xiàn)頻率小的符號用較多的位數(shù)來表示。 其編碼效率主要取決于需編碼的符號出現(xiàn)的 概率分布,越集中則壓縮比越高。其編碼過程見教材 41 頁。4、理解算術編碼、預測編碼、變換編碼、模型編碼的原理算術編碼也是一種統(tǒng)計編

14、碼, 每個符號對應 0 到 1 上的一段子區(qū)間, 區(qū)間長度為該符號 出現(xiàn)的概率。該方法將被編碼的符號串(數(shù)值串)表示成實數(shù) 0 到 1 之間的一個區(qū)間。初始 把它設為整個區(qū)間。 當出現(xiàn)一個新的待編碼符號, 先把完整的 0 到 1 區(qū)間映射到上一次形成 的區(qū)間, 然后新區(qū)間取為 0 到 1 上的新符號對應區(qū)間所映成的像。 解碼時, 根據(jù)區(qū)間的覆蓋 性來逐一解出原符號串。預測編碼是根據(jù)某一數(shù)據(jù)模型利用以往的樣本值對新樣本值進行預測, 然后將樣本實際 值與預測值的差值進行編碼。 如果模型足夠好, 且樣本序列的時間相關性較強, 那么誤差信 號的幅度將遠小于原始信號, 可以用較少的值對其差值量化, 得到

15、較好的壓縮效果。 預測編 碼常用的是差分脈沖編碼調制( DPCM )和自適應的差分脈沖編碼調制( ADPCM )。變換編碼是將通常在空間域描寫的圖像信號, 變換到另外一些正交矢量空間 (即變換域) 中進行描寫, 而且通過選擇合適的變換關系使變換域中描寫的各信號分量之間相關性很小或 者互不相關,從而達到數(shù)據(jù)壓縮的目的。模型編碼是指采用模型的方法對傳輸?shù)膱D像進行參數(shù)估測。典型的有分形編碼。5、理解常用音頻信號編碼方法的使用原理,并能進行比較音頻冗余主要表現(xiàn)為時域冗余度、頻域冗余度。音頻信號的編碼方式大致分為三大類:(1)波形編碼,如 PCM、 APC、SDC、ATC( 2)分析合成方法,如 LPC

16、(3)混合編碼方法6、了解音頻信號壓縮編碼標準,影響音頻信號質量的因素7、視頻信號壓縮編碼的標準( JPEG、 MPEG ) 多媒體系統(tǒng)中圖像壓縮方法主要利用消除圖像在空間上和時間上很強的相關性帶來的 數(shù)據(jù)冗余度來滿足應用要求。分為有損壓縮和無損壓縮兩種類型。JPEG是彩色、灰度、靜止圖像壓縮編碼的國際標準,MPEG視頻壓縮技術是針對運動圖像的數(shù)據(jù)壓縮技術, MPEG 標準包括 MPEG 視頻、 MPEG 音頻和 MPEG 系統(tǒng)三個部分。8、了解 RGB 三基色信號轉換 YUV 信號的換算9、了解三種廣播視頻標準( NTSC 、 PAL、 SECAM ) 難點分析:簡述 MPEG 和 JPEG

17、 的主要差別。MPEG 視頻壓縮技術是針對運動圖像的數(shù)據(jù)壓縮技術。 為了提高壓縮比, 幀內圖像數(shù)據(jù) 和幀間圖像數(shù)據(jù)壓縮技術必須同時使用。MPEG 通過幀運動補償有效地壓縮了數(shù)據(jù)的比特數(shù), 它采用了三種圖像, 幀內圖、 預測 圖和雙向預測圖,有效地減少了冗余信息。對于 MPEG 來說,幀間數(shù)據(jù)壓縮、運動補償和 雙向預測,這是和 JPEG 主要不同的地方。而 JPEG 和 MPEG 相同的地方是均采用了 DCT 幀內圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼。另外, MPEG 中視頻信號包含有靜止畫面(幀內圖)和運動信息(幀間預測圖)等不同 的內容,量化器的設計比 JPEG 壓縮算法中量化器的設計考慮的因素要多。關于壓縮比

18、 衡量一個壓縮算法好壞的標準, 除了解壓后的數(shù)據(jù)有無失真或失真程度之外, 是看壓縮 比的大小。壓縮比常用的定義有兩種:( 1) 采樣壓縮比采樣壓縮比 =壓縮前輸入的總采樣數(shù) / 壓縮后輸出的總采樣數(shù) 由于計算機中信號都是數(shù)字信號,通常要增加一些信息,以便順利解壓。因此,下面的 比特壓縮比更實用。( 2) 比特壓縮比比特壓縮比 =壓縮前輸入的總比特數(shù) / 壓縮后輸出的總比特數(shù) 不管具體采用哪種定義來計算壓縮比, 顯然這兩種定義都能反映壓縮前數(shù)據(jù)同壓縮后數(shù) 據(jù)之比。數(shù)字視頻的制式和電影一樣, 數(shù)字視頻也是由一序列靜止畫面組成的, 這些靜止畫面被稱為幀。 一般來 講,幀率選擇在每秒 2430 幀之間

