1、第第 2 2 章章 多媒體硬件環(huán)境 多媒體應用軟件第八層軟件軟件系統(tǒng)系統(tǒng)多媒體創(chuàng)作軟件第七層多媒體數(shù)據(jù)處理軟件第六層多媒體操作系統(tǒng)第五層多媒體驅動軟件第四層多媒體多媒體I I/ /O O控制卡及接口控制卡及接口第三層第三層硬件硬件系統(tǒng)系統(tǒng)多媒體計算機硬件第二層多媒體外圍設備第一層2MPC技術標準技術標準 1 1）MPC-1MPC-11990年MPC-l標準誕生；得到了許多硬件商的支持；發(fā)展了多媒體系統(tǒng)的標準操作平臺；軟件開發(fā)商也克服了以往無硬件標準而造成的軟件的困境2 2）MPC-2MPC-21993年5月MPC聯(lián)盟又制定了第二代多媒體計算機標準MPC-2；主要是提高了基本部件的性能指標。3

2、3）MPC-3MPC-31995年6月制定；在進一步提高對基本部件的要求的基礎上，MPC-3增加了全屏幕、全動態(tài)(30幀秒，fps)視頻及增強版的CD音質的視頻和音頻硬件標準。 隨著計算機硬件技術和多媒體技術的飛速發(fā)展，MPC的標準規(guī)范還會繼續(xù)升級。所以，我們不必去拘泥于它的具體條件，而只要去理解、把握MPC的基本特征。這些基本特征有：帶有采用光學原理的數(shù)字光盤存儲設備(如CD-ROM驅動器等)；高質量的數(shù)字音響(處理數(shù)字音頻、視頻的聲音卡)；高分辨率的圖形、圖像顯示(TV接收卡、視頻捕捉卡、視頻壓縮與解壓卡)；帶有管理多媒體的軟件；3.MPC3.MPC的特征的特征2.1.2 MPC軟件系統(tǒng)軟

3、件系統(tǒng) 1驅動軟件 2多媒體操作系統(tǒng) 3多媒體數(shù)據(jù)處理軟件 4多媒體創(chuàng)作軟件 5 多媒體應用系統(tǒng) 2.2.1 音頻卡的功能 音頻卡 處理音頻信號的PC插卡是音頻卡（Audio Card），又稱聲音卡，聲音卡處理的音頻媒體有數(shù)字化聲音（Wave）、合成音樂（MIDI）、CD音頻。 音頻卡的功能 音頻的錄制與播放 編輯與合成 MIDI接口 文語轉換 CD-ROM接口 游戲接口 支持全雙工功能2.2 音頻接口音頻接口 2.2.2 音頻卡的工作原理音頻卡的工作原理1.聲音輸入到計算機的過程從模擬到數(shù)字聲源聲波傳聲器模擬電信號數(shù)字聲音 聲音輸入 信號源：麥克風 PGA 音頻程控放大器 抗混濾波器 A/D

4、 S/H DSP （ASIC） 采樣、保持 4 D/A 重建濾波器 PGA 聲音輸出 4 DMA接口 PC總線 2.2.聲音的處理過程聲音的處理過程 音頻卡由下列部件組成： MIDI輸入/輸出電路； MIDI合成器芯片； 用來把CD音頻輸入與線輸入相混合電路； 帶有脈沖編碼調制電路的模數(shù)轉換器，用于把模擬信號轉換為數(shù)字信號以生成波形文件； 用來壓縮和解壓音頻文件的壓縮芯片； 用來合成語音輸出的語音合成器； 用來識別語音輸入的語音識別電路； 輸出立體聲的音頻輸出或線輸出的輸出電路等。3.音頻卡的體系結構音頻卡的體系結構4. MIDI接口規(guī)范（1）MIDI1）MIDI（Musical Instru

