計算機多媒體技術(shù) 第2章

1、2.1 基本設(shè)備2.1.1 MPC的含義2.1.2 激光存儲器2.1.3 顯卡與顯示器2.1.4 聲卡與音響第 2 章2.2 擴展設(shè)備2.2.1 觸摸屏2.2.2 視頻卡2.2.3 掃描儀2.2.4 數(shù)碼相機2.2.5 打印機2.2.6 投影機多媒體計算機系統(tǒng)就是可以交互式處理多媒體信息的計算機系統(tǒng)。 2.1基本設(shè)備MPC標準的基本內(nèi)容 (1) 對個人計算機增加多媒體功能所需的軟硬件進行最低標準的規(guī)范。(2) 規(guī)定多媒體個人計算機硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)等的量化標準。(3) 制定高于MPC基本標準的升級規(guī)范。(4) 制定MPC三項基本標準 (MPC-1 / 2 / 3)。MPC Multimedia

2、 Personal Computer 多媒體個人計算機 符合MPC標準的具有多媒體功能的個人計算機。教學(xué)進程2.1.1 MPC的含義多媒體硬件平臺 除了普通PC所擁有的硬件設(shè)備外，多媒體系統(tǒng)必需具備一些多媒體信息處理的專用硬件，才能被稱為多媒體計算機（Mult-imedia PC,MPC）。多媒體硬件是多媒體系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 MPC的基本結(jié)構(gòu)鍵盤顯示器內(nèi)存儲器中央處理器顯示卡聲卡CD-ROM外存儲器音響設(shè)備鼠標教學(xué)進程補充內(nèi)容1：主板，main board，mother boardCPU，其主頻是振蕩晶體的振蕩頻率內(nèi)存高速緩存cache總線結(jié)構(gòu) ROM (ROM, PROM, EPROM, E

3、EPROM, flash PROM) RAM (DRAM, SRAM) ISA，數(shù)據(jù)寬度16位，工業(yè)標準總線 EISA，數(shù)據(jù)寬度16位，擴展工業(yè)標準總線 VESA，數(shù)據(jù)寬度32位 PCI，數(shù)據(jù)寬度64位，外設(shè)互聯(lián)接口，頻率與CPU主頻 無關(guān)，支持多CPU，支持并發(fā)工作，支持PnP。補充內(nèi)容2：數(shù)字信號處理器 DSP (Digital Signal Processor) - 通用或?qū)Ｓ眯酒?，有的用在計算機上，有的用在其它設(shè)備上。比如，聲卡上一般都集成了一個或幾個DSP。具有多媒體功能的CPU-CPU功能 + 多媒體與通信功能比如Intel公司的基于MMX技術(shù)的CPU，將多媒體數(shù)據(jù)處理的指令加到C

4、PU原有的指令當中。媒體處理器-多媒體和通信功能 + CPU功能（指令） ，可作為CPU的協(xié)處理器，獨立執(zhí)行I/O操作，完成音頻、視頻的實時數(shù)字化任務(wù)（音頻I/O，視頻I/O，MPEG壓縮與解碼），支持三維圖形加速，有的還支持高帶寬、支持視頻會議等。處理器有3類補充內(nèi)容3：硬盤硬盤硬盤陣列，多個硬盤組成，7種類型如下：性能參數(shù)20GB、40GB、43GB、80GB、200GB容量轉(zhuǎn)速5600、7200、9600轉(zhuǎn)/分鐘RAID1，每臺硬盤機都有一臺經(jīng)線鏡像硬盤機作為備份，可靠性高RAID2，漢明校驗實現(xiàn)冗余糾錯，數(shù)據(jù)以位或字節(jié)為單位分配在各盤，校驗碼則寫在冗余盤上RAID3，同RAID2，但采

5、用奇偶校驗而非漢明校驗來實現(xiàn)冗余糾錯RAID4，同RAID3，但數(shù)據(jù)以扇區(qū)為單位進行存放RAID5，同RAID4，但冗余盤并不固定RAID6，同RAID5，但采用二維奇偶校驗RAID7，同RAID6，但增加了高速緩存硬盤 vs 光盤硬盤與光盤的區(qū)別：除了介質(zhì)不同外，按相同角速度旋轉(zhuǎn)，浪費空間，但速度快按相同線速度旋轉(zhuǎn)，節(jié)省空間，但速度慢柱面cylinder 、磁頭head 、扇區(qū) sector track電梯算法補充內(nèi)容4：固態(tài)硬盤固態(tài)硬盤（Solid State Drives），簡稱固盤，固態(tài)硬盤（Solid State Drive）用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲單元（

