Chương 1: Tìm hiểu về dữ liệu đa phương tiện và cơ sở dữ liệu đa phương tiện để làm cơ sở nền tảng giải quyết các vấn đề của luận văn. Chương 2: Nghiên cứu vai trò của đa phương tiện đối với việc dạy và học, nhất là ảnh hưởng của đa phương tiện với việc phát huy năng lực sáng tạo và phát triển trí tuệ của học sinh. Chương 3: Thu thập, tìm hiểu và tổ chức các đoạn video phát huy trí tuệ học sinh thành một cơ sở dữ liệu video, xây dựng hệ thống tìm kiếm video đơn giản dành cho giáo viên và học sinh trong trường trung học phổ thông. Cuối cùng là phần đánh giá kết quả đã đạt được và chỉ ra hướng phát triển tiếp theo của luận văn.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 16 Chƣơng 1 DỮ LIỆU ĐA PHƢƠNG TIỆN VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐA PHƢƠNG TIỆN 1. Dữ liệu đa phương tiện Đa phương tiện (xét theo nghĩa rộng) là bao gồm các phương tiện: văn bản, hình ảnh tĩnh (vẽ, chụp), hoạt hình (hình ảnh động), âm thanh và phần mềm có điều khiển được tích hợp trong một môi trường thông tin số. Dữ liệu là số, văn bản, video, hình ảnh phản ánh thực tại, phục vụ cho con người. Dữ liệu được xử lý bởi con người hoặc bằng máy tính.
Trong máy tính, dữ liệu được lưu trữ, xử lý hoặc được chuyển đến thiết bị khác. Dữ liệu đa phương tiện có thể chia làm hai lớp: lớp dữ liệu liên tục và lớp dữ liệu không liên tục. Dữ liệu liên tục bao gồm âm thanh, video thay đổi theo thời gian; dữ liệu không liên tục là các dữ liệu không phụ thuộc vào thời gian như dữ liệu văn bản (có hoặc không có cấu trúc), dữ liệu ảnh tĩnh, hoặc các đối tượng đồ họa. Các kiểu dữ liệu đa phương tiện thông thường bao gồm: 1.
Dữ liệu văn bản 2. Văn bản Bao gồm đầy đủ chữ, số và các ký tự được sắp xếp theo trật tự nhằm thể hiện những ý nghĩa khác nhau. Văn bản có thể có cấu trúc hoặc không có cấu trúc. Trong máy tính, văn bản được mã hóa bằng các bộ mã khác nhau như bộ mã chuẩn ASCII, UNICODE,… 1.
Đồ họa Đồ họa là thể hiện nhìn thấy trên bề mặt, như trên tường, giấy in, màn hình… Các thí dụ về đồ họa là: ảnh chụp, bức vẽ, đường nét, đồ thị, sơ đồ, trang in, con số, kí hiệu, thiết kế hình học, bản đồ, bức vẽ kĩ thuật, minh họa… Đồ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 17 họa kết hợp với văn bản, minh họa, màu sắc. Việc thiết kế đồ họa gồm việc lựa chọn cân nhắc, sáng tạo, sắp đặt trang in trên trang tin, sách, trang quảng cáo… Bức vẽ. Tranh vẽ để lại dấu ấn trên bề mặt nhờ công cụ hay dùng công cụ di chuyển trên bề mặt. Công cụ thông thường là bút chì, bút màu, than chì… Các kĩ thuật chính là đường, hình vẽ, đường bóng.
Người ta phân biệt bức vẽ với tranh vẽ ở chỗ tranh vẽ sử dụng màu lỏng với công cụ là chổi vẽ. Tranh “kẽ nứt” của Irina Minaeva Trang in. Trang in được tạo nên bằng rập bản khắc, bản sắp chữ… trên giấy. Con người in khắc gỗ đầu tiên tại Trung Hoa, năm 105 trước Công nguyên.
