多媒体计算机

第四章多媒体计算机

4.1MPC的基本概念

4.2MPC的数据处理模式

4.3MPC的硬件标准

4.4基本硬件设备

4.1.1什么是MPC?

・多媒体计算机(MPC)是Multimedia

PersonalComputer的缩写。

■MPC工业标准始于1990年11月，

由美国微软公司和一些计算机技术

公司组成的“多媒体个人计算机市

场协会(MultimediaPC

MarketingCouncil)对个人计算机

的多媒体技术进行规范化管理和制

定相应的标准。

4.1.2MPC标准的具体内容

・1、对个人计算机增加多媒体功能所

需要的软硬件进行最低标准的规范。

■2、规定多媒体个人计算机硬件设备

和操作系统等的量化标准。

■3、制定高于MPC标准的计算机部件

的升级规范。

■4、确定MPC的三级标准，MPC

Level1,2,3

4.1.3MPC的基本结构

4.1.4MPC对环境的考虑

I-对总线结构的考虑

■个人计算机有两种总线形式，即VL总线和

PCI总线。

■VL总线和PCI总线的区别：

■(1)在结构上，VL总线是CPU内部总线

的延伸，而PCI总线则由控制器和加速芯

片构成，形成CPU以外的管理层，与CPU

相对独立。

■(2)、与VL相比,PCI支持几种数

据的加速传输。

■(3)PCI总线可以经多路开关分路传

输顺序数据，使数据通过率成倍增加。

■(4)由于PCI总线与CPU内部总线分

离，因此它支持更多的外部设备。

■鉴于PCI总线在数据传输和设备支持

方面的特点，MPC机应优先采用PCI

总线形式的主板和插卡。

2、对硬件的考虑

■硬件环境是决定MPC性能的重要因素，应

从以下几个方面考虑。

■（1）显示适配器（图形显示卡）应采用

快速的PCI形式。图形加速卡则更有利于

复杂模式的图形显示，例如3D效果、视频

显示效果等。图形显示卡带有缓冲存储器,

该存储器的容量对视窗系统的显示属性

（颜色数量和画面分辨率）和图像显示质

量有直接的影响

■2、内存储器的容量要足够大，并且要求存取

速度快，工作可靠。

■多媒体信息的数据量大，加工与制作时，数据

读写频繁，内存储器的使用频率非常高。

・3、硬盘存储器需要大容量、高转速、低噪音、

低价格适中的产品。

・4、计算机应具备足够的可扩展能力，具体说,

主机板的扩展插槽要多，为了具备更多的扩展

功能，如连接数字化仪、扫描仪、手写识别装

置、触摸屏驱动卡、通信网络等，往往需要在

主机板的扩展插槽内插入相应的功能卡，若插

槽数量不够，则会限制功能的扩展。

4.1.5MPC的主要特征

■1、具有激光驱动器CD-ROM。--------

■CD・ROM是多媒体技术的基础，它是最经济、

最实用的数据载体。

■2、输入手段丰富。

■除了常用的键盘和鼠标以外，一般还具有扫描

输入、手写输入和文字识别输入等。

■3、输出种类多。

■多媒体计算机可以多种形式输出多媒体信息，

例如音频输出，视频输出，以及帧频输出等。

・4、显示质量高。

■由于多媒体计算机通常配备先进的高性能图

形显示卡和质量优良的显示器，因此图像的

显示质量比较高。

-5、具有丰富的软件资源。

■多媒体计算机的软件资源必须非常丰富，以

满足多媒体素材的处理及其程序的编制需求。

■多媒体软件包括: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、应用软件

4.2MPC的数据处理模式

■1、图像处理模式。

■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。

■利用图像文件的格式转换。

■保存与管理图像文件

■2、动画处理模式。

■动画与视频信号是活动的图像，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。

■2、动画处理模式。

■计算机动画分矢量动画和帧动画。

■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。每幅画面中，主体的形状、大小、

颜色和位置都有所不同，当连续观看画面

时，由于人类眼睛的滞留效应，因而产生

动感。

多媒体计算机处理动画的主要功能

■提供动画的绘制工具

■增加画面的的质感

■将两个或以上的动画片断进行结合

■自劲生成规定模式的动画。例如物体的移动、旋转、

