多媒体技术第2版 第4章 多媒体计算机系统.ppt

多多 媒媒 体体 技技 术术电子教学课件电子教学课件第第4 4章章12/23/20221陈文华陈文华第第4章章 多媒体计算机系统多媒体计算机系统n 4.1 4.1 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n 4.2 4.2 光存储器光存储器n 4.3 4.3 音频卡音频卡n 4.4 4.4 视频卡视频卡n 4.5 4.5 显示器显示器n 4.6 4.6 4.11 4.11 12/23/20222陈文华陈文华第第4章章 多媒体计算机系统多媒体计算机系统n 4.6 4.6 投影机投影机n 4.7 4.7 触摸屏触摸屏n 4.8 4.8 扫描仪扫描仪n 4.9 4.9 数码相机数码相机n 4.10 4.10 摄像机摄像机n 4.11 4.11 录像机录像机n 4.1 4.1 4.5 4.5 12/23/20223陈文华陈文华第第4章章 多媒体计算机系统多媒体计算机系统n 主要分为三类主要分为三类u 多多媒媒体体个个人人计计算算机机MPCMPC、专专用用多多媒媒体体系系统和多媒体工作站。统和多媒体工作站。n 4.1 4.1 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u 19901990年年1010月月制制定定了了统统一一的的MPCMPC标标准准技技术术规范规范1.01.0。u 19931993年发布了年发布了MPCMPC技术规范技术规范2.02.0。u 19951995年发布了年发布了MPCMPC技术规范技术规范3.03.0。12/23/20224陈文华陈文华表表4-1 多媒体个人计算机多媒体个人计算机三个规范标准三个规范标准12/23/20225陈文华陈文华第第4章章 多媒体计算机系统多媒体计算机系统nMPCMPC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。n目前，多媒体个人计算机硬件配置的基本要求为：目前，多媒体个人计算机硬件配置的基本要求为：u 需需要要功功能能强强大大，速速度度快快的的中中央央处处理理器器CPUCPU和和内内存储器。存储器。u 高分辨率处理图像的视频显示卡和显示设备。高分辨率处理图像的视频显示卡和显示设备。u 高保真处理音响的声音卡和设备。高保真处理音响的声音卡和设备。u 存存放放海海量量多多媒媒体体数数据据的的存存储储设设备备以以及及其其它它输输入、输出设备。入、输出设备。12/23/20226陈文华陈文华图图4-1为一个典型的多媒体计算机为一个典型的多媒体计算机的组成。的组成。一个典型的多媒体一个典型的多媒体计算机结构图计算机结构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、扬声器耳机、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12/23/20227陈文华陈文华4.2 光存储器光存储器n 4.2.1 4.2.1 光盘的分类光盘的分类n 4.2.2 4.2.2 光存储器的工作原理光存储器的工作原理u 1.1.CDCDROMROM驱动器的工作原理驱动器的工作原理u 2.2.CDCDROMROM光盘的结构光盘的结构u 3.3.CDCDROMROM光驱的种类光驱的种类n 4.2.3 4.2.3 CDROMCDROM光驱的性能指标光驱的性能指标n 4.2.4 4.2.4 光盘的用途和保养光盘的用途和保养12/23/20228陈文华陈文华4.2.1 光盘的分类光盘的分类n 荷荷兰兰PhilipsPhilips公公司司在在19721972年年9 9月月5 5日日，展展示示命命名名为为LVLV（Laser Laser VisionVision）光光盘盘系系统统（又又称称激激光光视视盘盘系系统统）并并于于19781978年年投投放放市市场场。一一 片片 双双 面面 盘盘 的的 播播 放放 时时 间间 为为 2 2小小 时时。19821982年年又又成成功功地地开开发发了了CDCDDADA数数字字光光盘盘音响系统，一片光盘播放约音响系统，一片光盘播放约7272分钟。分钟。n 这这两两个个系系统统记记录录信信息息的的特特点点都都是是把把信信息息以凹坑和凸坑的形式记录在螺旋形光道上。以凹坑和凸坑的形式记录在螺旋形光道上。