多媒体计算机硬件系统

多媒体硬件系统是多媒体计算机实现多媒体功能的物质基础，任何多媒体信息的采集、处理和播放功能都离不开多媒体硬件技术的支持。 2.1 多媒体个人计算机 2.2 视频信息采集与显示 2.3 图形图像信息输入设备2.4 多媒体存储设备2.5 其他多媒体设备 MPC 1.0：1990年制定，同时规定，凡是使用MPC这个标志，必须符合这个标准 MPC 2.0：1993年5月制定，能够运行更大、更复杂化的多媒体程序，而且速度很快。 MPC 3.0：1995年6月制定 设备标准配置CPU 16MHz 80386 SXMPC1.0 设备标准配置CPU 25MHz 80486 SXMPC2.0 设备标准配置CPU 75MHz PentiumMPC3.0 2.2.1 视频采集卡 2.2.1 视频采集卡基本功能是将视频源的模拟信息通过处理转变成数字信息，并将数字信息存储在计算机硬盘上的过程。 2.2.1 视频采集卡按用途分类：广播级视频采集卡专业级视频采集卡民用级视频采集卡 2.2.2 摄像头(1) 分类：模拟摄像头数字摄像头按感光器件分： CCD CMOS 2.2.2 摄像头特点：便携性，体积越小功能配置：绝大多数数码摄像机都带有USB 或IEEE 1394接口，可将图像不损失地传输到电脑上进行后期编辑 2.2.2 摄像头技术指标：摄像器件、像素分辨率、压缩算法和视频捕获能力应用：动态图像的捕获和传送：可视电话、联网会议、视频电子邮件、工业监控、远程监控、旅游服务、观察动物生活、交通监测、观测天气、网上购物、网上学校、产品展示、电子商务等。 2.2.3 多媒体投影仪1. 典型的显示技术阴极射线管CRT液晶显示LCD数字光路处理器DLP反射式液晶LCOS 2.2.3 多媒体投影仪2. 重要技术参数分辨率：分为物理分辨率和压缩分辨率亮度：以光通量来表示，单位为流明灯泡寿命：一般为3年以上颜色：投射图像所能表现的颜色数量均匀度：投出画面的中间亮度与周围亮度的比值对比度：投射图像中黑与白的比值，即从黑到白的渐变层次 2.2.3 多媒体投影仪2. 重要技术参数画面尺寸：投出的画面对角线的尺寸吊顶功能：背投功能：水平扫描频率：行频垂直扫描频率：帧频或显示图像的刷新率 2.3.1 扫描仪1. 工作原理：当它扫描图像时一次只能扫描一行，光线从物体上反射回来，通过透镜射进到感光元件。感光元件将光线转换成模拟电压信号，并且标出每个象素的灰度级，再由模拟/数字转换器将模拟电压信号转换为数字信号，每种颜色使用8、10或12位来表示，每扫描一行就得到原稿X方向一行的信息，随着Y方向的移动，通过扫描图像专用格式Twain格式保存在电脑里。 两个关键部件及作用：一个是模拟/数字转换器(D/A转换器)，将模拟信息转换成数字信息；另一个为感光元件，主要作用是将光信号转换成电信号，目前扫描仪所使用的感光器件有三种：光电倍增管，电荷耦合器（CCD），接触式感光器件（CIS）。 2. 扫描仪接口的分类 SCSI：SCSI接口传输速度最快，达到40Mbps，但只限于专业用户使用。 EPP：EPP接口扫描仪避免了拆机、装机的烦恼及诸如硬件地址冲突等问题，而且价格相对便宜，一插即用，较适合普通消费者，但弱点就是比SCSI接口传输速度稍慢。 USB：速度更快USB接口最高传输速率2Mbps/S，支持热插拨使使用更方便，缺点是没有在DOS环境的驱动程序。 1394：传输速率相当于USB接口的33倍。已成为高档Mac机的标准配置，是一种串行数据总线，能够在计算机与外围设备之间以100、200和400Mb/s的速率移动大量数据，支持热插拔。 3.扫描仪分类按扫描版面大小可分为A3和A4幅面扫描仪。按扫描速度可分为高速、中速和低速。从扫描仪的历史上来说，扫描仪可以分为：手持式扫描仪、馈纸式扫描仪、平板式扫描仪、大幅面扫描仪、底片扫描仪、笔式扫描仪、条码扫描仪、实物扫描仪和3D扫描仪。手持扫描仪DocuPen 700 清华紫光 F18A 馈纸式扫描仪 富士通一款A4幅面滚筒式扫描仪fi-5110EOX2 平板式扫描仪 清华紫光大幅面扫描仪 尼康底片扫描仪BenQ底片扫描仪 Symbol-LS1902 条码扫描仪邦尼AS-2090条码扫描仪 4.