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初中浙教版 (2020)第7课 视频数据教学设计
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这是一份初中浙教版 (2020)第7课 视频数据教学设计，共6页。教案主要包含了视频数字化，数字视频文件的特点，视频数据的压缩等内容，欢迎下载使用。
课题
视频数据
单元
第一单元
学科
信息技术
年级
七年级
学习
目标
知识目标：了解视频的采样、量化、编码及压缩；认识各种视频文件
技能目标：掌握数字视频文件的特点；学会视频数据的压缩的方法。
重点
掌握数字视频文件的特点；学会视频数据的压缩的方法。
难点
掌握数字视频文件的特点；学会视频数据的压缩的方法。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
前面我们学习了音频、图像的数字化，那么，视频在计算机上存储也需要数字化。视频数字化过程是怎样的？这节课我们一块来学习视频数字化和视频的存储格式及相互转化。
思考
激发学生学习兴趣并快速进入学习状态
讲授新课
视频是一种连续画面组成动态图像的表现形式，也称活动图像或运动图像，是生动直观的信息载体。
一、视频数字化
视频数字化就是将模拟视频信号经过视频采集卡转换成数字视频文件存储在计算机中。
在使用时，将数字视频文件从硬盘中读出，再还原成为视频图像加以输出。
视频由一连串相关的、连续的静止图像组成
其数字化过程就是以扫描形式快速对视频中的每幅图像进行数字化处理，并按一定的规则进行存储，如图所示。
模拟视频信号→数字视频信号→存储到存储设备
采样过程是获取视频在播放期间每一个时刻所对应图像帧的所有像素点的颜色或亮度的过程。
量化是指对每一个像素点的颜色或亮度进行评估的过程。
量化精度越高，图像再现就越接近原始图像。
编码决定采用怎样的格式来存储在采样和量化过程中所获得的信息。
可见，图像是离散的视频，视频是连续的图像。
视频是由按一定速率播放的一幅幅有序列的图像组成的，每一幅图为1帧。
如果图像序列变化超过每秒24帧，根据视觉暂留原理，在视觉上将呈现为动态画面。
对视频中的图像按时间逐帧进行数字化得到的数字系列为数字视频(如图所示)。
视频每秒显示的帧数因不同的制式而不同， 如中国使用的是PAL制式， 每秒显示25帧。
二、数字视频文件的特点
与模拟视频相比，数字视频便于创造性地编辑与合成，利于动态交互；
数字视频可不失真地进行多次复制，更便于网络传输，实现资源共享。
数字视频占用空间较大，导致数字视频的处理时间较长。
知识链接
视频文件类型
常见的视频文件格式有MPEG、AVI、WMV、MOV、WMV和RMVB等。
1.MPEG/MPG/DAT格式
MPEG格式包括了MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4在内的多种视频格式。
大部分的VCD都是用MPEG-1格式压缩的
MPEG-2则是应用在DVD的制作上，同时在一些 HIDTV(高清晰电视广播)和一些高要求视频编辑、处理上面也有相当多的应用。
MPEC-4则是采用基于内容的压缩编码，以实现数字音视频、图形合成应用及交互式多媒体的集成，是为播放高质量流媒体视频而设计的， 以最少的数据获得最佳的图像质量。
2.AV格式
AVI格式，调用方便、图像质量好，压缩标准可任意选择，可在多个平台上使用，是应用最广泛，也是应用时间最长的格式之一。但文件体积过于庞大
3.WMV格式
WMV是一种在因特网上实时传播多媒体的技术标准。主要优点在于:可扩充的媒体类型、本地或网络回放等。
4.3GP格式
3GP是一种3G流媒体的视频编码格式，目前大部分支持视频拍摄的手机都支持3GP格式的视频播放。其特点是网速占用较少，但画质较差。
5. Real Vide格式
Real Vide(RA、RAM)格式它可以在拨号上网的条件下实现不间断的视频播放，其图像质量相对较差。
6. MOV格式
MOV文件支持跨平台， 存储空间小， 大部分摄像机、数码相机采用该格式来存储拍摄的数字视频
7.FLV格式
