多媒体计算机硬件系统.ppt

第2章多媒体计算机硬件系统,多媒体设备,输入设备,数码相机,扫描仪,数码摄像机,触摸屏,多媒体视频设备,手柄,磁存储器,光存储器,耳机,功放,音箱,显卡,声卡,输出设备,服务器,多媒体个人计算机,存储设备,设备接口,多媒体计算机,磁光存储器,并行接口,串行接口,SCSI接口,USB接口,IEEE1394,VGA接口,第2章多媒体计算机硬件系统,2.1多媒体个人计算机,多媒体个人计算机(MultimediaPersonalComputer，简称MPC)，是指具有多媒体功能的个人计算机。它是在PC基础上增加一些硬件板卡及相应软件，使其具有综合处理文字、声音、图像、视频等多种媒体信息的功能。,具体来讲，MPC配置除了MPC主机外，MPC扩充配置主要分为以下几个方面：,2.1MPC的基本配置,MPC,MPC的扩充配置,光盘驱动器,音频卡,图形加速卡,扫描卡,打印机接口,交互控制接口,视频卡,网络接口,多媒体计算机的组成,2.2输入设备,多媒体视频设备,触摸屏,话筒,扫描仪,手写板,数码相机,数码摄像机,2.2.1多媒体视频设备,多媒体视频设备主要包括视频采集卡、DV卡、电视卡、视频监控卡、视频压缩卡等。,视频采集卡,按照其用途可分为广播级视频采集卡，专业级视频采集卡，民用级视频采集卡，它们档次的高低主要是采集图像的质量不同。广播级视频采集卡特点是采集的图象分辨率高,视频信噪比高，缺点是视频文件所需硬盘空间大。每分钟数据量至少要消耗200MB，一般连接BetaCam摄/录像机，所以它多用于录制电视台所制作的节目。专业级视频采集卡的档次比广播级的性能稍微低一些，分辨率两者是相同的，但压缩比稍微大一些，其最小的压缩比一般在6：1以内，输入输出接口为AV复合端子与S端子，此类产品适用于广告公司和多媒体公司制作节目及多媒体软件应用。民用级视频采集卡的动态分辨率一般较低，绝大多数不具有视频输出功能。,视频采集卡,广播级的视频采集卡,专业级的视频采集卡,主要作用：不仅提供接口连接模拟视频设备和计算机，而且具有模拟信号和数字信号转换的功能。,视频采集卡,从彩色摄像机、录像机或其他视频信号源得到的彩色电视信号，经视频接口送入视频采集卡，信号首先经过A/D转换，经ADC解码后得到的YUV信号格式，YUV信号经过转换可变成RGB信号，RGB信号然后被送入视频处理芯片，对其进行剪裁、变化等处理。视频信息可实时地存到VRAM中，计算机可以通过视频处理器对帧存储器的内容进行读写操作，视频输出的RGB信号与VGA显示卡引过来的RGB信号是完全同步的，用适当的方法交替切换两路信号，即可实现两路输出的叠加。上述两种RGB信号经过DAC（数模转换器）转换变成模拟信号，并在显示器的窗口中显示。,视频采集卡的工作原理,DV卡,DV卡用于与数码摄像机相连将DV影片采集到PC的硬盘,电视卡,电视卡顾名思义就是通过PC机来看电视，让你的电脑变成数码录像机，它不仅可以看电视还可以把你录像带通过AV接口转换成MPEG格式，刻录成VCD/DVD；根据电视卡的接口芯片高频头来决定它的性能和价格，一般接口多的要比接口少的贵（芯片调频头相同）。,视频压缩卡,视频压缩卡就是把模拟信号或是数字信号通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，软件压缩卡就不同了，它的压缩比由软件而定几比几就没有标准了，压缩一般有帧内压缩和帧间压缩.硬件压缩卡的优点就是不需占用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)，软件压缩就不同了，它需要有较高的PC配置视频压缩卡。,2.2.2触摸屏,触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。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。