第九章多媒体技术基础

（2）光盘的分类 ① 只读光盘（CD-ROM）：即压缩光盘只读存储 器。是最常用的光盘，其直径约12 cm，其容量 650MB，价格便宜。由母盘压模制成的，一旦复 制成型则永久不变，用户只能读出信息。 ② 一次写多次读光盘（WORM）：也称CD-R， 是只有一次写操作多次读操作，需要专门的光盘 刻录机才能完成数据的写入，一旦写入就不能再 更改了。常见的容量为650 MB。 ③ 可重写光盘（CD-RW）：也称可擦写光盘， 像硬盘一样可读／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。
（2）DVD驱动器 是对DVD光盘进行读／写操作的设备。 ① DVD—ROM驱动器：是只读型的DVD，与现在常用的CDROM驱动器作用相似。驱动器的一倍速是1.3 MB/s。DVDROM可看成是CD-ROM的后继产品，因为它向下兼容，所以 DVD-ROM驱动器可读音频CD和CD-ROM。对于CD-R／RW 盘片的支持则要看使用的DVD-ROM驱动器是否支持。 ② DVD-R驱动器：是一次性写入型DVD驱动器，也称DVD刻 录机，原理和CD-R有些相似，只能一次写入数据，但可以重 复读出。 ③ DVD-RW驱动器：是可擦写数千次的DVD驱动器，采用了 类似CD-RW的相变技术。 （3）DVD-RAM驱动器 DVD驱动器，是DVD协会确定和公布的新的可擦写DVD驱动 器标准。DVD-RAM也采用相变技术来擦写信息，可重复擦写 十万次以上。
（2）数码相机的性能指标 ① 分辨率：是数码相机最重要的性能指标。使用图像的 绝对像素数来衡量。分辨率越高，所拍图像的质量也就 越高，在同样的输出质量下可打印的照片尺寸越大。 ② 颜色深度：描述数码相机对色彩的分辨能力。目前几 乎所有的数码相机的颜色深度都达到了24位，可以生成 真彩色的图像。 ③ 存储介质：是闪存记忆体，主要有SD卡、CF卡。 ④ 数据输出方式：输出接口为串行口、USB接口或 IEEE 1394接口。通过这些接口和电缆，就可将数码相 机中的影像数据传递到计算机中保存或处理。若相机提 供TV接口，可在电视机上观看照片。 ⑤ 连续拍摄：两张照片之间等待的时间间隔就成为数码 相机的另一个重要指标。越是高级的相机，间隔越短， 就是说连续拍摄的能力越强。
多媒体（Multimedia）从字面上理解就是 两种及两种以上媒体的集成。多媒体技术是对 多种媒体进行综合处理的技术。确切地说，多 媒体技术是把数字、文字、声音、图形、图像 和动画等各种媒体有机组合起来，利用计算机、 通信和广播电视技术，使它们建立起逻辑联系， 并能进行加工处理的技术。
二、 多媒体技术的特点
三、 多媒体技术中的媒体元素
媒体元素是指多媒体应用中可显示给用户的媒体组成 部分。目前，多媒体技术处理的媒体元素主要包括文 本、图像、动画、声音和视频影像五类信息。 1. 文本 以文字和各种专用符号表达的信息形式，是现实生活 中使用得最多的一种信息存储和传递方式。主要用于 对知识的描述性表示，如阐述概念、定义、原理和问 题以及显示标题、菜单等内容。 2. 图像 多媒体软件中最重要的信息表现形式之一，它是决定 一个多媒体软件视觉效果的关键因素。
3.信息获取设备 1）数码相机（DC） 是一种与计算机配套使用的照相机，与普通光学 照相机之间最大区别在于数码相机用存储器保存 图像数据，而不通过胶片曝光来保存图像。 （1）数码相机的工作原理 数码相机的心脏是电荷耦合器件(CCD)。使用数 码照相机拍照时，图像被分成红、绿、蓝三种光 线投影在电耦合器件上，CCD把光线转换成电 荷，其强度与被摄物反射的光线强度有关，CD 把这些电荷送到模/数转换器，对光线数据进行 编码，再储存到存储装置中。在软件支持下，可 在屏幕上显示照片。照片可用彩色打印机输出。
5）TV卡 由TV调谐卡和视频叠加卡合并构成，前者能通 过高频头选择接收电视台的信号，把它们转 换为视频信号；后者可将电视的视频信号与显 示器的VGA信号叠加在一起，在计算机显示器 上显示。有些TV卡上还设有视频输入口，可直 接接收来自录像机或摄像机的视频信号。因此 ，利用TV卡除观看电视外，还可观看录像带或 摄像机的画面。
