计算机多媒体(第4章多媒体计算机系统ok).ppt

计算机多媒体计算机多媒体(第第4章章多媒体计算机系统多媒体计算机系统ok)第4章 多媒体计算机系统组成多媒体多媒体计算机需要算机需要计算机交互式地算机交互式地综合合处理声、文、理声、文、图信息，信息，图像和声音信息数据量大，像和声音信息数据量大，处理速度要求高，理速度要求高，用用过去的通用去的通用计算机很算机很难完成上述任完成上述任务。为了了较好地解好地解决多媒体决多媒体计算机算机综合合处理声、文、理声、文、图信息的信息的问题，可以，可以采用下述三种方法：采用下述三种方法：1选用用专用芯片用芯片设计专用接口卡用接口卡单独解决独解决，例如使，例如使用声霸卡解决声音的用声霸卡解决声音的输入入输出和出和实时编码、解、解码的的处理理问题；使用；使用视霸卡解决霸卡解决视频信号的信号的输入入输出及多窗口的出及多窗口的彩色彩色键连问题；使用；使用视频信号信号压缩编码和解和解码卡解决卡解决视频信号的信号的压缩和解和解压缩问题；使用局域网的；使用局域网的ISDN网接口网接口卡解决局域网和卡解决局域网和远程网的多媒体通信程网的多媒体通信问题。这种方法就种方法就是我是我们4.1中多媒体个人中多媒体个人计算机算机(MPC)的的标准和准和结构。构。一、多媒体计算机系统概述一、多媒体计算机系统概述第4章 多媒体计算机系统组成比比较成功的系成功的系统是是Philips/Sony公司研制的公司研制的CD-I系系统和和Intel/IBM公司生公司生产的的DVI系系统。例如。例如DVI Action Media750系系统，Intel公司自己公司自己设计了了Intel 82750 PB像素像素处理器及理器及Intel 82750 DB显示示处理器，理器，还设计了三个了三个专用的用的门阵电路路Intel 82750 LV视频获取、取、SCSI及及VRAM控制接口控制接口门阵，82750 LH主机接主机接口口门阵以及以及82750 LA彩色彩色键连和声音接口和声音接口门阵，组成了成了视频音音频引擎引擎-AVE。同同时Intel/IBM公司公司还设计了了AVSS和和AVK(音音频视频子系子系统和音和音频视频核核)软件。件。2设计专用芯片和用芯片和软件，件，组成多媒体成多媒体计算机算机系系统，综合解决声、文、合解决声、文、图问题。第4章 多媒体计算机系统组成从目前的从目前的发展展趋势看可以把它看可以把它们分成两分成两类：一一类是以多是以多媒体和通信功能媒体和通信功能为主主，融合，融合CPU芯片原有的芯片原有的计算功能，算功能，它它们的的设计目目标是用在多媒体是用在多媒体专用用设备、家、家电及及宽带通通信信设备上，可以取代上，可以取代这些些设备中的中的CPU及大量的及大量的ASIC芯芯片，它片，它们的代表的代表产品是品是Philips公司公司设计制造的制造的Trimedia。另另一一类是以通用是以通用CPU计算机功能算机功能为主，主，融合多媒体和通融合多媒体和通信功能，它信功能，它们的的设计目目标与与现有有计算机系列兼容，具有算机系列兼容，具有多媒体和通信功能，它多媒体和通信功能，它们的代表的代表产品是品是Motorola公司的公司的Ve comp 701以及以及Intel公司的公司的MMX技技术。3最后一种解决方案是把多媒体技最后一种解决方案是把多媒体技术做到做到CPU芯片中。芯片中。第4章 多媒体计算机系统组成二、多媒体个人计算机系统二、多媒体个人计算机系统（MPCMPC）n所谓多媒体个人机所谓多媒体个人机(MPC)就是具有多媒体就是具有多媒体处理功能的个人计算机。处理功能的个人计算机。nMPC配置特点：配置特点：(1)一个功能强大，速度快的一个功能强大，速度快的CPU；(2)大容量的存储器空间；大容量的存储器空间；(3)高分辨率显示接口与设备；高分辨率显示接口与设备；(4)可处理音响的接口与设备；可处理音响的接口与设备；(5)可处理图像的接口与设备；可处理图像的接口与设备；(6)可存放大量数据的配置等。可存放大量数据的配置等。第4章 多媒体计算机系统组成nMPC配置配置(1)(1)光盘驱动器光盘驱动器(2)(2)音频卡音频卡(3)(3)视频卡视频卡(4)(4)扫描卡扫描卡(5)(5)打印机接口打印机接口(6)(6)交互控制接口交互控制接口 (7)(7)网络接口网络接口(8)(8)图形加速卡图形加速卡 MPCMPC普通计算机光盘驱动器立体声音效卡。普通计算机光盘驱动器立体声音效卡。第4章 多媒体计算机系统组成一一个个典典型型的的多多媒媒体体计计算算机机结结构构图图多多媒媒体体计计算算机机视视频频卡卡显示器显示器摄像机摄像机投影机投影机电视机电视机录像机录像机VCD键盘鼠标键盘鼠标DVD数码相机数码相机扫描仪扫描仪光笔、触摸屏光笔、触摸屏磁存储器磁存储器光盘驱动器光盘驱动器调制解调器调制解调器耳机、耳机、扬声器扬声器话筒话筒CD唱盘唱盘MIDI录音机录音机音音频频卡卡打印机打印机绘图仪绘图仪网络卡网络卡第4章 多媒体计算机系统组成n19901990年年1010月制定了统一的月制定了统一的MPCMPC标准技术规范标准技术规范1.01.0。