12/23/20229陈文华陈文华4.2.1 光盘的分类光盘的分类n 两种光盘的差别：两种光盘的差别：u Laser VisionLaser Vision光盘记录的是模拟信号光盘记录的是模拟信号。u 而而CDCDDADA光光盘盘记记录录的的是是数数字字信信号号，使使用用数数字字信信号号记记录录的的优优点点是是抗抗干干扰扰能能力力强强，并并且且盘盘片片损损伤伤而而造造成成的的读读出出错错误误也也容容易易得得到到纠纠正正，这这个个产产品品对对世世界界产产生生了了较较大大的影响。的影响。12/23/202210陈文华陈文华4.2.1 光盘的分类光盘的分类n 1.1.CDCDDADA光盘光盘u CDCDDADA又叫又叫CDCD激光数字音频唱盘。激光数字音频唱盘。u CDCD唱唱盘盘仅仅符符合合红红皮皮书书标标准准，计计算算机机的的目目录录、文文件件管管理理系系统统不不能能识识别别CDCD唱唱盘盘，CDCD唱唱盘盘无无需需安安装装，且且只只能能由由CDCD播播放放软软件件来来控控制制选选曲曲、播播放放，或由光盘驱动器前面板的按钮来控制播放。或由光盘驱动器前面板的按钮来控制播放。n 2.2.CDCDROMROM光盘光盘u 能能够够存存储储650650MBMB左左右右的的数数据据，用用来来代代替替磁磁带带或或软盘，存储声音和图像文件、数据和软件。软盘，存储声音和图像文件、数据和软件。12/23/202211陈文华陈文华CDROM 光盘光盘u CDCDROMROM光光盘盘符符合合黄黄皮皮书书标标准准，具具有有文文件件结结构构，所所以以能能用用文文件件管管理理系系统统查查看看其其中中的的目目录录和文件名等信息。和文件名等信息。u 一一般般的的电电子子出出版版物物或或发发行行的的软软件件光光盘盘上上都都有有INSTALL.EXEINSTALL.EXE或或SETUP.EXESETUP.EXE安安装装程程序序或或可可执执行程序，安装程序一般放在光盘的根目录下行程序，安装程序一般放在光盘的根目录下。u 由由于于CDCDROMROM光光盘盘是是在在CDCDDADA光光盘盘技技术术基基础础上上产产生生的的，因因此此，CDCDROMROM光光驱驱都都与与CDCDDADA格式兼容，格式兼容，可以使用可以使用CDCD唱片。唱片。12/23/202212陈文华陈文华CDROM 光盘光盘 图图4-2 4-2 CDCDROMROM光驱光驱托盘托盘 耳机耳机 指示灯指示灯 音量钮音量钮 播放播放/跳轨跳轨 停止停止/开、关托盘开、关托盘12/23/202213陈文华陈文华4.2.1 光盘的分类光盘的分类n 3.3.CDCDI I光盘（交互式光盘）光盘（交互式光盘）u 符符合合绿绿皮皮书书标标准准。它它在在CDCDROMROM的的基基础础上上增增加加了了交交互互音音频频、视视频频、文文字字和和数数据据的的表表达达格格式，通过式，通过CDCDI I播放系统，可以实现人机对话。播放系统，可以实现人机对话。n 4.4.CDCDROM/XAROM/XA光盘光盘u 在在CDCDROM/XAROM/XA中中综综合合了了CDCDROMROM和和CDCDI I的的特特点点，在在CDCDROMROM的的基基础础上上扩扩充充了了对对数数字字音音频频信信号号的的编编码码，可可以以将将声声音音、图图像像、文文字字和和数数据据同时交错存放在光盘的同一个光道上。同时交错存放在光盘的同一个光道上。12/23/202214陈文华陈文华4.2.1 光盘的分类光盘的分类n 5.5.CDCDR R光盘光盘u CDCDR R光光盘盘是是一一种种可可以以由由用用户户一一次次写写入入后后可可多多次次读读出出的的光光盘盘。信信息息的的写写入入系系统统主主要要由由写写入入器器和和写写入入控控制制软软件件构构成成。写写入入器器也也称称为为光光刻刻录录机机，是是写写入入系系统统的的核核心心，其其指指标标与与CDCDROMROM驱驱动动器器基基本本相相同同。目目前前的的CDCDR R光光盘盘都都支支持持多多次次写写入入，直直到到盘满为止。盘满为止。12/23/202215陈文华陈文华4.2.1 光盘的分类光盘的分类n 6.6.VCDVCD光盘光盘u 采采用用CDCDROMROM来来记记录录数数字字视视频频数数据据（如如电电视视剧剧等等内内容容）的的特特殊殊光光盘盘。由由于于VCDVCD具具有有CDCDROMROM的的格格式式标标准准及及文文件件结结构构，可可由由WindowsWindows的的文件管理系统来查看其目录和文件。