計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用

侯春玲

關(guān)鍵詞：計算機多媒體技術(shù)；實驗室；應(yīng)用

1概述

計算機多媒體技術(shù)指的是在計算機綜合信息處理技術(shù)的作用下，對包括文字、圖形、聲音、圖像、數(shù)據(jù)、動畫等在內(nèi)的多種媒體信息進行綜合性的集中處理，以賦予計算機以多感官實時信息交互的功能。在當前的信息化領(lǐng)域，計算機多媒體技術(shù)可謂是最為活躍的技術(shù)之一，一度成為新一代電子技術(shù)發(fā)展和競爭的焦點，其在圖書、教育、軍事、金融以及醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用，正在潛移默化地影響著人們的生產(chǎn)和生活[1]。媒體一詞最早源于英文“Mediu”，泛指各種用于傳播和表示信息的手段，包含感覺媒體、表示媒體、顯示媒體、存儲媒體、傳輸媒體等。其中，感覺媒體是多媒體的典型代表，具有集成性、交互性、傳播性等特征，作為一種媒體綜合，同時兼容文本、聲音、圖像等信息資源。正是基于多媒體的信息綜合處理和管理能力，實現(xiàn)了用戶通過多重感官與計算機進行實時交互，這也是計算機多媒體技術(shù)的優(yōu)勢所在，從而為更大范圍的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

2應(yīng)用優(yōu)勢

具體而言，計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用優(yōu)勢主要可以歸結(jié)為以下幾點。

（1）實驗效果更佳。計算機多媒體技術(shù)具有超強的情景再現(xiàn)以及虛擬演示功能，能夠根據(jù)現(xiàn)實生活場景以及實驗項目要求來模擬實驗操作和實驗反應(yīng)過程。在一些情況下，還會借助投影儀設(shè)備來全方位對實驗標本、實驗器械、反應(yīng)過程等進行放大直播，從而在最大程度上增強實驗過程的直觀性，在動靜結(jié)合之間，使實驗過程更具生動性。這不僅便于實驗人員對實驗過程的了解、掌握，更有益于對實驗人員創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)[2]。

（2）實驗過程更具安全性。對于實驗室新人而言，初人陌生環(huán)境難免會出現(xiàn)無法適從的情況，加之實操技能、經(jīng)驗匱乏，實驗過程中難免頻發(fā)失誤。尤其是在面臨一些電氣實驗、化學(xué)實驗時，基于實驗反應(yīng)過程的危險性，操作失誤甚至?xí)l(fā)一系列的人身安全事故。而計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用，在真實還原實驗過程的同時，還可避免因誤操作產(chǎn)生的突發(fā)事故。比如，面對一些操作難度較大、危險性較高且較為復(fù)雜的實驗項目時，實驗人員可以在對實驗過程進行充分了解的基礎(chǔ)上，通過在計算機上輸入相關(guān)實驗數(shù)據(jù)來模擬實驗過程以及反映現(xiàn)象，以增強實驗人員對實驗反映現(xiàn)象的預(yù)判能力，并以計算機多媒體模擬實驗結(jié)果為依據(jù)制定實驗應(yīng)急處置方案，從而大大提高實驗過程的安全性，降低實驗風(fēng)險發(fā)生率。

另外，計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用還有助于實驗人員準確掌握實驗過程中的用料情況，以模擬實驗為依據(jù)，統(tǒng)計實驗用料種類、數(shù)量，從而做到實驗過程的精準掌控，避免各種情況導(dǎo)致的實驗物料浪費情況的發(fā)生，最大限度地降低實驗室成本消耗。