19、,視頻的運動就非常光滑連續(xù);而低于每秒 15 幀,連續(xù) 運動視頻就會有停頓的感覺。我國采用的電視標準是 PAL 制,它規(guī)定視頻每秒 25 幀,每幀 625 個掃描行。 625 行中 用于掃描圖像的有效行數(shù)只有 576 行,所以圖像在垂直方向上的分辨率為 576 點。按現(xiàn)行 4: 3( 寬:高)的電視標準, 圖像在水平方向上的分辨率應為576*4/3=768 點,這就得到了 768*576這一常見的圖像大小。對于另一種常見的數(shù)字視頻格式 NTSC 制,它規(guī)定每秒 30幀,每幀 525 行,同樣采用 了隔行掃描方式,每一幀由兩場組成,其圖像大小是 720*486 。由于 PAL 制與 NTSC 制

20、的 場頻、行頻以及色彩處理方式均不同,因此兩者是互不兼容的。影響數(shù)字視頻質量的因素 在多媒體數(shù)字視頻中有五個重要的技術參數(shù)將最終影響視頻圖像的質量, 它們分別為幀 速、分辨率、顏色數(shù)、壓縮比和關鍵幀。(1)幀速:常用的有 25幀/秒 ( PAL )、30幀/秒(NTSC)。幀速越高,數(shù)據(jù)量越大, 質量越好。( 2)分辨率:視頻分辨率越大,數(shù)據(jù)量越大,質量越好。這里要注意區(qū)分視頻分辨率 和視頻顯示分辨率(顯示的像素點數(shù)) 。( 3)顏色數(shù):指視頻中最多能使用的顏色數(shù)。顏色位數(shù)越多,色彩越逼真,數(shù)據(jù)量也 越大。( 4)壓縮比:壓縮比較小時對圖像質量不會有太大影響,而超過一定倍數(shù)后,將會明 顯看出圖

21、像質量下降,而且壓縮比越大在回放時花費在解壓的時間越長。( 5)關鍵幀:視頻數(shù)據(jù)具有很強的幀間相關性,動態(tài)視頻壓縮正是利用幀間相關性的 特點,通過前后兩個關鍵幀動態(tài)合成中間的視頻幀。 因此對于含有頻繁運動的視頻圖像序列, 關鍵幀數(shù)少就會出現(xiàn)圖像不穩(wěn)定的現(xiàn)象。第四章 多媒體制作內容: 1、多媒體應用系統(tǒng)開發(fā)的一般步驟 主要步驟如下: (1)確定開發(fā)對象; (2)明確開發(fā)方法; ( 3)準備多媒體數(shù)據(jù); (4)集 成一個多媒體應用系統(tǒng)。2、數(shù)字音頻的錄制準備步驟 音頻的準備工作包括:選擇音源、錄制數(shù)字音頻、音頻的編輯和存儲、選擇音頻播放的 硬件等。 其中, 選擇音源的一個重要考慮是音頻的質量; 錄

22、制時要考慮音頻硬件的種類和配 置,采樣率和量化位數(shù),音頻的效果和強度等,以避免產生失真。3、產生失真的原因及解決方法 產生失真的原因主要有: ( 1)信號頻帶寬, 但采樣頻率不夠高, 數(shù)字音頻信號發(fā)生混疊;(2)模擬音頻信號幅度太大,超過了量化器范圍。 前者的解決方法是選擇與信號相匹配的采樣頻率; 后者的解決辦法是可以調整音源的輸出幅度或調節(jié)采集卡輸入放大器的增益, 也可選用音頻卡的 line 輸入端, 而不用 microphone 輸入端。4、了解 MIDI 音樂的制作5、了解使用 Adobe Premiere 制作數(shù)字圖像的方法Premiere 是 Adobe 公司推出的一種專業(yè)化數(shù)字視頻

23、處理軟件, 它可以配合多種硬件進行 視頻捕獲和輸出,提供各種精確的視頻編輯工具,并能產生廣播級質量的視頻文件。6、了解使用 3D Studio 制作動畫的方法第五章 多媒體開發(fā)環(huán)境和工具內容:1、多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)概念、功能及系統(tǒng)的組成 多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)提供一種把內容和功能結合在一起的集成環(huán)境。它的主要功能包括:( 1)視頻圖像的制作; (2)動畫制作;(3)交互式演示系統(tǒng); ( 4)展示系統(tǒng); ( 5)交互式 查詢系統(tǒng);( 6)交互式的訓練; (7)仿真、原型和技術的可視化。多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)大致可分為素材庫、編輯、播放三個部分。2、多媒體開發(fā)工具的類型、功能 基于多媒體創(chuàng)作工具的創(chuàng)作方法和結構特點的