文件管理系统来查看其目录和文件。u VCDVCD上上的的数数据据文文件件具具有有MPEGMPEG1 1视视频频图图像像的的压压缩缩格格式式，可可存存放放7474分分钟钟的的全全屏屏幕幕视视频频图图像像和和CDCDDADA音音质质的的影影片片。但但是是CDCDROMROM驱驱动动器器只只能能在在电电影影解解压压卡卡的的支支持持下下，可可以以读读取取并并重重现现视视频信号，画面质量比频信号，画面质量比VHSVHS录像机好。录像机好。12/23/202216陈文华陈文华4.2.1 光盘的分类光盘的分类n 7.7.DVDDVD光盘光盘u 是是“数字电视光盘（系统）数字电视光盘（系统）”，不仅用来，不仅用来存放视频数据，还可以用来存储其他类型的数存放视频数据，还可以用来存储其他类型的数据。据。图图4-3 4-3 DVD DVD与与VCDVCD光道间距和凹凸坑长度光道间距和凹凸坑长度DVDVCD0.74 um0.4 um1.6 um0.83 um12/23/202217陈文华陈文华4.2.1 光盘的分类光盘的分类n 8.8.可重写光盘可重写光盘E ER/WR/Wu（1 1）MODMOD光盘光盘u 又称为可擦重写磁光型光盘又称为可擦重写磁光型光盘，容量约容量约200200MBMB600MB600MB。可作为计算机硬盘的后备存可作为计算机硬盘的后备存储器，还可作为个人机或网络服务器、工作储器，还可作为个人机或网络服务器、工作站上具有可换性的存储器。站上具有可换性的存储器。u（2 2）PCDPCD光盘光盘u 又称为相变型光盘，具有直接覆盖记录能又称为相变型光盘，具有直接覆盖记录能力。力。PCDPCD光盘光盘是用激光技术来记录和读出信息，是用激光技术来记录和读出信息，容量约容量约128128MBMB1GB1GB。12/23/202218陈文华陈文华4.2.1 光盘的分类光盘的分类n 9.9.Photo CDPhoto CD光盘光盘u Photo CDPhoto CD符合橙皮书标准符合橙皮书标准。u Photo CDPhoto CD是用于照相时保存彩色照片，还可是用于照相时保存彩色照片，还可以存储文字、图形或音频信息，它最多可容纳以存储文字、图形或音频信息，它最多可容纳100100幅幅3535mmmm图像。图像。u 特点：特点：u Photo CD Photo CD 读出的图像质量很高。读出的图像质量很高。u Photo Photo CDCD产产品品都都与与CDCDI I系系统统完完全全兼兼容容，即即除除 了专用的了专用的Photo CDPhoto CD驱动器驱动器播放外，播放外，CDCDI I 播放机也可回放播放机也可回放Photo CDPhoto CD盘上的信息。盘上的信息。12/23/202219陈文华陈文华4.2.1 光盘的分类光盘的分类n 10.10.CDCDG G光盘光盘u 称为卡拉称为卡拉OKOK光盘，声音资料占满所有光盘，声音资料占满所有的记录轨，利用一个与主音轨平行的子的记录轨，利用一个与主音轨平行的子码轨中，提供一些简单的图形、文字，码轨中，提供一些简单的图形、文字，如歌词、时间的同步显示技术等。如歌词、时间的同步显示技术等。12/23/202220陈文华陈文华4.2.2 光存储器的工作原理光存储器的工作原理n 1.1.CDCDROMROM驱动器的工作原理驱动器的工作原理激光二极管激光二极管电信号电信号镜头镜头反射镜反射镜物镜物镜准直透镜准直透镜激光束激光束偏振光束分离器偏振光束分离器光光检检测测二二极极管管光盘盘片光盘盘片12/23/202221陈文华陈文华4.2.2 光存储器的工作原理光存储器的工作原理n 在在CDCDROMROM驱驱动动器器中中，有有三三个个精精密密的的伺伺服系统：服系统：u 聚焦伺服系统。聚焦伺服系统。u 径向光道跟踪伺服系统。径向光道跟踪伺服系统。u 光盘转速控制系统。光盘转速控制系统。u 光光盘盘恒恒定定线线速速度度伺伺服服控控制制系系统统从从光光盘盘上上读读回回的的EFMEFM码码中中检检测测出出速速度度误误差差，来来控控制制光盘驱动马达的转速。光盘驱动马达的转速。12/23/202222陈文华陈文华2.CDROM 光盘的结构光盘的结构n CDCDROMROM光盘采用聚碳酸脂制成光盘采用聚碳酸脂制成，CDCDROMROM上上的光道是螺旋线形光道的光道是螺旋线形光道。