第2章多媒體計算機系統(tǒng)

1、1多 媒 體 技 術電子教學課件第第3 3章章2第3章 多媒體計算機系統(tǒng)n多媒體計算機的組成n光存儲器n音頻卡n視頻卡n顯示器n其他多媒體設備3第3章 多媒體計算機系統(tǒng)n 主要分為三類u 多媒體個人計算機多媒體個人計算機MPCMPC、專用多媒體系、專用多媒體系統(tǒng)和多媒體工作站。統(tǒng)和多媒體工作站。n 2.1 多媒體計算機的技術規(guī)范和組成u 19901990年年1010月制定了統(tǒng)一的月制定了統(tǒng)一的MPCMPC標準技術標準技術規(guī)范規(guī)范1.01.0。u 19931993年發(fā)布了年發(fā)布了MPCMPC技術規(guī)范技術規(guī)范2.02.0。u 19951995年發(fā)布了年發(fā)布了MPCMPC技術規(guī)范技術規(guī)范3.03.0

2、。4多媒體個人計算機三個規(guī)范標準項目項目MPC-1MPC-2MPC-3RAM2 MB4 MB8 MBCPU16 MHz 386SX25 MHz 486SX75 MHz Pentium硬盤容量硬盤容量30 MB160 MB540 MBCD-ROM150 KB/S最大尋址時間最大尋址時間1 S300 KB/S最大尋址時間最大尋址時間400 mSCD-ROM /XA600 KB/S最大尋址時間最大尋址時間200 mSCD-ROM / XA聲卡聲卡8 bit 數字聲音數字聲音8 個合成音個合成音MIDI16 bit 數字聲音數字聲音8 個合成音個合成音MIDI16 bit 數字聲音數字聲音Wave t

3、able (波表波表)MIDI顯示顯示64048016 色色64048065536 色色64048065536 色色視頻播放視頻播放 352240 30fps（幀）（幀） 352288 25 fps（幀）（幀）輸入輸出端口輸入輸出端口MIDI I/O搖桿端口搖桿端口串并聯端口串并聯端口MIDI I/O搖桿端口搖桿端口串并聯端口串并聯端口MIDI I/O搖桿端口搖桿端口串并聯端口串并聯端口5第3章 多媒體計算機系統(tǒng)構成多媒體硬件系統(tǒng)除了需要較高配置的計算機主機硬件以外，通常還需要構成多媒體硬件系統(tǒng)除了需要較高配置的計算機主機硬件以外，通常還需要音頻、視頻處理設備、光盤驅動器、各種媒體輸入音頻、視

4、頻處理設備、光盤驅動器、各種媒體輸入/輸出設備等。輸出設備等。6圖4-1為一個典型的多媒體計算機的組成。一個典型的多媒體計算機結構圖多媒體計算機多媒體計算機視頻卡視頻卡顯示器顯示器攝像機攝像機投影機投影機電視機電視機錄像機錄像機VCD鍵盤鼠標鍵盤鼠標DVD數碼相機數碼相機掃描儀掃描儀光筆、觸摸屏光筆、觸摸屏磁存儲器磁存儲器光盤驅動器光盤驅動器調制解調器調制解調器耳機、揚聲器耳機、揚聲器話筒話筒CD唱盤唱盤MIDI錄音機錄音機音頻卡音頻卡打印機打印機繪圖儀繪圖儀網絡卡網絡卡7第3章 多媒體計算機系統(tǒng)893.1 光存儲器n光盤的分類n 光存儲器的工作原理u 1. CD1. CDROMROM驅動器的

5、工作原理驅動器的工作原理u 2. CD2. CDROMROM光盤的結構光盤的結構u 3. CD3. CDROMROM光驅的種類光驅的種類nCDROM光驅的性能指標nDVD與VCD10光盤的分類n 荷蘭Philips公司在1972年9月5日，展示命名為LV（Laser Vision）光盤系統(tǒng)（又稱激光視盤系統(tǒng)）并于1978年投放市場。一 片 雙 面 盤 的 播 放 時 間 為 2 小 時 。 1982年又成功地開發(fā)了CDDA數字光盤音響系統(tǒng)，一片光盤播放約72分鐘。n 這兩個系統(tǒng)記錄信息的特點都是把信息以凹坑和凸坑的形式記錄在螺旋形光道上。11光存儲器的特點n存儲密度高存儲密度高n非接觸讀寫方式

6、非接觸讀寫方式n信息保存時間長（信息保存時間長（3030年以上）年以上）n盤面抗污染能力強盤面抗污染能力強n價格低廉，使用方便。價格低廉，使用方便。12光盤存儲器的分類n CDROM光盤u 能夠存儲能夠存儲650MB650MB左右的數據，用來代替磁帶或左右的數據，用來代替磁帶或軟盤，存儲聲音和圖像文件、數據和軟件。軟盤，存儲聲音和圖像文件、數據和軟件。13CDROM 光盤u CDCDROMROM光盤光盤具有文件結構，所以能用文件具有文件結構，所以能用文件管理系統(tǒng)查看其中的目錄和文件名等信息。管理系統(tǒng)查看其中的目錄和文件名等信息。u 一般的電子出版物或發(fā)行的軟件光盤上都一般的電子出版物或發(fā)行的軟

7、件光盤上都有有INSTALL.EXEINSTALL.EXE或或SETUP.EXESETUP.EXE安裝程序或可執(zhí)安裝程序或可執(zhí)行程序，安裝程序一般放在光盤的根目錄下行程序，安裝程序一般放在光盤的根目錄下。u 由于由于CDCDROMROM光盤光盤是在是在CDCDDADA光盤光盤技術基礎技術基礎上產生的，因此，上產生的，因此，CDCDROMROM光驅都與光驅都與CDCDDADA格式兼容，格式兼容，可以使用可以使用CDCD唱片。唱片。14光盤的分類n 一次寫入型光盤WORMu用戶可一次寫入信息，信息永久保存，可多次讀出，用戶可一次寫入信息，信息永久保存，可多次讀出，但不可修改，適用于數字圖像等文檔信