24、不同, 可將其劃分為如下幾類: ( 1)基于 時間的創(chuàng)作工具; (2)基于圖標或流線的創(chuàng)作工具; ( 3)基于卡片或頁面的工具; (4)以傳 統(tǒng)程序語言為基礎的多媒體創(chuàng)作工具。多媒體創(chuàng)作工具的功能主要有: ( 1)優(yōu)異的面向對象的編程環(huán)境; ( 2)具有較強的多媒 體數(shù)據(jù) I/O 能力;( 3)動畫處理能力; (4)超級連接能力; ( 5)應用程序的連接能力; (6) 模塊化和面向對象; ( 7)友好的界面、易學易用。3、多媒體開發(fā)工具的特征 編輯特性、組織特性、編程特性、交互式特性、性能精確特性、播放特性、提交特性。4、 了解多媒體開發(fā)的基本軟件(繪圖、圖像編輯、OCR、音頻編輯軟件)的主要

25、特點5、了解 Authorware 多媒體制作軟件的使用 難點分析:與多媒體創(chuàng)作工具相關的幾個概念( 1) 創(chuàng)作環(huán)境:用于創(chuàng)作的整套硬件、固化軟件(永久性內建在硬件里的軟件)和軟件。( 2) 創(chuàng)作系統(tǒng):環(huán)境中所有專用于創(chuàng)作的軟件程序。( 3) 創(chuàng)作工具:環(huán)境中一個專用于創(chuàng)作的軟件程序,它可完成一項或多項創(chuàng)作任務。( 4) 集成工具: 用于安排多媒體對象、 處理其時空關系使之集成為一個應用軟件的工具。第六章 多媒體應用系統(tǒng)開發(fā)內容:1、多媒體應用系統(tǒng)的特點( 1)增強了計算機的友好性; ( 2)涉及技術領域廣、技術層次高; ( 3)多媒體技術的標 準化;(4)多媒體技術的集成化和工具化。2、理解

26、多媒體應用系統(tǒng)開發(fā)的各階段及主要內容 多媒體應用系統(tǒng)開發(fā)從軟件工程的角度可簡單地分成四個階段,即( 1)計劃制訂與成 本估算;(2)設計與制作; ( 3)測試;(4)提交。難點分析:多媒體應用系統(tǒng) 多媒體應用系統(tǒng)是由專家或開發(fā)人員利用計算機語言或多媒體創(chuàng)作工具制作的最終產 品。目前,多媒體應用系統(tǒng)所涉及的應用領域主要有文化教育(教學軟件) 、電子出版、音 像制作、影視制作、影視特技、開發(fā)系統(tǒng)、通信和信息咨詢服務等。( 1)開發(fā)系統(tǒng):是用來開發(fā)應用的工具性或支持類軟件系統(tǒng),如創(chuàng)作工具、數(shù)據(jù)庫系 統(tǒng)、著作語言、多媒體編輯器等;(2)Title 是一類多媒體應用的總稱,主要是指具有一定主題的應用型光

27、盤產品,如大 百科全書、詞典、教科書、某一專題的介紹(如風光、古跡、郵票)等;( 3)演示系統(tǒng):為某一單位或某一應用專門設計的演示系統(tǒng),更加強調演示上的創(chuàng)意 或應用上所要求的特殊效果。例如單位的介紹、產品的演示、某個科研項目表演等;( 4)教育培訓:復雜的信息組織格式和交互是此類系統(tǒng)十分重要的特點。因為在教學 過程中,不僅僅只是表演信息,而且還要不斷地穿插測驗、回答、習題等內容;( 5)娛樂:多媒體游戲、影視節(jié)目等均屬于這一類,更強調交互性和實時性,并不一 定要求很大的信息量和準確性;( 6)專門應用系統(tǒng):此類系統(tǒng)為特定目的而設計,如多媒體會議系統(tǒng)、醫(yī)學診斷系統(tǒng) 等,本身具有鮮明的專業(yè)特色。以

28、上是幾類主要的多媒體應用類型。在這些應用中,有的需要按照要求和功能用合適 的語言開發(fā),強調很強的程序設計能力,如第(1)類;有的則需要用合適的創(chuàng)作工具進行生成后才能使用,強調多媒體信息的組織和創(chuàng)意,如第(2)、( 3)、(4)類;有的則需要更復雜的系統(tǒng)結構設計或技巧設計,如最后兩類。這是不同多媒體應用的各自特點。第七章 多媒體卡內容:1、音頻卡的主要功能處理音頻信號的插卡是音頻卡,又稱聲音卡,音頻卡處理的音頻媒體有數(shù)字化聲音 (WAVE )、合成音樂( MIDI )和 CD 音頻。音頻卡的主要功能如下: (1)音頻的錄制與播放; (2)編輯與合成; ( 3) MIDI 接口和 音樂合成;( 4