图图4-5 4-5 CDCDROMROM盘光道和磁盘磁道盘光道和磁盘磁道12/23/202223陈文华陈文华2.CDROM 光盘的结构光盘的结构n CDCDROMROM采采用用的的通通道道码码叫叫作作EFMEFM（eighteighttotofourteen fourteen modulationmodulation），称称为为 8 81414调调制制编编码码。它它的的含含义义是是把把8 8位位数数据据变变换换成成物物理理通通道道位位，即即EFMEFM把把用用户户数数据据、以以及及地地址址信信息息、错错误误校校正正码码、同同步步位位等等所所有有要要放放到到CDCD一一ROMROM上上的的信信息息统统统统变变成成1414位位通通道道位位串串，然然后后再再由由制制模模机机把把通通道道位位串串变变成成凹凹凸凸坑。坑。n CDCDROMROM盘盘的的道道间间距距为为1.61.6umum，光光道道宽宽度度约约为为0.60.6umum，光光道道上上的的凹凹坑坑深深度度约约为为0.120.12umum。普普通通光光盘的光道总长约盘的光道总长约4 4KmKm，大约包含大约包含8 8亿个凹坑。亿个凹坑。12/23/202224陈文华陈文华图图4-6 凹凸坑凹凸坑与记录与记录数据的关系示意图数据的关系示意图 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1光道上凹凸交界的跳变沿均代表数字光道上凹凸交界的跳变沿均代表数字“1”1”，两个边缘，两个边缘之间代表数字之间代表数字“0”0”，“0”0”的个数是由边缘之间的长度的个数是由边缘之间的长度决定的决定的。0.833.054um0.5um1.6um12/23/202225陈文华陈文华表表4-2 两种扇区方式两种扇区方式 数据结构数据结构（a a）扇区方式扇区方式 1 1 由于扇区方式由于扇区方式1 1具有很强的检错和纠错具有很强的检错和纠错能力，适用于保存要求误码率很低的信息，能力，适用于保存要求误码率很低的信息，如计算机程序、用户数据等。如计算机程序、用户数据等。12/23/202226陈文华陈文华表表4-2 两种扇区方式两种扇区方式 数据结构数据结构（b b）扇区方式扇区方式 2 2 扇扇区区方方式式2 2由由于于没没有有安安排排检检错错和和纠纠错错码码，适适用用于于存存放放误误码码率率要要求求不不高高的的信信息息，如如声音、图像等。声音、图像等。12/23/202227陈文华陈文华CDROM 盘容量盘容量的计算方法的计算方法n 标准标准CDCDROMROM盘有盘有6060分钟的螺线。分钟的螺线。n 总扇区数总扇区数6060（分钟）（分钟）60 60（每分钟为（每分钟为 6060秒）秒）75 75（每秒读出（每秒读出7575个扇区）个扇区）270000270000个个扇区扇区n 存放计算机软件等重要数据可以采用扇区方存放计算机软件等重要数据可以采用扇区方式式1 1，则则CDCDROMROM盘的总容量为：盘的总容量为：2700002048/1024/10242700002048/1024/1024527527MBMBn 存放声音、图像等多媒体信号可以采用方式存放声音、图像等多媒体信号可以采用方式2 2，则，则CDCDROMROM盘的总容量为：盘的总容量为：2700002336/1024/10242700002336/1024/102460601MB1MB12/23/202228陈文华陈文华CDROM 盘容量盘容量的计算方法的计算方法n 如如果果CDCDROMROM盘盘外外沿沿部部分分区区域域也也录录有有数数据据的的话话，则则CDCDROMROM盘盘可可达达7474分分钟钟，则则CDCDROMROM盘盘上的扇区总数为：上的扇区总数为：n 总总扇扇区区数数7474（分分钟钟）60756075333000333000个个扇扇区区n 对对于于存存放放计计算算机机软软件件等等重重要要数数据据来来说说，采采用用扇扇区区方方式式1 1，则则CDCDROMROM盘盘的的总总容容量量为为：3330002048/1024/10243330002048/1024/1024650650MBMBn 对对于于存存放放声声音音、图图像像等等多多媒媒体体信信号号，可可以以采用方式采用方式2 2，则则CDCDROMROM盘的总容量为：盘的总容量为：3330002336/1024/10243330002336/1024/1024742742MBMB12/23/202229陈文华陈文华3.CDROM 光驱光驱的种类的种类n 按照光驱在计算机上安装的方式，自身按照光驱在计算机上安装的方式，自身的结构等，光驱分为以下三种：的结构等，光驱分为以下三种：u（1 1）内置式光驱）内置式光驱u（2 2）外置式光驱）外置式光驱 通常外置式通常外置式CDCDROMROM驱动器和计算机连接时，驱动器和计算机连接时，要通过专用的要通过专用的SCSISCSI接口卡（插在计算机内部扩接口卡（插在计算机内部扩展槽中），驱动器通过数据电缆和接口卡相连。