計算機多媒體技術在實驗室中的應用

侯春玲

關鍵詞：計算機多媒體技術；實驗室；應用

1概述

計算機多媒體技術指的是在計算機綜合信息處理技術的作用下，對包括文字、圖形、聲音、圖像、數據、動畫等在內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。在當前的信息化領域，計算機多媒體技術可謂是最為活躍的技術之一，一度成為新一代電子技術發展和競爭的焦點，其在圖書、教育、軍事、金融以及醫療等領域的應用，正在潛移默化地影響著人們的生產和生活[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的優勢所在，從而為更大范圍的應用奠定了基礎。

2應用優勢

具體而言，計算機多媒體技術在實驗室中的應用優勢主要可以歸結為以下幾點。

（1）實驗效果更佳。計算機多媒體技術具有超強的情景再現以及虛擬演示功能，能夠根據現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過程。在一些情況下，還會借助投影儀設備來全方位對實驗標本、實驗器械、反應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新思維能力的培養[2]。

（2）實驗過程更具安全性。對于實驗室新人而言，初人陌生環境難免會出現無法適從的情況，加之實操技能、經驗匱乏，實驗過程中難免頻發失誤。尤其是在面臨一些電氣實驗、化學實驗時，基于實驗反應過程的危險性，操作失誤甚至會引發一系列的人身安全事故。而計算機多媒體技術在實驗室中的應用，在真實還原實驗過程的同時，還可避免因誤操作產生的突發事故。比如，面對一些操作難度較大、危險性較高且較為復雜的實驗項目時，實驗人員可以在對實驗過程進行充分了解的基礎上，通過在計算機上輸入相關實驗數據來模擬實驗過程以及反映現象，以增強實驗人員對實驗反映現象的預判能力，并以計算機多媒體模擬實驗結果為依據制定實驗應急處置方案，從而大大提高實驗過程的安全性，降低實驗風險發生率。

另外，計算機多媒體技術在實驗室中的應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，統計實驗用料種類、數量，從而做到實驗過程的精準掌控，避免各種情況導致的實驗物料浪費情況的發生，最大限度地降低實驗室成本消耗。

3應用現狀

計算機多媒體技術經過多年的發展已經日臻成熟，并被廣泛應用于多個行業領域，成了實驗室技術賦能的重點所在。目前，在技術革新、產業升級的新時代背景下，智慧實驗室建設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在實驗室中的應用，旨在通過對實驗過程的視頻錄制、同步直播、實驗模擬等來增強實驗的可視性、交互性。目前，以高校、科研企業等為代表的重點實驗室單位大多都已經建立起了完備的多媒體實驗室系統，該系統由中控系統、觸控一體機、投影幕、計算機、音響、投影設備、數字視頻展示臺等組成，在TCP＼IP協議以及配套網絡管理平臺的作用下，能夠實現對各種多媒體設備的一鍵化綜合管控，充分體現出多媒體實驗室的網絡化、智能化、集中化特征。縱觀近年來我國計算機多媒體技術在實驗室中的應用，可謂成果斐然，如廈門大學早在2005年就成立了智能多媒體技術實驗室，專注于人工智能、計算機視覺、機器學習等領域的研究；2019年，海信數字多媒體技術國家重點實驗室人選青島市地方科技發展專項資金擬支持企業項目名單，獲得了高達186萬元的資金支持；2023年，中國香港都會大學“數碼藝術實驗室”正式成立，在多媒體技術的作用下賦予了文藝科技以無限可能。