8、息存儲和檢索。但不可修改，適用于數字圖像等文檔信息存儲和檢索。n可重寫光盤ER/Wu（1 1） MODMOD光盤（光盤（可擦重寫磁光型光盤）可擦重寫磁光型光盤）u容量約容量約200200MBMB600MB600MB。可作為計算機硬盤的后可作為計算機硬盤的后備存儲器，還可作為個人機或網絡服務器、工備存儲器，還可作為個人機或網絡服務器、工作站上具有可換性的存儲器。作站上具有可換性的存儲器。u（2 2） PCDPCD光盤（光盤（相變型光盤）相變型光盤）u 具有直接覆蓋記錄能力。具有直接覆蓋記錄能力。PCDPCD光盤光盤是用激光技是用激光技術來記錄和讀出信息，容量約術來記錄和讀出信息，容量約12812

9、8MBMB1GB1GB。15光盤的分類nPhoto CD光盤uPhoto CDPhoto CD是用于照相時保存彩色照片，是用于照相時保存彩色照片，還可以存儲文字、圖形或音頻信息，它還可以存儲文字、圖形或音頻信息，它最多可容納最多可容納100100幅幅35mm35mm圖像。圖像。u 特點：特點：u Photo CD Photo CD 讀出的圖像質量很高。讀出的圖像質量很高。u 支持多種存儲格式。支持多種存儲格式。16 光存儲器 的性能指標n 1. 存儲容量u 有格式化容量和用戶容量之分。前者指按有格式化容量和用戶容量之分。前者指按一定的光盤標準格式化后的容量，后者是允一定的光盤標準格式化后的容量

10、，后者是允許用戶對盤片讀寫的容量。后者小于前者。許用戶對盤片讀寫的容量。后者小于前者。n 2. 數據傳輸速率u 定義為每秒鐘內可以傳輸的數據量。定義為每秒鐘內可以傳輸的數據量。 單速光驅的數據傳輸速率為每秒單速光驅的數據傳輸速率為每秒150KB150KB，二，二倍速倍速/ /四倍速四倍速/ /八倍速八倍速 CDCDROMROM光驅的數據傳光驅的數據傳輸速率分別是輸速率分別是300KB/600KB/1300KB/600KB/1. .2MB2MB，現在的光，現在的光驅傳輸速率可達四十倍速（驅傳輸速率可達四十倍速（6MB6MB）以上。）以上。17CDROM 光驅 的性能指標n 3. 平均訪問（尋道）

11、時間u 指指CDCDROMROM光驅的激光頭從原來的位置移動光驅的激光頭從原來的位置移動到一個新指定的目標（光盤的數據扇區(qū)）位到一個新指定的目標（光盤的數據扇區(qū)）位置并開始讀取該扇區(qū)上的數據這個過程中所置并開始讀取該扇區(qū)上的數據這個過程中所花費的時間。花費的時間。19951995年公布的年公布的MPC3MPC3標準規(guī)定標準規(guī)定CDCDROMROM光驅的平均尋道時間不應多于光驅的平均尋道時間不應多于250ms250ms。n 4. 數據緩沖區(qū)大小u 目前緩沖區(qū)容量一般為目前緩沖區(qū)容量一般為256KB256KB。緩沖區(qū)容量。緩沖區(qū)容量大，可以省略了機械動作所需的時間，使實大，可以省略了機械動作所需的

12、時間，使實際速度加快。際速度加快。18CDROM 光驅 的性能指標n 5. 誤碼率u 誤碼率是指讀盤錯誤率。誤碼率是指讀盤錯誤率。n 6. 平均無故障時間u CDCDROMROM的平均無故障時間的平均無故障時間MTBFMTBF要求達到要求達到 2500025000小時。小時。n 19光驅的結構防塵門防塵門彈出鍵彈出鍵讀盤指示燈讀盤指示燈2021把光驅的托盤卸下，就能看到整個光驅的驅動電路了，光驅的所有機械部件都在這里?？梢钥吹缴厦嬗袃蓚€電機，中央的那個用來驅動激光頭，而靠邊上的那個則是用來驅動光驅托盤的，即你平時放碟片的地方。光驅的內部結構光驅的內部結構22右圖為帶動托盤運動的齒輪和皮帶，托盤

13、的彈入彈出就是依靠這個組件。齒輪或皮帶壞了就會導致彈入/彈出時托盤被卡死，這是光驅最常見的故障之一。控制激光頭組件移動的步進電機采用了齒輪直接驅動模式，沒有使用老式的皮帶拖動，所以準確性和穩(wěn)定性更高。圓柱形部分就是激光頭的驅動電機，也就是 “機芯”。機芯是光驅的動力之源，是它帶動光盤飛速旋轉，如今4050速的光驅中，這個電機的轉速可以達到每分鐘7000轉，而且該電機為伺服式電機，可以隨著工作的模式變換轉速。機芯采用的材質一般為鋼（金屬）或塑料，一般情況下金屬機芯的壽命、穩(wěn)定性和抗干擾性要比塑料機芯好得多，所以鋼機芯的分量都比較重，光驅拿在手里要沉一些。23光存儲器的工作原理n 1. CDROM

14、驅動器的工作原理激光二極管激光二極管電信號電信號鏡頭鏡頭反射鏡反射鏡物鏡物鏡準直透鏡準直透鏡激光束激光束偏振光束分離器偏振光束分離器光檢測二極管光檢測二極管光盤盤片光盤盤片24光存儲器的工作原理n 在CDROM驅動器中，有三個精密的伺服系統(tǒng)：u 聚焦伺服系統(tǒng)。聚焦伺服系統(tǒng)。u 徑向光道跟蹤伺服系統(tǒng)。徑向光道跟蹤伺服系統(tǒng)。u 光盤轉速控制系統(tǒng)。光盤轉速控制系統(tǒng)。u 光盤恒定線速度伺服控制系統(tǒng)從光盤上光盤恒定線速度伺服控制系統(tǒng)從光盤上讀回的讀回的EFMEFM碼中檢測出速度誤差，來控制碼中檢測出速度誤差，來控制光盤驅動馬達的轉速。光盤驅動馬達的轉速。25CDROM 光盤的結構n CDROM光盤采用聚

