多媒体系统(硬件).ppt

学习目标 ■熟悉多媒体计算机系统的组成■掌握声卡和显卡的功能和基本原理 ■掌握几种光存储器的存储原理、技术指标和 数据格式 ■熟悉几种常用外部设备的工作原理、功能和 特点,,第 2 章 多媒体硬件环境,2.1 MPC系统的组成结构,2.1.1,MPC硬件系统,多媒体计算机,,1. 个人计算机外设,2．MPC技术标准,1）MPC-11990年MPC-l标准诞生；得到了许多硬件商的支持；发展了多媒体系统的标准操作平台；软件开发商也克服了以往无硬件标准而造成的软件的困境2）MPC-21993年5月MPC联盟又制定了第二代多媒体计算机标准MPC-2；主要是提高了基本部件的性能指标3）MPC-31995年6月制定；在进一步提高对基本部件的要求的基础上，MPC-3增加了全屏幕、全动态(30帧／秒，fps)视频及增强版的CD音质的视频和音频硬件标准随着计算机硬件技术和多媒体技术的飞速发展，MPC的标准规范还会继续升级所以，我们不必去拘泥于它的具体条件，而只要去理解、把握MPC的基本特征这些基本特征有：带有采用光学原理的数字光盘存储设备(如CD-ROM驱动器等)；高质量的数字音响(处理数字音频、视频的声音卡)；高分辨率的图形、图像显示(TV接收卡、视频捕捉卡、视频压缩与解压卡)；带有管理多媒体的软件；,3.MPC的特征,2.1.2 MPC软件系统,1．驱动软件,2．多媒体操作系统,3．多媒体数据处理软件,4．多媒体创作软件,5 ．多媒体应用系统,2.2.1 音频卡的功能,音频卡处理音频信号的PC插卡是音频卡（Audio Card），又称声音卡，声音卡处理的音频媒体有数字化声音（Wave）、合成音乐（MIDI）、CD音频。

音频卡的功能 音频的录制与播放编辑与合成MIDI接口文–语转换CD-ROM接口游戏接口支持全双工功能,2.2 音频接口,,2.2.2 音频卡的工作原理,1.声音输入到计算机的过程,2.声音的处理过程,,音频卡由下列部件组成：MIDI输入/输出电路；MIDI合成器芯片；用来把CD音频输入与线输入相混合电路；带有脉冲编码调制电路的模数转换器，用于把模拟信号转换为数字信号以生成波形文件；用来压缩和解压音频文件的压缩芯片；用来合成语音输出的语音合成器；用来识别语音输入的语音识别电路；输出立体声的音频输出或线输出的输出电路等3.音频卡的体系结构,4. MIDI接口规范,（1）MIDI1）MIDI（Musical Instrument Digital Interface）是指乐器数字接口，是数字音乐的国际标准2） MIDI的音乐符号化过程实际上就是产生MIDI协议信息的过程3）音乐合成器是电脑音乐系统中最重要的设备之一 2）MIDI接口1）MIDI In（输入口）：接收从其他MIDI装置传来的消息2）MIDI Out（输出口）：发送某装置生成的原始MIDI消息向其他设备发送MIDI消息3）MIDI Thru（转发口）：传送从输人口接收的消息到其他MIDI装置。

向其他设备发送MIDI消息5.声卡的声道数 （1）单声道与立体声 （2）四声道环绕 （3）5.1声道,2.2.3 声卡的选择及应用 声卡的技术指标 （1）采样频率和量化位数 （2）MIDI合成方式 （3）DSP数字信号处理器（4）音频压缩,2. 声卡与外部设备的连接,2.3视频接口,2.3.1 显示卡 1．显示卡的种类 （1）一般显示卡完成显示的基本功能，其性能优劣与缓存容量、工艺质量等有关2）图形加速卡目前以AGP显示卡为主，带有图形加速器，显示复杂图像时速度较快3）3D图形卡专为带有3D图形的高档游戏开发的显示卡，三维坐标变换速度快、图形动态显示反映灵敏、清晰4）显示/视频输出集成卡在显卡上集成视频输出电路，在把信号送至显示器正常显示信号的同时，可将信号转换成视频信号，送到视频输出端子，共电视机或录像机接收5）显示/TV集成卡在显示卡上集成TV高频头和视频处理电路，使用该卡既可显示多媒体信息，还可收看电视节目2．显示卡的结构,,显示适配器,,显示器,主机箱,,主板,,显示电缆,显示适配器(显卡)的连接,,(1)电视卡（TV Turner）：将标准的NTSC、PAL、SECAM电视信号转换成VGA信号在计算机屏幕上显示，是一块能接收全频道、全制式彩色电视节目的视频信号的转换卡，它的输出与电脑的CRT制式匹配。

2)TV编码器（TV Coder）：把VGA信号转为PAL、NTSC、SECAM制式的视频信号，供电视播放或录像制作使用，多用于广告电视片的后期处理3)视频捕获卡：捕捉和编辑静态视频图像，完成视频数字化、编辑以及处理等工作4)动态视频捕获和播放卡：用于实时动态视频和声音的同时获取及压缩处理，该卡还具有储存和播放功能常用于视觉传达系统中的现场监控、办公自动化和多媒体节目创作等场合3.各种功能的视频卡,2.3.2视频采集卡,1.视频采集卡将视频信号连续转换成计算机存储的数字视频信号（离散）保存在计算机中或在VGA显示器上显示，完成这种功能的视频卡称之为视频采集卡，或称为视频转换卡如果能够实时完成压缩，则称实时压缩卡通常可将外部视频输入信号叠加在显示器上，并将视频输入信号变换成计算机可存储的信息保存在硬盘中只能单帧捕获的，称为图像卡2. 视频采集卡的连接,3.视频卡的主要功能全活动数字图像的显示、抓取、录制、支持Microsoft Video for Windows；可以从录像机（VCR）、摄像机、ID、IV等视频源中抓取定格，存储输出图像；近似真彩色YUV格式图像缓冲区，并可将缓冲区映射到高端内存；可按比例缩放、剪切、移动、扫描视频图像；色度、饱和度、亮度、对比度及R、G、B三色比例可调；可用软件选端口地址和IRQ；具有若干个可用软件相互切换的视频输入源，以其中一个做活动显示。

