phil-多媒体硬件系统

多媒体技术应用主编赵佩华

第二章多媒体计算机系统

本章要点：◆多媒体计算机系统硬件◆多媒体计算机系统软件◆多媒体计算机体系结构多媒体技术应用

第二章多媒体计算机系统

2.1多媒体系统硬件多媒体计算机系统是指能对文本、图形、图像、音频、动画和视频等多媒体信息，进行逻辑互连、获取、编辑、存储和播放等功能的一个计算机系统。该系统的组成通常有两种途径：一是直接设计和实现的多媒体系统；二是在已有的计算机基础上通过增加多媒体升级套件而扩展成为多媒体系统。通常多媒体系统由多媒体硬件系统、多媒体操作系统、多媒体创作工具和多媒体应用系统等四部分组成。

多媒体技术应用

第二章多媒体计算机系统

2.1.1多媒体系统硬件

由计算机传统硬件设备（CPU、存储器等）、光盘存储器、音频输入／输出和处理设备、视频输入／输出和处理设备、多媒体通信传输设备等选择性地组合起来，可以构成一个多媒体硬件系统。

第二章多媒体计算机系统

2.1.2光盘驱动器

光盘存储器是由光盘驱动器和盘片组成的，它可以存储声、文、图等多媒体信息。光盘驱动器是读取CD-ROM盘片中信息的设备。光盘驱动器是多媒体领域里的重要角色，它为大规模数据的存储提供了可能。光盘的出现，丰富了多媒体的应用领域，使多媒体产品以光盘的形式进入千家万户。

多媒体技术应用CD-ROM的特点：

⑴标准化

⑵存储容量大⑶只读属性⑷播放CD音乐⑸交叉平台兼容性⑹快速的检索方法⑺多种媒体融合⑻价格低廉多媒体技术应用多媒体技术应用

第二章多媒体计算机系统

2.1.3音频卡◆音频卡是处理和播放多媒体声音的关键部件，它通过插入主板扩展槽中与主机相连。音频卡从声源获取声音后，进行模拟／数字转换或压缩等处理，然后存入计算机中进行处理。音频卡还可以把经过计算机处理的数字化声音通过解压缩、数字／模拟转换后，送到输出设备进行播放或录制。

2.1.4视频卡◆视频卡通过插入主板扩展槽中与主机相连。通过卡上的输入／输出接口可以与录像机、摄像机、影碟机和电视机等连接，使之能采集来自这些设备的模拟信号，并以数字化的形式存入计算机中进行编辑或处理，也可以在计算机中重新播放。多媒体技术应用

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2.1.5触摸屏技术传统上，计算机的输入界面是键盘和鼠标，使用时需要输入一些命令和移动鼠标，为了改进这种输入的不便性，触摸屏应运而生。使用触摸屏，用户只要用手点按屏幕上的按钮或菜单，就可以完成所需要的操作。目前，触摸屏应用非常广泛，如商场、宾馆、邮电、机场、车站等多媒体信息查询系统以及计算机辅助教学系统等

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其他多媒体设备1．扫描仪多媒体应用系统所使用的图形包括照片、图像、表格、文字等，可以来自一些素材光盘，或是自己利用图形图像工具绘制，但比较方便的方法是利用扫描仪将纸介质上的图像数据数字化后输入计算机。

多媒体技术应用第二章多媒体计算机系统

2．数码相机数码相机是近年来发展迅速的多媒体信息输入设备，它可以把用户拍摄的相片直接输入计算机。数码相机把静止的影像直接转换为数字数据，存储在内存或磁盘上。多媒体技术应用第二章多媒体计算机系统

3．多媒体投影仪常用的多媒体投影仪有三种：阴极射线管投影仪、液晶投影仪和数字投影仪。主要性能:

阴极射线管投影仪亮度高，使用寿命长，色彩逼真；

液晶投影仪亮度高，对图像和视频显示效果好，色彩鲜艳，其亮度会随着使用时间的增加而暗淡；

数字投影仪显示文字清晰，但对图像和视频信息的显示不如阴极射线管投影仪和液晶投影仪。

多媒体技术应用多媒体系统1.2硬件环境主要包括多媒体采集输入设备、多媒体计算机和多媒体输出设备三大部分多媒体系统的硬件环境

鼠标和键盘

摄录一体机

扫描仪

数码相机

投影仪

光盘刻录机

网络发布设备多媒体系统1.3由系统软件和工具、多媒体创作软件和工具、多媒体编辑软件和工具及终端应用软件和工具四大部分构成

多媒体系统的软件环境

GifAnimator

Flash

3DS和MAYAPhotoshop和Coreldraw

Authorware

Director

方正奥思

ToolBOOK

多媒体硬件设备简介

2.1多媒体计算机MPC（MultimediaPC）2.1.1多媒体计算机MPC的组成多媒体技术核心:多媒体计算机技术多媒体计算机技术:多媒体计算机综合处理多种媒体信息集成与交互的技术MPC的基本配置(1)高性能的中央处理器CPU(2)管理、控制各种接口与设备的软件(3)大容量存储空间(内存和外存)(4)高性能的显示接口与设备(分辨、刷新、存储等)(5)可处理音频的接口与设备(6)可处理图象的接口设备(7)可存放大量数据的配置设备和介质MPC的扩充配置：(1)光盘驱动器：只读VCD、DVD；可改写DVD(2)音频卡：独立卡，集成在主板上(3)图形加速卡：主要芯片GPU图形处理器；独立或集成(4)视频卡：视频捕捉、处理、播放等；TV编码器等(5)扫描卡：连接各种图形扫描仪(6)打印机接口卡：连接各种激光、喷墨、针打的打印机(7)交互控制接口：连接触摸屏，光笔，操纵杆等(8)网络接口：网卡，100Mbps，1000Mbps连接网络设备MPC的技术标准(1)MPC1.0：1990年10月(2)MPC2.0：1993年(3)MPC3.0：1995年6月MPC的软件配置MPC软件分为三大类：1.操作系统软件具备图形界面、支持多媒体技术、强大的通信功能2.媒体制作工具软件图形和图象处理软件，动画(二维三维)软件，音频处理软件，视频编辑软件等3.多媒体创作工具软件Flash，Director，Authorware等2.1.2MPC存储设备(外存)外存的主要形式：磁盘和光盘以及围绕的驱动设备

磁存储设备-硬盘1.性能指标(1)转速：目前主要为7200RPM或10000RPM(2)容量：目前主要容量为80—160GB，已经出现TB级产品(3)平均寻道时间：目前主要指标为9ms以下(4)缓存：目前高速缓存多为512KB—2MB(5)数据传输率：目前主要指标为160MB/s(6)硬盘接口：IDE接口，STAT接口和SCSI接口2.硬盘分类：(1)内置式(2)外置式

光存储设备-光盘CD-ROM，CD-RW，DVD-R，DVD-RW等1.光盘驱动器第2章多媒体硬件系统2.光盘盘片结构CD-R，CD-RW，DVD-R，DVD-RW，DVD+RW等光盘直径120mm，内孔15mm，厚1.2mm，重量8—14g；结构与材料：印刷层、保护层、反射层、染料层和塑料基底组成3.CD-R标准：数据传输率150KB/s，二倍光驱即数据传输率为2X150KB/s，容量650MB4.CD-R/CD-RW\：CD-R只读，CD-RW可檫写5.DVD简介：数据传输率1.38MB/s相当于9XCD-R；容量一般在4GB以上；DVD-R，DVD-RW6.COMBO全能光驱：相当于DVD-R和CD-RW第2章多媒体硬件系统

磁光盘(M.O)1.原理：利用激光加热磁性材料改变磁场方向即磁性材料的磁化方向实现信息的写；通过激光头对磁性材料的磁化方向读取信息。2.优点：存储容量大1.3GB，2.6GB，5.2GB；体积小类似5“磁盘；可以无限制写

闪存(FlashRAM)半导体器件，结构：闪存存储介质和通用串行总线(USB)接口；优点：体积更小，容量更大，功耗低，抗干扰，高可靠；新产品：闪存(硬)盘第2章多媒体硬件系统2.2常见多媒体设备2.2.1扫描仪

工作原理：主要介绍使用感光元件CCD的扫描仪。最主要两个部分—模拟/数字转换器实现将模拟信号转变为数字信号，感光元件CCD(电荷偶合器件)利用微电子技术制成的表面光电器件实现光电转换。扫描仪中的CCD是线性CCD(数码相机、摄象机是点阵式CCD或CMOS)，先在X方向扫描再在Y方向扫描。第2章多媒体硬件系统