FLV流媒体格式形成的文件极小、加载速度极快，使得网络观看视频文件成为可能。
8.RMVB格式
RMVB根据不同的网络传输速率制定出不同的压缩比率，从而实现在低速率的网络上进行影像数据实时传送和播放，具有体积小、画质也还不错的优点。
一般而言，一部120分钟的DVD体积为4GB，用RMVB格式来压缩，为400MB左右，而且清晰度流畅度与原DVD差不多。
三、视频数据的压缩
模拟信号数字化后的文件数据量通常较大，不过视频数据由很多离散图像组成，图像相邻帧之间有很强关系，存在数据冗余。
为便于储存和传输，需要对原始的视频进行编码压缩，以去除空间、时间维度的冗余。
视频压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉。
教你一招
视频压缩转换的常见工具有WinAVI、格式工厂、狸窝全能转换器、曦力音视频转换专家等。
WinAVI
格式工厂
狸窝全能转换器
曦力音视频转换专家
试一试
利用曦力音视频转换专家可以轻松实现这种转换，操作步骤如下：
(1)运行曦力音视频转换专家
(2)选择预置转换方案，单击“预置方案”的输入框，在弹出的菜单中选择“手机”项里的“3GPP2-手机3GP视频一双声道”，如图所示
如果你有较高要求的话，还可以在右边调整预置方案(如图所示)，如调整转换后的视频分辨率。
(3)选择要转换的视频文件，单击图标 ，在弹出的窗口中选择要转换的视频文件，单击“打开”按钮。
(4)选择输出目录，单击“输出目录”输人框后面的倒三角形，可以选择“与源文件保存到同一文件夹”或按“浏览”按钮选择一个存放目录。
(5)单击转換按钮完成转换，即可在输出文件夹中得到转换后的文件。
把转换后得到的3GPP文件拷贝到手机上，就能在手机中播放了。
亲身体验
拍摄一段视频，用压缩工具压缩视频文件，比较压缩前后文件的存储大小。
流媒体
一般音视频文件存储量都很大，对网络传输要求较高，流媒体的出现在一定程度上改善了音视频在网络中的应用。
流媒体是指采用流式传输技术在网络上连续实时播放的媒体格式，如音频、视频文件等，其前期通过摄像，然后将其采用一定的编码方式进行数据结构重组，减少数据冗余，同时将文件分成压缩包，形成数据流，最后转换为流格式的流媒体。
流媒体技术是通过将连续的媒体数据压缩后，经过网上分段发送数据，在网上即时传输影音以供观赏的一种技术与过程。
采用流媒体技术，就可实现流式传输，将声音、影像或动画通过服务器向用户计算机连续、不间断地传送，用户不必等到整个文件下载完毕，而只需经过短时的启动延时，即可进行观看。
当音视频文件在用户的机器上播放时，文件的剩余部分还会从服务器上继续下载，这样可以避免播放的中断，也使得播放品质得以保证。
流媒体文件的播放器是通过流式传输的方式在互联网播放的， 常见的有Real
Player、Windw Media Player、腾讯视频等。
流媒体广泛应用于视频点播、视频会议、远程教育、远程医疗、电视节目直播等领域。
课堂练习
视频数字化的过程有哪些？
2、常见视频文件格式有哪些？
3、音视频格式转换软件常见的有哪些？
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
学生小组间讨论，共同完成任务
学生小组间讨论，共同完成任务
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
学生小组间讨论，共同完成任务，并分组汇报。
通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务
通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务
培养学生组间合作能力，并且炼动手能力
培养学生组间合作能力，并且炼动手能力
培养学生组间合作能力，并且炼动手能力
培养学生组间合作能力
培养学生组间合作能力
培养学生组间合作能力，并且炼动手能力
培养学生独立完成练习的能力。
课堂小结
分小组总结归纳，教师补充。
各组汇报总结，其他小组成员做补充。
锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
布置作业