15、碳酸脂制成，CDROM上的光道是螺旋線形光道。圖4-5 CDROM盤光道和磁盤磁道262. CDROM 光盤的結構n CDROM采用的通道碼叫作EFM（eighttofourteen modulation），稱為 814調制編碼。它的含義是把8位數據變換成物理通道位，即EFM把用戶數據、以及地址信息、錯誤校正碼、同步位等所有要放到CD一ROM上的信息統(tǒng)統(tǒng)變成14位通道位串，然后再由制模機把通道位串變成凹凸坑。n CDROM盤的道間距為1.6um，光道寬度約為0.6um，光道上的凹坑深度約為0.12um。普通光盤的光道總長約4Km，大約包含8億個凹坑。27凹凸坑與記錄數據的關系示意圖0. 833

16、. 054um0. 5um1. 6um28兩種扇區(qū)方式 數據結構（a）扇區(qū)方式 1 由于扇區(qū)方式1具有很強的檢錯和糾錯能力，適用于保存要求誤碼率很低的信息，如計算機程序、用戶數據等。2352 個字節(jié)個字節(jié)同步同步扇區(qū)頭子扇區(qū)頭子用戶數據用戶數據EDC未定義未定義ECC扇區(qū)地址扇區(qū)地址扇區(qū)方式扇區(qū)方式12 個個字節(jié)字節(jié)3 字節(jié)字節(jié)1 字節(jié)字節(jié)2048字節(jié)字節(jié)4 字節(jié)字節(jié)8 字節(jié)字節(jié)276 字節(jié)字節(jié)29兩種扇區(qū)方式 數據結構（b）扇區(qū)方式 2 扇區(qū)方式2由于沒有安排檢錯和糾錯碼，適用于存放誤碼率要求不高的信息，如聲音、圖像等。2352 個字節(jié)個字節(jié)扇區(qū)頭子扇區(qū)頭子扇區(qū)地址扇區(qū)地址扇區(qū)方式扇區(qū)方式同

17、步同步12 個字節(jié)個字節(jié)3 字節(jié)字節(jié)1 字節(jié)字節(jié)用戶數據用戶數據2336字節(jié)字節(jié)30VCD與DVDnVCDVCD是是Video Compact DiskVideo Compact Disk的縮寫，就是的縮寫，就是一種壓縮過的圖像格式。它是采用一種壓縮過的圖像格式。它是采用MPEG-MPEG-1 1的壓縮方法來壓縮圖像的壓縮方法來壓縮圖像 nVCDVCD大約可存放大約可存放50-6050-60分鐘影像分鐘影像n視頻壓縮視頻壓縮25-20025-200倍倍n音頻壓縮音頻壓縮2.52.5倍倍n盤片直徑縮小到盤片直徑縮小到12cm12cmn滿足一般的視聽播放要求滿足一般的視聽播放要求31DVDn采用采

18、用MPEG-2MPEG-2的視頻壓縮標準的視頻壓縮標準nAC-3AC-3音頻壓縮標準音頻壓縮標準n海量存儲海量存儲n強大糾錯和兼容能力強大糾錯和兼容能力n高畫質，高保真音質高畫質，高保真音質32DVD分類nDVDDVD光盤按制作材料可以分為：光盤按制作材料可以分為： DVD-ROM(DVD-ROM(只讀型只讀型DVD) DVD) DVD-R(DVD-R(可一次寫型可一次寫型DVD) DVD) DVD-RAMDVD-RAM（可擦寫型（可擦寫型DVD)DVD)33DVD盤片的物理結構34DVD盤片的物理結構35DVD盤片容量提高措施n提高位密度提高位密度n提高道密度提高道密度36VCD與DVD的比

19、較37視頻卡n實時視頻圖像進行捕捉、壓縮處理和播實時視頻圖像進行捕捉、壓縮處理和播放的工具。放的工具。n可將攝像機，錄像機，激光視盤機等輸可將攝像機，錄像機，激光視盤機等輸出的模擬信號轉換為數字視頻信號進行出的模擬信號轉換為數字視頻信號進行壓縮、存儲及各種處理。壓縮、存儲及各種處理。38視頻卡分類n視頻捕獲卡視頻捕獲卡 n視頻壓縮卡視頻壓縮卡 n視頻轉換卡視頻轉換卡 nMPEGMPEG解壓卡解壓卡39視頻卡的功能（1 1）從動態(tài)模擬視頻中實時或非實時捕獲）從動態(tài)模擬視頻中實時或非實時捕獲圖像，轉換為數字化信號并存儲；圖像，轉換為數字化信號并存儲；（2 2）在顯示器上以不同的窗口大小顯示視）在顯

20、示器上以不同的窗口大小顯示視頻圖像；頻圖像；（3 3）提供許多視頻圖像的特殊處理效果，）提供許多視頻圖像的特殊處理效果，如凍結、淡出、旋轉等；如凍結、淡出、旋轉等；（4 4）一些視頻卡還提供了硬件壓縮功能。）一些視頻卡還提供了硬件壓縮功能。 40視頻卡與顯卡的區(qū)別 n視頻卡：可以采集視頻圖像，專業(yè)的視視頻卡：可以采集視頻圖像，專業(yè)的視頻采集卡一般廣告方面的專業(yè)人士使用頻采集卡一般廣告方面的專業(yè)人士使用n顯卡：是將電腦中的數字信息處理后輸顯卡：是將電腦中的數字信息處理后輸出到顯示器出到顯示器 。41顯卡的結構VGA接口圖形處理芯片七彩虹 鐳風3850-GD3 CF黃金版 主芯片是顯示卡的靈魂?？?/p>

21、以說采用何種主顯示芯片便決定了這款顯示卡性能上的高低。目前常見的顯卡主芯片主要有nVidia系列及ATI系列等等，如Geforce2 GTS，Geforce2 MX，Geforce3，ATI Radeon等。利于顯卡散熱安裝散熱風扇。 42圖形處理芯片n圖形處理芯片，也就是我們 常 說 的圖形處理芯片，也就是我們 常 說 的GPU(GraphicGPU(Graphic Processing Unit Processing Unit即圖形處即圖形處理單元理單元) )。它是顯卡的。它是顯卡的“大腦大腦”，負責了，負責了絕大部分的計算工作，在整個顯卡中，絕大部分的計算工作，在整個顯卡中，GPUGPU