5、ment Digital Interface）是指樂器數(shù)字接口，是數(shù)字音樂的國際標準。2） MIDI的音樂符號化過程實際上就是產(chǎn)生MIDI協(xié)議信息的過程。3）音樂合成器是電腦音樂系統(tǒng)中最重要的設備之一 。 （2）MIDI接口1）MIDI In（輸入口）：接收從其他MIDI裝置傳來的消息。2）MIDI Out（輸出口）：發(fā)送某裝置生成的原始MIDI消息。向其他設備發(fā)送MIDI消息。3）MIDI Thru（轉發(fā)口）：傳送從輸人口接收的消息到其他MIDI裝置。向其他設備發(fā)送MIDI消息。 電子琴 MIDI OUT MIDI IN 聲音卡 MIDI 電纜 5.聲卡的聲道數(shù)聲卡的聲道數(shù) （1）單聲道與立

6、體聲 （2）四聲道環(huán)繞 （3）5.1聲道 2.2.3 聲卡的選擇及應用聲卡的選擇及應用 聲卡的技術指標聲卡的技術指標 （1）采樣頻率和量化位數(shù) （2）MIDI合成方式 （3）DSP數(shù)字信號處理器1. （4）音頻壓縮 2. 聲卡與外部設備的連接聲卡與外部設備的連接 音箱2、Microphone（麥克風輸入）3、Speaker（揚聲器輸出）4、MIDI/Game Port（MIDI/操縱桿端口）7、CD-ROM音頻信號接口6、CD-ROM的接口8、跳接器音頻輸出IDE接口CD-ROM外部音頻設備麥克風操縱桿MIDI聲音裝置1、Line in（線性輸入）5、Volume Control（音量調節(jié)旋鈕

7、）電源跳接線2.3視頻接口視頻接口 2.3.1 顯示卡顯示卡 1顯示卡的種類 （1）一般顯示卡。完成顯示的基本功能，其性能優(yōu)劣與緩存容量、工藝質量等有關。（2）圖形加速卡。目前以AGP顯示卡為主，帶有圖形加速器，顯示復雜圖像時速度較快。（3）3D圖形卡。專為帶有3D圖形的高檔游戲開發(fā)的顯示卡，三維坐標變換速度快、圖形動態(tài)顯示反映靈敏、清晰。（4）顯示/視頻輸出集成卡。在顯卡上集成視頻輸出電路，在把信號送至顯示器正常顯示信號的同時，可將信號轉換成視頻信號，送到視頻輸出端子，共電視機或錄像機接收。（5）顯示/TV集成卡。在顯示卡上集成TV高頻頭和視頻處理電路，使用該卡既可顯示多媒體信息，還可收看電

8、視節(jié)目。 2顯示卡的結構顯示卡的結構 顯示卡I/O端口顯示緩存數(shù)字/模擬轉換器圖形處理器芯片RGB輸出端口板卡總線視頻加速器視頻輸出端(1)(1)電視卡（電視卡（TV TurnerTV Turner）：將標準的NTSC、PAL、SECAM電視信號轉換成VGA信號在計算機屏幕上顯示，是一塊能接收全頻道、全制式彩色電視節(jié)目的視頻信號的轉換卡，它的輸出與電腦的CRT制式匹配。(2)TV(2)TV編碼器（編碼器（TV CoderTV Coder）：把VGA信號轉為PAL、NTSC、SECAM制式的視頻信號，供電視播放或錄像制作使用，多用于廣告電視片的后期處理。(3)(3)視頻捕獲卡視頻捕獲卡：捕捉和編

9、輯靜態(tài)視頻圖像，完成視頻數(shù)字化、編輯以及處理等工作。(4)(4)動態(tài)視頻捕獲和播放卡動態(tài)視頻捕獲和播放卡：用于實時動態(tài)視頻和聲音的同時獲取及壓縮處理，該卡還具有儲存和播放功能。常用于視覺傳達系統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)控、辦公自動化和多媒體節(jié)目創(chuàng)作等場合。3.3.各種功能的視頻卡各種功能的視頻卡2.3.2視頻采集卡1.視頻采集卡視頻采集卡將視頻信號連續(xù)轉換成計算機存儲的數(shù)字視頻信號（離散）保存在計算機中或在VGA顯示器上顯示，完成這種功能的視頻卡稱之為視頻采集卡，或稱為視頻轉換卡。如果能夠實時完成壓縮，則稱實時壓縮卡。通?？蓪⑼獠恳曨l輸入信號疊加在顯示器上，并將視頻輸入信號變換成計算機可存儲的信息保存在硬盤

