第一章 多媒体技术和多媒体教学
1.1媒体和多媒体技术的基本概念
(1)感觉媒体(Perception Medium):指直接作用于人的感觉器官,使人产生直接感觉的媒体。如引起听觉反应的声音,引起视觉反应的图像等。
(2)表示媒体(representation Medium):指传输感觉媒体的中介媒体,即用于数据交换的编码。如图像编码(JPEG、MPEG等)、文本编码(ASCII码、GB2312等)和声音编码等。
(3)表现媒体(Presentation Medium):指进行信息输入和输出的媒体。如键盘、鼠标、扫描仪、话筒、摄像机等为输入媒体;显示器、打印机、喇叭等为输出媒体。
(4)存储媒体(Storage Medium):指用于存储表示媒体的物理介质。如硬盘、软盘、磁盘、光盘、ROM及RAM等。
(5)传输媒体(Transmission Medium):指传输表示媒体的物理介质。如电缆、光缆等。
我们通常所说的"媒体"(Media)包括其中的两点含义。一是指信息的物理载体(即存储和传递信息的实体),如书本、挂图、磁盘、光盘、磁带以及相关的播放设备等;另一层含义是指信息的表现形式(或者说传播形式),如文字、声音、图像、动画等。多媒体计算机中所说的媒体,是指后者而言,即计算机不仅能处理文字、数值之类的信息,而且还能处理声音、图形、电视图像等各种不同形式的信息。
上述所说的对各种信息媒体的"处理",是指计算机能够对它们进行获取、编辑、存储、检索、展示、传输等各种操作。一般而言,具有对多种媒体进行处理能力的计算机可称为多媒体计算机。
多媒体的英文单词是Multimedia,它由media和multi两部分组成。一般理解为多种媒体的综合。
多媒体技术不是各种信息媒体的简单复合,它是一种把文本(Text)、图形(Graphics)、图像(Images)、动画(Animation)和声音(Sound)等形式的信息结合在一起,并通过计算机进行综合处理和控制,能支持完成一系列交互式操作的信息技术。多媒体技术的发展改变了计算机的使用领域,使计算机由办公室、实验室中的专用品变成了信息社会的普通工具,广泛应用于工业生产管理、学校教育、公共信息咨询、商业广告、军事指挥与训练,甚至家庭生活与娱乐等领域。
多媒体技术有以下几个主要特点:
(1)集成性 能够对信息进行多通道统一获取、存储、组织与合成。
(2)控制性 多媒体技术是以计算机为中心,综合处理和控制多媒体信息,并按人的要求以多种媒体形式表现出来,同时作用于人的多种感官。
(3)交互性 交互性是多媒体应用有别于传统信息交流媒体的主要特点之一。传统信息交流媒体只能单向地、被动地传播信息,而多媒体技术则可以实现人对信息的主动选择和控制。
(4)非线性 多媒体技术的非线性特点将改变人们传统循序性的读写模式。以往人们读写方式大都采用章、节、页的框架,循序渐进地获取知识,而多媒体技术将借助超文本链接(Hyper Text Link)的方法,把内容以一种更灵活、更具变化的方式呈现给读者。
(5)实时性 当用户给出操作命令时,相应的多媒体信息都能够得到实时控制。
(6)信息使用的方便性 用户可以按照自己的需要、兴趣、任务要求、偏爱和认知特点来使用信息,任取图、文、声等信息表现形式。
(7)信息结构的动态性 “多媒体是一部永远读不完的书”,用户可以按照自己的目的和认知特征重新组织信息,增加、删除或修改节点,重新建立链。
表示媒体的各种编码数据在计算机中都是以文件的形式存储的,是二进制数据的集合。文件的命名遵循特定的规则,一般由主名和扩展名两部分组成,主名与扩展名之间用"."隔开,扩展名用于表示文件的格式类型。
1.3多媒体信息的类型及特点
(1)文本 文本是以文字和各种专用符号表达的信息形式,它是现实生活中使用得最多的一种信息存储和传递方式。用文本表达信息给人充分的想象空间,它主要用于对知识的描述性表示,如阐述概念、定义、原理和问题以及显示标题、菜单等内容。
(2)图像 图像是多媒体软件中最重要的信息表现形式之一,它是决定一个多媒体软件视觉效果的关键因素。
(3)动画 动画是利用人的视觉暂留特性,快速播放一系列连续运动变化的图形图像,也包括画面的缩放、旋转、变换、淡入淡出等特殊效果。通过动画可以把抽象的内容形象化,使许多难以理解的教学内容变迁生动有趣。合理使用动画可以达到事半功倍的效果。
(4)声音 声音是人们用来传递信息、交流感情最方便、最熟悉的方式之一。在多媒体课件中,按其表达形式,可将声音分为讲解、音乐、效果三类。
(5)视频影像 视频影像具有时序性与丰富的信息内涵,常用于交待事物的发展过程。视频非常类似于我们熟知的电影和电视,有声有色,在多媒体中充当起重要的角色。
1.4多媒体计算机系统
多媒体计算机系统不是单一的技术,而是多种信息技术的集成,是把多种技术综合应用到一个计算机系统中,实现信息输入、信息处理、信息输出等多种功能。
一个完整的多媒体计算机系统由多媒体计算机硬件和多媒体计算机软件两部分组成。
一、多媒体计算机的硬件
多媒体计算机的主要硬件除了常规的硬件如主机、软盘驱动器、硬盘驱动器、显示器、网卡之外,还要有音频信息处理硬件、视频信息处理硬件及光盘驱动器等部分。
(1)音频卡(Sound Card) 用于处理音频信息,它可以把话筒、录音机、电子乐器等输入的声音信息进行模数转换(A/D)、压缩等处理,也可以把经过计算机处理的数字化的声音信号通过还原(解压缩)、数模转换(D/A)后用音箱播放出来,或者用录音设备记录下来。
(2)视频卡(Video Card) 用来支持视频信号(如电视)的输入与输出。
(3)采集卡 能将电视信号转换成计算机的数字信号,便于使用软件对转换后的数字信号进行剪辑处理、加工和色彩控制。还可将处理后的数字信号输出到录像带中。
(4)扫描仪 将摄影作品、绘画作品或其它印刷材料上的文字和图像,甚至实物,扫描到计算机中,以便进行加工处理。
(5)光驱 分为只读光驱(CD-ROM)和可读写光驱(CD-R,CD-RW),可读写光驱又称刻录机。用于读取或存储大容量的多媒体信息。
二、多媒体计算机的软件
多媒体计算机的操作系统必须在原基础上扩充多媒体资源管理与信息处理的功能。
多媒体编辑工具包括字处理软件、绘图软件、图像处理软件、动画制作软件、声音编辑软件以及视频编辑软件。
多媒体应用软件的创作工具(Authoring Tools)用来帮助应用开发人员提高开发工作效率,它们大体上都是一些应用程序生成器,它将各种媒体素材按照超文本节点和链结构的形式进行组织,形成多媒体应用系统。Authorware、Director、Multimedia Tool Book等都是比较有名的多媒体创作工具。
1.5多媒体教学的基本模
教学模式是指完成教学任务的教与学的一种范式,它包括教的模式和学的模式及有关的教学策略。
(1)课堂演播教学模式(课堂讲解教学模式) 这种教学模式在课堂教学中主要有两种方式:教学呈现和模拟演示。
(2)个别化教学模式 个别化教学模式的多媒体课件一般包括:介绍部分、教学控制、激发动机、教学信息的呈现、问题的应答、应答的诊断、应答反馈及补救、结束。
与个别化教学模式相对应的多媒体课件有两类:多媒体教材和教辅类电子读物。
(3)计算机模拟 模拟教学模式所涉及的问题有:基本模型、模拟的呈现与表现问题、系统的反应及反馈。
(4)探索式教学模式 探索式教学模式一般由以下几个环节组成:确定问题、创设教学情境、探索学习、反馈、学习效果评价。
(5)协作化教学模式
(6)基于因特网的远程教学模式
1.6多媒体计算机教学系统
一、多媒体计算机教学硬件环境
(1)课堂演示教室
(3)现代教学资源中心与电子阅览室
二、多媒体计算机教学软件系统
(1)多媒体素材制作软件