改变大小等效果。

■自动记录操作过程，并生成过程动画。

■连接和剪辑多段动画，并在连接点形成多种形式的

过渡动画。

■设置动画的演播参数，例如速度、重复次数、区段

范围等。

■演播动画

■雇行动画文件的格式转换

■保存和管理动画文件。

3、声音处理模式

■1）、获取数字化声音。

■获取数字化声音的途径很多，例如，将收音机、话

筒以及一切声源信号接入多媒体计算机的声音适配

卡，利用软件进行录音。

■2）、声音转换文字。

■利用软件对语音进行识别，进而转换成文字

■3）、利用MIDI技术，使用MIDI键盘进行作曲，并可

加工和处理和播放MIDI音乐文件，或控制MIDI乐器

进行演奏。

■MIDI是乐器数字化接口

（MusicalInstrumentDigitalInterface）的缩写。

所以说MIDI并不是一个实在的东西，而是一个国际

通用的标准接口。通过它，各种MIDI设备都可以准

确传送MIDI信息。

■4）、使用声音处理软件，对数字化声音

进行多种形式的处理。例如渐强与渐

弱处理、静音处理、声音片断的剪辑

与合成、音调处理等

■5）、声音还原

■数字化声音经过加工和处理，由声音

适配卡的音频线路输出端输出，再经

音频放大器进行功率方法，通过扬声

器发出声音。

4、数据存储模式

■1)硬盘存储器

-2)光盘存储器・—

■一片CD・R光盘的标准容量是650MB,价格在1・2・

10元之间。也有730MB,价格在2—15元之间。

■3)Zip存储器

■一种大容量软盘存储器，单片容量有100MB和

240MB.外置的Zip存储器采用USB和PCMCIA接

口，分别使用与台式机和笔记本。

■4)ORB存储器

■其盘片是可携带的存储器，单片容量为2.2GB,速

度与硬盘相当，可逐片增加盘片扩充容量。该存储

器是新型的存储器，号称移动存储的革命，采用三

种接口形式：EIED、USB和SCSI。

■.UniversalSerialBus,Intel公司开发的通用串行总线架构

5、数据共享模式

-多媒体计算机处理的多媒体数据不仅自己

使用，而且还可以通过一下几种途径进行

信息传递：

■使用可移动的存储设备，例如，外置硬盘、

Zip盘、光盘等。

■通过网络进行数据传输。

■把若干台计算机的串行通信接口连接起来,

实现数据在机器间的互相传递。

4.3MPC的硬件标准

MPC3标准（多媒体计算机3级标准）

设备与软件配置标准

中央处理器Pentium的CPU或兼容

系统时钟74MHz

内存储器8MB

硬盘540MB

鼠标2键

接口种类串并行接口、游戏杆接口

显示模式VGA或更高级显示模式，分辨率640X480,

64色

几个驱动器4倍速CD-ROM,数据传输速率600kb/s

操作系统Windows3.1

■在mpc3标准实行时期，功能强大的

Windows操作系统不断的升级，高速的

CPU不断出现，国际互联网络的兴起，

多媒体应用市场的不断拓展。目前多媒

体计算机的标准已远远高于MPC3.软、

硬件的种类大大增加，功能增强。

4.4基本硬件设备

■4.4.1CD-ROM激光存储器

卜4.4.2M.O.磁光盘存储器

■4.4.3CD-R与CD-RW激光存储器

■4.4.4显示适配器和显示屏

■4.4.5声音适配器与声音还原设备。

■CD-ROM(CompactDisc-ReadOnly

Memory)是只读光盘存储器。具有价格低

廉、容量大、便于携带等特点。

■一、CD-ROM性质

■(1)是只读光盘

■(2)采用光学存储原理—使用激光束照

射光盘上的微小区域，使局部烧出凹坑，

有无凹坑代表了二进制信息的两种状态，

从而把数据记录在光盘上。数据按照轨道

和扇区在光盘表面进行记录和检索。

4.4.1CD-ROM激光存储器

■(3)采用复合材料一光盘的片

基由特殊塑料制成，在塑料的表

面，采用特殊工艺附着一层铝反

射层，数据被记录在铝反射层的

内表面。使用时，激光束透过塑

料照射到铝反射层上读取信息。

二、关于CD-ROM的几个标准

(1)CD-DA(CompactDiscDigital

Audio)确定CD激光盘纪录音乐的技术标

准。主要内容有：

■容量标准：单片容量为74min数字音乐。

采样频率为44.1kHz,16bit立体声。若用

于存储数据，数据量为：74x60妙

x44100x2(声道)x2(数据基本单位)

