多媒体技术与应用2.ppt

第二章 多媒体的硬件和 软件环境的建立,返回,学习目标,掌握多媒体系统的组成结构及多媒体个人 计算机的技术标准和配置。 了解Windows98的多媒体环境。 掌握数字音频基本概念、各种音频信号的 特点、声卡的安装与使用。 掌握视频的色彩空间表示及转换，数字视 频标准和数字视频的特点、视频采集卡 的安装与使用。 了解多媒体光存储技术及CD-ROM光盘的结 构与读写原理。 了解扫描仪的工作原理使用。,目录,2.1 多媒体计算机系统的组成结构,2.2 Windows的多媒体环境,2.3 多媒体音频,2.4 多媒体视频,2.5 多媒体光存储器,2.6 多媒体输入输出设备,返回,2.1 多媒体计算机系统的组成结构,多媒体计算机系统由硬件系统和软件系统 组成。其中硬件系统主要包括计算机主要配置 和各种外部设备以及与各种外部设备的控制接 口卡(其中包括多媒体实时压缩和解压缩电路) 软件系统包括多媒体驱动软件、多媒体操作系 统、多媒体数据处理软件、多媒体创作工具软 件和多媒体应用软件。,多媒体计算机系统组成结构如下图所示。,2.1.1 多媒体硬件系统,2.1.2 多媒体驱动软件,2.1.3 多媒体操作系统,2.1.4 多媒体数据处理软件,2.1.5 多媒体创作软件,2.1.6 多媒体应用系统,返回,2.1.1 多媒体硬件系统,1多媒体硬件系统的组成,2多媒体个人计算机,1多媒体硬件系统的组成,多媒体硬件系统是由计算机传统硬件设备 光盘存储器(CD-ROM)、音频输入/输出和处理设 备、视频输入/输出和处理设备等选择性组合而 成，其基本框图如下图所示。,声卡是处理和播放多媒体声音的关键部 件，它通过插入主板扩展槽中与主机相连。卡 上的输入/输出接口可以与相应的输入/输出设 备相连。常见的输入设备包括麦克风、收录机 和电子乐器等，常见的输出设备包括扬声器和 音响设备等。声卡由声源获取声音，并进行模 拟/数字转换或压缩，而后存入计算机中进行 处理。声卡还可以把经过计算机处理的数字化 声音通过解压缩、数字/模拟转换后，送到输 出设备进行播放或录制。,视频卡是通过插入主板扩展槽中与主机 相连。卡上的输入/输出接口可以与摄像机、影 碟机、录像机和电视机等设备相连。视频卡采 集来自输入设备的视频信号，并完成由模拟量 到数字量的转换、压缩，以数字化形式存入计 算机中，数字视频可在计算机中进行播放。 光盘存储器由CD-ROM驱动器和光盘片组 成。光盘片是一种大容量的存储设备，可存储 任何多媒体信息。CD-ROM驱动器用来读取光盘 上的信息。,2多媒体个人计算机,多媒体个人计算机(Multimedia Personal Computer，简称MPC)，是指具有多媒体功能的个 人计算机。它是在PC基础上增加一些硬件板卡及 相应软件，使其具有综合处理文字、声音、图像 视频等多种媒体信息的功能。,(1). MPC基本硬件构成,(2). MPC技术标准,(3). MPC配置,(1). MPC基本硬件构成,MPC主要特征可以用一个简单的公式表示： 多媒体PC机 = PC机 + CD-ROM驱动器 + 声卡,(2). MPC技术标准,MPC3.0标准规定系统硬件最低配置如下： PC机：至少为8MB内存， 640MB硬盘容量， 主频75MHz Pentium CPU，分辨率为640×480， 颜色数为65536色的显示器。 CD-ROM驱动器：传输速率为600KBs，最 大寻址时间200ms，CD-ROM XA。 声卡：采样频率44.1kHz，16bit量化精度， Wavetable（波表）MIDI合成器。,(3). MPC配置,在配置MPC时应该具备大容量的硬盘；具 有快速数据处理、数据传输能力的CPU和PCI总 线；建立更大的高速缓存区以提高微机的运行 速度，内存一般在32M以上。 高分辨率的图形、图像显示。图形显示 卡要有高的分辨率和存储容量，如1024×768 的分辨率，2M内存容量。 