29、)文語轉換和語言識別; (5)CD-ROM 接口;(6)游戲棒接口等。2、了解音頻卡的工作原理參考教材 205 頁圖 7-1“音頻卡的工作原理圖” ,了解音頻卡的主要組成部件, 聲音的合 成與處理、混合信號處理器及功率放大器、計算機總線接口和控制器。3、音頻卡的安裝過程音頻卡的安裝包括硬件安裝和軟件安裝兩部分。具體的硬件安裝步驟如下:( 1) 將電腦電源關閉,拔下供電電源和所有外接線插頭。( 2) 打開機箱外殼,選擇一個空閑的 16 位擴展槽并將音頻卡插入擴展槽;音頻卡一般應盡可能遠離顯示卡,以防止兩者互相干擾。( 3) 連接來自 CD-ROM 驅動器的音頻線及音頻卡的輸入/輸出線和游戲棒等。

30、( 4) 如果需要,將 CD-ROM 驅動器的接口電纜插在卡上相應的接口上, 并將 CD-ROM 的音頻輸出線接到音頻卡的針形輸入線上。( 5) 連接諸如麥克風、外部音源和游戲棒等其他設備。( 6) 蓋上機箱外殼,并將電源插頭插回,待全部調試通過后再將固定螺絲擰緊。 由于 Windows 系統(tǒng)支持即插即用設備,軟件安裝步驟按計算機的提示進行即可。4、視頻采集的概念視頻采集是指將視頻信號數(shù)字化并記錄到文件上的過程。 在記錄時, 視頻變成了一系列 的圖像或者幀,以一定格式存到磁盤上。采集的同時還可以錄制聲音。5、數(shù)字視頻較模擬視頻的優(yōu)點( 1)不失真地進行無限次拷貝; ( 2)用新的與眾不同的方法

31、對視頻進行創(chuàng)造性編輯; ( 3)用計算機播放電影節(jié)目等; (4)將視頻融進計算機化環(huán)境中; (5)用較少的時間和勞 動就能創(chuàng)作出精致的高水平的交互產品。6、視頻卡的安裝過程視頻卡的硬件安裝步驟如下:( 1) 插入視頻卡。這時要先通過調整卡上的開關和跳線來配置幀緩存的基地址、 IRQ 號、 DMA 通道號、 I/O 端口地址等。( 2) 連線。內部連線包括與顯示卡相連;外部連線包括與視頻信號源、 VGA 顯示器 相連。視頻卡的軟件安裝主要指安裝它的驅動程序和相應的應用軟件。7、了解 MPEG 解霸卡的主要特點、系統(tǒng)要求及安裝過程 難點分析:音頻卡的基本技術指標(1)采樣頻率:單位時間內的采樣次數(shù)

32、,常用的采樣頻率有11.025kHz 、22.05kHz 和44.1kHz 。(2)采樣值的量化位數(shù):常用的有8位、 16位和 32位,其中以 16位為主。( 3) 聲道數(shù):音頻卡支持單聲道與雙聲道。(4) 合成器:常用的合成方法有波表(Wave Table)查詢和頻率調制(FM),前者效果好但價格高,后者因低廉的價格而被廣泛使用。( 5) MIDI 接口:音頻卡應支持 MIDI 標準。( 6 ) I/O 設備支持:包括 CD-ROM 接口( SCSI 接口、 AT-BUS 接口)、麥克風輸入接口、 音箱輸出接口、 MIDI 接口、線輸入接口等。( 7) 即插即用。( 8 ) 兼容性等。波表波

33、表合成器是聲音信號合成器的一種, 采用的是對自然聲音進行數(shù)字化錄音, 并將錄得 的數(shù)字化聲音信號存儲在一張表( ROM )中,播放時再從其中調出聲音進行播放的方法。 波表合成器播放的是自然音的重現(xiàn), 更自然、逼真,所以現(xiàn)代優(yōu)秀的聲卡都采用波表合成器。DMA 通道號、 IRQ 號和 I/O 端口號與 PnP 聲卡的安裝往往要涉及到 DMA 通道號、 IRQ 號和 I/O 端口號等的設置,實際上以上三 個參數(shù)不是聲卡獨有的,一般的硬件插卡基本上都有這三個參數(shù)。在同一時刻同一個DMA通道號、 IRQ 號和 I/O 端口號只能分配給一個設備使用,這是IRQ 、DMA 、I/O 端口地址的分配原則, 違