=783216000B按照1MB=1024KB

1KB=1024B计算约为746.9MB。

■数据存储格式：光盘以扇区为存

储单位，1秒钟的信息占据75个

扇区。

■数据传输速度：光盘每秒传输75

个扇区的信息，而每个扇区的最大

数据量是2352B,则光盘的数据

传输速度为75X2352=

176400B/S-172MBo

关于CD-ROM的几个标准

CD-ROM标准：于1988年4月由ISO

(国际标准化组织)正式公布，内容

如下：

■(1)规定了CD-ROM的三种扇区格式:

Mode。、Model>Mode2o扇区结

构不同，纠错能力也不同。

■（2）确定了CD-ROM的基本传输速率

每个扇区2048B,每秒传输75个扇区。

2048x75=153600b/s

■150kb/s为基本计量单位，40倍速光驱

即为40倍于基本计量单位。

I对应的书写方法是：

■CD-ROM2x（2倍速光驱）

■CD-ROM4x（4倍速光驱）

■50x

■(3)VedioCD标准：即VCD标准,

使用MPEG1数据压缩技术，把74

分钟的视频和音频信息同时记录在

轨道上。由1・0和2.0版本。画面质

量不高，数据存储密度不大，在多

媒体技术发展中只是一个过渡，必

将被DVD技术代替。

■(4)DVD标准：使用MPEG2.0数据

压缩技术，激光盘可容纳133・4分

钟的影片，如果用于记录数据，可保

存47GB至IJ17GB。

■(5)PhotoCD标准：柯达公司为

使用光盘纪录数字化照片而制定的标

准。

4.4.2M.O.磁光盘存储器

■M.O.(MagnetOpticalDisk)采用光学和电磁

学相结合的高效大容量存储器。

■1.工作原理：该盘片的数据纪录层采用对温

度极为敏感的磁性材料制成。写数据时，激

光照射盘片表面的微小区域，使该区域的温

度瞬间升高。与此同时，施加强磁场，该区

域即被磁化。当激光停止照射时，盘片表面

温度降到居里点以下，磁化状态被保留，于

是，信息被记录了下来，擦除信息时，改变

磁场方向，再加以激光照射。

4.4.2M.O■磁光盘存储器

■2.规格指标：分两种不同的尺寸规格

3.5in容量为230MB,540MB,640MB。

5.25in容量为1.3GB,2.6GB,5.2GB。

价格在35-90元之间。

M.O.的读盘速度接近硬盘的速度。

3.使用寿命：很长，可无限次的读写，主要

是由于磁性介质的磁化次数不受限制的缘

故。

4.4.3CD・R与CD・RW激光存储器

■CD-R(CompactDisc-

Recordable)“光盘刻录

机”，可有限次写，多次读。

■CD-RW(CompactDisc-Rewrite)

