人機(jī)交互設(shè)備接口

人機(jī)交互設(shè)備接口第一頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日人機(jī)接口，又稱(chēng)輸入/輸出接口（I/O接口），是計(jì)算機(jī)和人機(jī)交互設(shè)備之間的交接界面，通過(guò)接口可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的信息交換。人機(jī)交互設(shè)備是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最基本的設(shè)備之一，是人和計(jì)算機(jī)之間建立聯(lián)系、交換信息的外部設(shè)備，常見(jiàn)的人機(jī)交互設(shè)備可分為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備兩類(lèi)。第二頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日1．輸入設(shè)備輸入設(shè)備是人向計(jì)算機(jī)輸入信息的設(shè)備。2．輸出設(shè)備輸出設(shè)備是直接向人提供計(jì)算機(jī)運(yùn)行結(jié)果的設(shè)備。第三頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日人機(jī)接口是計(jì)算機(jī)同人機(jī)交互設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)目刂齐娐?。接口中要分別傳送數(shù)據(jù)信息、命令信息和狀態(tài)信息，數(shù)據(jù)信息、命令信息和狀態(tài)信息都通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)來(lái)傳送。大多數(shù)計(jì)算機(jī)都把外設(shè)的狀態(tài)信息視為輸入數(shù)據(jù)，而把命令信息看成輸出數(shù)據(jù)，并在接口中分設(shè)各自相應(yīng)的寄存器，賦以不同的端口地址，各種信息分時(shí)地使用數(shù)據(jù)總線(xiàn)傳送到各自的寄存器中去。所謂串行接口和并行接口，是指外設(shè)和接口一側(cè)的傳送方式，而在主機(jī)和接口一側(cè)，數(shù)據(jù)總是并行傳送的。第四頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日10.1PC機(jī)與鍵盤(pán)的接口鍵盤(pán)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不可缺少的輸入設(shè)備，人們通過(guò)鍵盤(pán)上的按鍵直接向計(jì)算機(jī)輸入各種數(shù)據(jù)、命令及指令，從而使計(jì)算機(jī)完成不同的運(yùn)算及控制任務(wù)。1.鍵開(kāi)關(guān)與鍵盤(pán)類(lèi)型鍵盤(pán)上的每個(gè)按鍵起一個(gè)開(kāi)關(guān)的作用，故又稱(chēng)為鍵開(kāi)關(guān)。鍵開(kāi)關(guān)分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)。按照鍵碼的識(shí)別方法，鍵盤(pán)可分為兩大類(lèi)型：編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)。第五頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

1.鍵盤(pán)鍵盤(pán)由一組按陣列方式裝在一起的按鍵開(kāi)關(guān)組成，每按下一個(gè)鍵就相當(dāng)于接通了一個(gè)相應(yīng)的開(kāi)關(guān)電路，把該鍵的一個(gè)代碼通過(guò)接口送入計(jì)算機(jī)，于是計(jì)算機(jī)就根據(jù)鍵盤(pán)代碼執(zhí)行相應(yīng)的操作。目前微型計(jì)算機(jī)配置的鍵盤(pán)共有101個(gè)鍵，分4個(gè)區(qū)。1)主鍵盤(pán)區(qū)2)小鍵盤(pán)區(qū)3)功能鍵區(qū)4)編輯鍵區(qū)第六頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日小型鍵盤(pán)接口非編碼鍵盤(pán)常用的鍵盤(pán)掃描方法有逐行掃描法和行列掃描法。1．逐行掃描法圖10-1是采用逐行掃描識(shí)別鍵碼的8×8鍵盤(pán)矩陣，8位輸出端口和8位輸入端口都在鍵盤(pán)接口電路中，其中輸出端口的8條輸出線(xiàn)接鍵盤(pán)矩陣的行線(xiàn)（X0～X7），輸入端口的8條輸入線(xiàn)接鍵盤(pán)矩陣的列線(xiàn)（Y0～Y7）。通過(guò)執(zhí)行鍵盤(pán)掃描程序?qū)︽I盤(pán)矩陣進(jìn)行掃描，以識(shí)別被按鍵的行、列位置。第七頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日第八頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日鍵盤(pán)掃描程序處理的步驟如下：（1）查詢(xún)是否有鍵按下。（2）查詢(xún)已按下鍵的位置。（3）按行號(hào)和列號(hào)求鍵的位置碼，得到的行號(hào)和列號(hào)表示按下鍵的位置碼。第九頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日2．