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1、数字媒体的基础知识数字媒体的基础知识第六讲第六讲第1页，本讲稿共54页什么是多媒体什么是多媒体l它是集数字、文本、颜色、图形、动态它是集数字、文本、颜色、图形、动态与静态图像、视频、声音、音乐、语言等媒与静态图像、视频、声音、音乐、语言等媒体的处理为一体，研究其产生、表现、存储、体的处理为一体，研究其产生、表现、存储、传递、处理和交互的技术。传递、处理和交互的技术。l它包括的媒体元素有：文字，图形，图它包括的媒体元素有：文字，图形，图象，音频，视频，动画；它们也是象，音频，视频，动画；它们也是多媒体信息的主要表现形式。第2页，本讲稿共54页多媒体中图像的获取多媒体中图像的获取四、用屏幕拷贝获取
2、图像四、用屏幕拷贝获取图像五、用播放软件获取五、用播放软件获取VCD中的图像中的图像一、用扫描仪获取图像一、用扫描仪获取图像二、用数码相机获取图像二、用数码相机获取图像三、用绘图软件获取图像三、用绘图软件获取图像第3页，本讲稿共54页A、JPEG格式（文件扩展名为格式（文件扩展名为JPG）它是一种压缩标准产生的压缩格式它是一种压缩标准产生的压缩格式。可以用不同的压缩比例对这种文件压缩，其压缩技可以用不同的压缩比例对这种文件压缩，其压缩技 术十分先进，对图象质量影响不大术十分先进，对图象质量影响不大 在在Internet上，它更是主流图形格式上，它更是主流图形格式。常见的媒体文件格式常见的媒体文
3、件格式常见的图像文件的格式有：常见的图像文件的格式有：bmpjpggifpsdtif第4页，本讲稿共54页C、GIF格式（文件扩展名为格式（文件扩展名为GIF）GIF格式是经过压缩的格式，磁盘空间占用较少，格式是经过压缩的格式，磁盘空间占用较少，适适合网络环境传输和使用合网络环境传输和使用色。色。可以把多张图联合起来做成动画文件可以把多张图联合起来做成动画文件。只支持只支持256色的图象色的图象。B、BMP位图格式（文件扩展名为位图格式（文件扩展名为BMP）bmp格式是微软制定的图形标准格式是微软制定的图形标准。兼容性好，所有的机器都适用。开发兼容性好，所有的机器都适用。开发windows环环
4、 境下的软件时，格式是最不容易出问题的格式境下的软件时，格式是最不容易出问题的格式 文件几乎不压缩，占用磁盘空间较大。文件几乎不压缩，占用磁盘空间较大。文件基本不失真。文件基本不失真。第5页，本讲稿共54页D、tif 格式格式 平面设计上最常使用到的一种图形格式，经常被平面设计上最常使用到的一种图形格式，经常被 用于印刷输出的场合用于印刷输出的场合 。属于跨平台的格式属于跨平台的格式 占用磁盘空间较大。占用磁盘空间较大。压缩技术好，文件基本不失真。压缩技术好，文件基本不失真。E、psdpsd格式是格式是photoshop的专用图形文件格式，这种的专用图形文件格式，这种格式包含了图形中的色层、遮
5、罩、色频、选取区等格式包含了图形中的色层、遮罩、色频、选取区等photoshop可以处理的属性，这样全方位的储存如果运用得可以处理的属性，这样全方位的储存如果运用得当的话，几乎可以将您创作的过程留下完整的纪录，以当的话，几乎可以将您创作的过程留下完整的纪录，以便日后的修改，但是文件占用空间比较大。便日后的修改，但是文件占用空间比较大。第6页，本讲稿共54页常见的声音文件的类型*.wav*.mp3*.mid*.ra或*.ram*.cdawav文件一分钟约10M，mp3文件一分钟约1M，ra文件一分钟约0.2M常见的视频（动画）文件类型*.dat（VCD片中常见的文件格式）*.mpg（VCD片中比
