多媒體計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

關(guān)于多媒體計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2.1多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)

2.1.1MPC的基本配置基本配置：功能強(qiáng)大、速度快的CPU，管理、控制各種接口與設(shè)備的軟件，一定容量的存儲(chǔ)空間，高分辨率顯示接口與設(shè)備，可處理音響的接口與設(shè)備，可處理圖像的接口設(shè)備，可存放大量數(shù)據(jù)的配置等。擴(kuò)充配置：光盤驅(qū)動(dòng)器、音頻卡、圖形加速卡、視頻卡、掃描卡、打印機(jī)接口、交互控制接口、網(wǎng)絡(luò)接口。第2頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.1.2MPC的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)MPC1.0：1990年制定，同時(shí)規(guī)定，凡是使用MPC這個(gè)標(biāo)志，必須符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)MPC2.0：1993年5月制定，能夠運(yùn)行更大、更復(fù)雜化的多媒體程序，而且速度很快。MPC3.0：1995年6月制定第3頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天設(shè)備 標(biāo)準(zhǔn)配置 CPU 16MHz80386SX 內(nèi)存 2MB 硬盤 30MB 用戶接口 101鍵IBM兼容鍵盤、鼠標(biāo)I/OMIDI、控制桿串口、并口視頻播放沒要求激光驅(qū)動(dòng)器 數(shù)據(jù)傳輸速率150KB/s，符合CD-DA規(guī)范圖形性能 VGA，640×480，16色或320×200，256色音頻 8bit聲卡，8個(gè)音符合成器，MIDI再現(xiàn)系統(tǒng)軟件 Windows3.0多媒體擴(kuò)展版，或Windows3.1，或MS-DOSCD-ROM擴(kuò)充版，或二進(jìn)制兼容系統(tǒng)MPC1.0第4頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天設(shè)備 標(biāo)準(zhǔn)配置 CPU 25MHz80486SX 內(nèi)存 4MB 硬盤 160MB 用戶接口 101鍵IBM兼容鍵盤、鼠標(biāo)I/OMIDI、控制桿串口、并口視頻播放沒要求激光驅(qū)動(dòng)器 數(shù)據(jù)傳輸速率300KB/s，平均存取時(shí)間400ms，符合CD-DA規(guī)范圖形性能 SuperVGA640×480，65535色，再占40%CPU時(shí)間顯示速度為1.2像素/秒音頻 16bit聲卡，8個(gè)音符合成器，MIDI再現(xiàn)系統(tǒng)軟件 Windows3.0多媒體擴(kuò)展版，或Windows3.1，或MS-DOSCD-ROM擴(kuò)充版，或二進(jìn)制兼容系統(tǒng)MPC2.0第5頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天設(shè)備 標(biāo)準(zhǔn)配置 CPU 75MHzPentium 內(nèi)存 8MB 硬盤 540MB 用戶接口 101鍵IBM兼容鍵盤、鼠標(biāo)I/OMIDI、控制桿串口、并口視頻播放MPEG-1播放，15位/像素，352×240，30幀/秒(352×288，25幀/

秒)動(dòng)態(tài)畫面，支持同步聲頻/視頻流，不丟幀激光驅(qū)動(dòng)器 數(shù)據(jù)傳輸速率600KB/s，平均存取時(shí)間250ms，符合CD-DA規(guī)范圖形性能 可進(jìn)行顏色空間轉(zhuǎn)換和縮放、直接幀存訪問，352×240，30幀/秒

(352×288，25幀/秒)動(dòng)態(tài)畫面，不要求縮放和剪裁音頻 16bit聲卡，波表合成技術(shù)，MIDI再現(xiàn)系統(tǒng)軟件 Windows3.11，或二進(jìn)制兼容系統(tǒng)MPC3.0第6頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2視頻信息采集與顯示2.2.1視頻采集卡主機(jī)箱中的視頻卡攝像機(jī)顯示器第7頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.1視頻采集卡基本功能是將視頻源的模擬信息通過處理轉(zhuǎn)變成數(shù)字信息，并將數(shù)字信息存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)硬盤上的過程。