扫描仪接口分类SCSI，USB(高速USB2.0版达480MB/s)，1394等；

扫描仪分类手持式，滚筒式，平板式，底片扫描仪，笔式扫描仪，条码扫描仪，实物扫描仪，3D扫描仪等。第2章多媒体硬件系统

主要技术参数(1)分辨率：单位dpi，每英寸像素个数；平板扫描仪有1200X2400dpi或更高，底片扫描仪在3600dpi以上(2)灰度级：从纯白到纯黑中间过度的量级，使用bit表示，比如平板扫描仪在16bit或以上(3)色彩位数：彩色的数目，使用bit表示，与计算机显示系统的含义一致；比如平板扫描仪在48bit或以上(4)扫描速度：扫描一定幅面图象所需时间；高速100页以上/分钟，中速60—100页/分钟，低速20—60页/分钟(5)扫描幅面：主要为A3，A4幅面第2章多媒体硬件系统2.2.2数码相机

组成图象传感器(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

工作原理：第2章多媒体硬件系统主要性能指标：(1)像素数目：常见1000万，1200万；传感器面积大，像素可以加大或图片细节更好(2)分辨率：即传感器单位面积下的像素数目；分辨率高有好有坏(躁声增加)(3)颜色深度：色彩位数；单色是n位(bit)，则总颜色数目为3n位(bit)[红绿蓝三基色](4)反应速度与连拍速度：反应速度即快门速度，可以高达1/2000s，低到30s等；连拍可达3幅/s(5)存储媒体种类和存储容量：种类很多，比如常见的SD(安全数字)卡、CF卡等；容量可达8GB或更高(6)信号输出：图片常见为USB接口；视频常见为视频模拟接口线或HDMI接口第2章多媒体硬件系统(7)变焦倍率与光圈值：焦距-镜头透镜到成像屏距离,使用mm表示;例如广焦18mm，35mm；中焦50mm；长焦180mm，200mm等；光圈值：透镜开口的倒数，开口大光圈值小，反之就大；如光圈1.8，即光圈开口是焦距的1/1.8；光圈16，即光圈开口是焦距的1/16。光圈开口大进光量大，反之就少(8)ISO：也称感光度，使用ISO标准；感光度低，也称慢片，爆光时间要长或光圈开口要大；常见的是ISO100，ISO200；反之称为快片，常见的是ISO1600，ISO3200(9)数码照片的成像与光圈、速度(爆光时间长短)以及感光度ISO有关；焦距长短决定了拍摄题材的范围和角度第2章多媒体硬件系统2.2.3触摸屏

触摸屏的组成和工作原理组成：控制卡，触摸检测装置和驱动程序第2章多媒体硬件系统

触摸屏的分类(1)电阻压力式：最常见的触摸方式和产品第2章多媒体硬件系统(2)红外感应式：分辨率低，使用寿命短；(3)表面声波式：容易受到干扰(4)电容感应式：利用人体电流感应，容易受干扰2.2.4多媒体投影仪

典型的显示技术(1)阴极射线管CRT：目前已不使用(2)液晶显示LCD：常用(3)数字光路处理器DLP：新兴产品，目前广泛使用多媒体硬件设备简介硬件设备简介视频压缩、采集卡：将电视、录像机、VCD机以及摄录一体机等不同信号源所输出的音、视频信号转换成数字信号，经混合、压缩处理，最终生成计算机能够编辑处理的数据文件

低档采集卡：功能相对单一，具有初级视频采集的功能或充当电视盒（卡）转收电视信号使用，通常用于家庭娱乐

中档采集卡：具有视频硬件压缩功能，能够进行实时采集，并及时压缩，然后以数字文件格式存储到计算机的存储设备中

高档采集卡：功能丰富，采集的图像分辨率高，视频信噪比高。通常应用于专业及广播领域

多媒体硬件设备简介扫描仪：将传统图像信息（如照片、画片等）以数字图像的形式存储到计算机中进行处理

家用级扫描仪

办公级扫描仪

专业级扫描仪硬件设备简介多媒体硬件设备简介数字相机：将所要获取的图像拍摄下来直接送入计算机中

家用级数字相机

办公级数字相机

专业级数字相机硬件设备简介多媒体硬件设备简介硬件设备简介数字摄像机：将采集好的视频信号通过视频压缩采集卡或DV接口直接传输到多媒体计算机中以视频文件进行保存，再通过软件进行编辑、处理