22、負責處理由電腦發(fā)來的數據，最終將負責處理由電腦發(fā)來的數據，最終將產生的結果顯示在顯示器上。產生的結果顯示在顯示器上。 43顯存顯存是用來存儲等待處理的圖形數據信息的，分辨率越高，屏幕上顯示的像素點也越多，相應所需顯存容量也較大。44顯存n顯存，也被叫做幀緩存，它的作用是用來存顯存，也被叫做幀緩存，它的作用是用來存儲顯卡芯片處理過或者即將提取的渲染數據。儲顯卡芯片處理過或者即將提取的渲染數據。如同計算機的內存一樣，顯存是用來存儲要處如同計算機的內存一樣，顯存是用來存儲要處理的圖形信息的部件。理的圖形信息的部件。n畫面是由像素點構成的，而每個像素點都以畫面是由像素點構成的，而每個像素點都以4 4至

23、至3232甚至甚至6464位的數據來控制它的亮度和色彩，位的數據來控制它的亮度和色彩，這些數據必須通過顯存來保存，再交由顯示芯這些數據必須通過顯存來保存，再交由顯示芯片和片和CPUCPU調配，最后把運算結果轉化為圖形輸調配，最后把運算結果轉化為圖形輸出到顯示器上。出到顯示器上。n目前市場上主要以目前市場上主要以DDRIIIDDRIII為主。而新一代為主。而新一代的芯片則支持的芯片則支持DDR4DDR4顯存。顯存。45顯存nSDRAMSDRAM顯存一般都工作在較低的頻率上，一般顯存一般都工作在較低的頻率上，一般就是就是133MHz133MHz和和166MHz166MHz，此種頻率早已無法滿足，此

24、種頻率早已無法滿足現在顯卡的需求?，F在顯卡的需求。nDDR SDRAMDDR SDRAM（Double Data RateDouble Data Rate二倍速率同步二倍速率同步動態(tài)隨機存儲器）動態(tài)隨機存儲器） DDRSDRAMDDRSDRAM顯存則能提供較顯存則能提供較高的顯存頻率，主要在中低端顯卡上使用，高的顯存頻率，主要在中低端顯卡上使用，nDDR2DDR2顯存由于成本高并且性能一般，因此使用顯存由于成本高并且性能一般，因此使用量不大。量不大。DDR3DDR3顯存是目前高端顯卡采用最為廣顯存是目前高端顯卡采用最為廣泛的顯存類型。不同顯存能提供的顯存頻率也泛的顯存類型。不同顯存能提供的顯存

25、頻率也差異很大，主要有差異很大，主要有400MHz400MHz、500MHz500MHz、600MHz600MHz、650MHz650MHz等，高端產品中還有等，高端產品中還有800MHz800MHz、1200MHz1200MHz、1600MHz1600MHz，甚至更高。，甚至更高。 46顯卡采用的常見的電容類型有電解電容，鉭電容等等，前者發(fā)熱量較大，故高端顯卡紛紛拋棄直立的電解電容，而采用小巧的鉭電容來獲得性能上的提升。電阻多采用貼片電阻。 FLASH ROM：存放顯卡BIOS文件的地方 RAMDAC作用是將顯存中的數字信號轉換成顯示器能夠識別的模擬信號，速度用“MHz”表示，速度越快，圖像

26、越穩(wěn)定，它決定了顯卡能夠支持的最高刷新頻率。 47外部接口VGA接口TV接口DVI接口DVI （Digital Visual Interface ）其造型是一個24針的接插件。相對于普通的VGA接口來說，DVI接口無需再進行數字與模擬的相互轉換，而是直接把顯卡輸出的數字信號傳送到顯示設備中，避免了2次轉換繁瑣過程。因此從理論上講，采用DVI接口的顯示設備圖像質量要更好 48顯卡的工作原理n由由CPUCPU送來的數據會通過送來的數據會通過AGPAGP或或PCI-EPCI-E總線，進總線，進入顯卡的圖形芯片（即我們常說的入顯卡的圖形芯片（即我們常說的GPUGPU或或VPUVPU）里進行處理。里進行

27、處理。n當芯片處理完后，相關數據會被運送到顯存里當芯片處理完后，相關數據會被運送到顯存里暫時儲存。然后數字圖像數據會被送入暫時儲存。然后數字圖像數據會被送入RAMDACRAMDAC（Random Access Memory Digital Analog Random Access Memory Digital Analog ConverterConverter），即隨機存儲數字模擬轉換器，），即隨機存儲數字模擬轉換器，轉換成計算機顯示需要的模擬數據。轉換成計算機顯示需要的模擬數據。n最后最后RAMDACRAMDAC再將轉換完的類比數據送到顯示器再將轉換完的類比數據送到顯示器成為我們所看到的圖像

28、。成為我們所看到的圖像。n在該過程中，圖形芯片對數據處理的快慢以及在該過程中，圖形芯片對數據處理的快慢以及顯存的數據傳輸帶寬都會對顯卡性能有明顯影顯存的數據傳輸帶寬都會對顯卡性能有明顯影響。響。 49顯卡接口n顯卡接口是指顯卡與主板連接所采用的顯卡接口是指顯卡與主板連接所采用的接口種類。顯卡的接口決定著顯卡與系接口種類。顯卡的接口決定著顯卡與系統(tǒng)之間數據傳輸的最大帶寬，也就是瞬統(tǒng)之間數據傳輸的最大帶寬，也就是瞬間所能傳輸的最大數據量。不同的接口間所能傳輸的最大數據量。不同的接口能為顯卡帶來不同的性能，而且也決定能為顯卡帶來不同的性能，而且也決定著主板是否能夠使用此顯卡。著主板是否能夠使用此顯卡

29、。50nPCIPCI是是PeripheralPeripheral ComponentComponent InterconnectInterconnect（外設部件互連標準）的縮寫，它是目前（外設部件互連標準）的縮寫，它是目前個人電腦中使用最為廣泛的接口，幾乎所個人電腦中使用最為廣泛的接口，幾乎所有的主板產品上都帶有這種插槽。有的主板產品上都帶有這種插槽。PCIPCI插槽插槽也是主板帶有最多數量的插槽類型。也是主板帶有最多數量的插槽類型。顯卡接口51nAGPAGP（AccelerateAccelerate GraphicalGraphical PortPort），加），加速圖形接口。隨著顯示芯片

