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電子報 第 154 期 技師電子報於2000年9月21日創刊

本期編撰:林忠行

本期出刊:92年12月09日

臺灣省土木技師公會 發行

編者的話  

亞洲國家的小孩參加國際數學競賽或電腦軟體比賽,平均而言表現比歐美的小孩為出色。台灣、大陸、日本的高中畢業生較歐美的高中生在學識上程度高很多。但是諾貝爾獎得主還是歐美人士居多,這是教育體制不同所致,歐美的教育方式是啟發性和培養個人的獨立思考的建立,反觀我們則是填鴨式強迫輸入不管小孩子喜不喜歡?有沒有用?這就是為什麼教改要求被社會大眾如此期待?附上我前一陣子收到的網路文章一篇提供給各位思考,如果你是這位老師你會如何教導你的學生去學習這一篇童話故事?如果你要教你的小孩你又會如何去教育你的小孩呢?比較上台灣的學生還真的很可憐!真像一部學習的機器!

美國小學的一堂課---灰姑娘

上課鈴響了,孩子們跑進教室,這節課老師要講的是《灰姑娘》的故事。 
老師先請一個孩子上台給同學講一講這個故事的內容。孩子很快講完了,老師對他表示了感謝,然後開始向全班提問。

老師:你們喜歡故事裏面的哪一個?不喜歡哪一個?為什麼?
學生:喜歡辛黛瑞拉(灰姑娘),還有王子,不喜歡她的後母和後母帶來的姐姐。 
辛黛瑞拉善良、可愛、漂亮。後母和姐姐對辛黛瑞拉不好。 
老師:如果在午夜12點的時候,辛黛瑞拉沒有來得及跳上她的南瓜馬車,你們想一想,可能會出現什麼情況? 
學生:辛黛瑞拉會變成原來髒髒的樣子,穿著破舊的衣服。哎呀,那就慘啦。
老師:所以,你們一定要做一個守時的人,不然就可能給自己帶來麻煩。 
另外,你們看,你們每個人平時都打扮得漂漂亮亮的,千萬不要突然邋裏邋遢地出現在別人面前,不然你們的朋友要嚇著了。女孩子們,你們更要注意,將來你們長大和男孩子約會,要是你們不注意,被你的男朋友看到你很難看的樣子,他們可能就嚇昏了(老師做昏倒狀,全班大笑)。 
好,下一個問題:如果你是辛黛瑞拉的後母,你會不會阻止辛黛瑞拉去參加王子的舞會?你們一定要誠實喲! 
學生:(過了一會兒,有孩子舉手回答)是的,如果我辛黛瑞拉的後母,我也會阻止她去參加王子的舞會。
老師:為什麼? 
學生:因為,因為我愛自己的女兒,我希望自己的女兒當上王后。
老師:是的,所以,我們看到的後母好像都是不好的人,她們只是對別人不夠好,可是她們對自己的孩子卻很好,你們明白了嗎?她們不是壞人,只是她們還不能夠像愛自己的孩子一樣去愛其他的孩子。 
孩子們,下一個問題:辛黛瑞拉的後母不讓她去參加王子的舞會,甚至把門鎖起來,她為什麼能夠去,而且成為舞會上最美麗的姑娘呢?
學生:因為有仙女幫助她,給她漂亮的衣服,還把南瓜變成馬車,把狗和老鼠變成僕人。 
老師:對,你們說得很好!想一想,如果辛黛瑞拉沒有得到仙女的幫助,她是不可能去參加舞會的,是不是? 
學生:是的! 
老師:如果狗、老鼠都不願意幫助她,她可能在最後的時刻成功地跑回家嗎? 
學生:不會,那樣她就可以成功地嚇到王子了。(全班再次大笑) 
老師:雖然辛黛瑞拉有仙女幫助她,但是,光有仙女的幫助還不夠。所以,孩子們,無論走到哪裏,我們都是需要朋友的。我們的朋友不一定是仙女,但是,我們需要他們,我也希望你們有很多很多的朋友。 
下面,請你們想一想,如果辛黛瑞拉因為後母不願意她參加舞會就放棄了機會,她可能成為王子的新娘嗎?
學生:不會!那樣的話,她就不會到舞會上,不會被王子遇到,認識和愛上她了。 
老師:對極了!如果辛黛瑞拉不想參加舞會,就是她的後母沒有阻止,甚至支持她去,也是沒有用的,是誰決定她要去參加王子的舞會? 
學生:她自己。 
老師:所以,孩子們,就是辛黛瑞拉沒有媽媽愛她,她的後母不愛她,這也不能夠讓她不愛自己。就是因為她愛自己,她才可能去尋找自己希望得到的東西。如果你們當中有人覺得沒有人愛,或者像辛黛瑞拉一樣有一個不愛她的後母,你們要怎麼樣? 
學生:要愛自己!
老師:對,沒有一個人可以阻止你愛自己,如果你覺得別人不夠愛你,你要加倍地愛自己,如果別人沒有給你機會,你應該加倍地給自己機會;如果你們真的愛自己,就會為自己找到自己需要的東西----沒有人能夠阻止辛黛瑞拉參加王子的舞會,沒有人可以阻止辛黛瑞拉當上王后,除了她自己。對不對?
學生:是的!!! 
老師:最後一個問題,這個故事有什麼不合理的地方? 
學生:(過了好一會)午夜12點以後所有的東西都要變回原樣,可是,辛黛瑞拉的水晶鞋沒有變回去。 
老師:天哪,你們太棒了!你們看,就是偉大的作家也有出錯的時候,所以,出錯不是什麼可怕的事情。我擔保,如果你們當中誰將來要當作家,一定比這個作家更棒!你們相信嗎? 
孩子們歡呼雀躍。

