1、第8講 音視頻硬件計(jì)算機(jī)裝配技術(shù)1主要內(nèi)容8.1 視頻硬件概述 8.2 顯示器8.3 視頻適配器 8.4 音頻硬件概述 8.5 音頻適配器 8.6 數(shù)字化音頻文件 8.1 視頻硬件概述視頻顯示已成為任何計(jì)算機(jī)“用戶界面”至為重要的一部分在CRT顯示器普遍使用之前，電傳打字機(jī)是計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口最初的CRT顯示只能顯示單色的文本PC視頻子系統(tǒng)由兩大部分組成：顯示器視頻適配器8.2.1 CRT顯示器陰極射線管（Cathode-Ray Tube，CRT）技術(shù)的原理：CRT包含了一個(gè)封裝在玻璃體內(nèi)的真空管，管的一端有一個(gè)電子槍，可以發(fā)出我們?cè)谄聊簧纤姷降募t、綠、藍(lán)三色電子束，從而組合成任意顏色，另一端

2、是涂磷的熒光屏。當(dāng)電子槍被加熱之后，就會(huì)發(fā)射高速的電子流，轟擊管的另一端。在傳輸路徑上，聚焦控制和偏轉(zhuǎn)線圈控制電子束打到熒光屏的特殊點(diǎn)上。磷光物質(zhì)受到撞擊后會(huì)發(fā)光，這些光就是在人們看電視或計(jì)算機(jī)屏幕時(shí)所顯示的。通常使用三層磷光物質(zhì)：紅色的、綠色的和藍(lán)色的。不同的電子束通過一個(gè)稱為蔭罩板（Shadow Mask）的金屬盤對(duì)齊方向，另外還有一些槽洞，能將紅、綠、藍(lán)色磷光電子分為三組（每種顏色為一組）。不同的蔭罩板會(huì)產(chǎn)生不同的圖像效果，三種電子間的距離則會(huì)影響圖像的亮暗8.2.1 CRT顯示器余輝表示光在屏幕上的停留時(shí)間電子束必須持續(xù)地掃描屏幕以保持圖像按照顯示器屏幕形狀大致可以分為球面平面直角柱面

3、純平面8.2.2 LCD顯示器LCD（Liquid Crystal Display，液晶顯示器）的技術(shù)原理：通過液晶對(duì)光波的偏轉(zhuǎn)作用來顯示圖像液晶是像液體一樣可以流動(dòng)的棒狀分子，可以使光線直接穿過；但是電位可以改變晶體的方向及通過它的光的方向。對(duì)于單色LCD，它的每個(gè)像素均有多個(gè)液晶單元來控制其灰度。而對(duì)于彩色LCD，每個(gè)像素均有自己的一組液晶單元（紅、綠和藍(lán)）LCD顯示器通常允許存在一定數(shù)量的亮點(diǎn)或暗點(diǎn) 2種基本的LCD面板：無源矩陣，最普遍的無源矩陣面板使用Supertwist numatic技術(shù)，并且具有彩色顯示功能，所以這些面板通常被稱為CSTN有源矩陣，通常使用薄膜晶體管設(shè)計(jì)，因此被

4、稱為TFT。有源矩陣面板的顯示圖象的效果與無源矩陣的相比更清晰、更分明、視角更大8.2.3 顯示器的技術(shù)參數(shù)尺寸是指屏幕對(duì)角線的長(zhǎng)度 同尺寸的LCD與CRT顯示器實(shí)際顯示面積不同分辯率是指顯示器所能提供的細(xì)節(jié)程度 CRT顯示器可以處理一定范圍內(nèi)的分辨率，LCD顯示器只有一個(gè)固定的分辨率 CRT顯示器在特定分辨率時(shí)建議的顯示器最小尺寸 同尺寸的LCD顯示器可以提供更高的分辯率分辨率 建議的最小尺寸640480 14英寸 800600 15英寸 1024768 17英寸 12801024或更高 21英寸 Page 7 of 108.2.3 顯示器的技術(shù)參數(shù)點(diǎn)距是CRT顯示器的重要參數(shù)，指三元組之間

