數位媒體對教育之影響

1. 數位媒體對教育之影響 游耿能 副教授 國立臺中科技大學多媒體設計系 2014/05/06, Tuesday @cmu.edu.tw

2. Prologue：New Paradigm I Lecture hall photo shows widespread Mac useat The Missouri School of Journalism http://macdailynews.com/2007/10/02/lecture_hall_photo_shows_widespread_mac_use/#wBDTEdJbTHPc4Skr.99

3. Prologue：New Paradigm II College classrooms: Smartphones get 100% in attendance http://carolschnei.wordpress.com/2012/12/08/college-classrooms-smartphones-get-100-in-attendance/

4. New Classroom Regulation http://madmikesamerica.com/2011/01/angry-airline-passenger-punches-kid-who-wouldnt-turn-off-cell-phone/

5. 大綱 • 楔子:六度分隔理論 • 科技與爭議―米爾格倫(Stanley Milgram) • 一些基本術語與概念 • 媒體(微觀) ― 數位多媒體基本概念 • 數位媒體與教育 • 媒體(巨觀) ― 大眾傳播與資訊網 • 媒體與訊息―麥克魯漢(H. Marshall McLuhan) • 科技與文化―史諾(C. P. Snow) • 影響與因應

6. Six Degrees of Separation • http://en.wikipedia.org/wiki/Six_degrees_of_separation

7. 六度分隔理論 • 若每個人都是一張網上的一個節點，每個節點再與其他節點連在一起，進而構成世界人脈的大網。 • 每個人和全世界任何一個人的間隔關係都不會超過六個；就可以連結到全世界任何人。 http://s4.cdn.happinessxing.com/wp-content/uploads/2012/04/Six-degrees-of-separation.jpg

8. 楔子：六度分隔理論 • 1967年米爾格倫(Milgram)在哈佛大學時，進行小世界實驗，啟發了六度分隔 (Six Degrees of Separation) 的理論 • 小世界現象(Small World Phenomenon )，又稱小世界效應)：假設世界上所有互不相識的人只需要很少中間人就能建立起聯繫。

9. 楔子：六度分隔理論 • 六度分隔 (Six Degrees of Separation) • 根據六度分隔概念， Milgram 做過一次連鎖信實驗，嘗試證明 • 平均只需六個人就可以聯繫任何兩個互不相識的美國人 • 六度分隔理論的數學解釋： • 若每人平均認識260人，六度就是 2605＝1,188,137,600,000 (亦即大於 1 兆,1 Tera) • 消除一些重複的節點，仍幾乎涵蓋了整個地球人口的若干倍。

10. 四度分隔理論？ • 四海之內皆兄弟，不再是俗諺？ • 2008年依 facebook的訊息數據、流量、地域關係的研究，推估人與人間的聯繫，約為5.28人 • 四度分隔？ • 根據更近的研究，加上全球網路與資訊的普及，推估全世界人與人的聯繫環節已經縮減到約4人 • Benedict Anderson(美國研究民族主義和國際關係的著名學者) 所謂的想像共同體（Imagined Communities）的固有邊界，正在逐漸瓦解中 https://www2.bc.edu/marian-simion/th406/readings/0420anderson.pdf

11. 科技與爭議―米爾格倫 • 史坦利·米爾格倫 (Stanley Milgram，1933-1984) ：美國社會心理學家 • 著名的心理研究: • 六度分隔理論 (Six Degrees of Separation) • 對權威的服從性 (Obedience to Authority Study)

12. 科技與爭議―米爾格倫 • 米爾格倫其他的著名實驗 • 漏斗效應： 大部分的科技傳遞都是由極少數的明星人物完成的 • 米爾格倫的爭議性研究 • 權威的服從性實驗

13. 科技與爭議―米爾格倫 • 權威的服從性實驗 • 1963年在美國的耶魯大學進行的實驗，又稱權力服從研究 (Obedience to Authority Study)，測試人們對權威的服從性 • 實驗的目的，是測試受測者，在面對權威者下達違背良心的命令時，人性所能發揮的拒絕力量到底有多少 • 實驗本身受到了在科學實驗上的質疑與關於研究倫理的爭議