3應(yīng)用現(xiàn)狀

計算機多媒體技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)日臻成熟，并被廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)領(lǐng)域，成了實驗室技術(shù)賦能的重點所在。目前，在技術(shù)革新、產(chǎn)業(yè)升級的新時代背景下，智慧實驗室建設(shè)逐漸成了一個熱門詞匯，而智慧實驗室的核心即實驗室管理信息化體系，其中包含計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用，旨在通過對實驗過程的視頻錄制、同步直播、實驗?zāi)M等來增強實驗的可視性、交互性。目前，以高校、科研企業(yè)等為代表的重點實驗室單位大多都已經(jīng)建立起了完備的多媒體實驗室系統(tǒng)，該系統(tǒng)由中控系統(tǒng)、觸控一體機、投影幕、計算機、音響、投影設(shè)備、數(shù)字視頻展示臺等組成，在TCP＼IP協(xié)議以及配套網(wǎng)絡(luò)管理平臺的作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)對各種多媒體設(shè)備的一鍵化綜合管控，充分體現(xiàn)出多媒體實驗室的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集中化特征?？v觀近年來我國計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用，可謂成果斐然，如廈門大學(xué)早在2005年就成立了智能多媒體技術(shù)實驗室，專注于人工智能、計算機視覺、機器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的研究；2019年，海信數(shù)字多媒體技術(shù)國家重點實驗室人選青島市地方科技發(fā)展專項資金擬支持企業(yè)項目名單，獲得了高達186萬元的資金支持；2023年，中國香港都會大學(xué)“數(shù)碼藝術(shù)實驗室”正式成立，在多媒體技術(shù)的作用下賦予了文藝科技以無限可能。

4應(yīng)用路徑

宏觀信息化時代生態(tài)下，計算機多媒體因其本身自帶的多重技術(shù)優(yōu)勢，在實驗室領(lǐng)域嶄露頭角，對其應(yīng)用勢在必行。

4.1軟硬件安裝

近年來，隨著我國“互聯(lián)網(wǎng)+"戰(zhàn)略落地．現(xiàn)代教育信息化加速升級，實驗室建設(shè)的數(shù)量及體量有所增長，承擔(dān)著較為繁重的教學(xué)任務(wù)，相關(guān)機器的使用率較高，容易出現(xiàn)一系列問題。計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用，有效保證其順暢運行是關(guān)鍵，對相關(guān)維護管理工作提出了更高要求。具體而言，在硬件建設(shè)方面，隨著計算機多媒體技術(shù)的高速發(fā)展，不少廠商為解決計算機多媒體的批量管理問題，制作了二合一甚至是三合一卡，減輕了實驗室應(yīng)用過程中的管理負擔(dān)[3-4]。事實上，作為計算機領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，聯(lián)想就針對公共機房環(huán)境設(shè)計開發(fā)了專門的教育應(yīng)用方案，在操作系統(tǒng)中集成了硬盤保護、CMOS參數(shù)保護、網(wǎng)絡(luò)同傳以及網(wǎng)絡(luò)控制等功能模塊，實現(xiàn)了計算機安裝同步操作。計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用，可在任意計算機上安裝硬盤保護系統(tǒng)，硬盤分區(qū)之后安裝對應(yīng)的多媒體操作系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)及所需要的演示軟件，繼而通過發(fā)送端喚醒其他接收端。在軟件建設(shè)方面，則可在實驗室中的計算機多媒體操作系統(tǒng)上加裝Ghost備份鏡像，對所需要的內(nèi)容進行克隆，以保證實驗項目內(nèi)容、過程等同步呈現(xiàn)，讓每位學(xué)生都能順利參與實驗室教學(xué)。簡單來講，可在實驗室機房內(nèi)選擇一臺配置較高的計算機作為克隆服務(wù)器，在完成需要的軟件安裝之后將硬盤做成鏡像文件，再通過網(wǎng)絡(luò)將之傳送到其他計算機硬盤，從而批量完成裝機工作。需要指出的是，受制于有限的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境，當無法進行網(wǎng)絡(luò)克隆時，則通過硬盤對拷的方式予以解決。另外，為保證計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用效果，還需植入系統(tǒng)備份和硬盤保護以及軟件保護等程序。

4.2數(shù)據(jù)庫建設(shè)

