《多媒体技术及应用》第2章多媒体计算系统.ppt
《《多媒体技术及应用》第2章多媒体计算系统.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《多媒体技术及应用》第2章多媒体计算系统.ppt(57页珍藏版)》请在课桌文档上搜索。
1、第1页,第2章 多媒体计算机系统,多媒体技术计算机是现代信息技术领域发展最快、应用最多、变化最大的技术,是电子技术发展和竞争的热点。多媒体计算机系统主要是由硬件系统和软件系统构成。本章介绍多媒体计算机系统的含义、硬件系统和软件系统。,第2页,本章的学习目标,掌握多媒体计算机系统的含义熟悉多媒体计算机的硬件系统熟悉多媒体计算机的软件系统,第3页,2.1 多媒体计算机系统基本架构,多媒体计算机系统是指能够综合处理多种媒体信息的计算机系统,是在普通计算机基础上配以多媒体软件和硬件环境,并通过各种接口部件连接而成,各组成部分协同工作,从而完成对多媒体信息的采集、加工、存储、集成和演播的一个计算机系统。
2、,第4页,2.1 多媒体计算机系统基本架构,第5页,2.2 多媒体计算机硬件系统,硬件系统是多媒体系统的基础。硬件系统主要包括通用计算机(工作站等)、能够接收和播放多媒体信息的输入输出设备、各种多媒体适配器、通信传输设备及接口装置。多媒体计算机硬件系统组成如图2-2所示。,第6页,多媒体计算机硬件组成,第7页,2.2.1 多媒体主机,多媒体主机一般分为三种类型:多媒体个人计算机MPC、专用多媒体系统和多媒体工作站。多媒体个人计算机一般是在通用的个人计算机上增加多媒体接口卡以及相应的设备和软件,将PC机升级为多媒体计算机(MPC),或者是厂商直接提供具有多媒体处理功能的MPC机。专用多媒体计算机
3、系统是为一些特殊用途或专门领域设计的计算机系统,其多媒体功能已经包含在计算机主板上的专用芯片里,甚至已集成在CPU芯片中。多媒体工作站是一种功能很强的计算机系统,最常用的有Sun、SGI和HP等公司的产品,它们运行速度快、存储容量大、具有很强的图形图像处理功能,支持TCP/IP网络传输协议,能够满足较高层次多媒体应用的要求。,第8页,显卡声卡视频卡图形加速卡压缩卡,2.2.2 多媒体适配卡,第9页,图2-3(a)PCIE接口显卡 图2-3(b)AGP接口显卡,显卡,显卡也称为显示适配器,如图2-3(a)、(b)所示,是计算机主机与显示器的接口,它的作用是将计算机中处理的数字信号转换为图像信号后
4、从显示器输出。显卡通常是插在主板的扩展插槽中,用来连接电缆与显示器相连,但现在部分厂家将显卡直接集成在主板上。独立显卡与集成显卡相比,由于自带显存不占用系统内存,在性能上优于集成显卡。,第10页,显卡的基本结构,显卡的基本结构主要包含5个部分:显示芯片是显卡的核心部件,也称加速芯片和图形处理器(GPU)。它负责进行各种图像信号的处理。早期的显示芯片在图像运算和特效处理上是完全依赖CPU进行的,图形图像的显示运算也是全靠CPU完成。随着图形芯片技术的发展,现在的3D(三维)显卡自带显示处理器和显存,承担了全部图像的显示处理工作,大大减轻了CPU的负担,提高了图形图像显示的速度,所以我们又将3D显
5、卡称为图形加速卡。,第11页,显示内存(Video RAM)简称为显存,是存储显示数据的内存芯片,它与系统内存的功能差不多,系统内存用来暂时存储CPU处理的数据,显存则暂时存放显示芯片处理的数据。显存数模转换器(RAMDAC),它负责进行显示信号的数模转换工作,就是将显示芯片处理后存储在显存中的数字信号逐帧转换成由三种彩色亮度和行、帧同步信号共同组成的视频信号,供显示器输出。,显卡的基本结构,第12页,显卡上的BIOS又被称“VGA BIOS”。显卡上的BIOS与主板上的BIOS所起的作用是一样的。主要用于显卡上各器件间正常工作时的控制和管理,它也执行一些基本的函数,并存放显示芯片与驱动程序之
6、间的控制程序,另外还存放有显示卡型号、规格、生产厂家、出厂时间等信息。并在开机时对显示卡进行初始化设定。显卡接口发展至今主要出现过ISA、PCI、AGP、PCI Express等几种接口,所能提供的数据带宽依次增加。,显卡的基本结构,第13页,显卡的工作过程,当接收到CPU发出的图形处理信号后,显示芯片即进行图形数据运算,处理好后送入显存存储,然后由显存数模转换器将显示芯片处理好的数字信号转换成显示器能够接收的模拟视频信号,最后由显示器输出。,第14页,声卡,声卡又称为声音适配器,也是MPC上的基本配置,是实现声波和数字信号相互转换的硬件。通常声卡是插入主板的扩展插槽中,再通过声卡上的接口与音
