多媒体硬件平台-文档资料

1、多媒体技术返回目录上一页下一页最后页1教学目标：1. 掌握光盘存储原理及技术2. 了解各种光盘数据的存储格式3. 掌握声卡、视频卡、图像获取设备等多媒体硬件的功能、性能及实现技术4. 了解多媒体计算机系统及工作原理教学重点：1. 了解光盘驱动器及光盘的工作原理2. 掌握声卡、视频卡、图像获取设备等多媒体硬件的功能及性能指标教学环境：多媒体授课系统及多媒体计算机第三章第三章 多媒体硬件平台多媒体硬件平台多媒体技术返回目录上一页下一页最后页23.1 多媒体存储技术文本：字符和数据图形：向量图，图元组成的图位图：由像素点组成的图数字化声音数字化视频多媒体信息的存在和表现形式多样，主要有：多媒体技术返

2、回目录上一页下一页最后页3一、光盘存储原理一、光盘存储原理组成：光驱：半导体激光器读写头和光路系统组成。光盘：磁光材料或稀土合金。特点： 与软盘比：容量大 光头与盘片不接触，不受环境影响而退磁， 信息保存时间长。 与硬盘比：可拆卸，光驱贵，速度慢。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页4格式化容量、用户容量找到需要读写的信息的位置所需要的时间。数据传输率：光盘驱动器送出数据率：与光盘转速、存储密度、控制器与主机间的传输率、接口规范控制器内的缓冲器大小有关。存储容量：平均存取时间：多媒体技术返回目录上一页下一页最后页5二、光盘分类（1）CD-ROM 只读光盘 d=12cm, m=650MB，价低。

3、（2）WORM（write one read many)，一次写多读光盘。（3）Rewritable 可重写光盘。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页6三、光盘工作原理1、只读光盘工作原理存储按螺旋形状轨道存储。模拟信号的存储：多媒体技术返回目录上一页下一页最后页7数字信号的存储：间隔0.3m 1 m微米=10-6 m 每一个字节采用14位的光轨道位，以确保两个1间有2个0，但最多10个连续0，这样可提高数据的可读性，减少误码率。10001000100存储原理：多媒体技术返回目录上一页下一页最后页8思考题:字节：00000000、00000001、11111111、11111110的光轨道如何

4、。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页9只读光盘制作流程多媒体技术返回目录上一页下一页最后页102、可重写光盘的写原理、可重写光盘的写原理通过改变光盘存储介质的某种特性实现对信息的存储。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页11(1) 磁光式擦写原理采用玻璃盘基上再加4层稀土-金属膜结构组成。记录过程：用激光照谢光盘垂直膜面磁化方向上的磁化物质，并对其磁化。当需存“1”时，利用激光加热到热磁效应的居里点，而失去磁性，在盘的另一面的电磁线卷上施加一个外磁场，使被照单元反向磁化。擦过程：恢复原磁方向。读过程：利用物理学中的电磁感应读出信息。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页12(2) 相变式擦写原

5、理利用介质的两个稳态间的互逆结构的变化实现存储和擦写。两个稳态：反谢率高的晶态反谢率低的非晶态（玻璃）写过程：将介质从晶态转变为非晶态。擦过程：将介质从非晶态转变为晶态。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页13四、光盘的性能指标四、光盘的性能指标（1）容量：650MB（2） 数据传输率：单倍速：150KB/S 50倍速=50*150KB/S（3）存储缓冲器：256KB（4）存取时间 ： 200-400ms（5） 体积：多媒体技术返回目录上一页下一页最后页14五、光盘的规范及格式五、光盘的规范及格式1. CD-DA规范及格式* CD-DA即激光唱盘：直径12cm,内径1.5cm,厚0.12cm*

6、 光道上采用等长分段，每段为一个扇区。* 地址为“分”、“秒”、“扇区”，总长为74分。 1分=60秒 1秒=75扇区。* 存储格式：见下页* 每扇区有：6（音频/通道）2（字节/音频数据） 2通道 98=23526多媒体技术返回目录上一页下一页最后页15多媒体技术返回目录上一页下一页最后页162. CD-ROM 规范及格式 地址:分 秒 扇区 CD-ROM 扇区中的格式与CD-DA不同 CD-ROM 扇区中有两个格式多媒体技术返回目录上一页下一页最后页17(1) Mode1与Mode2格式多媒体技术返回目录上一页下一页最后页18(2) Mode1与Mode2的区别 用户数据量不同 存储数据的