14. 一些基本術語與概念 • New media(新媒體) ：As a tool for social change • 泛指利用電腦及網路等新科技，對傳統媒體之形式、內容及類型所產生的改變 • On-demand access to content anytime, anywhere, on any digital device, as well as interactive user feedback, creative participation. • Another aspect of new media is the real-time generation of new, unregulated content(fragmented interactivity) • Important issues on globalization and new media needs to be explored continuously

15. 一些基本術語與概念 • Civic Engagement (公民參與，公民投入) ： Individual and collective actions designed to identify and address issues of public concernby using innovativeInformation and Communication Technologies (ICTs） • 透過資訊通訊科技(ICTs)來提升公眾接觸的質與量？ • 這個問題的答案，關係著政府政策的正當性與下一階段民主(電子式)的推動 • 電話竊聽(監聽) ：Wiretapping ( Telephone tapping ) 

16. 一些基本術語與概念 • 注意力經濟 ： Attention Economy • 現今廣告傳播的成本低，消費者接受到的訊息遠大於其所能吸收的，消費者的關注度成為了重要資源 • 代言、 按囋、轉傳、公開宣揚 (publicity) • 情感設計 ： Affection (Emotional) Design • 文化創意

17. 一些基本術語與概念 • Literacy (素養、有文化教養、有讀寫能力) • Computer literacy • Media literacy • Information literacy ? (integrated) • Issues: • Communication vs. Information • Available, Accessible, Usable, Reliable • IPR ( Intellectual Property Rights ) ：智慧財產權 • Privacy：隱私, 秘密資料來源

18. 一些基本術語與概念 • Information Study • Information literacy • Information usage • Information deluge • information anxiety • Googlization • Digital divide • Wisdom vs. Intelligence?

19. 一些基本術語與概念 • Some Technical Acronyms (for self assessment) • Wi-fi /3G /4G: (LTE vs. WiMax) • USB 2.0 (3.0) • Amoled (Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode) • PNG (Portable Network, Graphic: file format) • RFID（Radio Frequency IDentification） • QR Code

20. 一些基本術語與概念 • 關於4G (第四代行動通訊技術) • WiMAX的力挺者英特爾(Intel)中途退場，全球通訊趨勢一致走向LTE標準 • 4G執照於2013/10/30正式決標 (國庫進帳1186.5億) • 電信3雄 >>電信6雄 ？ • 既有的電信業者中華、遠傳、台灣大以及亞太電信 • 資金雄厚的新進業者，鴻海集團旗下國碁電子與頂新集團旗下台灣之星 • 決標後，6家得標業者之間已不斷的合縱連橫 • 主要電信設備商都認為市場已飽和(6家4G廠商太多)，需進一步整併(南韓人口比台灣多1倍，卻僅3家4G電信業者)

21. 一些常見術語與概念 • Standardization Organizations • ISO：國際標準化組織（International Standard Organization ）：e.g. Unicode, ISO/OSI model • W3C：(全球資訊網協會，World Wide Web Consortium) Not popular, but important • NCC：國家通訊傳播委員會 (FCC in US) • Controversy • Globalization vs. Diversification 多元化 • Sustainability 永續性

22. 多媒體基本概念 • 多媒體（multimedia Design）”設計”： • 藉由電腦或其他電子化或數位化處理的方式，來結合數位化處理（digitally manipulated）的文字、相片、圖片、聲音、動畫與影片等各元件而成的應用綜合體。 • 製作多媒體專案(App)或網站（Website）需要結合許多技術、以創意、組織能力、以及做生意的技術。 • 例：福島第一核電廠事故—Reporting 2011 Fukushima Disaster(CNN)

23. 多媒體基本概念 • 媒體的種類與相關技術 • Multimedia ： Perceptions and Ingredients • Multimedia ： Tools • Multimedia ： Applications • Dissemination vs. Communication • Interface vs. Interaction • The influence of “Cloud” and “Ubiquitous”