7、箱、话筒、CD-ROM、MIDI接口连接,完成对声音信息的数字化处理。但现在也有很多声卡是集成在计算机主板上。,第15页,声卡的作用,声卡是对声音信号进行采集、编码、压缩、解压、回放等处理,其主要功能包括:支持录音设备对声音录制采集和编辑处理;可对声音信号进行模数转换和数模转换;能够对数字化声音信号进行压缩和解压,以便信号存储和还原;能够进行语音合成和识别;能进行声音播放和控制;提供MIDI音乐合成功能等。声卡通过外接插口与外部设备连接,实现录音和放音等功能。,第16页,音箱,音箱是多媒体计算机的外部设备,其作用就是把声卡输出的音频信号转换为声音波形进行播放。音箱分为有源音箱与无源音箱两种:有
8、源音箱是指在音箱内部装有自配功放的一类音箱无源音箱是不带功放的一类音箱。音箱的质量直接影响声音播放的效果,第17页,视频卡,视频卡可分为视频采集卡、视频压缩卡、视频播放卡以及TV编码器等专用卡,是多媒体计算机中用于视频信息处理的硬件设备。它与影碟机、摄像机、录像机、电视机等设备连接,对这些设备输出的音视频信息进行捕捉,将模拟信号转为数字信号存储,经过编辑、特技处理等加工过程,再转化为模拟信号输出,从而得到赏心悦目的影视作品。,第18页,视频卡种类,视频卡的种类很多,按其功能主要有以下几种:其一是视频采集卡,也称为视频捕捉卡。用于采集视频信号,它将录像带、影碟中的视频影像采样后进行数字化处理,以
9、数字视频文件的形式存入计算机中,也可将摄像机拍摄的影像实时输入计算机中进行编辑。其二是视频压缩卡,也称为MPEG卡。视频压缩卡按照MPEG标准(视频压缩编码标准)对视频信号进行压缩和解压处理。其三是视频输出卡。用视频输出卡将计算机显卡输出的VGA信号转换成标准的视频信号,使其完全符合电视标准的NTSC或PAL制式,然后在电视机上播放。,第19页,图形加速卡,图形加速卡工作在CPU和显示器之间,控制计算机的图形输出。图形加速卡拥有图形函数加速器和显存,专门用来执行图形加速任务,因此可以减少CPU处理图形的负担,从而提高了计算机的整体性能,更容易实现计算机的多媒体功能。目前计算机的显示卡上都集成有
10、图形处理芯片组,成为图形加速卡。图形加速卡上的显存用来存储显示芯片(组)所处理的数据信息。显示芯片处理完数据后会将数据输送到显存,然后由数字模拟转换器(RAMDAC)将显存中的数字信号转换为模拟信号,最后输出到显示屏。所以显存的速度以及带宽直接影响着一块加速卡的速度。,第20页,压缩卡,压缩卡就是把模拟信号或是数字信号通过解码/编码按一定算法把信号采集到硬盘里或是直接刻录成光盘,因它经压缩所以它的容量较小,格式灵活(MPEG-1MPEG-2MPEG-4WMVRM.),常见的压缩卡的有硬件压缩卡,它的压缩比一般不超过1:6,而软件压缩卡的压缩比由软件而定,没有固定标准,压缩一般有帧内压缩和帧间压
11、缩。硬件压缩卡的优点就是不需占要PC资源,故较低配置的PC机也可以采集出好质量的视频文件(VCD/DVD),软件压缩需要有较高的PC配置视频压缩卡。此外,多媒体应用技术的飞速发展,使各种专用卡的引用成为势在必行,如传真卡、网卡等,用户可以按照需要购置。,第21页,2.2.3 多媒体数据存储设备,多媒体数据存储设备主要的有以下四种:半导体存储器移动硬盘数码相机伴侣 激光存储器,第22页,半导体存储器(semi-conductor memory)是一种以半导体电路作为存储媒体的存储器,内存储器就是由称为存储器芯片的半导体集成电路组成。按其功能可分为:随机存取存储器(简称RAM)和只读存储器(只读R
12、OM)RAM包括DRAM(动态随机存取存储器)和SRAM(静态随机存取存储器),当关机或断电时,其中的 信息都会随之丢失。DRAM主要用于主存(内存的主体部分),SRAM主要用于高速缓存存储器,ROM主要用于BIOS存储器。优点是:体积小、存储速度快、存储密度高、与逻辑电路接口容易。主要用作高速缓冲存储器、主存储器、只读存储器、堆栈存储器等。,半导体存储器,第23页,半导体存储器的技术指标主要有:其一,存储容量是指存储单元个数M每单元位数N;其二,存取时间是指从启动读(写)操作到操作完成的时间;其三,存取周期是指两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间;其四,平均故障间隔时间MTBF(可靠性);