5、的距離 點(diǎn)距大于0.28mm的CRT顯示器很難清晰地顯示文本和圖形 柵格顯像管的顯示器使用條紋間距代替點(diǎn)距 LCD顯示器的像素間距的意義類似于CRT的點(diǎn)距 ，但重要性不高8.2.3 顯示器的技術(shù)參數(shù)刷新率 是指屏幕顯示被刷新的速率，也就是垂直掃描頻率、場(chǎng)頻 超過72Hz就不會(huì)發(fā)生閃爍；標(biāo)準(zhǔn)的無閃爍刷新頻率為85Hz以上 顯示器刷新率必須與顯卡提供的刷新率匹配 如果設(shè)置的刷新率超過了顯示器所能接受的頻率，有可能將顯示器燒毀 DDC可以將顯示器支持的刷新頻率及其他信息傳送給操作系統(tǒng)LCD顯示器沒有刷新率指標(biāo) 水平掃描頻率是指顯示器每秒鐘的掃描線數(shù) ，也就是行頻水平掃描頻率=行數(shù)刷新率 帶寬可接受帶

6、寬水平像素垂直像素刷新頻率額外開銷（一般為1.5）是衡量CRT顯示器性能的重要的指標(biāo)之一 ，帶寬越高越好LCD顯示器不特別強(qiáng)調(diào)帶寬8.2.3 顯示器的技術(shù)參數(shù)隔行掃描與逐行掃描隔行模式下，掃描全部屏幕需分兩段完成首先掃描奇數(shù)行，然后掃描偶數(shù)行 LCD顯示器都是逐行掃描圖像的 亮度與對(duì)比度是LCD顯示器的重要指標(biāo)亮度單位為坎德拉平方米（cd/ m），也就是流明 最大亮度越大，所能適應(yīng)的環(huán)境范圍越大 對(duì)比度的定義是屏幕顯示圖象中最亮像素和最暗像素亮度的比值 對(duì)比度越大，表示輸出白色與黑色時(shí)越分明，也可以讓影像看起來有更生動(dòng)的立體感8.2.3 顯示器的技術(shù)參數(shù)響應(yīng)時(shí)間是指?jìng)€(gè)別像素由亮轉(zhuǎn)暗并由暗轉(zhuǎn)亮所

7、需的時(shí)間 是LCD顯示器的重要指標(biāo)LCD顯示器無法在全動(dòng)視頻領(lǐng)域與CRT相提并論顏色數(shù)LCD顯示器不及CRT顯示器可視角度指站在始于屏幕法線的某個(gè)角度時(shí)仍可清晰看見屏幕圖像所構(gòu)成的最大角度 LCD顯示器不及CRT顯示器8.2.3 顯示器的技術(shù)參數(shù)顯示接口類型 VGA DFP DVI-D DVI-I8.2.4 LCD與CRT的比較 LCD顯示器的優(yōu)勢(shì)顯示直接尋址，始終完美的校準(zhǔn)提供了高精度的圖像 低能耗，產(chǎn)熱少，使得LCD顯示器更節(jié)省費(fèi)用 幾乎不存在電磁VLF或ELF輻射 整個(gè)的LCD面積均為可視區(qū)域 重量輕 節(jié)省空間旋轉(zhuǎn)特性，設(shè)備可以旋轉(zhuǎn)90度 LCD顯示器需要注意的幾點(diǎn)：只有固定分辯率“像素