4應用路徑

宏觀信息化時代生態下，計算機多媒體因其本身自帶的多重技術優勢，在實驗室領域嶄露頭角，對其應用勢在必行。

4.1軟硬件安裝

近年來，隨著我國“互聯網+"戰略落地．現代教育信息化加速升級，實驗室建設的數量及體量有所增長，承擔著較為繁重的教學任務，相關機器的使用率較高，容易出現一系列問題。計算機多媒體技術在實驗室中的應用，有效保證其順暢運行是關鍵，對相關維護管理工作提出了更高要求。具體而言，在硬件建設方面，隨著計算機多媒體技術的高速發展，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，減輕了實驗室應用過程中的管理負擔[3-4]。事實上，作為計算機領域的領頭羊，聯想就針對公共機房環境設計開發了專門的教育應用方案，在操作系統中集成了硬盤保護、CMOS參數保護、網絡同傳以及網絡控制等功能模塊，實現了計算機安裝同步操作。計算機多媒體技術在實驗室中的應用，可在任意計算機上安裝硬盤保護系統，硬盤分區之后安裝對應的多媒體操作系統、驅動系統及所需要的演示軟件，繼而通過發送端喚醒其他接收端。在軟件建設方面，則可在實驗室中的計算機多媒體操作系統上加裝Ghost備份鏡像，對所需要的內容進行克隆，以保證實驗項目內容、過程等同步呈現，讓每位學生都能順利參與實驗室教學。簡單來講，可在實驗室機房內選擇一臺配置較高的計算機作為克隆服務器，在完成需要的軟件安裝之后將硬盤做成鏡像文件，再通過網絡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，受制于有限的網絡傳輸環境，當無法進行網絡克隆時，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在實驗室中的應用效果，還需植入系統備份和硬盤保護以及軟件保護等程序。

4.2數據庫建設

計算機多媒體技術在實驗室中的應用，要考慮不同實驗項目的需求，包括項目內容、操作方法、應用器材等，開發通用適配版課件，有機地融合文字、圖像、視頻、動畫等元素，突出其在教學領域的效能優勢，以提高學生的學習積極性。因此，計算機多媒體技術在實驗室中的應用勢必會涉及大量的數據處理任務，包括信息吞吐、數據存儲和輸送等。實驗室數字化管理結構下的視頻和模擬信號規模體量超乎想象，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，可將數據壓縮技術和數字圖像處理技術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，計算機多媒體技術應用還需搭載數據檢索模塊，將信息檢索系統、網絡數據庫、數據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中的圖像檢索功能，按照其直觀表現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據的格式有很多種，如WAV，VOC，MIDI，AIF，RMI等，可通過語音識別技術、文語轉化等方式進行視頻數據加工，保證其在實驗室教學中的順暢應用。除此之外，在以往的實驗室工作模態下，基于計算機多媒體技術應用的課件開發多由專業人員完成，生成的CAI電子文檔未能很好地契合教學需求。而隨著Multi-media ToolBook，Diector，Authorware等多媒體技術的發展，可在面向對象的應用開發環境中編寫簡易程序代碼，繼而根據實驗項目需要開發不同類型的電子實驗課件，有利于滿足實際教學需求。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

計算機多媒體技術在實驗室中的應用是一項龐雜的系統化工程，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在實驗室中的應用價值，繼而結合自身實際情況，適度加大相關方面的建設投入力度，推動先進科技引入，健全人才、物力等保障體系，最大限度地發揮其作用。在此過程中，計算機多媒體技術在實驗室中應用的核心在于滿足教學需求，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體系，形成多元化的功能模塊集，包括網絡資料庫模塊、素材處理模塊、課件開發模塊等，為進一步的便捷應用提供技術支持[5]。以網絡資料庫模塊為例，該模塊的核心是支持實驗項目顯示，包括流程、規范、工藝等，可通過文本、視頻或超級鏈接等實現。另外，未來計算機多媒體技術在實驗室中的應用必將走向正規化、規范化和科學化，為最大限度地發揮其作用，應當制定完善的管理制度，明確不同崗位人員的職責，以確保系列活動順利展開。事實上，計算機多媒體技術在實驗室中的應用，涉及多種機器、設備，如計算機、終端機、耳機、音箱、投影儀、網絡交換機等，要建立科學的日常點檢制度，由專業人員進行維護保養，及時更替已經報廢的設備。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應用過程中的數據安全管理，根據實際情況安裝合適的殺毒軟件，動態觀察計算機多媒體系統的運行狀況，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在實驗室中應用的核心，其專業化水平建設亦是相當重要。

5結束語

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。在實驗過程中應用計算機多媒體技術，能夠憑借其強大的功能優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，更有助于加深實驗人員對實驗相關知識、技術的理解?？傊?，計算機多媒體技術在實驗室中的應用表現出了強大的便捷性、安全性、經濟性、高效性等，是“互聯網+”視域下實驗室發展的重要趨勢。在未來的實驗室建設中，包括高校、科研企業等在內的單位要在實驗室建設的基礎上，繼續深挖計算機多媒體技術的優勢、功能。