6、较常见）*.avi（在多媒体教学软件中比较常见）*.gif（在因特网上比较常见）*.rm（需要用realplay软件播放，压缩率很高，适合因特网上使用）*.swf（FLASH动画专用格式）第7页，本讲稿共54页 位图 位图（图像）是指由输入设备捕捉的实际场景画面或以数字化形式存储的任意画面。又称点阵图，是一种写实的手法。能够忠实地记录图像中每一个象素的颜色、位置和亮度，位图一般也称为图像。位图可以采用将自然图像进行模数转换的方式来获取，这个过程称为图像的扫描。一幅位图是由许多描述每个像素的数据组成的，这些数据通常称为图像数据，而这些数据作为一个文件来存贮，这种文件称为图像文件。第8页，本讲稿共
7、54页 矢量图l 矢量图（图形）一般指计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、任意曲线和图表等l 矢量图有许多优点。如当需要编辑每一小块图形时，矢量图非常有效；对象图形的移动、缩放、旋转、复制、属性的改变（如线条的宽窄、颜色等）也很容易做到。然而，当图变得很复杂时，计算机就要花费很长的时间去执行绘图指令才能把一幅图显示出来。对于一幅复杂的彩色照片，恐怕就很难用数学来描述，用矢量图来表示。第9页，本讲稿共54页 位图与矢量图的比较文件文件内容内容容量容量显示速度显示速度应用特点应用特点矢量图图形指令与图的复杂程度有关图越复杂，需执行的指令越多，显示越慢易于编辑，适于“绘制”和“创建”。但表现力受限位
8、图图像点阵数据与图的尺寸、色彩有关与图的容量有关适于“获取”和“复制”，表现力丰富，但编辑较复杂第10页，本讲稿共54页制作多媒体作品的常用软件第11页，本讲稿共54页Powerpiont:是一种常用的矢量图形设计工具，可以是一种常用的矢量图形设计工具，可以用来制作艺术字、公式和流程图用来制作艺术字、公式和流程图AutoCAD：lCOOL3D：是一个用于快速制作三维艺术字的软件，：是一个用于快速制作三维艺术字的软件，可以产生静态的艺术字图像和艺术字动画。可以产生静态的艺术字图像和艺术字动画。PhotoshopCS：常用的图像处理软件。利用它的图：常用的图像处理软件。利用它的图层样式命令和各式滤
9、镜，可以快速制作出艺术字。层样式命令和各式滤镜，可以快速制作出艺术字。FreehandMX：是一个功能强大的矢量绘图软件，：是一个功能强大的矢量绘图软件，利用它可以轻而易举地制作出文字沿制定路径排列的特利用它可以轻而易举地制作出文字沿制定路径排列的特殊效果。殊效果。第12页，本讲稿共54页lCoreldraw:lAutoCAD：lFlash：lPremiere：lCooledit：l3DSMAX：lMaya:lAftereffect：第13页，本讲稿共54页基本概念介绍基本概念介绍l1显示器的尺寸显示器的尺寸l2点距点距l3带宽带宽l4分辨率分辨率l5刷新频率刷新频率第14页，本讲稿共54页
10、显示器系统 显示系统决定了多媒体数据的视觉效果，特别是图形、图像、视频的效果。有关的概念和指标如下：（1）像素（pixel）：显示屏幕实际都是由许多不同色彩或不同亮度的点组成的。屏幕上一个点也称为一个像素（pixel）。显然,屏幕上像素越多,也就是组成字符或图像的点的密度越高,显示的画面就越清晰。（2）显示器的尺寸：对角线的距离。第15页，本讲稿共54页 （3）显示分辨率：显示分辨率指在某一种显示模式下计算机屏幕上最大的显示区域，以水平和垂直的像素来表示，也即屏幕上显示的点数，如640480。最大显示分辨率是衡量显示系统性能优劣的主要技术指标之一，好的大屏幕彩显通常能够达到16001280的分
11、辨率。较高的分辨率不仅意味着较高的清晰度，也意味着在同样的显示区域内能够显示更多的内容。比如在640480分辨率下只能显示一页的内容，在16001280分辨率下则能够同时显示两页。显示器的显示分辨率或显示模式可以通过软件来选择和设置。（4）另一个衡量分辨率的参数是点距（dot pitch）。点距越小，分辨率就可以做得越高。电视机用的CRT平均点距为0.76mm，而彩色显示器的点距可达0.26mm以下。第16页，本讲稿共54页（5）刷新速率：扫描一帧的速率称为刷新速率（refresh rate），也可称为帧率或垂直扫描速率。刷新速率决定显示信号的同步以及屏幕的闪烁情况。刷新速率太低，会使人感到屏