1. 视频格式有很多种，请列举几个你常用的文件格式，比较这些不同格式视频文件的特点。
板书
一、视频数字化
二、数字视频文件的特点
三、视频数据的压缩
课题
视频数据
单元
第一单元
学科
信息技术
年级
七年级
学习
目标
知识目标：了解视频的采样、量化、编码及压缩；认识各种视频文件
技能目标：掌握数字视频文件的特点；学会视频数据的压缩的方法。
重点
掌握数字视频文件的特点；学会视频数据的压缩的方法。
难点
掌握数字视频文件的特点；学会视频数据的压缩的方法。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
前面我们学习了音频、图像的数字化，那么，视频在计算机上存储也需要数字化。视频数字化过程是怎样的？这节课我们一块来学习视频数字化和视频的存储格式及相互转化。
思考
激发学生学习兴趣并快速进入学习状态
讲授新课
视频是一种连续画面组成动态图像的表现形式，也称活动图像或运动图像，是生动直观的信息载体。
一、视频数字化
视频数字化就是将模拟视频信号经过视频采集卡转换成数字视频文件存储在计算机中。
在使用时，将数字视频文件从硬盘中读出，再还原成为视频图像加以输出。
视频由一连串相关的、连续的静止图像组成
其数字化过程就是以扫描形式快速对视频中的每幅图像进行数字化处理，并按一定的规则进行存储，如图所示。
模拟视频信号→数字视频信号→存储到存储设备
采样过程是获取视频在播放期间每一个时刻所对应图像帧的所有像素点的颜色或亮度的过程。
量化是指对每一个像素点的颜色或亮度进行评估的过程。
量化精度越高，图像再现就越接近原始图像。
编码决定采用怎样的格式来存储在采样和量化过程中所获得的信息。
可见，图像是离散的视频，视频是连续的图像。
视频是由按一定速率播放的一幅幅有序列的图像组成的，每一幅图为1帧。
如果图像序列变化超过每秒24帧，根据视觉暂留原理，在视觉上将呈现为动态画面。
对视频中的图像按时间逐帧进行数字化得到的数字系列为数字视频(如图所示)。
视频每秒显示的帧数因不同的制式而不同， 如中国使用的是PAL制式， 每秒显示25帧。
二、数字视频文件的特点
与模拟视频相比，数字视频便于创造性地编辑与合成，利于动态交互；
数字视频可不失真地进行多次复制，更便于网络传输，实现资源共享。
数字视频占用空间较大，导致数字视频的处理时间较长。
知识链接
视频文件类型
常见的视频文件格式有MPEG、AVI、WMV、MOV、WMV和RMVB等。
1.MPEG/MPG/DAT格式
MPEG格式包括了MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4在内的多种视频格式。
大部分的VCD都是用MPEG-1格式压缩的
MPEG-2则是应用在DVD的制作上，同时在一些 HIDTV(高清晰电视广播)和一些高要求视频编辑、处理上面也有相当多的应用。
MPEC-4则是采用基于内容的压缩编码，以实现数字音视频、图形合成应用及交互式多媒体的集成，是为播放高质量流媒体视频而设计的， 以最少的数据获得最佳的图像质量。
2.AV格式
AVI格式，调用方便、图像质量好，压缩标准可任意选择，可在多个平台上使用，是应用最广泛，也是应用时间最长的格式之一。但文件体积过于庞大
3.WMV格式
WMV是一种在因特网上实时传播多媒体的技术标准。主要优点在于:可扩充的媒体类型、本地或网络回放等。
4.3GP格式
3GP是一种3G流媒体的视频编码格式，目前大部分支持视频拍摄的手机都支持3GP格式的视频播放。其特点是网速占用较少，但画质较差。
5. Real Vide格式
Real Vide(RA、RAM)格式它可以在拨号上网的条件下实现不间断的视频播放，其图像质量相对较差。
6. MOV格式
MOV文件支持跨平台， 存储空间小， 大部分摄像机、数码相机采用该格式来存储拍摄的数字视频
7.FLV格式
FLV流媒体格式形成的文件极小、加载速度极快，使得网络观看视频文件成为可能。
8.RMVB格式
RMVB根据不同的网络传输速率制定出不同的压缩比率，从而实现在低速率的网络上进行影像数据实时传送和播放，具有体积小、画质也还不错的优点。