视频信号源、摄像机、录像机或激光视盘的信号首先经过A/D变换，送到多制式数字解码器进行解码得到YUV数据，然后由视频窗口控制器对其进行剪裁，改变比例后存入帧存储器帧存储器的内容在窗口控制器的控制下，与VGA同步信号或视频编码器的同步信号同步，再送到D/A变换器变成模拟的RGB信号，同时送到数字式视频编辑器进行视频编码，最后输出到VGA监视器及电视机或录像机4.视频采集卡的工作原理,视频采集卡的结构原理图,窗口控制器----PC总线接口部分,窗口控制器视频输入剪裁、变比例部分,,2.4.1 什么是CD-ROM,2.4 光存储设备,,2.4.2 CD-ROM工作原理,,,,,,,,,激光盘,,2.4.3 激光存储器标准,,● CD-I 标准 (CD-Interactive) —— CD交互式标准，用于家用音响电器,● CD-ROM XA 标准 (CD-ROM Extended Architecture) —— CD-ROM扩展结构标准，用于计算机，把声音、图像、文字等 不同信息记录在一条轨道上,● Vedio CD 标准 ——图像数据压缩标准， 简称VCD，采用 MPEG-1压缩技术,● Photo CD 标准 —— Kodak公司制定的数字化照片存放标准，简称PCD标准,● DVD 标准 (Digital Versatile Disk) —— 采用MPEG-2压缩技术的标准，可存放488分钟影片、 4.7GB～17GB的数据,CD-ROM标准,●,,2.5 多媒体I/O设备,,,常见I/O设备,2.5.1,2.5.2 触摸屏,● 触摸屏 — 输入设备，坐标定位装置,触摸检测装置,触摸屏控制卡,● 作 用 — 将坐标信息送入计算机,● 触摸检测装置 特点：高透明度，可触摸 作用：获得触摸坐标信息,● 触摸屏控制卡 作用：分析触摸坐标信息 坐标信息数字化 经电缆传送至主机,● 驱动程序 作用：提供数据分析方法 规范信号传送格式 控制硬件动作,,,,,●,电阻触摸屏,●,,触摸屏种类及其技术特点,—— 将检测到的电阻值转换成坐标数字信息,●,表面声波触摸屏,●,,● 矢量压力触摸屏 —— 将触摸压力点的位置和压力转换成坐标信息,—— 将阻挡声波的位置转换成坐标数字信息,触摸屏种类及其技术特点,,● 扫描仪种类,台式扫描仪,平板式扫描仪,底片扫描仪 (透射式),2.5.3 图像扫描仪,,手持扫描仪,滚筒扫描仪,● 按结构分：,● 按原理分：反射式,手持式,、平板式,、滚筒式,、台式,、透射式,、多用机,,●,,,,扫描基本工作原理,,● 反射式扫描原理,,,平板式扫描仪,,●,扫描仪的技术指标,,中档数码照相机,2.5.4 数码照相机与摄像机,1. 发展及种类,高级数码照相机,影楼专用数码照相机,,家用数码摄像机,,(数字成像设备),专业数码摄像机,专用数码摄像机,2.数码照相机的工作原理,镜头,,,,,,,影像,数字信号,,译码器 存储介质 数据接口,,,,,,,●,技术指标,● LCD显示屏 (彩色/单色/像素数量),,● 数据接口 USB / Video 输出接口 IEEE 1394 高速接口,1. 各种类型的打印机,喷墨打印机,彩色激光打印机,2. 5. 5 彩色打印机（数字输出设备）,,喷墨打印机,照片打印机,2.,打印机重要参数,,● 打印分辨率 720 ~ 2880dpi● 打印速度 ppm (页/分钟)● 打印介质 普通纸、专用纸、照片纸、胶片、转印纸等● 耗材成本 墨盒、颜料等,3.激光打印原理,,激光彩色打印机使用4个鼓，处理过程极其复杂。

主要由着色装置、有机光导带、打印机控制器、激光器、传送鼓、传送滚筒及熔合固化装置构成工作时，有机光导带内的预充电装置先在光导带上充电，产生一层均匀电荷，激光器产生的激光束射到光导带上时，使光导带相应点放电由于光导带不停的运动，所以不同强度的激光束就在光导带上形成放电程度不一的放电区，这些放电区就组成了与该图像相对应的潜像当光导带上的潜像从着色装置下方通过时，与光导带接触的着色装置打开，着色剂附着在光导带放电区（充电区对着色剂起排斥作用，所以着色剂不能附着其上）光导带不停的旋转，以上着色过程多次进行，从而使四种颜色都按原图像色彩附着其上，这样就得到一个完整的彩色图像第2章 小结,本章主要了多媒体个人计算机硬件系统的组成和硬件系统的各种外部设备以及与外部设备连接的控制接口卡音频卡和视频卡是多媒体计算机的重要部件，本章介绍了其基本结构和工作原理光存储器是多媒体计算机的关键部件，本章对各类光存储器作了详细的介绍扫描仪、数码相机、触摸屏、激光彩色打印机等是人们使用和开发多媒体产品时经常用到的外部设备，被叫做“扩展设备”，本章对其原理和特性也作了介绍。