二、多媒体辅助教学系统的开发

多媒体辅助教学系统是为了实现特定教学目的而设计的,既要考虑系统的教学特点和作用,又要兼顾各种媒体的合理组织使用,因此要汇同有经验的教师、计算机技术人员、教育心理学工作者和美术设计人员等协作完成。

一般来讲,多媒体辅助教学系统的规划与设计遵循图3.3所示基本流程。

图3.3

1.项目规划与目标分析

与开发任何多媒体项目一样,开发多媒体辅助教学系统的第一步是明确开发该系统的理由,确定系统的使用对象,描述其所具有的潜力和价值,并就开发过程中使用的数据资源、软件工具及所需要的人员等做出规划。

在决定开发某种系统以后,要详细调查市场上同类系统的状况,然后再确定具体的课件开发内容,对于市场上已有的系统,如要重新立项开发,更应有比较清楚的了解,避免重复开发和可能的版权争议。另一个容易忽视的问题是要明确用户的类型和基本情况,例如,系统是针对学校的学生,还是面向个体的使用者;使用者对计算机的理解程度如何及准备为他们提供哪些信息等等,这将直接影响到整个系统的设计。

目标分析对于教学系统的开发是极为重要的,这个阶段要对该系统的教学目的、教学对象、教学用途和教学环境提出具体明确的要求,其工作主要由系统策划负责人、市场调研人员、教师和可能的用户单位等有关人员完成。

2、教学系统结构设计

确定了系统的目的、内容和使用对象后,就必须决定如何构造信息的结构。在教学系统的结构设计中,要特别注重系统的交互能力和对多种媒体的综合控制能力;多媒体教学系统不同于普通的教学系统,更不同于印刷的文字材料,设计人员不应被局限在一个前后完全连续或只有简单分支和选择结构中,而应向使用者提供一种新型的交互方式,即使用者所作的每一项操作和选择对他的所见所闻都应有直接的影响;多种媒体的参与也为解释和理解教学内容提供了前所未有的手段,要加以充分利用。

3、编写脚本和素材分析

确定了系统的结构后,就可开始撰写脚本、录制语音、绘制插图和动画·设计屏幕布局和制定设计规范。

(1)编写脚本

在教学系统开发中,完整的教学过程被划分成若干个相对独立的教学单元,每个教学单元根据教学需要而设计成不同的教学流程。脚本就是教学单元的设计方案的具体体现,包含了对单元教学内容、交互控制方式、声音及屏幕美术设计等方面的详细描述,脚本是教学软件产品成功的关键因素之一。

根据项目开发的规模和组织的不同,脚本的含义、详细程度和内容等方面有很大的差异,并没有统一的分类或标准。

脚本总体设计。 脚本的总体设计是对整个脚本的版面、图形文字、内容呈现方式、颜色基调和音乐节奏等项目的整体规划和设计的过程。

脚本写作 。 教学单元划分完毕后,首先要根据所表现主题的需要确定表达方式,然后对所涉及的所有信息资料进行分析,设计每个屏幕对象的呈现方式、呈现顺序、呈现时的美术变化、声音效果及色彩基调等。这些要用书面方式记录下来,并画出各部分之间的流程图。

脚本分析。脚本的内容分析指由软件开发人员共同分析撰写脚本时产生的有关文件,明确脚本的主题,使用对象和表现基调等,充分了解脚本作者的原意。脚本的可行性分析是由系统开发负责人、美工人员和程序设计人员对脚本的共同审定,以期判断在现有条件和时间内能否实现脚本的图文内容、流程结构和交互控制等,并为一些不能直接完成的工作编写辅助程序。

脚本详细设计。详细设计是根据总体设计所确定的原则和方向,进行更进一步的细节描述和有关素材的准备工作。这个阶段的主要任务有:建立图形图像库、音乐库、制作动画和相关的声音效果、设计流程、编写产品操作说明书及测试方案等等。

(2)建立设计标准

印刷出的书籍都有一定的形式,书中的基本图案设计与其内容相符,也使之更清晰。确保多媒体项目具有一致的内部设计很重要,也就是说,屏幕画面中的字体、字型要协调一致,而且,多媒体要素如音频、图像和动画,也应和项目的整体感觉融为一体。