n19931993年发布了年发布了MPCMPC技术规范技术规范2.02.0。n19951995年发布了年发布了MPCMPC技术规范技术规范3.03.0。n19961996年发布了年发布了MPCMPC技术规范技术规范4.04.0。n更多新的规范更多新的规范n 多媒体计算机的技术规范和组成多媒体计算机的技术规范和组成MPCMPC技术规范只是规定了多媒体技术规范只是规定了多媒体PCPC机系统的最低要求机系统的最低要求第4章 多媒体计算机系统组成表表4-1 多媒体个人计算机规范标准多媒体个人计算机规范标准第4章 多媒体计算机系统组成MPC2.0MPC3.0MPC4.0CPU80486Pentium 75Pentium133内存容量内存容量4MB8MB16MB硬盘容量硬盘容量160MB850MB1.6GBCD-ROM2x4x10 x声卡声卡16位位16位位16位位图像图像16位彩色位彩色24位彩色位彩色32位真彩色位真彩色分辨率分辨率64048080060012801024软驱软驱1.44MB1.44MB1.44MB操作系统操作系统Windows 3.xWindows 95Windows 95第4章 多媒体计算机系统组成其他多媒体计算机其他多媒体计算机 nMacintosh多媒体计算机多媒体计算机nAmiga多媒体多媒体个人计算机个人计算机 第4章 多媒体计算机系统组成三、光存储器三、光存储器v1 1、光盘发展历史光盘发展历史v2 2、光盘存储原理光盘存储原理v3 3、光盘的种类光盘的种类v4 4、盘片的结构盘片的结构v5 5、是如何记录数字量的是如何记录数字量的v6 6、光盘的规范和标准光盘的规范和标准v7 7、光盘的规范及格式光盘的规范及格式三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 1.光盘发展历史光盘发展历史 三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成n1972年年9月月5日日Philips公司向国际新闻界展示了公司向国际新闻界展示了长时间播放电视节目的光盘系统，在光盘上长时间播放电视节目的光盘系统，在光盘上记录的是模拟电视信号记录的是模拟电视信号。n1978年，年，SONY生产的影碟机正式投放市场，生产的影碟机正式投放市场，光盘的直径为光盘的直径为30厘米，一片双面盘的播放时厘米，一片双面盘的播放时间可达间可达2小时。小时。n1979年，年，Philips公司发表了激光唱机公司发表了激光唱机(compact disk player)。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成n光存储技术光存储技术n光存储技术的产品化形式是由光盘驱动器光存储技术的产品化形式是由光盘驱动器和光盘片组成的光盘驱动系统。和光盘片组成的光盘驱动系统。n驱动器读写头是用半导体激光器和光路系驱动器读写头是用半导体激光器和光路系统组成的光头，记录介质采用磁光材料。统组成的光头，记录介质采用磁光材料。2、光盘存储原理、光盘存储原理三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 n光存储技术原理光存储技术原理 改变一个存储单元的性质，改变一个存储单元的性质，使其性质的变化反映出被存储的数据；使其性质的变化反映出被存储的数据；识别这识别这种性质的变化，就可以读出存储数据。种性质的变化，就可以读出存储数据。n光存储单元的性质，例如反射率、反射光极化光存储单元的性质，例如反射率、反射光极化方向等均可以改变，它们对应着存储二进制数方向等均可以改变，它们对应着存储二进制数据据0(不变不变)、1(改变改变)，光电检测器能够通过检，光电检测器能够通过检测出光强和光极性的变化来识别信息。测出光强和光极性的变化来识别信息。n高能量激光束可以聚焦成约高能量激光束可以聚焦成约1微米的光斑，因此微米的光斑，因此光存储技术比其他存储技术有更高的容量。光存储技术比其他存储技术有更高的容量。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成光盘系统的特点光盘系统的特点n与硬盘相比，具有可拆卸性；与硬盘相比，具有可拆卸性；容量相当；容量相当；驱动驱动器较贵，但盘片便宜；器较贵，但盘片便宜；读写速度慢。读写速度慢。n与磁带相比，具有容量大、随机存取性强的优与磁带相比，具有容量大、随机存取性强的优点。点。