13、其五,功耗:动态功耗和静态功耗。“存储卡”、“闪存器”、“优盘”都是属于半导体存储器,由于存储速度快、体积小、容量大、携带方便,被广泛用于数码相机、手机、MP3随身听、掌上电脑,以及小型打印机等可携带设备上。,半导体存储器,第24页,移动硬盘,移动硬盘(Mobile Hard disk)顾名思义是以硬盘为存储介质,计算机之间交换大容量数据,强调便携性的存储产品。移动硬盘多采用USB、IEEE1394等传输速度较快的接口,可以较高的速度与系统进行数据传输。截至2009年,主流2.5英寸品牌移动硬盘的读取速度约为15-25MB/s,写入速度约为8-15MB/s。移动硬盘以下五个特点其一,具有容量大
14、。其二,传输速度高。其三,使用方便。其四,可靠性提升。其五,具有防震功能。,第25页,数码相机伴侣,数码相机伴侣实质上是一种存储器,它是一个由高速大容量移动硬盘和多种读卡器的合二为一的数码储存装置,可以实现在没有电脑的情况下转存数码存储卡的数据。数码相机伴侣的存储容量一般都是以GB作为单位。在移动硬盘上附加读卡功能并伴有液晶显示,这样就可以脱离电脑而将数码卡上的内容直接上载到移动硬盘上。数码相机伴侣主要包括了数码存储卡读卡器和通常在笔记本电脑上使用的2.5英寸的硬盘。,第26页,激光存储器,激光存储器CDDVDHD DVD,是一种激光存贮器,简称光盘。光盘的结构与早期的密纹唱片类似,每一张光盘
15、均可粗略地分为三层,最下一层是透明基底,中间的反光金属层贮存着有用的信息,最上面是保护层。我们知道,声音、图像、计算机程序均可数字化,用一系列的二进制数目表示,由“1”和“0”两个单元组成,这些信息被收录在金属层里。如在光盘上记录信息则需要光盘刻录机,读取光盘中的信息要用到光盘驱动器。光盘驱动器包括可重写光盘驱动器,WORM光盘驱动器和CD-ROM驱动器。其中CD-ROM驱动器为MPC带来了价格便宜的650M存储设备,存有图形、动画、图像、声音、文本、数字音频、程序等资源的CD-ROM已广泛使用,因此,光驱对广大用户是必须的.,第27页,2.2.4 多媒体输入输出设备,与多媒体有关的输入设备种
16、类繁多,在开发和发布多媒体产品的过程中,可以适当选用,如我们熟悉的键盘、鼠标、触摸屏和语音识别设备。下面介绍一下几种常见的输入输出设备。触摸屏 平面扫描仪三维扫描仪 语音识别系统数码照相机数码摄像机,第28页,触摸屏,它赋予了多媒体以崭新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互设备。这种技术大大方便了那些不懂电脑操作的用户平面式扫描仪随着智能手机的普及触摸屏已经成为最常见的人机交互设备。,第29页,触摸屏,从技术原理来区别触摸屏,可分为五个基本种类1、电阻式触摸屏。利用压力感应进行控制,它的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏,电阻式设计简单,成本低,但电阻式触控较受制于其物理局限性,如
17、透光率较低,高线数的大侦测面积造成处理器负担,其应用特性使之易老化从而影响使用寿命。,第30页,触摸屏,2、电容式触摸屏。是利用人体的电流感应进行工作的。电容式触控支持多点触控功能,拥有更高的透光率、更低的整体功耗,其接触面硬度高,无需按压,使用寿命较长。3、压电式触摸屏。压电式触控技术介于电阻式与电容式触控技术之间。4、红外线式触摸屏。红外线技术是触摸屏产品最终的发展趋势。5、表面声波触摸屏。表面声波是超声波的一种,是在介质表面浅层传播的机械能量波。,第31页,平面扫描仪,扫描仪是一种光电一体化的计算机输入设备,用于静态图像采集,它可以将图片、照片、胶片、文稿等资料扫描到计算机中,以数字化的
18、格式存储。扫描仪的主要结构包含光电成像转换部分和机械传送部分,其中最核心的是光电成像部分。扫描仪有多种类型,按其工作方式分为4类:平面式扫描仪手持式扫描仪滚筒式扫描仪胶片扫描仪,第32页,平面式扫描仪 是使用最广泛的一种类型,如图2-4所示。扫描幅面一般为A4或是A3。这种扫描仪速度较快、价格适中、操作方便,深受欢迎。,图2-4 平面扫描仪,图2-5 手持扫描仪,手持式扫描仪 诞生于1987年,是使用比较早的扫描仪品种,如图2-5所示,其最大扫描宽度为105mm。手持式扫描仪目前已退出市场。,平面扫描仪,第33页,胶片扫描仪 又称底片扫描仪或接触式扫描仪,如图2-6所示,用于扫描各种透明胶片,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 多媒体技术及应用 多媒体技术 应用 多媒体 计算 系统

链接地址:https://www.desk33.com/p-242165.html