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第2课《流畅的网络视频—视频压缩、流媒体及版权保护》教学设计
课题 流畅的网络视频—视频压缩、流媒体及版权保护 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 七年级下
核心素养目标 信息意识：明晰网络视频怎样实现流畅地播放，理解流媒体的原理及应用，如何应对网络视频侵权问题。计算思维：通过学习本课内容能够知道如何压缩网络视频文件，以便有效地处理和传输视频数据，理解流媒体的技术和应用问题。数字化学习与创新：利用数字化工具完成在视频压缩和流媒体的学习并通过在线课程、虚拟实验室和互动平台进行学习，激发创新思维。信息社会责任：在视频压缩和流媒体的使用中，应尊重版权，合法使用和分享内容，理解知识产权的重要性，并积极参与保护原创作品。
教学重点 1、认识并掌握如何压缩视频相关知识点。
教学难点 1、流媒体的技术及应用，能够规范正确的使用网络视频等资源。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 板书课题。本课中你将学习如何压缩网络视频文件容量流媒体是如何实现流畅播放的如何应对网络视频侵权问题在移动互联网时代，手机已经成为人们记录生活、学习与工作的重要工具，网络视频也因此超越图文而成为“流量霸主”。但由于视频文件的容量通常比较大，如何保障其在网络中流畅地传输与播放，就成为一项科技挑战。观看教学视频 学习新知引入，观看教学视频。 用提问的方式引入课题，增强课堂互动性。将学生的注意吸引到课堂。
讲授新课 新知讲解一、视频容量与视频压缩在 4G 网络技术普及之前，绝大部分公用网络都存在网速偏低的问题。无论是上传还是下载视频，通常要等待很长时间。为了增强用户体验并减少网络流量，人们首先想到的是用数据压缩技术来减少视频文件的容量。阅读网络带宽是指网络每秒能够承载的最大传输数据量，带宽越大、网速就越快。网速是指网络传输数据的实际速率，通常要小于带宽。流量是指网络在一段时间内的数据传输量，带宽是多用户共享的，若用户多、流量大，则每个用户的平均网速就会下降。1.视频文件及其容量视频文件是由一系列可以被连续播放的静态图像及音频组成。每张静态图像被称为帧，视频每秒播放的帧数称为帧速率，单位为s。标准的帧速率为 24 s，数值越大，人眼观感越流畅。由于静态图像的编码原理大多类似图 1.2.1，因此视频文件的容量通常与其分辨率、清晰度、帧速率及视频时长等因素成正比。阅读视觉暂留现象是指光停止照射后，人眼的视觉形象并不立即消失的一种视觉形象。视频文件播放就是利用人眼的这种错觉，实现将原本一张张放映的帧，变成连续运动的影像。2.视频压缩与编码格式视频压缩就是利用数据压缩原理来减少文件容量的过程。如图1.2.2所示，按照数据压缩原理与应用场景的不同，可以将其分为有损压缩与无损压缩两种方式。有损压缩大多通过牺牲视频清晰度的方式来减少容量，缩程度较高，但不可还原。无损压缩则通过优化存储的方式来减少容量可以无损失地还原，但压缩程度较低。拍摄生成的视频，通常会被设备自动压缩。使用不同压缩技术的视频，会生成不同编码格式的文件，常见的有MPEG-4、WMV、MPEGRealVideo 等。阅读摄像机生成的视频文件，会有大量的冗余数据，可以通过特定编码技术自动去除。如果允许降低视频的清晰度，还可以通过修改不重要像素数值的方式，将其容量压缩为原来的1/10、1/100，甚至是1/1000。探索请自行选择两种无损压缩软件，对同一个视频文件进行压缩效果对比实验。将相关数据及其分析结论填写在表 1.2.1中。表1.2.1 无损压缩对比实验二、流媒体及其原理尽管有了视频压缩技术，但早期的网络视频还是要完整下载之后才能播放。如果压缩之后的容量仍然较大，那么用户还是要长时间等待。于是人们就研发出一种全新的视频技术，它就是允许用户一边下载一边播放的流媒体。1.流媒体及其应用流媒体是指对音视频等网络媒体的数据进行压缩，再通过分段发送与流式传输方式，来实现即时播放的媒体形式。如图1.2.3所示，它在人们的日常生活、工作与学习中，有着非常广泛的应用。2.流式传输的原理流式传输是流媒体得以实现的技术核心，其原理如图 1.2.4 所示。与传统传输方式不同，它会将分割成小块的媒体数据，按照一定的顺序与速率在网络中传输，客户端收到之后则会进行缓冲与播放。缓冲就是不断地接收并重建媒体数据，播放完毕的数据片段则会被丢弃。探索感受互联网中流媒体视频的不同播放模式，并将真实的用户体验与当前网络环境下的播放模式选择建议填写在表 1.2.2 中。播放模式用户体验播放模式选择建议270P 流畅可保证流畅观看，但画质较低。根据不同的网络情况可以选择不同的模式，网络情况稳定的情况下若追求较高的画质和色彩可以选择720p及以上。480P 标清稍高的画质，同时保持流畅的播放。720P 准高清较为清晰的画质，适合大多数用户。1080P 高清SDR高清晰度的画质，细节展现丰富。4K 超高清 SDR极致的画质体验，细节和色彩都非常出色。三、侵权问题与版权保护网络视频已经成为一种全民化的应用，并发展出直播与短视频等新形态。人们广泛地用它来开展各种分享与交流活动，也由此衍生出各式各样的“视频经济”。与此同时，侵权问题日益突显，版权保护成为热议话题。阅读中国互联网络信息中心发布的第54 次《中国互联网络发展状况统计报告》中指出，截至 2024年6月，我国网络视频用户规模达10.68亿人，较 2023 年 12月增长 125 万人，占网民整体的97.1%。