触摸屏在我国的应用范围非常广阔，主要是公共信息的查询；如电信局、银行、电力等部门的业务查询；城市街头的信息查询等。,2.2.3扫描仪,扫描仪是一种计算机外部仪器设备，通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字化输入设备。对照片、文本页面、图纸、美术图画、照相底片，甚至纺织品、标牌面板、印制板样品等三维对象都可作为扫描对象，提取和将原始的线条、图形、文字、照片、平面实物转换成可以编辑及加入文件中的装置。,1扫描仪的分类,(1)手持式扫描仪(2)平板式扫描仪(3)滚筒式扫描仪(4)馈纸式扫描仪(5)大幅面扫描仪(3)条码扫描仪(4)胶片扫描仪(5)笔式扫描仪(6)实物扫描仪(7)3D扫描仪,2扫描仪的工作原理,CCD光敏元件,信号处理,控制电路,A/D转换器,步进电机,感光元件,长条状光源,光学透镜,送计算机感光元件,原件图稿,图像扫描仪自身携带的光源将光线照在欲输入的图稿上产生反射光(反射稿)或透射光(透射稿)，光学系统收集这些光线将其聚焦到CCD上，由CCD将光信号转换为电信号，然后再进行模/数(A/D)转换生成数字图像信号送给计算机。图像扫描仪采用线阵CCD，一次成像只生成一行图像数据，当线阵CCD经过相对运动将图稿全部扫描一遍后，一幅完整的数字图像就送入到计算机中去了。,2扫描仪的工作原理,3扫描仪的主要技术指标,HPScanjet7800(L1980A),2.2.4数码相机,数码相机内部结构有镜头、光电转换器件（COMS/CCD）、模/数转换器（A/D）、微处理器（MPU）、内置储存器、液晶屏幕（LCD）、可移动储存器、接口（计算机/电视机接口）、锂电池等。,数码相机提供USB或IEEE1394接口.,1数码相机的工作原理,数码相机在工作时，外界景像所反射的光透过镜头照射在CCD上，并被转换成电荷。CCD使我们得到了对应于拍摄景物的电子图像，但是它还不能马上被送去计算机处理，还需要按照计算机的要求进行从模拟信号到数字信号的转换，ADC（模数转换器）器件用来执行这项工作。接下来MPU（微处理器）对数字信号进行压缩并转化为特定的图像格式，例如JPEG格式。最后，图像文件被存储在内置存储器中。至此，数码相机的主要工作已经完成。使用者可通过LCD查看拍摄到的照片。数码相机为扩大存储容量而使用可移动存储器，如PC卡或者记忆棒。此外，还提供了连接到计算机和电视机的接口。,1数码相机的工作原理,2数码相机的主要技术指标,索尼T300(SONYT300),(1).传感器（CCD、CMOS)(2).镜头(镜头材质、焦距大小、变焦能力)(3).LCD显示屏(4).图像压缩（JPG、TIFF或RAW）(5).白平衡控制(6).存储器(7).闪光灯().拍摄速度().电源,2数码相机的主要技术指标,2.2.5数码摄像机,数码摄像机摄取的图像信号经转化为电信号后，马上经电路进行数码化，以后在记录到磁带之前的所有处理全部为数码处理，最后直接将处理完的数码信号直接记录到磁带上。,数码摄像机的主要性能指标,数码摄像机的特点,图像质量佳记录密度高，机器体积小可靠性高低使用成本完美的录音音质,输出设备,它是目前投影设备的佼佼者，不仅能将计算机显示屏幕上的VGA图像实时地投影到大屏幕上，同时具有音频输出，还能实时地输出计算机运行软件中的声音信号。,2.2.3多媒体投影仪,分类,根据用途分类，投影机主要可分为商务/教学用投影机，会堂/剧院用投影机，家庭用投影机，投影电视机。其中家用视频型和商用数据型，是我们普通用户接触到的投影机的主要应用类型。,主要技术参数,2.多媒体存储设备,2.1磁存储系统2.2光存储系统2.3磁光盘2.4闪存,磁盘存储原理将主机送来的电脉冲信号转换成磁记录信号保留在涂有磁介质的盘片上，或者从盘片上将被保留的磁记录信号再转换成电脉冲信号送往主机。,2.