展槽中），驱动器通过数据电缆和接口卡相连。u（3 3）多碟式光驱）多碟式光驱 多碟式光驱一次可以放入多碟式光驱一次可以放入4 4张张8 8张不等的光张不等的光盘片，以方便使用（如大型信息服务器）。盘片，以方便使用（如大型信息服务器）。12/23/202230陈文华陈文华3.CDROM 光驱光驱的种类的种类n 按照光驱与电脑主板的连接接口标准来按照光驱与电脑主板的连接接口标准来划分，可分为以下三种：划分，可分为以下三种：u（1 1）SCSISCSI接口光驱接口光驱u 是一种智能型的接口，速度快，数据传输是一种智能型的接口，速度快，数据传输效率高，但价格也比较高。效率高，但价格也比较高。u（2 2）IDEIDE接口光驱接口光驱u 是目前应用最广泛、最常见的光驱。价格是目前应用最广泛、最常见的光驱。价格便宜，但是数据传输率较低。便宜，但是数据传输率较低。u（3 3）专用接口光驱专用接口光驱u 是一些大型工作站使用的特殊用途的光驱。是一些大型工作站使用的特殊用途的光驱。12/23/202231陈文华陈文华4.2.3 CDROM 光驱光驱 的性能指标的性能指标n 1.1.存储容量存储容量u 记记录录密密度度可可达达到到每每平平方方毫毫米米700700KBKB，例例如如，创创通通公公司司生生产产的的CDCDROMROM驱驱动动器器的的容容量量为为553553MBMB（Mode 1Mode 1）和和 653653MBMB（Mode 2 Mode 2）。）。n 2.2.数据传输速率数据传输速率u 定义为每秒钟内可以传输的数据量。定义为每秒钟内可以传输的数据量。单速光驱的数据传输速率为每秒单速光驱的数据传输速率为每秒150150KBKB，二二倍速倍速/四倍速四倍速/八倍速八倍速 CDCDROMROM光驱的数据传光驱的数据传输速率分别是输速率分别是300300KB/600KB/1KB/600KB/1.2MB2MB，现在的光现在的光驱传输速率可达四十倍速（驱传输速率可达四十倍速（6 6MBMB）以上。以上。12/23/202232陈文华陈文华4.2.3 CDROM 光驱光驱 的性能指标的性能指标n 3.3.平均访问（寻道）时间平均访问（寻道）时间u 指指CDCDROMROM光光驱驱的的激激光光头头从从原原来来的的位位置置移移动动到到一一个个新新指指定定的的目目标标（光光盘盘的的数数据据扇扇区区）位位置置并并开开始始读读取取该该扇扇区区上上的的数数据据这这个个过过程程中中所所花花费费的的时时间间。19951995年年公公布布的的MPC3MPC3标标准准规规定定CDCDROMROM光驱的平均寻道时间不应多于光驱的平均寻道时间不应多于250250msms。n 4.4.数据缓冲区大小数据缓冲区大小u 目前缓冲区容量一般为目前缓冲区容量一般为256256KBKB。缓冲区容量缓冲区容量大，可以省略了机械动作所需的时间，使实大，可以省略了机械动作所需的时间，使实际速度加快。际速度加快。12/23/202233陈文华陈文华4.2.3 CDROM 光驱光驱 的性能指标的性能指标n 5.5.误码率误码率u 误码率是指读盘错误率。误码率是指读盘错误率。n 6.6.平均无故障时间平均无故障时间u CDCDROMROM的平均无故障时间的平均无故障时间MTBFMTBF要求达到要求达到 2500025000小时。小时。n 7.7.兼容性兼容性u 目目前前CDCDROMROM驱驱动动器器都都支支持持CDCDROM/XAROM/XA规规格格，同同时时也也支支持持CDCDDADA红红皮皮书书的的规规格格。因因此此，光光驱驱不不仅仅可可用用来来读读取取CDCDROMROM上上存存储储的的多多媒媒体体数数据据文件，同时可以播放文件，同时可以播放VCDVCD和和CDCDDADA唱盘。唱盘。12/23/202234陈文华陈文华4.2.4 光盘的用途和保养光盘的用途和保养n CDCDROMROM主要有三方面的用途：主要有三方面的用途：u 1.1.