扫描仪的主要技术参数 分辨率：表示扫描仪对图像细节表现的能力，常用dpi来表示。 灰度级：表示灰度图像的亮度层次范围的指标，反映了扫描时由暗到亮层次范围的多少。 色彩位数：扫描仪对采样来的每一个像素点提供的不同通道的数字化位数的叠加值，体现了彩色扫描仪所能产生的颜色范围，能够反映出扫描图像的色彩逼真度。 扫描速度：即扫描一定的图像所需要的时间。 扫描幅面：即扫描对象的最大尺寸，主要为A3和A4两种。 从内部结构看，数码相机包括图像传感器件(CCD或 CMOS)、模拟/数字转换器件(ADC)、数字信号处理器件(DSP)、输出接口、液晶显示器（LCD）和电子存储卡等器件。数码相机的工作原理： 2.3.2 数字相机 选购数字相机时要考虑以下性能指标： 像素数 分辨率 颜色深度 反应速度与连拍速度 存储媒体种类及存储能力 信号的输出形式 变焦倍率和光圈值 2.4 多媒体存储设备 2.4.1 磁存储系统 1. 硬盘的性能指标： 转速：以每分钟多少转来衡量硬盘的转速，单位是RPM。 容量：表明一个盘片上能存储的信息量。 平均寻道时间：磁头到达目标数据所在磁道的平均时间，直接影响硬盘的随机数据传输速度。 缓存：指在硬盘内部的高速存储器。 传输速度：分为内传输速度与外传输速度，内传输速度是从硬盘到缓存的传输速度，外传输速度是从缓存到通信接口的传输速度，内传输速度更能反应硬盘的实际表现，通常以每秒多少MB为单位。 硬盘接口：可以分成IDE硬盘和SCSI硬盘。 2. 硬盘分类按其不同的连接方式分为两大类： 机架内置式活动硬盘 外置式活动硬盘内置式活动硬盘外置式活动硬盘 2.4.2 光存储系统 1. 光盘驱动器结构：主体支架、光盘托架、激光头组件、电路控制板。好坏主要取决于两个方面：纠错性能和稳定性。光盘的数据存储方式：以连续的螺旋形轨道来存放数据。 2. 光盘盘片结构主要由印刷层、保护层、反射层、染料层和塑料基底组成。 光盘数据记录格式及其容量计算：光盘是以连续的螺旋形轨道来存放数据的，螺旋轨道由里向外被划分为许多长度相等的块，每个块的容量大小相同，存放有纠错编码的数据时容量为2048B，不带纠错编码的数据时容量为2352B。 典型格式每块容量（B）CD-DA（CD-Digital Audio）2352CD-ROM（模式为1）2048CD-ROM XA（Mode2）2336几种光盘的块容量比较 光盘数据存储量 = 光盘扇区数 * 每扇区数据存储量光盘扇区数 = 光盘存储音乐的时间 * 单位时间内播放的扇区数单位时间内播放的扇区数 = 75块/秒 3. CD-ROM标准 CDROM标准标准名称盘的名称应用目的播放时间显示的图像红皮书CDDA存储音乐节目74分钟黄皮书CDROM存储文图声像等多媒体节目存储650MB的数据动画、静态图像绿皮书CD-I存储文图声像等多媒体节目存储多达760MB的数据动画、静态图像 标准名称盘的名称应用目的播放时间显示的图像橙皮书CD-MO读/写入文图声像等多媒体白皮书Video-CD存储影视节目70分钟(MPEG-1)数字影视(MPEG-1)质量红皮书+ CD-Video存储模拟电视数字声音5-6分钟(电视)20分钟(声音)模拟电视图像数字声音CD-Bridge Photo CD存储照片静态图像蓝皮书LD存储影视节目200分钟模拟电视图像 3. CD-ROM标准 CDROM标准 CDROM光盘主要参数如下：激光束的波长为：780790nm，激光束相对于光道的扫描速度为1.2-1.4m/s，逆时针方向。 光道间距1.6m，最小凹坑长度0.834m，深度约0. 3m。节目起始位置直径50mm。数据块速率75块每秒。数据传输速率：净速率153.6Kb/s，约为1倍速。 CD-ROM读取信息使用的方式为恒定线速度。 CD-ROM的存储容量为650MB。 4. CD-R/CD-RW CDR：可写光盘，特点是只写一次，但可以在CDROM驱动器和CDR刻录机上被多次读取。盘片根据染色层分金碟、绿碟和蓝碟三种。 CR-RW提供次数有限的读写功能。光盘刻录机的接口一般有三种：SCSI接口、IDE接口和并口。