n 激光头与介质无接触，不受环境影响而退磁，激光头与介质无接触，不受环境影响而退磁，信息保存时间长，可达信息保存时间长，可达30年以上年以上。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成光盘系统技术指标光盘系统技术指标n容量容量 光盘盘片的容量光盘盘片的容量n平均存取时间平均存取时间 在光盘上找到需要读写在光盘上找到需要读写信息的位置所需时间信息的位置所需时间n数据传输率数据传输率 n接口标准及格式规范等接口标准及格式规范等 三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 n指它所能读写的光盘盘片的容量。指它所能读写的光盘盘片的容量。n光盘容量又分为格式化容量和用户容量，采光盘容量又分为格式化容量和用户容量，采用不同的格式和不同驱动器，光盘格式化用不同的格式和不同驱动器，光盘格式化后容量不同。后容量不同。n一般用户容量比格式化容量要少，因为光盘一般用户容量比格式化容量要少，因为光盘还需要存放有关控制、校验等信息。还需要存放有关控制、校验等信息。三、光存储器三、光存储器存储容量存储容量第4章 多媒体计算机系统组成平均存取时间平均存取时间n是在光盘上找到需要读写的信息的位置所需是在光盘上找到需要读写的信息的位置所需要的时间。要的时间。n指从计算机向光盘驱动器发出命令，到光盘指从计算机向光盘驱动器发出命令，到光盘驱动器可以接受读写命令为止的时间。驱动器可以接受读写命令为止的时间。n一般取光头沿半径移动全程一般取光头沿半径移动全程1/3长度所需要长度所需要的时间为平均寻道时间，盘片旋转一周的的时间为平均寻道时间，盘片旋转一周的一半时间为平均等待时间，两者加上读写一半时间为平均等待时间，两者加上读写光头稳定时间就是平均存取时间。光头稳定时间就是平均存取时间。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成数据传输率有多种定义方式数据传输率有多种定义方式n一一种种是是指指从从光光盘盘驱驱动动器器送送出出的的数数据据率率，可可以以定定义义为为单单位位时时间间内内光光盘盘的的光光道道上上传传送送的的数数据据比特数，这与光盘转速、存储密度有关。比特数，这与光盘转速、存储密度有关。n另另一一种种定定义义是是指指控控制制器器与与主主机机间间的的传传输输率率，它与接口规范、控制器内的缓冲器大小有关。它与接口规范、控制器内的缓冲器大小有关。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成3、光盘的分类、光盘的分类 1光盘的种类有：模拟光盘和数字光盘光盘的种类有：模拟光盘和数字光盘模拟光盘如：模拟光盘如：LV FM(Frequency modulation)频率调制；频率调制；数字光盘如：数字光盘如：CD-DA Philips/Sony.按光盘的读写功能来分：按光盘的读写功能来分：1）CD-ROM只读光盘只读光盘 2）WORM一次写多次读光盘一次写多次读光盘 3）Rewritable可重写光盘可重写光盘 三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 CD-ROMn最常用的光盘系统，直径约最常用的光盘系统，直径约12cm，因为它容量因为它容量大，约大，约650MB，价格便宜，市场上颇受用户的价格便宜，市场上颇受用户的欢迎。欢迎。nCD-ROM光盘是由母盘压模制成的，一旦复制光盘是由母盘压模制成的，一旦复制成形，永久不变，用户只能读出信息。成形，永久不变，用户只能读出信息。nCD-ROM采用激光调制方式记录信息，将信息采用激光调制方式记录信息，将信息以凹坑和凸区的形式记录在螺旋形光道上。以凹坑和凸区的形式记录在螺旋形光道上。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 WORM一次写多次读光盘一次写多次读光盘 nWORM光盘在使用前首先要进行格式化，形成格光盘在使用前首先要进行格式化，形成格式化信息区和逻辑目录区，利用激光照射介质，式化信息区和逻辑目录区，利用激光照射介质，使介质变异，利用激光不同的变化，使其产生一使介质变异，利用激光不同的变化，使其产生一连串排列的连串排列的“点点”，从而完成写的过程。，从而完成写的过程。n引入文件分配表的概念，在光盘的根目录下面是引入文件分配表的概念，在光盘的根目录下面是用户定义的逻辑目录，逻辑目录对应文件管理区。用户定义的逻辑目录，逻辑目录对应文件管理区。n在逻辑目录建立同时，用户可以根据需要，对其在逻辑目录建立同时，用户可以根据需要，对其中重要数据进行加密。中重要数据进行加密。n一旦写入就不能再更改。一旦写入就不能再更改。