技術交流

影像檔的格式

林忠行  技師

台北資訊展熱鬧的於12月7日結束了,這一次的會場應該屬筆記型電腦和數位相機生意最好,這兩者的價位都已降至比較合理而且可以接受的程度,數位相機的攤位到資訊展截止前仍是人山人海的搶購。目前不管老少出門在外旅遊幾乎人手一台數位相機,傳統傻瓜相機已經快要絕跡了!你是否還在用傳統傻瓜相機?或者正想要物色一台傳統傻瓜相機?勸你趕快跟上時代的潮流去採購一台數位相機吧!若無特殊需求建議300萬畫素應該足夠。目前數位相片在照像館洗一張4"X6"相片已經降到四元以下的價位,既可省去底片錢,又可以先行挑選滿意的相片再送洗成照片,最重要的是可以馬上拍就可以馬上預覽成果,不會發生好不容易出國一趟旅遊,照了十幾捲底片回來後送照像館洗出的結果是空白一片那將是如何懊惱的心情!

數位相機是以影像檔案的格式儲存,大部分是JPG的檔案格式,這些格式有特色呢?筆者從網路上收集一些相關資訊提供給各位參考:

JPEG 檔的特性-
JPG / JPEG 所使用的『主要』是破壞性( 失真 )的壓縮方式,它可以針對彩色或灰階的影像進行大幅度的壓縮。
我們平常似乎只注意到 JPEG / 彩色影像的處理,事實上,在影像處理的領域, JPEG / 灰階影像 ( 如遮罩 ),也是一個常用的範疇。
JPEG 的壓縮率比起非破壞性壓縮的 PNG / PCX...等格式來說,檔案大小常只有 1/10 或更小。
基本上,它是透過空間領域轉換為頻率領域的概念, 因為人類的眼睛對高頻的部份較不敏感,因此,這個部份就可以用大幅壓縮、較粗略的方式來處理,以達到讓檔案更小的目的。
由數位相機產生的 JPEG 檔,會在檔頭嵌入一個 Meta 資訊( 附加在標準檔頭區段 ),這就是我們熟知的 EXIF 資訊。目前最新的標準是 EXIF 2.2 ( 也就是 EXIF Print )。
新的 EXIF Print 包含了較更完整的拍攝參數資訊以及色彩吻合的參數,除了可以提供資訊讓攝影師進行參考外,在列印上( 尤其是在儲存媒體 --> 印相機 / 印表機 的直接列印 ),也可以達到讓色彩更加一致化的目標。
JPEG 有四種編碼方式,當你要將 JPEG 檔上傳至網路和朋友分享時,我們會建議您不要用Progressive (漸進式 )的方式,這主要是目前的瀏覽器以 IE 為大宗。
而 IE 在處理 Progressive 檔案時,會先讀完再一次顯現,這將使得瀏覽者在觀感上等待較久。
含有 EXIF 資訊的 JPEG 檔,會使得檔案增大個數 KB ( 視相機而定,約 2KB - 6KB 左右),在做影像縮圖時,若很在意檔案大小,請記得將這個 EXIF 資訊去除。
若 100% 表示最佳的 JPEG 壓縮品質,那麼,我們建議用在網路上的 JPEG 檔,可以介於85% - 95% 之間即可。
新的 JPEG2000 在影像品質及壓縮率上,因為使用了效率更佳的 Wavelet 技術而有不錯的表現,惟目前 JPEG2000 在應用層面仍有多個派別,這使得我們在瀏覽器端常要掛入不同的Plug-ins ,相信這個情況在未來將會有所改善 。