磁存储系统,软盘存储系统,硬盘存储系统,磁带存储系统,硬盘存储系统,硬盘的主要用途：存储数据或程序以及用于数据的交换与暂存。多媒体应用对硬盘的要求：容量大，数据传输率高实现大容量及高可靠的磁盘存储的主要技术：磁盘阵列（RAID）技术,将若干个硬磁盘机按一定的组合条件，组成一个大容量、快速响应、高可靠的存储子系统；采用并行存取来减少存取时间，提高响应速度，采用冗余纠错技术来提高可靠性。,硬盘的性能指标,转速:以每分钟多少转来衡量硬盘的转速,单位为:RPM。容量：面密度Da=道密度Dt位密度Db。平均寻道时间：磁头到达目标数据所在磁道的平均时间。缓存：2MB和8MB缓存是现今主流硬盘所采用，而在服务器或特殊应用领域中还有缓存容量更大的产品，甚至达到了16MB、64MB等。传输速率：分内传输速率和外传输速率。硬盘接口：分IDE接口、SATA接口和SCSI接口、光纤通道接口。,目前主要的光盘标准及产品的发展过程为：,2.2光存储系统,新一代光盘,HDDVD,主要特点：对视频信号的处理，采用MPEG标准，能够提供高清晰度的数字影像及高品质的音响效果，播放时间长达135分钟，其各项指标均明显高于VCD。对音频的处理，采用的标准较多，既可是MPEG-1立体声、MPEG-2环绕立体声，也可是DolbyAC-3。DVD的存储量为：4.7GB、8.5GB、9.4GB和17GB。,DVD（右图）比CD（左图）有更高的道密度和位密度,DVD,CD-R光盘结构与记录信息的原理,1.CDR的结构,标签面保护层反射层记录层(染料层）透明基底激光束凹坑,CD-R刻录机的性能指标,1.读写速度2.接口方式3.缓存容量4.盘片兼容性5.其他,DVD光盘结构与类型,DVD的结构,单面单层(4.7GB),单面双层(8.5GB),双面单层(9.4GB),双面双层(17GB),光驱类型,CD-ROMCD刻录机DVDROMDVD刻录机COMBOHDDVDROMBDROM等,2.4设备接口,.并行接口,又简称为“并口”，是一种增强了的双向并行传输接口。优点是不需在PC中用其它的卡，无限制连接数目（只要你有足够的端口），设备的安装及使用容易，最高传输速度为1.5Mbps。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，容易出错。,.接口,USB是英文UniversalSerialBUS的缩写，中文含义是“通用串行总线”。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。从1994年11月11日发表了USBV0.7版本以后，USB版本经历了多年的发展，到现在已经发展为2.0版本，成为目前电脑中的标准扩展接口。,.接口,VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口，VGA（VideoGraphicsArray）接口，也叫D-Sub接口。VGA接口是一种D型接口，上面共有15针空，分成三排，每排五个。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型，多数的显卡都带有此种接口。,.接口,小型计算机系统接口（英语:SmallComputerSystemInterface;简写:SCSI），一种用于计算机和智能设备之间（硬盘、软驱、光驱、打印机、扫描仪等）系统级接口的独立处理器标准。SCSI是一种智能的通用接口标准。它是各种计算机与外部设备之间的接口标准。,.IEEE1394,IEEE1394接口是由APPLE和TI公司开始的高速串行接口标准，Apple称之为FireWire(火线)，Sony称之为i.Link，TexasInstruments称之为Lynx。,作业,1.简述视频采集卡的工作原理?2.简述扫描仪的分类和工作原理?3.简述数码相机的组成、技术指标和工作原理?,ThankYou!,