多媒体计算机硬件系统

关于多媒体计算机硬件系统第一页，共五十八页，2022年，8月28日2.1多媒体个人计算机

2.1.1MPC的基本配置基本配置：功能强大、速度快的CPU，管理、控制各种接口与设备的软件，一定容量的存储空间，高分辨率显示接口与设备，可处理音响的接口与设备，可处理图像的接口设备，可存放大量数据的配置等。扩充配置：光盘驱动器、音频卡、图形加速卡、视频卡、扫描卡、打印机接口、交互控制接口、网络接口。第二页，共五十八页，2022年，8月28日2.1.2MPC的技术标准MPC1.0：1990年制定，同时规定，凡是使用MPC这个标志，必须符合这个标准MPC2.0：1993年5月制定，能够运行更大、更复杂化的多媒体程序，而且速度很快。MPC3.0：1995年6月制定第三页，共五十八页，2022年，8月28日设备 标准配置 CPU 16MHz80386SX 内存 2MB 硬盘 30MB 用户接口 101键IBM兼容键盘、鼠标I/OMIDI、控制杆串口、并口视频播放没要求激光驱动器 数据传输速率150KB/s，符合CD-DA规范图形性能 VGA，640×480，16色或320×200，256色音频 8bit声卡，8个音符合成器，MIDI再现系统软件 Windows3.0多媒体扩展版，或Windows3.1，或MS-DOSCD-ROM扩充版，或二进制兼容系统MPC1.0第四页，共五十八页，2022年，8月28日设备 标准配置 CPU 25MHz80486SX 内存 4MB 硬盘 160MB 用户接口 101键IBM兼容键盘、鼠标I/OMIDI、控制杆串口、并口视频播放没要求激光驱动器 数据传输速率300KB/s，平均存取时间400ms，符合CD-DA规范图形性能 SuperVGA640×480，65535色，再占40%CPU时间显示速度为1.2像素/秒音频 16bit声卡，8个音符合成器，MIDI再现系统软件 Windows3.0多媒体扩展版，或Windows3.1，或MS-DOSCD-ROM扩充版，或二进制兼容系统MPC2.0第五页，共五十八页，2022年，8月28日设备 标准配置 CPU 75MHzPentium 内存 8MB 硬盘 540MB 用户接口 101键IBM兼容键盘、鼠标I/OMIDI、控制杆串口、并口视频播放MPEG-1播放，15位/像素，352×240，30帧/秒(352×288，25帧/

秒)动态画面，支持同步声频/视频流，不丢帧激光驱动器 数据传输速率600KB/s，平均存取时间250ms，符合CD-DA规范图形性能 可进行颜色空间转换和缩放、直接帧存访问，352×240，30帧/秒

(352×288，25帧/秒)动态画面，不要求缩放和剪裁音频 16bit声卡，波表合成技术，MIDI再现系统软件 Windows3.11，或二进制兼容系统MPC3.0第六页，共五十八页，2022年，8月28日2.2视频信息采集与显示2.2.1视频采集卡主机箱中的视频卡摄像机显示器第七页，共五十八页，2022年，8月28日2.2.1视频采集卡基本功能是将视频源的模拟信息通过处理转变成数字信息，并将数字信息存储在计算机硬盘上的过程。第八页，共五十八页，2022年，8月28日2.2.1视频采集卡按用途分类：广播级视频采集卡专业级视频采集卡民用级视频采集卡第九页，共五十八页，2022年，8月28日2.2.2摄像头(1)分类：模拟摄像头数字摄像头按感光器件分：CCDCMOS第十页，共五十八页，2022年，8月28日2.2.2摄像头特点：便携性，体积越小功能配置：绝大多数数码摄像机都带有USB或IEEE1394接口，可将图像不损失地传输到电脑上进行后期编辑第十一页，共五十八页，2022年，8月28日2.2.2摄像头技术指标：摄像器件、像素分辨率、压缩算法和视频捕获能力应用：动态图像的捕获和传送：可视电话、联网会议、视频电子邮件、工业监控、远程监控、旅游服务、观察动物生活、交通监测、观测天气、网上购物、网上学校、产品展示、电子商务等。