文字处理:记事本、写字板、Word、WPS
(3)多媒体计算机教学软件
各种可用于课堂教学、辅导、演示的教学课件。
2.1多媒体课件的开发过程
一、多媒体课件开发组人员构成
(2)学科教学专家
(3)教学设计专家
(4)软件工程师(系统结构设计)专家
(5)多媒体素材制作专家
(6)多媒体课件制作专家
二、多媒体课件开发基本过程
(1)项目定义教学内容的选择、课件设计可行性分析、课件需求分析(必要性)
(2)教学设计围绕教学目标要求,合理选择和设计媒体,采用适当的教学模式和教学策略。
(3)结构设计安排目录主题的显示方式,建立信息间的层次结构和浏览顺序,确定信息间的交叉跳转关系。
(4)多媒体素材的准备与制作
(5)课件的编辑合成
(6)课件的试用与测试
(8)课件产品的成型
2.2超文本超媒体的结构
超文本是一种由节点和链组成的网状结构。节点、链、网络是定义超文本结构的三个基本要素。
一、节点(Nodes)
它是存贮信息的基本单元,又称信息块,每个节点表达一个特定的主题,它的大小根据实际需要而写,没有严格的限制。
(1)文本节点可用来表达思想,解释概念,描述现象等。
(2)图文类节点适合于表现事物的形态和结构。
(5)程序类节点通常用"按钮"来表现,进入这种节点后,将启动相应的程序,完成特定的操作。
二、链(Link)
链表示不同节点间信息的联系。它是由一个节点指向其它节点,或从其它节点指向该节点。因为信息间的联系是千变万化、丰富多彩的,所以链也是复杂多样的,有单向链(→),双向链(←→)等。链的功能的强弱,直接影响节点的表现力,也影响到信息网络的结构和导航的能力。超文本中有了链才有了非线性;有了链,用户才能"沿着"链找到相关信息。在多媒体课件中,链是隐藏在信息背后、记录在系统中,我们看不到表示单向或双向的线,只是在从一个节点转向另一个节点时,会感觉到链的存在。
链的基本组合方式有以下几种:
(1)一条线性浏览路径
三、网络(Network)
超文本的信息网络是一个有向图结构,类似于人脑的联想记忆结构,它采用一种非线性的网状结构来组织块状信息。超文本网络中信息的联系体现了课件创作者的教学意图与策略,超文本网络结构不仅提供了知识、信息,同时也包含了作者对信息的分析、推理和整合。
如果网络中节点内不仅有文本,而且还包含有图形、动画、声音及它们的组合等多种信息,即用超文本技术来管理多媒体信息,这种系统则称为超媒体。
2.3多媒体课件的基本结构
传统教学中,教学信息如课本、录音、录像等的组织结构都是线性的,这在客观上限制了人类自由联想能力的发挥,而超文本技术就克服了这一缺点,多媒体课件中的信息结构就是采用这种非线性的超文本方式。
根据多媒体课件中节点和链的连接关系,我们可以归纳出多媒体课件中的教学内容结构组织方式有以下几种:线性结构、树状结构、网状结构、混合结构。
多媒体课件的结构设计主要包括以下方面:节点设计、链的设计以及由此产生的网络和学习路径的设计。
根节点是学习者进入系统学习遇到的第一个节点,同时也是其它任何节点都能返回的中心节点,因此根节点的设计十分重要。根节点的常用设计方法有:
(1)总述 根节点是整个内容的概述,它与知识库中的所有主要概念都建立有联系。
(2)自顶向下 使用层次分析法,根节点是顶端的主要本质概念。
(3)菜单 根节点是知识库中的主要概念的列表或内容表。
(4)辅导 根节点是进入其它节点通道的示范。
链的设计主要涉及节点之间如何联结及其怎样表示。
线性链,反映节点之间的次序、位置等关系。
树形链,体现节点间的层次、归属、类推等关系,反映节点内容的语义逻辑联系。
网状链,即任何节点之间都可以建立联系,如背景、索引、例证、重点、参考资料等,体现创作人员的联想。一个超媒体系统中各种类型的链所占的比例取决于领域知识、系统目的和学习特征。
三、网络和学习路径设计
节点和链的组织方式不同,从而产生不同的超媒体系统网络结构:阶层型、细化型、对话型。
常见的学习路径模式有:顺序式、循环式、分支式、索引式、网状式。
2.5多媒体课件交互界面的设计
一、人机交互界面的基本概念
人机交互界面的设计主要解决与人机交互相关的用户分析、任务分析、交互方式以及相应的课件开发过程等问题。
二、友好的人机交互界面的设计原则
(1)确定使用对象
(1)窗口 一般由以下几个部分组成:标题栏、菜单栏、流动条(水平、垂直)、状态栏和控制栏。Microsoft公司的Windows操作系统可以称为窗口技术的典范。
(2)菜单 常见的菜单有:条形菜单、弹出式菜单、下拉菜单、图标式菜单等。用户对菜单的操作主要是通过鼠标点击,并辅以键盘或触摸屏来实现的。
(3)图标 图标是常用的一种图形界面对象,它是一种小型的,带有简洁图形符号。它的设计是基于隐喻和模拟的思想。图标能帮助用户简便地通过界面调用功能。
(4)按钮 常见的按钮类型有:Windows风格按钮、闪烁式按钮、动画式图形按钮、热区(Hotspot)式按钮、文本按钮、图形按钮等。
(5)对话框 是一个弹出式窗口,当课件运行时,除了各种选项和按键操作外,系统还可以在需要的时候提供一个对话框来让用户输入更加详细的信息,并通过对话框与用户进行交互。它也是充分体现多媒体人机交互特点的界面技术之一。
(1)封面(片头)屏幕
课件的首页即封面,应使学生明确这是一个课程的开始。封面屏幕一般包括:课程名称、课件作者、制作时间、版权等。
课件都是通过主界面为学习者提供教学内容选择的,类似于我们书的目录。
教学屏幕就是多媒体课件开展教学活动的屏幕画面,也是课件设计的重点。
五、友好人机交互界面的设计方法
(1)显示色彩的设计 要正确选择色彩基调,并注意到对比、统一与和谐
(2)画面间的变换与动画 画面之间的变换适当使用淡入、淡出、叠加、分裂、百页窗、马赛克等转场效果。
(3)声音处理与解说词 声音处理常采用44.1kHz或22.05kHz的采样频率,这样可获得满意的效果。解说词要求每句话、每个词都应紧密结合画面,准确地表达内容。言词应当生动、朴实,力求简练,语音吐字清晰。解说词每秒不应超过三个字。
2.6多媒体课件的导航设计
学习者在使用多媒体课件时,找不到相应的节点,称之为迷路。常见的迷路有:全局性迷路、局部性迷路、历史性迷路。
为避免学习者在多媒体课件中漫游时出现迷路现象,在设计多媒体课件时必须进行有关导航的设计。多媒体课件中常见的导航方式有以下几种:分层导航、跳转、地图、后退、历史清单、书签、查找、在线帮助。
常见的导航界面技术有以下几种:菜单、按钮、字体与颜色、图像、动态表达。
2.7多媒体课件结构设计的描述——脚本的编写
在完成多媒体课件的结构分析后,必须采取有效的方法对结构设计阶段的结果进行描述,以便使多媒体课件的制作人员能够了解结构设计者的意图,从而设计出符合要求的多媒体课件。对多媒体课件设计阶段的结果进行描述的工具就是脚本,制作脚本是多媒体开发人员制作多媒体课件的直接依据。
片头主要说明多媒体课件的名称、作者、版权等。片尾主要说明多媒体课件制作和资料提供的单位或人员、鸣谢等。一般采用图形、动画、声音等多种手段,以增强课件的艺术气氛和感染力。
主界面一般是进行教学的第一个画面,通常采用菜单、图标、热区等方式,提供关于学习内容的选择,它是多媒体课件的总导航。
教学屏幕是多媒体课件完成教学任务的主要场所,在多媒体课件中,除封面、片尾、主界面外,其余画面均为教学屏幕。教学屏幕反映了一定的教育思想、教学过程和教学策略,体现了各知识点的逻辑关系。
多媒体课件的开发离不开素材的准备,素材是课件的基础,在课件开发过程中,素材准备是课件目标确定后的一项基础工程。把素材准备工作称为工程是一点不为过的,因为素材的种类很多,采集和制作素材的过程中使用的硬件、软件也很多,所以是一项工作量极大的任务。