30、的發(fā)展，速圖形接口。隨著顯示芯片的發(fā)展，PCIPCI總線日益無法滿足其需求。英特爾于總線日益無法滿足其需求。英特爾于19961996年年7 7月正式推出了月正式推出了AGPAGP接口，它是一接口，它是一種顯示卡專用的局部總線。種顯示卡專用的局部總線。 nAGPAGP標準在使用標準在使用3232位總線時，有位總線時，有66MHz66MHz和和133MHz133MHz兩種工作頻率兩種工作頻率顯卡接口52顯卡接口nPCIPCI ExpressExpress（以下簡稱（以下簡稱PCI-EPCI-E）采用了目前業(yè)）采用了目前業(yè)內流行的點對點串行連接，比起內流行的點對點串行連接，比起PCIPCI以及更早以

31、及更早期的計算機總線的共享并行架構，每個設備都期的計算機總線的共享并行架構，每個設備都有自己的專用連接，不需要向整個總線請求帶有自己的專用連接，不需要向整個總線請求帶寬，而且可以把數據傳輸率提高到一個很高的寬，而且可以把數據傳輸率提高到一個很高的頻率，達到頻率，達到PCIPCI所不能提供的高帶寬。所不能提供的高帶寬。n相對于傳統(tǒng)相對于傳統(tǒng)PCIPCI總線在單一時間周期內只能實總線在單一時間周期內只能實現單向傳輸，現單向傳輸，PCI-EPCI-E的雙單工連接能提供更高的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質量，用于取代的傳輸速率和質量，用于取代AGPAGP接口的接口的PCI-EPCI-E接口位寬為接

32、口位寬為X16X16，能夠提供，能夠提供5GB/s5GB/s的帶寬的帶寬 53雙核顯卡n雙核顯卡就是有兩個處理器，把兩個雙核顯卡就是有兩個處理器，把兩個GPUGPU（Graphics process Unit Graphics process Unit 圖形處理器）圖形處理器）封裝在一塊顯卡上，以提高運算和顯示封裝在一塊顯卡上，以提高運算和顯示性能。性能。n兩大供應商兩大供應商ATIATI和和nViDianViDia都推出了相應技都推出了相應技術術54七彩虹鐳風3870X2-GD4 鋒影版55顯卡采用的最新技術nSLI:ScalableSLI:Scalable Link Interface(

33、Link Interface(可升級可升級連接界面連接界面) ) nCrossFireCrossFire:“:“交叉火力交叉火力”簡稱簡稱“交火交火 56SLInSLISLI技術就是通過串接兩張技術就是通過串接兩張PCI ExpressPCI Express界面界面顯卡，然后通過兩張顯卡的協同工作來提升顯卡，然后通過兩張顯卡的協同工作來提升整個系統(tǒng)的顯示效能。整個系統(tǒng)的顯示效能。 n連接卡在兩張顯卡之間傳輸數字信號，顯卡處理連接卡在兩張顯卡之間傳輸數字信號，顯卡處理完的幀數據被集合起來處理，然后作為一個整體完的幀數據被集合起來處理，然后作為一個整體信號被輸出。為了保證兩張顯卡的任務分工和協信號

34、被輸出。為了保證兩張顯卡的任務分工和協同工作，同工作，nVIDIAnVIDIA將將SLISLI控制功能直接集成在控制功能直接集成在GPUGPU芯芯片內部，那么芯片就負責顯卡的連接和協同工作，片內部，那么芯片就負責顯卡的連接和協同工作，它將任務分派給兩塊顯卡渲染處理，然后將處理它將任務分派給兩塊顯卡渲染處理，然后將處理結果收集起來，經過自己的運算和重新合成，輸結果收集起來，經過自己的運算和重新合成，輸出完整高效的圖形畫面。出完整高效的圖形畫面。57CrossFirenCrossFireCrossFire是是ATiATi公司推出的一項雙卡互聯技公司推出的一項雙卡互聯技術，這項技術可以實現一塊術，這

35、項技術可以實現一塊RadeonRadeon等級繪圖等級繪圖處理器搭配另外一片處理器搭配另外一片Radeon CrossFireRadeon CrossFire版本版本繪圖卡，為游戲玩家?guī)砬袄L圖卡，為游戲玩家?guī)砬?D3D方面的性能提方面的性能提升。升。CrossFireCrossFire技術需要兩塊顯卡，兩塊顯技術需要兩塊顯卡，兩塊顯卡之間用電纜連接卡之間用電纜連接( (只在機箱外部只在機箱外部) )58雙核顯卡雙核顯卡-華碩華碩Extreme N7800GT DUAL 從顯卡背面我們可以看到那兩顆GeForce 7800GT GPU的封裝位置，其實這兩顆GPU可以集成在一塊PCB上也是得益

36、于NVIDIA的SLi技術，在GPU之間的數據混合還是通過MIO接口，只不過是把SLI Bridge固化在PCB上 59顯卡技術參數一、核心架構：一、核心架構： n“8 81 1架構架構” ” 代表顯卡的圖形核心具有代表顯卡的圖形核心具有8 8條像條像素渲染管線，每條管線具有素渲染管線，每條管線具有1 1個紋理貼圖單元；個紋理貼圖單元；n“4 42 2架構架構”則是指顯卡圖形核心具有則是指顯卡圖形核心具有4 4條像條像素渲染管線，每條管線具有素渲染管線，每條管線具有2 2個紋理貼圖單元。個紋理貼圖單元。也就是說在一個時鐘周期內，也就是說在一個時鐘周期內，8 81 1架構可以完架構可以完成成8

37、8個像素渲染和個像素渲染和8 8個紋理貼圖；而個紋理貼圖；而4 42 2架構可架構可以完成以完成4 4個像素渲染和個像素渲染和8 8個紋理貼圖。個紋理貼圖。n目前主流的中低端顯卡，基本上都是目前主流的中低端顯卡，基本上都是4 41 1架構架構或或2 22 2架構，也就是單位周期只能完成架構，也就是單位周期只能完成4 4個紋個紋理貼圖。而更高端的產品則擁有理貼圖。而更高端的產品則擁有12121 1架構甚架構甚至至16161 1架構。架構。 60顯卡技術參數二、核心工作頻率二、核心工作頻率n中低規(guī)格的核心架構通過提高工作頻率，中低規(guī)格的核心架構通過提高工作頻率，也可以達到接近中高端產品的性能也可以