第8頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.1視頻采集卡按用途分類：廣播級(jí)視頻采集卡專業(yè)級(jí)視頻采集卡民用級(jí)視頻采集卡第9頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.2攝像頭(1)分類：模擬攝像頭數(shù)字?jǐn)z像頭按感光器件分：CCDCMOS第10頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.2攝像頭特點(diǎn)：便攜性，體積越小功能配置：絕大多數(shù)數(shù)碼攝像機(jī)都帶有USB或IEEE1394接口，可將圖像不損失地傳輸?shù)诫娔X上進(jìn)行后期編輯第11頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.2攝像頭技術(shù)指標(biāo)：攝像器件、像素分辨率、壓縮算法和視頻捕獲能力應(yīng)用：動(dòng)態(tài)圖像的捕獲和傳送：可視電話、聯(lián)網(wǎng)會(huì)議、視頻電子郵件、工業(yè)監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控、旅游服務(wù)、觀察動(dòng)物生活、交通監(jiān)測(cè)、觀測(cè)天氣、網(wǎng)上購(gòu)物、網(wǎng)上學(xué)校、產(chǎn)品展示、電子商務(wù)等。第12頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.3多媒體投影儀1.典型的顯示技術(shù)陰極射線管CRT液晶顯示LCD數(shù)字光路處理器DLP反射式液晶LCOS第13頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.3多媒體投影儀2.重要技術(shù)參數(shù)分辨率：分為物理分辨率和壓縮分辨率亮度：以光通量來表示，單位為流明燈泡壽命：一般為3年以上顏色：投射圖像所能表現(xiàn)的顏色數(shù)量均勻度：投出畫面的中間亮度與周圍亮度的比值對(duì)比度：投射圖像中黑與白的比值，即從黑到白的漸變層次第14頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.2.3多媒體投影儀2.重要技術(shù)參數(shù)畫面尺寸：投出的畫面對(duì)角線的尺寸吊頂功能：背投功能：水平掃描頻率：行頻垂直掃描頻率：幀頻或顯示圖像的刷新率第15頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.3圖形圖像信息輸入設(shè)備2.3.1掃描儀1.工作原理：當(dāng)它掃描圖像時(shí)一次只能掃描一行，光線從物體上反射回來，通過透鏡射進(jìn)到感光元件。感光元件將光線轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)，并且標(biāo)出每個(gè)象素的灰度級(jí)，再由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，每種顏色使用8、10或12位來表示，每掃描一行就得到原稿X方向一行的信息，隨著Y方向的移動(dòng)，通過掃描圖像專用格式Twain格式保存在電腦里。第16頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天兩個(gè)關(guān)鍵部件及作用：一個(gè)是模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(D/A轉(zhuǎn)換器)，將模擬信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息；另一個(gè)為感光元件，主要作用是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，目前掃描儀所使用的感光器件有三種：光電倍增管，電荷耦合器（CCD），接觸式感光器件（CIS）。第17頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.掃描儀接口的分類⑴SCSI：SCSI接口傳輸速度最快，達(dá)到40Mbps，但只限于專業(yè)用戶使用。⑵EPP：EPP接口掃描儀避免了拆機(jī)、裝機(jī)的煩惱及諸如硬件地址沖突等問題，而且價(jià)格相對(duì)便宜，一插即用，較適合普通消費(fèi)者，但弱點(diǎn)就是比SCSI接口傳輸速度稍慢。第18頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天⑶USB：速度更快USB接口最高傳輸速率2Mbps/S，支持熱插撥使使用更方便，缺點(diǎn)是沒有在DOS環(huán)境的驅(qū)動(dòng)程序。⑷1394：傳輸速率相當(dāng)于USB接口的33倍。