其中，短视频用户规模达 10.50 亿人，占网民整体的 95.5%，微短剧用户规模达5.76 亿人，占网民整体的 52.4%。1.常见的侵权行为常见的侵权行为主要表现在侵犯他人的肖像权、隐私权，使用未获授权的图片、音频、文字作品与视频等。任何未经授权，在拍摄、录制并发布的视频中使用他人肖像或隐私，直接搬运他人视频，剪辑、拼接或解说他人视频，使用他人图片、音频或文字作品等行为，都属于侵权行为。2.采取应对侵权的措施首先，应收集创作过程的相关资料，来证明自己是网络视频的原创者。其次，应主动通过社交媒体、电子邮件或在线客服等方式联系侵权方，要求其停止侵权行为并协商解决。最后，如果对方不予理睬或拒绝承认，可以进一步通过法律途径维权或向相关网络平台举报。3.提升预防侵权的意识应学习和了解与版权保护相关的法律、法规与政策，掌握一定的相关知识。同时养成在创作过程中保留截图、草稿、素材与发布时间戳等资料的习惯。此外，采取技术性防范措施，如为网络视频添加水印或标签等也是必要的。挑战对视频文件进行有损压缩实验。记录压缩前后的文件格式、画面大小、清晰度和帧速率等数据，计算压缩比，分析影响压缩时间的因素，并填写在表 1.2.3 中。四、课堂练习完成PPT26—28课堂作业。五、拓展延伸1、版权法与数字内容我国的《著作权法》自1990年实施以来，经过多次修订，特别是在数字内容的保护方面。2001年加入《伯尔尼公约》后，我国的著作权法更加符合国际标准，保护范围进一步扩展。针对数字内容，特别是网络传播的版权，相关法律对网络平台、数字内容提供商和用户的版权行为进行了明确规定。数字内容保护：我国对数字内容的保护加强了对互联网环境下的侵权行为的规范。例如，网络平台的版权管理责任，包括删除侵权内容、配合版权人进行维权等。全球知识产权保护：我国和世界大部分国家签订了国际公约（如《世界知识产权组织公约》、《伯尔尼公约》等），通过这些协议促进全球范围内的知识产权保护。特别是数字内容的版权保护，通过跨国的合作，可以防止盗版和侵权行为的发生。2、流媒体协议RTMP (Real-Time Messaging Protocol)：最初由Adobe开发，主要用于低延迟的实时流媒体传输，常用于直播流媒体，特别是在推流至直播平台时使用。RTMP的缺点是它对CDN（内容分发网络）和防火墙的兼容性较差。HLS (HTTP Live Streaming)：由Apple开发，采用基于HTTP的流媒体传输协议。其优点在于适应性强，支持HTTP协议传输，兼容性好。HLS将视频流分为多个小文件片段，使得播放更加灵活，并且支持大部分设备，如移动设备和智能电视。DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)：是一种基于HTTP的自适应流媒体传输协议，支持视频质量根据网络带宽自动调整。与HLS类似，DASH通过分段视频流进行传输，适应网络环境，实现较低延迟的播放体验。3、视频编码标准H.264 (Advanced Video Coding, AVC)：一种广泛使用的视频编码标准，提供较好的压缩效率，兼容性较强。它适用于大多数流媒体服务，如YouTube和Netflix。H.265/HEVC (High-Efficiency Video Coding)：作为H.264的继任者，H.265提供更高的压缩效率，在相同质量下比H.264减少50%的带宽。其缺点是编码解码的复杂性较高，并且某些设备可能不支持H.265的解码。VP9：由Google开发，主要应用于YouTube和其他Google平台。VP9在视频质量与压缩效率方面与H.265相近，且完全开放和免费，不涉及专利费用。它是Google主推的H.265替代品，特别在网络传输上有较好的表现。这些视频编码标准在不同场景下的应用具有区别，H.264适合大多数现有设备，H.265适合高效、高质量视频流传输，而VP9则适合跨平台的免费解决方案。 学习视频容量与视频压缩。学习相关内容。完成阅读学习。进行探索互动。学习流媒体及其原理。完成内容探索。学习侵权问题和版权保护知识点。进行课堂挑战。完成课堂练习。进行课外知识拓展。 引入视频容量概念和压缩，引导学生明确本课的主要研究内容。在老师的引导下逐步学习视频文件如何压缩，以及对应的格式等知识点。拓宽知识面。完成课堂互动，在思考中强化所学。引导学生学习流媒体，帮助学生更好的理解相关知识点，培养学生思考能力和学习能力。引导学生在探索中强化知识点，让知识点更生动形象易于理解。提高学生的学习能力，提高学生解决问题的能力。引导学生学习网络安全，明晰哪些行为会造成侵权以及如何应对侵权。考察学生的思考能力和学以致用的能力，调动课题参与性。在课堂练习中强化所学知识内容。拓宽学生知识面。
课堂小结 流畅的网络视频—视频压缩、流媒体及版权保护1、进行新知引入2、认识视频容量与视频压缩3、学习流媒体及其原理4、学习侵权问题与版权保护5、进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 1、选择一种视频压缩算法，进行深入研究，并制作一份PPT进行分享，内容包括算法原理、优缺点及应用场景。2、总结本课所学内容。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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