24. Multimedia Tools (Major Companies in providing S/W) • Adobe Systems：數位媒體與行銷解決方案 • Main products: Creative Suite CS6 • Acquired company: Macomedia (Flash, …) • Autodesk：3D設計、工程及娛樂軟體 • Main products: AutoCad, Maya 3D animation software • Acquired company: Discreet (3D Max) • Corel：圖片、視訊及 DVD 軟體產品組合 • Main products: CorelDRAW Graphics Suite • Acquired company: Ulead 2006 (PhotoImpact, …)

25. 多媒體基本概念 • Human Perceptions (Sensory systems )：人類的感覺系統 • Vision 視覺 • hearing 聽覺 • somatic sensation (touch), haptics體感 • taste  味覺 • olfaction (smell) 嗅覺 • 數位多媒體(Digital Multimedia) • 媒體：media • 數位化：Digitization • “多”媒體： “Multi”media

26. 媒體(微觀)：媒體的種類 • Multimedia ：Ingredients 媒體的“多” (種類) • Text ：文字 • Audio ：音訊 • Graphic ：圖形 • Image (Picture) ：影像 • Animation ：動畫 • Video ：視訊

27. 媒體的種類—文字 • 文字 (Text) • 文書處理：是最普遍的文字應用 • 字型設定與文字藝術師功能 • 文書處理軟體可提供以大量工具協助編輯製作各種各類以文字為主的文件 • 書信 • 備忘錄 • 論文 • 報告 • 公文

28. 媒體的種類—文字 • 文字的數位資料與編碼 • ASCII 碼：美國訊息交換標準碼 • 是一套基於拉丁文字的字母編碼系統(American Standard Code for Information Interchange) • Big-5 碼:又稱為大五碼 • 是資策會在1985 年所公佈的一種中文字編碼系統。 • GB 碼:大陸所使用的簡體中文編碼系統 • Unicode 碼：又稱為萬國碼、統一碼、單一碼 • 目前的版本為第六版，已收入了超過十萬個字元 • 對於每一個字元提供了一個跨平台、語言與程式的 統一數碼，它的前128 個字元和ASCII 碼相同 • Unicode發展由非營利機構統一碼聯盟負責

29. 媒體的種類—音訊 • 音訊 Audio, Sound • 多媒體電腦的音訊效果呈現：例如 • 教學軟體中提供語音說明與指引 • 遊戲軟體中產生背景音效 • 與網路結合可以當作線上收音機 • 網路電話（VoIP, Voice over Internet Protocol） • 將聲音的類比訊號轉為數位訊號之後，透過網路相關的通訊協定，取代傳統電話，只要能夠連上網，就可以撥打電話，與他人進行語音交談。

30. 媒體的種類—音訊 • 音訊種類：波形音訊與數位音效 • 波形(Wave)音訊 • 由震動音波所形成，例如音樂、口語等，都是波形音訊。 • 一般音訊，因時間點的不同而產生聲音強度的高低 • 轉換成數位化的資料格式後，電腦便可加以儲存及處理 • MIDI 音訊（樂器數位介面，Musical Instrument Digital Interface） • 為電腦合成音樂所設計，不能算是真正的音樂格式 • 利用儲存於音效卡上的音樂節拍資料來播放音樂。 • Midi 音樂檔案本身記錄各種不同音質的樂器、樂器演奏時所設定的聲音高低、時間長短、以及聲音大小。

31. 媒體的種類—音訊 • 類比聲波資料數位化的過程 • 音訊取樣(Sampling)：將聲波類比訊號轉換成數位訊號時，在模擬聲音波形上每隔一個時間裡取一個幅度值，這個過程稱為取樣。 • 音訊解析度(Quantization) ：代表儲存每一個取樣結果的資料量，以位元為單位。如音效卡取樣解析度為16 位元，則聲波將可分為65536（216）種等級

32. 媒體的種類—影像 • 影像 Image, Picture • 數位影像處理技術: 主要是用來編輯、修改與處理靜態圖像，以產生不同的影像效果 • 例如使用電腦軟體來對經由掃描器、數位相機所取得的影像檔案來進行調整與編修等。 • 例如數位相片透過影像處理軟體的自動或半自動編修，包含各種藝術的特效處理，如水彩、彩色炭筆、浮雕、拼圖等功能，就算遇到不完美的拍攝時機，也能改善創造出的作品。