RAW 檔的特質
消費機的用戶一般較熟悉的是 JPEG 及 TIFF 檔,但對於專業用戶而言,RAW 檔才是他們最偏好的檔案格式。
使用 RAW 檔可以得到幾個優勢,茲分析於下-

RAW 檔的特性-
RAW 檔是直接抓取影像感測元件上的原始資料,尚沒有經過曝光補償、色彩平衡、GAMMA ... 等調整,因此,我們可以在後續用專用的軟體,很容易地進行曝光補償、色彩平衡、GAMMA ... 調整。
相對於 JPEG 檔而言,RAW 檔是非破壞、非壓縮檔案格式,若對影像品質相當地要求,RAW 檔 / TIFF 檔會比 JPEG 檔來得理想。
以原色影像感測元件為例,在單一的感光層必須擷取 RGB 三個色光,因此,感測單元被設計成 Mosaic 的方式排列,最後的結果是,對 Green 色光擷取 50% 光量,對 Red 及 Blue 各擷取 25% 光量。
RAW 檔的原始單位資料因此亦只需 8 Bits - 12 Bits 儲存,這會使得 RAW 檔的最後大小比 TIFF 小了許多。
RAW 檔較小的事實( 相對於 TIFF ),會有兩個明顯的效益:
1. 節省記憶體的空間。
2. 加快拍攝效率。

TIFF 檔的特質
由於 JPEG 檔是破壞性的壓縮檔案格式,當我們對品質非常要求時( 例如,要將圖檔用在精緻的印刷時 ),我們便會考慮非破壞性的儲存格式,如 TIFF, RAW。
即使是消費級數位相機,也有許多機種提供 TIFF 的檔案格式記錄方式。
值得注意的是,在品質的考量下,我們通常是在 DC 的拍攝、後續的影像編輯,都持續保持使用 TIFF 格式進行。
若原本是用 JPEG 格式記錄,在後續才儲存為 TIFF 檔,那麼,對影像品質並沒有幫助。
使用 TIFF 檔可以得到幾個優勢,茲分析於下。
 
TIFF ( Tagged Image File Format )檔的特性-
TIFF 檔是一種非破壞的檔案格式,一般而言,它會比 JPEG / RAW 檔都要來得大。
RAW 檔常需專用的軟體、Plug-ins 軟體來進行轉換,而 TIFF 檔則普偏為一般的影像軟體所支援。
在 TIFF 檔的檔頭,可以記載影像的解析度,由於 TIFF 的包容性甚佳,甚至可在檔案內放置多個影像( 例如包含一個較小的預視圖 ),因此,TIFF 檔也普偏地應用在排版軟體之中。

在 TIFF 檔之中,除了原本的 RGB 三個色頻外,還可以記載 α色頻,這個 α色頻基本上是一個遮罩,可以提供TIFF 檔在排版軟體( 例如 PageMaker ) 的去背功能,或者是做為在影像軟體之中的選取區。

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