6、FLASH芯片、DRAM芯片）組成。分類：一種是采用閃存（FLASH芯片）作為存儲介質(zhì)一種是采用DRAM作為存儲介質(zhì)補充內(nèi)容5：機械硬盤 vs 固態(tài)硬盤優(yōu)點：讀寫速度快防震抗摔性低功耗無噪音工作溫度范圍大輕便缺點：容量有限：最大容量僅為4TB壽命限制售價高MPC的主要特征具有激光驅(qū)動器CD-ROMCD-ROM是多媒體技術(shù)的基礎(chǔ)，它是最經(jīng)濟、最實用的數(shù)據(jù)載體。1輸入手段豐富除常用的鍵盤和鼠標外，還有掃描輸入、手寫輸入和文字識別輸入等。2輸出種類多、質(zhì)量高以音頻、投影、視頻以及幀頻等多種形式輸出多媒體信息。3顯示質(zhì)量高高性能顯卡和優(yōu)質(zhì)顯示器為圖像、視頻等處理提供不失真的參照基準。4具有豐富的軟件資

7、源設(shè)備驅(qū)動程序，操作系統(tǒng)，對象制作軟件，平臺軟件，工具軟件。5教學(xué)進程 MPC的硬件標準 MPC-1 標準設(shè)備標準配置 推薦配置CPU386 SX 386DX or 486SX時鐘16MHz內(nèi)存2MB 4MB硬盤30MB 80MB接口串行、并行、游戲棒接口MIDIMIDI合成、混音接口顯示VGA模式，分辨率640480，16色 256色激光驅(qū)動器單速CD-ROM，數(shù)據(jù)傳輸速率150KByte/s聲音輸入/重放mV級靈敏度輸入，耳機、揚聲器輸出聲卡8bit/11.025kHz采樣，11.025和22.05kHz輸出操作系統(tǒng)DOS 3.1版本或以上，Windows 3.0帶多媒體擴展模塊 1991

8、年公布教學(xué)進程 MPC的硬件標準教學(xué)進程 MPC-2 標準設(shè)備標準配置推薦配置CPU486 SX or 兼容CPU486DX or DX2時鐘25MHz內(nèi)存4MB8MB硬盤160MB400MB接口串行、并行、游戲棒接口MIDIMIDI合成、混音接口顯示VGA模式，分辨率640480，256色65536色激光驅(qū)動器倍速CD-ROM，數(shù)據(jù)傳輸速率300KByte/s聲音輸入/重放mV級靈敏度輸入，耳機、揚聲器輸出聲卡16bit采樣，11.025、22.05kHz和 44.1kHz輸出操作系統(tǒng)DOS 3.1版本或以上，Windows 3.1帶多媒體擴展模塊 1993年5月公布 MPC的硬件標準教學(xué)進

9、程設(shè)備標準配置CPUPentium CPU或兼容CPU 時鐘75MHz內(nèi)存8MB硬盤540MB接口串行、并行、游戲棒接口MIDIMIDI合成、混音接口顯示VGA模式，分辨率640480，64K色激光驅(qū)動器4倍速CD-ROM，數(shù)據(jù)傳輸速率600KByte/s視頻播放NTSC 制: 30幀/秒，分辨率352240PAL 制: 24幀/秒，分辨率352288數(shù)據(jù)格式: MPEG-1壓縮格式 MPC-3 標準 1995年6月公布 MPC的硬件標準教學(xué)進程設(shè)備標準配置CPUPentium133或200時鐘133MHz內(nèi)存16MB或更多硬盤1.6GB以上的硬盤、3.5英寸1.44MB軟驅(qū)接口串行、并行、游

10、戲棒接口MIDIMIDI合成、混音接口顯示圖形分辨率為12801024/1600 1200/1900 1200， 24/32位真彩色激光驅(qū)動器4倍速CD-ROM，數(shù)據(jù)傳輸速率600KByte/s視頻設(shè)備MODEM卡、視頻采集卡、特技編輯卡和視訊會議卡數(shù)據(jù)格式: MPEG-1壓縮格式 MPC-4 標準 1996年6月公布2.1.2 CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory) 只讀激光存儲器(1) 激光驅(qū)動器 (2) 激光盤片 CD-ROM的構(gòu)成激光存儲器 CD-ROM的性質(zhì) 只讀屬性 (用戶不能寫入，只能讀出)。 光學(xué)存儲原理 (激光燒結(jié))。 CD-RW (