計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用，要考慮不同實驗項目的需求，包括項目內(nèi)容、操作方法、應(yīng)用器材等，開發(fā)通用適配版課件，有機地融合文字、圖像、視頻、動畫等元素，突出其在教學(xué)領(lǐng)域的效能優(yōu)勢，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此，計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用勢必會涉及大量的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，包括信息吞吐、數(shù)據(jù)存儲和輸送等。實驗室數(shù)字化管理結(jié)構(gòu)下的視頻和模擬信號規(guī)模體量超乎想象，對存儲芯片的容量、通信信道傳送速度以及計算機計算量等提出了較高的要求。因此，可將數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)嵌入計算機多媒體實驗室，從而使上述問題迎刃而解。與此同時，為了進一步簡化虛擬實驗室操作，計算機多媒體技術(shù)應(yīng)用還需搭載數(shù)據(jù)檢索模塊，將信息檢索系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)信息智能添加等程序集成到操作界面，師生即可依托計算機多媒體影音系統(tǒng)中的圖像檢索功能，按照其直觀表現(xiàn)形式從庫中獲取需要的畫面。一般來講，計算機多媒體備份數(shù)據(jù)的格式有很多種，如WAV，VOC，MIDI，AIF，RMI等，可通過語音識別技術(shù)、文語轉(zhuǎn)化等方式進行視頻數(shù)據(jù)加工，保證其在實驗室教學(xué)中的順暢應(yīng)用。除此之外，在以往的實驗室工作模態(tài)下，基于計算機多媒體技術(shù)應(yīng)用的課件開發(fā)多由專業(yè)人員完成，生成的CAI電子文檔未能很好地契合教學(xué)需求。而隨著Multi-media ToolBook，Diector，Authorware等多媒體技術(shù)的發(fā)展，可在面向?qū)ο蟮膽?yīng)用開發(fā)環(huán)境中編寫簡易程序代碼，繼而根據(jù)實驗項目需要開發(fā)不同類型的電子實驗課件，有利于滿足實際教學(xué)需求。基于此，使用者無需熟練掌握計算機操作技能也可通過自學(xué)來順利完成虛擬實驗項目的操作。

4.3其他保障

計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用是一項龐雜的系統(tǒng)化工程，對提高實驗效率及效果有重要作用。因此，在新時期，高校應(yīng)當樹立正確的教育信息化意識，深刻認識計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用價值，繼而結(jié)合自身實際情況，適度加大相關(guān)方面的建設(shè)投入力度，推動先進科技引入，健全人才、物力等保障體系，最大限度地發(fā)揮其作用。在此過程中，計算機多媒體技術(shù)在實驗室中應(yīng)用的核心在于滿足教學(xué)需求，要廣泛聽取廣大師生的意見和建議，建立合理高效的操作系統(tǒng)體系，形成多元化的功能模塊集，包括網(wǎng)絡(luò)資料庫模塊、素材處理模塊、課件開發(fā)模塊等，為進一步的便捷應(yīng)用提供技術(shù)支持[5]。以網(wǎng)絡(luò)資料庫模塊為例，該模塊的核心是支持實驗項目顯示，包括流程、規(guī)范、工藝等，可通過文本、視頻或超級鏈接等實現(xiàn)。另外，未來計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用必將走向正規(guī)化、規(guī)范化和科學(xué)化，為最大限度地發(fā)揮其作用，應(yīng)當制定完善的管理制度，明確不同崗位人員的職責(zé)，以確保系列活動順利展開。事實上，計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用，涉及多種機器、設(shè)備，如計算機、終端機、耳機、音箱、投影儀、網(wǎng)絡(luò)交換機等，要建立科學(xué)的日常點檢制度，由專業(yè)人員進行維護保養(yǎng)，及時更替已經(jīng)報廢的設(shè)備。除此之外，對于某些特殊項目的實驗，還需重視加強計算機多媒體技術(shù)應(yīng)用過程中的數(shù)據(jù)安全管理，根據(jù)實際情況安裝合適的殺毒軟件，動態(tài)觀察計算機多媒體系統(tǒng)的運行狀況，對重要資料進行備份保存，并定期清理臨時及其他無用文件，以提高計算機的運行速度，給用戶帶來良好的操作體驗。最后，人作為計算機多媒體技術(shù)在實驗室中應(yīng)用的核心，其專業(yè)化水平建設(shè)亦是相當重要。

5結(jié)束語

不同種類的實驗項目具有不同程度的不可操作性、漫長性和危險性，并且實驗過程、效果還會受到諸多外部因素的影響。在實驗過程中應(yīng)用計算機多媒體技術(shù)，能夠憑借其強大的功能優(yōu)勢來為實驗人員營造一種身臨其境的實驗場景。如此一來，不僅有益于實驗過程的全面呈現(xiàn)，更有助于加深實驗人員對實驗相關(guān)知識、技術(shù)的理解?？傊?，計算機多媒體技術(shù)在實驗室中的應(yīng)用表現(xiàn)出了強大的便捷性、安全性、經(jīng)濟性、高效性等，是“互聯(lián)網(wǎng)+”視域下實驗室發(fā)展的重要趨勢。在未來的實驗室建設(shè)中，包括高校、科研企業(yè)等在內(nèi)的單位要在實驗室建設(shè)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)深挖計算機多媒體技術(shù)的優(yōu)勢、功能。