由于多媒体教学系统所需要的正文、音频、图像和动画资源数量多义不确定,而且有可能在系统中同时出现,所以在开发初始阶段,一定要花一些时间来确定基本的设计标准。

主题设计。将多媒体项目中的信息分力多个相互独立的主题或屏幕时,庞尽量使已与人的声音、内容和信息的广度保持一致的形式。例如,应决定是要使用者在一个主题中以滚屏的方法来阅读信息,还是限制每个主题的信息量,使其在标准窗口中显示。若主题的内容较短,则需要一个很长的测览序列,可能有很多的主题交叉跳转。此时若使用CD-ROM,会增加软件对CD-ROM的访问次数,使软件的运行效率下降。

使用字体。选择手体是保证项目的易读性和美观的重要因素。一些字体比其它字体更易于在屏幕上阅读。在一般情况下,在正文部分使用标准印刷字体;在正文中需要突出的地方(如超文本的链)使用黑体或虚体,也可用改变背景或前景颜色来区分;标题和封面上则使用一些较大的艺术字体,以显得更美观一些。使用字体时一个非常棘手的问题是处理中英文混合文本,这时可使用一些专门的字库,或混合使用若干种不同的字体等特殊方法。

使用音频。音频片段可以大幅度增加多媒体应用程序的性能,但必须确定所使用的任何音频内容都是易懂的,音量适中并与其它声音在质量和风格上保持一致。采样频率越高,声音质量越好,但需要的外存储空间也越大。在系统规划设计时,需确定好采样频率及准备使用的语音量,对一些需要较大音量的系统,如语言教学系统,更要事先详细计划估算使用的语音量。

使用图像和动画。 在系统中加入图像和动画可使含义不清的内容变得清晰易懂,有时一幅好的图像可以比文字更有效地传递信息(千言万语不及一张图)。系统中使用图像,一定在设计标准中说明其用途。为了使系统前后一致,应制订一一个全面的规则,说明在系统中如何显示图形、图形在屏幕上的定位、是否需要边框、图形的颜色数、图形的大小以及其它因索。

在开发工作之前,制订一个高质量的设计标准要花费许多时间,但按照精心制订的标准工作,不仅会使系统的外观吏好,也使之易于使用,作为商品更容易在市场上销售。

(3)数据准备

在多媒体系统开发过程中,数据准备是一项费时而又必不可少的环节。丰富的教学素材是教学系统成功的第一步,不完整的内容容易对学习者产生误导,影响系统的可信度和实用价值。数据搜集和准备的过程应该系统化、组织化。在为一个项目准备数据时,应有一个总的目标,即能与其它多媒体项目共享数据。将数据准备工作的成本分散于多个项目之中,是最大限度收回投资的最简单方法。应寻找一种在不同产品中使用相同信息的方法,例如:多媒体百科全书和一系列教育项目可其用数据。

教学系统使用的文本、声音、图像、动画和影像等素材的来源各异,一般须经过一定的技术处理,如数字化、编辑等,然后转变为符合开发工具要求的最终存储和表示形式。

对数据进行数字化处理和编辑的工作,是一项费时费力的工作。例如,对一幅画面进行数字化处理、转换、润色和裁剪,需花费几分钟至数小时时间。因此,经常需要一些辅助工具和特殊方法来简化开发过程,使之自动化。在这方面所付出的努力会直接影响整个开发工作的成本,选择合适的工具是至关重要的。

A、准备图像数据

象Corel Gallery或Photo CD这样的存储在CD-ROM上的图形图像资源库,对多媒体系统开发是非常有价值的,应该合理加以利用。彩色扫描仪可将照片或艺术作品转成黑白、灰度级、256色或者真彩色的位图图像。"有条件的也可利用电视摄像机来捕获图像。摄像机与插在计算机内的帧捕获器相连,作用是把来自摄像机的模拟信号转换成数字数据,它的存储格式可以为软件所识别,读出后再作进一步的处理。如果现成的图形图像资源不足以满足系统开发的需要,可使用诸的这样的作图软件Paint Brush、Photo Styler和Photo Shop自行绘制。作图软件一般都咱大致相似的功能,如很好的图形面,通过图符菜用户界单选择绘图工具,用鼠标器、输入笔和数字化板描绘各种图填色、剪贴、缩形,具有放、平移、旋转、调色板设置等各种功能。利用这些软件也系统中需要的一可以生成些专有图形,如屏幕上的图符和控制按钮、个别动画的帧作一般应由美术等。这项工人员担任。