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 Rewritable可重写光盘可重写光盘n可重写光盘或称可擦写光盘是最理想的光盘类可重写光盘或称可擦写光盘是最理想的光盘类型，也是最有应用前途的光盘类型。它像硬盘型，也是最有应用前途的光盘类型。它像硬盘一样可读写，利用浮动磁光头在磁光盘上进行一样可读写，利用浮动磁光头在磁光盘上进行磁场调制，可进行高速重写磁光记录磁场调制，可进行高速重写磁光记录。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成唱唱盘、CD-ROM、数字激光数字激光视盘统称称为CD盘。一。一张CD盘的外直径的外直径为120mm，重量重量为14克到克到18克。激光唱克。激光唱盘分分为3个区：个区：导入区、入区、导出区和数据区，如出区和数据区，如图所示所示CD盘结构盘结构最多条光道，编号为1994、盘片的片的结构构三、光存储器三、光存储器四、四、CD-ICD-I交互式多媒体系统交互式多媒体系统 第4章 多媒体计算机系统组成从光从光盘的高度方向分的高度方向分为：保：保护层、反射激光的、反射激光的铝反射反射层、刻槽和聚碳脂刻槽和聚碳脂衬垫。如。如图所示。所示。CD盘的的结构构 图 CD盘的的结构构激光唱激光唱盘的光道的光道结构与磁构与磁盘不同，磁不同，磁盘是同心是同心圆，光，光盘是是螺旋型光道，螺旋型光道，CD唱唱盘的光道的光道长度大度大约为5公里，如公里，如图2所示。所示。图2 CD唱唱盘的螺旋型光道的螺旋型光道 三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成光光光光盘盘是利用在是利用在是利用在是利用在盘盘上上上上压压制凹坑的制凹坑的制凹坑的制凹坑的办办法法法法记录记录数字的数字的数字的数字的有有有有变变化就化就化就化就记录为记录为“1 1”。凹坑的深度：凹坑的深度：凹坑的深度：凹坑的深度：0.12 0.12 mm ，凹坑的凹坑的凹坑的凹坑的宽宽度：度：度：度：0.5-0.6 0.5-0.6 mm ，凸凸凸凸/凹的凹的凹的凹的长长度：度：度：度：3 3T-11TT-11T，1T=0.277 1T=0.277 mm ，即二个即二个即二个即二个1 1之之之之间间至少有至少有至少有至少有2 2个零，最多不超个零，最多不超个零，最多不超个零，最多不超过过1010个零。个零。个零。个零。5、是如何、是如何记录数字量的数字量的三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成EFM 编码编码(Eight to Fourteen Modulation)“8到到14比特比特调制制编码”EFM（Eight to Fourteen Modulation）这种种编码的含的含义是把一个是把一个8比特的数据用比特的数据用14比特来表比特来表示。那么如何将示。那么如何将8位数据位数据转换为14位呢？位呢？8bit数据数据 256种代种代码14bit数据数据 16384种代种代码，凹坑的深度：凹坑的深度：0.12 m，凹坑的凹坑的宽度：度：0.5-0.6 m，凸凸/凹的凹的长度：度：3T-11T，1T=0.277 m，即二个即二个1之之间至少有至少有2个零，最多不超个零，最多不超过10个零个零，在在这16384种种代代码中有中有267种代种代码能能够满足上述要求。在足上述要求。在267种中有种中有10种在合并通种在合并通道代道代码时限制游程限制游程长度仍有困度仍有困难，那么，去掉，那么，去掉10个，剩个，剩257种。再去种。再去掉掉1个就剩个就剩256种。种。这样就得到了就得到了8位数据位数据对应的的256种通道种通道码。将其。将其关系建表。关系建表。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成例例1:01100001 不不满足足3T-11T 查表：表：10000100100010 01000111 不不满足足3T-11T 查表：表：00100100100100有以下几种可能有以下几种可能:000 011001 101010 110100 111例例2：当两个数放到一起：当两个数放到一起时，不，不满足足3T-11T时怎么怎么办？解决：可以加一个三位的合并位（解决：可以加一个三位的合并位（Merging bits）。）。