34、反它就會發(fā)生沖突, 而沖突的后果可能是很嚴重的: IRQ 沖突可能經常引起系 統(tǒng)崩潰; DMA 沖突則會引起沖突一方設備不能正常工作; I/O 端口沖突也如此。為了解決外部設備之間 DMA通道號、IRQ號和I/O端口號設置的沖突,Microsoft和Intel 聯(lián)合制定了 ISA總線的即插即用標準(PnP, Plug and Play)。符合即插即用標準的外設將不 再需要用戶自己設置IRQ、DMA、I/O端口地址,系統(tǒng)將自動從可用的系統(tǒng)資源中為設備分 配它們。第八章 光盤與光驅 內容:1、CD-ROM 的特點CD-ROM 是只讀光盤的英文簡稱。它的特點是:標準化;存儲容量大;只讀屬性;播放 C

35、D 音樂;交叉平臺兼容性;快速的檢索方法;多種媒體融合;不易損壞;價格低廉。2、了解 CD-ROM 支持標準3、光驅的控制接口分類及數(shù)據(jù)傳輸速率的含義大多數(shù)光驅所采用的控制接口可分為:SCSI接口、專用接口、 IDE接口、AT接口。數(shù)據(jù)傳輸速率是指 CD-ROM 驅動器隨即讀取數(shù)據(jù)到計算機內存的速度。 它有四個級別: 單速、倍速、三倍速、四倍速。4、光驅的分類根據(jù)光驅連接形式的不同, 分為兩類: 內置式光驅和外置式光驅。 根據(jù)光盤裝入的形式, 光驅分為兩類:上端裝入式和前端裝入式。5、光驅的硬件安裝與軟件安裝6、CD-ROM 盤片的制作過程制作 CD-ROM 盤片大致可分為以下幾個步驟: 資料

36、收集; 應用軟件;數(shù)據(jù)轉換; 索引; 預制;測試;刻制。難點分析:CD-ROM 驅動器的一般特性(1) 容量:最高達 680M 字節(jié),可以把中國大百科全書(約 12568 萬字,共 74卷,圖 表 49765 幅)裝入一張 CD-ROM 盤中。( 2) 內置與外置:依據(jù)放置的位置和形式, CD-ROM 驅動器有內置、外置和便攜式。 其中內置式驅動器應用最廣泛。(3) 接口:常見的CD-ROM驅動器接口標準有 SCSI接口、專用接口、 IDE接口等。(4)速度:用存取 /尋道時間及平均數(shù)據(jù)傳輸率( KB/s )來衡量。( 5) 緩沖區(qū): 多數(shù)驅動器都帶有緩沖區(qū), 以提高讀寫性能, 典型的緩沖區(qū)大

37、小為 64KB 、 128KB 、 256KB 。( 6) 兼 容性:支持 Photo CD 和 CD-ROM XA 。( 7) 裝盤機制:目前流行的是托盤式裝盤機制。光盤系列的特點( 1) CD-DA :是為激光數(shù)字音頻唱盤制定的規(guī)格。它是 CD 標準的第一個文本,屬于紅皮 書標準。(2) CD-ROM :在 CD-DA 成功的基礎上制定的邏輯格式, 1988年成為國際標準 ISO 9660, 稱為黃皮書。( 3) CD-I :屬于綠皮書標準。 它在 CD-ROM 標準基礎上補充了音頻、 視頻和計算機程序方 面的規(guī)定。( 4) CD ROM XA :是 Philips、 Sony、 Micr

38、osoft 制定的 CD-ROM 擴展結構。它擴充了對數(shù) 字音頻信號的編碼,目的是為了彌補 CD-I 標準帶來的問題。它是 CD-ROM 和 CD-I 之間的 “橋梁”型產品,實現(xiàn)了將聲音、視頻和文字等資料同時存在光盤的同一軌上,該標準稱為 黃皮書的擴展。(5)Photo CD:是一種像片光盤,允許多段追記錄入,屬于白皮書標準。DVD-ROM 與 CD-ROMDVD 中文譯為“數(shù)字視盤” ,它采用 MPEG-2 壓縮標準,在 DVD 盤片采用兩面工藝, 12cm 光盤上可存入 710GB 數(shù)字信息,可存放播放時間為 270284 分鐘質量更高的影視節(jié) 目。成為代替 VCD 的下一代產品。DVD

39、-ROM 采用 DVD 盤片的 CD-ROM ,它能兼容 CD、CD-ROM 、VCD 、DVD 等各 種盤片。DVD 與 VCD 主要有以下幾點不同。 DVD 采用 MPEG-2 編碼,視頻高達 1000 線左右 的圖像解像度;而普通的 VCD 采用 MPEG-1 編碼,僅有不到 400 線; DVD 采用的是杜比 AC-3 環(huán)繞立體聲,而 VCD 使用的是普通的雙聲道立體聲輸出。 DVD 單層單面的數(shù)據(jù)容量 為4.7GB,而VCD僅為650MB,DVD可以制作為雙面雙層,總容量可達17GB。而VCD標準僅為單面單層。 出于保護知識產權的需要, DVD 有防復制區(qū)位編碼保護, 而 VCD 沒

