第11章 多媒体信息的输入与输出.ppt

第11章多媒体信息的输入与输出 主讲人 张海云 第11章多媒体信息的输入与输出 本章要点 1 显示卡2 音频卡3 视频编辑卡4 常用外部输入输出设备 1 信息模式的转换 并行数据信号转换为串行输出数据信号 数字信号转换为模拟信号 2 显示信息的控制显示卡发送到显示器的输出信号除含有模拟视频信号外还含有许多控制信号 第11章多媒体信息的输入与输出11 1显示卡11 1 1显示卡的作用 3 对图形函数进行加速现在普遍使用的显示卡都已经是图形加速卡 它拥有自己的图形函数加速器 能够提供图形函数的计算能力 第11章多媒体信息的输入与输出11 1显示卡11 1 1显示卡的作用 第11章多媒体信息的输入与输出11 1显示卡11 1 2显示卡的工作原理 显示卡各主要功能模块都集成在一块插件板上 它通过系统板上的I O扩展槽与系统总线连接 通过多芯电缆与显示器接口电路连接 第11章多媒体信息的输入与输出11 1显示卡11 1 3显示卡的结构与性能 显示卡的结构 第11章多媒体信息的输入与输出11 1显示卡11 1 3显示卡的结构与性能 1 图形加速芯片图形加速芯片又称为图形处理芯片或显示芯片 它是显示卡中最主要的部分 它决定了显示卡的类型 档次和大部分性能 第11章多媒体信息的输入与输出11 1显示卡11 1 3显示卡的结构与性能 2 显示存储器显示存储器是一种随机存储器 根据显示存储器的功能 它也被称为帧缓冲器 FrameBuffer 视频存储器 VideoRAM 或位图存储器 BitmapMemory 它主要存放的是图形加速芯片处理后的一帧显示图形的数据 即与显示屏幕上一帧图形各像素点一一对应的像素值 从而在屏幕上形成一帧与显示存储器中所存位图数据相对应的可见画面 第11章多媒体信息的输入与输出11 1显示卡11 1 3显示卡的结构与性能 3 RAMDACRAMDAC是 RandomAccessMemoryDigitaltoAnalogConverter 的缩写 即随机存储数 模转换器 它主要用于将显示存储器中输出的串行图形数据实时地转换为显示器所能接受的R G B模拟信号 发送到显示器并显示出来 第11章多媒体信息的输入与输出11 1显示卡11 1 3显示卡的结构与性能 4 BIOSROMBIOSROM又称为基本输入输出系统 它是一种特殊的存储芯片 ROM 存放生产厂家提供的硬件图形加速芯片与驱动软件之间的输入 输出逻辑控制程序 此外 还存放显卡的名称 型号以及显示内存的信息等 BIOS的性能决定了显示卡硬件与操作系统之间的配合程度 以及能否充分利用图形加速芯片的功能 第11章多媒体信息的输入与输出11 1显示卡11 1 3显示卡的结构与性能 5 总线接口显示卡总体上是一种板卡总线结构方式 对外部而言显示卡要通过总线接口与计算机主板连接进行相互间的数据交换 对内部而言它将板卡总线作为图形加速芯片 显示存储器 显示控制器等卡内部件的数据传输通道 因此 板卡总线或总线接口的传输速率是决定显示卡总体效能的重要因素 第11章多媒体信息的输入与输出11 1显示卡11 1 3显示卡的结构与性能 6 其他 VGA插口 VGAFeature插口 视频S端子插口 第11章多媒体信息的输入与输出11 1显示卡11 1 3显示卡的结构与性能 1 采集 编辑和回放数字声音文件 2 对数字音频文件进行压缩和解压缩 3 MIDI音乐合成 4 各音频源的混合 5 语音识别与合成 第11章多媒体信息的输入与输出11 2音频卡11 2 1音频卡的作用 音频卡已经历了多个阶段的发展 种类很多 结构也不尽相同 但其工作原理和基本组成相近 如音频卡工作原理 第11章多媒体信息的输入与输出11 2音频卡11 2 2音频卡的工作原理 现在的音频卡结构越来越趋于简单化 许多逻辑芯片都集成于几个大的功能芯片之中 各主要功能芯片又都集成在一块插件板上 一般它主要由数字信号处理器 混合信号处理器 MIDI音乐合成器 多种信号放大器 总线接口控制器以及各种接口模块组成 它通过系统板上的I O扩展槽与系统总线连接 通过多种接口与外部声源和回放设备连接 第11章多媒体信息的输入与输出11 2音频卡11 2 3音频卡的结构与性能 音频卡的结构 第11章多媒体信息的输入与输出11 2音频卡11 2 3音频卡的结构与性能 1 DSP 数字信号处理器 DSP DigitalSignalProcessor 数字信号处理器 是音频卡的核心 负责主要的控制运算工作 声卡绝大多数功能都来源于它 其性能基本上决定了音频卡的类型 档次和大部分性能 第11章多媒体信息的输入与输出11 2音频卡11 2 3音频卡的结构与性能 2 混合信号处理器 混音器 混合信号处理器 Mixer 芯片内置数模混音器 可以对以下音频源进行混合 数字化声音 DAC 调频FM合成音乐 FM CD Audio音频 CD ROM 线路输入 AUX 话筒输入 MIC PC扬声器输出 SPK 可以选择输入一个声源或将几个不同声源进行混合采集或播放 第11章多媒体信息的输入与输出11 2音频卡11 2 3音频卡的结构与性能 3 MIDI音乐合成器合成器主要用于合成乐器声音 要求能支持MIDI合成 兼容标准MIDI