符符合合条条件件不不符符合合条条件件三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成DVS原则（数字和的值最小）原则（数字和的值最小）凸凸/凹凹光盘应有光盘应有14+3=17位位三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成6、光盘的规范和标准、光盘的规范和标准 nCD-DA红皮书红皮书nCD-ROM黄皮书黄皮书nCD-V(Video)红皮书发展而来红皮书发展而来n可录可录CD橙皮书橙皮书nCD-I绿皮书绿皮书规范规范nCD-ROM XA nPhoto-CD nVideo CD 1993年制定的年制定的白皮书白皮书规范规范三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 CD-DA n1981年年制制定定红红皮皮书书，即即CD-DA(Digital Audio)激激光光数数字字音音频频光光盘盘的的规规范范。这这个个标标准准是是CD的的最基本标准。最基本标准。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 CD-ROM n1985年年制制定定黄黄皮皮书书，经经修修订订，1988年年正正式式作作为为国国 际际 标标 准准 ISO9660，1991年年 又又 推推 出出 了了 ISO 9660。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 CD-V(video)n从红皮书发展而来，在影碟机上使用，视频信从红皮书发展而来，在影碟机上使用，视频信息可以输出到电视机。息可以输出到电视机。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 可录可录CDn可可录录CD(recordable CD)盘盘的的橙橙皮皮书书标标准准。可可录录CD分分为为两两类类，即即CD-MO和和CD-WO。CD-MO称称为为磁磁光光盘盘，可可重重写写；CD-WO又又称称CD-R，这这种盘一旦用户写入数据就不能抹掉。种盘一旦用户写入数据就不能抹掉。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 CD-I n1987年年制制定定绿绿皮皮书书规规范范用用于于交交互互式式多多媒媒体体CD-I系统中。系统中。n1992年年推推出出第第二二代代CD-I，可可播播放放交交互互式式视频图像。视频图像。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 CD-ROM XA(extended architecture)n1988年，年，Philips、SONY及及 Microsoft制定制定CD-ROM扩展结构，扩展结构，1991年又制定年又制定CD-ROM XA规范，对应于规范，对应于ISO9660。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 Photo-CDn像像片片光光盘盘，1991年年Philips和和KODAK对对外外发发布布Photo-CD，1992年年制制定定规规范范。用用于于存存放放数字化的静态照片。数字化的静态照片。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 Video CD n1993年年制制定定的的白白皮皮书书规规范范，采采用用MPEG压压缩缩算算法法压压缩缩动动态态图图像像。它它能能使使Video CD节节目目能能够够在在CD-I、CD-ROM/XA和和Video CD播放机上播放。播放机上播放。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成CD-ROM的性能指标的性能指标(1)容量容量 约为约为650MB。(2)数数据据传传送送速速率率 最最初初推推出出为为150KB/S，称称为为单单速速，后后又又推推出出倍倍速速(300KB/S)，四四速速(600 KB/S)，48X等光驱。等光驱。(3)存储缓冲器存储缓冲器 早期为早期为64KB，目前常用的为目前常用的为128 KB或或256KB。(4)存取时间存取时间 200400ms(5)误码率误码率 1/10121/1016，采用复杂的纠错编，采用复杂的纠错编码技术降低了误码率。码技术降低了误码率。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 (6)体体积积光光盘盘驱驱动动器器的的大大小小一一般般为为41mm(H)146mm(W)206mm(D)(7)接口接口 采用采用SCSI接口、接口、IDE接口和接口和AT总线接总线接口。接口可以集成在音频板、视频板或主机板口。接口可以集成在音频板、视频板或主机板上上，也可以是一块单独的板也可以是一块单独的板。(8)MTBF(mean time between failures)平平均均无无故障时间约为故障时间约为25000小时左右。小时左右。(9)兼容性兼容性 支持支持Photo-CD和和CD-ROM XA。