多媒体个人计算机

1、多媒体个人计算机第1页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二2.1 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 第2页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二2.1.1 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

2、图像信号 （25 帧/秒）第3页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二2.1.2 什么是MPCMPC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第4页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二2.1.3 MPC的基本结构MPC的输入端 可接入音频信号、视频信号，如CD

3、-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、投影输出第5页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二2.1.4 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（51

4、2MB)，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第6页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二2.1.5 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第7页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二2.1.6 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第8页，共56页，2022年，5月

5、20日，23点3分，星期二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第9页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二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

6、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。第10页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二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第11页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二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100

7、MB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第12页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二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第13页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二2.1.7 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

8、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年公布第14页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二2.2 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第15页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二CD-ROM (Comp

9、act Disc - Read Only Memory) 只读激光存储器(1) 激光驱动器 (2) 激光盘片 CD-ROM的构成CD-ROM教学进程 CD-ROM的性质 只读属性 (用户不能写入，只能读出) 光学存储原理 (激光烧结) CD-RW (ReWritable) 的性质 可读写属性 (CD-R盘片：追加写/读 CD-RW盘片：可读/擦写) 光学存储原理 (激光烧结)第16页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二CD-ROM工作原理激光头10um光斑聚碳酸酯片基铝反射层标签表面聚焦透镜激光源数字信号电信号光电转换译码数据凹坑激光盘W14g D120mm第17页，共56页

10、，2022年，5月20日，23点3分，星期二 CD-DA标准 (Compact Disc - Digital Audio)PHILIPS & SONY共同提出容量 74 min (44.1kHz / 16bit / Stereo)存储数据量为746.9MB (7460S441002声道2数据基本单位)传输 176400 Byte /s (172.3KB /s) CD-ROM标准 (Compact Disc - Read Only Memory)PHILIPS & SONY共同制定, 1988年正式公布, 命名为ISO9660标准容量 650MB74 min基本传输速率 150KB/s (75扇

11、区2048字节=153600 Byte/s)激 光 驱 动 器 CD-ROM 2x 2倍于基本传输速率 CD-ROM 4x 4倍于基本传输速率 CD-ROM 52x 52倍于基本传输速率2. 激光存储器标准教学进程第18页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二 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

12、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标准第19页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二 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。第20页，共56页，2022

13、年，5月20日，23点3分，星期二2.2.2 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。第21页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二 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

14、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。第22页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二3MO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

15、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。第23页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二4MO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。第24页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二表1 Mo光盘和 DVD-R/RW/RAM、 Removable HDD、Flash memory的性能比较 MODVD-R/RW/RAM CD-R/RWRemovable HDD or ZipFlash memory可擦写次数10610650年1

16、0年左右差10年数据唯一性优无可能良数据可信性可以限制访问不可以限制访问可以限制访问但磁头易损可以限制访问第25页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二从表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。第26页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二当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

17、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。第27页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二表2 MO光盘和CD-R/RW,DVD- R/RW/RAM容量和价格比较 CD-RCD-RWDVD-RDVD-RWDVD-RAM3.5”MO6403.5”MO1.3G3.5”MO2.3G容量（GB）0.65

18、0.654.74.74.70.641.32.3市场价格（片元）3.915.438.569.269.234.673.0153.8Mbyte(元）0.00620.02380.00850.01460.01460.05380.05620.0669第28页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二富士通内置MO驱动器MCC3064AP550(元)富士通内置MO驱动器MCD3130AP800(元)富士通内置MO驱动器MCF3064AP550(元)富士通内置MO驱动器MCE3130AP800(元)富士通内置MO驱动器MCM3064AP650(元) 第29页，共56页，2022年，5月20日，23

19、点3分，星期二2.2.3 CD-R 和 CD-RWCD-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”第30页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二1.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

20、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第31页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二2.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第32页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二 显示缓冲存储器容量与芯片 64MB 128MB DDR SGRAM / DDR SDRAM 显示存储器频率 620 MHz 显示芯片型号 Radeon

21、9700 Pro 图形加速功能 三维效果增速 ￥6503600元 AG-411 技嘉GV-R9700 PRO显示信号输出 显示处理器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第33页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二1. 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

22、出集成卡第34页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二2.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英寸第35页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二显示器的标准 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。第36页，

23、共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二显示分辨率 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。 第37页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二显示适配器显示器主机箱主板显示电缆 显示缓冲存储器容量与芯片 64MB 128MB DDR SGRAM / DDR SDRAM 显示存储器频率

24、620 MHz 显示芯片型号 Radeon9700 Pro 图形加速功能 三维效果增速 ￥6503600元 AG-411 技嘉GV-R9700 PRO显示信号输出 显示处理器第38页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二 CRT阴极射线管 (显像管) 最大分辨率 16001200点距 0.24mm0.14mm 像素点距 0.220.25mm 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元球面 柱面 物理纯平(内平面) 视觉纯平 (内曲面)凸起 略凸起 内凹 平面 结构与视觉效果t第39页，共5

25、6页，2022年，5月20日，23点3分，星期二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 彩色互动式等离子显示器 ￥28500 38500元教学进程第40页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二声音适配器主机箱主板音箱音频信号数字信号音箱 作用: 数字信号与模拟信号之间的双向转换

26、单板 (输出功率大，抗干扰，音质好) 主板集成 (易受干扰，性能指标比单板略差) 采样模式 16bit 24bit 音频输出模式：2 STEREO 5.1 STEREO ￥400800元 声音适配器 (声卡)第41页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二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

27、信号。第42页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二第43页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二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。 第44页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二2.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

28、的。影响音质的两个因素是 采样精度和 采样频率。第45页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二采样精度 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。 第46页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二采样频率 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。第47页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二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1644,10028=176,400字节。(在CD碟里，每个扇区有2,352字节，每秒75扇区，235275176,400字节)。最早的声卡生产厂家有AdLib公司和创新公司(Creative Labs)，这两种声卡实际上已成为声卡的标准，大部分的声卡都与它们兼容。 第48页，共56页，2022年，5月20日，23点3分，星期二现在市场上已经开