MIDI是一种用于电子乐器和电脑之间的通信标准 这个标准定义了MIDI设备间数据传送时电缆硬件接口和通信协议 目前任何多媒体电脑都支持这个标准 第11章多媒体信息的输入与输出11 2音频卡11 2 3音频卡的结构与性能 4 总线接口和控制器早期的声卡采用ISA总线接口 目前声卡的总线接口一般都已采用PCI接口 总线接口和控制器由数据总线双向驱动器 总线接口控制逻辑 总线中断逻辑和DMA控制逻辑组成 第11章多媒体信息的输入与输出11 2音频卡11 2 3音频卡的结构与性能 5 外围接口声音卡上一般都有与其他设备连接的接口部件 包括MIDI GAME端口 I O端口 CD ROM端口等 I O接口一款声卡在计算机封装后 通常会有LineIn LineOut MIC SpeakerOut两组模拟音频信号的输入输出插孔以及MIDI GAME接口露在外部 以备常用 第11章多媒体信息的输入与输出11 2音频卡11 2 3音频卡的结构与性能 CD ROM驱动器接口与CD IN音频接口音频卡还应提供有CD ROM驱动器接口以及重放CD唱盘的音频接口 这样CD唱盘上的声音可以与来自其他音源的信号混合 经声卡上的混频器进行同步输出 连接子卡的接口子卡是指某些声卡与其配套板卡进行连接 目的是增加声卡的音效功能 第11章多媒体信息的输入与输出11 2音频卡11 2 3音频卡的结构与性能 跳线Jumpers跳线通常是由一组跳针组合而成的 其主要功能是用来设置一些主板或接口卡的硬件配置方案 第11章多媒体信息的输入与输出11 2音频卡11 2 3音频卡的结构与性能 视频编辑卡实际上是非线性视频编辑系统中的主要设备 将传统的线性视频编辑中的各单一设备所产生的特技 动画 字幕 调音等功能集于一体 大大简化了影视后期制作 主要完成视音频信号的输入处理 压缩解压缩 特技混合处理 图文字幕的产生与叠加等任务 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 1视频编辑卡的作用 视频编辑卡从硬件的角度看 可分为单通道和双通道两种 这里通道的意思是指在内部视频混合器之前的独立的视频回放通道 目前绝大多数的非线性视频编辑系统采用M JPEG算法 因此可分为只有一个M JPEGCodec 解码器 的单通道系统和具有两个M JPEGCodec的双通道系统 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 2视频编辑卡的工作原理与结构 单通道系统只能对一路视频信号进行压缩记录和解压回放 这就意味着系统肯定无法完成多层画面的实时处理 双通道系统由于可以完成两路视频信号的解压回放 再与系统内部其他处理单元相配合 就可以完成两路活动画面的实时混合处理 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 2视频编辑卡的工作原理与结构 1 单通道系统单通道系统 只有一个压缩 解压缩通道 通常在硬件上无数字特技 数字混合和字幕叠加部分 它只是完成视频信息的采集 压缩解压缩和编码输出 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 2视频编辑卡的工作原理与结构 单通道系统结构图 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 2视频编辑卡的工作原理与结构 2 双通道系统双通道系统实际上就是传统二对一编辑的模仿 下图显示了一个典型的双通道系统的机构图 以MatroxDigiSuite编辑卡为例 为了更清楚地说明其改进部分 所以在图中忽略了视频采集部分 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 2视频编辑卡的工作原理与结构 双通道系统结构 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 2视频编辑卡的工作原理与结构 3 内存中心结构Pinnacle公司近期生产的高端视频编辑卡普遍采用了该公司的一种独到的革新方案 内存结构 用来代替传统的 视频流中心结构 下面左图显示了 视频流中心结构 的解决方案 右图显示了 内存中心结构 的解决方案 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 2视频编辑卡的工作原理与结构 内存中心结构 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 2视频编辑卡的工作原理与结构 视频流中心结构 4 Flex3D特技结构Flex3D是Matrox公司在2000年推出的一种创新的实时视频混合和特技结构 Flex3D首次将视频技术与三维技术相结合 利用图形加速技术提供种类无限的实时广播级2D 3D数字视频特技 DVE 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 2视频编辑卡的工作原理与结构 1 接口方式接口方式是指视频编辑卡与计算机的连接方式 对于视频编辑卡主要有以下几种 并行口 USB PCI和IEEE1394 