11、ReWritable) 的性質(zhì) 可讀寫屬性 (CD-R盤片：追加寫/讀 CD-RW盤片：可讀/擦寫)。 光學(xué)存儲原理 (激光燒結(jié))。教學(xué)進程CD-ROM工作原理激光頭聚碳酸酯片基鋁反射層標簽表面聚焦透鏡激光源數(shù)字信號電信號光電轉(zhuǎn)換譯碼數(shù)據(jù)凹坑激光盤教學(xué)進程CD與DVD的結(jié)構(gòu)比較教學(xué)進程CD650MBDVD4.7GB標簽金屬反射層(記錄信息介質(zhì))聚碳酸酯片基片基厚度0.9 1mm記錄信息介質(zhì)易損壞工藝簡單，成本低記錄信息介質(zhì)不易損壞工藝復(fù)雜，成本高片基厚度0.4 0.5mm磁盤原理磁粉呈同心圓附著在鋁合金或玻璃上，象小磁鐵小磁鐵的方向代表0或1，磁頭可使小磁鐵改變方向U盤原理U盤是采用Flash

12、芯片存儲的，F(xiàn)lash芯片屬于電擦寫電門。在通電后可改變狀態(tài)，不通電就固定狀態(tài)。故斷電后資料能保存 內(nèi)存一個一個的小電容 充電就是1 不充電就是0補充內(nèi)容6： CD-DA標準 (Compact Disc - Digital Audio)PHILIPS & SONY共同提出容量 74 min (44.1kHz / 16bit / Stereo)傳輸 176400 Byte /s (172.3KB /s) CD-ROM標準 (Compact Disc - Read Only Memory)PHILIPS & SONY共同制定, 1988年正式公布, 命名為ISO9660標準容量 650MB74 m

13、in基本傳輸速率 150KB/s (75扇區(qū)2048字節(jié)=153600 Byte/s)激 光 驅(qū) 動 器 CD-ROM 2x 2倍于基本傳輸速率 CD-ROM 4x 4倍于基本傳輸速率 CD-ROM 52x 52倍于基本傳輸速率激光存儲器標準教學(xué)進程 CD-I 標準 (CD-Interactive) CD交互式標準，用于家用音響電器。 CD-ROM XA 標準 (CD-ROM Extended Architecture) CD-ROM擴展結(jié)構(gòu)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。 Video CD 標準 圖像數(shù)據(jù)壓縮標準， 簡稱VCD，采用 MPEG-1壓縮技術(shù)。

14、Photo CD 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 (Digital Versatile Disk) 采用MPEG-2壓縮技術(shù)的標準，可存放488分鐘影片、 4.7GB17GB的數(shù)據(jù)（DVD盤片可以是單面或雙面，每面都可以有1到2個數(shù)據(jù)層 ）。CD-ROM標準教學(xué)進程D5 ，DVD-5 的簡寫，即單面單層(SS-SL或Single Side Single Layer)，最大4.7G，一面數(shù)據(jù)，另一面一般印刷了文字或圖案D9 ，DVD-9 的簡寫，即單面雙層(SS-DL或Single Side Double Layer)，最大8.5G，一面數(shù)據(jù)，另一面

15、一般印刷了文字或圖案。 DVD-10，是一種雙面DVD，一般稱其為雙面單層DS-SL，相當于將兩片DVD-5背對背的粘在一起，實現(xiàn)了最大9.4GB的容量。不過DVD-10的缺點就是需要手動換面，目前還沒有任何一種播放器支持自動換面 DVD-18，是雙面雙層DS-DL碟片的簡稱，如同DVD-10是兩片DVD-5制成的一樣，DVD-18就是兩片DVD-9制成，最高容量17GB左右，是目前最大的DVD光盤，市面上極為少見 補充內(nèi)容6：CD-ROM和CD-RW激光存儲器CD-R（Compact Disc - Recordable）光盤刻錄機CD-RW（Compact Disc - Rewritable