作为电子出版物。作为电子出版物。u 2.2.用作计算机辅助教学及游戏等。用作计算机辅助教学及游戏等。u 3.3.用来存储各种系统软件和应用软件以及用来存储各种系统软件和应用软件以及它们的产品说明书、技术资料、培训维护手它们的产品说明书、技术资料、培训维护手册等，供用户随时安装使用。册等，供用户随时安装使用。n 使使用用时时要要注注意意，避避免免某某些些化化学学溶溶剂剂，避避免免划划伤伤光光盘盘，避避强强光光照照射射，过过热热、过过冷冷或或潮潮湿湿.。12/23/202235陈文华陈文华光盘的使用方法光盘的使用方法 图图4-7 4-7 取光盘示意图取光盘示意图 图图4-8 4-8 光盘的清洁示意光盘的清洁示意12/23/202236陈文华陈文华4.3 音频卡音频卡n 音频卡的基本功能是实现声音模拟信音频卡的基本功能是实现声音模拟信号和数字信号之间的相互转换。号和数字信号之间的相互转换。u 声卡在多媒体系统中还可以对数字化声卡在多媒体系统中还可以对数字化的声音文件进行压缩、编辑加工，以达的声音文件进行压缩、编辑加工，以达到某一特殊的效果；利用语音合成技术，到某一特殊的效果；利用语音合成技术，支持多媒体有声教学软件，通过声卡朗支持多媒体有声教学软件，通过声卡朗读文本信息，利用语音识别功能，按照读文本信息，利用语音识别功能，按照用户口令指挥计算机工作，实现人机对用户口令指挥计算机工作，实现人机对话等。话等。12/23/202237陈文华陈文华图图4-9 音频卡工作音频卡工作 原理框图原理框图MIC放大器放大器A/D转换器转换器MIDI设备设备DSP处理器处理器总线接口总线接口控制器控制器D/A转换器转换器功率功率放大器放大器音乐音乐合成器合成器输出输出线路输入线路输入话筒输入话筒输入游戏棒游戏棒12/23/202238陈文华陈文华4.4 视频卡视频卡n 4.4.1 4.4.1 视频叠加卡视频叠加卡n 4.4.2 4.4.2 视频采集卡视频采集卡n 4.4.3 4.4.3 图形加速卡图形加速卡n 4.4.4 4.4.4 MPEGMPEG卡卡n 4.4.5 4.4.5 电视调谐卡和电视调谐卡和电视编码卡电视编码卡12/23/202239陈文华陈文华4.4.1 视频叠加卡视频叠加卡 视频叠加卡的功能就是把视频信号与计视频叠加卡的功能就是把视频信号与计算机显示卡中的算机显示卡中的VGAVGA信号相叠加，将叠加后信号相叠加，将叠加后的信号显示在显示屏上。的信号显示在显示屏上。u 视频信号与视频信号与VGAVGA信号叠加有两种方式：信号叠加有两种方式：u 窗口方式。窗口方式。u 色键方式。色键方式。色键方式是利用软件命令来定义某种颜色键方式是利用软件命令来定义某种颜色为色键（透明色），被定义为色键的颜色为色键（透明色），被定义为色键的颜色将不影响另一图像的显示。色将不影响另一图像的显示。12/23/202240陈文华陈文华4.4.1 视频叠加卡视频叠加卡图图4-10 4-10 视频叠加卡处理信号的过程视频叠加卡处理信号的过程VGARGB视频输入信号视频输入信号A/D变换变换解码解码YUVRGB叠加叠加D/A视频叠加卡视频叠加卡显示器显示器VGA卡卡VGA信号信号12/23/202241陈文华陈文华4.4.2 视频采集卡视频采集卡图图4-11 4-11 视频采集卡的工作原理图视频采集卡的工作原理图多通道多通道视频输入视频输入A/D变换变换帧存储器帧存储器D/A转换器转换器显示器显示器视频采集控制器视频采集控制器计算机主机计算机主机12/23/202242陈文华陈文华4.4.2 视频采集卡视频采集卡n 视频采集卡中的视频采集控制器对帧视频采集卡中的视频采集控制器对帧存储器的视频信号进行压缩，并通过编存储器的视频信号进行压缩，并通过编程实现各种算法，完成对视频图像的各程实现各种算法，完成对视频图像的各种种图像处理功能：图像处理功能：u 1.1.实时图像缩放功能。实时图像缩放功能。u 2.2.定格、载入和存储视频图像。定格、载入和存储视频图像。u 3.3.剪裁及重置图像大小，特殊效果（如翻剪裁及重置图像大小，特殊效果（如翻转、慢动作、放大图像源）的切换。转、慢动作、放大图像源）的切换。u 4.4.控制色彩、饱和度、亮度和对比度。控制色彩、饱和度、亮度和对比度。12/23/202243陈文华陈文华4.4.3 图形加速卡图形加速卡n 图形加速卡也称为显示卡，图形加速卡图形加速卡也称为显示卡，图形加速卡的主要作用是对图形函数进行加速。