資料數位化
一、數位化概念
電腦的世界只看得懂0與1,所有資料進入電腦前,都必須轉換成0與1組合而成的資料。數位化就是把資料轉換成0與1,包括文字、圖片、影片、數字、App應用程式等,都是經由數位化以0與1的形式儲存在電腦(手機和平板皆然)。生活中,用手機拍一張照片會儲存成數位化相片、用平板錄音會產出數位化音檔、電腦打字寫電子郵件會產生數位化文字等。資料數位化為0與1之後,電腦才能夠播放、編輯、傳遞、處理這些資料。
以下先認識二進位0與1,再分別介紹文字、影像、聲音的數位化概念。
三、文字數位化
文字數位化學習單:(學生個別下載操作xlsx)
(1)寫出0~15的二進位,並觀察4個二進位與1個十六進位的關係。
(2)寫出幾個十六進位,可查詢網頁,也可參照前項4個二進位對應1個十六進位之關係。
(3-1)使用ASCII表查詢英文字母數字的十六進位。
(3-2)使用全字庫網站查詢中文字Unicode的十六進位。神祕的十六進位文字:為了驗收學生文字數位化的學習成果,老師傳了一段神祕的十六進位訊息給他的學生,這是一句祝福文字,你能解答下面這段十六進位文字是什麼嗎?(提示:打開網頁HexEd.it,新增檔案,把下面訊息用十六進位方式貼上,另存新檔「1.txt」並開啟之,神祕文字就會浮現。)
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評量:
文字數位化學習單操作檔案(xlsx)擷圖繳交
用ASCII拼出英文名字、用Unicode拼出中文名字(xlsx)擷圖繳交
四、影像數位化
神祕的十六進位圖片:為了驗收學生影像數位化的學習成果,老師傳了一段神祕的十六進位訊息給他的學生,這是一張祝福小圖,你能解答下面這段十六進位圖片是什麼嗎?(提示:打開網頁https://hexed.it/,新增檔案,把下面訊息用十六進位方式貼上,另存新檔「1.bmp」並開啟之,神祕的圖片就會浮現。)
五、聲音數位化
活動-用Audacity放最大,看波形上面的點,慢慢縮小波形,猜它是什麼?答案:聲波。
示範-吹直笛、錄音,用Audacity觀察聲音:
波形放大、縮小
頻率:頻譜圖、頻譜圖設定、線性/最小頻率0/最大頻率1000。(聲音頻率表)
活動-Audacity操作音檔(音檔下載、或錄音)
波形放大、縮小
製作複本,複本音檔「效果/節拍與音調/變更音高」,頻率增一倍,聽聲音,放大波形,觀察上下兩個聲波的頻率真得增加一倍。
神祕的十六進位聲音:為了驗收學生聲音數位化的學習成果,老師傳了一段神祕的十六進位訊息給他的學生,這是一句祝福的聲音,你能解答下面這段十六進位聲音是什麼嗎?(提示:打開網頁HexEd.it,新增檔案,把下面訊息用十六進位方式貼上,另存新檔「1.mp3」並開啟之,神祕的聲音就會浮現。)
評量:
聲音的取樣與量化模擬遊戲(Scratch程式)(擷圖繳交)
聲音數位化學習單(edulastic)-聲音三要素、聲音取樣與量化
六、二進位的加減乘除
文字數位化後,我們可以加密文字、解密文字等。影像數位化後,我們可以修改像素色彩,實現修圖、去痘除疤、美化皮膚、去背景等。聲音數位化後,我們可以修改聲波波形,實現音量調整、淡入淡出、調快調慢等。
活動:密碼盒任務學習單PDF,依照學習單計算二進位加法、二進位減法,並且換算成十進位密碼,解開兩個密碼鎖。
參考影片
【數位化觀念】How Computers Work: Binary & Data(二進位56s、文字數位化3m47s、影像數位化4m17s、聲音數位化4m49s)
【數位化觀念】How exactly does binary code work?(二進位32s、影像數位化2m31s、聲音數位化2m58s)
【數位化觀念】Why Do Computers Use 1s and 0s? Binary and Transistors Explained.
【二進位】什麼是二進位?
【二進位】進位制:二進位、八進位、十進位、十六進位
【文字數位化】What is ASCII?
【影像數位化】像素VS解析度 | 螢幕、照片各種解析度的區別
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【聲音數位化】聲音的三要素
【聲音數位化】聲音檔案的「解析度」,以及你為什麼需要 24 位元錄音!(前半段影像數位化、後半段聲音數位化)
【聲音數位化】動物聽覺能力大比拚
【聲音數位化】20Hz to 20KHz(你能聽到那一段頻率?當然也跟喇叭的響應頻率有關。)
【聲音數位化】Seeing Properties of Sound Waves (amplitude, frequency, wavelength, energy)
【聲音數位化】音高校正軟體:為什麼唱片裡的歌手音都那麼準?
參考網站
【聲音數位化】The Science of Sound:NASA的聲音科學
【聲音數位化】Table of Musical Frequency
【聲音數位化】了解取樣率對聲音的影響、關於聲音位元深度對錄音的影響
工具
【二進位遊戲】Binary Game
【文字數位化】HexEd.it:二進位檢視與編輯檔案。
【文字數位化】UTF-8 Tool:查詢文字的Unicode和UFT-8。
【文字數位化】Unicode Character Converter/Search:查詢文字的Unicode和UFT-8。
【文字數位化】Unihan Database Lookup:查詢中文字的Unicode和UFT-8。
【文字數位化】Charset.org:查詢中文字的Unicode和UFT-8。
【文字數位化】ASCII對照表:128個字元集,含英文大小寫字母、阿拉伯數字、符號、控制字元等。
【影像數位化】PhET Color Vision彩色視覺:操作三原色。
【影像數位化】W3Schools Colors RGB:操作RGB色彩。
【影像數位化】W3Schools Colors HSL:操作HSL色彩。
【影像數位化】pixelart:pixel編輯工具。
【聲音數位化】Audacity:錄音、放大聲波、觀察波形。
【聲音數位化】Noteflight:畫五線譜,選樂器播放。