其中采用并行口和USB的视频编辑卡 一般都采用计算机外置连接方式 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 3视频编辑卡的基本性能 2 视频特性视频特性应从以下几个方面进行衡量 1 输入和输出方式 2 画面格式 3 兼容的视频设备 4 实时编辑和三维DVE 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 3视频编辑卡的基本性能 3 音频特性 1 与视频同步 看其是否符合SMPTE 272M和AES11 1991标准 2 模拟音频 是否支持I O非平衡立体声 1对RCA进 1对RCA出 和音频多声道 3 采样方法 应考虑其采样频率 采样数据位数和过取样数值 第11章多媒体信息的输入与输出11 3视频编辑卡11 3 3视频编辑卡的基本性能 1 扫描仪概述 扫描仪的基本概念扫描仪 Scanner 是一种捕捉图像 照片 文本 图画 胶片等 甚至三维图像 并将其转化为计算机可以显示 编辑 储存和输出的格式的数字化输入设备 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 1扫描仪 扫描仪的分类扫描仪的分类有不同的标准 下面介绍四种扫描仪的分类方法 其中最重要的就是接口分类法和扫描原理分类法 按扫描仪的接口分类a USB接口扫描仪 b SCSI接口扫描仪 C 并行接口扫描仪 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 1扫描仪 按扫描仪的原理分类a 手持式扫描仪手持式扫描仪体积较小 重量较轻并且携带比较方便 b 平板扫描仪平板扫描仪主要应用在A4和A3幅面 其中又以A4幅面的扫描仪用途最广 种类最多 销量最大 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 1扫描仪 P300STD非解码扫描仪 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 1扫描仪 清华紫光UniscanB700型扫描仪 滚筒式扫描仪又称为大幅面扫描仪或者工程图扫描仪 它一般应用在像A1 A0这样的大幅面扫描领域 一般都是广告图像或工程图纸 上 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 1扫描仪 TruScanDesignerl600滚筒式扫描仪 按扫描图稿介质分类a 反射式扫描仪 b 透射式扫描仪 c 多用途扫描仪 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 1扫描仪 按扫描仪的用途分类分为用于各种图稿输入的通用型扫描仪和专门用于特殊图像输入的专用型扫描仪 如条码扫描仪 卡片阅读机等 按扫描的图纸幅面的大小分类按其扫描的图纸幅面的大小不同 可分为小幅面的手持式扫描仪 中等幅面的台式扫描仪和大幅面的工程图扫描仪 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 1扫描仪 2 扫描仪的工作原理 扫描仪的组成部分扫描仪是个光机电一体化的产品 通常由滤光镜 或反光镜 光源 或三色光源 聚焦透镜 扫描模组 扫描头 扫描灯管等组成 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 1扫描仪 2 扫描仪的工作原理 图像扫描原理 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 1扫描仪 彩色图像扫描方式 扫描仪的工作过程 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 1扫描仪 图像扫描基本流程 3 扫描仪的性能指标 扫描仪的分辨率扫描仪的分辨率 Resultion 也称之为解析度 是扫描仪最重要的性能指标之一 灰度级灰度级表示图像的亮度层次的范围 灰度级数越多说明扫描仪生成的图像的亮度的动态范围越大 层次感越丰富 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 1扫描仪 扫描仪的色彩位数色彩位数又叫色彩深度 色彩模式 色彩分辨率或色阶 总之都是表示扫描仪分辨彩色或灰度细腻程度的指标 扫描仪的扫描幅面扫描仪的扫描幅面指它可以接受的最大原稿尺寸 扫描仪的工作速度扫描仪的扫描速度是扫描仪的又一重要指标 这一指标决定着扫描仪的工作效率 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 1扫描仪 1 打印机概述 打印机的基本概念打印机是由微型计算机 精密机械和电气装置构成的机电一体化的高科技产品 是各种类型的计算机系统中能实现硬拷贝输出的外部设备 通过它可以将电脑处理的文件 数据和图片打印出来 制作成一份精美的文件或者报告 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 打印机的功能分类 针式打印机针式打印机又称为点阵打印机 DotMatrixPrinter 