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成7.光盘的规范及格式光盘的规范及格式 nCD-DA规范及格式规范及格式 nCD-ROM规范及格式规范及格式 nCD-I光盘的数据格式光盘的数据格式 n激光视盘激光视盘 nVideo CD标准及结构标准及结构nCD-ROMnDVD光盘光盘三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成CD-DA规范及格式规范及格式 nCD-DA即激光唱盘，光盘的物理规格为直径即激光唱盘，光盘的物理规格为直径12cm，内径内径1.5cm，厚度厚度0.12cm，重量重量14克。这克。这种光盘常采用常线速种光盘常采用常线速(CLV)伺服方式，逆时针旋伺服方式，逆时针旋转。转。n其螺旋线光道上等长分段，每段称为一个扇区。其螺旋线光道上等长分段，每段称为一个扇区。每个扇区都存放定量数据块，并以特定的地址每个扇区都存放定量数据块，并以特定的地址标记，其单位为标记，其单位为“分分”、“秒秒”、“扇区扇区”，即即1分分=60秒，秒，1秒秒=75扇区。扇区。n光道总长度为光道总长度为74分，即可存放分，即可存放74分钟高音质非压分钟高音质非压缩的音频信号。缩的音频信号。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 nCD-DA每个扇区的音频数据分为许多称为帧的每个扇区的音频数据分为许多称为帧的单元，每帧共有单元，每帧共有33个字节。个字节。n一帧中每个通道有一帧中每个通道有6个音频数据个音频数据，有左右有左右2个通个通道道，每个通道的样本值是每个通道的样本值是16位的数据位的数据，共共24个个字节。一帧中有字节。一帧中有8个校验字节和个校验字节和1个个“控制与显控制与显示示(C&D)”字节。字节。n错误的检测和校正采用的是错误的检测和校正采用的是CIRC(cross interleave reed-solomon code)码。码。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成CD-DA帧及扇区格式帧及扇区格式 C&D1B音频数据音频数据12B校验校验4B音频数据音频数据12B校验校验4B8位位8位位8位位8位位24位位3位位143 143143143帧帧0帧帧1帧帧2帧帧971扇区扇区1帧帧同步位同步位校验校验合合并并位位1 1帧帧=33=33字节字节EFM调制调制588个通道位个通道位一个一个扇区扇区=98帧帧3333字节字节光通光通三、光存储器三、光存储器四、四、CD-ICD-I交互式多媒体系统交互式多媒体系统 控制与显示控制与显示(C&D)第4章 多媒体计算机系统组成Mode1Mode2敏感，程序、数据等用此模式敏感，程序、数据等用此模式不敏感，图像、声音等用此模式不敏感，图像、声音等用此模式CD-ROM格式格式三、光存储器三、光存储器四、四、CD-ICD-I交互式多媒体系统交互式多媒体系统 第4章 多媒体计算机系统组成 4个字个字节的扇区也称的扇区也称为HEADER，其格式定其格式定义如下：如下：4个字节的扇区地址个字节的扇区地址MIN（分）分）1个字节个字节074SEC（秒）秒）1个字节个字节059FRAC（分秒）分秒）1字节字节074Mode（方式）方式）1字节字节01三、光存储器三、光存储器四、四、CD-ICD-I交互式多媒体系统交互式多媒体系统 第4章 多媒体计算机系统组成CD-DA与与CD-ROM读数据读数据一个扇区中有一个扇区中有98个个帧，1帧有有24个字个字节：一一帧中的位数：中的位数：24+3+(14+3)33=588通道位通道位一个扇区一个扇区音频数据：音频数据：98 24=2352字字节 2352字字节=6 2（左右）（左右）2 98立体声采立体声采样频率率44.1KHZ 16 2/8=176.4K Bytes176400/2352=75扇区扇区 一秒一秒钟读75个扇区个扇区一小一小时 60 60 176.4635M Bytes=270000扇区扇区Mode 1：204875=153.6 千字节千字节/秒秒 （用户数据有（用户数据有2048个字节，也就是一个扇区有个字节，也就是一个扇区有2048个字节的数据）个字节的数据）Mode 2：233675=175.2千字节千字节/秒秒三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成CD-I光盘的数据格式光盘的数据格式 nCD-I光盘的数据格式是从光盘的数据格式是从CD-DA和和CD-ROM光光盘格式演变而来的。盘格式演变而来的。n其扇区格式与其扇区格式与CD-ROM XA相同，它有三个区：相同，它有三个区：导入区导入区(Lead-in Area)，节目区节目区(Program Area)和导出区和导出区(Lead-out Area)。