多媒体具有多样性、集成性、交互性和实时性 的特点。 1.多媒体信息的多样性：计算机所处理的信息 空间范围拓展了，不再局限于数值、文本、图 形和特殊对待的图像，并且强调计算机与声音 、活动图像（或称为影像）相结合。 2. 多媒体技术的集成性：一是多媒体信息的集 成；二是操作这些媒体信息的工具和设备的集 成。
③ 压缩和解压缩音频文件：必须对音频进行编码 压缩。大多数声卡上都固化了不同标准的音频压 缩和解压缩软件，常用的压缩编码方法有 ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）和ACM（ 微软音频压缩管理器）等，压缩比大约为2:1～ 5:1。 ④ 具有与MIDI设备和CD驱动器的连接功能：通 过声卡上的MIDI接口，计算机可以同外界的 MIDI设备相连接，使MPC机具有创作乐曲和播 放MIDI文件的功能；游戏杆也可通过MIDI接口 与计算机相连接，使游戏玩起来得心应手；通过 声卡上提供的CD-ROM音频接口，CD-ROM驱 动器可连接到计算机上。
2）声卡的功能 ① 录制和编辑音频文件：能以一定频率和精度采 样声源的模拟波，并通过对其数字化，以*.voc 、*.wav或*.au等声音文件格式存储；可根据要 求对音频文件做修改、编辑、文件类型转换等， 还可根据需要，将音频文件插入到其他应用程序 中去。 ② 合成和播放音频文件 ：利用声卡上的合成器 将存储在计算机内存中的音频信息合成为音乐乐 曲或语音；通过混合器混合和处理多个不同音频 源的声音，控制和调节音量大小，最后送至音箱 或耳机播放。
（3）CD-ROM驱动器
与磁盘一样，要读出光盘上的信息也需要驱动
器，对于CD-ROM来说，该驱动器称为CDROM驱动器，简称光驱。光驱有内置式和外置 式两种，内置式装入机箱时，如果是老式机箱 ，一般预留5.25英寸软驱的位置；新式机箱则 会预留光驱的位置。
2）DVD光盘及其驱动器 （1）DVD 光盘 意思是“数字视频光盘”，与CD—ROM相比， DVD使用波长更短的红色激光，可读取更小的 凹坑和更密的光道。DVD盘与现在使用的CD盘 相比，在形状、尺寸、面积、重量方面都一样， 也都是用塑料做衬底的金属盘，但同样大小的 DVD有更大的存储容量。现在定义的DVD的存 储容量最高可达到17 GB，一片DVD盘的容量 相当于25片CD-ROM（650 MB）的容量。
3. 多媒体系统的交互性：多媒体系统采用人机对 话方式，对计算机中存储的各种信息进行查找、 编辑及同步播放，操作者可通过鼠标或菜单选择 自己感兴趣的内容。 4. 多媒体系统的实时性：由于声音和图像都是和 时间相关的，因此，要求多媒体支持实时处理。 这就要求多媒体系统在处理信息时有严格的时序 要求和很高的速度要求。
一、 多媒体计算机硬件系统
与通用的PC机相比，多媒体计算机的主要硬件除 了常规的硬件如主机、内存储器、软盘驱动器、 硬盘驱动器、显示器和网卡之外，还要有光盘驱 动器、音频信息处理硬件和视频信息处理硬件等 部分。
图1 多媒体计算机硬件系统示意图
1.声卡 声卡又称音频卡，是处理音频信号的硬件，目 前已作为微机必备功能集成在主板上 1）声卡的组成
① 实现录音和放音的部件
包括在声音输入过程中把模拟信号转换为数字信
号的模数转换电路，以及在声音输出过程中把数
字信号转换为模拟信号的数模转换电路。
② 支持乐器合成的MIDI合成器 这是决定声卡音质的关键部件。早期的合成器采 用FM（频率调制）合成技术，现在流行的声卡普 遍采用“波表”（Wave Table）合成技术，其中 又有“硬波表”与“软波表”两种不同的方法。 近几年随着PCI总线的流行而推出的PCI声卡，把 硬波表和软波表的优点结合起来，提出了一种新 的MIDI合成方案。 ③ 连接声音设备的各种端口 通常在声卡的后端设有许多端口。安装声卡后， 这些端口便伸出机箱外，供用户连接音箱、麦克 风等音频设备。
2）视频捕捉卡 又称视频采集卡，用于图像捕捉尤其适用于捕捉视频 图像，经数字化后，将图像以AVI格式文件保存在磁 盘上，供以后编辑使用。 3）电视编码卡 功能是将计算机送往VGA显示器的VGA显示信号转 换成标准的NTSC、PAL或SECAM电视信号，因 而可以将计算机上的影像传到电视机上观看。 4）MPEG卡 又称视频播放卡或电影卡，作用是将压缩存储在 VCD影碟中的电影解压缩后回放，使用户可利用 CD-ROM及显示器观看电影。功能包括MPEG音频 解压、MPEG视频解压、音频和视频同步解压。