根据媒体的不同性质,一般把媒体素材分成文字、声音、图形、图像、动画、视频、程序等类型。在不同的开发平台和应用环境下,即使是同种类型的媒体,也有不同的文件格式,如文字媒体常见的有纯文本格式(*.txt)Word文档格式(*.doc),声音媒体有WAV文件格式(*.wav)和MIDI文件格式(*.mid)等。不同格式的文件用不同的扩展名加以区别。下页表列举了一些常用媒体类型的文件扩展名。
3.2.1文字素材的准备
各种媒体素材中文字素材是最基本的素材,文字素材的处理离不开文字的输入和编辑。文字在计算机中的输入方法很多,除了最常用的键盘输入以外,还可用语音识别输入、扫描识别输入及笔式书写识别输入等方法。目前,多媒体课件多以Windows为系统平台,因此准备文字素材时应尽可能采用Windows平台上的文字处理软件,如写字板等。Windows系统下的文字文件种类较多,如纯文本文件格式(*.txt),写字板文件格式(*.wri) Format文件格式(*.rtf)等。选用文字素材文件格式时要考虑课件集成工具软件是否能识别这些格式,以避免准备的文字素材无法插入到课件集成工具软件中。纯文本文件格式(*.txt)可以被任何程序识别,Rich Text Format文件格式(*.rtf)的文本也可被大多数程序识别。 有些课件集成工具软件中自带有文字编辑功能,但对于大量的文字信息一般不采取在集成时输入,而是在前期就预先准备好所需的文字素材。 文字素材有时也以图像的方式出现在课件中,如通过格式排版后产生的特殊效果,可用图像方式保存下来。这种图像化的文字保留了原始的风格(字体、颜色。形状等),并且可以很方便地调整尺寸。
3.2.2声音素材的准备
在多媒体课件中,适当地运用声音能起到文字、图像、动画等媒体形式无法替代的作用,如调节课件使用者的情绪,引起使用者的注意等。当然,声音作为一种信息载体,其更主要的作用是直接、清晰地表达语意。 一、声音基础
声音本质上是一种机械振动,它通过空气传播到人耳,刺激神经后使大脑产生一种感觉。在一些专业场合,声音通常被称为声波或音频。 众所周知,计算机只能处理数字化的信息。声音也不例外,自然的声音振动或用模拟信号表示的声音,都需经过数字化处理才能在计算机中使用。 计算机中广泛应用的数字化声音文件有两类:一类是专门用于记录乐器声音的MIDI文件;还有一类是采集各种声音的机械振动而得的数字文件(也称为波形文件),其中包括乐器的数字音乐、数字语音及数字化的自然界的效果音(音效文件)等。
Interface的缩写,中文含义是电子乐器数字化接口。 波形文件其实就是声音模拟信号的数字化结果,可以通过录音获取波形文件。波形文件的形成过程是:音源发出的声音(机械振动)通过麦克风转换为模拟信号,模拟的声音信号经过声卡的采样、量化、编码,得到数字化的结果。采样的频率和量化的精度直接影响声音的质量和数据量。一般有3种采样频率44.1kHz(每秒取样44100次,用于CD品质的音乐);22.05kHz(适用于语音和中等品质的音乐);11025kHz(低品质)。量化精度分8位字长量化(低品质)和16位字长量化(高品质)。
“采样率”和“采样精度”是数字化声音的两个最基本要素。相当于视频中的屏幕大小(例如800*600)和颜色分辨率(例如24bit)。44.1kHz(千赫兹)是最常见的采样率标准,此外还有22050
bit等等。 未经压缩的编码多采用PCM(脉冲编码调制)格式存储,需占用较大的存储空间。44.1kHz采样、16位量化、双声道立体声的激光唱盘(CD-DA)的音乐,编码速率要达到1.4Mbps(每秒1.4兆字节)。在录音过程中可以选择不同的采样频率、量化字长、压缩编码方法,也可以在得到数据文件后通过转换软件调整文件的精度、格式。
课件中声音素材的采集和制作可以有以下几种方式: (1)利用一些软件光盘中提供的声音文件。在一些声卡产品的配套光盘中往往也提供许多WAV或MIDI格式的声音文件。
(2)通过计算机中的声卡,从麦克风中采集语音生成wav文件。如制作课件中的解说语音就可采用这种方法。 (3)通过计算机中声卡的MIDI接口,从带MIDI输出的乐器中采集音乐,形成MIDI文件;或用连接在计算机上的MIDI键盘创作音乐,形成MIDI文件。
(4)使用专门的软件抓取CD或VCD光盘中的音乐,生成声源素材。再利用声音编辑软件对声源素材进行剪辑、合成,最终生成所需的声音文件。 声音文件除WAV和MIDI格式外,还有如MP3、VQF等其他高压缩比的格式,可以采用软件使各种声音文件进行格式的转换。
二、用Windows系统中的“录音机”采集声音
(1)将麦克风插入计算机声卡中标有“MIC”的接口上。 (2)设置录音属性
双击“控制面板”中“多媒体”图标,打开“多媒体属性”对话框中的“音频”选项卡,如图。在录音一栏中选择相应的录音设备。
(3)决定录音的通道 声卡提供了多路声音输入通道,录音前必须正确选择。方法是双击桌面的右下角状态栏中的喇叭图标,打开“音量控制”,选择“选项”——“属性”菜单,在“调节音量”框内选择“录音”,如图所示。选中要使用的录音设备。
(4)录音 从“开始”菜单中运行录音机程序,界面如图,单击红色的录音键,就能录音了。录音完成后,按停止按钮,并选择“文件”菜单中的“保存”命令,将文件命名保存。
在“另存为”对话框中单击“更改……”按钮,出现选择声音格式的对话框,可从中选择合适的声音品质,其中“格式”是选择不同的编码方法。
Windows所带的“录音机”小巧易用,但是录音的最长时间只有60秒,并且对声音的编辑功能也得过很有限,因此在声音的制作过程中不能发挥太大的作用。有不少专门用于声音编辑的软件,如Cool
Edit Pro/2000、Sound Forge、Wave Edit、Gold Wave等声音编辑器,对声音的录制和编辑的功能都很强大,你可以在网上下载试用版本体会一下。
3.2.3图形图像素材的准备
图像是表达思想的一种方法,传统的图像是固定在图层上的画面。如一张照片,就是通过化学摄影术而制成的一幅静态的画面,它一旦形成就很难再改变。 数字图像是以0或1的二进制数据表示的,其优点是便于修改、易于复制和保存。数字图像可以分为以下2种形式:矢量图(Vector-based Image)。 位图是以点或象素的方式来记录图像的,因此图像是由许许多多小点组成的。创建一幅位图图像的最常用方法是通过扫描来获得。位图图像的优点是色彩显示自然、柔和、逼真。其缺点是图像在放大或缩小的转换过程中会产生失真,且随着图像精度提高或尺寸增大,所占用的磁盘空间也急剧增大。
位图和放大4倍后的图比较
矢量图是以数学方式来记录图像的,由软件制作而成。矢量图的优点是信息存储量小,分辨率完全独立,在图像的尺寸放大或缩小过程中图像的质量不会受到丝毫影响,而且它是面向对象的,每一个对象都可以任意移动、调整大小或重叠,所以很多3D软件都使用矢量图。矢量图的缺点是用数学方程式来描述图像,运算比较复杂,而且所制作出的图像色彩显示比较单调,图像看上去比较生硬,不够柔和逼真。
比较两种图形,我们可以知道,在图形的复杂程序不大的情况下,矢量图形具有文件短小、可无级缩放等优点。 图形图像的采集主要有5种途径:用软件创作,扫描仪扫描,数码相机拍摄,数字化仪输入,从屏幕、动画、视频中捕捉。
二、常用图像处理软件
常见的图形创作工具软件中,Windows"附件"中的画笔(Paintbrush)是一个功能全面的小型绘图程序,它能处理简单的图形。还有一些专用的图形创作软件,如AutoCAD用于三维造型,CorelDraw、Freehand、Illustrator等用于绘制矢量图形等。
