多媒体系统软硬件环境创新基础与实践

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,多媒体系统软硬件环境,大连理工大学创新实验学院,1,多媒体,计,计算机,系,系统,多媒体,计,计算机,系,系统不,是,是单一,的,的技术,，,，而是,多,多种信,息,息技术,的,的集成,，,，是把,多,多种技,术,术综合,应,应用到,一,一个计,算,算机系,统,统中，,实,实现信,息,息输入,、,、信息,处,处理、,信,信息输,出,出等多,种,种功能,。,。,一个完,整,整的多,媒,媒体计,算,算机系,统,统由多,媒,媒体计,算,算机硬,件,件和多,媒,媒体计,算,算机软,件,件两部,分,分组成,。,。,多媒体,硬,硬件环,境,境,1.,光存储,设,设备,1.1,光存储,的,的类型,只读型,光,光存储,系,系统,只读型,光,光盘包,括,括,LV,和,CD-ROM,等。,CD-ROM,（,（CompactDisc-ReadOnlyMemory,）,）,只读式,压,压缩光,盘,盘，其,技,技术来,源,源于激,光,光唱盘,，,，形状,也,也类似,于,于激光,唱,唱盘，,能,能够存,储,储650,MB,左右的,数,数据。,用户只,能,能从,CD-ROM,读取信,息,息，而,不,不能往,盘,盘上写,信,信息。,只读型,光,光驱,只读型,光,光盘,1.1,光存储,的,的类型,一次写,型,型光存,储,储系统,一次写,（,（,WORM,）,光存储,系,系统可,一,一次写,入,入，任,意,意多次,读,读出。,与,CD-ROM,相比，,它,它具有,由,由用户,自,自己确,定,定记录,内,内容的,优,优点。,一次写,型,型光驱,一次写,型,型光盘,1.1,光存储,的,的类型,可重写,型,型光存,储,储系统,可重写,光,光盘（,E-R/W,，,Rewritable,或,Erasable,）,像硬盘,一,一样可,任,任意读,写,写数据,。,。,分为两,种,种,磁光型,（,（,MagneticOptical,，,简称,MO,）,相变型,（,（,PhaseChange,，,简称,PC,）,两种形,式,式。,磁光型,可,可重写,光,光驱,相变型,可,可重写,光,光驱与,光,光盘,1.2,光存储,格,格式标,准,准和类,型,型,CD-DA（CD-Digital Audio）,是为激,光,光数字,音,音频唱,盘,盘制定,的,的规格,。,。它是,CD,标准的,第,第一个,文,文本，,属,属于红,皮,皮书（,RedBook）,规格。,CD-ROM,CD-ROM,逻辑格,式,式，1988,年,年正式,作,作为国,际,际标准,IS09660，,黄皮书,（,（,YellowBook）,。,。,CD-G（CD-Graphics）,是1985年,出,出现的,遵,遵循红,皮,皮书规,格,格的光,盘,盘，主,要,要用于,存,存储静,止,止画面,。,。,CD-WORM（CD-Write OnceReadMany）,属于蓝,皮,皮书（,Blue Book,）,）,规格，,实,实现了,光,光盘的,一,一次写,多,多次读,的,的功能,。,。,CD-I（CD-Interactive）,CD-I（CD-Interactive）,属于绿,皮,皮书（,GreenBook）,规格。,它,它在,CD-ROM,规格的,基,基础上,补,补充了,音,音频、,视,视频和,计,计算机,程,程序方,面,面的规,定,定。1988,年,年出现,了,了,CD-I,交互式,光,光盘系,统,统，1992,年,年底出,现,现了第,二,二代,CD-I，,可播放,互,互动式,电,电影。,1.2,光存储,格,格式标,准,准和类,型,型,CD-V（CD-Video）,CD-V（CD-Video）,与,CD-G,一样，,是,是红皮,书,书标准,的,的延伸,，,，用于,影,影碟机,，,，其视,频,频信号,可,可以输,出,出到电,视,视机上,。