Đường nét là thuật ngữ dùng cho hình ảnh chỉ gồm các đường thẳng, đường cong, mà không có hình bóng, màu sắc, để thể hiện đối tượng 2 hay 3 chiều. Minh họa là thể hiện qua bức vẽ, tranh vẽ, ảnh chụp… để rõ đối tượng. Mục đích của minh họa là làm sáng tỏ, trang trí cho câu chuyện, bài thơ hay đoạn văn, cột báo. Người ta dùng minh họa để hiển thị khuôn mặt, con số, từng bước của thao tác kĩ thuật, liên kết các ý tưởng sáng tạo, gây cười,… Hình 1.
Ảnh minh họa con trâu 2009 Đồ thị. Đồ thị là biểu đồ dạng đồ họa thể hiện bảng, cột số. Biểu đồ được dùng để hiểu rõ hơn dữ liệu về định lượng, hay mối quan hệ giữa các dữ liệu. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Sơ đồ là dạng thể hiện đơn giản, theo cấu trúc đối với khái niệm, ý tưởng, kiến thiết, mối quan hệ, dữ liệu thống kê,… Kí hiệu. Theo nghĩa cơ bản, kí hiệu là thể hiện thông dụng đối với khái niệm hay số lượng, tức ý tưởng, đối tượng, chất lượng,… Về bản chất, các khái niệm xuất phát từ kí hiệu. Bản đồ là miêu tả đơn giản không gian, cho phép tìm kiếm theo quan hệ không gian giữa các đối tượng. Thông thường bản đồ được thể hiện theo hình 2 chiều cho không gian 3 chiều.
Khác nhau giữa ảnh chụp với các dạng đồ họa khác ở chỗ người chụp ảnh ghi lại thời điểm của hiện thực. Người ta có thể chọn trường nhìn, góc chụp, kĩ thuật ống kính,… như khía cạnh sáng tạo. Bức vẽ kĩ thuật. Bức vẽ kĩ thuật là bức vẽ đáp ứng nhu cầu kĩ thuật, về bản chất là kĩ thuật, tuân theo qui định chuẩn kĩ thuật.
Bức vẽ kĩ thuật Đồ họa máy tính. Năm 1950, người ta bắt đầu dùng máy tính để tạo nên hình vẽ, tạo nên hình ảnh theo đồ họa máy tính. Có hai dạng đồ họa máy tính là đồ họa điểm ảnh và đồ họa vecto. Từ 1990, đồ họa máy tính 3 chiều trở nên thông dụng trong trò chơi, đa phương tiện.
Các trang tin sử dụng dạng file GIF để thể hiện các đồ họa nhỏ, như dòng tiêu đề, quảng cáo, phím chọn… Đồ họa trang tin có phần mềm trợ giúp như Adobe Photoshop, Corel Paint Shop Pro, MS Paint. Hình ảnh Hình ảnh là các ảnh dạng thô (ảnh bitmap) hoặc ảnh vector được mã hóa sử dụng các dạng thức chuẩn như là JPEG hoặc MPEG. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 19 Ảnh bitmap (hay còn gọi là ảnh raster) sử dụng lưới các điểm ảnh (pixel) để hiển thị ảnh. Ảnh được tạo ra bởi các thiết bị như máy ảnh kĩ thuật số, máy quét hay các chương trình chỉnh sửa ảnh kỹ thuật số.
Ảnh bitmap thường bị thay đổi chất lượng ảnh khi kích thước của ảnh thay đổi. Ảnh vector sử dụng các yếu tố toán học như điểm, đường thẳng, đa giác, hình dạng. Do yếu tố toán học vector là xác định nên việc thay đổi kích thước ảnh chỉ là thay đổi địa điểm toán học của hình ảnh đó. Do vậy chất lượng của hình ảnh không bị ảnh hưởng khi thay đổi kích thước ảnh.
Các hình động Hình động là thể hiện nhanh chuỗi hình ảnh 2D, 3D hay vị trí mô hình tạo nên ảo ảnh về chuyển động. Âm thanh Do lan truyền vật chất ở dạng sóng đến tai người ở tần số từ 20Hz đến 20KHz. Sự kết hợp của các biên độ tạo nên sự du dương, mềm mại, trầm bổng cho âm thanh. Âm thanh bên ngoài môi trường được thu bằng các thiết bị thu âm ở dạng tín hiệu liên tục, sau đó được số hóa và đưa vào lưu trữ trong máy tính dưới dạng tín hiệu số rời rạc.