10、中。只能單幀捕獲的，稱為圖像卡。 2. 視頻采集卡視頻采集卡的連接的連接視音頻信號線視音頻信號線視音頻信號線電視錄象機攝象機VGA輸入VGA輸出S視頻端子視頻捕獲卡VGA顯示卡顯示器VGA回路線VGA數(shù)據(jù)線3.3.視頻卡的主要功能視頻卡的主要功能全活動數(shù)字圖像的顯示、抓取、錄制、支持Microsoft Video for Windows；可以從錄像機（VCR）、攝像機、ID、IV等視頻源中抓取定格，存儲輸出圖像；近似真彩色YUV格式圖像緩沖區(qū)，并可將緩沖區(qū)映射到高端內存；可按比例縮放、剪切、移動、掃描視頻圖像；色度、飽和度、亮度、對比度及R、G、B三色比例可調；可用軟件選端口地址和IRQ；具有

11、若干個可用軟件相互切換的視頻輸入源，以其中一個做活動顯示。 視頻信號源、攝像機、錄像機或激光視盤的信號首先經(jīng)過A/D變換，送到多制式數(shù)字解碼器進行解碼得到YUV數(shù)據(jù)，然后由視頻窗口控制器對其進行剪裁，改變比例后存入幀存儲器。幀存儲器的內容在窗口控制器的控制下，與VGA同步信號或視頻編碼器的同步信號同步，再送到D/A變換器變成模擬的RGB信號，同時送到數(shù)字式視頻編輯器進行視頻編碼，最后輸出到VGA監(jiān)視器及電視機或錄像機。 4.4.視頻采集卡的工作原理視頻采集卡的工作原理視頻采集卡的結構原理圖 VGA的 特 性 連 接 多 路 開關 SAA7199 VGA輸 入 TDA8708 TDA8709 S

12、AA7191 PC V ideo 82C900IA 數(shù) 據(jù) VRAM 地 址 SAA9065 TDA4680 VGA 輸 出 SAA7197 ISA總 線 VGA同 步 信 號 TV同 步 數(shù) 據(jù) 到TV或VCR 從VGA板 輸 入 YUV 數(shù) 據(jù) YUV 數(shù) 據(jù) YUV 數(shù) 據(jù) 模 擬 開 關 到VGA監(jiān) 視 器 彩 色 鍵 聯(lián) 控 制 V ideo同 步 YUV RGB RGB RGB Sync Add CVBS SVHSY SVHSC 窗口控制器-PC總線接口部分 VGA同 步 和 彩 色 鍵 聯(lián) 窗 口 PC總 線 接 口 和 控 制 寄 存 器 視 頻 獲 取 與 比 例 變 換 V

13、RAM 讀 /寫 與 刷 新 控 制 器 彩 色 鍵 聯(lián) 開 關 DAC sync VRAM R/W VRAM addr VRAM data Shift cloc I/O 總 線 控 制 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 系 統(tǒng) 地 址 V ideo Sync V ideo In VGA data VGA sync 窗口控制器 視頻輸入剪裁、變比例部分 VGA同步和彩色 鍵聯(lián)窗口 PC總線接口和控制寄存器 視頻獲取 與 比例變換 VRAM 讀/寫與刷新 控制器 彩色鍵聯(lián)開關 DAC sync VRAM R/W VRAM addr VRAM data Shift cloc I/O 總線控制 系統(tǒng)數(shù)據(jù) 系統(tǒng)地址 Video Sync Video In VGA data VGA sync 2.4 光存儲設備光存儲設備 激光彩色打印機使用4個鼓，處理過程極其復雜。主要由著色裝置、有機光導帶、打印機控制器、激光器、傳送鼓、傳送滾筒及熔合固化裝置構成。工作時，有機光導帶內的預充電裝置先在光導帶上充電，產(chǎn)生一層均勻電荷，