高速的CD-ROM驱动器和光盘。 高质量的声卡和音响设备。为了声音的 采集和回放具有较好的音质，应该采用具有 44.1KHz采样频率和16Bit采样位数的声卡。,2.1.2 多媒体驱动软件,多媒体驱动软件是多媒体计算机软件中 直接和硬件打交道的软件。它完成设备的初始 化，完成各种设备操作以及设备的关闭等。驱 动软件一般常驻内存，每种多媒体硬件需要一 个相应的驱动软件。,2.1.3 多媒体操作系统,操作系统是计算机的核心，负责控制和 管理计算机的所有软硬件资源，对各种资源进 行合理地调度和分配，改善资源的共享和利用 情况，最大限度地发挥计算机的效能，它还控 制计算机的硬件和软件之间的协调运行，改善 工作环境向用户提供友好的人机界面。 多媒体操作系统简言之就是具有多媒体 功能的操作系统。多媒体操作系统必须具备对 多媒体数据和多媒体设备的管理和控制功能， 具有综合使用各种媒体的能力，能灵活地调度 多种媒体数据并能进行相应的传输和处理，且 使各种媒体硬件和谐地工作。,多媒体操作系统大致可分为两类： 一类是为特定的交互式多媒体系统使用的 多媒体操作系统。如Commodore公司为其推出的 多媒体计算机Amiga系统开发的多媒体操作系统 Amiga DOS，Philips和SONY 公司为他们联合推 出的CD-I 系统设计的多媒体操作系统CD-RTOS (Real Time Operation System)等。 另一类是通用的多媒体操作系统。随着多 媒体技术的发展，通用操作系统逐步增加了管 理多媒体设备和数据的内容，为多媒体技术提 供支持，成为多媒体操作系统。目前流行的 Windows 9x、Windows NT主要适用于多媒体个 人计算机；Macintosh是广泛用于苹果机的多媒 体操作系统。,2.1.4 多媒体数据处理软件,多媒体数据处理软件是专业人员在多媒体 操作系统之上开发的。在多媒体应用软件制作 过程中，对多媒体信息进行编辑和处理是十分 重要的，多媒体素材制作的好坏，直接影响到 整个多媒体应用系统的质量。 常见的音频编辑软件有Sound Edit、 Cool Edit 等，图形图像编辑软件有 Illustrator、CorelDraw、Photoshop等， 非线性视频编辑软件有Premiere，动画编辑软 件有Animator Studio和3D Studio MAX等。,2.1.5 多媒体创作软件,多媒体创作软件是帮助开发者制作多媒体 应用软件的工具，如Authorware、Director等。 能够对文本、声音、图像、视频等多种媒体信息 进行控制和管理，并按要求连接成完整的多媒体 应用软件。,2.1.6 多媒体应用系统,多媒体应用系统又称多媒体应用软件。它 是由各种应用领域的专家或开发人员利用多媒体 开发工具软件或计算机语言，组织编排大量的多 媒体数据而成为最终多媒体产品，是直接面向用 户的。多媒体应用系统所涉及的应用领域主要有 文化教育教学软件、信息系统、电子出版、音像 影视特技、动画等。,2.2 Windows的多媒体环境,2.2.1 Windows的多媒体扩展,2.2.2 Windows 98的多媒体应用程序,返回,2.2.1 Windows的多媒体扩展,1多媒体扩展的三个软件模块,2为实现“可扩展性和设备无关性”所采取的措施,3Windows 98提供的多媒体功能,1多媒体扩展的三个软件模块,为支持多媒体功能，微软公司在1990年推 出了Windows 3.0之后，开发了多媒体扩展软件 包WME（Windows with Multimedia Extension） 之后又将多媒体功能直接集成到Windows 3.x及 以后各版本之中并有所发展，提供了对多媒体 的支持。 Windows 3.1有一个包括多媒体功能的控制 面板(其中含有几个与多媒体有关的设置程序)和 媒体播放程序。此外，微软公司附加的Video for Windows软件包还提供了视频播放功能。