多媒体硬件环境

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聚焦透镜
激光头
激光源
光电转换
电信号
译码
数字信号
2.4.3 激光存储器标准
● CD-DA标准 (Compact Disc - Digital Audio)
PHILIPS & SONY共同提出 容量 —— 74 min (44.1kHz / 16bit / Stereo) 传输 —— 176400 Byte /s (172.3KB /s)
● CD-ROM标准 (Compact Disc - Read Only Memory)
PHILIPS & SONY共同制定, 1988年正式公布, 命名为ISO9660标准 容量 —— 650MB/74 min 基本传输速率 —— 150KB/s (75扇区×2048字节=153600 Byte/s) 激 光 驱 动 器 —— CD-ROM 2x …… 2倍于基本传输速率
2.4.4 显示适配器
主板 显示适配器
主机箱 ● 显示缓冲存储器容量与芯片
64MB ~ 128MB DDR SGRAM / DDR SDRAM ● 显示存储器频率 620 MHz ● 显示芯片型号 Radeon9700 Pro ● 图形加速功能 三维效果增速 ● ¥650~3600元 AG-411 技嘉GV-R9700 PRO
4.视频采集卡的工作原理
视频信号源、摄像机、录像机或激光视盘的信号 首先经过A/D变换,送到多制式数字解码器进行解码得 到YUV数据,然后由视频窗口控制器对其进行剪裁,改 变比例后存入帧存储器。帧存储器的内容在窗口控制 器的控制下,与VGA同步信号或视频编码器的同步信号 同步,再送到D/A变换器变成模拟的RGB信号,同时送 到数字式视频编辑器进行视频编码,最后输出到VGA监 视器及电视机或录像机。
(4)显示/视频输出集成卡。在显卡上集成视频输出电路,在 把信号送至显示器正常显示信号的同时,可将信号转换成视频 信号,送到视频输出端子,共电视机或录像机接收。
(5)显示/TV集成卡。在显示卡上集成TV高频头和视频处理 电路,使用该卡既可显示多媒体信息,还可收看电视节目。
2.显示卡的结构
显示卡 I/O端口
声音卡 MIDI 电缆
5.声卡的声道数
(1)单声道与立体声 (2)四声道环绕 (3)5.1声道
2.2.3 声卡的选择及应用
1. 声卡的技术指标 2. (1)采样频率和量化位数 3. (2)MIDI合成方式 4. (3)DSP数字信号处理器
5. (4)音频压缩
2. 声卡与外部设备的连接
电源
CD-ROM IDE接口 跳接线 音频输出
2. 视频采集卡的连接
VGA显示卡
VGA回路线
VGA数据线
视频捕获卡
显示器
视音频信号线 VGA输入
S视频端子
电视 视音频信号线
录象机
视音频信号线 VGA输出
摄象机
3.视频卡的主要功能
•全活动数字图像的显示、抓取、录制、支持Microsoft Video for Windows; •可以从录像机(VCR)、摄像机、ID、IV等视频源中抓取定格, 存储输出图像; •近似真彩色YUV格式图像缓冲区,并可将缓冲区映射到高端内 存; •可按比例缩放、剪切、移动、扫描视频图像; •色度、饱和度、亮度、对比度及R、G、B三色比例可调; •可用软件选端口地址和IRQ; •具有若干个可用软件相互切换的视频输入源,以其中一个做 活动显示。
视频采集卡的结构原理图
CVBS
SVHSY SVHSC
TDA8709
TDA8708
VGA 同步信号 TV 同步
VGA 的特性连接 数据
SAA7199
多路开关
Video 同步
到 TV 或 VCR
VGA 输入 从 VGA 板输入
RGB
YUV
YUV 数据
数据 PC Video 数据 VRAM
SAA7191 Sync 82C900IA Add 地址 YUV
• 音频卡的功能
– 音频的录制与播放 – 编辑与合成 – MIDI接口 – 文–语转换 – CD-ROM接口 – 游戏接口 – 支持全双工功能
2.2.2 音频卡的工作原理
1.声音输入到计算机的过程
声源
传声器
声波
模拟电信号 数字声音
从模拟到数字
2.声音的处理过程