家用级数字摄像机

专业级数字摄像机

广播级数字摄像机多媒体硬件设备简介硬件设备简介数字录像机:是一种典型的机电一体化设备，它将电、磁、声、光等多种高新技术集于一体，配合数字摄像机、计算机非编系统的使用，数字录像机也被大量使用。

家用级数字录像机

办公级数字录像机

专业级数字录像机

多媒体硬件设备简介硬件设备简介

针式打印机

喷墨式打印机

激光式打印机打印机：作为计算机最基本的输出设备之一，在光盘制作系统中，主要用来打印输出CD标签，使得光盘的标签制作更具特色

多媒体硬件设备简介硬件设备简介CD-R：一次性写入、永久保存

CD-RW：可以支持反复擦写

光盘刻录机：是非常重要的多媒体输出设备，通过光盘刻录机将多媒体作品制作成多媒体光盘多媒体硬件设备简介硬件设备简介CRT投影机

液晶光阀投影机

投影机：是非常重要的多媒体输出设备，通过光盘刻录机将多媒体作品制作成多媒体光盘

油膜光阀投影机

激光晶体光阀投影机

数字微镜投影机

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2.2多媒体系统软件

2.2.1多媒体软件的分类一般地，我们可以根据功能将多媒体软件分成四类：1．支持多媒体信息加工和表演的操作系统2．多媒体加工软件。包括以下几种:多媒体材料采集软件：如声音的录制、活动影像的截取、各种图形的扫描输入等。多媒体材料的编辑软件：如声音的加工、活动影像的编辑、图形的艺术加工、文字的特技效果加工等。多媒体材料的生成软件：它用于建立媒体模型、产生媒体数据。多媒体技术应用第二章多媒体计算机系统

3．多媒体材料集成软件多媒体材料集成软件也称为多媒体应用系统创作软件。是把已经加工好的各种多媒体材料集成在一个应用系统中。

4．多媒体应用软件多媒体应用软件是由各种应用领域的专家或开发人员利用计算机语言或多媒体创作工具制作的最终多媒体产品。它实现某个特定的应用目标，是直接面向用户的。如：多媒体监控系统、多媒体CAI软件、多媒体彩印系统等。多媒体技术应用第二章多媒体计算机系统

2.2.2

文字编辑软件文字仍然是主要的信息媒体。文字编辑软件主要用来进行文本的编辑、排版等操作，为多媒体系统提供必要的文字信息。同时，许多文字编辑软件允许在编辑的文本中插入声音、图形、图像等多种媒体，从而为用户提供多姿多彩的精彩版面和悦耳的声音。常用的文字编辑软件有Word。

2.2.3绘画和作图软件绘画和作图软件可以用来绘制各种图形，作为多媒体计算机系统的基本素材，这些图形是非常有用的。著名的绘图软件AutoCAD在建筑、机械等行业得到及其广泛的应用。

多媒体技术应用2.2.4图像编辑软件

图像编辑软件主要用来对图像进行编辑加工操作。在众多的图像处理软件中，AdobePhotoshop以其完备的图像处理功能和多种美术处理技巧为许多专业人士青睐。AdobePhotoshop它可以让几乎褪色的照片焕然一新。在这里虚幻与现实融为一体，其影响波及到摄影、电影、广告、多媒体出版、网络等多种行业。Adobe

Photoshop出色的画笔功能，不仅具有传统的各种画笔如毛笔、铅笔、喷笔等，还能根据自己的需要制作各种笔头，创作不同风格的作品。

多媒体技术应用

2.2.5动画制作软件动画制作软件是将一系列画面连续显示达到动画效果的软件。动画制作的基本原理是由软件提供各类工具产生关键帧，安排显示的顺序和效果，再组合成动画。根据动画是平面效果还是立体效果，将动画制作软件分成二维和三维动画制作软件。

3DStudio是一个广为国内用户熟悉和喜爱的三维动画制作软件，由美国Autodesk公司推出。3SStudioMAX是Autodesk公司继3DStudio后推出的又一个软件包。Flash是美国Macromedia公司出品的集矢量图形编辑、动画创作和交互设计为一体的专业软件，主要应用于网页设计和多媒体创作。多媒体技术应用

2.2.6视频处理软件对多媒体应用系统的开发者来说，将模拟视频信号进行数字化采样后，还应对视频文件进行编辑或加工，然后才能在多媒体应用系统中使用。视频处理是