資料數位化
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。
認識二進位0與1
神祕的二進位數字:教育會考快到了,老師留言兩個神祕的二進位數字,給他的學生鼓勵打氣,你能解答這個二進位數字,猜出隱含的祝福密碼嗎?
0110,0110,0110
1001,0001,1000
評量:
評量:二進位大挑戰闖關遊戲(擷圖繳交)
從右側遊戲中初步認識二進位與數量的關係。先翻開5張牌卡,觀察蘋果數量,你有沒有發現某種規律?
1、數量關卡:翻出指定的數量的蘋果。
2、快手關卡:依序翻出1~31顆蘋果。必須觀察如何進位,才能快速破關。計時少於40秒「快」標章,少於30秒「超快」標章。
3、二進位轉十進位關卡:出題二進位數字,回答十進位數字,可以翻開牌卡計算數量,再回答喔!
註:右邊翻牌遊戲參考自謝宗翔老師偷插電的資訊科學網頁https://sites.google.com/ntjh.ntct.edu.tw/cstt/
評量:打開轉盤鎖密碼。三個密碼數字以二進位數值記錄在後,需解讀成十進位數字,才解開鎖頭。(先右轉、再左轉、再右轉)
文字數位化
文字數位化學習單:(學生個別下載操作xlsx)
(1)複習十進位轉二進位,觀察十六進位的寫法。
(2)練習二進位轉十六進位。
(3-1)使用ASCII表查詢英文字母、數字的十六進位。
(3-2)運用Unicode網頁查詢中文字的十六進位。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,把下面十六進位訊息貼上,另存新檔「1.txt」。開啟「1.txt」,神祕文字就會浮現。)
E5BBBAE59C8BE5ADB8E7949FE69C83E88083E59091E5898DE8A19D20476F2120476F2120476F21
評量:
文字數位化學習單操作檔案(xlsx)擷圖繳交
查ASCII,用十六進位寫一個英文單字
查Unicode,用十六進位寫自己的名字
評量:密碼盒任務。依學習單查找ASCII與UTF-8,拼湊出鎖頭的密碼。(下載學習單docx、密碼盒材料清單)
銀色鎖:5位數密碼,請查詢ASCII編碼表,把二進位編碼轉換為英文字母,並解讀密碼。(使用http://gg.gg/1110311ascii)
紅色鎖:4位數密碼,請查詢UNICODE編碼表網頁,把十六進位UNICODE碼轉換為國字,並解讀密碼。(使用http://gg.gg/ckutf8)
注意事項:解鎖完成者,取出獎勵小物,將兩個鎖放進盒內,和學習單一起送回老師講桌。限時15分鐘,務必請把握時間。學習單必須填寫完整。
密碼盒任務
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HexEd.it,把下面十六進位訊息貼上,另存新檔「1.bmp」,神祕的圖片就會浮現。)
聲音數位化
活動-吹直笛、錄音,用Audacity觀察聲音的頻率,波形與頻譜圖。(聲音頻率表)
活動-Audacity操作(1)放大縮小觀察聲波、(2)效果/節拍與音調(音檔下載、或錄音)
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,把下面十六進位訊息貼上,另存新檔「1.mp3」,神祕的聲音就會浮現。)
評量:
聲音的取樣與量化遊戲(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
二進位的加減乘除
文字數位化,我們可以加密文字、解密文字等。影像數位化,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,我們可以修改聲波,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
【影像數位化】解析度(DPI,dot per inch)其中的英寸inch常識,可參考法定度量衡單位的由來和單位知識王。
【影像數位化】秒懂潮科技-底大一級壓死人,感光元件越大越好嗎?
【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
【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。