《多媒體硬件環(huán)境》PPT課件.ppt

學習目標熟悉多媒體計算機系統(tǒng)的組成掌握聲卡和顯卡的功能和基本原理掌握幾種光存儲器的存儲原理、技術指標和數(shù)據(jù)格式熟悉幾種常用外部設備的工作原理、功能和特點,第2章多媒體硬件環(huán)境,2.1MPC系統(tǒng)的組成結構,2.1.1,MPC硬件系統(tǒng),多媒體計算機,1.個人計算機外設,2MPC技術標準,1）MPC-11990年MPC-l標準誕生；得到了許多硬件商的支持；發(fā)展了多媒體系統(tǒng)的標準操作平臺；軟件開發(fā)商也克服了以往無硬件標準而造成的軟件的困境2）MPC-21993年5月MPC聯(lián)盟又制定了第二代多媒體計算機標準MPC-2；主要是提高了基本部件的性能指標。3）MPC-31995年6月制定；在進一步提高對基本部件的要求的基礎上，MPC-3增加了全屏幕、全動態(tài)(30幀秒，fps)視頻及增強版的CD音質(zhì)的視頻和音頻硬件標準。,隨著計算機硬件技術和多媒體技術的飛速發(fā)展，MPC的標準規(guī)范還會繼續(xù)升級。所以，我們不必去拘泥于它的具體條件，而只要去理解、把握MPC的基本特征。這些基本特征有：帶有采用光學原理的數(shù)字光盤存儲設備(如CD-ROM驅(qū)動器等)；高質(zhì)量的數(shù)字音響(處理數(shù)字音頻、視頻的聲音卡)；高分辨率的圖形、圖像顯示(TV接收卡、視頻捕捉卡、視頻壓縮與解壓卡)；帶有管理多媒體的軟件；,3.MPC的特征,2.1.2MPC軟件系統(tǒng),1驅(qū)動軟件,2多媒體操作系統(tǒng),3多媒體數(shù)據(jù)處理軟件,4多媒體創(chuàng)作軟件,5多媒體應用系統(tǒng),2.2.1音頻卡的功能,音頻卡處理音頻信號的PC插卡是音頻卡（AudioCard），又稱聲音卡，聲音卡處理的音頻媒體有數(shù)字化聲音（Wave）、合成音樂（MIDI）、CD音頻。音頻卡的功能音頻的錄制與播放編輯與合成MIDI接口文語轉(zhuǎn)換CD-ROM接口游戲接口支持全雙工功能,2.2音頻接口,2.2.2音頻卡的工作原理,1.聲音輸入到計算機的過程,2.聲音的處理過程,音頻卡由下列部件組成：MIDI輸入/輸出電路；MIDI合成器芯片；用來把CD音頻輸入與線輸入相混合電路；帶有脈沖編碼調(diào)制電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以生成波形文件；用來壓縮和解壓音頻文件的壓縮芯片；用來合成語音輸出的語音合成器；用來識別語音輸入的語音識別電路；輸出立體聲的音頻輸出或線輸出的輸出電路等。,3.音頻卡的體系結構,4.MIDI接口規(guī)范,（1）MIDI1）MIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface）是指樂器數(shù)字接口，是數(shù)字音樂的國際標準。2）MIDI的音樂符號化過程實際上就是產(chǎn)生MIDI協(xié)議信息的過程。3）音樂合成器是電腦音樂系統(tǒng)中最重要的設備之一。,（2）MIDI接口1）MIDIIn（輸入口）：接收從其他MIDI裝置傳來的消息。2）MIDIOut（輸出口）：發(fā)送某裝置生成的原始MIDI消息。向其他設備發(fā)送MIDI消息。3）MIDIThru（轉(zhuǎn)發(fā)口）：傳送從輸人口接收的消息到其他MIDI裝置。向其他設備發(fā)送MIDI消息。,5.