是通过打印针来进行工作的 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 IBM423X型高速针式打印机 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 喷墨打印机喷墨打印机是借助于内装墨水的喷头 在打印信号的驱动下 将墨水喷到介质上 形成字符或图形 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 爱普生STYLUSPHOTO2100喷墨打印机 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 激光打印机激光打印机 LaserPrinter 是一种非击打类型的页式打印机 如下图所示的爱普生Aculaser C4000激光打印机 它利用电子照相转移技术进行印刷 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 爱普生Aculaser C4000激光打印机 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 其他类型的打印机按字符成型分类 又可分为点阵式和活字字模式 字模式又有单字锤式 菊花轮式 点阵式的字形灵活 还可以打印汉字和图形 而清晰度不如字模式高 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 2 打印机的工作原理 结构打印机的基本结构包括两部分 如下图所示 即机械部分和电路部分 另外 激光打印机除了包括两部分基本结构外 还包括光学系统部分 是一种光 机 电一体的高度自动化的计算机输出设备 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 打印机的基本结构 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 工作原理 激光打印机的工作原理 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 激光打印机基本工作原理 喷墨打印机的工作原理喷墨打印机根据喷墨方式可分为连续式和按需要式两种 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 喷墨打印机工作原理 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 3 打印机性能指标 打印速度 分辨率 DPI 打印幅面 缓冲区 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 2打印机 1 相机概述 数码相机的基本概念数码相机是一种计算机配套使用的 新兴的数字影像设备 它的出现使传统的摄影技术发生了革命性变革 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 3数码相机 数码相机的种类 按性能价格比把数码相机分为三类 简易型数码相机 商用型数码相机 专业型数码相机 a 简易型数码相机 b 商用型数码相机 c 专业型数码相机 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 3数码相机 按接口分类a USB数码相机 b PP数码相机 c PCI数码相机 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 3数码相机 2 数码相机的工作原理 数码相机的结构 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 3数码相机 数码相机的基本组成 数码相机的工作原理当数码相机对准需要拍摄画面后 按下快门 使所拍摄画面物体上反射出的光通过相机的光学器件落在光电传感器上 光电传感器输出与入射光亮度成正比的模拟电压 模拟电压经过A D转换后变成数字信号 在通过数字处理后以图像文件的形式存储在存储器中 需要时 可以将存储在存储器中的图像数据通过串行接口 USB或IEEE1394接口 或SCSI接口输入到计算机中保存 或进行处理 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 3数码相机 3 数码相机的技术指标 CD元件数目 A D转换部件 D取景器 分辨率和像素 变焦功能 颜色深度 感光度 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 3数码相机 1 数码摄像机概述 数码摄像机的基本概念在数码影像系统中 数码相机和数码摄像机同为数码影像的输入设备 其作用都是生成数码影像 不同的是 数码相机主要用于捕捉景物的瞬间活动 生成的主要是数码图片影像 而数码摄像机主要用于捕捉景物的连续活动 生成的主要是数码视频影像 第11章多媒体信息的输入与输出11 4常用外部输入输出设备11 4 4数码摄像机 数码摄像机的分类 根据摄像机内使用CCD的数目分