第十二页，共五十八页，2022年，8月28日2.2.3多媒体投影仪1.典型的显示技术阴极射线管CRT液晶显示LCD数字光路处理器DLP反射式液晶LCOS第十三页，共五十八页，2022年，8月28日2.2.3多媒体投影仪2.重要技术参数分辨率：分为物理分辨率和压缩分辨率亮度：以光通量来表示，单位为流明灯泡寿命：一般为3年以上颜色：投射图像所能表现的颜色数量均匀度：投出画面的中间亮度与周围亮度的比值对比度：投射图像中黑与白的比值，即从黑到白的渐变层次第十四页，共五十八页，2022年，8月28日2.2.3多媒体投影仪2.重要技术参数画面尺寸：投出的画面对角线的尺寸吊顶功能：背投功能：水平扫描频率：行频垂直扫描频率：帧频或显示图像的刷新率第十五页，共五十八页，2022年，8月28日2.3图形图像信息输入设备2.3.1扫描仪1.工作原理：当它扫描图像时一次只能扫描一行，光线从物体上反射回来，通过透镜射进到感光元件。感光元件将光线转换成模拟电压信号，并且标出每个象素的灰度级，再由模拟/数字转换器将模拟电压信号转换为数字信号，每种颜色使用8、10或12位来表示，每扫描一行就得到原稿X方向一行的信息，随着Y方向的移动，通过扫描图像专用格式Twain格式保存在电脑里。第十六页，共五十八页，2022年，8月28日两个关键部件及作用：一个是模拟/数字转换器(D/A转换器)，将模拟信息转换成数字信息；另一个为感光元件，主要作用是将光信号转换成电信号，目前扫描仪所使用的感光器件有三种：光电倍增管，电荷耦合器（CCD），接触式感光器件（CIS）。第十七页，共五十八页，2022年，8月28日2.扫描仪接口的分类⑴SCSI：SCSI接口传输速度最快，达到40Mbps，但只限于专业用户使用。⑵EPP：EPP接口扫描仪避免了拆机、装机的烦恼及诸如硬件地址冲突等问题，而且价格相对便宜，一插即用，较适合普通消费者，但弱点就是比SCSI接口传输速度稍慢。第十八页，共五十八页，2022年，8月28日⑶USB：速度更快USB接口最高传输速率2Mbps/S，支持热插拨使使用更方便，缺点是没有在DOS环境的驱动程序。⑷1394：传输速率相当于USB接口的33倍。已成为高档Mac机的标准配置，是一种串行数据总线，能够在计算机与外围设备之间以100、200和400Mb/s的速率移动大量数据，支持热插拔。第十九页，共五十八页，2022年，8月28日3.扫描仪分类按扫描版面大小可分为A3和A4幅面扫描仪。按扫描速度可分为高速、中速和低速。从扫描仪的历史上来说，扫描仪可以分为：手持式扫描仪、馈纸式扫描仪、平板式扫描仪、大幅面扫描仪、底片扫描仪、笔式扫描仪、条码扫描仪、实物扫描仪和3D扫描仪。手持扫描仪DocuPen700第二十页，共五十八页，2022年，8月28日清华紫光F18A馈纸式扫描仪第二十一页，共五十八页，2022年，8月28日富士通一款A4幅面滚筒式扫描仪fi-5110EOX2第二十二页，共五十八页，2022年，8月28日平板式扫描仪第二十三页，共五十八页，2022年，8月28日清华紫光大幅面扫描仪第二十四页，共五十八页，2022年，8月28日尼康底片扫描仪BenQ底片扫描仪第二十五页，共五十八页，2022年，8月28日Symbol-LS1902条码扫描仪邦尼AS-2090条码扫描仪第二十六页，共五十八页，2022年，8月28日4.扫描仪的主要技术参数⑴分辨率：表示扫描仪对图像细节表现的能力，常用dpi来表示。⑵灰度级：表示灰度图像的亮度层次范围的指标，反映了扫描时由暗到亮层次范围的多少。