已成為高檔Mac機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，是一種串行數(shù)據(jù)總線，能夠在計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備之間以100、200和400Mb/s的速率移動(dòng)大量數(shù)據(jù)，支持熱插拔。第19頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.掃描儀分類按掃描版面大小可分為A3和A4幅面掃描儀。按掃描速度可分為高速、中速和低速。從掃描儀的歷史上來說，掃描儀可以分為：手持式掃描儀、饋紙式掃描儀、平板式掃描儀、大幅面掃描儀、底片掃描儀、筆式掃描儀、條碼掃描儀、實(shí)物掃描儀和3D掃描儀。手持掃描儀DocuPen700第20頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天清華紫光F18A饋紙式掃描儀第21頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天富士通一款A(yù)4幅面滾筒式掃描儀fi-5110EOX2第22頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天平板式掃描儀第23頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天清華紫光大幅面掃描儀第24頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天尼康底片掃描儀BenQ底片掃描儀第25頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天Symbol-LS1902條碼掃描儀邦尼AS-2090條碼掃描儀第26頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.掃描儀的主要技術(shù)參數(shù)⑴分辨率：表示掃描儀對(duì)圖像細(xì)節(jié)表現(xiàn)的能力，常用dpi來表示。⑵灰度級(jí)：表示灰度圖像的亮度層次范圍的指標(biāo)，反映了掃描時(shí)由暗到亮層次范圍的多少。第27頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天⑶色彩位數(shù)：掃描儀對(duì)采樣來的每一個(gè)像素點(diǎn)提供的不同通道的數(shù)字化位數(shù)的疊加值，體現(xiàn)了彩色掃描儀所能產(chǎn)生的顏色范圍，能夠反映出掃描圖像的色彩逼真度。⑷掃描速度：即掃描一定的圖像所需要的時(shí)間。⑸掃描幅面：即掃描對(duì)象的最大尺寸，主要為A3和A4兩種。第28頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天從內(nèi)部結(jié)構(gòu)看，數(shù)碼相機(jī)包括圖像傳感器件(CCD或CMOS)、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器件(ADC)、數(shù)字信號(hào)處理器件(DSP)、輸出接口、液晶顯示器（LCD）和電子存儲(chǔ)卡等器件。數(shù)碼相機(jī)的工作原理：2.3.2數(shù)字相機(jī)第29頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天選購(gòu)數(shù)字相機(jī)時(shí)要考慮以下性能指標(biāo)：⑴像素?cái)?shù)⑵分辨率⑶顏色深度⑷反應(yīng)速度與連拍速度⑸存儲(chǔ)媒體種類及存儲(chǔ)能力⑹信號(hào)的輸出形式⑺變焦倍率和光圈值第30頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.4多媒體存儲(chǔ)設(shè)備2.4.1磁存儲(chǔ)系統(tǒng)1.硬盤的性能指標(biāo)：⑴轉(zhuǎn)速：以每分鐘多少轉(zhuǎn)來衡量硬盤的轉(zhuǎn)速，單位是RPM。⑵容量：表明一個(gè)盤片上能存儲(chǔ)的信息量。⑶平均尋道時(shí)間：磁頭到達(dá)目標(biāo)數(shù)據(jù)所在磁道的平均時(shí)間，直接影響硬盤的隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸速度。第31頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天⑷緩存：指在硬盤內(nèi)部的高速存儲(chǔ)器。⑸傳輸速度：分為內(nèi)傳輸速度與外傳輸速度，內(nèi)傳輸速度是從硬盤到緩存的傳輸速度，外傳輸速度是從緩存到通信接口的傳輸速度，內(nèi)傳輸速度更能反應(yīng)硬盤的實(shí)際表現(xiàn)，通常以每秒多少M(fèi)B為單位。⑹硬盤接口：可以分成IDE硬盤和SCSI硬盤。