多媒體技術(shù)與應(yīng)用第二章

1、第二章第二章多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 中國水利水電出版社多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用2.1.1多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)從下到上由5個(gè)部分組成。如圖2-1所示。下層部分是多媒體硬件，往上逐漸過渡到多媒體軟件。多媒體操作系統(tǒng)和多媒體設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是軟件和硬件之間的接口。2.1 2.1 多媒體計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)與組成多媒體計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)與組成多媒體硬件系統(tǒng)多媒體設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序多媒體操作系統(tǒng)多媒體創(chuàng)作工具多媒體應(yīng)用軟件圖2-1多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體硬件系統(tǒng)：多媒體硬件系統(tǒng)：包括計(jì)算機(jī)硬件、聲音/視頻處理設(shè)備、多種媒體輸入/輸出設(shè)備及信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置、通信傳輸設(shè)

2、備及接口裝置、多媒體處理芯片、光盤驅(qū)動(dòng)器等。多媒體驅(qū)動(dòng)程序：多媒體驅(qū)動(dòng)程序：控制和管理多媒體硬件，完成設(shè)備的啟動(dòng)、初始化，設(shè)備的各種操作和圖像的快速變換以及功能調(diào)用等。多媒體操作系統(tǒng)：多媒體操作系統(tǒng)：對(duì)多媒體環(huán)境下的各個(gè)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度和管理，保證音頻和視頻同步控制以及信息處理的實(shí)時(shí)性。提供各種基本操作和管理。多媒體創(chuàng)作工具：多媒體創(chuàng)作工具：用于開發(fā)多媒體應(yīng)用的工具軟件。通常包括多媒體素材制作工具、多媒體創(chuàng)作工具和多媒體編程工具。多媒體應(yīng)用軟件：多媒體應(yīng)用軟件：這類軟件與用戶有直接接口，用戶只要使用有關(guān)的操作命令，就能方便的進(jìn)行如MP3播放，DVD播放等。多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用2.1.2

3、 2.1.2 多媒體軟件系統(tǒng)多媒體軟件系統(tǒng)多媒體軟件系統(tǒng)層是多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂。多媒體系統(tǒng)軟件要具有綜合處理各種媒體的能力。多媒體操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件的核心，作為多媒體計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)除了傳統(tǒng)的管理功能之外還應(yīng)該解決以下的關(guān)鍵問題： (1)對(duì)音頻、視頻信息必須建立具有時(shí)間參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)文檔格式。 (2)解決圖像和聲音數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)播放時(shí)所需要的同步控制機(jī)制，依靠軟件硬件結(jié)合完成。 (3)對(duì)聲音、圖像數(shù)據(jù)必須通過軟、硬件結(jié)合進(jìn)行壓縮和還原處理。 (4)要有標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)硬件透明的應(yīng)用程序接口、圖形用戶接口。多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用2.1.3多媒體硬件系統(tǒng)多媒體計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)層是多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物

4、質(zhì)基礎(chǔ)，它包括計(jì)算機(jī)主機(jī)系統(tǒng)和多媒體接口及外部設(shè)備。顯示器CD-ROM主機(jī)麥克風(fēng)CD唱盤收錄機(jī)MIDI合成器耳機(jī)揚(yáng)聲器音頻卡視頻卡攝像機(jī)影碟機(jī)錄像機(jī)投影機(jī)數(shù)碼相機(jī)掃描儀圖2-2 多媒體硬件系統(tǒng)的組成 多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用2.2 多媒體輸入設(shè)備多媒體輸入設(shè)備 觸摸屏是一種坐標(biāo)定位裝置，屬于輸入設(shè)備。作為一種特殊的計(jì)算機(jī)外設(shè)，它提供了簡單、方便、自然的人機(jī)交互方式。通過觸摸屏，用戶可直接用手向計(jì)算機(jī)輸入坐標(biāo)信息。觸摸屏系統(tǒng)一般包括觸摸屏控制卡、觸摸檢測(cè)裝置和驅(qū)動(dòng)程序三個(gè)部分，如圖2-3所示。 2.2.12.2.1觸摸屏觸摸屏 觸摸檢測(cè)裝置觸摸屏控制卡驅(qū)動(dòng)程序圖2-3 觸摸屏多媒體技術(shù)與

