硬件基礎(chǔ)：第08章音視頻硬件new課件

計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)－－－音視頻硬件篇主要內(nèi)容8.1

視頻硬件概述8.2顯示器8.3視頻適配器8.4音頻硬件概述8.5音頻適配器8.6數(shù)字化音頻文件8.1視頻硬件概述視頻顯示已成為任何計(jì)算機(jī)“用戶界面”至為重要的一部分在CRT顯示器普遍使用之前，電傳打字機(jī)是計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口最初的CRT顯示只能顯示單色的文本PC視頻子系統(tǒng)由兩大部分組成：顯示器視頻適配器8.2.1CRT顯示器余輝表示光在屏幕上的停留時(shí)間電子束從左向右、從上到下采用光柵模式掃描屏幕電子束必須持續(xù)地掃描屏幕以保持圖像按照顯示器屏幕形狀大致可以分為球面平面直角柱面純平面8.2.2LCD顯示器LCD（LiquidCrystalDisplay，液晶顯示器）的技術(shù)原理：通過(guò)液晶對(duì)光波的偏轉(zhuǎn)作用來(lái)顯示圖像液晶是像液體一樣可以流動(dòng)的棒狀分子，可以使光線直接穿過(guò)；但是電位可以改變晶體的方向及通過(guò)它的光的方向。對(duì)于單色LCD，它的每個(gè)像素均有多個(gè)液晶單元來(lái)控制其灰度。而對(duì)于彩色LCD，每個(gè)像素均有自己的一組液晶單元（紅、綠和藍(lán)）LCD顯示器通常允許存在一定數(shù)量的亮點(diǎn)或暗點(diǎn)2種基本的LCD面板：無(wú)源矩陣，最普遍的無(wú)源矩陣面板使用Supertwistnumatic技術(shù)，并且具有彩色顯示功能，所以這些面板通常被稱(chēng)為CSTN有源矩陣，通常使用薄膜晶體管設(shè)計(jì)，因此被稱(chēng)為T(mén)FT。有源矩陣面板的顯示圖象的效果與無(wú)源矩陣的相比更清晰、更分明、視角更大CSTN與TFT之間的技術(shù)差距逐步縮小8.2.3顯示器的技術(shù)參數(shù)尺寸是指屏幕對(duì)角線的長(zhǎng)度同尺寸的LCD與CRT顯示器實(shí)際顯示面積不同分辯率是指顯示器所能提供的細(xì)節(jié)程度CRT顯示器可以處理一定范圍內(nèi)的分辨率，LCD顯示器只有一個(gè)固定的分辨率

CRT顯示器在特定分辨率時(shí)建議的顯示器最小尺寸同尺寸的LCD顯示器可以提供更高的分辯率分辨率建議的最小尺寸640×48014英寸800×60015英寸1024×76817英寸1280×1024或更高21英寸8.2.3顯示器的技術(shù)參數(shù)刷新率是指屏幕顯示被刷新的速率，也就是垂直掃描頻率、場(chǎng)頻超過(guò)72Hz就不會(huì)發(fā)生閃爍；VESA標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)閃爍刷新頻率為85Hz以上顯示器刷新率必須與顯卡提供的刷新率匹配如果設(shè)置的刷新率超過(guò)了顯示器所能接受的頻率，有可能將顯示器燒毀DDC可以將顯示器支持的刷新頻率及其他信息傳送給操作系統(tǒng)LCD顯示器沒(méi)有刷新率指標(biāo)水平掃描頻率是指顯示器每秒鐘的掃描線數(shù)，也就是行頻水平掃描頻率=行數(shù)×刷新率帶寬可接受帶寬＝水平像素×垂直像素×刷新頻率×額外開(kāi)銷(xiāo)（一般為1.5）是衡量CRT顯示器性能的重要的指標(biāo)之一，帶寬越高越好LCD顯示器不特別強(qiáng)調(diào)帶寬8.2.3顯示器的技術(shù)參數(shù)隔行掃描與逐行掃描隔行模式下，掃描全部屏幕需分兩段完成——首先掃描奇數(shù)行，然后掃描偶數(shù)行LCD顯示器都是逐行掃描圖像的亮度與對(duì)比度是LCD顯示器的重要指標(biāo)亮度單位為坎德拉／平方米（cd/m2），也就是流明最大亮度越大，所能適應(yīng)的環(huán)境范圍越大對(duì)比度的定義是屏幕顯示圖象中最亮像素和最暗像素亮度的比值對(duì)比度越大，表示輸出白色與黑色時(shí)越分明，也可以讓影像看起來(lái)有更生動(dòng)的立體感8.2.3顯示器的技術(shù)參數(shù)響應(yīng)時(shí)間是指?jìng)€(gè)別像素由亮轉(zhuǎn)暗并由暗轉(zhuǎn)亮所需的時(shí)間是LCD顯示器的重要指標(biāo)灰階響應(yīng)時(shí)間比黑白響應(yīng)時(shí)間慢，但更有實(shí)際意義LCD顯示器無(wú)法在全動(dòng)視頻領(lǐng)域與CRT相提并論顏色數(shù)LCD顯示器不及CRT顯示器可視角度指站在始于屏幕法線的某個(gè)角度時(shí)仍可清晰看見(jiàn)屏幕圖像所構(gòu)成的最大角度LCD顯示器不及CRT顯示器8.2.3顯示器的技術(shù)參數(shù)電源管理耗電量30瓦以下可以獲得了能源之星稱(chēng)號(hào)最早的顯示器節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)是顯示器電源管理信號(hào)（DPMS）標(biāo)準(zhǔn)后續(xù)采用APM和ACPI電源管理方法電磁輻射主要是超低頻輻射（VLF）和極低頻輻射（ELF）MPRII、TCO是有關(guān)顯示器的標(biāo)準(zhǔn)控制數(shù)控對(duì)顯示器提供了更高級(jí)的控制能力