7、类别不同Mode1用于程序，误码率小于1/1012Mode2用于声、图，误码率小于1/109多媒体技术返回目录上一页下一页最后页193. CD-ROM XA格式CD-ROM XA格式有两种：FORM1、 FORM2格式中的SUBHEADER进一步说明用户数据：如:数据类别（音、视频、数据）、数据格式(form1,form2) 触发位(记录开始、文件结束、实时性等) 数据编码信息多媒体技术返回目录上一页下一页最后页204. DVD光盘DVD从外观上与CD-ROM无区别DVD光道间距由原来的1.6m缩小到0.74m,凹凸长度由原来的0.83m缩小到0.4m,这是DVD容量提高到4.7GB的主要原因

8、.DVG采用波长更短(635-650nm)的激光源来提高聚光束的精度.其规格见P74表3.1,表3.2多媒体技术返回目录上一页下一页最后页213、2 声音卡一、音频信息* 声音的两个参数：频率和幅度。* 可听音：20Hz-20KHz* 亚声波：20KHz* 人的声波：300Hz-3.4KHz多媒体技术返回目录上一页下一页最后页22* 声音质量等级声音质量等级 数字激光唱盘：10-20kHz 简称CD-DA 调频无线电广播：20Hz-15kHz 简称FM 调幅无线电广播：50Hz-7kHz 简称AM 电话质量：200Hz-3.4kHz从以上可看出：的质量最好， 的质量最差。多媒体技术返回目录上一

9、页下一页最后页23二、音频的处理技术： 音频采集 声音编码/解码 语音识别：电脑辨别和理解人说的话 文语转换：把文本转换成声音。 音乐合成：利用音乐合成芯片，把乐谱转 换成乐曲 音频数据传输 音频-视频同步 音频效果与编辑多媒体技术返回目录上一页下一页最后页24三、声音卡的功能1、录制、编辑和回放数字声音文件。2、控制、混合各声源的音量除话筒之外均为双通道立体声调节3、在记录和回放数字信号时进行压缩/解压缩压缩算法一般固化在声卡上多媒体技术返回目录上一页下一页最后页25实现技术有：字典技术：根据单词查找发音代码语法规则：根据语法规则将文本转换成声音5、具有MIDI接口：MIDI：Musical

10、 Instrument Digital Interface音乐数字接口：6、具有初步的语音识别功能。4、采用语音合成技术让电脑朗读文本英语，汉语语音朗读已实现（如金山词霸）多媒体技术返回目录上一页下一页最后页26四、声音卡的组成1、插孔和、插孔和D形连接器形连接器 线路输出插孔：音箱麦克风输入插孔。 线路输入孔：录音机、CD唱机等的输出站。 D形连接器：游戏操纵杆，游戏机入口， MIDI合成器。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页272、音量调节按钮、音量调节按钮3、跳接器：、跳接器：如：CD-ROM型号，CDROM的I/O地址 声卡的I/O地址，声卡的游戏口选择（开、关） 声卡的IRQ及DM

11、A通道。用来连接成对的插针；其功能是用来选择声卡的硬件设置。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页28五、声卡的选择：声卡的三个指标：采样频率、量化位、声道数。1、模/数转换2、数/模转换3、内部声音混合器多媒体技术返回目录上一页下一页最后页29 *频率调制：以多个频率波形合成声音，实际声音可分成无穷多个正弦波，而计算机的FM采用两种、三种、四种合成，效果较差。 *波形合成：将各种乐器声音录制成数字，存储在ROM中，播放MIDI时，根据所指示的乐器到波表中查询该乐器的声音，经过D/A转换为声音信号。采用波表合成技术效果好，音质丰富。4、合成器：功能是还原MIDI声音。方法有：频率调制（FM） 和

12、波表查询（Wave table)多媒体技术返回目录上一页下一页最后页306、DSP芯片： DSP（Data Signal Processor)数字信号处理器，其作用是减轻CPU负担，加快音频处理速度，它可处理声音合成、特殊效果和音频文件的压缩和解压缩、声音连接、编辑修改、加回音效果。7、信噪比：8、I/O设置的支持：5、MIDI接口信号与噪声强度之比，单位是分贝（dB)分贝值越高，干扰越低。是否有CD-ROM接口以及与CD-ROM的兼容性多媒体技术返回目录上一页下一页最后页319、产品的兼容性：以新加坡 creative lab3 公司产生的Sound Blaster标准或加拿大的Adlib标

13、准为好，它们已是事实上的工业标准。10、三维音效：多声道、目前为两声道3D声卡：具有环绕立体声的声卡，感觉声音来自四面八方。11、ASP的功能。高级数字信号处理（ASP）代替DSP，它能通过硬件实现压缩/解压缩和对声音的编辑。12、随卡软件多媒体技术返回目录上一页下一页最后页323.3 视频卡视频卡一、概述：一、概述：视频卡的作用：实现图像与声音的D/A，A/D转换和编码/解码。二、视频卡的种类和功能二、视频卡的种类和功能视频卡的种类繁多：按功能分类：视频转换卡、图形加速卡、播放卡，捕捉卡。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页331、视频转换卡：基本有（1）PC-TV卡：卡： 将VGA信号转换