图像素材的采集大多通过扫描完成,高档扫描仪甚至能扫描照片底片,得到高精度的彩色图像。现在流行的数字相机将为图像的采集带来极大的方便,而且成本较低。数字化仪用于采集工程图形,在工业设计领域有广泛的用途。 图像素材还可用屏幕抓图软件获得,屏幕抓图软件能抓取屏幕上任意位置的图像。在使用VCD软解压软件(如超级解霸)播放VCD时,能从VCD画面中抓取图像,大大地拓展了图像的来源。常用的屏幕抓图软件有HyperSnap-DX、Capture
Profession、PrintKey、SnagIt等。这些软件都可从相应公司的网站上下载试用版本,也可从国内的一些软件下载站点下载,如华军软件园()、新起点汉化()等,特别是新起点汉化还提供了大量英文版软件的汉化包。
图形图像编辑软件很丰富,PhotoShop是公认的最优秀的专业图像编辑软件之一,它有众多的用户,但精通此软件并非易事。 CorelDraw、Adobe
(1)下载并安装HyperSnap-DX 下载网址为:或其它一些软件下载站点,如新起点汉化()等。 (2)从"开始"菜单中运行HyperSnap-DX后,界面如图
(3)选择菜单"Capture"下的相应项目即可对当前屏幕内容进行捕捉,当然你也可以使用快捷键完成抓图。 Full Screen捕捉全屏幕 Window捕捉一个窗口 Active Window捕捉活动窗口 Region捕捉选定矩形区域
(4)将捕捉到图像选择合适的格式存储,以备后用。
四、用扫描仪获取图像
大多数图像处理软件都支持扫描仪,下面以PhotoShop为例介绍扫描仪的使用方法。本例中使用的扫描仪是ScanMaker
V600 (1)安装扫描仪。在扫描仪产品中有详细的说明书和驱动软件,只要按其中的提示即可完成安装。 (2)启动PhotoShop软件。
(4)出现扫描设置界面,将要扫描的图像正面朝下放入扫描仪中,合上盖子。然后单击"预览"(PreScan)进行预扫描,目的是为了能够选取合适的扫描范围。
(5)预览后,设置合适的色彩和分辨率,选定扫描范围,按"扫描"(Scan)开始扫描。 (6)扫描完成后,关闭扫描窗口,返回到PhotoShop,这时,图片传送到了PhotoShop中,你可以对它进行修改,或保存备用。
五、用PhotoShop做图 PhotoShop功能强大,用它处理图像非常方便,它既可以用来处理已有的图像素材,也可以创建图像。下面以制作木材纹理作一说明。 1.启动,选择“文件”菜单下“新建”菜单,设置文件大小和分辨率。
2.选择“编辑”菜单下“填充”,将背景填充为黑色。 3.选择“滤镜”菜单下“杂色”下“添加杂色”,设置数量为“999”,分布为“高斯分布”,选中“单色”。
4.选择“滤镜”菜单下“模糊”下“动感模糊”,设置“角度”为90,“距离”为128左右。
5.选择“滤镜”菜单下“锐化”下“USM锐化…”,设置各参数如图。
6.选择“图象”菜单下“调整”下“色相/饱和度…”,设置各参数如图。
7.用工具栏中“矩形”工具选中图的中间部分,选择“图象”菜单下“裁切”,将图中上下边缘裁去。 8.选择“滤镜”菜单下“扭曲”下“波浪…”,设置各参数如图。
9.选择“滤镜”菜单下“扭曲”下“极坐标…”,设置“转换”为“极坐标到平面坐标”。完成木纹的制作。 10.在工具栏中选择“文字工具”后,在图中单击可输入文字。然后还可以选择菜单“图层”菜单下“效果”菜单下各项命令,对文字设置各种效果。
3.2.4动画素材的准备
对于过程事实的描述只依赖于文本信息或图形图像信息是不够的,为达到更好地描述效果,需要利用动画素材。不论是二维动画或是三维动画,所创造的结果都能更直观、更详实地表现事物变化的过程。 一、动画制作软件 动画制作软件很丰富,流行的有Autodesk公司的Animator(二维动画)和3D max(三维动画)。 Flash动画在网页中应用广泛,是目前最流行的二维动画技术。用它制作的SWF动画文件,可以嵌入到HTML文件里,也可以单独成页,或以OLE对象的方式出现在Authorware课件中。SWF文件的存储量很小,但在几百~几千字节的动画文件中,却可以包含几十秒钟的动画和声音,使整个页面充满了生机,Flash动画还有一大特点是,其中的文字、图像都能跟随鼠标的移动而变化,可制作出交互性很强的动画文件。
Macromedia公司出品的Flash动画制作软件功能很强大,其中增加了对MP3压缩编码的支持,这使得在普通课件中播放MP3音乐成为可能。Flash动画需要自带的播放器才能播放,也可以打包为可执行文件(*.exe),Macromedia公司也为流行的web浏览器提供了播放插件。Flash还支持其他格式文件的输出,如GIF动画文件、AVI视频文件、Quick
Time的MOV文件及EMF和WMF图元文件序列、EPS文件序列JPEG图像文件序列等,这弥补了Flash动画文件在播放上的局限性。 Flash动画的最基本元件就是对象,使用绘图工具栏中的绘图工具在帧编辑区中绘制矢量化对象,为了方便对象的重复使用,可以把对象保存为symbo1(组件)或直接创建组件;对象处于Scene(场景)中,某一时刻场景的静态图像称为Frame(帧);每个场景中可设置多个Layer(层),每个层中有若干个对象;改变不同的时刻(即不同的帧)中对象的位置、形态,由此产生动画。
二、使用Flash制作变形动画 (1)启动Flash
4,在当前帧的工作区内用“矩形”工具绘制一个矩形。 (2)在时间轴上的第20帧单击右键,选择“插入关键影格”(Insert Keyframe),在这一帧的工作区内,用“椭圆”工具画一椭圆。 (3)双击1-20帧之间的任何一帧,出现“影格属性”(Frame
(4)选择“控制”(Control)菜单下的“测试影片”(Test movie),即可看到一由方变圆的形状渐变的动画。 (5)这时,你可以将你的文件保存或发布为其它格式。发布之前,先选择“文件”(File)菜单下的“发布设定”(Publish Settings)选择要发布的格式,然后点按“发布”
3.2.5视频素材的准备
多媒体课件中可以使用电视录像或VCD中的素材,这些素材就是视频。 一、视频文件的特点 视频作为多媒体家族中的成员之一,在多媒体课件中占有非常重要的地位。因为它本身就可以由文本、图形图像、声音、动画中的一种或多种组合而成。利用其声音与画面同步、表现力强的特点,能大大提高教学的直观性和形象性。
二、视频文件的采集方法 视频素材的采集方法很多。最常见的是用视频捕捉卡配合相应的软件(如Ulead公司的Media
Studio以及Adobe公司的Premiere)来采集录像带上的素材。录像带的使用在教学中比较普及,所以,用这种方法,其素材的来源较广。缺点是硬件投资较大,一块国产的视频捕捉卡要2000元左右,国外的产品如Broadway(百老汇)、Apol1o(阿波罗)等价格较贵,大致在5000元左右,广播级的视频捕捉卡的价格更是让人不敢问津。对于课件制作者来说,一块2500元左右的视频捕捉卡也就够用了。
另一种方法是利用超级解霸等软件来截取VCD上的视频片段(截取成*.mpg文件或*.bmp图像序列文件),或把视频文件*.dat转换成Windows系统通用的AVI文件。这种方法的特点是无需额外的硬件投资,有一台多媒体电脑就可以了。用这种采集方法得到的视频画面的清晰度,要明显高于用一般视频捕捉卡从录像带上采集到的视频画面。 对得到的AVI文件或MPG文件进行合成或编辑,可以使用Adobe
Premiere软件。 另外,还可以用屏幕抓取软件如SnagIt/32、HyperCam等来记录屏幕的动态显示及鼠标操作,以获得视频素材,但此方法对电脑的硬件配置要求很高,否则只能用降低帧速或缩小抓取范围等办法来弥补。