狀態(tài)水平垂直視頻節(jié)能喚醒時(shí)間打開(kāi)脈沖脈沖活動(dòng)無(wú)無(wú)待機(jī)無(wú)脈沖脈沖停止最小短掛起脈沖無(wú)脈沖停止極大較長(zhǎng)關(guān)閉無(wú)脈沖無(wú)脈沖停止最大與系統(tǒng)有關(guān)8.2.4LCD與CRT的比較LCD顯示器的優(yōu)勢(shì)顯示直接尋址，始終完美的校準(zhǔn)提供了高精度的圖像低能耗，產(chǎn)熱少，使得LCD顯示器更節(jié)省費(fèi)用幾乎不存在電磁VLF或ELF輻射整個(gè)的LCD面積均為可視區(qū)域重量輕節(jié)省空間旋轉(zhuǎn)特性，設(shè)備可以旋轉(zhuǎn)90度LCD顯示器需要注意的幾點(diǎn)：只有固定分辯率“像素抖動(dòng)（pixeljitter）”或“像素漂移（pixelswim）”現(xiàn)象數(shù)字接口的LCD顯示器使用范圍受到限制通常不能顯示和CRT一樣的亮度范圍響應(yīng)速度沒(méi)有CRT快8.2.5顯示器的維護(hù)使用屏幕保護(hù)程序使用電源管理特性對(duì)顯示器進(jìn)行電源管理確保顯示器兩邊、上方和后面通風(fēng)良好應(yīng)當(dāng)保持顯示器和機(jī)殼的清潔定期消磁8.3.1VGA適配器和顯示器數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)VGA之前的顯示器采用數(shù)字信號(hào)，顏色數(shù)少VGAVGABIOS使程序就變得與硬件無(wú)關(guān)最多可在屏幕上顯示256種顏色640×480圖形模式或720×400文本模式下，則一次可顯示16種顏色VGA模式已成為PC圖形顯示配置的基準(zhǔn)8.3.2視頻適配器的組成包含以下基本組件：BIOS結(jié)構(gòu)上與主系統(tǒng)BIOS相似，使用EEPROM或FlashROM芯片圖形處理器使用同一圖形處理器的視頻適配器常常有很多相同的功能并且性能相當(dāng)工作頻率通常被稱(chēng)為核心頻率像素填充率是一個(gè)重要指標(biāo)集成視頻常見(jiàn)于低成本的計(jì)算機(jī)顯存可以使用部分系統(tǒng)內(nèi)存來(lái)彌補(bǔ)顯存過(guò)低的問(wèn)題許多不同類(lèi)型的存儲(chǔ)器被用于視頻適配器顯存大小決定了分辨率和色彩飽和度，3D顯卡對(duì)顯存的需求高顯存位寬是連接圖形處理器和顯存的總線寬度顯存頻率是指顯存實(shí)際工作時(shí)的頻率數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）總線連接器驅(qū)動(dòng)程序8.4音頻硬件概述早期使用蜂鳴器目前的聲音硬件一般采用以下形式：集成在主板上的聲音芯片安裝在計(jì)算機(jī)總線槽中的PCI或ISA擴(kuò)展卡上的音頻適配器芯片組中集成最早標(biāo)準(zhǔn)是CreativeLabs的SoundBlaster，Windows環(huán)境下的音頻環(huán)境是DirectX8.5.2音頻適配器的組成基本連接器立體聲線，或音頻輸出連接器（橙綠色）立體聲線，或音頻輸入連接器（淺藍(lán)色）后端輸出或揚(yáng)聲器/耳機(jī)連接器（無(wú)標(biāo)準(zhǔn)顏色）麥克風(fēng)，或單通道輸入連接器（粉紅色）游戲桿連接器（金色）MIDI連接器（金色）內(nèi)部CD音頻連接器用于高級(jí)功能的連接器多用途的數(shù)字信號(hào)處理器CD-ROM連接器驅(qū)動(dòng)程序8.5.2音頻適配器的組成8.5.3音頻適配器的多聲道音頻適配器可以分為雙聲道、四聲道、5.1聲道、6.1聲道和7.1聲道5.1聲道聲卡其實(shí)有六個(gè)聲道輸出，.1代表是超低音聲道4.1音箱和2.1音箱中的.1超低音聲道是從各個(gè)聲道中提取多聲道聲卡連接多聲道音箱的方法：使用多聲道模擬信號(hào)接口連接多聲道揚(yáng)聲器采用SPDIF數(shù)字信號(hào)傳輸經(jīng)過(guò)編碼的多聲道信號(hào)8.6.1聲音文件聲音文件中包含波形數(shù)據(jù)，將模擬的聲音數(shù)字化三種常見(jiàn)的聲音文件分辯率部分聲卡支持48KHz（48000Hz，16位立體聲，188KB/s）標(biāo)準(zhǔn)甚至更高不同分辨率的聲音文件大小不同分辯率采樣頻率采樣位數(shù)聲道文件大小電話音質(zhì)11025Hz8單聲道11KB/s廣播音質(zhì)22050Hz8單聲道22KB/sCD音質(zhì)44100Hz16雙聲道172KB/s8.6.2Web和音樂(lè)的音頻壓縮音頻壓縮具有兩種用途：Web站點(diǎn)中可以使用音頻剪輯多數(shù)商業(yè)站點(diǎn)提供下載的音頻流支持RealAudio和WindowsMediaAudio這