多媒体个人计算机914b.ppt

第2章 多媒体个人计算机,2.1 基本概念,具有多媒体功能的微型计算机系统习惯上被人们称为”多媒体个人计算机” multimedia personal computer,2.1.1 多媒体关键技术,数据压缩技术 PCM（脉冲调制编码）、JPEG静态图像压缩、MPEG动态图像压缩、 PX64kb/s电视电话会议图像压缩 集成电路制作技术 强大数据压缩运算功能的专用VIC 存储技术 纸带穿孔、磁心、磁带、磁盘、光盘、磁光盘 操作系统软件技术 实时的、多任务的，实时处理声音信号（ 86KB/S），动态图像信号 （25 帧/秒）,2.1.2 什么是MPC,MPC是Multimedia Personal Computer的缩写，意思是“多媒体个人计算机”，是指符合MPC标准的具有多媒体功能的个人计算机 MPC的三级标准 MPC Level 1多媒体个人计算机1级标准，标记为MPC1 MPC Level 2多媒体个人计算机2级标准，标记为MPC2 MPC Level 3多媒体个人计算机3级标准，标记为MPC3,2.1.3 MPC的基本结构,MPC的输入端 可接入音频信号、视频信号，如CD-ROM、激光 视盘、录像机、语音输入、手写输入、文字自动识别 MPC的输出端 可连接各种通信网络、视频设备、音频设备、 CD-ROM、语音输出、影像实时输出、投影输出,2.1.4 MPC对环境的考虑,对总线（VL总线和PCI总线）结构的考虑 PCI总线与CPU相对独立，支持外设个；支持数据的加速传输 对硬件的考虑 （1）显示适配器（图形显示卡）采用PCI形式。 图形加速卡更有利于复杂模式的图形显示，如3D效果、视频显示效果 图形显示卡上带有缓存对显示属性（颜色数量和画面分辨率）有直接影响（早期显缓256KB,现128MB） （2）内存足够大（512MB)，高速存取 （3）硬盘大容量(80GB)、高转速(7200)、低噪声 （4）主机板的扩展插槽多,2.1.5 MPC的主要特征,具有激光驱动器CD-ROM 输入手段丰富 扫描输入、手写输入、文字识别输入等 输出种类多、质量高 音频输出、投影输出、视频输出等 显示质量高 具有丰富的软件资源 多媒体设备驱动程序、操作系统、媒体制作软件、多媒体平台软件、工具软件及应用软件,2.1.6 MPC的数据处理模式,图像处理模式 动画处理模式 声音处理模式 数据存储模式 数据共享模式,多媒体计算机对图像的处理包括：,通过扫描仪扫描、数码照相机拍摄、软件绘图等方式，获取数字化图像 利用图像处理软件对图像进行各种编辑和处理 进行图像文件的格式转换 保存与管理图像文件,多媒体计算机对动画的处理包括：,多媒体计算机通过动画制作软件和视频处理软件， 对动画和视频信号进行加工和处理 计算机动画分矢量动画和帧动画两种类型。矢量 动画经过运算，在单一画面中，改变主体的几何形状、运动轨迹、显示颜色等，形成变化的视觉效果；帧动画则类似传统动画的模式，采用多幅画面构成。 动画的播放可使用Windows提供的媒体播放机进行，但媒体播放机只能播放AVI格式等几种格式的视频文件，还要其他媒体播放软件。,多媒体计算机对声音的处理包括：,获取数字化声音 声音转换文字 利用MIDI技术，使用MIDI键盘进行作曲，并可加工、处理和播放MIDI音乐文件，或控制MIDI乐器进行演奏 使用声音处理软件，对数字化声音进行多种形式的处理 声音还原,适合保存多媒体信息的介质主要有：,硬盘存储器速度快、容量大、价格也能接受 光盘存储器有光盘驱动器和光盘组成，光盘容量较大、便于携带、价格便宜 ZIP存储器一种大容量软盘存储器，单片容量有100MB和250MB两种规格 ORB存储器其盘片是可携带的存储器，单片容量2.2GB，速度与硬盘相当，可逐步增加盘片扩充容量,多媒体计算机可通过以下途径进行信息传递：,使用可移动的存储设备，如外置硬盘、光盘、ZIP光盘等 通过网络进行数据传输，如国际互联网、局域网、远程网等 把若干台计算机的串行通信连接起来，实现在机器间的互相传递数据,2.1.7 MPC的硬件标准,MPC 1多媒体个人计算机1级标准 1991年公布，它规定1X 的CD-ROM 和8 位的声卡现已过时 MPC 2多媒体个人计算机2级标准 1993.5公布，对声卡的配置要求达到了16 位。对CD-ROM 的速度要求也提高了一倍。图形显示达到65536 色。某些内容已过时 MPC 3多媒体个人计算机3级标准 1995.6公布，制定视频压缩MPEG标准，指定可采用全屏播放，可使用软件进行视频数据解压等 MPC 4多媒体个人计算机4级标准 1996年公布,2.2 基本硬件设备,CD-ROM激光存储器 M.O.