12、幕显示闪烁、不稳定；高刷新率又带来对显示卡及其缓存的性能的更高要求。目前PC显示器的屏幕刷新率在70Hz以上。这种方式使图像显得细腻、稳定、清晰度更高，效果比隔行扫描要好。第17页，本讲稿共54页 （6）色彩数与显示深度：屏幕上可显示的颜色数实际上也就是屏幕上每个像素的颜色数。像素的颜色又取决于该像素中RGB各分量的强度或状态。我们用显示深度来表示存储每个像素的状态所用的比特数或位数。真彩色显示时，显示深度为24。第18页，本讲稿共54页分辨率分辨率一个图象的清晰度。所有的数码图片都一个图象的清晰度。所有的数码图片都由很多个小点组成，分辨率就是每英寸的小由很多个小点组成，分辨率就是每英寸的小点
13、数。一般用来描述显示器，打印机和图象。点数。一般用来描述显示器，打印机和图象。如果描述图象，那么分辨率用如果描述图象，那么分辨率用ppi来表示。来表示。如果描述硬件设备，那么分辨率用如果描述硬件设备，那么分辨率用dpi来表来表示。通常表示成每英寸像素（示。通常表示成每英寸像素（Pixelperinch,ppi）和每英寸点（）和每英寸点（Dotperinch,dpi）第19页，本讲稿共54页分辨率和图象像素的关系分辨率和图象像素的关系l分辨率和图象的像素有直接的关系，分辨率和图象的像素有直接的关系，假如，一张分辨率为假如，一张分辨率为640 x480的图片，那的图片，那它的分辨率就达到了它的分辨
14、率就达到了307，200像素，也就像素，也就是我们常说的是我们常说的30万像素，而一张分辨率为万像素，而一张分辨率为1600 x1200的图片，它的像素就是的图片，它的像素就是200万。万。这样，我们就知道，分辨率的两个数字表示这样，我们就知道，分辨率的两个数字表示的是图片在长和宽上占的点数的单位。的是图片在长和宽上占的点数的单位。第20页，本讲稿共54页 图像分辨率与显示分辨率 图像分辨率是确立组成一幅图像的像素数目，图像分辨率用每英寸多少点（dot per inch dpi）表示，指组成一幅图像的像素密度的度量方法。对同样大小的一幅原图，如果数字化时图像分辨率高，则组成该图的像素点数目越多
15、，看起来就越逼真。它决定图像的点阵数。而且，不同的分辨率会造成不同的图像清晰度。第21页，本讲稿共54页图像分辨率与显示分辨率按照不同的图像分辨率来扫描图像，可以看出图像分辨率与显示分辨率的关系和不同。如果图像的点数大于显示分辨率的点数，则该图像在显示器上只能显示出图像的一部分。只有当图像大小与显示分辨率相同时，一幅图像才能充满整屏。对于14英寸的显示器，当显示分辨率设置为800600时，屏幕上的一英寸约有72个像素点，这时若用72 dpi的图像分辨率来扫描一幅图像，则屏幕上显示的图像大小基本就是原图的大小。第22页，本讲稿共54页按照不同的图像分辨率来扫描图像图像图像A：200dpi图像图像
16、B：50dpi图像图像C：图像：图像B放放大四倍大四倍第23页，本讲稿共54页不同的分辨率会造成不同的图像清晰度说明：该图是在一幅背景图上叠上人群像和文字。由于人群像在扫描输入时采用的分辨率不够，故造成背景清晰度高、层次细腻，而前景人像清晰度不够、层次粗糙。第24页，本讲稿共54页 输入设备1、扫描仪 扫描仪是一种可将静态图像输入到计算机里的图像采集设备。如果配上文字识别(OCR)软件，用扫描仪可以快速方便地把各种文稿录入到计算机内，大大加速了计算机文字录入过程。OCR软件的功能是将图化的文字转换为电子文档。第25页，本讲稿共54页 扫描仪的工作原理扫描仪内部具有一套光电转换系统，可以把各种图