14、成电视机或录像机播放的信号（2）TV-PC卡（卡（ 或或TV-VGA卡，电视卡）卡，电视卡）TV-PC卡的工作顺序：将TV模拟信号 A/D 数字化信号 解码 y,u,v信号 RGB信号显卡D/A 在显示器上显示。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页342、视频捕捉卡（视频采集卡）：它能将视频图像数字化，编辑及处理等工作。将视频模拟信号实时（摄影机）或非实时（放像机）捕捉，再存于硬盘中，有的还有视频处理专用芯片，可进行实时压缩。3、视窗动态视频卡： 4、动态视频捕捉/播放卡：实现动态视频、声音的同时抓起，并加以压缩存储，播放。是一种功能强的视频卡，有creative FS200，creative

15、 RT300，WTV200等。提供视窗显示功能，数字化静止画面，此外还有叠加，淡入、淡出等功能。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页355、视频压缩卡将静止或动态图像按照JPEG/MPEG标准压缩和还原。6、模拟视频叠加卡： 7、MPEG解压卡：8、图像加速卡：将计算机输出的文字、图像、叠加到来自光盘、摄像机等的模拟信号上。也称电影回放卡，影碟卡、播放卡。加快图像的处理速度，适用于速度不够的计算机。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页36三、视频卡的性能指标三、视频卡的性能指标1、Overly（覆盖）功能：Overly功能是将视频信号不经过主机直接送往VGA上播放。2、与VGA的兼容性3、是否

16、采用硬件压缩4、录像质量：颜色数和丢帧数5、输入输出规格：NTSC（美国）/SAL（中国）/SECAM（俄罗斯），I/O地址的缺省设置。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页376、分辨率：7、色彩：8、是否支持全回放功能。全回放：在不带视频卡的计算机中播放不丢帧。全回放：在不带视频卡的计算机中播放不丢帧。电视机的分辩较低，所以显示器不用更高分辩率。电视机的分辩较低，所以显示器不用更高分辩率。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页383.5 调制解调器调制解调器 实现电话线与计算机之间的D/A，A/D转换。调制调制：将计算机数字信号转换成模拟信号。解调解调：将模拟信号转换成数字信号一一. . 功能

17、功能多媒体技术返回目录上一页下一页最后页39二二. . 种类种类 外接式调制解调器 内置式调制解调器 袖珍式调制解调器 传真式调制解调器除Modem作用外，还可以 收发传真。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页40三、接口三、接口 通信接口 电话线接口 电话机接口 电源输入口 电源开关多媒体技术返回目录上一页下一页最后页413.6 图像获取设备图像获取设备一、空间采样 将图像获取设备由MN个光敏元件构成，每个光敏元件对应一个采样点，再用时钟脉冲，逐个从光敏元件中取出采样的模拟信号。二、量化 将连续的模拟信号分成若干区间，每个区间对应一个值。多媒体技术返回目录上一页下一页最后页42三、图像扫描仪

18、三、图像扫描仪基本原理：基本原理：将反映图像特征的光信号转换成计算机可接收的电信号工作过程：工作过程：由光源将光线照在图稿上，产生图像特征的透射或反射光，由光电转换部件将光信号转换成电信号，然后对这些电信号进行A/D转换及处理，产生相应的数字信号送往计算机。扫描方式扫描方式：一维采样多媒体技术返回目录上一页下一页最后页43分类：分辨率600-2400dpi （dots per inch)量化位：24位（2）手持式：分辨率：400dpi,精度不高，价格便宜扫描宽：105mm(3) 滚动式：分辨率：300-800dpi滚动走纸，扫描头固定适用大幅面A0， A1（1）平板式多媒体技术返回目录上一页下一页最后页44“像素数”、“CCD尺寸”“变焦倍率”“镜头口径”数码相机最关键的性能参数是：四、数码相机，数码摄像机四、数码相机，数码摄像机多媒体技术返回目录上一页下一页最后页45规格有：“总像素数”和“有效像素数” 。总像素数是：指数码相机所具有的像素总数。有效像素数：除去不被使用的像素以外的可用于照片的 像素数， “有效像素数”越大，成像效果越好。1、“像素数”和“CCD尺寸”所谓像素，可以理解为照片的颗粒，像素数越大颗粒就越细，对象的细节部