PowerPoint是Microsoft公司Office系列办公组件中的幻灯片制作软件,由于它和其它Office软件一件,容易使用,界面友好,因此在设计制作多媒体课件中,应用也很广泛。
PowerPoint制作的多媒体课件可以用幻灯片的形式进行演示,非常适用于学术交流、演讲、工件汇报、辅助教学和产品展示等需要多媒体演示的场合。因此PowerPoint文件又常被称为"演示文稿"或"电子简报"。
(2)强大的多媒体功能
PowerPoint能很简便地将各种图形图像、音频和视频素材插入到课件中,使课件具有强大的多媒体功能。
PowerPoint共有五种视图: (1)幻灯片视图即当前课件页的编辑状态,视图的大小可以通过"常用"工具栏上的比例栏进行调整;
(2)大纲视图主要用于输入和修改大纲文字,当课件的文字输入量较大时用这种方法进行编辑较为方便; (3)幻灯片浏览视图是一种可以看到课件中所有幻灯片的视图,用这种方式,可以很方便地进行幻灯片的次序调整及其他编辑工作;
(4)备注页视图主要用于作者编写注释与参考信息; (5)幻灯片放映视图即当前幻灯片的满屏放映状态。
(1)新建文稿 启动PowerPoint,在"新建演示文稿"对话框中选择"空演示文稿"。
(2)选择版式 在选取版式对话框中选择"空白版式"。
(3)输入文本 选择"插入"菜单中"文本框"中"文本框"命令后,在编辑区拖动鼠标,绘出文本框,然后输入相应文字。
(4)格式化文本 与其它字处理软件(如WORD)相似。 (5)调整文本位置
通过调整文本框的位置来调整文本的位置。先选中要调整的文本框,使其边框上出现8个控制点,然后根据需要拖动控制点,文本框随之改变大小。当鼠标指针放在文本框边上的任何不是控制点的位置时,鼠标指针附带十字箭头,这时拖动鼠标可调整文本框的位置。
4.2.2课件页的放映
PowerPoint幻灯片的放映有两种操作方法: (1)幻灯片放映视图 通过幻灯片放映视图可以播放当前正在编辑的这张幻灯片。如果这张幻灯片后面还有其他的幻灯片,则在放映时单击鼠标可连续向后播放。
(2)"观看放映"命令 选择"幻灯片放映"菜单中的"观看放映"命令,PowerPoint就开始放映该课件页。同样,如果这张幻灯片后面还有其他的幻灯片,则在放映时单击鼠标可连续向后播放。
4.2.3课件页的保存和打印
课件页的保存和打印与Word等其他应用软件中的文件保存类似。4.3、编排与修改
剪贴画是一种矢量图形。在课件中适当地使用各种剪贴画,可以为课件干增色不少。 (1)选择"插入"-"图片"-"剪贴画",选取合适的剪贴画,然后单击"插入"按钮。
单击"格式"菜单中的"应用设计模板…"命令,选择合适的模板,也可在幻灯片上单击右键,通过快捷菜单选择"应用设计模板…"命令。
如果不想对课件页添加模板,而只是希望有一个背景颜色,可以近照下述方法进行。单击"格式"菜单中的"背景"命令,在"背景"对话框中,打开下拉列表框,或单击"其他颜色…"选择合适的颜色,也可以选择"填充效果"。
4.3.4增删课件页面
(1)添加 将光标停在插入位置前一第课件页中,然后单击“插入”菜单中的“新幻灯片…”命令,即可插入一张新的课件页。
(2)删除 选中要删除的课件页,然后按[Del]键。
4.3.5调整课件页次序
在大纲视图或幻灯片浏览视图中,拖动课件页到目的位置,即可完成课件页顺序的调整。
放映PowerPoint课件时的默认顺序是按照课件页的次序进行播放。通过对课件页中的对象设置动作(超级链接),可以改变课件的线性放映方式,从而提高课件的交互性。
4.4.1动作按钮链接
PowerPoint包含12个内置的三维按钮,可以进行前进、后退、开始、结束、帮助、信息、声音和影片等动作。
在课件页上制作动作按钮的步骤: (1)选择动作按钮单击"幻灯片放映"菜单中的"动作按钮"子菜单,选择所需的动作按钮。
(2)制作动作按钮鼠标指针变成十字形后,在课件页上拖动鼠标,即可制作出所需的动作按钮。 (3)定义动作在动作设置对话框中选择单击鼠标后将进行的动作。
4.4.2图形对象链接
在要设置动作的图形对象上,单击右键,在快捷菜单上选择"动作设置",在动作设置对话框中选择单击鼠标后将进行的动作。
选中热字文本,单击右键,在快捷菜单上选择"动作设置",其它设置同上。
PowerPoint动画功能的基本特点是: 第一,动画对象多样化。包括文字、图形和图像等都可产生动画效果。 第二,动画动作模式化。无论动画对象是什么,其动作模式(或称动画方式)都被限制在PowerPoint所规定的50余种内。
第三,动画制作方法极其简单。
4.5.2预设动画 (1)在幻灯片视图下,单击幻灯片中要设置动画效果的对象。 (2)单击"幻灯片放映"菜单中的"预设动画"命令,然后在子菜单中选择一种动画效果,如图。
(3)如果要修改某个对象的动画效果,只要选中该对象后,重新设置动画效果即可;如果要取消该对象的动画效果,单击"预设动画"子菜单中的"关闭"按钮即可。
(1)在幻灯片视图下,单击幻灯片中要设置动画效果的对象。 (2)单击"幻灯片放映"菜单中的"自定义动画"命令,然后在效果页面中选中合适的动画效果,如图。
(3)单击"预览"可看到动画效果,单击"确定",完成设置。4.6课件页的切换
4.6.1设置课件页的切换效果
(1)选中第一张课件页,单击"幻灯片放映"菜单中的"幻灯片切换"命令。在"幻灯片切换"对话框中设置"单击鼠标"时课件页"从中间向左右""慢速"展开或其它切换效果,然后单击"应用"。
若选中"单击鼠标换页"则在放映时,单击鼠标可连续播放下一张幻灯片,否则只能通过点按设置了动作的对象换页。
(2)同上方法,可以对其他课件页设置切换效果。4.7课件的打包与解包
课件制作完成后,往往不是在同一台计算机上放映,如果仅仅将制作好的课件复制到另一台计算机上,而该机又未安装PowerPoint应用程序,或者课件中使用的链接文件或TrueType字体在该机上不存在,则无法保证课件的正常播放。因此,一般在制作课件的计算机上将课件打包成安装文件,然后在播放课件的计算机上另行安装。
(1)在PowerPoint中,打开准备打包的课件,然后单击"文件"菜单中的"打包"命令,出现"打包"向导对话框,如图所示。
(2)在"打包"向导对话框中单击"下一步"按钮,选择需要打包的课件。可以有三种不同的选择:如果只选中"当前演示文稿"复选框,表示将当前打开的课件打包;如果只选中"其他演示文稿"复选框,并选择需要打包的文件,则可将所选择的文件单独打包;如果两个复选框同时选中,表示将当前课件和其他课件打在同一个包中。
根据提示,即可完成打包操作。打包完成后,将生成两个文件:Pngsetup.exe和pres0.ppz。4.7.2课件的解包
(1)运行打包生成的文件Pngsetup.exe,在"打包"对话框的"目标文件夹"内输入解包后文件的存放目录,然后单击"确定"。
(2)按提示操作即可完成课件的解包。
4.7.3用播放器放映课件
用PowerPoint制作的课件,除了能在PowerPoint中放映外,还可以通过PowerPoint播放器进行播放,这就为课件的传播带来了方便。 PowerPoint播放器位于Office
97安装光盘的Office文件夹中,文件名为PPVIEW32.EXE。如果课件打包时将播放器一同打包,经解包后在目标目录中即存在PPVIEW32.EXE文件。 (1)运行课件解包目录中的PPVIEW32.EXE文件。
(2)选择所要放的课件,然后单击"Show"按钮,即开始放。 (3)在课件放映过程中,按Esc键即可终止放映;单击"Exit"按钮,即可退出PowerPoint播放器。
(一)什么是DAPP?
