摘要本文就数字视频在课件中的作用、数字视频的获取、编辑加工处理以及在课件中的应用进行了讨论。
关键词：数字视频；多媒体；CAI课件
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-489X（2007）06－0042-03
Application of Digital Video Frequency in Multimedia CAI Courseware//Wei Jianhua
Abstract The paper has a discussion on the digital video frequency’s effect, acquisition and editing processing as well as its application in the courseware.
Key words digital video frequency; multimedia; CAI courseware
Author’s address Department of Modern Educational Technology & Media, Hexi College, Zhangye, Gansu 734000
随着多媒体计算机性能的大幅度提高和视频设备以及技术的长足发展，数字视频技术在多媒体CAI课件中得到了越来越广泛的应用。在多媒体CAI课件的开发中，应用视频素材来进一步深化课件的主题，是多媒体开发的重要手段。因此，在多媒体CAI课件中如何利用数字视频技术对视频素材进行采集、编辑和加工处理是多媒体课件开发中数字视频应用的重要环节。
1数字视频在多媒体课件中的作用
（1）数字视频是通过数字摄像机全方位记录现场的再现，具有很强的实时性。在展示事实性知识以及实时操作方面有着其他媒体无法比拟的优越性；
(2)视频画面是真实世界的记录，使教学更富客观性和真实性。视频画面是真实世界的再现，其内容是客观的，同时也是真实的。在课件中，真实地再现客观事物，加深了学生对知识的掌握，符合课件制作的科学性和真实性原则；
(3)其画面连续的特点有利于表现事物的相互关系，变抽象为形象，有利于学生对知识的理解和巩固。
2数字视频的获取
多媒体CAI课件中的数字视频的获取方式主要有视频采集、屏幕录像和应用现成数字视频等三种方式。
（1）视频采集
视频采集主要是应用压缩/解压缩卡（又称压缩/回放卡或采集卡）采集来自数字摄像机或数字录像机播放的数字录像带的数字视频信号，是对动态视频图像进行实时压缩和回放的过程。在多媒体课件制作中，数字视频文件很大，而存储媒介的容量有限，因而必须对数字视频文件进行压缩。视频压缩一般采用专业级或广播级视频采集卡进行采集压缩，其最高采集分辨率一般为768×576(均方根值)PAL制，或720×576(CCIR-601值)PAL制25帧每秒，或640×480/720×480 NTSC制30帧每秒，最小压缩比一般在4:1到6:1以内，经压缩后通过PCI接口把压缩的视频数据传送到主机上，以AVI的文件格式存储数字化的视频。高档一些的视频采集卡还能直接把采集到的数字视频数据实时压缩成MPEG-1格式的文件。
（2）屏幕录像
屏幕录像是应用屏幕录像软件记录下电脑屏幕上动态的连续变化的活动画面的一种方式。是将屏幕上的各种变化记录下来，同时配以声音解说而制作出的多媒体数字视频。视频录像可根据录像软件的不同，可以录制全屏幕，活动窗口，固定区域，指定区域的屏幕动作，以及包括鼠标的声音和键盘的声音等，录制的内容可保存为EXE、AVI、GIF和HSR格式，其编码速度快，高保度真。保存完后可以进行播放，后期编辑制作等。
（3）应用现成数字视频
现成数字视频主要包括各种视频光盘，如VCD、S－VCD、DVD等；各种网络视频，如流媒体格式；各种课件视频素材，其中包括AVI、MPEG等格式视频文件。
3数字视频编辑
在多媒体CAI课件制作过程中，视频媒体的编辑加工是提高课件质量的重要环节。通过对采集压缩后的视频媒体进行编辑，如剪辑、切换、特效制作等，使视频课件更富感染力、表现力。随着数字视频技术和多媒体计算机技术的融入，数码视频影像处理在传统的视频编辑基础上，产生了一种全新的编辑技术——计算机非线性编辑技术。
（1）非线性编辑技术特点及典型过程
非线性编辑是数码视频技术与多媒体计算机技术相结合的产物。这里的非线性是指能够随机地访问视频制作的素材而不受素材存放时间的限制，这是相对于传统的基于磁带的模拟视频编辑系统而言的。在非线性编辑中，计算机数字化地记录所有视频片断并将它们存储在硬盘上，由于计算机对媒体的交互性，人们可以对存储的数字化文件反复更新和编辑视频，方便快捷地完成剪辑、切换、数字特效等编辑工作。编辑完成后的视频课件即可保存在硬盘上或刻录成VCD保存。