17、片信息转换成计算机图像数据，并传送给计算机，再由计算机进行图像处理、编辑、存储、打印输出或传送给其它设备。第26页，本讲稿共54页扫描仪的主要性能指标 分辨率分辨率是衡量扫描仪的关键指标之一。它表明了系统能够达到的最大输入分辨率，以每英寸扫描象素点数(DPI)表示。制造商常用“水平分辨率垂直分辨率”的表达式作为扫描仪的标称。第27页，本讲稿共54页l每英寸点数每英寸点数(DPI)：每英寸点数：每英寸点数(DPI)是是Dotsperinch的缩写词，指印刷图像的解的缩写词，指印刷图像的解析度。每英寸点数越高，图像的解析度也越析度。每英寸点数越高，图像的解析度也越高。一个高。一个300DPI的打印
18、机，可以在每英寸的打印机，可以在每英寸上水平和垂直打印上水平和垂直打印300点，所以它可以打印点，所以它可以打印90,000点每平方英寸。点每平方英寸。文档大小指文档中文档大小指文档中数据的数量数据的数量第28页，本讲稿共54页 数码相机的工作原理虽然与扫描仪类似，但其分辨率的衡量标准却与扫描仪不同。扫描仪的分辨率标准与打印机类似，使用DPI（Dot Per lnch，即每英寸点数）作为衡量标准，而数码相机的分辨率标准却与显示器类似，使用图像的绝对像素数加以衡量。这是由于数码照片大多数时候是在显示器上观察的。数码相机拍摄的图像的绝对像素数取决于相机内CCD芯片上光敏元件的数量，数量越多则分辨率
19、越高，所拍图像的质量也就越高，当然相机的价格也会大致成正比地增加。第29页，本讲稿共54页扫描仪的主要性能指标 1、色彩位数：色彩位数是影响扫描仪表现的另一个重要因素。色彩位数越高，所能得到的色彩动态范围 越大，也就是说，对颜色的区分能够更加细腻。2、速度：在指定的分辨率和图像尺寸下的扫描时间。3、幅面：扫描仪支持的幅面大小，如A4、A3、A1和A0。第30页，本讲稿共54页像素：一个像素就是一个图像中描绘一像素：一个像素就是一个图像中描绘一种颜色的一个点。图像大小从像素的角度来种颜色的一个点。图像大小从像素的角度来表现就是横向像素的数量乘以竖向像素的数表现就是横向像素的数量乘以竖向像素的数量
20、量上传：上传就是把图片从一电脑传送到上传：上传就是把图片从一电脑传送到主机、网络等等。当您在主机、网络等等。当您在“用户图片库用户图片库”中中增加一张图片，您就是把一个图像从您的电增加一张图片，您就是把一个图像从您的电脑上传到我们的服务器上了脑上传到我们的服务器上了第31页，本讲稿共54页lJPEG：JPEG是一种彩色图象压缩技术。是一种彩色图象压缩技术。一般来说，以一般来说，以JPEG格式存储的图象文件不包格式存储的图象文件不包含原文件的所有数据。含原文件的所有数据。JPEG格式允许不同的格式允许不同的压缩比例。压缩比越大，损失的原图象文件压缩比例。压缩比越大，损失的原图象文件信息越多，这样
21、就降低了图象的质量。信息越多，这样就降低了图象的质量。l质量：如果用来表示质量：如果用来表示JPEG图象，质量图象，质量意味着意味着JPEG图象的压缩比。压缩比越大，质图象的压缩比。压缩比越大，质量越差（因为损失的原图象文件信息越多）。量越差（因为损失的原图象文件信息越多）。相反地，压缩比越小，质量越好。因此，高相反地，压缩比越小，质量越好。因此，高质量的质量的JPEG图象文件尺寸更大图象文件尺寸更大第32页，本讲稿共54页像素每英寸像素每英寸(PPI)：像素每英寸像素每英寸(PPI)是是Abbreviationforpixelsperinch的缩写词，指图像的解析度。图像的的缩写词，指图像的
22、解析度。图像的PPI决定了图像被打印的决定了图像被打印的大小。例如，当一个图像存储为大小。例如，当一个图像存储为100PPI，打印时，每一英，打印时，每一英寸的图像映射寸的图像映射100个像素。图像将以这种方式打印而不考个像素。图像将以这种方式打印而不考虑打印机实际的打印能力。如果一个虑打印机实际的打印能力。如果一个300dpi的打印机打印的打印机打印一个一个100PPI的图像，它将为图像的每个像素打印的图像，它将为图像的每个像素打印9点点(3x3)第33页，本讲稿共54页 图像深度与色彩类型图像深度是指位图中记录每个像素点所占的位数，它决定了彩色图像中可出现的最多颜色数，或者灰度图像中的最大