nCD盘上的信息均采用盘上的信息均采用EFM记录方式进行记录。记录方式进行记录。由于光盘原始误码率较高，所以都采用能纠突由于光盘原始误码率较高，所以都采用能纠突发错误的发错误的CIRC码。码。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 nCD-I光光盘盘的的导导入入区区 是是由由若若干干个个空空扇扇区区组组成成的的，这样做的目的是使识别节目区变得容易。这样做的目的是使识别节目区变得容易。nCD-I光盘可以有多到光盘可以有多到99条光道，编号为条光道，编号为199。nCD-I光光盘盘的的导导出出区区 或或者者是是空空扇扇区区(最最后后一一条条光光道道是是CD-I光光道道时时)或或者者是是无无声声的的帧帧(最最后后一一条条光道是光道是CD-DA光道光道)CD盘结构三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成只有只有CD-I光道的光道的CD-I盘结构盘结构 导入区166信息扇区盘标记2250信息扇区CD-I数据导出区节目区光道1三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成n含有含有CD-DA光道的光道的CD-I光盘，第一条光道必须是光盘，第一条光道必须是CD-I光道；光道；且任一且任一条条CD-I光盘上的光盘上的CD-DA光道必须在光道必须在CD-I光道之后。光道之后。n一一片片CD-I光光盘盘上上的的CD-DA光光道道可可以以有有一一条条或或多多条条CD-DA光光道道，但但最最多多不不超超过过98条条。而而一一条条光光道道的的长长度度可可以以是是300个个扇扇区区(相相当当于于4秒秒)和和325000个扇区个扇区(相当于最长的超级相当于最长的超级HiFi播放播放72分钟分钟)之间的数。之间的数。导入区166B信息扇区 盘标记 2250信息扇区 CD-I数据 2250信息扇区 CD-DA 导出区 有CD-I和CD-DA光道的CD-I盘结构 节目区光道1光道n CD-DA(n=99)三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 nCD-I光盘的导出区或者是空扇区光盘的导出区或者是空扇区(最后一条光最后一条光道是道是CD-I光道时光道时)或者是无声的帧或者是无声的帧(最后一条光最后一条光道是道是CD-DA光道光道)三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成nCD-I盘盘上上的的所所有有数数据据都都以以文文件件形形式式存存放放，任任何何一个文件都可以通过盘上的路径表取出。一个文件都可以通过盘上的路径表取出。n每每个个文文件件都都有有文文件件描描述述符符记记录录，存存放放于于文文件件目目录录中中。文文件件描描述述符符记记录录包包含含有有文文件件名名、文文件件号号、文文件件大大小小、地地址址、拥拥有有者者、属属性性、交交叉叉存存取取因因子、读取许可权。子、读取许可权。n文件分为目录文件、实时文件和标准文件。文件分为目录文件、实时文件和标准文件。nCD-I的数据以两种专门的数据格式的数据以两种专门的数据格式FORM1和和FORM2记录。如光盘是用记录。如光盘是用FORM1记录，因为记录，因为它有它有EDC和和ECC码，码，CD-I系统利用它们可以系统利用它们可以获得误码率小于获得误码率小于1/1013数据。数据。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 激光视盘激光视盘 n激激光光视视盘盘也也是是一一种种只只读读光光盘盘，家家用用激激光光视视盘盘又又称称为为影影碟碟机机，是是独独立立的的视视频频播播放放设设备备，与与音音响响设设备备和电视机和电视机(监视器监视器)相连就可以播放视盘。相连就可以播放视盘。n计计算算机机可可以以通通过过外外设设接接口口与与视视盘盘播播放放机机相相连连，视视盘盘在在多多媒媒体体应应用用形形式式主主要要是是“交交互互式式视视盘盘”，由由计算机控制视盘的播放、视频帧的寻址和显示。计算机控制视盘的播放、视频帧的寻址和显示。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 n视盘与前述的几种光盘原理结构一样视盘与前述的几种光盘原理结构一样 n视盘的型号视盘的型号 大大-12英寸，小英寸，小-12CMn视盘有两种信息记录格式视盘有两种信息记录格式 常线速常线速(CLV)常角速常角速(CAV)三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 CLV型视盘型视盘n扇区长度为常数，以紧凑形式存放信息，每盘扇区长度为常数，以紧凑形式存放信息，每盘可以存放可以存放60分钟的视频信号。