16、）可擦寫式光盤刻錄機CD-RCD-RW速度指標刻錄速度讀取速度刻錄速度讀取速度復(fù)寫速度（先燒結(jié)抹除，再寫新數(shù)據(jù)）刻錄模式開放型：刻錄完后，以后可繼續(xù)追加，直到容納不下關(guān)閉型：一次性刻錄完后，不允許追加刻錄方式整盤刻錄：光盤對拷。需要2個光驅(qū)。軌道刻錄：以文件（目錄）為單位刻錄成功率盤片的質(zhì)量緩存大小接口內(nèi)置（IDE、SCSI）外位（USB、并行接口、IDE、SCSI、1394）Internal Industry Standard 68-pin (female)工業(yè)標準內(nèi)部68針SCSI接口(母口)一般用于高檔機內(nèi)部SCSI設(shè)備幾種光驅(qū)接口SCSIIDEUSB并口1394SATA一頭6針，一頭4

17、針的1394連接線4針接頭，一般用于數(shù)碼攝像機以及筆記本電腦 usb / ps2Integraed Drive Electric(將硬盤控制器和盤體集成)常見硬盤光盤接口25針、26針、36針，“D”形，用于傳統(tǒng)打印機Small Computer System Interface硬盤串型接口串行數(shù)據(jù)傳輸線和并行數(shù)據(jù)傳輸線 電源的輸入接口也與原來的4pin電源不同，需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換 2種數(shù)據(jù)線電源線2.1.3顯示適配器顯示器主機箱主板顯示電纜顯卡與顯示器 顯示緩沖存儲器容量與芯片 64MB 128MB DDR SGRAM / DDR SDRAM 顯示存儲器頻率 620 MHz 顯示芯片 Radeon

18、9700 Pro 圖形加速功能 三維效果增速 ￥6503600元 AG-411 技嘉GV-R9700 PRO顯示信號輸出 顯示處理器教學(xué)進程CRT陰極射線管 (顯像管)CRT顯示器 最大分辨率 16001200點距0.24mm0.14mm 像素點距 0.220.25mm 行頻 (刷新頻率、帶寬) 200MHz 視角 接近180 屏幕尺寸 17、19、22in (可視面積屏幕尺寸)球面 柱面 物理純平(內(nèi)平面) 視覺純平 (內(nèi)曲面)凸起 略凸起 內(nèi)凹 平面 結(jié)構(gòu)與視覺效果t教學(xué)進程陰極射線顯管推薦分辨率（以像素為單位）15 英寸 CRT 監(jiān)視器1024 76817 到 19 英寸 CRT 監(jiān)視器

19、1280 102420 英寸及更大 CRT 監(jiān)視器20 英寸及更大 CRT 監(jiān)視器CRT顯示器的推薦分辨率LCD彩色液晶顯示器 TN技術(shù) (液晶硅) TFT技術(shù) (非晶硅) 高亮度 屏幕尺寸 15 in 22 in 亮度 260 320 nits 對比度 300:1 1000:1 響應(yīng)時間 8 ms 20 ms 可視角度 水平：120 170 垂直： 95 120顯示本底亮度對比度時間教學(xué)進程彩色互動式等離子顯示器教學(xué)進程 色彩艷麗 相應(yīng)速度快 具有互動功能 屏幕尺寸 22 in 47 in顯示器的工業(yè)標準 電源管理、輻射強度 Energy Star標準 TCO92標準 電源管理、輻射強度 功

20、耗、防火、電源隔離、交流電場感應(yīng) TCO95標準 電源管理、輻射強度 功耗、防火、電源隔離、交流電場感應(yīng) 材料再生利用、符合人體工程學(xué)的設(shè)計 TCO99標準 電源管理、輻射強度 功耗、防火、電源隔離、交流電場感應(yīng) 材料再生利用、符合人體工程學(xué)的設(shè)計 舒適度、健康、環(huán)境符合TCO標準教學(xué)進程2.1.4聲卡主機箱主板音箱音頻信號數(shù)字信號聲卡與音響音箱 聲音適配器 (聲卡) 作用: 數(shù)字信號與模擬信號之間的雙向轉(zhuǎn)換 單板 (輸出功率大，抗干擾，音質(zhì)好) 主板集成 (易受干擾，性能比單板略差) 采樣模式 16bit 24bit 音頻輸出模式：2 STEREO 5.1 STEREO ￥400800元教學(xué)