23、灰度等级数。图像的色彩需用三维空间来表示，如RGB色彩空间，而色彩的空间表示法又不是唯一的，所以每个像素点的图像深度的分配还与图像所用的色彩空间有关。以最常用的RGB色彩空间为例，图像深度与色彩的映射关系主要有真彩色、伪彩色和调配色。第34页，本讲稿共54页 图像深度与显示深度图像深度是图像文件中记录一个像素点所需要的位数；显示深度表示显示缓存中记录屏幕上一个点的位数（bit），也即显示器可以显示的色彩数。因此，显示一幅图像时，屏幕上呈现的色彩效果与图像文件所提供的色彩信息有关，也即与图像深度有关；同时也与显示器当前可容纳的色彩容量有关，也即与显示深度有关。第35页，本讲稿共54页图像深度与显
24、示深度1、显示深度大于图像深度：在这种情况下屏幕上的色彩能较真实地反映图像文件的色彩效果。如当显示深度为24位，图像深度为8位时，屏幕上可以显示按该图像的调色板选取的256种颜色；图像深度为4位时可显示16色。这种情况下，显示的色彩完全取决于图像的色彩定义。第36页，本讲稿共54页 图像数据的容量在扫描生成一幅图像时，实际上就是按一定的图像分辨率和一定的图像深度对模拟图片或照片进行采样，从而生成一幅数字化的图像。图像的分辨率越高、图像深度越深，则数字化后的图像效果越逼真、图像数据量越大。如果是按照像素点及其深度映射的图像数据大小可用下面的公式来估算：图像数据量图像的总像素图像深度/8（Byte
25、）一幅640480、真彩色的图像，其文件大小约为：64048024/8=1MByte第37页，本讲稿共54页 视视频频:内内容容随随时时间间变变化化的的一一组组动动态态的的图图象象(25(25帧帧/秒秒或帧秒），又叫运动图象。或帧秒），又叫运动图象。静止的图片称为图像，运动的图像称为视频静止的图片称为图像，运动的图像称为视频模模 拟拟 视视 频频：一一种种用用于于传传输输图图像像和和声声音音的的并并且且随随 时间连续变化的电信号（电视，录象机等）时间连续变化的电信号（电视，录象机等）特点：特点：以模拟电信号形式来记录以模拟电信号形式来记录 把视频作为模拟信号保存在磁带上把视频作为模拟信号保存在
26、磁带上 视频视频第38页，本讲稿共54页模拟视频的不足：模拟视频的不足：不适合网络传输不便于分类检索和编辑处理视频的数字化过程：视频的数字化过程：把视频源（电视机，模拟摄象机，录象机等设备）的模拟视频信号，转换为计算机所能够进行识别和处理的数字视频信号的形式，并存放在磁盘上。第39页，本讲稿共54页数字化视频的优点：数字化视频的优点：适合于网络应用，信号不会受适合于网络应用，信号不会受干扰；干扰；可长距离传输而无信号损失；可长距离传输而无信号损失；再现性好；再现性好；便于计算机编辑处理。便于计算机编辑处理。第40页，本讲稿共54页影视后期制作过程影视后期制作过程前期处理前期处理：录象机，电视机
27、，摄象机，电视机传输线录象机，电视机，摄象机，电视机传输线视频采集卡视频采集卡计算机（带声卡）计算机（带声卡）视频采集卡的作用：汇集多种视频源的信息，对被捕捉和采集到的画面进行数字化，压缩，冻结，编码，存储，输出等操作，把视频信息转化为数字信息并存放到计算机上，便于计算机对视频文件进行编辑和处理第41页，本讲稿共54页视频信息的网络化传输视频信息的网络化传输传统形式：传统形式：需要从服务器上下载以后才能播放。流媒体技术流媒体技术：通过流式传输的方式在基于网络的环境下播放的媒体格式。特点特点：边下载边观看，以流的形式进行数字媒体的传输；与用户交互可以在播放中对其进行控制；合理保护版权，数据放在缓