的主要作用是对图形函数进行加速。图图4-12 4-12 显卡的工作原理图显卡的工作原理图图形加速芯片集图形加速芯片集帧存储器（显存）帧存储器（显存）D/A图形函数信号图形函数信号VGA信号信号12/23/202244陈文华陈文华图形加速卡的重要参数图形加速卡的重要参数n 1.1.刷新频率刷新频率u 是是指指D/AD/A数数模模转转换换器器向向显显示示器器传传送送信信号号时时每每秒刷新屏幕的次数，刷新率应该大于秒刷新屏幕的次数，刷新率应该大于7272HzHz。n 2.2.分辨率分辨率u 指指的的是是在在屏屏幕幕上上所所显显现现出出来来的的像像素素数数目目，它它由由水水平平行行的的点点数数和和垂垂直直列列的的点点数数两两部部分分来来计算，例如计算，例如800600800600，10247681024768等。等。n 3.3.色彩深度色彩深度u 指的是屏幕上每个像素所显示的色数。指的是屏幕上每个像素所显示的色数。12/23/202245陈文华陈文华4.4.4 MPEG 卡卡n 1.1.MPEGMPEG压缩卡压缩卡u 完成对视频和音频信号的采集、编码、完成对视频和音频信号的采集、编码、压缩等功能，最终对包括声音在内的动压缩等功能，最终对包括声音在内的动态图像实现约态图像实现约10011001的压缩。的压缩。n 2.2.MPEGMPEG解压卡解压卡u 是是专专用用于于MPEGMPEG视视频频信信号号数数据据的的解解压压而而设设计计的的视视频频解解压压卡卡，解解压压卡卡的的工工作作是是MPEGMPEG压缩卡工作的逆过程。压缩卡工作的逆过程。12/23/202246陈文华陈文华MPEG 解压卡与多媒体解压卡与多媒体计算机端口的连接关系计算机端口的连接关系12/23/202247陈文华陈文华4.4.5 电视调谐卡和电视调谐卡和电视编码卡电视编码卡n 1.1.电视调谐卡电视调谐卡u 功能是将功能是将输入视频信号输入视频信号转换成转换成VGAVGA信号信号。电视调谐卡工作原理如图电视调谐卡工作原理如图4-144-14所示。所示。n 2.2.电视编码卡电视编码卡u 电视编码卡将计算机的电视编码卡将计算机的VGAVGA显示信号转显示信号转换成标准的换成标准的NTSCNTSC、PALPAL或或SECAMSECAM制式的电制式的电视信号，使普通电视机能观看视频图像。视信号，使普通电视机能观看视频图像。12/23/202248陈文华陈文华图图4-14 电视电视调谐调谐卡卡原理图原理图高频头高频头视频解码视频解码视频控制器视频控制器VGA接口接口显示器显示器D/A计算机计算机视频输入视频输入YUV12/23/202249陈文华陈文华4.5 显示器显示器n 4.5.1 4.5.1 显示器的种类显示器的种类u 1.1.CRTCRT显示器显示器u（1 1）球面显像管。球面显像管。u（2 2）平面直角显像管（平面直角显像管（1280102412801024）。）。u（3 3）纯平显像管（纯平显像管（1600128016001280）。）。u 2.2.液晶显示器（可视区域大且无闪烁）液晶显示器（可视区域大且无闪烁）n 还可根据其显示的颜色可分为：还可根据其显示的颜色可分为：u 单色显示器和彩色显示器。单色显示器和彩色显示器。12/23/202250陈文华陈文华4.5 显示器显示器n 4.5.2 4.5.2 显示器的性能和技术参数显示器的性能和技术参数u 1.1.点距点距u 荧光粉点组之间的距离称为点距。常见的点荧光粉点组之间的距离称为点距。常见的点距有距有 0.26 0.26 mmmm，0.28 mm0.28 mm和两种，性能更好的和两种，性能更好的有有 0.25 0.25 mmmm或或0.240.24 mm mm。u 2.2.分辨率分辨率u 分辨率是指像素点的数目，如分辨率是指像素点的数目，如640480640480。u 3.3.屏幕尺寸屏幕尺寸u 指显像管表面的物理尺寸，即对角线的长度。指显像管表面的物理尺寸，即对角线的长度。12/23/202251陈文华陈文华n 表表4-3 4-3 显示管尺寸与分辨率的对照情况显示管尺寸与分辨率的对照情况u 4.4.扫描方式扫描方式u 扫描方式实际上是指屏幕刷新的方式，扫描方式实际上是指屏幕刷新的方式，分为隔行扫描和逐行扫描两种。分为隔行扫描和逐行扫描两种。4.5 显示器显示器12/23/202252陈文华陈文华4.5 显示器显示器u 5.5.