第32頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.硬盤分類按其不同的連接方式分為兩大類：⑴機(jī)架內(nèi)置式活動(dòng)硬盤⑵外置式活動(dòng)硬盤內(nèi)置式活動(dòng)硬盤外置式活動(dòng)硬盤第33頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.4.2光存儲(chǔ)系統(tǒng)1.光盤驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)：主體支架、光盤托架、激光頭組件、電路控制板。好壞主要取決于兩個(gè)方面：糾錯(cuò)性能和穩(wěn)定性。光盤的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式：以連續(xù)的螺旋形軌道來存放數(shù)據(jù)。第34頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.光盤盤片結(jié)構(gòu)主要由印刷層、保護(hù)層、反射層、染料層和塑料基底組成。第35頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天光盤數(shù)據(jù)記錄格式及其容量計(jì)算：光盤是以連續(xù)的螺旋形軌道來存放數(shù)據(jù)的，螺旋軌道由里向外被劃分為許多長(zhǎng)度相等的塊，每個(gè)塊的容量大小相同，存放有糾錯(cuò)編碼的數(shù)據(jù)時(shí)容量為2048B，不帶糾錯(cuò)編碼的數(shù)據(jù)時(shí)容量為2352B。第36頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天典型格式每塊容量（B）CD-DA（CD-DigitalAudio）2352CD-ROM（模式為1）2048CD-ROMXA（Mode2）2336幾種光盤的塊容量比較第37頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天光盤數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量=光盤扇區(qū)數(shù)*每扇區(qū)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量光盤扇區(qū)數(shù)=光盤存儲(chǔ)音樂的時(shí)間*單位時(shí)間內(nèi)播放的扇區(qū)數(shù)單位時(shí)間內(nèi)播放的扇區(qū)數(shù)=75塊/秒第38頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.CD-ROM——標(biāo)準(zhǔn)CD－ROM標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)名稱盤的名稱應(yīng)用目的播放時(shí)間顯示的圖像紅皮書CD—DA存儲(chǔ)音樂節(jié)目74分鐘黃皮書CD－ROM存儲(chǔ)文圖聲像等多媒體節(jié)目存儲(chǔ)650MB的數(shù)據(jù)動(dòng)畫、靜態(tài)圖像綠皮書CD-I存儲(chǔ)文圖聲像等多媒體節(jié)目存儲(chǔ)多達(dá)760MB的數(shù)據(jù)動(dòng)畫、靜態(tài)圖像第39頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天標(biāo)準(zhǔn)名稱盤的名稱應(yīng)用目的播放時(shí)間顯示的圖像橙皮書CD-MO讀/寫入文圖聲像等多媒體白皮書Video-CD存儲(chǔ)影視節(jié)目70分鐘(MPEG-1)數(shù)字影視(MPEG-1)質(zhì)量紅皮書+CD-Video存儲(chǔ)模擬電視數(shù)字聲音5-6分鐘(電視)20分鐘(聲音)模擬電視圖像數(shù)字聲音CD-BridgePhotoCD存儲(chǔ)照片靜態(tài)圖像藍(lán)皮書LD存儲(chǔ)影視節(jié)目200分鐘模擬電視圖像3.CD-ROM——標(biāo)準(zhǔn)CD－ROM標(biāo)準(zhǔn)第40頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天CD－ROM光盤主要參數(shù)如下：激光束的波長(zhǎng)為：780～790nm，激光束相對(duì)于光道的掃描速度為1.2-1.4m/s，逆時(shí)針方向。光道間距1.6μm，最小凹坑長(zhǎng)度0.834μm，深度約0.3μm。節(jié)目起始位置直徑50mm。數(shù)據(jù)塊速率75塊每秒。數(shù)據(jù)傳輸速率：凈速率153.6Kb/s，約為1倍速。CD-ROM讀取信息使用的方式為恒定線速度。CD-ROM的存儲(chǔ)容量為650MB。