28、存中，播放完后被丢弃。流媒体传输的载体：流媒体传输的载体：网络，手机，等。第42页，本讲稿共54页视频格式之间的转换视频格式之间的转换l常见的视频格式有很多，如果你稍微了解一点儿视频常见的视频格式有很多，如果你稍微了解一点儿视频知识，就应该不会对诸如知识，就应该不会对诸如AVI、MPEG、MOV、RM等常等常见视频格式感到陌生。见视频格式感到陌生。l什么格式的文件就有什么样的播放器对应：什么格式的文件就有什么样的播放器对应：MOV格式格式文件用文件用QuickTime播放，播放，RM格式的文件用格式的文件用RealPlayer播播放。但假如你的计算机中只装有放。但假如你的计算机中只装有Real
29、Player播放器，而你播放器，而你所得到的却是一个所得到的却是一个MOV格式文件，此时最好的办法就是要找格式文件，此时最好的办法就是要找到这两种视频格式之间的到这两种视频格式之间的“桥梁桥梁”从而实现互相转换，从而实现互相转换，同时同时也有利于相关软件的编辑。也有利于相关软件的编辑。第43页，本讲稿共54页 色彩的基本概念第44页，本讲稿共54页一、色彩基本概述1、物体的颜色l 某一景物的颜色，是在特定光源照射下，所反射的某些可见光谱成份在人眼所引起的视觉效果。l 彩色感或者色感是人眼主观和客观光源及其反射、吸收相结合所引起的生理物理过程。第45页，本讲稿共54页色彩基本概述2、太阳光谱和单
30、色光1672年牛顿用三棱镜将太阳光（白光）分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫（品红）顺序排列渐变的彩带，这种现象称作色散（dispersion）第46页，本讲稿共54页可见光波长与色的对应关系：一定波长的光与某种颜色相对应；且一定波长范围的光可引起相同色感，即色对光的反映关系并不是单一的；色光名色光名称称紫紫蓝蓝青青绿绿黄绿黄绿黄黄橙橙红红波长范波长范围围(nm)380-430430-470470-500500-530530-560560-590590-620620-780第47页，本讲稿共54页二、色彩的三要素1、亮度：光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉，它与被观察物体的发光强度有关。同一物
31、体因受光不同会产生明度上的变化。第48页，本讲稿共54页2、色调：当人眼看一种或多种波长的光时所产生的彩色感觉，它反映颜色的种类，是决定颜色的基本特性。某一物体的色调，是指该物体在日光照射下，所反射的各光谱成分作用于人眼的综合效果，对于透射物体则是透过该物体的光谱综合作用的结果。第49页，本讲稿共54页3、饱和度：是指颜色的深浅程度，对于同一色调的彩色光，饱和度越深颜色越鲜明。淡色的饱和度比浓色要低一些。对于同一色调的彩色光，饱和度越深，颜色越鲜明或说越纯，相对于同一色调的彩色光，饱和度越深，颜色越鲜明或说越纯，相反则越淡。反则越淡。色彩的三要素第50页，本讲稿共54页绝大多数颜色也可以分解成
32、红绿蓝三种色光。三基色（RGB）原理：自然界常见的各种彩色光，都可由红（R）、绿（G）、蓝（B）三种颜色光按不同比例相配而成，同样绝大多数颜色也可以分解成红、绿、蓝三种色光，这就是色度学中最基本原理三基色原理。三基色的选择不是唯一的，但是，三种颜色必须是相互独立的，由于人眼对红、绿、蓝三种色光最敏感，因此由这三种颜色相配所得的彩色范围也最广，所以一般都选这三种颜色作为基色。三基色原理第51页，本讲稿共54页三基色原理三基色图红色+绿色=黄色红色+蓝色=品红绿色+蓝色=青色红色+绿色+蓝色=白色第52页，本讲稿共54页三基色原理第53页，本讲稿共54页l所用二进制数多少，决定图象质量所用二进制数多少，决定图象质量l色彩位数、彩色深度色彩位数、彩色深度每种原色色彩位数总色彩位数2N8位 24位 1678万种10位 30位 10.7亿种12位 36位 687亿种第54页，本讲稿共54页