38、達到接近中高端產品的性能61顯卡技術參數三、顯存帶寬：三、顯存帶寬： n顯卡的圖形芯片與顯存之間經常需要進顯卡的圖形芯片與顯存之間經常需要進行大量的數據交換。這時如果顯存的數行大量的數據交換。這時如果顯存的數據傳輸帶寬太低，就會嚴重制約數據的據傳輸帶寬太低，就會嚴重制約數據的順利傳輸。順利傳輸。62顯卡測試軟件n顯卡測試軟件其中以顯卡測試軟件其中以FutureMarkFutureMark公司出公司出品的品的3Dmark3Dmark系列和系列和JoWooDJoWooD公司出品的公司出品的AquaMark3AquaMark3最為著名最為著名 63n3DMark3DMark系列由系列由Futurem

39、arkFuturemark（起初公司名為（起初公司名為MadOnionMadOnion）公司開發(fā)，歷經數代積累，終于成為公司開發(fā)，歷經數代積累，終于成為3D3D基準測試權威基準測試權威, ,由于測試全面、使用簡單、易于比較，作為基準測試由于測試全面、使用簡單、易于比較，作為基準測試工具仍是相當流行的，工具仍是相當流行的，20082008年正式推出了年正式推出了3DMark 3DMark VantageVantage，作為最新的測試工具，它只能在，作為最新的測試工具，它只能在VistaVista系統(tǒng)系統(tǒng)下運行，只支持下運行，只支持DX10DX10顯卡，這也在一定程度上帶動了顯卡，這也在一定程度上

40、帶動了新一代的硬件升級狂潮。新一代的硬件升級狂潮。最低系統(tǒng)配置最低系統(tǒng)配置n處理器：處理器：Intel Pentium D 3.2GHzIntel Pentium D 3.2GHz或同等級或同等級AMDAMD處處理器（需支持理器（需支持SSE2SSE2指令集）指令集）n顯示卡：顯示卡：DX10/SM4.0DX10/SM4.0顯卡顯卡/256MB/256MB顯存顯存n內內 存：存：1GB 1GB 系統(tǒng)內存系統(tǒng)內存n硬硬 盤：盤：2GB 2GB 硬盤空間硬盤空間n顯示器：顯示器：1280128010241024分辨率分辨率n系系 統(tǒng)：統(tǒng)：Windows Vista SP1Windows Vista

41、 SP1系統(tǒng)系統(tǒng)64653DMark Vantagen3DMark Vantage3DMark Vantage仍然是包括仍然是包括Graphic Graphic TestTest（圖形測試）、（圖形測試）、CPU TestCPU Test（CPUCPU測試，測試，加入了物理運算測試）和加入了物理運算測試）和Feature TestFeature Test（特性測試）（特性測試）663DMark VantagenGraphic TestGraphic Test（圖形測試）（圖形測試）67音頻卡（聲卡）n 音頻卡的基本功能是實現聲音模擬信號和數字信號之間的相互轉換。n 它是普通計算機向多媒體機升級

42、的一個主要部件，它能使計算它是普通計算機向多媒體機升級的一個主要部件，它能使計算機具有較高品質的音頻處理能力。機具有較高品質的音頻處理能力。 一塊典型的聲卡，一塊典型的聲卡， 它對音頻信號的處理有以下幾個方面：它對音頻信號的處理有以下幾個方面： (1) 立體聲合成。立體聲合成。 (2) 模擬混音。模擬混音。 (3) 立體聲方式的數模轉換和模數轉換。立體聲方式的數模轉換和模數轉換。 (4) 數字信號處理。數字信號處理。 u 68u聲卡在多媒體系統(tǒng)中還可以對數字化的聲卡在多媒體系統(tǒng)中還可以對數字化的聲音文件進行壓縮、編輯加工，以達到聲音文件進行壓縮、編輯加工，以達到某一特殊的效果；利用語音合成技術

43、，某一特殊的效果；利用語音合成技術，支持多媒體有聲教學軟件，通過聲卡朗支持多媒體有聲教學軟件，通過聲卡朗讀文本信息，利用語音識別功能，按照讀文本信息，利用語音識別功能，按照用戶口令指揮計算機工作，實現人機對用戶口令指揮計算機工作，實現人機對話等。話等。69 音頻卡結構框圖音頻卡結構框圖70聲卡接口 MIDI MIDI及游戲搖桿接口，標記為及游戲搖桿接口，標記為“MIDI”MIDI”。幾乎所有的聲卡。幾乎所有的聲卡上均帶有一個游戲搖桿接口來配合模擬飛行、模擬駕駛等上均帶有一個游戲搖桿接口來配合模擬飛行、模擬駕駛等游戲軟件，這個接口與游戲軟件，這個接口與MIDIMIDI樂器接口共用一個樂器接口共用

44、一個1515針的針的D D型連型連接器（高檔聲卡的接器（高檔聲卡的MIDIMIDI接口可能還有其他形式）。該接口接口可能還有其他形式）。該接口可以配接游戲搖桿、模擬方向盤，也可以連接電子樂器上可以配接游戲搖桿、模擬方向盤，也可以連接電子樂器上的的MIDIMIDI接口，實現接口，實現MIDIMIDI音樂信號的直接傳輸。音樂信號的直接傳輸。71MIC放大器放大器A/D轉換器轉換器MIDI設備設備DSP處理器處理器總線接口總線接口控制器控制器D/A轉換器轉換器功率功率放大器放大器音樂音樂合成器合成器輸出輸出線路輸入線路輸入話筒輸入話筒輸入游戲棒游戲棒72聲卡總線結構聲卡總線結構 現在聲卡大都采用現在

45、聲卡大都采用PCIPCI總線結構，總線結構，ISAISA總線結總線結構的聲卡已退出市場。構的聲卡已退出市場。 PCIPCI聲卡相對于聲卡相對于ISAISA聲卡來說有兩大優(yōu)勢：聲卡來說有兩大優(yōu)勢： 第一是第一是PCIPCI總線的傳輸速率高，可以不需要總線的傳輸速率高，可以不需要像像ISAISA聲卡那樣用來存放波表的聲卡那樣用來存放波表的ROMROM或或RAMRAM，可，可以將波表存入硬盤，使用時直接調至內存；以將波表存入硬盤，使用時直接調至內存； 第二是第二是PCIPCI聲卡可以支持更多的聲卡可以支持更多的3D3D音效。音效。73聲卡在安裝和使用中容易出現的問題 1 1、找到找到PCIPCI插槽