磁光盘存储器 CD-R和CD-RW激光存储器 显示适配器与显示器 声音适配器与声音还原,2.1.1,CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory) 只读激光存储器,CD-ROM,教学进程,CD-ROM工作原理,激光盘W14g D120mm,2. 激光存储器标准,教学进程, CD-I 标准 (CD-Interactive) 1987 CD交互式标准，面向家用音响电器, CD-ROM XA 标准 (CD-ROM Extended Architecture) 1988 CD-ROM扩展结构标准，面向计算机。把声音、图像、文字等不同信息记录在一条轨道上, Vedio CD 标准 1993 图像数据压缩标准， 简称VCD，采用 MPEG-1压缩技术。VCD2.0增加简单交互功能：静止画面可放大显示，简单菜单可选播放顺序。,CD-ROM标准, DVD 标准 (Digital Versatile Disk) 1995.12 采用MPEG-2压缩技术的标准，可存放133-488分钟影片或4.7GB17GB的数据。 DVD 标准 向下兼容（可读VCD盘片）。, Photo CD 标准 1992 （像片光盘） Kodak公司制定的数字化照片存放于光盘标准，简称PCD标准。显示分辨率高，可多次追加写入数字照片，但不能删。,2.2.2 M.O.磁光盘,MO光盘是典型的有挑战能力的存储技术，MO一开始就是专门为IT打造的产品，同时开始研究的有相变形可擦除写入式光盘（即现在的RW、RAM），由于MO光盘的技术上的难度较大，研发进度慢了一些。但是，从技术层面上分析，MO光盘有如下的优点： 1从理论上讲MO可以无限次擦写，而目前相变型的RAM是有限次的。一些研究报导相变型材料可擦写次数近106以上，但在实际应用时都需作技术上的处理，如擦除后重复的点位缩小偏移等。,2MO的记录特点是在材料居里点温度实现磁畴反转，一般200左右即可。要求的光能量较小，一般采用30MW功率的激光器就足够了。而相变型的RAM一般需600的相变温度，需要50MW功率的激光器。记录擦除温度越高，其他记录特性就越差。,3MO已有相当成熟的辅助技术： 磁感应超分辨率技术（MSR-Magneticdly induced Super Resolution） 磁畴壁位移检出技术(DWDD-Domain Wall Displacement Detection) 磁放大技术(MAMMOSMag- netic Amplifying Magneto-Optical System) 这些技术的应用可大大提高存储密度。 对光学头的要求较低，数值孔径0.55即可，而同样水平的DVD却要0.6数值孔径。,4MO技术的材料性能稳定，用MO材料的磁光光盘原始误码率10-6以下，比用相变材料的RAM光盘要好得多，更适合于用于计算机数据处理。,表1 Mo光盘和 DVD-R/RW/RAM、 Removable HDD、Flash memory的性能比较,从表1中非常明显的看出Mo的优势，它的信息保存寿命最长大于50年，它的可擦写次数达到106次，在性能上远高于其他存储形式，特别是数据唯一性、数据可信性均优于或相当于MS（Memory stick）、 FM（Flash memory），它在电子文档这一应用层次是其他存储技术无法比拟的。,当MO在技术上成熟，在性能上超过R和RW，RAM时，它已面临一个CD，DVD系列的强大的市场平台，被打压在一个很小的生存空间里，主要市场在日本，主要客户群是电子文档用户。在无纸化记录时代，电子文件越来越普遍并多样化。各国政府正着手对电子文件提出规范要求，日本政府已正式规定Mo和CD-ROM可作为法定电子文件使用。作为正式文件必须具有唯一性，而Mo光盘技术规范中规定每张光盘出厂时就带有一个唯一序号，可作为唯一性根据。,表2 MO光盘和CD-R/RW,DVD- R/RW/RAM容量和价格比较,富士通 内置MO驱动器 MCC3064AP 550(元) 富士通 内置MO驱动器 MCD3130AP 800(元) 富士通 内置MO驱动器 MCF3064AP 550(元) 富士通 内置MO驱动器 MCE3130AP 800(元) 富士通 内置MO驱动器 MCM3064AP 650(元),2.2.3 CD-R 和 CD-RW,CD-R（Compact Disc-Recordable) 光盘刻录机 “有限次写，多次读” 现不多见 CD-RW（ Compact Disk Rewritable)可擦写式光盘刻录机 “随意改写”,1.CD-RW主要技术指标,刻录速度：光盘刻录机在向CD-R盘片上写入数据时所能达到的最大倍速值。