采样、保持 A/D S/H
抗混滤波器
多媒体I/O控制卡及接口
多媒体计算机硬件 多媒体外围设备
第八层 第七层 第六层 第五层 第四层 第三层 第二层 第一层
软件 系统
硬件 系统
2.1.1 MPC硬件系统
1. 个人计算机外设
多媒体计算机
CD-ROM
● 激光驱动器 CD-ROM CD-RW
声音重放设备
声卡
● 声卡配置 Mic 麦克输入 Line in 线路输入 Aux 辅助输入 Li百度文库e out 线路输出 Speak 低阻输出
2.3.2视频采集卡
1.视频采集卡
将视频信号连续转换成计算机存储的数字视频信号(离 散)保存在计算机中或在VGA显示器上显示,完成这 种功能的视频卡称之为视频采集卡,或称为视频转换 卡。如果能够实时完成压缩,则称实时压缩卡。通常 可将外部视频输入信号叠加在显示器上,并将视频输 入信号变换成计算机可存储的信息保存在硬盘中。只 能单帧捕获的,称为图像卡。
(2)TV编码器(TV Coder):把VGA信号转为PAL、NTSC、SECAM制式 的视频信号,供电视播放或录像制作使用,多用于广告电视片的后 期处理。
(3)视频捕获卡:捕捉和编辑静态视频图像,完成视频数字化、编 辑以及处理等工作。
(4)动态视频捕获和播放卡:用于实时动态视频和声音的同时获取 及压缩处理,该卡还具有储存和播放功能。常用于视觉传达系统中 的现场监控、办公自动化和多媒体节目创作等场合。
2.1.2 MPC软件系统
1.驱动软件 2.多媒体操作系统 3.多媒体数据处理软件 4.多媒体创作软件 5 .多媒体应用系统
2.2 音频接口
2.2.1 音频卡的功能
• 音频卡
– 处理音频信号的PC插卡是音频卡(Audio Card),又称 声音卡,声音卡处理的音频媒体有数字化声音 (Wave)、合成音乐(MIDI)、CD音频。
1)MIDI In(输入口):接收从其他MIDI装置传来的消息。
2)MIDI Out(输出口):发送某装置生成的原始MIDI消息。 向其他设备发送MIDI消息。
3)MIDI Thru(转发口):传送从输人口接收的消息到其 他MIDI装置。向其他设备发送MIDI消息。
电子琴
MIDI OUT MIDI IN
音频程控放大器 PGA 4
声音输入 信号源:麦克风
DSP (ASIC)
DMA 接口
D/A
重建滤波器
PGA 4 声音输出
PC 总线
3.音频卡的体系结构
– 音频卡由下列部件组成: • MIDI输入/输出电路; • MIDI合成器芯片; • 用来把CD音频输入与线输入相混合电路; • 带有脉冲编码调制电路的模数转换器,用于把模拟信号 转换为数字信号以生成波形文件; • 用来压缩和解压音频文件的压缩芯片; • 用来合成语音输出的语音合成器; • 用来识别语音输入的语音识别电路; • 输出立体声的音频输出或线输出的输出电路等。
4. MIDI接口规范
(1)MIDI
1)MIDI(Musical Instrument Digital Interface)是指乐 器数字接口,是数字音乐的国际标准。
2) MIDI的音乐符号化过程实际上就是产生MIDI协议 信息的过程。
3)音乐合成器是电脑音乐系统中最重要的设备之一 。
(2)MIDI接口
第 2 章 多媒体硬件环境
学习目标 ■熟悉多媒体计算机系统的组成 ■掌握声卡和显卡的功能和基本原理 ■掌握几种光存储器的存储原理、技术指标和 数据格式 ■熟悉几种常用外部设备的工作原理、功能和 特点
2.1 MPC系统的组成结构
多媒体应用软件 多媒体创作软件 多媒体数据处理软件 多媒体操作系统 多媒体驱动软件
显示缓存
图形处理器芯 片
数字/模拟 转换器
板卡总线
视频加速器
视频输出端
RGB 输出端口
3.各种功能的视频卡
(1)电视卡(TV Turner):将标准的NTSC、PAL、SECAM电视信号转 换成VGA信号在计算机屏幕上显示,是一块能接收全频道、全制式 彩色电视节目的视频信号的转换卡,它的输出与电脑的CRT制式匹 配。
3)MPC-3
•1995年6月制定;在进一步提高对基本部件的要求的基 础上,MPC-3增加了全屏幕、全动态(30帧/秒,fps)视 频及增强版的CD音质的视频和音频硬件标准。
3.MPC的特征