40、有。第九章 常用多媒體設備內容:1 、了解常用多媒體設備的分類 主要有三類:輸入設備(如:鍵盤、鼠標、掃描儀、觸摸屏等)、輸出設備(如:顯示器、打印機、繪圖儀等) 、通訊設備(如:網(wǎng)絡、 MODEM 等)。2、觸摸屏的工作原理,常見的觸摸屏分類 觸摸屏是一種定位設備,它通過一定的物理手段,使用戶用手指或者其他設備觸摸安裝在計算機顯示器前面的觸摸屏時, 所觸摸到的位置被觸摸屏控制器檢測到, 并通過串行口或 其他接口送到 CPU ,從而確定用戶所輸入的信息。觸摸屏工作原理根據(jù)使用介質的不同而不同,比較流行的有電阻式、電容式、紅外式、 壓力式。3、了解觸摸屏系統(tǒng)的安裝和設置4、紅外觸摸屏的特點和工作

41、原理紅外觸摸屏是在普通顯示器的前面安裝一個外框。 通過外框中的電路板在屏幕四邊排布 紅外發(fā)射管和紅外接收管, 對應形成橫豎交叉的紅外線矩陣。 當用戶觸摸屏幕時, 手指就會 擋住經過該位置的橫豎兩條紅外線, 從而形成 X , Y 方向上密布的紅外線矩陣來檢測并定位 用戶的觸摸位置,執(zhí)行該位置的圖標或熱點、熱鍵。紅外觸摸屏的主要優(yōu)點是: 價格低廉, 安裝非常方便, 使用鍵盤接口不需要卡或其他任 何控制器,可以使用在各檔計算機上。它的主要缺點是:因依靠紅外光線工作而對光照環(huán)境因素比較敏感。5、掃描儀的工作原理,其各項性能指標的含義掃描儀是一種圖像輸入設備, 利用光電轉換原理, 通過掃描儀光電的移動或

42、原稿的移動, 把原稿信息數(shù)字化后輸入到計算機中,它還用于文字識別、圖像識別等領域。掃描儀的主要性能指標如下:分辨率、灰度、色彩度、速度和幅面。6、紅外傳輸技術的特點紅外傳輸技術的特點是價格便宜、體積小、準確、耗電不多。7、實現(xiàn)語音輸入的軟硬件條件硬件包括語音卡,麥克風和揚聲器等;軟件則是指該語音卡攜帶的配套軟件系統(tǒng)。8、數(shù)碼相機的工作原理、特點數(shù)碼相機是一種采用電荷耦合器件 CCD 或互補金屬氧化物半導體 CMOS 作為感光器 件, 將客觀景物以數(shù)字方式記錄在存儲器中的照相機。它的特點是圖像數(shù)字化, 易于進入計算機存儲和加工,而且數(shù)碼相機的存儲器可以重復使用。9、條形碼的工作原理,常用的條碼識

43、讀設備條形碼中的白條代表 0,黑條代表 1,它們可以通過光來識別。當掃描器掃描條形碼符 號時,根據(jù)光的反射原理和光電轉換原理,條和空的寬度就變成了電流波,被譯碼器譯出, 轉換成計算機可讀的數(shù)據(jù)。常見的條形碼識讀設備有:手持 CCD 掃描儀、光筆掃描儀、激光槍、槽式掃描儀。10、磁卡與 IC 卡的特點及工作原理磁卡使用磁性材料記錄數(shù)據(jù)信息,經磁卡讀出器識別、處理。它的特點是所記錄的內容 可以修改、可靠性強、誤碼率低、信息識別速度快、保密性好、讀出設備便宜。IC 卡彌補了磁卡存儲量小、功能弱、安全性差的不足, IC 卡由集成電路芯片組成,智 能 IC 卡的芯片還有數(shù)據(jù)處理能力。它的制造技術比磁卡復

44、雜,目前已取代磁卡,得到廣泛 應用。難點分析:掃描儀的結構 掃描儀由電荷耦合器件( CCD )陣列、光源和聚焦透鏡組成。 CCD 排成一行或一個陣 列,陣列中的每個器件都能把光信號變?yōu)殡娦盘枴?光敏器件所產生的電量與所接收的光量成 正比。掃描儀的技術指標(1)掃描分辨率:以每英寸能分辨的像素點來表示,單位為dpi。輸入分辨率的高低直接決定了掃描精度,分辨率越高,采樣圖像的清晰度也就越高。( 2) 灰度:它是掃描儀的一個主要技術指標,也稱為光電轉換精度,是指識別和反映 像素明暗程度的能力。 若每像點用 8位編碼, 就能反映 256 個灰度等級。 人眼對發(fā)光體的分 辨能力雖然比 256 級亮度高,