DAPP是Decentralized Application的缩写,即去中心化应用,也有人称为分布式应用。它被认为开启了区块链3.0时代。
DAPP就是在底层区块链平台衍生的各种分布式应用,是区块链世界中的服务提供形式。DAPP之于区块链,有些类似APP之于IOS和Android。
(二)DAPP与智能合约、区块链的关系
可以认为,DAPP就是基于P2P对等网络而运行在智能合约之上的分布式应用程序,区块链则为其提供可信的数据记录。
智能合约是出现在比特币时代之前,由尼克·萨博(Nick Szabo)在1996年首次提出的概念。他对智能合约的定义如下:
“一个智能合约是一套以数字形式定义的约定,包括合约参与方可以在上面执行这些约定的协议。智能合约的基本思想是,各种各样的合约条款可以嵌入到我们使用的硬件和软件中从而使得攻击者需要很大的代价去攻击。”
基于区块链的智能合约构建及执行分为如下几步:1、多方用户共同参与制定一份智能合约;2、合约通过P2P网络扩散并存入区块链;3、区块链构建的智能合约自动执行。
目前对于DAPP的特点尚未取得统一看法,但是基本大同小异,这里试归纳如下。
1. DApp通过网络节点去中心化操作。可以运行在用户的个人设备之上,比如:手机、个人电脑。永远属于用户,也可以自由转移给任何人。
2. DApp运行在对等网络。不依赖中心服务器,不需要专门的通信服务器传递消息,也不需要中心数据库来记数据。数据保存在用户个人空间,可能是手机,也可能是个人云盘。
3. DApp数据加密后存储在区块链上。可以依托于区块链进行产权交易、销售,承载没有中介的交易方式。
4. DApp参与者信息被安全储存。可以保护数字资产,保证产权不会泄露、被破坏。
5. DApp必须开源、自治。可以由用户自由打包生成,签名标记所属权。它的发布不受任何机构限制。 各种创意与创新可以自由表达和实现。
从客户体验角度,APP相对于DAPP有四大问题,一是截留用户数据,二是垄断生态平台,三是保留用户权利,四是限制产品标准扼杀创新。
从技术角度,DAPP与APP区别主要有两个方面,一是APP在安卓或苹果系统上安装并运行;DAPP在区块链公链上开发并结合智能合约;二是APP信息存储在数据服务平台,可以运营方直接修改;DAPP数据加密后存储在区块链,难以篡改。
根据去中心化的对象,DAPP可以进行分类。对于一个中心化服务器而言,包括计算、存储能力,以及所产生的数据三个方面,而由数据之前的关联度又产生了某种特定的“关系”。因此一般而言,去中心化包括以下几类,一是基于计算能力的去中心化(如POW机制),二是基于存储能力的去中心化(如IPFS),三是基于数据的去中心化(如STEEMIT);四是基于关系的去中心化(如去中心化ID)。
根据去中心化的方法,大致可以分为两类DAPP,分别是中介自动化DAPP与中介竞争化DAPP。其中中介自动化DAPP是通过中介自动化而去中心化,如通过区块链转移产权,把从国家掌控的集中程序转变成为需要任何中介,原先的中介成为自动化程序;而中介竞争化DAPP则是通过竞争去中心化,没有完全摆脱中介,而是让参与者选择他们信任的人,也就是说通过竞争去中心化。
根据网络服务形式的不同,DAPP可以分为四类,包括(1)媒体播放器,需要CPU原生代码虚拟机来去掉播放器中介;(2)Web服务(网站)中介利用用户数据作恶,需要类似最新的Lambda服务器(无数据Web服务)来解决;(3)运营商中介作恶,需要去中心化P2P网络,的确这也不一定需要区块链;(4)基于共识的用户态智能合约,只有这个需要区块链。这种分类以亦来云创始人陈榕为代表。
以下根据白皮书及相关信息对以太坊及其他公链进行简要分析。
以太坊协议最初是作为一个通过高度通用的语言提供如链上契约、提现限制和金融合约、赌博市场等高级功能的升级版密码学货币来构思的。以太坊协议将不直接“支持”任何应用,但图灵完备编程语言的存在意味着理论上任意的合约都可以为任何交易类型和应用创建出来。然而关于以太坊更有趣的是,以太坊协议比单纯的货币走得更远,围绕去中心化存储,去中心化计算和去中心化预测市场以及数十个类似概念建立的协议和去中心化应用,有潜力从根本上提升计算行业的效率,并通过首次添加经济层为其它的P2P协议提供有力支撑,最终,同样会有大批与金钱毫无关系的应用出现。
以太坊协议实现的任意状态转换概念提供了一个具有独特潜力的平台;与封闭式的,为诸如数据存储,赌博或金融等单一目的设计的协议不同,以太坊从设计上是开放式的,并且我们相信它极其适合作为基础层服务于在将来的年份里出现的极其大量的金融和非金融协议。
根据以太坊白皮书,一般来讲,以太坊之上有三种应用。
第一类是金融应用,为用户提供更强大的用他们的钱管理和参与合约的方法。包括子货币,金融衍生品,对冲合约,储蓄钱包,遗嘱,甚至一些种类的全面的雇佣合约。
第二类是半金融应用,这里有钱的存在但也有很重的非金钱的方面,一个完美的例子是为解决计算问题而设的自我强制悬赏。
最后还有完全的非金融应用,如在线投票和去中心化治理。
链上token系统有很多应用,从“代表如美元或黄金等资产的子货币”到“公司股票”,单独的token代表“智能资产”,安全的不可伪造的“优惠券”,甚至与传统价值完全没有联系的用来进行“积分奖励”的token系统。
在以太坊中实施token系统容易得让人吃惊。关键的一点是理解,所有的货币或者token系统,从根本上来说是一个带有如下操作的数据库:从A中减去X单位并把X单位加到B上,前提条件是(1)A在交易之前有至少X单位以及(2)交易被A批准。实施一个token系统就是把这样一个逻辑实施到一个合约中去。
2、金融衍生品和价值稳定的货币
金融衍生品是“智能合约”的最普遍的应用,也是最易于用代码实现的之一。实现金融合约的主要挑战是它们中的大部分需要参照一个外部的价格发布器;例如,一个需求非常大的应用是一个用来对冲以太币(或其它密码学货币)相对美元价格波动的智能合约,但该合约需要知道以太币相对美元的价格。最简单的方法是通过由某特定机构(例如纳斯达克)维护的“数据提供合约”进行,该合约的设计使得该机构能够根据需要更新合约,并提供一个接口使得其它合约能够通过发送一个消息给该合约以获取包含价格信息的回复。
以太坊中提供与域名币类似的的名称注册系统的基础合约:
合约非常简单;就是一个以太坊网络中的可以被添加但不能被修改或移除的数据库。任何人都可以把一个名称注册为一个值并永远不变。一个更复杂的名称注册合约将包含允许其他合约查询的“功能条款“,以及一个让一个名称的”拥有者“(即第一个注册者)修改数据或者转让所有权的机制。甚至可以在其上添加信誉和信任网络功能。
以太坊合约允许去中心化存储生态的开发,这样用户通过将他们自己的硬盘或未用的网络空间租出去以获得少量收益,从而降低了文件存储的成本。这样的设施的基础性构件就是我们所谓的“去中心化Dropbox合约“。