第41頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.CD-R/CD-RWCD－R：可寫光盤，特點(diǎn)是只寫一次，但可以在CD－ROM驅(qū)動(dòng)器和CD－R刻錄機(jī)上被多次讀取。盤片根據(jù)染色層分金碟、綠碟和藍(lán)碟三種。CR-RW提供次數(shù)有限的讀寫功能。光盤刻錄機(jī)的接口一般有三種：SCSI接口、IDE接口和并口。光盤刻錄機(jī)從外形上可分為外置式和內(nèi)置式兩種。第42頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天CD-R/CD-RW今后的發(fā)展：速度：主要是指寫入速度的提高，從目前的四倍速寫入，發(fā)展到六速及八速寫入。緩存器容量：緩沖容量越大，刻錄成功率就越高。市場(chǎng)上的光盤刻錄機(jī)的緩存容量一般在512KB～2MB之間。支持?jǐn)?shù)據(jù)格式：最新CD-R刻錄機(jī)將支持CD-UDF格式?？啼浄绞剑撼P刻寫、軌道刻寫和多段刻寫三種刻錄方式外，還將支持增量包刻寫刻錄方式。第43頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.DVD簡(jiǎn)介DVD-ROM，BOOKA標(biāo)準(zhǔn)，只讀光盤，用途類似于CD-ROM，數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)1.38MB/s。DVD-Video，BOOKB標(biāo)準(zhǔn)，用途類似于VideoCD，存儲(chǔ)聲音和影像節(jié)目。DVD-Audio，BOOKC標(biāo)準(zhǔn)，用途類似于音樂CD，存儲(chǔ)音樂節(jié)目。DVD-R，BOOKD標(biāo)準(zhǔn)，用途類似于CD-R，允許用戶一次寫，多次讀的光盤。DVD-RAM，BOOKE標(biāo)準(zhǔn)，用途類似于CD-RW，允許用戶多次讀寫的光盤。第44頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天4種DVD結(jié)構(gòu)盤片的容量比較盤片直徑cm盤片種類單層單面雙層單面單層雙面雙層雙面12厘米4.7GB8.5GB9.4GB17GB8厘米1.4GB2.6GB2.9GB5.3GB不同結(jié)構(gòu)的盤片容量比較第45頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天DVD盤片的容量與CD盤片的容量相差很大，主要原因如下：⑴具有較高的道密度和位密度，DVD的光道間距0.74μm，最小凹坑長(zhǎng)度為0.4μm，而CD分別為1.6μm和0.834μm。⑵支持雙層雙面，如上表中所示。⑶采用更短波長(zhǎng)的激光束，波長(zhǎng)為635～650nm，相對(duì)于CD為780～790nm。第46頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天6.COMBO全能光驅(qū)2001年初，隨著技術(shù)的積累與成熟，三星電子推出了第二代全能光驅(qū)產(chǎn)品COMBOSM-308，將DVD-ROM和CD-R提高到8X，CD-RW擦寫提高到6X，CD-ROM讀取速度提高到32X?？梢哉f與第一代COMBO相比，這款產(chǎn)品是一款相對(duì)穩(wěn)定成熟的產(chǎn)品。第47頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.4.3磁光盤MO1.基本結(jié)構(gòu)磁光記錄的信息載體是磁光薄膜，這種薄膜與輔助材料及盤基一起組成磁光盤，即可實(shí)際記錄信息。典型的磁光盤由四層膜組成。磁光記錄薄膜的材料一般為稀土與過渡金屬形成的合金，通常為稀土與過渡金屬合金，它們具有很強(qiáng)的垂直于膜面的磁各向異性，可以使得記錄疇尺寸非常小，從而滿足高密度記錄的要求。第48頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.原理磁光盤是利用磁性功能材料的熱磁效應(yīng)來進(jìn)行擦寫信息的，即利用激光加熱磁性材料并改變外磁場(chǎng)的方向來改變磁性材料的磁化方向，以實(shí)現(xiàn)信息的“擦寫”。磁光盤的讀寫原理第49頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天克爾效應(yīng)讀出第50頁(yè),共58頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.4.4閃存FlashRAM半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片，具有體積小、功耗低、不易受物理破壞的優(yōu)點(diǎn)，是移動(dòng)數(shù)碼產(chǎn)品的理想存儲(chǔ)介質(zhì)。閃存盤采用閃存存儲(chǔ)介質(zhì)和通用串行總線(USB)接口，具有輕巧精致、使用方便、便于攜帶、容量較大、安全可靠、時(shí)尚潮流等特征。閃存盤