45、但對 256 級亮度人已基本感覺不出色差。(3)色彩精度:彩色掃描儀要對像素分色,把一個像素點分解為紅(R)、綠(G)、藍(B)三基色的組合。對每一基色的深淺程度也要用灰度級表示,稱為色彩精度。通常處理 時取每色 8位,能確保 16.7M 種顏色再現(xiàn),稱為真彩色。( 4) 掃 描速度:是指在指定分辨率和圖像尺寸下的掃描時間。這對生產型專業(yè)掃描儀 是一個不容忽視的指標。如果掃描速度過慢,將使其他配套設備出現(xiàn)閑置等待狀態(tài)。( 5) 掃描幅面:它表示可掃描原稿的最大尺寸,常見的為A4、 A3 幅面的臺式掃描儀。第十章 多媒體應用 內容:1 、多媒體教學軟件的基本要求 主要有正確表達學科知識內容、 反

46、映教學過程和教學策略、 具有友好的人機交互界面、 具有診斷評價和反饋功能。2、多媒體教學軟件的教學設計教學設計包括以下幾個方面:分析學生特征、確定教學目標、合理選擇與設計媒體信 息、建立教學內容知識結構、形成性練習的設計。3、多媒體視頻會議系統(tǒng)的類型根據(jù)通信節(jié)點的數(shù)量,視頻會議系統(tǒng)可分為兩類:點對點視頻會議系統(tǒng)和多點視頻會 議系統(tǒng)。4、多媒體視頻會議系統(tǒng)的基本功能這些基本功能有會議的發(fā)起與結束、會議事務處理、視頻顯示的轉換控制、圖像的傳 播。5、了解多媒體視頻會議系統(tǒng)的主要技術特點6、多媒體電子出版物的優(yōu)點主要有存儲容量大、媒體種類多、運輸與攜帶方便并可以長期保存、經計算機網(wǎng)絡及 時傳播、價格

47、低廉等。7、了解多媒體對數(shù)據(jù)庫設計的影響,多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本功能&多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的體系結構,以及各層的含義多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的層次結構可以分為三層:表示層、概念層和存儲層。9、了解多媒體數(shù)據(jù)庫中查詢處理的難點和多媒體數(shù)據(jù)庫用戶接口設計中的重點 難點分析:多媒體創(chuàng)作中應注意的問題多媒體創(chuàng)作的共同特點和基本要素是:生動逼真的音響效果、高清晰度動態(tài)視頻、靈活便捷的交互手段、和諧統(tǒng)一的友好界面。進行多媒體創(chuàng)作,除了選擇合適的多媒體創(chuàng)作工具外, 還要建立多媒體創(chuàng)作工具箱(包 括素材采集工具、編輯工具)和常用素材庫(如背景庫、按鈕庫、音頻庫和圖片庫等)。此外,在創(chuàng)作中還應該注意以下幾點:(1)

48、屏幕設計應做到均衡、簡潔、一致性。(2)要注意聲音比圖像和文字產生的作用更強烈,動態(tài)元素(視頻、音樂、音效)能 引起更多的注意。(3)始終使用一種或同類效果的過渡。(4)要提倡以人為中心的設計,融科學技術和藝術為一體。如構造良好的菜單樹,優(yōu) 化用戶視覺。合理安排屏幕的顯示,確保適宜的顯示速率和響應時間,并且簡單易學, 提示信息、求助信息清晰,字符易懂。二、課程練習及參考解答一、填空題1、 多媒體系統(tǒng)是指利用技術和技術來處理和控制的系統(tǒng)。2、 多媒體技術具有、和高質量等特性。3、 音頻主要分為 、語音和 。4、 目前常用的壓縮編碼方法分為兩類:和。5、 多媒體應用系統(tǒng)的開發(fā)一般包括下列幾個步驟:

49、確定 ;明確;準備;集成一個多媒體應用系統(tǒng)。6、 多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)提供一種把 結合在一起的集成環(huán)境, 是為完成 任務的軟件系統(tǒng)。7、 根據(jù)通信節(jié)點的數(shù)量, 視頻會議系統(tǒng)可分為兩類: 和&多媒體數(shù)據(jù)庫涉及影響到傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的 、 、數(shù)據(jù)操縱以及應用等許多方面。9、 多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)大致可分為、三部分。10、 、符號都是視覺媒體。11、 在 Windows中,最常用的圖像文件格式是DIB、。12、 數(shù)據(jù)壓縮的三個重要指標是、13、 多媒體應用系統(tǒng)的開發(fā)步驟是計劃制定與成本估算、 、14、 、管理人員對軟件質量都有各自不同的看法,反映了對軟件質量不同要求。15、 OCR軟件的功能是將轉換為。二、選擇題(選