第二十七页，共五十八页，2022年，8月28日⑶色彩位数：扫描仪对采样来的每一个像素点提供的不同通道的数字化位数的叠加值，体现了彩色扫描仪所能产生的颜色范围，能够反映出扫描图像的色彩逼真度。⑷扫描速度：即扫描一定的图像所需要的时间。⑸扫描幅面：即扫描对象的最大尺寸，主要为A3和A4两种。第二十八页，共五十八页，2022年，8月28日从内部结构看，数码相机包括图像传感器件(CCD或CMOS)、模拟/数字转换器件(ADC)、数字信号处理器件(DSP)、输出接口、液晶显示器（LCD）和电子存储卡等器件。数码相机的工作原理：2.3.2数字相机第二十九页，共五十八页，2022年，8月28日选购数字相机时要考虑以下性能指标：⑴像素数⑵分辨率⑶颜色深度⑷反应速度与连拍速度⑸存储媒体种类及存储能力⑹信号的输出形式⑺变焦倍率和光圈值第三十页，共五十八页，2022年，8月28日2.4多媒体存储设备2.4.1磁存储系统1.硬盘的性能指标：⑴转速：以每分钟多少转来衡量硬盘的转速，单位是RPM。⑵容量：表明一个盘片上能存储的信息量。⑶平均寻道时间：磁头到达目标数据所在磁道的平均时间，直接影响硬盘的随机数据传输速度。第三十一页，共五十八页，2022年，8月28日⑷缓存：指在硬盘内部的高速存储器。⑸传输速度：分为内传输速度与外传输速度，内传输速度是从硬盘到缓存的传输速度，外传输速度是从缓存到通信接口的传输速度，内传输速度更能反应硬盘的实际表现，通常以每秒多少MB为单位。⑹硬盘接口：可以分成IDE硬盘和SCSI硬盘。第三十二页，共五十八页，2022年，8月28日2.硬盘分类按其不同的连接方式分为两大类：⑴机架内置式活动硬盘⑵外置式活动硬盘内置式活动硬盘外置式活动硬盘第三十三页，共五十八页，2022年，8月28日2.4.2光存储系统1.光盘驱动器结构：主体支架、光盘托架、激光头组件、电路控制板。好坏主要取决于两个方面：纠错性能和稳定性。光盘的数据存储方式：以连续的螺旋形轨道来存放数据。第三十四页，共五十八页，2022年，8月28日2.光盘盘片结构主要由印刷层、保护层、反射层、染料层和塑料基底组成。第三十五页，共五十八页，2022年，8月28日光盘数据记录格式及其容量计算：光盘是以连续的螺旋形轨道来存放数据的，螺旋轨道由里向外被划分为许多长度相等的块，每个块的容量大小相同，存放有纠错编码的数据时容量为2048B，不带纠错编码的数据时容量为2352B。第三十六页，共五十八页，2022年，8月28日典型格式每块容量（B）CD-DA（CD-DigitalAudio）2352CD-ROM（模式为1）2048CD-ROMXA（Mode2）2336几种光盘的块容量比较第三十七页，共五十八页，2022年，8月28日光盘数据存储量=光盘扇区数*每扇区数据存储量光盘扇区数=光盘存储音乐的时间*单位时间内播放的扇区数单位时间内播放的扇区数=75块/秒第三十八页，共五十八页，2022年，8月28日3.CD-ROM——标准CD－ROM标准标准名称盘的名称应用目的播放时间显示的图像红皮书CD—DA存储音乐节目74分钟黄皮书CD－ROM存储文图声像等多媒体节目存储650MB的数据动画、静态图像绿皮书CD-I存储文图声像等多媒体节目存储多达760MB的数据动画、静态图像第三十九页，共五十八页，2022年，8月28日标准名称盘的名称应用目的播放时间显示的图像橙皮书CD-MO读/写入文图声像等多媒体白皮书Video-CD存储影视节目70分钟(MPEG-1)数字影视(MPEG-1)质量红皮书+CD-Video存储模拟电视数字声音5-6分钟(电视)20分钟(声音)模拟电视图像数字声音CD-BridgePhotoCD存储照片静态图像蓝皮书LD存储影视节目200分钟模拟电视图像3.CD-ROM——标准CD－ROM标准第四十页，共五十八页，2022年，8月28日CD－ROM光盘主要参数如下：激光束的波长为：780～790nm，激光束相对于光道的扫描速度为，逆时针方向。