Nén âm thanh sử dụng chuẩn nén PCM (pulse coded modelation) hoặc MPEG (Moving Picture Experts Group) dùng mặt nạ nén. Video Do các video camera tạo ra. Là công nghệ ghi, xử lý các ảnh tĩnh và tái tạo các ảnh tĩnh tạo nên chuyển động. Mỗi đoạn video bao gồm nhiều khung hình, số khung hình xuất hiện trong một giây thể hiện tốc độ xác định.
Ví dụ với phim tốc độ thường là 24 hình trên giây; hoạt hình có thể là 12 hình trên giây;… Nén video sử dụng các chuẩn nén MPEG, cần thực hiện đồng bộ việc nén ảnh và nén âm thanh. Chuẩn MPEG1, MPEG2 được dùng cho CDRom và Tivi số. Từ năm 1991 xuất hiện chuẩn nén MPEG4 cung cấp công nghệ lõi chuẩn hóa để lưu trữ hiệu quả, truyền và xử lý dữ liệu đa phương tiện, giúp cải thiện đáng kể khả năng nén ảnh và video. Chuẩn này thực hiện nén ảnh theo các khối macroblock 16x16 điểm ảnh thay vì các khối 8x8 điểm ảnh như trước đây.
Điều này giúp tăng cường đáng kể khả năng nén không gian đối với các hình ảnh có chứa nhiều khoảng lớn các điểm ảnh giống nhau. Ngoài ra chuẩn MPEG7 có giao diện mô tả nội dung đa phương tiện. Các đặc tính chung của dữ liệu đa phương tiện bao gồm: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Tính thiếu cấu trúc: Các dữ liệu đa phương tiện có khuynh hướng phi cấu trúc vì vậy các tác nghiệp quản trị dữ liệu chuẩn như chỉ số hoá, tìm kiếm nội dung, truy vấn dữ liệu thường là không áp dụng được.
Tính phụ thuộc vào thời gian: Một vài kiểu dữ liệu đa phương tiện như là video, âm thanh và hoạt hình đều phụ thuộc vào yếu tố thời gian liên quan mật thiết đến việc lưu trữ, thao tác và mô tả chúng. Có dung lượng lớn: các dữ liệu video và âm thanh thường đòi hỏi các thiết bị lưu trữ lớn. Các ứng dụng hỗ trợ: các dữ liệu phi chuẩn có thể đòi hỏi các quy trình xử lý phức tạp như việc sử dụng các thuật toán nén dữ liệu đối với các ứng dụng CSDL đa phương tiện. Dữ liệu hình động Hình động được xác định gồm nhiều hình tĩnh.
Tùy theo thiết kế, có thể chọn 30 ảnh tĩnh trong một giây thể hiện của ảnh động. Hình động được tạo nhờ các phần mềm tạo hình động từ các hình tĩnh. Các phương pháp tạo hình động là tạo từng khung hình tĩnh rồi ghép lại, hoặc tạo một số khung hình chính, rồi tự động suy diễn nhờ các hiệu ứng, kĩ xảo video; Bên cạnh đó có thể thu được hình động từ máy quay video. Cần quan tâm đến chuẩn thể hiện video.
Thu nhận hình động là thuật ngữ dùng để mô tả quá trình ghi lại chuyển động và chuyển các chuyển động sang mô hình số. Khi làm phim, người ta ghi lại hành động của người, sử dụng thông tin này để làm động các mô hình số trong hình động 3 chiều. Nhận xét về việc thu nhận hình động, người ta thấy có ưu điểm: Nhanh, thời gian thực; Đối tượng phức tạp với chuyển động đa dạng không gây khó khăn đột biến; Dễ lặp lại các thao tác phức tạp. Tuy nhiên có vài nhược điểm: Cần thiết bị chuyên dụng; Cần phần mềm; LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 21 Việc thu lại hình không dễ; Khó thu hình đối với đối tượng có nhiều đặc tính; Không ghi được các chuyển động không theo nguyên lí vật lí.