这个合约工作原理如下。
首先,某人将需要上传的数据分成块,对每一块数据加密以保护隐私,并且以此构建一个默克尔树。然后创建一个含以下规则的合约,每N个块,合约将从默克尔树中抽取一个随机索引(使用能够被合约代码访问的上一个块的哈希来提供随机性), 然后给第一个实体X以太以支撑一个带有类似简化验证支付(SPV)的在树中特定索引处的块的所有权证明。当一个用户想重新下载他的文件,他可以使用微支付通道协议(例如每32k字节支付1萨博)恢复文件;从费用上讲最高效的方法是支付者不到最后不发布交易,而是用一个略微更合算的带有同样随机数的交易在每32k字节之后来代替原交易。
这个协议的一个重要特征是,虽然看起来象是一个人信任许多不准备丢失文件的随机节点,但是他可以通过秘密分享把文件分成许多小块,然后通过监视合同得知每个小块都还被某个节点的保存着。如果一个合约依然在付款,那么就提供了某个人依然在保存文件的证据。
假设Alice想确保她的资金安全,但她担心丢失或者被黑客盗走私钥。她把以太币放到和Bob签订的一个合约里,如下所示,这合同是一个银行:
Alice单独每天最多可提取1%的资金。
Bob单独每天最多可提取1%的资金,但Alice可以用她的私钥创建一个交易取消Bob的提现权限。
Alice 和 Bob 一起可以任意提取资金。
一般来讲,每天1%对Alice足够了,如果Alice想提现更多她可以联系Bob寻求帮助。如果Alice的私钥被盗,她可以立即找到Bob把她的资金转移到一个新合同里。如果她弄丢了她的私钥,Bob可以慢慢地把钱提出。如果Bob表现出了恶意,她可以关掉他的提现权限。
一个人可以很容易地以天气情况而不是任何价格指数作为数据输入来创建一个金融衍生品合约。如果一个爱荷华的农民购买了一个基于爱荷华的降雨情况进行反向赔付的金融衍生品,那么如果遇到干旱,该农民将自动地收到赔付资金而如果有足量的降雨他会很开心因为他的作物收成会很好。
7、去中心化数据发布器
对于基于差异的金融合约,事实上通过过“谢林点”协议将数据发布器去中心化是可能的。
谢林点的工作原理如下:N方为某个指定的数据提供输入值到系统(例如ETH/USD价格),所有的值被排序,每个提供25%到75%之间的值的节点都会获得奖励,每个人都有激励去提供他人将提供的答案,大量玩家真正同意的答案默认就是正确答案,这构造了一个可以在理论上提供很多数值,包括ETH/USD价格,柏林的温度甚至某个特别困难的计算的结果的去中心化协议。
比特币允许基于多重签名的交易合约,例如,5把私钥里集齐3把就可以使用资金。以太坊可以做得更细化,例如,5把私钥里集齐4把可以花全部资金,如果只3把则每天最多花10%的资金,只有2把就只能每天花0.5%的资金。另外,以太坊里的多重签名是异步的,意思是说,双方可以在不同时间在区块链上注册签名,最后一个签名到位后就会自动发送交易。
EVM(虚拟机)技术还可被用来创建一个可验证的计算环境,允许用户邀请他人进行计算然后选择性地要求提供在一定的随机选择的检查点上计算被正确完成的证据。这使得创建一个任何用户都可以用他们的台式机,笔记本电脑或者专用服务器参与的云计算市场成为可能,现场检查和安全保证金可以被用来确保系统是值得信任的(即没有节点可以因欺骗获利)。虽然这样一个系统可能并不适用所有任务;例如,需要高级进程间通信的任务就不易在一个大的节点云上完成。然而一些其它的任务就很容易实现并行;SETI@home, folding@home和基因算法这样的项目就很容易在这样的平台上进行。
任意数量的点对点赌博协议都可以搬到以太坊的区块链上,例如Frank Stajano和Richard Clayton的Cyberdice。 最简单的赌博协议事实上是这样一个简单的合约,它用来赌下一个区块的哈稀值与猜测值之间的差额, 据此可以创建更复杂的赌博协议,以实现近乎零费用和无欺骗的赌博服务。
不管是有神谕还是有谢林币,预测市场都会很容易实现,带有谢林币的预测市场可能会被证明是第一个主流的作为去中心化组织管理协议的“ futarchy”应用。
12、链上去中心化市场
以身份和信誉系统为基础。
(二)以太坊的问题及其他公链的兴起
区块链2.0是以智能和约平台为特征的以太坊区块链。从连接用户日常场景的角度来说,以太坊 EVM 存在两个主要问题:
1. 单主链结构,计算能力有上限,无法扩容;
2. 区块链作为存储和计算空间,无法支持用户日常生活场景,无法应用数字内容。
目前各公链都针对DAPP开发和完善以太坊基于不同的角度提出了各种方案。
(三)其他主要公链特点
以下简要介绍亦来云(elastos)、EOS、NEO、墨客链(MOAC)。
亦来云(elastos)通过提供可信运行环境,致力于打造智能万维网。亦来云不需要结合安卓或IOS都可以运行,是完全单一的,所以是世界上仅有的分布式可信操作系统,基于可信属性和独立运行环境,这个操作系统可以承载大规模应用。
具体来说,一是亦来云采用主链 + 侧链的弹性区块链设计结构。主链只负责基本的交易和转账支付;侧链执行智能合约支持各种应用和服务,每条区块链都是一台服务器。二是亦来云通过 Elastos Runtime 将 App 运行在相互隔离的进程、通信受限的沙箱环境中。所有网络数据必须通过安全、可信、可识别身份的通道发送,这些身份识别和鉴权都来自于区块链身份
亦来云(elastos)设计基本理念是:
(1) 采用C/C++、JAVA、HTML5/JS三类语言并重的开发模式,其C++编程API基本对应安卓Java API,实现云、管、端三位一体统一管理;
(2) 作为容器沙箱,亦来云OS禁止App直接创建进程,不允许App直接访问TCP/IP,以期隔离病毒传播途径;
(3) 亦来云分布式框架(Elastos Framework)代App创建和查找部署于本地、周边、云里的微服务,自动生成远程调用及事件回调,以期规避从第三方应用或服务发起网络攻击的可能性。
(4) 利用区块链进行用户ID确认,进而对数字内容及物联网设备进行资产确权。
(5) 智能合约只运行于相关侧链协议授权方节点,从而提高验证效率并可兼容法定数字货币。
EOS通过共识算法 (DPOS)来解决可扩展性的问题,DPOS每 3 秒生成一个区块,并且在任何时间点都只有一个被授权的生产者来生成区块。这样EOS可以说同时做到了承载大量用户、速度快(仅仅需要3S)、交易费用这几点。但DPOS机制可能存在的不足是:临时股东大会制度,会导致出块的永远都是那些拥有大量代币的用户,结果大部分的奖励都被他们拿走了,进一步造成“贫富差距”,恶性循环,最终成为一个巨头垄断的中心化网络。
一是EOS免手续费。EOS21个出块节点和100个候选节点加起来成本不会超过千万。这是低费用的基础。EOS通过每年增发代币,也就是通胀作为奖励来支付节点成本。