聲卡的聲道數(shù)（1）單聲道與立體聲（2）四聲道環(huán)繞（3）5.1聲道,2.2.3聲卡的選擇及應用聲卡的技術指標（1）采樣頻率和量化位數(shù)（2）MIDI合成方式（3）DSP數(shù)字信號處理器（4）音頻壓縮,2.聲卡與外部設備的連接,2.3視頻接口,2.3.1顯示卡1顯示卡的種類（1）一般顯示卡。完成顯示的基本功能，其性能優(yōu)劣與緩存容量、工藝質(zhì)量等有關。（2）圖形加速卡。目前以AGP顯示卡為主，帶有圖形加速器，顯示復雜圖像時速度較快。（3）3D圖形卡。專為帶有3D圖形的高檔游戲開發(fā)的顯示卡，三維坐標變換速度快、圖形動態(tài)顯示反映靈敏、清晰。（4）顯示/視頻輸出集成卡。在顯卡上集成視頻輸出電路，在把信號送至顯示器正常顯示信號的同時，可將信號轉(zhuǎn)換成視頻信號，送到視頻輸出端子，共電視機或錄像機接收。（5）顯示/TV集成卡。在顯示卡上集成TV高頻頭和視頻處理電路，使用該卡既可顯示多媒體信息，還可收看電視節(jié)目。,2顯示卡的結構,(1)電視卡（TVTurner）：將標準的NTSC、PAL、SECAM電視信號轉(zhuǎn)換成VGA信號在計算機屏幕上顯示，是一塊能接收全頻道、全制式彩色電視節(jié)目的視頻信號的轉(zhuǎn)換卡，它的輸出與電腦的CRT制式匹配。(2)TV編碼器（TVCoder）：把VGA信號轉(zhuǎn)為PAL、NTSC、SECAM制式的視頻信號，供電視播放或錄像制作使用，多用于廣告電視片的后期處理。(3)視頻捕獲卡：捕捉和編輯靜態(tài)視頻圖像，完成視頻數(shù)字化、編輯以及處理等工作。(4)動態(tài)視頻捕獲和播放卡：用于實時動態(tài)視頻和聲音的同時獲取及壓縮處理，該卡還具有儲存和播放功能。常用于視覺傳達系統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)控、辦公自動化和多媒體節(jié)目創(chuàng)作等場合。,3.各種功能的視頻卡,2.3.2視頻采集卡,1.視頻采集卡將視頻信號連續(xù)轉(zhuǎn)換成計算機存儲的數(shù)字視頻信號（離散）保存在計算機中或在VGA顯示器上顯示，完成這種功能的視頻卡稱之為視頻采集卡，或稱為視頻轉(zhuǎn)換卡。如果能夠?qū)崟r完成壓縮，則稱實時壓縮卡。通?？蓪⑼獠恳曨l輸入信號疊加在顯示器上，并將視頻輸入信號變換成計算機可存儲的信息保存在硬盤中。只能單幀捕獲的，稱為圖像卡。,2.視頻采集卡的連接,3.視頻卡的主要功能全活動數(shù)字圖像的顯示、抓取、錄制、支持MicrosoftVideoforWindows；可以從錄像機（VCR）、攝像機、ID、IV等視頻源中抓取定格，存儲輸出圖像；近似真彩色YUV格式圖像緩沖區(qū)，并可將緩沖區(qū)映射到高端內(nèi)存；可按比例縮放、剪切、移動、掃描視頻圖像；色度、飽和度、亮度、對比度及R、G、B三色比例可調(diào)；可用軟件選端口地址和IRQ；具有若干個可用軟件相互切換的視頻輸入源，以其中一個做活動顯示。,視頻信號源、攝像機、錄像機或激光視盤的信號首先經(jīng)過A/D變換，送到多制式數(shù)字解碼器進行解碼得到YUV數(shù)據(jù)，然后由視頻窗口控制器對其進行剪裁，改變比例后存入幀存儲器。幀存儲器的內(nèi)容在窗口控制器的控制下，與VGA同步信號或視頻編碼器的同步信號同步，再送到D/A變換器變成模擬的RGB信號，同時送到數(shù)字式視頻編輯器進行視頻編碼，最后輸出到VGA監(jiān)視器及電視機或錄像機。,4.