光道间距1.6μm，最小凹坑长度0.834μm，深度约0.3μm。节目起始位置直径50mm。数据块速率75块每秒。数据传输速率：净速率153.6Kb/s，约为1倍速。CD-ROM读取信息使用的方式为恒定线速度。CD-ROM的存储容量为650MB。第四十一页，共五十八页，2022年，8月28日4.CD-R/CD-RWCD－R：可写光盘，特点是只写一次，但可以在CD－ROM驱动器和CD－R刻录机上被多次读取。盘片根据染色层分金碟、绿碟和蓝碟三种。CR-RW提供次数有限的读写功能。光盘刻录机的接口一般有三种：SCSI接口、IDE接口和并口。光盘刻录机从外形上可分为外置式和内置式两种。第四十二页，共五十八页，2022年，8月28日CD-R/CD-RW今后的发展：速度：主要是指写入速度的提高，从目前的四倍速写入，发展到六速及八速写入。缓存器容量：缓冲容量越大，刻录成功率就越高。市场上的光盘刻录机的缓存容量一般在512KB～2MB之间。支持数据格式：最新CD-R刻录机将支持CD-UDF格式。刻录方式：除整盘刻写、轨道刻写和多段刻写三种刻录方式外，还将支持增量包刻写刻录方式。第四十三页，共五十八页，2022年，8月28日5.DVD简介DVD-ROM，BOOKA标准，只读光盘，用途类似于CD-ROM，数据传输率达1.38MB/s。DVD-Video，BOOKB标准，用途类似于VideoCD，存储声音和影像节目。DVD-Audio，BOOKC标准，用途类似于音乐CD，存储音乐节目。DVD-R，BOOKD标准，用途类似于CD-R，允许用户一次写，多次读的光盘。DVD-RAM，BOOKE标准，用途类似于CD-RW，允许用户多次读写的光盘。第四十四页，共五十八页，2022年，8月28日4种DVD结构盘片的容量比较盘片直径cm盘片种类单层单面双层单面单层双面双层双面12厘米4.7GB8.5GB9.4GB17GB8厘米1.4GB2.6GB2.9GB5.3GB不同结构的盘片容量比较第四十五页，共五十八页，2022年，8月28日DVD盘片的容量与CD盘片的容量相差很大，主要原因如下：⑴具有较高的道密度和位密度，DVD的光道间距0.74μm，最小凹坑长度为0.4μm，而CD分别为1.6μm和0.834μm。⑵支持双层双面，如上表中所示。⑶采用更短波长的激光束，波长为635～650nm，相对于CD为780～790nm。第四十六页，共五十八页，2022年，8月28日6.COMBO全能光驱2001年初，随着技术的积累与成熟，三星电子推出了第二代全能光驱产品COMBOSM-308，将DVD-ROM和CD-R提高到8X，CD-RW擦写提高到6X，CD-ROM读取速度提高到32X。可以说与第一代COMBO相比，这款产品是一款相对稳定成熟的产品。第四十七页，共五十八页，2022年，8月28日2.4.3磁光盘MO1.基本结构磁光记录的信息载体是磁光薄膜，这种薄膜与辅助材料及盘基一起组成磁光盘，即可实际记录信息。典型的磁光盘由四层膜组成。磁光记录薄膜的材料一般为稀土与过渡金属形成的合金，通常为稀土与过渡金属合金，它们具有很强的垂直于膜面的磁各向异性，可以使得记录畴尺寸非常小，从而满足高密度记录的要求。第四十八页，共五十八页，2022年，8月28日2.原理磁光盘是利用磁性功能材料的热磁效应来进行擦写信息的，即利用激光加热磁性材料并改变外磁场的方向来改变磁性材料的磁化方向，以实现信息的“擦写”。磁光盘的读写原理第四十九页，共五十八页，2022年，8月28日克尔效应读出第五十页，共五十八页，2022年，8月28日2.4.4闪存FlashRAM半导体存储芯片，具有体积小、功耗低、不易受物理破坏的优点，是移动数码产品的理想存储介质。闪存盘采用闪存存储介质和通用串行总线(USB)接口，具有轻巧精致、使用方