光盘刻录机从外形上可分为外置式和内置式两种。 CD-R/CD-RW今后的发展：速度：主要是指写入速度的提高，从目前的四倍速写入，发展到六速及八速写入。缓存器容量：缓冲容量越大，刻录成功率就越高。市场上的光盘刻录机的缓存容量一般在512KB2MB之间。支持数据格式：最新CD-R刻录机将支持CD-UDF格式。刻录方式：除整盘刻写、轨道刻写和多段刻写三种刻录方式外，还将支持增量包刻写刻录方式。 5. DVD简介 DVD-ROM，BOOK A 标准，只读光盘，用途类似于CD-ROM，数据传输率达1.38MB/s。 DVD-Video，BOOK B标准，用途类似于Video CD，存储声音和影像节目。 DVD-Audio，BOOK C标准，用途类似于音乐CD，存储音乐节目。 DVD-R，BOOK D标准，用途类似于CD-R，允许用户一次写，多次读的光盘。 DVD-RAM，BOOK E标准，用途类似于CD-RW，允许用户多次读写的光盘。 4种DVD结构盘片的容量比较盘片直径cm盘片种类单层单面双层单面单层双面双层双面12厘米4.7GB 8.5GB 9.4GB 17GB8厘米1.4GB 2.6GB 2.9GB 5.3GB不同结构的盘片容量比较 DVD 盘片的容量与CD盘片的容量相差很大，主要原因如下： 具有较高的道密度和位密度，DVD的光道间距0.74m，最小凹坑长度为0.4m，而CD分别为1.6m和0.834m。 支持双层双面，如上表中所示。 采用更短波长的激光束，波长为635650nm，相对于CD为780790nm。 6. COMBO全能光驱 2001年初，随着技术的积累与成熟，三星电子推出了第二代全能光驱产品COMBO SM-308，将DVD-ROM和CD-R提高到8X，CD-RW擦写提高到6X，CD-ROM读取速度提高到32X。可以说与第一代COMBO相比，这款产品是一款相对稳定成熟的产品。 2.4.3 磁光盘MO 1.基本结构磁光记录的信息载体是磁光薄膜，这种薄膜与辅助材料及盘基一起组成磁光盘，即可实际记录信息。典型的磁光盘由四层膜组成。磁光记录薄膜的材料一般为稀土与过渡金属形成的合金，通常为稀土与过渡金属合金，它们具有很强的垂直于膜面的磁各向异性，可以使得记录畴尺寸非常小，从而满足高密度记录的要求。 2. 原理磁光盘是利用磁性功能材料的热磁效应来进行擦写信息的，即利用激光加热磁性材料并改变外磁场的方向来改变磁性材料的磁化方向，以实现信息的“擦写”。磁光盘的读写原理 克尔效应读出 2.4.4 闪存Flash RAM半导体存储芯片，具有体积小、功耗低、不易受物理破坏的优点，是移动数码产品的理想存储介质。闪存盘采用闪存存储介质和通用串行总线(USB)接口，具有轻巧精致、使用方便、便于携带、容量较大、安全可靠、时尚潮流等特征。闪存盘可用来在电脑之间交换数据。 2.5其他多媒体设备 2.5.1 打印机 1. 打印机的分类 针式打印机，也称撞击式打印机 喷墨打印机 激光打印机 2. 打印机的基本技术特性 分辨率：衡量打印质量的主要标准是分辨率，单位是dpi，分辨率越高，图像越清晰。 打印速度：单位是ppm代表每分钟能打几页。 噪声： 打印接口：目前的打印机采用EPP接口，主流的接口是提供USB接口。 2.5.2 触摸屏 1. 触摸屏的分类 电阻压力触摸屏 红外感应触摸屏 表面声波触摸屏 电容感应触摸屏 2. 触摸屏基本技术特性 连接接口：一般通过串行口RS-232或增加一块接口卡实现。 检测与定位：依靠传感器来工作。 透明性能：包括透明度、色彩失真度、反光性和清晰度四个特性。 绝对坐标系统：特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系，每次触摸的数据通过校准转为屏幕上的坐标。 2.5.3 手柄分类： 普通手柄 飞行游戏手柄 赛车类手柄 2.5.4 机顶盒 1. 数字机顶盒结构组成由四大子系统组成，即控制子系统、信号处理子系统、网络接口子系统、用户扩展接口子系统。 2. 数字机顶盒实现功能基本功能是接收和解码数字电视广播。多种增值业务，包括：电子节目指南、高速数据广播、 软件在线升级、因特网接入和电子邮件、 有条件接收等等。