典型的非线性编辑过程大致是：创建一个编辑的过程平台，将数字化的视频材料以拖曳的方式放入过程平台，这个平台可以自由设定视频展开的信息，可以逐帧展开，也可以逐秒展开，间隔可以选择。调用编辑软件提供的各种手段，诸如剪辑、重新排序、衔接素材、添加特效、运动叠加、中英文字幕等。这些过程的各种参数可反复任意调整，使用户便于对过程进行控制并对最终效果有所把握。
（2）非线性编辑软件Adobe Premiere介绍
笔者在制作视频课件过程中，试用了几款非线性编辑软件，如Video wave、Premiere、Media Studio等。它们的主要功能可以概括为：(1)动态视音频信号采集；(2)视音频非线性编辑；(3)数字特技处理；(4)键控功能；(5)多种格式文件输入。通过对比，我最终选用了Adobe公司的Premiere软件。
AdobePremiere6.0是一款功能强大的数字视频非线性编辑软件。它集模拟编辑系统的最佳特性和数字编辑所固有的精确控制特性于一身，具有与设备无关的特性，利用了计算机CPU处理能力的非实时技术。它的处理时间取决于视频分辨率、特技的复杂程度以及计算机的处理能力。一旦处理完成，就可以实时观看效果并重新编辑。
Premiere支持全系列的Windows产品，从Win9X、Win2000至Windows XP都可以很平稳地运行，机器配置要求也不苛刻，PII450以上即可运行，但它对内存的要求较高，装有Premeire6.0的机器要求的最低内存为128MB。Premiere支持最新的IEEE－1394接口，也支持外挂插件和滤镜。
Premiere有丰富的剪辑剪裁、特级应用、场景切换、字幕叠加、配音配乐等功能，能满足多媒体CAI课件制作的编辑需求。经过Premiere处理后的视频课件具有较好的视觉效果。
（3）视频压缩
在视频信号数字化过程中需要解决的一个问题是存储容量。由于未经压缩的视频信号占用的存储空间非常大，所以视频压缩是关键的一个环节。通过压缩减少图像所要求的数据量，节省存储空间，提高存取速度。视频压缩技术除了利用空间冗余、频谱冗余和心理视觉冗余对视频图像进行帧内压缩外，还利用相邻图像帧之间的相似性而产生的时间冗余对视频图像进行帧间压缩，进一步提高压缩效率。
①Motion-JPEG压缩方式
Motion－JPEG通过帧内编码的过程单独地压缩每一帧，可使用户随机存取压缩视频的任意帧，也可以实现以很小的压缩比采集全尺寸的视频源。它的易编辑性及优于其他压缩方式的视频品质，使现在大多数视频非线性编辑产品均采用该压缩方式。
②MPEG压缩方式
MPEG(运动图像专家组)压缩标准是专门用于处理运动视频的。除使用JPEG帧内编码外，还利用帧间编码消除各帧间冗余信息。MPEG的压缩包括三部分：MPEG视频压缩、MPEG音频压缩、MPEG系统压缩。
在多媒体CAI课件制作中，常需要将文件刻录成VCD来保存。即需要将文件存储为MPEG－1标准。MPEG－1压缩算法以30帧/每秒、分辨率为350＊240的标准图像格式（SIF）来处理NTSC视频信号；以25帧/秒、分辨率为352＊288的SIF处理PAL制式视频信号。MPEG压缩算法的压缩比可达200：1,其99％以上的数据要被丢掉。因此，MPEG压缩算法会导致图像细节的丢失而产生压缩失真，使压缩图像的质量有所下降。MPEG压缩图像的质量主要取决于视频输入图像的质量。因此要使MPEG图像的输出质量较好，应使用高质量的视频输入源。
4数字视频在课件中的应用
视频在多媒体课件中的作用是显而易见的, 视频是对图像或文字不能充分表达的一种补充,是能演绎出用简单语言无法表达的具体过程或情感。因此，在创作制作时要根据课件所表现的内容而使用视频画面,要符合对媒体的本质属性,要在必要的时刻、关键的部位、没有视频严重影响教学效果时使用。视频的长度应控制在几分钟左右(特殊情况除外) 。其次,对视频文件的格式要综合考虑, AVI、MOV、MPG、RM 、RMVB都是常用的数字视频格式,关键是在压缩时选用合适的参数,在保证画面质量的条件下,适当的放大尺寸,减少数据量。视频影像在各种多媒体课件中的有效应用,不仅使教学内容变得更加丰富多彩,现代的教育手段也对学生综合素质的提高起到了一定的促进作用。让学生在愉快的环境中学习,在欣赏中记忆，在回味中巩固和提高。
5结束语
在多媒体CAI课件制作中，数字视频处理是一项重要技术。视频的制作效果在很大程度上反映了多媒体CAI课件的水平。要提高视频的图像质量，应选择高质量的视频源及适当的硬件设备。为采集到良好的视频图像可适当降低捕获帧数并选择合适的视频压缩方式以节省存储空间。数字视频编辑软件建议选用AdobePremiere6.0。随着数字视频处理技术的发展，新的硬件设备及采集压缩软件的推出，将会给多媒体CAI课件带来新的生机和活力，创造出更加生动活泼的教学环境。
多媒体CAI课件是由计算机对视频、音频、图像、动画、文字等进行处理，使之有机结合在一起成为应用于教学的信息载体。它突破了文字的限制，以更加自然、逼真的方式展示视听世界，对改善人机交互能力和知识表达能力起到了重要作用。