8、抖動(dòng)（pixel jitter）”或“像素漂移（pixel swim）”現(xiàn)象數(shù)字接口的LCD顯示器使用范圍受到限制 通常不能顯示和CRT一樣的亮度范圍 響應(yīng)速度沒有CRT快 8.2.5 顯示器的維護(hù) 使用屏幕保護(hù)程序使用電源管理特性對(duì)顯示器進(jìn)行電源管理確保顯示器兩邊、上方和后面通風(fēng)良好 應(yīng)當(dāng)保持顯示器和機(jī)殼的清潔定期消磁8.3 視頻適配器 提供了計(jì)算機(jī)和顯示器之間的接口負(fù)責(zé)傳輸在顯示器上表現(xiàn)為圖像的信號(hào)PC視頻技術(shù)的發(fā)展史：MDA（單色顯示適配器）HGC（彩色圖形接口板）CGA（彩色圖形適配器）EGA（增強(qiáng)型圖形適配器）VGA（視頻圖形陣列）SVGA（超級(jí)VGA）XGA（擴(kuò)展圖形陣列）UVGA

9、（Ultra VGA）除了VGA，上述大多作廢或術(shù)語不再使用8.3.1 VGA適配器8.3.2 視頻適配器的組成 包含以下基本組件：BIOS圖形處理器顯存數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）總線連接器驅(qū)動(dòng)程序8.4 音頻硬件概述 早期使用蜂鳴器目前的聲音硬件一般采用以下形式：集成在主板上的聲音芯片安裝在計(jì)算機(jī)總線槽中的PCI或ISA擴(kuò)展卡上的音頻適配器芯片組中集成8.5.1 相關(guān)概念 聲音的本質(zhì)通過壓縮空氣或其他物質(zhì)的振動(dòng)產(chǎn)生的兩個(gè)基本屬性是音調(diào)和強(qiáng)度 很少人可以聽到低于16Hz和高于20KHz的頻率 采樣是指將原始的模擬聲波轉(zhuǎn)換成數(shù)字（二進(jìn)制）信號(hào) 采樣速度（采樣頻率）越高，數(shù)字化聲音就越精確，保存數(shù)據(jù)的所

10、需磁盤空間就越大 8位音頻與16位音頻是指適配器使用8bit或16bit的數(shù)據(jù)來表示每個(gè)采樣值 ，也就是采樣位數(shù)8.5.2 音頻適配器的組成 8.5.3 音頻適配器的多聲道 音頻適配器可以分為雙聲道、四聲道、5.1聲道、6.1聲道和7.1聲道5.1聲道聲卡其實(shí)有六個(gè)聲道輸出，.1代表是超低音聲道 4.1音箱和2.1音箱中的.1超低音聲道是從各個(gè)聲道中提取8.5.4 音頻適配器質(zhì)量的評(píng)價(jià) 音頻適配器的質(zhì)量一般通過三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量：頻率響應(yīng)（或范圍）音頻系統(tǒng)可以記錄或播放的連續(xù)的和聽得到的頻率范圍范圍越廣，音頻適配器的質(zhì)量越好總諧波畸變衡量的是音頻適配器的線性度和頻率響應(yīng)曲線的線性畸變率越低，質(zhì)量

11、越好信噪比聲音信號(hào)強(qiáng)度與背景噪聲的比值數(shù)字越高（用分貝度量），聲音質(zhì)量越好8.6.1 聲音文件 聲音文件中包含波形數(shù)據(jù)，將模擬的聲音數(shù)字化三種常見的聲音文件分辯率部分聲卡支持48KHz（48000Hz，16位立體聲，188KB/s）標(biāo)準(zhǔn)甚至更高不同分辨率的聲音文件大小不同分辯率采樣頻率采樣位數(shù)聲道文件大小電話音質(zhì)11025Hz 8單聲道11KB/s廣播音質(zhì)22050Hz 8單聲道22KB/sCD音質(zhì)44100Hz 16雙聲道172KB/sPage 23 of 108.6.2 Web和音樂的音頻壓縮 音頻壓縮具有兩種用途：Web站點(diǎn)中可以使用音頻剪輯多數(shù)商業(yè)站點(diǎn)提供下載的音頻流支持Real Audio和Windows Media Audio