視頻采集卡的工作原理,視頻采集卡的結構原理圖,窗口控制器-PC總線接口部分,窗口控制器視頻輸入剪裁、變比例部分,2.4.1什么是CD-ROM,2.4光存儲設備,2.4.2CD-ROM工作原理,激光盤,2.4.3激光存儲器標準,CD-I標準(CD-Interactive)CD交互式標準，用于家用音響電器,CD-ROMXA標準(CD-ROMExtendedArchitecture)CD-ROM擴展結構標準，用于計算機，把聲音、圖像、文字等不同信息記錄在一條軌道上,VedioCD標準圖像數(shù)據(jù)壓縮標準，簡稱VCD，采用MPEG-1壓縮技術,PhotoCD標準Kodak公司制定的數(shù)字化照片存放標準，簡稱PCD標準,DVD標準(DigitalVersatileDisk)采用MPEG-2壓縮技術的標準，可存放488分鐘影片、4.7GB17GB的數(shù)據(jù),CD-ROM標準,顯示適配器,顯示器,主機箱,主板,顯示電纜,2.4.4顯示適配器,2.5多媒體I/O設備,常見I/O設備,2.5.1,2.5.2觸摸屏,觸摸屏輸入設備，坐標定位裝置,觸摸檢測裝置,觸摸屏控制卡,作用將坐標信息送入計算機,觸摸檢測裝置特點：高透明度，可觸摸作用：獲得觸摸坐標信息,觸摸屏控制卡作用：分析觸摸坐標信息坐標信息數(shù)字化經(jīng)電纜傳送至主機,驅(qū)動程序作用：提供數(shù)據(jù)分析方法規(guī)范信號傳送格式控制硬件動作,電阻觸摸屏,觸摸屏種類及其技術特點,將檢測到的電阻值轉(zhuǎn)換成坐標數(shù)字信息,表面聲波觸摸屏,矢量壓力觸摸屏將觸摸壓力點的位置和壓力轉(zhuǎn)換成坐標信息,將阻擋聲波的位置轉(zhuǎn)換成坐標數(shù)字信息,觸摸屏種類及其技術特點,掃描儀種類,臺式掃描儀,平板式掃描儀,底片掃描儀(透射式),2.5.3圖像掃描儀,手持掃描儀,滾筒掃描儀,按結構分：,按原理分：反射式,手持式,、平板式,、滾筒式,、臺式,、透射式,、多用機,掃描基本工作原理,反射式掃描原理,平板式掃描儀,掃描儀的技術指標,中檔數(shù)碼照相機,2.5.4數(shù)碼照相機與攝像機,1.發(fā)展及種類,高級數(shù)碼照相機,影樓專用數(shù)碼照相機,家用數(shù)碼攝像機,(數(shù)字成像設備),專業(yè)數(shù)碼攝像機,家用數(shù)碼攝像機,2.數(shù)碼照相機的工作原理,鏡頭,影像,數(shù)字信號,譯碼器存儲介質(zhì)數(shù)據(jù)接口,技術指標,LCD顯示屏(彩色/單色/像素數(shù)量),數(shù)據(jù)接口USB/Video輸出接口IEEE1394高速接口,1.各種類型的打印機,噴墨打印機,彩色激光打印機,2.5.5彩色打印機,噴墨打印機,照片打印機,2.,打印機重要參數(shù),打印分辨率7202880dpi打印速度ppm(頁/分鐘)打印介質(zhì)普通紙、專用紙、照片紙、膠片、轉(zhuǎn)印紙等耗材成本墨盒、顏料等,3.激光打印原理,激光彩色打印機使用4個鼓，處理過程極其復雜。主要由著色裝置、有機光導帶、打印機控制器、激光器、傳送鼓、傳送滾筒及熔合固化裝置構成。工作時，有機光導帶內(nèi)的預充電裝置先在光導帶上充電，產(chǎn)生一層均勻電荷，激光器產(chǎn)生的激光束射到光導帶上時，使光導帶相應點放電。由于光導帶不停的運動，所以不同強度的激光束就在光導帶上形成放電程度不一的放電區(qū)，這些放電區(qū)就組成了與該圖像相對應的潛像。當光導帶上的潛像從著色裝置下方通過時，與光導帶接觸的著色裝置打開，著色劑附著在光導帶放電區(qū)（充電區(qū)對著色劑起排斥作用，所以著色劑不能附著其上）。光導帶不停的旋轉(zhuǎn)，以上著色過程多次進行，從而使四種顏色都按原圖像色彩附著其上，這樣就得