B、准备声音数据

多媒体系统应该充分利用现有的数字化音乐或音响产品,如市场上大量录制好的、以激光唱盘形式存储数字式音乐库。这些声音质量好、费用低,但内容不一定能完全符合需要,因此还需要用户自己进行剪辑加工,必要时租用专门的录音棚进行录制。

大多数多媒体教学系统对使用的声音音质并元太高的要求,因此即使没有昂贵的录音设备也能录制合乎要求的声音。

C、准备动画和影像数据

教学系统使用的简单动画片断可使用软件编程实现。如果需要复杂和逼真的动画,则需使用专业动画制作软件自行设计,如Auto Desk公司的Animator Pro、3D Studio等都是非常著名的动画软件。

有些动画影像片断需要配有同步声音或一些特技效果,这时可以使用较高级的视频处理软件,如Adobe premiere。

4、选择适当的开发工具 

在确知系统应具有的内容、特性、外观以及用户使用的检索和查询方法后,便可以确定用来生成该产品的工具和方法。多媒体软件成品主要用两种方法生成:用程序设计语言生成系统,或用多媒体创作工具生成系统。

大多数情况下,所使用的制作工具会限制设计的范围,要设计一项产品,就必须知道所使用工具的局限性。但如果要创新一个产品,就不能将自己局限于这些限制之中。

(1)程序设计语言

早期进行多媒体系统开发必须要使用Microsoft的多媒体开发工具包(MDK),MDK中包含一套完整的用于建立基于Windows的多媒体应用程序的函数和辅助工具。用这种方法开发多媒体项目,在项目的设计上有很大的灵活性,但需要很高的技术和技巧,先决条件是开发者对C语言和Windows开发环境都有相当的了解,还需有丰富的Windows开发经验。

近年来,适合多媒体开发的程序设计语言有了很大的进步,不但语言的种类日益增加,仅C语言就有Micro soft c/C++、Visual C++、Borland C/C++等多种可选,更重要的是出现了以Microsoft Visual Basic为代表的新一代可视化开发环境,是基于Windows的软件系统,使开发更简便和高效。

Visual Basic (此处略,编者注)

图3.4 VB开发环境

Visual Basic既保留了描述性语言的简单易学、功能强大的特点,又兼具有图像式编辑工具形象直观的优势,在开发效率上也并不亚于前面提及的任何多媒体开发工具。

利用Visual Basic的可视化开发环境,可对软件界面进行"所见即所得"的设计。尤其值得一提的是,Visual Basic为多媒体系统开发提供了一个专门控件MCI.VBX,可方便地管理和控制Windows下的各种媒体资源。

Visual Basic的另一个突出的特点是可以利用由其它独立软件公司开发的种类繁多、各式各样的控件,例如,有设计界面、数据管理、图形图像处理、播放各类声音、动画和视频等多媒体文件的控件等等。

Visual C++

与所有开发环境一样,Visual Basic也有一些不足之处,如使用VB开发的程序运行效率较低,对系统资源的占用也较大,另外,不能使用VB本身来开发所使用的控件。为了克服这些不足,实际开发中经常用其它更高效的语言(主要是C和C++)系统运行效来开发供VB使用的底层库,如动态连接库、控件等,以提高率,降低系统开销。

图3.5 VC开发环境(图略,编者注)

(2)多媒体创作工具

由于多媒体软件涉及多种媒体的素材,全部用编程的方法控制相当困难,所以,开发多媒体教学系统也经常使用多媒体创作工具。用创作工具生成多媒体项目的最大优点是设计者不必全部由自己编程完成系统生产,使周创作工具可以生成应用程序所使用的基本数据块和框架,即使非程序员也可以使用这些工具,当然编程知识会很有帮助。

由于这些创作工具是针对准备数据素材和简化开发等目的而特别设计的,所以一般不如程序设计语言那样灵活和高效,但它们容易使用、开发周期短,具有可预见性和可靠性。

影响多媒体创作软件使用的一个因素是,这类软件一般价格较高且有可能额外收取发行许可费用,对于少量发行的多媒体教学系统来讲负担过重。

实际开发的各个阶段是一个不断反复和完善的过程,另外,由于项目的特殊性,上述流程在具体实施时可能会有一些差异。