5、應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用v電阻觸摸屏電阻觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面相匹配的多層復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層，在基層兩個(gè)表面涂上一層透明的導(dǎo)電層，在兩層導(dǎo)電層之間有極小的間隙使它們互相絕緣。在最外面再涂覆一層透明、光滑，且耐磨損的塑料層。如圖2-4所示。 第1層 I TO第2層 I TO圖2-4 電阻式觸摸屏工作原理 第1層 I TO第2層 I TO觸摸點(diǎn)多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用v電容式觸摸屏電容式觸摸屏外表面是一層玻璃，中間夾層的上下兩面涂有一層透明的導(dǎo)電薄膜層，再在導(dǎo)體層外上一塊保護(hù)玻璃。上面的導(dǎo)電層是工作層面，四邊各有一個(gè)狹長的電極，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場。

6、如圖2-5所示。v圖2-5 電容式觸摸屏多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用v表面聲波觸摸屏表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分是玻璃平板，安裝在顯示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發(fā)射換能器，右上角則固定了兩個(gè)相應(yīng)的超聲波接收換能器。同時(shí)，玻璃屏的四個(gè)周邊則刻有45角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。如圖2-6所示。 圖2-6 表面聲波式觸摸屏工作原理 接受發(fā)射第2層 發(fā)射第1層 第1層 I TO第2層 I TO觸摸點(diǎn)多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用v紅外線觸摸屏紅外線觸摸屏一種利用紅外線技術(shù)的裝置。在顯示器前面架上一個(gè)邊框形狀的傳感器，邊框的四邊排列了紅外線發(fā)射管及接收管

7、，在屏幕表面形成一個(gè)紅外線網(wǎng)。如圖2-7所示。 紅外線發(fā)射管紅外線接受管紅外線接受管紅外線發(fā)射管觸點(diǎn)圖2-7 紅外線觸摸屏工作原理多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用2.2.22.2.2掃描儀掃描儀掃描儀是一種圖像輸入設(shè)備，利用光電轉(zhuǎn)換原理，通過掃描儀光電管的移動(dòng)或原稿的移動(dòng)，把黑白或彩色的原稿信息數(shù)字化后輸入到計(jì)算機(jī)中，掃描儀還用于文字識(shí)別、圖像識(shí)別等領(lǐng)域。掃描儀的分類：(1) 按掃描方式分類：分為手持式、臺(tái)式、膠片式和滾筒式四種。(2) 按掃描幅面分類：最常見的為A4和A3幅面的臺(tái)式掃描儀，A0大幅面掃描儀。(3)按接口標(biāo)準(zhǔn)分類：掃描儀按接口標(biāo)準(zhǔn)分為三種：SCSI接口、EPP增強(qiáng)型并行接口、U

8、SB通用串行總線接口。(4)按反射式或透射式分類：反射式掃描儀用于掃描不透明的原稿，它利用光源照在原稿上的反射光來獲取圖形信息如圖2-8所示；透射式掃描儀用于掃描透明膠片，如膠卷、X光片等如圖2-9所示。(5)按灰度與彩色分類：可分灰度和彩色兩種。多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用圖2-8 反射式掃描儀識(shí)別反射光線圖2-8 反射式掃描儀識(shí)別反射光線多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用掃描儀的主要技術(shù)指標(biāo)：掃描儀的主要技術(shù)指標(biāo)：v分辨率分辨率描述掃描精度，用1英寸里像素點(diǎn)dpi表示。分辨率分為光學(xué)分辨率、機(jī)械分辨率和插值分辨率。v掃描速度掃描速度指每掃描一行所需時(shí)間，單位是毫秒行或毫秒線，v色彩精度色

9、彩精度是指用多少個(gè)位來表示掃描得到的一個(gè)像素。v灰度級(jí)灰度級(jí)是表示灰度圖像的亮度層次范圍的指標(biāo)，是指掃描儀識(shí)別和反映像素明暗程度的能力。多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用2.2.32.2.3數(shù)碼照相機(jī)數(shù)碼照相機(jī) 數(shù)碼照相機(jī)使用電荷耦合器件作為成像部件。它把進(jìn)入鏡頭照射于電荷耦合器件上的光影信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器處理成數(shù)字信息，并把數(shù)字圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相機(jī)內(nèi)的磁介質(zhì)中。數(shù)碼照相機(jī)的關(guān)鍵部件是光電偶合器件CCD。 圖2-10 光敏元件排列方式直排列 交錯(cuò)排列多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)有鏡頭、光電轉(zhuǎn)換器件（COMS/CCD）、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）、微處理器（MPU）、