市面常见2X、4X、8X、16X、32X等。 读取速度：光盘刻录机在以CD-ROM形式读取普通光盘数据时，所能达到的最大倍速值。市面常见40X、52X等。它远大于刻录速度。 复写速度：CD-RW可擦写式光盘刻录机对CD-RW盘片的数据层进行烧结，抹除原有数据，然后再写入数据时的最大倍速值。它一般低于刻录速度。 例：某CD-RW 刻录速度 32X，复写速度 12X、读取速度 52X,2.刻录模式与刻录方式,刻录模式 开放型：可追加刻录 封闭型：不可追加刻录 刻录方式 整盘刻录方式：以盘为单位刻录 轨道刻录方式：以文件或目录为单位刻录,显示适配器,显示器,主机箱,显示电缆,主板,2.2.4 显示适配器与显示器,1. 显示适配器 （显卡）（Display Adapter),独立显卡，主板带显卡 显卡的组成： ROM BIOS，RAM（决定显示颜色数的多少及分辨率的高低） ，控制电路，信号输出端子 显卡的模式： 按图形显示模式有-VL模式，PCI模式，AGP模式（带图形加速器） 显卡的种类： 一般显示卡；图形加速卡；3D图形卡；显示/TV集成卡；显示/视频输出集成卡,2.显示器,显示器的种类 按结构原理分： CRT（阴极射线管），球面、柱面、平面直 角、纯平等。体积大，亮度大，耗电。 LCD（液晶），薄，体积较小，亮度较暗，较省电。 背投，等离子 按屏幕尺寸分：15、17、19英寸,显示器的标准 点距：同色像点之间的距离（mm) .39 .31 .28 .25 .24 扫描频率：理论上，扫描频率高，显示质量好，图像越稳定。 水平扫描频率（kHz) 垂直扫描频率(Hz) 过低，会闪烁，眼睛易疲劳。垂直扫描频率受显示分辨率制约。,显示分辨率 以像数点（pixels)为单位 320X200、640X480、800X600、 1024X768、1152X864、1280X1024 1600X1200 分辨率与显示器的缓存容量有关，容量大，分辨率高。 颜色数量 显示器同屏显示的颜色数量 主要由显卡决定，与显示分辨率有关。若显示器的缓存容量一定，分辨率越高，颜色数量越少。,显示适配器,显示器,主机箱,主板,显示电缆, CRT阴极射线管 (显像管), 最大分辨率 16001200, 行频 (刷新频率、带宽) 200MHz 视角 接近180 屏幕尺寸 17、19、22in (可视面积屏幕尺寸) ￥11005500元,LCD与等离子显示器, TN技术 (液晶硅) TFT技术 (非晶硅) 屏幕尺寸 15in 20in (PHILIPS200P3) 对比度 300:1 550:1 亮度 (CD/M2) 220 350 可视角度 水平：120 160 垂直： 95 120 ￥2488 7280元 强捷SJ-107 PHILIPS 150MT, LCD彩色液晶显示器,教学进程,声音适配器,主机箱,主板,音箱,音频信号,音箱,2.2.5 声音适配器 (声卡),声卡是多媒体电脑的主要部件之一，它包含记录和播放声音所需的硬件。声卡的种类很多，功能也不完全相同，但它们有一些共同的基本功能：能录制话音(声音)和音乐，能选择以单声道或双声道录音，并且能控制采样速率。声卡上有数模转换芯片(DAC)，用来把数字化的声音信号转换成模拟信号，同时还有模数转换芯片(ADC)，用来把模拟声音信号转换成数字信号。,声卡上有音乐数字接口(MIDI)，能使用MIDI乐器，诸如钢琴键、合成器和其它MIDI设备。声卡有声音混合功能，允许控制声源和音频信号的大小。好的声卡能对低音部分和高音部分进行控制。 声卡上还有一个或几个CD 音频输入接口，用以接收CD-ROM的声音采集信号。,2.影响声卡效果的因素,声卡真正的质量取决于它的采样和回放能力。模拟声音信号是一系列连续的电压值，获取这些值的过程称为采样，这是由模数转换芯片来完成的。影响音质的两个因素是 采样精度和 采样频率。,采样精度,采样精度决定了记录声音的动态范围，它以位(Bit)为单位，比如8位、16位。8位可以把声波分成256级，16位可以把同样的波分成65,536级的信号。可以想象，位数越高，声音的保真度越高。,采样频率,采样频率指每秒钟采集信号的次数，声卡一般采用11K、22K和44KHz的采样频率，频率越高，失真越小。在录音时，文件大小与采样精度、采样频率和单双声道都是成正比的，如双声道是单声道的两倍，16位是8位的两倍，22K是11K的两倍。,CD碟采用16位的采样精度，44.1KHz的采样频率，为双声道，它每秒所需要的数据量为1