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1）感觉媒体：指直接作用于人的感觉器官，使人产 生直接感觉的媒体。如引起听觉反应的声音，引起 视觉反应的图像等 2）表示媒体：指传输感觉媒体的中介媒体，即用于 数据交换的编码。如图像编码、文本编码和声音编 码等。 3）表现媒体：指进行信息输入和输出的媒体。如键 盘、鼠标、扫描仪、话筒、摄像机等为输入媒体； 显示器、打印机、喇叭等为输出媒体。 4）存储媒体：指用于存储表示媒体的物理介质。如 硬盘、软盘、磁盘、光盘、ROM及RAM等。 5）传输媒体：指传输表示媒体的物理介质。如双绞 线、同轴电缆和光缆等。
（3）数码照片输入计算机 先用连接线将数码相机与计算机连接起来。数 码相机的驱动程序（需要事先安装到计算机上） 就会将相机的存储卡视为计算机的一个可移动磁 盘，存储卡中的图像会以略图方式显示。
2）数码摄像机（DV） 数码摄像机的优点是动态拍摄效果好，电池容量 大，DV带也可以支持长时间拍摄，拍、采、编、 播自成一体，相应的软、硬件支持也十分成熟。 目前数码摄像机普遍都带有存储卡，一机两用切 换起来也很方便。 数码摄像机上通常有S-Video、AV、DV In/Out等 接口，其中DV In/Out接口是标准的数码输出/输 入接口，它是一种小型的4针1394接口。
3. 动画 利用人的视觉暂留特性，快速播放一系列连续运动 变化的图形图像，也包括画面的缩放、旋转、变换 、淡入淡出等特殊效果。 4. 声音 人们用来传递信息、交流感情最方便、最熟悉的方 式之一。在多媒体中声音基本上分为音乐和音效两 类。 5. 视频影像 视频影像具有时序性与丰富的信息内涵，常用于说 明事物的发展过程。
2.视频卡 视频技术使得动态图像能在计算机中输入、编辑和 播放。视频技术通过软、硬件都能实现，但目前用 得较多的是视频卡。视频卡的种类大体可分为视频 叠加卡、视频捕捉卡、电视编码卡、MPEG卡和 TV卡。 1）视频叠加卡 功能是通过视频输入口输入标准的视频信号，经 A/D转换后形成混合信号，再与计算机显示卡中的 VGA信号相叠加，叠加后的信号显示在显示屏上 。视频信号与VGA信号叠加的方式有窗口和色键 两种。
（1）CD-ROM光盘 CD-ROM光盘简称光盘，利用光存储技术实现数据的 读／写操作。 常用的CD-ROM盘片的存储容量是650 MB容量 。光盘盘片的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的驱动器，光盘格式化后的 容量不同。一般用户容量比格式化容量小，因为光 盘还要存储有关控制、校验等信息。
4.存储设备 1）CD-ROM 随着多媒体技术的迅速发展，光盘已成为MPC机 中不可缺少的外部存储器之一。 优点：存储容量大，制作成本低，不怕磁和热 ，工作稳定，密度高，寿命长，便于携带等。 CD-ROM驱动器简称光驱，作用是通过伺服机构 控制光盘的转速、控制光束的定位和焦距，以 检测并读出光盘上所携带的信息。
9.2 多媒体计算机系统的组成
多媒体计算机系统是指能够对文字、图像、视频等 多种媒体进行处理的计算机系统，即具有多媒体功 能的计算机系统。平时常见的多媒体计算机都是多 媒体个人计算机（Multimedia Personal Computer，简称MPC）。 MPC是能够输入、输出并综合处理文字、声音、图 形、图像和动画等多种媒体信息的计算机，它将计 算机软、硬件技术及数字化声像技术和高速通信网 络技术等结合起来构成一个整体，使多媒体信息的 获取、加工、处理、传输、存储和展示集于一体。 简单地说，MPC就是一种具有多媒体信息处理功能 的个人计算机。
第九章
多媒体技术基础
一、多媒体技术的概念
在计算机领域，媒体有两种含义：一是指存储 信息的实体，例如磁盘、磁带、光盘、半导体 存储器等；二是指传递信息的载体，例如声音、 图像、图形、文字等。多媒体技术中的“媒体” 是指后者，是一种能够表达信息的形式。 国际电话电报咨询委员会CCITT把媒体分成了 以下五类，即感觉媒体、表示媒体、表现媒体、 存储媒体和传输媒体。