10、內(nèi)置儲(chǔ)存器、液晶屏幕（LCD）、可移動(dòng)儲(chǔ)存器、接口（計(jì)算機(jī)/電視機(jī)接口）、鋰電池等如圖2-11。 圖2-11 數(shù)碼相機(jī)的工作原理多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用2.2.42.2.4數(shù)碼攝像機(jī)數(shù)碼攝像機(jī)攝像機(jī)是一種將景物圖像的光信號(hào)變成視頻電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)記錄或重放的電子設(shè)備。攝像機(jī)由攝像鏡頭、攝像管、同步信號(hào)發(fā)生電路、偏轉(zhuǎn)電路、放大電路、電源等部分組成。來自被攝物體的光通過光學(xué)系統(tǒng)在攝像管的靶上形成光學(xué)圖像，這個(gè)光學(xué)圖像經(jīng)攝像管轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)一系列處理后輸出視頻信號(hào)。 多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用2.32.3多媒體輸出設(shè)備多媒體輸出設(shè)備多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中信息顯示的設(shè)備主要是PC機(jī)的顯示系統(tǒng)

11、。包括顯示器，顯示適配器兩部分。顯示適配器可以用擴(kuò)展卡的方式插入PC總線或是集成在主板上。顯示器與顯示適配器必須相匹配。顯示器是多媒體計(jì)算機(jī)最基本的輸出設(shè)備，市場上最常見的顯示器有兩大類：v 陰極射線管CRT 顯示器v 液晶LCD顯示器2.3.1 2.3.1 顯示器顯示器 多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用2.3.22.3.2投影機(jī)投影機(jī)投影機(jī)根據(jù)所使用的技術(shù)主要分為兩種：v陰極射線管陰極射線管CRTCRT投影機(jī)：投影機(jī)：v液晶顯示液晶顯示LCDLCD投影機(jī)：投影機(jī)：多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用2.4 2.4 多媒體接口設(shè)備多媒體接口設(shè)備音頻卡俗稱聲卡是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)聲音處理的功能的部件，借助

12、它，計(jì)算機(jī)可以錄制、編輯、回放數(shù)字音頻文件，對(duì)音頻文件進(jìn)行壓縮和解壓縮。控制各個(gè)聲源的音量并加以混合,對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行功率放大。采用語音處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)語音合成和語音識(shí)別。提供MIDI音樂設(shè)備數(shù)字接口等。MIC放大器A/D轉(zhuǎn)換器MIDI設(shè)備DSP處理器總線接口控制器D/A轉(zhuǎn)換器功率放大器音樂合成器輸出線路輸入話筒輸入游戲棒圖2-12音頻卡工作原理框圖2.4.1 2.4.1 音頻卡音頻卡多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用2.4.2 2.4.2 視頻卡視頻卡 它可以匯集視頻源(電視信號(hào))、音頻源、錄像機(jī)、激光視盤機(jī)、攝像機(jī)等設(shè)備的信息，進(jìn)行編輯、存儲(chǔ)、輸出等。視頻卡按其功能又細(xì)分為圖形加速卡、視頻疊加卡、

13、視頻采集卡、電視卡等。 多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用2.4.3 USB2.4.3 USB通用串行總線接口通用串行總線接口 USB(Universal Serial Bus) 是一種計(jì)算機(jī)的外接串聯(lián)接口技術(shù)。使用這種通用的連接器來連接各種類型的外接設(shè)備，使得日益多樣化，規(guī)格繁雜的各種外部設(shè)備與計(jì)算機(jī)的連接有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。USB接口的外型為4針標(biāo)準(zhǔn)插頭，可替代主機(jī)箱后板上的各種串行/并行接口，直接實(shí)現(xiàn)對(duì)各種I/O設(shè)備的插接，并具備熱插拔的功能。 USB有4種基本的傳輸類型。v控制傳輸控制傳輸v批傳輸批傳輸v中斷傳輸中斷傳輸v等時(shí)傳輸?shù)葧r(shí)傳輸多媒體技術(shù)與應(yīng)用多媒體技術(shù)與應(yīng)用 2.4.4 MP3 2.4.4 MP3播放器播