,。,CD-ROMXA,（,（ExtendedArchitecture）,它是,Philips、SONY,和,Microsoft,制定的,CD-ROM,扩展结,构,构。,CD-ROMXA,扩充了,对,对数字,音,音频信,号,号的编,码,码，目,的,的是为,了,了弥补,推,推出,CDI,规格带,来,来的问,题,题。,该规格,也,也称为,黄,黄皮书,的,的第二,组,组标准,。,。,CD-R（CD-Recordable,）,）,属于橙,皮,皮书（,OrangeBook）,规格。,它,它在黄,皮,皮书的,基,基础上,增,增加了,可,可写入,的,的多种,CD,格式标,准,准。,是一种,可,可刻录,光,光盘，,可,可以多,次,次在,CD,空余部,分,分写入,数,数据。,什么是,PhotoCD,PhotoCD,是一种,像,像片光,盘,盘，允,许,许多段,追,追入记,录,录，属,于,于白皮,书,书（,WhiteBook）,标准。,该规格,也,也称为,黄,黄皮书,的,的第二,组,组标准,。,。,1.2,光存储,格,格式标,准,准和类,型,型,光盘,CD,系列,LV,CD-ROM,CD-G,CD-DA,CD-V,WORM,Photo-CD,CD-R,DVD,VCD,CD-ROM XA,DVI,CD-I,CD-MO,磁光,（,MOD）,磁光,（,PCD）,只写一次,可重写,只读,数字,模拟,数字,声音,卡拉,OK,数字+模拟,1.3,光存储,系,系统的,技,技术指,标,标,尺寸,LV,的直径,为,为12,英,英寸（300,mm）,CD,激光唱,盘,盘和,CD-ROM,为4.72英,寸,寸（120,mm）,WORM,一次写,光,光盘为14.12英,寸,寸和5.25,英,英寸,可擦写,光,光盘向,小,小尺寸,方,方向发,展,展，主,要,要尺寸,为,为5.25英,寸,寸和3.5英,寸,寸。,容量,格式化,容,容量,格式化,容,容量是,指,指按某,种,种光盘,标,标准进,行,行格式,化,化后的,容,容量。,对于,SONY,的,SMO-D501,光盘，,若,若格式,化,化使每,个,个扇区,为,为1024,B，,格式化,容,容量是325,MB，,而采用,每,每扇区,为,为512,B，,格式化,容,容量只,有,有297,MB。,用户容,量,量,用户容,量,量是指,盘,盘片格,式,式化后,允,允许对,盘,盘片执,行,行读写,操,操作的,容,容量。,CD-ROM,的容量,为,为550,MB,和680,MB。,由于光,盘,盘外圈5,mm,区容易,出,出错，,所,所以有,些,些,CD-ROM,的容量,标,标为550,MB。,1.3,光存储,系,系统的,技,技术指,标,标,平均存,取,取时间,平均存,取,取时间,是,是指从,计,计算机,向,向光盘,驱,驱动器,发,发出命,令,令开始,，,，到光,盘,盘驱动,器,器在光,盘,盘上找,到,到需读/写的,信,信息的,位,位置并,接,接受读/写命,令,令为止,的,的一段,时,时间。,平均寻,道,道时间,光学头,沿,沿半径,移,移动全,程,程1/3长度,所,所需的,时,时间为,平,平均寻,道,道时间,。,。,平均等,待,待时间,盘片旋,转,转半周,的,的时间,为,为平均,等,等待时,间,间。,把平均,寻,寻道时,间,间、平,均,均等待,时,时间和,读,读/写,光,光学头,稳,稳定时,间,间相加,，,，就得,到,到平均,存,存取时,间,间。,误码率,采用复,杂,杂的纠,错,错编码,可,可以降,低,低误码,率,率。存,储,储数字,或,或程序,对,对误码,率,率的要,求,求高，,存,存储图,像,像或声,音,音数据,对,对误码,率,率的要,求,求较低,。,。,CD-ROM,要求的,误,误码率,为,为10,-12,10,-16,。