50、擇一個正確答案,將其代號填入括號中)1. CD-ROM ()。A.僅能存儲文字B.僅能存儲圖像C.僅能存儲聲音D.能存儲文字、聲音和圖像2常用的多媒體輸入設備是(A.顯示器B.掃描儀)。C.打印機D.繪圖儀163. 一般說來,要求聲音的質量越咼,則()。A. 量化級數(shù)越低和米樣頻率越低B. 量化級數(shù)越高和采樣頻率越高C. 量化級數(shù)越低和采樣頻率越高D. 量化級數(shù)越高和采樣頻率越低4位圖與矢量圖比較,可以看出()。A. 對于復雜圖形,位圖比矢量圖畫對象更快B. 對于復雜圖形,位圖比矢量圖畫對象更慢C. 位圖與矢量圖占用空間相同D. 位圖比矢量圖占用空間更少5下列哪種多媒體創(chuàng)作工具是基于時間的()

51、。A. AuthorwareB. Ico nAuthorC. DirectorD. Delphi6為了改進軟件的可靠性與可維護性,為了適應未來的軟硬件的環(huán)境變化,主動地增加預防性的新測試功能,這種維護工作稱為(A.適應性維護B.改正性維護7在動畫制作中,一般幀速選擇為(A. 30 幀/秒B. 60 幀/秒&超文本是一個()結構。A.順序的樹形B.非線性的網(wǎng)狀9.多媒體數(shù)據(jù)具有()特點。)。C.預防性維護)。C. 120幀/秒D.完善性維護D. 90 幀/秒C.線性的層次D.隨機的鏈式C.D.10、下列關于dpi的敘述( (1 )每英寸的bit數(shù) (3) dpi越高圖像質量越低 A. (1),

52、(3) C. (1), (4)11、 音頻卡是按()分類的。A .采樣頻率C 聲道數(shù)A .黃皮書B .白皮書C.綠皮書D .紅皮書A. 數(shù)據(jù)量大和數(shù)據(jù)類型多B. 數(shù)據(jù)類型間區(qū)別大和數(shù)據(jù)類型少 數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)類型間區(qū)別小、輸入和輸出不復雜。 數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)類型間區(qū)別大、輸入和輸出復雜。)是正確的。(2)每英寸像素點(4)描述分辨率的單位B . ( 2), (4)D .全部B .采樣量化位數(shù)D .壓縮方式12、CD-ROM 是由()標準定義的。1)能正確生動地表達本學科的知識內容2)具有友好的人機交互界面3)能判斷問題并進行教學指導4)能通過計算機屏幕和老師面對面討論問題A

53、(1),(2),(3)B(1),(C( 2 ),( 4)D( 2 ),()是多媒體教學軟件的特點。2),(4)3)13、以下14、數(shù)字視頻的重要性體現(xiàn)在(1)(2)(3)(4)A 僅(1)C( 1),( 2),( 3)15 、下列說法不正確的是(A B )??梢杂眯碌呐c眾不同的方法對視頻進行創(chuàng)造性編輯 可以不失真地進行無限次拷貝 可以用計算機播放電影節(jié)目易于存儲電子出版物存儲容量大, 電子出版物媒體種類多, 信息 電子出版物不能長期保存 電子出版物檢索信息迅速B ( 2),( 3)D 全部)。一張光盤可以存儲幾百本長篇小說可以集成文本、圖形、圖像、動畫、視頻和音頻等多媒體CD三、判斷題(請給正

54、確的打上,錯誤的打上“X”并說明原因)1 、()音頻大約在 20KHz-20MHz 的頻率范圍內。2、()用來表示一個電壓模擬值的二進數(shù)位越多,其分辨率也越高。3、()對于位圖來說,用一位位圖時每個像素可以有黑白兩種顏色,而用二位位圖時每個像素則可以有三種顏色。4、()聲音質量與它的頻率范圍無關。5、()在軟件開發(fā)過程中,按照測試過程是否在實際應用環(huán)境中,測試可分為靜態(tài)分析和動態(tài)測試。6、()多媒體技術中的關鍵技術是數(shù)據(jù)壓縮技術。7、()熵壓縮法可以無失真地恢復原始數(shù)據(jù)。8、()在計算機系統(tǒng)的音頻數(shù)據(jù)存儲和傳輸中,數(shù)據(jù)壓縮會造成音頻質量的下降。9、 ()在數(shù)字視頻信息獲取與處理過程中,正確的順序是采樣、 D/A 變換、壓縮、存儲、 解壓縮、 A/D 變換。10、 ()外界光線變化會影響紅外觸摸屏的精確度。四、問答題1 、什么叫多媒體信息?2、音頻錄制中產生聲音失真的原因及解決方法?3、多媒體系統(tǒng)由哪幾部分組成的?4、簡述JPEG和MPEG的主要差別。5、簡述多媒體視頻會議系統(tǒng)的結構。6、

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