33. 媒體的種類—影像 • 點陣圖 • 是指影像是由螢幕上的像素（Pixel, Picture element）所組成。像素螢幕畫面上最基本的構成粒子，每一個像素都記錄一種顏色。 • 通常數位相機所拍攝到的影像或是用掃描器所掃描進來的影像，都屬於點陣圖，它會因為解析度（Resolution）的不同而影響到畫面的品質或列印的效果，如果解析度不夠時，就無法將影像的色彩很自然地表現出來。 • 像素的數目越多，圖像的畫質就更佳。

34. 媒體的種類—影像色彩 • 色彩模式 • RGB色彩模式 ：紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue）為色光三原色。影像中的色彩由紅、綠、藍三原色各8 位元（bit）進行加法混色所形成，同時將此三色等量混合時，會產生白光 • CMYK 模式 ：是由青色（C），洋紅色（M），黃色（Y），黑色（K），進行減法混色所形成。將前三色等量混合時，無法產生純黑色，所以需額外把黑色加入。 • CMYK 模式是由每個像素32 位元（4 個位元組 byte）來表示，也稱為印刷四原色，適合印表機與印刷相關用途 http://arstechnica.com/apple/2010/04/apple-cmyk-display-design-could-be-boon-for-print-production/

35. 媒體的種類—影像 • 影像壓縮處理 • 破壞性 (Lossy)與非破壞性 (Lossless)壓縮：二者的主要差距在於壓縮前後的影像結果是否有失真現像 • 破壞性(Lossy)壓縮 • 破壞性壓縮的壓縮比率大，容易產生失真的情形 例如：JPG 是屬於破壞性壓縮。 • 非破壞性(Lossless)壓縮 • 非破壞性壓縮壓縮比率小，還原後不容易失真。 例如： PCX、PNG、GIF、TIF等格式是屬於非破壞性壓縮格式。

36. 影像資料數位化的過程 Source: http://www.tqglobal.com/?page_id=264

37. 媒體的種類—圖 • 圖，圖形 Graphics • 資訊科技的進展，圖形設計者可以在電腦硬體平台上，利用軟體將設計者之想法及創意透過圖形表現出來，這種視覺表現之技術與編輯形式，就是一般所通稱的電腦繪圖（Computer Graphics） • 向量圖是以數學運算為基礎，透過點、線、面的連結和堆疊而造成圖形。 • 向量圖的特點：檔案小、圖形經過多次縮放也不會發生失真或變模糊的情形，且檔案量通常不大 • 向量圖的缺點：無法表現精緻度較高的插圖，適合用來設計卡通、漫畫或標誌... 等圖案。

38. 媒體的種類—點陣圖/向量圖

39. 媒體的種類—動畫 • 動畫 Animation • 動畫製作的電腦化與快速的崛起，是讓多媒體產品成為一種新興時尚必需品的重要推手 • 不論是片頭動畫、動畫廣告、動畫短片、動畫電影，都為現代生活帶來炫麗的視覺饗宴。

40. 媒體的種類—動畫 • 動畫原理 • 由連續數張圖片依序快速顯示造成的視覺效果 • 其原理與卡通影片相同，製作人員可以自行設定每張圖片所停滯的時間來造成不同的動畫顯示速度 • 所謂視覺暫留現象 • 是眼睛和大腦聯合起來欺騙自己所產生的幻覺，一連串的靜態影像快速地循序播放時，只要每張影像的變化夠小、播放的速度夠快，就會因為視覺暫留而產生影像移動的錯覺

41. 媒體的種類—動畫 • 頁框率 FPS • 衡量影像播放速度的的單位為FPS（Frame Per Second），也就是每秒可播放的畫框（Frame）數，一個畫框包含一個靜態影像。 • 調高FPS 並不保證能帶來最好的效果，還須考慮電腦的等級，設計時應在不同的平台上執行，以設定最佳的動畫播放速度。