扫描频率扫描频率u 扫扫描描频频率率分分水水平平扫扫描描频频率率和和垂垂直直刷刷新新频频率率两两种种，水水平平扫扫描描频频率率是是指指显显示示器器屏屏幕幕每每秒秒钟钟扫扫描描的的行行数数，单单位位为为KHzKHz，它它决决定定着着最最大大逐逐行行扫扫描描清清晰晰度度。垂垂直直刷刷新新频频率率是是指指的的每每秒秒钟钟整整个屏幕重写的频率，单位为赫兹个屏幕重写的频率，单位为赫兹HzHz。u 6.6.频率带宽频率带宽u 频率带宽的一般公式为：频率带宽的一般公式为：频率带宽水平像素频率带宽水平像素垂直像素垂直像素刷新频刷新频率率额外开销（一般为额外开销（一般为1.51.5）。）。12/23/202253陈文华陈文华表表4-4 几种常见分辨率和几种常见分辨率和刷新频率下的可接受带宽刷新频率下的可接受带宽12/23/202254陈文华陈文华4.5 显示器显示器u 7.7.调节方式调节方式u 有模拟式调节和数码式调节。数码式有模拟式调节和数码式调节。数码式码式调节按调节界面分主要有三种：普通码式调节按调节界面分主要有三种：普通数码式、屏幕菜单式和飞梭单键式。数码式、屏幕菜单式和飞梭单键式。u 8.8.功耗功耗u 美国环保局（美国环保局（EPAEPA）发起了发起了“能源之星能源之星”计划，该计划规定：待机状态下，电脑计划，该计划规定：待机状态下，电脑和外围设备的耗电要低于和外围设备的耗电要低于3030W W。12/23/202255陈文华陈文华4.6 投影机投影机n 根据投影机所使用的技术主要分为两种：根据投影机所使用的技术主要分为两种：u 1.1.阴极射线管阴极射线管CRTCRT投影机投影机u CRTCRT投投影影机机的的亮亮度度较较低低，为为200200流流明明左左右右。单单 枪枪 CRTCRT投投 影影 机机 的的 分分 辨辨 率率 在在 640480640480到到10247861024786之之间间，三三枪枪CRTCRT投投影影机机的的分分辨辨率率为为1280102412801024。u 2.2.液晶显示液晶显示LCDLCD投影机投影机u 目前分辨率都能达到目前分辨率都能达到800600800600以上，最高以上，最高分辨率可以达到分辨率可以达到1600120016001200。亮度都能达到。亮度都能达到500500流明以上，超高亮度可高达流明以上，超高亮度可高达15001500流明以上。流明以上。12/23/202256陈文华陈文华4.6 投影机投影机n 投影机有以下投影机有以下主要技术参数：主要技术参数：u 1.1.亮度亮度 2.2.分辨率分辨率 3.3.灯泡寿命灯泡寿命u 金属卤素灯，是价格便宜但半衰期短金属卤素灯，是价格便宜但半衰期短（20002000小时）。小时）。u UHEUHE灯泡，是价格适中、寿命较长的冷光源。灯泡，是价格适中、寿命较长的冷光源。u UHPUHP高能灯寿命大于高能灯寿命大于40004000小时以上小时以上。u 其它技术参数还有：色彩深度，显示方式其它技术参数还有：色彩深度，显示方式，除，除VGAVGA模式之外，还显示多种视频制式模式之外，还显示多种视频制式，如，如NTSCNTSC、PALPAL和和SECAMSECAM制式。制式。12/23/202257陈文华陈文华4.7 触摸屏触摸屏n 4.7.1 4.7.1 电阻式触摸屏电阻式触摸屏n 4.7.2 4.7.2 电容式触摸屏电容式触摸屏n 4.7.3 4.7.3 红外线触摸屏红外线触摸屏n 4.7.4 4.7.4 表面超声波触摸屏表面超声波触摸屏12/23/202258陈文华陈文华4.7 触摸屏触摸屏n 工作原理：通过物理手段检测用户在显示工作原理：通过物理手段检测用户在显示屏上的触摸点位置，向计算机报告其坐标值，屏上的触摸点位置，向计算机报告其坐标值，从而确定用户所输入的信息，计算机据此信息从而确定用户所输入的信息，计算机据此信息而完成相应的功能，实现对计算机的控制。而完成相应的功能，实现对计算机的控制。n 触摸屏根据触摸方式来分：触摸屏根据触摸方式来分：u 可以分为接触式和非接触式两种。可以分为接触式和非接触式两种。u 接触式是用手指直接触摸屏幕的表面，优接触式是用手指直接触摸屏幕的表面，优点是分辨率高，缺点是实际接触会降低触摸点是分辨率高，缺点是实际接触会降低触摸屏的使用寿命。屏的使用寿命。12/23/202259陈文华陈文华4.7 触摸屏触摸屏u 非接触式触摸屏价格便宜，寿命可达非接触式触摸屏价格便宜，寿命可达几十万小时，缺点是分辨