二是EOS通过抵押代币防止垃圾交易攻击。一个应用抵押EOS给系统,换取相应比例的计算、存储和带宽资源。
NEO主要具有如下特点:
一是NEO采取DBFT共识机制,在牺牲去中心化和安全性的前提下,旨在提升公链性能。
二是与以太坊solidity相比,NEO对于智能合约开发者更为友好,可以用他们擅长的语言而不需要学习新的编程语言,可操作性极高。
三是与以太坊智能合约相比,NEO智能合约2.0可扩展性更强.NEO通过将智能合约哈希值记录在链上,在执行合约时再从链外加载代码。
四是NEO在理论上具备抗量子计算机的能力。NEO引入基于Lattice(格密码学)的签名和加密技术,将加解密问题归约到量子计算机尚无法解决的SVP(最短向量问题)。
4、墨客链(MOAC)
第一,墨客链(MOAC)的主链是可扩展且有弹性的。墨客链(MOAC)主链的特性具有可扩展。墨客链采取了分片sharding技术,可以将墨客分为无数逻辑子网,使得并行计算成为可能,大幅度提高处理速度。在墨客链中,无数的逻辑子网就是平时我们所说的节点网络。
第二,墨客链(MOAC)异步智能合约的调用,大大增加处理智能合约的数量。而墨客采取了异步智能合约调用,使得调用和返回可以跨区块运行,极大的加快了智能合约的处理速度。防止墨客链的拥堵,甚至可以说,墨客链(MOAC)在以后的运行中,不存在拥堵的现象。
我们对DAPP开发特点、架构分析和技术流程等问题作一简要说明。
(一)DAPP开发特点
DAPP与APP在很多地方如用户操作界面上是很相似的,但其特点很明显。
一是生态结构变化。区块链的数据确权、价值网络属性可以变更现在的互联网价值生态,区块链使得一些原来的权威中介失去意义。比如目前版权成本高昂导致作者等需要付出极高的成本打击盗版,对很多侵权行为往往只能不了了之。如果基于区块链技术,则作者与读者双方的联系变得更直接,作品可以被版权方确权,用户可以通过直接通过token向作者支付的费用。在此生态内盗版的问题通过技术手段被解决,版权争夺成本下降,作者专注于写作。
二是交易模式更新。在传统的非区块链状态下的交易,对交易主体的资信、交易对象的可交易状态,以及交易条件等的审核都需要耗费大量的成本,比如目前基于金融中介(例如银行、VISA等)的交易处理方式效率低,信用生产成本相对高,而且相互之间对数据还互不信任互不兼容。而基于区块链技术,就可能在不对现有业务流程做大的变动升级的情况下,通过基于区块链形成的可信账本就解决了这些问题。
三是数据共享方便。中心化的APP场景下要实现不同应用之间的数据共享是比较麻烦的。但在DAPP场景下一般公链内的应用都会支持包括用户身份在内的数据共享(比如亦来云的DID侧链)。那么对其他DAPP的开发者而言,可以从其他生态内的开发者处共享到用户实名资料,在根据哈希值匹配获取数据时只需要支付Token即可;而对用户而言,这也算是POD(Proof of Data)挖矿模式,可以说实现了数据归自己支配和收益。
四是颠覆设计思路。目前互联网产品设计思路是不断推出新版本,这个传统方式可能在DAPP应用开发中会有问题或者说至少不那么顺畅。简单来说,现有的APP都基于自有服务器,重大问题迭代强行刷新版本即可,但DAPP基于分布式的区块链网络,一旦提交上线出现核心bug很难迭代。拿以太坊为例,一旦发生这类bug,只能以硬分叉解决,这就是DAPP与现有APP设计思想的不同,在MVP1.0的调研阶段,一定要确认核心机制不出意外。
(二)DAPP设计分析
我们不妨先结合一个具体的例子如大宗商品国际贸易的区块链化项目来说明去中心化应用架构设计过程。从某种程度来说,去中心化应用都是对中心化服务的改造,那么在开发应用模型时首先要考虑的问题就是,所设计的去中心化应用要取代或者说改良的是中心化服务的哪一个方面?比如大宗商品交易通常金额比较大,交易的信任成本非常高,体现在需要对交易主体资信审核,作为交易对象的仓单真伪、质押、重复交易等权利状态审核,对支付方式等交易方式审核等多个方面。那么在这个场景里去中心化应用需要解决的是作为资产确认及交易确认的信息记载公信力问题。为了提高这种记载的公信力,需要将原来中心化记账形式改造成为去中心化记账。那么如何改造呢?记账还是要记的,但是任何单独的主体都难以信任,因此就采用竞争性地提供工作量来记账。那么至此方案就很明确,大宗商品国际贸易实际交易操作中,通过进行资产上链,将交易过程和交易结果信息进行区块链化,然后通过去中心化记账来解决传统交易模式的信任成本。
一般而言,在考虑一个去中心化应用的架构时要解决几个方面的问题,包括去中心化的对象问题、去中心化的方法问题、去中心化的约束机制问题,以及去中心化应用的技术实现问题。
一是去中心化的对象是什么?即在这个中心化对象中,其起作用的是计算能力,还是存储能力,还是数据?甚至还有其他方面?
二是如何实现去中心化?即是将中介自动化还是中介竞争化?这二者的区分有时候很清楚,有时候可能会混合在一起。
三是实现去中心化约束机制是什么?所谓去中心化应用的约束机制,主要是指在实现去中心化应用时要有机制能够约束去中心化参与各方特别是主要和关键参与方,确保达到理想中的效果。比如在中介竞争化中,调停具有相当的自由裁量权,因此将信誉作为一种约束机制就成为必要。在中介自动化中,去中心化资产支付如果不能与资产的控制权不可分割性联系在一起,即支付即产生资产转移,那么链上资产的转移的产易风险还是比较大的,因此资产支付与资产控制的技术对接是中介自动化中的关键。
四是去中心化应用的技术实现问题。因为开发一个DAPP应用而重新去开发一条链很可能是不必要的,在目前的大多数性能稳定可靠的公链上即可方便地实现主要的区块技术方案,而作为去中心化应用而言其重心应该是如何实现其个性化业务逻辑,因此需要用什么样的基础公链也成为去中心化应用的一个重要环节。公链选择主要从方便应用调用智能合约、账本的记录方式、社区治理模式等方面是否与所开发的应用的业务逻辑相契合。
(三)DAPP技术流程
如何开发DAPP?大体包括选择基础主链、开发模式与语言选择两个方面。
1、基础主链。如前所述,开发DAPP之前需要选定一个主链,这就有点像做软件开发之
前先要选一个应用平台,如是选择苹果iOS或者android,亦或简单点做一个H5的手机网站。开发DAPP应用平台即通常说的基础主链的选择还是比较多的,目前主流的就有以太坊ETH、亦来云ELA、EOS等等。
选择开发主链主要是看有利于DAPP运行和对开发者友好,主链的开发环境与主链开发
者社区要相对成熟,社区关注度高,人多就是教程多、工具多,各种心得攻略就多;二是代码维护团队的接口更新维护快。
2、开发模式与语言选择。目前有三种DAPP模式,一是全节点客户端,离线同步全部数
据,无需专门服务器支持;二是快速全节点客户端;三是轻钱包前后台模式。热门开发语言有C++、solidity