随着计算机硬件技术和多媒体技术的飞速发展, MPC的标准规范还会继续升级。所以,我们不必去拘 泥于它的具体条件,而只要去理解、把握MPC的基本 特征。这些基本特征有:带有采用光学原理的数字 光盘存储设备(如CD-ROM驱动器等);高质量的数 字音响(处理数字音频、视频的声音卡);高分辨率 的图形、图像显示(TV接收卡、视频捕捉卡、视频压 缩与解压卡);带有管理多媒体的软件;
VRAM VRAM R/W VRAM addr
读/写与刷新 VRAM data 控制器 Shift cloc
系统地址
PC 总线接口和控制寄存器
I/O
系统数据
总线控制
窗口控制器
• 视频输入剪裁、变比例部分
VGA sync VGA data
Video In Video Sync
视频获取 与
比例变换
VGA 同步和彩色 键联窗口
外部音频设备
7、CD-ROM音频信号接口 6、CD-ROM的接口
MIDI声音装置
8、跳接器
1、Line in(线性输入) 麦克风
2、Microphone(麦克风输入) 5、Volume Control(音量调节旋钮)
3、Speaker(扬声器输出)
音箱
4、MIDI/Game Port (MIDI/操纵杆端口)
● 模拟声音设备 有源音箱、耳机 音响设备
2.MPC技术标准
1)MPC-1
•1990年MPC-l标准诞生;得到了许多硬件商的支持;发 展了多媒体系统的标准操作平台;软件开发商也克服了 以往无硬件标准而造成的软件的困境
2)MPC-2
•1993年5月MPC联盟又制定了第二代多媒体计算机标准 MPC-2;主要是提高了基本部件的性能指标。
操纵杆
2.3视频接口
2.3.1 显示卡
1.显示卡的种类
(1)一般显示卡。完成显示的基本功能,其性能优劣与缓存 容量、工艺质量等有关。
(2)图形加速卡。目前以AGP显示卡为主,带有图形加速器, 显示复杂图像时速度较快。
(3)3D图形卡。专为带有3D图形的高档游戏开发的显示卡, 三维坐标变换速度快、图形动态显示反映灵敏、清晰。
● Vedio CD 标准 ——图像数据压缩标准, 简称VCD,采用 MPEG-1压缩技术
● Photo CD 标准 —— Kodak公司制定的数字化照片存放标准,简称PCD标准
● DVD 标准 (Digital Versatile Disk) —— 采用MPEG-2压缩技术的标准,可存放488分钟影片、 4.7GB~17GB的数据
彩色键联开关 DAC sync
VRAM VRAM R/W VRAM addr
读/写与刷新 VRAM data 控制器 Shift cloc
系统地址
PC 总线接口和控制寄存器
I/O
系统数据
总线控制
2.4 光存储设备
2.4.1 什么是CD-ROM
● CD-ROM的构成
● CD-ROM的性质
(1) 激光驱动器
数据
TDA4680 SAA9065
YUV RGB
RGB VGA 输出
SAA7197 ISA 总线
彩色键联控制
模拟开关 到 VGA 监视器
窗口控制器----PC总线接口部分
VGA sync VGA data
Video In Video Sync
视频获取 与
比例变换
VGA 同步和彩色 键联窗口
彩色键联开关 DAC sync
● 只读属性 (用户不能写入,只能读出)
● 光学存储原理 (激光烧结)
(2) 激光盘片
● CD-RW (ReWritable) 的性质 ● 可读写属性 (CD-R盘片:追加写/读 CD-RW盘片:可读/擦写) ● 光学存储原理 (激光烧结)
2.4.2 CD-ROM工作原理
激光盘
标签表面 铝反射层 聚碳酸酯片基 数据凹坑
CD-ROM 4x …… 4倍于基本传输速率 CD-ROM 52x …… 52倍于基本传输速率
● CD-ROM标准
● CD-I 标准 (CD-Interactive) —— CD交互式标准,用于家用音响电器
● CD-ROM XA 标准 (CD-ROM Extended Architecture) —— CD-ROM扩展结构标准,用于计算机,把声音、图像、文字等 不同信息记录在一条轨道上
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