46、（圖插槽（圖中兩個白色均為中兩個白色均為PCIPCI插槽）插槽）742 2、去掉擋板、去掉擋板753 3 、 將 聲將 聲卡 的 金卡 的 金手 指 對手 指 對準準 P C IP C I插槽插槽764 4 、 將 耳將 耳機、麥機、麥克及音克及音箱的連箱的連接線接接線接好好 773D音效的原理n為什么我們能用幾個揚聲器（為什么我們能用幾個揚聲器（5.15.1聲道、聲道、4.14.1聲道、聲道、5 5聲道、聲道、4 4聲道、甚至聲道、甚至2 2聲道）聲道）回放出接近于真實世界的各種聲音和音回放出接近于真實世界的各種聲音和音樂效果？樂效果？783D音效的原理n簡單地說，人的耳朵類似于兩個拾音器。

47、簡單地說，人的耳朵類似于兩個拾音器。單個拾音器無法分辨聲音的方向和距離，單個拾音器無法分辨聲音的方向和距離，只能判斷聲音在各種頻率下的大?。ǚ荒芘袛嗦曇粼诟鞣N頻率下的大小（幅頻特性）和聲音在各個頻率下的時間先頻特性）和聲音在各個頻率下的時間先后（相頻特性）。在有兩個拾音器的簡后（相頻特性）。在有兩個拾音器的簡化模型中，人只能通過兩耳聽到的聲音化模型中，人只能通過兩耳聽到的聲音的大小差異和時間差異來分辨出聲源的的大小差異和時間差異來分辨出聲源的遠近和方向，而且這個方向僅僅是從左遠近和方向，而且這個方向僅僅是從左到右的到右的180180內的方向，所以單憑這個模內的方向，所以單憑這個模型理論上無法

48、分辨前后方向的差異。型理論上無法分辨前后方向的差異。79n那為什么我們能分辨出前后上下的聲音呢？那為什么我們能分辨出前后上下的聲音呢？ HRTFHRTF算法（算法（Head Reference TransmitionHead Reference Transmition FunctionFunction，頭部相關傳遞函數）就是耳朵對從，頭部相關傳遞函數）就是耳朵對從空間各個方向傳來的聲音有不同的感受。這主空間各個方向傳來的聲音有不同的感受。這主要是因為耳廓的要是因為耳廓的 奇異奇異 形狀加上外、中、內耳形狀加上外、中、內耳通道的結構和周圍頭部組織的各向異性結構對通道的結構和周圍頭部組織的各向異性

49、結構對不同方向的聲音有著不同的機械濾波作用，從不同方向的聲音有著不同的機械濾波作用，從而使外來聲音的幅頻和相頻特性的頻譜結構有而使外來聲音的幅頻和相頻特性的頻譜結構有所改變（就是不同頻率的聲音的大小比例、先所改變（就是不同頻率的聲音的大小比例、先后次序產生了變化），所以樂器或物體的聲音后次序產生了變化），所以樂器或物體的聲音（包括人聲）在不同的方向上顯得有所不同。（包括人聲）在不同的方向上顯得有所不同。從嬰兒時期起人們就逐漸學會了利用這些不同從嬰兒時期起人們就逐漸學會了利用這些不同來分辨聲音的方向來分辨聲音的方向。80 計算機多媒體系統(tǒng)可通過內置于聲卡的計算機多媒體系統(tǒng)可通過內置于聲卡的3D音

50、效處理芯片，音效處理芯片， 或是外或是外接在聲卡與音箱間的接在聲卡與音箱間的3D音效轉換器來產生環(huán)繞效果。音效轉換器來產生環(huán)繞效果。 隨著虛擬現實技術的發(fā)展，交互式的隨著虛擬現實技術的發(fā)展，交互式的3D音效逐漸得到重視。交音效逐漸得到重視。交互式互式3D音效要求系統(tǒng)在聲卡和軟件功能上同時具備以下幾點：音效要求系統(tǒng)在聲卡和軟件功能上同時具備以下幾點： (1) 計算機利用軟件能準確定位音源左右、計算機利用軟件能準確定位音源左右、 遠近、遠近、 前后等方位。前后等方位。 (2) 有同時處理數個不同方位的音源，有同時處理數個不同方位的音源， 并具有即時混音的能力。并具有即時混音的能力。 (3) 音源的

51、位置隨使用者與計算機的交流可以自由改變的交互特音源的位置隨使用者與計算機的交流可以自由改變的交互特性。性。 81140￥82顯示器n顯示器的種類u 1. CRT1. CRT顯示器顯示器u（1 1） 球面顯像管。球面顯像管。u（2 2） 平面直角顯像管（平面直角顯像管（1280128010241024）。）。u（3 3） 純平顯像管（純平顯像管（1600160012801280）。）。u 2. 2. 液晶顯示器（可視區(qū)域大且無閃爍）液晶顯示器（可視區(qū)域大且無閃爍）n 還可根據其顯示的顏色可分為：u 單色顯示器和彩色顯示器。單色顯示器和彩色顯示器。83顯示器n1. 點距u 熒光粉點組之間的距離稱為

52、點距。常熒光粉點組之間的距離稱為點距。常見的點距有見的點距有 0.26 mm0.26 mm，0.28 mm0.28 mm和兩種，和兩種，性能更好的有性能更好的有 0.25 mm0.25 mm或或0.24 mm0.24 mm。u 點距84n 2. 掃描方式u 掃描方式實際上是指屏幕刷新的方式，掃描方式實際上是指屏幕刷新的方式，分為隔行掃描和逐行掃描兩種。分為隔行掃描和逐行掃描兩種。顯示器85顯示器u 3. 3. 掃描頻率掃描頻率u 掃描頻率分水平掃描頻率和垂直刷新頻率掃描頻率分水平掃描頻率和垂直刷新頻率兩種，水平掃描頻率是指顯示器屏幕每秒鐘兩種，水平掃描頻率是指顯示器屏幕每秒鐘掃描的行數，單位為