,Windows 3.x的多媒体扩展主要由以下三 个软件模块组成： (1). MMSystem系统模块。提供统一的多媒体控 制接口(MCI-Multimedia Control Interface) 服务的低层多媒体支持函数。 (2). 多媒体设备驱动程序。实现低层MMSystem 函数和多媒体设备(如波形音频，MIDI设备等) 之间的通信。 (3). MCI驱动程序。提供对媒体的高级控制。 Windows多媒体扩展在应用层和硬件之间 含有多层系统代码，应用程序首先同MMSystem 对话，再由后者唤醒低层多媒体设备或某个 MCI驱动程序。,2为实现“可扩展性和设备无关性”所采取的措施,可扩展性和设备无关性是多媒体扩展系统 结构设计的两个原则，为了实现可扩展性和设 备无关性，在系统软件设计上采取了以下三项 措施： (1). 通过中间转换层(MMSystem)把应用程序与 设备驱动程序相隔离，以便开发人员可集中编 写与设备无关的代码。 (2). 运行时连接，将MMSystem中转层与所需的 驱动程序相连接。 (3). 定义良好的、一致的驱动程序接口，使特 殊代码最少，简化了安装和升级过程。,3Windows 98提供的多媒体功能,1998年6月Microsoft正式推出的Windows 98 在多媒体方面的性能有了很大的提高，速度更快， 图像更美观、更真实。目前Windows 98是MPC机上 使用最普遍的多媒体操作环境。 Windows 98提供的多媒体功能如下：,(1). 支持即插即用技术,(2). 32位的设备驱动,(3). 娱乐性更强,(1). 支持即插即用技术,即插即用(Plug and Play，简称PnP)技术 就是要方便用户对多媒体硬件设备的安装和设 置。 在安装支持即插即用的多媒体设备时， Windows系统会自动探测到设备的存在，并一步 一步地指导安装过程，此外它还可根据计算机的 硬件资源进行分析，选择最合适的配置并自动为 其分配地址、中断和设备号等系统资源，避免设 备之间的设置冲突。,(2). 32位的设备驱动,Windows 98采用了32位保护模式驱动程序， 这样做有许多好处是：32位保护模式的设备驱动 程序可以动态地装载或去除，不占用常规内存； 可以通过减小系统运行的模式开关数来提高系统 的运行性能；同时，因为支持即插即用而使系统 配置变得容易。,(3). 娱乐性更强,Windows 98增加了许多新功能，使CD-ROM 驱动器成为更实用的MPC设备：,1). CD-ROM的自动播放 在CD-ROM驱动器中装上光盘，Windows 98 会自动识别出光盘的内容。 2). 支持后台播放 3). 改进了的视频功能 Windows 98操作系统内置的各种软件视频 压缩编码、解码程序支持最主要的几种视频文件 格式。,2.2.2 Windows 98的多媒体应用程序,Windows 98不仅为运行多媒体应用程序提供 了支持，而且本身还附带了画图、录音机、CD播 放器及媒体播放机等多媒体程序。,1画图,2CD播放器,3媒体播放机,4录音机,Windows 98自带一个画 图程序在附件中。画图软件 启动后的界面如右图所示。当 光标移动到画图区的控制点时 光标变成双箭头，此时可以拖 拽改变画图区大小。 工具箱中有16个画图用 的工具。用户可以利用工具进 行画图、填充、喷涂、清除、 输入文字和重新排列画图区内 容等工作。,1画图,CD播放器是一个用CD-ROM驱动器播放CD唱 盘的程序。CD播放器操作面板如下图所示。 在曲目下拉框中可以选择要播放的曲目， 然后单击“播放”按钮即可开始播放CD乐曲。,2CD播放器,(1). 编辑播放曲目 一张CD唱盘上可能只有几首自己喜欢的乐 曲，如果想自己排定播放顺序，可执行 【唱片】|【编辑播放曲目】命令，弹出如下图 所示窗口，在此可进行播放曲目的设置。,(2). 调整播放音量 在CD播放器中，执行【查看】|【音量控制】