42. 媒體的種類—動畫 • 動畫的種類 • 早期的動畫種類相當多，不管是手繪的、泥塑、傀儡紙雕、或木偶動畫，都是採用逐格的方式拍攝，再透過連續且快速的播放，使它產生動作或效果。 • 由於是定格拍攝，因此製作成本高，耗時也長，動用的人力也多。 • 電腦科技的進步，現在有許多利用電腦動畫軟體，直接在電腦上製作出來的動畫，或者是在動畫製作過程中使用電腦進行加工的方式，這些都已經大量運用在商業動畫的製作中。

43. 媒體的種類—動畫 • 動畫製作的前置作業：故事腳本Storyboarding • 通常一個場景就是一份腳本設計，也就是在動畫作品中出現的所有物件，必須在其腳本上詳細說明即將產生的動作和方法。 • 前置的工作可以先行在紙上作業，把相關的問題點列出，故事大綱、取景角度、場景分配、秒數設定⋯等問題，仔細規劃完成後，再依照計畫進行資料的收集，以及元件、場景的繪製。 • 多人共同製作的中/ 大型動畫，也可以透過腳本企畫書來進行溝通、進度掌控、或任務的分配。

44. 媒體的種類—動畫 • 動畫製作的前置作業 • 角色設定 • 場景設定： 2D 動畫事先必須由設計者設置多個場景，方便作故事的串接。 • 分鏡設計：依照2D 繪圖畫面中所繪景物的層次區分，大致可分為前景、背景與移動物件三種層次。對於會移動的物件或會產生變化的景物，還必須先行繪製其中的變化表現。

45. 媒體的種類—動畫

46. 媒體的種類—動畫 • 3D動畫簡介 • 3D 繪圖座標系統簡介： • 極座標的作法是使用 r、θ、a 來描述空間中的一點 • 3D 動畫的製作： • 通常分為建模（Modeling），動畫實作（Animating）以及算圖（Rendering）、光源處理（Lighting）、特效（Particle System）與材質貼圖（Texturing）等 • 配合光線設定與虛擬攝影機鏡頭角度的變化，構繪畫面的內容，全部的作業都是在立體的虛擬環境中製作

47. 媒體的種類—動畫 • 3D 動畫的製作 • 真實3D 場景中物體的繪製，還必須特別考慮每一個面的顏色或材質貼圖，為了達到更具逼真的效果，還要注意到光源環境（包括環境光源、泛光燈或聚光燈等）。 • 不同的光源環境因素，會對3D 圖像呈現的感覺有其直接的影響，甚至還會影響繪圖的速度。

48. 媒體的種類—視訊 • 視訊 Video • 指將一系列的靜態影像以電子訊號的方式加以捕捉，並以很快的速度連續顯示在螢幕上，利用視覺暫留原理，影像會產生移動的感覺。 • 電視、電影等都是視訊資料所提供的功能，也就是在拍攝時，便將畫面記錄成連續的畫框方格(Frame)，在放映時再連續快速地播放這些影片，達成動態的效果。

49. 媒體的種類—視訊 • 視訊基礎概念：影音視訊原理 • 影音視訊由影像與聲音兩要素所構成，通常影像是由一連串些微差異的實際影像組成，當快速放映時，利用視覺暫留原理，使畫面中的影像產生移動的感覺。 • 視訊資料來源在傳統上是透過攝影機將鏡頭捕捉的畫面儲存到膠卷或是磁帶中，並使用適當的裝置將內容播放出來。 • 傳統的視訊編修是由專業人士在特殊暗房中運用剪輯技術所產生的特殊的效果。

50. 媒體的種類—視訊 • 視訊規格 • 電視映射管的電子束是以水平方向進行掃描，所以稱為水平掃瞄線，視訊畫面中的水平掃瞄線愈多，所顯現的影像畫質就愈清晰細緻。 • 視訊壓縮 • 數位視訊是由一張張的數位影像所構成，每個畫面雖然是一張圖像，但相鄰近的畫面間可能會有極高的相關性，也就是連續兩個畫面的內容往往相差無幾。因此在儲存上，只需要記錄某些關鍵畫格即可。 • 視訊壓縮的原理：視訊與音訊資料，允許壓縮過後的視訊在還原時可以有某種程度的失真現象。