21、進程音響 普通音箱耳機 有源音箱(內(nèi)含放大器) 輸入靈敏度 輸出功率音頻放大器電源line輸出端分頻器Speak輸出端 單元音箱 2單元音箱高音中低音100Hz 3000Hz 12000Hz高音中音低音 3單元音箱20Hz 3000Hz 12000Hz 20000Hz教學(xué)進程聲道與音箱 雙聲道立體聲音箱6 低音炮音頻放大器1 2 34 5左聲道 右聲道右環(huán)繞中置低音炮左環(huán)繞低音炮 2.1 聲道環(huán)繞立體聲音箱 5.1 聲道環(huán)繞立體聲音箱 環(huán)繞立體聲產(chǎn)品(1) 聲卡(2) 音箱系統(tǒng)教學(xué)進程2.2擴展設(shè)備數(shù)碼照相機彩色掃描儀語音識別設(shè)備光盤存儲介質(zhì)半導(dǎo)體存儲介質(zhì)數(shù)碼攝像機彩色投影機彩色打印機教學(xué)進程

22、2.2.1 觸摸屏 輸入設(shè)備，座標定位裝置。觸摸屏 觸摸屏組成顯示器觸摸檢測裝置觸摸屏控制卡驅(qū)動程序 作 用 將座標信息送入計算機。 觸摸檢測裝置 特點：高透明度，可觸摸。 作用：獲得觸摸座標信息。 觸摸屏控制卡 作用：分析觸摸座標信息。 座標信息數(shù)字化。 經(jīng)電纜傳送至主機。電纜 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。教學(xué)進程電阻觸摸屏+5V+5V0V0VX方向Y方向第1層 I TO第2層 I TO第1層 I TO第2層 I TOR觸摸屏種類及其技術(shù)特點 將檢測到的電阻值R轉(zhuǎn)換成座標數(shù)字信息。教學(xué)進程表面聲波觸摸屏發(fā)射X方向Y方向第1層第2層發(fā)射接收接收第1層

23、I TO第2層 I TO 矢量壓力觸摸屏 將觸摸壓力點的位置和壓力轉(zhuǎn)換成座標信息。 將阻擋聲波的位置轉(zhuǎn)換成座標數(shù)字信息。教學(xué)進程觸摸屏種類及其技術(shù)特點2.2.2視頻卡 專門用于對視頻信號進行實時處理的設(shè)備，又叫“視頻信號處理器”。主機箱中的視頻卡攝像機顯示器對視頻信號 (激光視盤機、錄像機、攝像機等設(shè)備的輸出信號) 進行數(shù)字化轉(zhuǎn)換、編輯和處理以及保存數(shù)字化文件。 作用教學(xué)進程視頻卡：是將攝像機或錄像機的視頻圖像信號轉(zhuǎn)換成計算機的數(shù)字圖像的主要硬件設(shè)備。視頻卡的種類有很，主要有以下幾種： 視頻轉(zhuǎn)換卡：主要功能是將VGA信號轉(zhuǎn)換成NTSC、PAL和SECAM等視頻標準，在電視上播放。 視頻捕捉卡：

24、用來抓取靜態(tài)影像。 視窗動態(tài)視頻卡：主要功能是提供視窗疊加顯示等。 動態(tài)視頻捕捉/播放卡：功能是同時抓取動態(tài)視頻、聲音，并加以壓縮、存儲的播放。 視頻JPEG/MPEG壓縮卡：根據(jù)JPEG/MPEG標準完成壓縮/解壓縮工作。2.2.3 掃描儀種類臺式掃描儀平板式掃描儀底片掃描儀 (透射式)掃描儀手持掃描儀滾筒掃描儀掃描、打印兩用機 按結(jié)構(gòu)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。教學(xué)進程 透射式掃描原理掃描樣張光電轉(zhuǎn)換器光源底片掃描儀掃描樣張光電轉(zhuǎn)換器導(dǎo)軌光源數(shù)字信號輸出掃描原理 反射式掃描原理數(shù)字信號輸出識別反射光線識別穿透光線平板式掃描儀教學(xué)進程2.2.4消費級數(shù)碼相機數(shù)碼相機鏡頭機身一體機入門級單反數(shù)碼相機教學(xué)進程專業(yè)級單反數(shù)碼相機 數(shù)碼照相機的鏡頭影像數(shù)字信號工作原理譯碼器 存儲介質(zhì) 數(shù)據(jù)接口 軟盤 微型硬盤 壓縮閃存卡 (存儲卡) CD-RW激光盤 譯碼器 作用 將電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息 CCD (Charged Coupled Devic