又名“可擦写式光盘刻录机”，可

反复读写。

4.4.3CD・R与CD・RW激光存储器

・主要技术指标

(1)CD・R有两个速度指标，刻录速度和

读取速度。

■刻录速度是指光盘刻录机在向CD・R盘

片上写入数据时，所能达到的最大速

值。

■读取速度是指光盘刻录机在以CD・

ROM形式读取普通光盘数据时，所能

达到的最大速值。

■一般来说，，读取速度远大于刻录速

度。

4.4.3CD・R与CD・RW激光存储器

(2)CD・RW有三个速度指标，刻录、读

取和复写速度。刻度、读取速度指标含

义与CD・R相同。

■复写速度是指CD・RW向光盘写入数据时

的最大倍速值。所谓复写，是指可擦写

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。复写速度一般低于刻录速度。

4.4.3CD・R与CD・RW激光存储器

2.刻录模式与刻录方式

/刻录线、开放型

开放型：当前数据刻录完成后可追加刻

录数据，直到光盘满为止。

关闭型：当前数据刻录完成后不可追加

刻录数据

刻录方式：整盘刻录和轨道刻录

整盘刻录：盘对盘的复制。原盘的刻录

模式可复制到目标盘。

轨道刻录：以文件或目录为单位进行刻

4.4.4显示适配器与显示器

■一、显示适配器：简称显示卡。插在主机板

的扩展槽上。

■（1）显示适配器组成

■1、ROMBIOS：固化在存储器芯片中的只读驱动

程序，显示卡的特征参数、基本操作等保存在其中。

■2、RAM：显示缓冲存储器，其容量大小决定了显

示器颜色数量的多少和分辨率的高低。

■3、控制电路：控制显示的状态、进行显示指令的

处理。

■4、信号输出端子：将显示信息和控制信号送至显

示器。

(2)显示卡的模式

■按照图形显示模式可分为三种：VL、

PCI、AGPoAGP带有图形加速器,

可对图形显示进行优化计算。

■1.一般显示卡

■(3)显示卡种类：

■2.图形加速卡：以AGP显示卡为主。

■3.3D图形卡：带有3D的高档游戏开发的显示卡,

三维坐标变换速度快。

■4.显示/TV集成卡：在显示卡上集成了TV高频头

和视频处理电路，使用该显示卡可显示正常多

媒体信息，又可收看电视节目。

■5.显示/视频输出集成卡：在显示卡上集成了视

频输出电路，显示正常信号的同时，转化成视

频信号，供电视、录像机接收。

AGP

加速图形接口AGP是一种接口规范，可以

使3D图形在普通个人电脑上以更快的速度

显示。AGP是一种设计用来更快，更平稳

地传送3D图形的接口。它使用普通个人电

脑的主内存来刷新显示器显示的图像，支持

纹理贴图，零缓冲和阿尔法混合等3D图形

技术。

:、显示器

■对于多媒体计算机而言，显示器尤为

重要。显示器与显示适配器是相辅相

成的。

■(1)显示器的种类：按照结构原理

分，主要有两种显示器，传统的CRT

(阴极射线管)和LCD(Liquid

CrystalDisplay液晶)显示器。

:、显示器

■CRT显示器采用的阴极射线管

就是人们常说的显像管。该种

显示器经历了球面、柱面、平

面直角、纯平几个发展阶段，

日趋完善。

■LCD显示器以液晶作为显示元

件，可视面积大，外壳薄。

二、显示器

■(2)显示器的标准

■1.屏幕尺寸：分三种：显像管尺寸(Tube

size)、可视尺寸(viewablesize)和光栅尺

寸(Rastersize)。

■显像管尺寸是指显像管正面对角线的长度，一

般以英寸为为单位。

■可视尺寸:指的是显示器可显示区域对角线的

长度，该尺寸小于显象管尺寸，一般以毫米为

革位。

■光栅尺寸是指显象管最大扫描区域的尺寸，用

横向数值和纵向数值分别表示区域的大小。

■2.点距：显示器上最小的发光单位是像点,

像点是电子束穿过荧光屏内侧钢板上的阴

罩孔激发荧光物质而形成的，同色像点之

间的距离称为点距，单位是毫米。点距越

小，显示器质量越好。今天大部分优质显

示器的点距为624mm。电距是衡量显示

器质量好坏的重要指标之一，其值越小，

清晰都越高，显示器质量越好，但技术难

度也越大。

■显示器的显示器件是显象管，显象管在工

作时，电子束按顺序高速扫描整个屏幕，

二、显示器

■3、显示分辨率：显示器的显示分辨率

是一组标称值，以像素点（Pixel）为基

本单位。表示方法为：

800X600,1024X768,前面是屏幕的横

向像素点的总数，后面是屏幕纵向像素

点的总数。显示分辨率与显示缓冲存

储器的容量有关，容量越大显示分辨率

越高。如果显示器已经具备了高分辨率

显示能力，其最大分辨率完全取决于显

存容量。