53、掃描的行數，單位為KHzKHz，它決定著最大逐，它決定著最大逐行掃描清晰度。垂直刷新頻率是指的每秒鐘行掃描清晰度。垂直刷新頻率是指的每秒鐘整個屏幕重寫的頻率，單位為赫茲整個屏幕重寫的頻率，單位為赫茲HzHz。864 4、視頻帶寬、視頻帶寬n視頻帶寬是由國際視頻帶寬是由國際VESAVESA組織組織(Video Equipment (Video Equipment Standard Association)Standard Association)，即視頻電子標準協，即視頻電子標準協會制定的一項綜合評定顯示器性能的一項參數。會制定的一項綜合評定顯示器性能的一項參數。n其帶寬不僅要受到行頻、分辨率、

54、刷新頻率等其帶寬不僅要受到行頻、分辨率、刷新頻率等因素的制約，更重要的是，其視頻帶寬實際上因素的制約，更重要的是，其視頻帶寬實際上反映了該顯示器電路對輸入信號的響應速度。反映了該顯示器電路對輸入信號的響應速度。n視頻帶寬是指每秒鐘所掃描的圖像頻點的總視頻帶寬是指每秒鐘所掃描的圖像頻點的總和，也就是每秒鐘電子槍掃描過的總像素數和，也就是每秒鐘電子槍掃描過的總像素數. . 它決定著一臺顯示器可以處理的信息范圍，就它決定著一臺顯示器可以處理的信息范圍，就是指電路工作的頻率范圍。是指電路工作的頻率范圍。87顯示器 5. 5. 功耗功耗u 美國環(huán)保局（美國環(huán)保局（EPAEPA）發(fā)起了）發(fā)起了“能源之星能

55、源之星”計劃，該計劃規(guī)定：待機狀態(tài)下，電腦和計劃，該計劃規(guī)定：待機狀態(tài)下，電腦和外圍設備的耗電要低于外圍設備的耗電要低于30W30W。88液晶顯示器n液晶顯示器也就是我們常說的液晶顯示器也就是我們常說的LCDLCDn優(yōu)點：低功耗、低輻射、無閃爍，占用優(yōu)點：低功耗、低輻射、無閃爍，占用空間小。空間小。89液晶顯示器n液晶是一種規(guī)則性排列的有機化合物，液晶是一種規(guī)則性排列的有機化合物，它是一種介于固體和液體之間的物質它是一種介于固體和液體之間的物質90液晶顯示器n液晶顯示器按照控制方式不同可分為被動矩陣液晶顯示器按照控制方式不同可分為被動矩陣式式LCDLCD及主動矩陣式及主動矩陣式LCDLCD兩種

56、。兩種。1.1.被動矩陣式被動矩陣式LCDLCD在亮度及可視角方面及在亮度及可視角方面及反應速度有缺陷。由于畫面質量方面的問題，反應速度有缺陷。由于畫面質量方面的問題，其不利于作為桌面型顯示器，但由于成本低廉，其不利于作為桌面型顯示器，但由于成本低廉，仍有部分的顯示器采用被動矩陣式仍有部分的顯示器采用被動矩陣式LCDLCD。2. 2. 主動矩陣式主動矩陣式LCDLCD，也稱，也稱TFT-LCD(ThinTFT-LCD(Thin Film Transistor-LCDFilm Transistor-LCD，薄膜晶體管，薄膜晶體管LCD)LCD)。TFTTFT液晶顯示器是在畫面中的每個像素內建晶體

57、管，液晶顯示器是在畫面中的每個像素內建晶體管，可使亮度更明亮、色彩更豐富及更寬廣的可視可使亮度更明亮、色彩更豐富及更寬廣的可視面積。面積。91u1 1、標稱尺寸和可視角度、標稱尺寸和可視角度u2. 2. 分辨率分辨率u 分辨率是指像素點的數目，如分辨率是指像素點的數目，如640640480480。u 3. 3. 響應時間響應時間u對輸入信號的反應速度，對輸入信號的反應速度，msms為單位為單位液晶顯示器技術指標92液晶顯示器技術指標u4 4、亮度和對比度、亮度和對比度 液晶顯示器的亮度主要取決于背光光源。液晶顯示器的亮度主要取決于背光光源。當然，整個模組的設計也是影響產品亮當然，整個模組的設計

58、也是影響產品亮度的一個因素。單位應該是度的一個因素。單位應該是cd/m2cd/m2 對比度是顯示器顯示的畫面黑與白的比對比度是顯示器顯示的畫面黑與白的比值，也就是從黑到白的漸變層次。比值值，也就是從黑到白的漸變層次。比值越大，從黑到白的漸變層次就越多，從越大，從黑到白的漸變層次就越多，從而色彩表現越豐富。而色彩表現越豐富。 9394投影機n 根據投影機所使用的技術主要分為兩種： 1. 1. 陰極射線管陰極射線管CRTCRT投影機投影機2. 2. 液晶顯示液晶顯示LCDLCD投影機投影機3. 3. DLPDLP數碼投影機數碼投影機 95u1. 1. 陰極射線管陰極射線管CRTCRT投影機投影機u

59、 CRTCRT投影機的亮度較低，為投影機的亮度較低，為200200流明流明. .單槍單槍CRTCRT投影機的分辨率在投影機的分辨率在640640480480到到10241024786786之間，之間，三槍三槍CRTCRT投影機投影機的的分分辨率辨率為為1280128010241024。陰極射線管陰極射線管 (CRT) (CRT) 技術是電視的基礎。技術是電視的基礎。 電子管是一個真空管，電子在其中穿電子管是一個真空管，電子在其中穿過，打擊磷光表面，形成投影圖像。過，打擊磷光表面，形成投影圖像。 分別以紅色、綠色、藍色的輸出三個分別以紅色、綠色、藍色的輸出三個完全一樣的圖像。完全一樣的圖像。 圖

60、像合并生成最后圖像合并生成最后的投影圖像。的投影圖像。 96u2. 2. 液晶顯示液晶顯示LCDLCD投影機投影機u 目前分辨率都能達到目前分辨率都能達到800800600600以上，以上，最高分辨率可以達到最高分辨率可以達到1600160012001200。亮。亮度都能達到度都能達到500500流明以上，超高亮度可流明以上，超高亮度可高達高達15001500流明以上。流明以上。LCDLCD（液晶顯示屏）由夾在兩塊玻璃板（液晶顯示屏）由夾在兩塊玻璃板之間的液晶溶液組成。之間的液晶溶液組成。 當電流通過液晶時，它會導致液晶以當電流通過液晶時，它會導致液晶以某種格局對齊，從而產生投影圖像。某種格局