分钟的视频信号。n当驱动器从内圈到外圈读盘时，由于内圈和外当驱动器从内圈到外圈读盘时，由于内圈和外圈存放的信息量不同，所以转速也不同。在内圈存放的信息量不同，所以转速也不同。在内圈可达到每分钟圈可达到每分钟1800转，在外圈轨道每分钟约转，在外圈轨道每分钟约600转。转。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成 CAV型视盘型视盘n以类似于磁盘的方式划分扇区，扇区长度从内圈以类似于磁盘的方式划分扇区，扇区长度从内圈到外圈逐渐增加，每盘仅可存放到外圈逐渐增加，每盘仅可存放30分钟视频信号。分钟视频信号。n优点是驱动器读盘时，从内圈到外圈，转速一致，优点是驱动器读盘时，从内圈到外圈，转速一致，对对NTSC制式，制式，CAV视盘转速为每分钟视盘转速为每分钟1800转，转，对对PAL制式，制式，CAV视盘转速为每分钟视盘转速为每分钟1500转。转。n这种信息存放格式有利于单帧访问、搜索、帧序这种信息存放格式有利于单帧访问、搜索、帧序列的随机访问等功能，适合于多媒体平台。列的随机访问等功能，适合于多媒体平台。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成Video CD标准及结构标准及结构nVideo CD标准是目前流行的视频光盘标准，它标准是目前流行的视频光盘标准，它描述一个使用描述一个使用CD格式和格式和MPEG-1标准的数字电标准的数字电视播放系统。视播放系统。nVideo CD定义了定义了MPEG光道的结构，它由光道的结构，它由MPEG-Video扇区和扇区和MPEG-Audio扇区组成。光扇区组成。光道上的道上的Video(电视图像电视图像)和和Audio(声音声音)是按是按MPEG-1的规定进行编码。的规定进行编码。nMPEG-Video扇区和扇区和MPEG-Audio扇区是交错存扇区是交错存放在光道上放在光道上。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成Video CD结构结构 VVVVAVVVVVAVVVVVAVV信息包开始码 4BSCR(系统参考时钟)5BMUX速率 3B信息包数据 2312B信息包开始码 4BSCR(系统参考时钟)5BMUX速率 3B信息包数据 2292B0020BVideo CD光道结构MPEG Video扇区的一般结构MPEG Audio扇区的一般结构三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成CD-ROM (1)数据准备数据准备 (2)主盘制作主盘制作 (3)复制光盘复制光盘 CD-ROM光盘制作过程光盘制作过程三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成CD-ROM光盘制作过程光盘制作过程 三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成DVD光盘光盘nMPEG-2的视频质量是广播级质量，为解决其的视频质量是广播级质量，为解决其MPEG-2数据存储问题，研制了数据存储问题，研制了DVD并于并于1995年年完成标准化方案。完成标准化方案。n DVD盘片尺寸与盘片尺寸与CD相同，容量最高的双层双面相同，容量最高的双层双面盘可达盘可达17GB。单面单层单面单层DVD盘能够存储盘能够存储4.7GB的数据，存储的数据，存储133分钟的分钟的MPEG-2视频，其分辨视频，其分辨率与现在电视相同，并配备率与现在电视相同，并配备Dolby AC-3/MPEG-2音频质量的声音和不同语言的字幕。音频质量的声音和不同语言的字幕。三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成DVD系列标准与系列标准与CD系列标准系列标准DVD系列系列CD系列系列Book A：DVD-ROMCD-ROMBook B：DVD-VideoVideo CDBook C：DVD-AudioCD-AudioBook D：DVD-Recordable CD-RBook E：DVD-RAMCD-MO三、光存储器三、光存储器第4章 多媒体计算机系统组成DVD-Video的规格的规格数据传输率数据传输率可变速率，平均速率为4.69Mbps，最大速率10.7Mbps图像压缩标准图像压缩标准MPEG-2标准声音标准声音标准NTSC：DolbyAC-3或LPCM，可选用MPEG-2 AudioPAL/SECAM：MPEG MUSICAM 5.1或LPCM，可选用