,平均无,故,故障时,间,间,(MTBP),要求达,到,到25000,小,小时。,1.3,光存储,系,系统的,技,技术指,标,标,数据传,输,输率,数据传,输,输率,数据传,输,输率一,般,般是指,单,单位时,间,间内光,盘,盘驱动,器,器送出,的,的数据,比,比特数,。,。该数,值,值与光,盘,盘转速,和,和存储,密,密度有,关,关。,CD-ROM,，,，,其数据,传,传输率,已,已从初,期,期的150,KB/s,提高到6,MB/s。,同步传,输,输率、,异,异步传,输,输率和,DMA,传输率,数据传,输,输率也,指,指控制,器,器与主,机,机之间,的,的传输,速,速率。,它,它与接,口,口规范,和,和控制,器,器内的,缓,缓冲器,大,大小有,关,关。,SCSI,接口的,同,同步传,输,输率为4,MB/s，,异步传,输,输率为1.5,MB/s。AT,总线规,定,定的,DMA,方式的,传,传输率,为,为1,MB/s。,突发传,输,输率,光盘驱,动,动器或,控,控制器,中,中都包,含,含有一,个,个64,K、256K,或512,K,的缓冲,存,存储器,。,。为了,提,提高数,据,据传输,率,率，读,数,数据过,程,程中先,把,把数据,存,存入缓,冲,冲器，,再,再进行,集,集中传,送,送；如,果,果下次,读,读取同,一,一内容,，,，就不,必,必从光,盘,盘上去,读,读取，,直,直接把,缓,缓冲器,中,中的数,据,据传送,给,给主机,就,就可以,了,了，这,种,种传输,率,率称为,突,突发传,输,输率。,持续传,输,输率,当传送,的,的数据,量,量很大,时,时，缓,冲,冲器就,起,起不到,提,提高传,输,输率的,作,作用了,，,，这时,的,的传输,率,率称为,持,持续传,输,输率。,多媒体,硬,硬件环,境,境,2.,音频接,口,口,2.1,音频卡,的,的工作,原,原理,音频卡,处理音,频,频信号,的,的,PC,插卡是,音,音频卡,（,AudioCard）,，,又称声,音,音卡，,声,声音卡,处,处理的,音,音频媒,体,体有数,字,字化声,音,音,（,Wave）,、,合成音,乐,乐,（,MIDI）,、,CD,音频。,音频卡,的,的功能,音频的,录,录制与,播,播放,编辑与,合,合成,MIDI,接口,文语,转,转换,CD-ROM,接口,游戏接,口,口,支持全,双,双工功,能,能,2.1,音频卡,的,的工作,原,原理,声音的,工,工作原,理,理,从模拟到数字,声源,声波,传声器,模拟电信号,数字声音,2.1,音频卡,的,的工作,原,原理,音频卡,的,的体系,结,结构,音频卡,由,由下列,部,部件组,成,成：,MIDI,输入/,输,输出电,路,路；,MIDI,合成器,芯,芯片；,用来把,CD,音频输,入,入与线,输,输入相,混,混合电,路,路；,带有脉,冲,冲编码,调,调制电,路,路的模,数,数转换,器,器，用,于,于把模,拟,拟信号,转,转换为,数,数字信,号,号以生,成,成波形,文,文件；,用来压,缩,缩和解,压,压音频,文,文件的,压,压缩芯,片,片；,用来合,成,成语音,输,输出的,语,语音合,成,成器；,用来识,别,别语音,输,输入的,语,语音识,别,别电路,；,；,输出立,体,体声的,音,音频输,出,出或线,输,输出的,输,输出电,路,路等。,2.1,音频卡,的,的工作,原,原理,合成器,波形表,（,（,Wave Table,）合成,频率调,制,制,FM,合成,2.2,音频合,成,成和,MIDI,接口规,范,范,MIDI,MIDI,（,Musical InstrumentDigitalInterface,）是指,乐,乐器数,字,字接口,，,，是数,字,字音乐,的,的国际,标,标准。,MIDI,的音乐,符,符号化,过,过程实,际,际上就,是,是产生,MIDI,协