一般而言，一部120分钟的DVD体积为4GB，用RMVB格式来压缩，为400MB左右，而且清晰度流畅度与原DVD差不多。
三、视频数据的压缩
模拟信号数字化后的文件数据量通常较大，不过视频数据由很多离散图像组成，图像相邻帧之间有很强关系，存在数据冗余。
为便于储存和传输，需要对原始的视频进行编码压缩，以去除空间、时间维度的冗余。
视频压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉。
教你一招
视频压缩转换的常见工具有WinAVI、格式工厂、狸窝全能转换器、曦力音视频转换专家等。
WinAVI
格式工厂
狸窝全能转换器
曦力音视频转换专家
试一试
利用曦力音视频转换专家可以轻松实现这种转换，操作步骤如下：
(1)运行曦力音视频转换专家
(2)选择预置转换方案，单击“预置方案”的输入框，在弹出的菜单中选择“手机”项里的“3GPP2-手机3GP视频一双声道”，如图所示
如果你有较高要求的话，还可以在右边调整预置方案(如图所示)，如调整转换后的视频分辨率。
(3)选择要转换的视频文件，单击图标 ，在弹出的窗口中选择要转换的视频文件，单击“打开”按钮。
(4)选择输出目录，单击“输出目录”输人框后面的倒三角形，可以选择“与源文件保存到同一文件夹”或按“浏览”按钮选择一个存放目录。
(5)单击转換按钮完成转换，即可在输出文件夹中得到转换后的文件。
把转换后得到的3GPP文件拷贝到手机上，就能在手机中播放了。
亲身体验
拍摄一段视频，用压缩工具压缩视频文件，比较压缩前后文件的存储大小。
流媒体
一般音视频文件存储量都很大，对网络传输要求较高，流媒体的出现在一定程度上改善了音视频在网络中的应用。
流媒体是指采用流式传输技术在网络上连续实时播放的媒体格式，如音频、视频文件等，其前期通过摄像，然后将其采用一定的编码方式进行数据结构重组，减少数据冗余，同时将文件分成压缩包，形成数据流，最后转换为流格式的流媒体。
流媒体技术是通过将连续的媒体数据压缩后，经过网上分段发送数据，在网上即时传输影音以供观赏的一种技术与过程。
采用流媒体技术，就可实现流式传输，将声音、影像或动画通过服务器向用户计算机连续、不间断地传送，用户不必等到整个文件下载完毕，而只需经过短时的启动延时，即可进行观看。
当音视频文件在用户的机器上播放时，文件的剩余部分还会从服务器上继续下载，这样可以避免播放的中断，也使得播放品质得以保证。
流媒体文件的播放器是通过流式传输的方式在互联网播放的， 常见的有Real
Player、Windw Media Player、腾讯视频等。
流媒体广泛应用于视频点播、视频会议、远程教育、远程医疗、电视节目直播等领域。
课堂练习
视频数字化的过程有哪些？
2、常见视频文件格式有哪些？
3、音视频格式转换软件常见的有哪些？
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
学生小组间讨论，共同完成任务
学生小组间讨论，共同完成任务
通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。
学生小组间讨论，共同完成任务，并分组汇报。
通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务
通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务
培养学生组间合作能力，并且炼动手能力
培养学生组间合作能力，并且炼动手能力
培养学生组间合作能力，并且炼动手能力
培养学生组间合作能力
培养学生组间合作能力
培养学生组间合作能力，并且炼动手能力
培养学生独立完成练习的能力。
课堂小结
分小组总结归纳，教师补充。
各组汇报总结，其他小组成员做补充。
锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
布置作业
1. 视频格式有很多种，请列举几个你常用的文件格式，比较这些不同格式视频文件的特点。
板书
一、视频数字化
二、数字视频文件的特点
三、视频数据的压缩
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