■4.扫描频率：

■显示器的显示器件是显象管，显

象管在工作时，电子束按顺序高

速扫描整个屏幕，使人们看到近

似连续的显示信息。就理论而言,

扫描频率越高，显示质量越好，

图像越稳定。

■扫描频率有水平扫描频率和垂直刷新频率

之分。

■水平扫描频率是指电子束逐点横向扫描的

频率，以KHz为计量单位。例如，某台

显示器的水平扫描频率是85KHz,

那么该显示器1秒横向扫描85千个像

点。

■垂直刷新频率是指整个屏幕重写的频率，

单位是Hz。若垂直刷新频率过低，显示

器会产生闪烁，人眼会疲劳。同一台显示

器，若显示分辨率越高，则垂直刷新频率

越低。高档显示器在高显示分辨率下能保

持高的垂直刷新频率。

(2)显示器的标准

『5.颜色数量：是指显示器同屏显示的颜色

数量，主要由显示适配器决定。也与显示

分辨率有关，显存容量固定，分辨率越高,

颜色越少。

■颜色数量的表示法：一种是直接书写颜色

数量，如256色；另一种是描述颜色数据

的位数，如8位颜色，即2的8次方位256

色。

显示器的健康新概念

■TCCT92标准致力于降低电辐射、省电、防火、

防电，并对显示器的交流电场进行限制，但对

显示器制作材料是否对环保有害未做规定。

■TCO'95标准在TCO'92的基础上，提出了具体的

环保要求，并对显示器零部件的再生利用、显

示器的设计是否符合人体工程学等项内容做了

具体的规定。

■TCO'97标准发展了TCO'95标准，对显示器的要

求更为严格。其宗旨是最大限度地保持舒适度、

保护健康和环境。

显示器的健康新概念

■在衡量显示器的性能时，显示器是否符合

环境标准，已经是人们普遍关注的问题。

所谓“环保”是指显示器应具有防辐射、

省电、不产生有害物质、防火等特点，以

保护人类的健康。

■随着人们健康概念的强化，更为严格的

TCO标准用于显示器。到目前为止，TCO

标准有TCO'92、TCO'95和TCO'97

4・4・5声音适配器与声音还原

■一、声音适配器：主要用于声音

处理，又名“声卡”，是多媒体

计算机的基本配置。

■有些主机板上集成了声卡的功能，

声卡不单独存在。于单独的声卡

相比，集成在主机板上的声卡不

论从抗干扰能力上还是从声音处

理效果和功能种类上，度略逊一

筹

■1、声卡的基本功能：

■(1)进行A/D转换(AnalogtoDig让al

Converter)：将模拟量的自然声音转换为

计算机可存储、处理的数字化的声音。

■(2)完成D/A转换：将数字化的声音转换

为模拟量的自然声音，通过声卡的输出端,

送至声音还原设备。

■(3)实时、动态的处理数字化声音信号-

利用声卡上的数字信号处理器(DSP)对

数字化声音进行处理，可减轻CPU的负担。

该处理器可以通过编程来完成高质量声音

的处理，并可加快音频处理速度。

■(4)立体声合成一经过数模转换的数

字化声音保持原有的声道模式，即

STEREO模式或NOMO模式，声卡具备

两种模式的合成运算功能，并将两种模

式互相变换。

■(5)输入、输出——利用声卡的输入端

子和输出端子，可以将模拟信号引入声

卡然后转换成数字量；还可以讲数字信

号转换成模拟信号送到输出端子，驱动

音响设备发出声音。

■2、声卡结构原理：见图2・19。

■声卡由数据总线驱动器、总线接口和控制器、

数字声音处理器、混合信号处理器、接口电路

以及多个音乐合成器等部件构成。

■声卡插在主机板的扩展插槽上，就在PC总线

与声卡之间建立起信号通道，声卡通过地址总

线、控制总线和数据总线控制器，与PC总线

交换信息。

■声卡的音频输入端口通常有三个，用于输

入模拟信号

■1）话筒输入（MIC）端口：立体声

（STEREO）端口。

-2）线路输入（LINEIN）端口，可连接各

种声源，例如，收音机、电话、录音机、

电视机、VCD机等，不过某些低价的声卡

没有此接口。

■3）CD—ROM输入端口

■声卡输出端口通常有四个，用于音频模拟信

号的输出。

■1）线路输出（LINEOUT）端口：多媒体

计算机的音频信号通过此端口传送到音频放

大器或有源音箱的信号输入端。

■2）喇叭（SPEAKER）输出端口：止匕端口

输出的音频信号经过声卡的功率放大器放大,

能够直接带动耳机或功率较小的音箱发声。

■3）MIDI乐器端口：可连接支持MIDI的键盘

乐器

-4）游戏操纵杆端口：可连接各种类型的游

戏操纵杆或者游戏控制设备。

混话筒输入

MIC放,________

合大器

信

-----线路输入

号

数

数据总线字

总线

声

一

驱动器音输入

处CD-ROM