行列掃描法在掃描每一行時(shí)，讀列線(xiàn)，若讀得的結(jié)果為全“1”，說(shuō)明沒(méi)有鍵按下，即尚未掃描到閉合鍵；若某一列為低電平，說(shuō)明有鍵按下，而且行號(hào)和列號(hào)已經(jīng)確定。然后用同樣的方法，依次向列線(xiàn)掃描輸出，讀行線(xiàn)。如果兩次所得到的行號(hào)和列號(hào)分別相同，則鍵碼確定無(wú)疑，即得到閉合鍵的行列掃描碼。第十頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日.3微型機(jī)鍵盤(pán)及鍵盤(pán)接口1．鍵盤(pán)控制電路PC系列鍵盤(pán)一般由鍵盤(pán)矩陣和以單片機(jī)或?qū)Ｓ每刂破鳛楹诵牡逆I盤(pán)控制電路組成，被稱(chēng)為智能鍵盤(pán)。單片機(jī)通過(guò)執(zhí)行固化在ROM中的鍵盤(pán)管理和掃描程序，對(duì)鍵盤(pán)矩陣進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)、識(shí)別按下鍵的位置，形成與按鍵位置對(duì)應(yīng)的掃描碼，并以串行的方式送給微機(jī)主板上的鍵盤(pán)接口電路，供系統(tǒng)使用。第十一頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日2．鍵盤(pán)接口電路鍵盤(pán)接口電路一般在微機(jī)主板上，通過(guò)電纜與鍵盤(pán)連接，串行地接收鍵盤(pán)送來(lái)的掃描碼，或者向鍵盤(pán)發(fā)送命令，要求鍵盤(pán)完成一定的工作（比如自檢）。其功能主要有：（1）將串行接收鍵盤(pán)送來(lái)的接通掃描碼和斷開(kāi)掃描碼，轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)并暫存；（2）收到一個(gè)完整的掃描碼后，立即向主機(jī)發(fā)中斷請(qǐng)求；（3）主機(jī)中斷響應(yīng)后讀取掃描碼，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ASCII碼存入鍵盤(pán)緩沖區(qū)。對(duì)于控制鍵，設(shè)置相應(yīng)的狀態(tài)；（4）接收主機(jī)發(fā)來(lái)的命令，傳送給鍵盤(pán)，并等候鍵盤(pán)的響應(yīng)，自檢時(shí)用以判斷鍵盤(pán)的正確性。第十二頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日10.2顯示設(shè)備及接口按顯示原理可分為兩類(lèi)。一類(lèi)是主動(dòng)顯示器件，如CRT顯示器、發(fā)光二極管等，它們是在外加電信號(hào)作用下，依靠器件本身產(chǎn)生的光輻射進(jìn)行顯示的，因此也叫光發(fā)射器件。另一類(lèi)叫做被動(dòng)顯示器件，如液晶顯示器，這類(lèi)器件本身不發(fā)光，工作時(shí)需另設(shè)光源，在外加電信號(hào)的作用下，依靠材料本身的光學(xué)特性變化，使照射在它上面的光受到調(diào)制，因此這類(lèi)器件又叫光調(diào)制器件。第十三頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日1.顯示器表10.1常用顯示卡的主要指標(biāo)第十四頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日10.2.1CRT顯示器及接口顯示器輸出的內(nèi)容不能長(zhǎng)期保存，當(dāng)顯示器關(guān)機(jī)或顯示別的內(nèi)容時(shí)，原有內(nèi)容就消失了，所以顯示設(shè)備屬于軟拷貝輸出設(shè)備。1．CRT顯示器概述CRT顯示器由顯示適配器（顯示卡）和顯示器（監(jiān)視器）兩部分組成，顯示卡通常插在PC機(jī)的總線(xiàn)插槽上，也有的微機(jī)主板上集成有顯示卡電路。顯示卡到顯示器通過(guò)顯示專(zhuān)用接口連接。第十五頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日2．CRT顯示器的主要技術(shù)指標(biāo)（1）像素像素是構(gòu)成圖像的最基本單位，一般是光點(diǎn)，所以又稱(chēng)為像點(diǎn)。（2）分辨率分辨率指的是畫(huà)面的解析度，也就是一幅畫(huà)面由多少像素構(gòu)成。像素越多，分辨率越高，畫(huà)面也就越清晰。在字符顯示方式中，將一屏中可顯示的最多字符數(shù)稱(chēng)為分辨率。在圖形顯示方式中，將一屏中可顯示的像素點(diǎn)數(shù)稱(chēng)為分辨率。第十六頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日（3）點(diǎn)距點(diǎn)距（dotpitch）是指屏幕上兩個(gè)相鄰的同色熒光點(diǎn)之間的距離。點(diǎn)距越小，顯示的畫(huà)面就越精細(xì)，用顯示區(qū)域的寬和高分別除以點(diǎn)距，即得到顯示器在垂直和水平方向上最高可以顯示的點(diǎn)數(shù)（即極限分辨率）。（4）屏幕尺寸指屏幕對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度，一般有14、15、17、19、20、21英寸等。（5）場(chǎng)頻場(chǎng)頻是指每秒鐘屏幕刷新的次數(shù)，又稱(chēng)屏幕的垂直掃描頻率，以Hz（赫茲）為單位。第十七頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日（6）視頻帶寬視頻帶寬是指每秒鐘掃描過(guò)的總像素?cái)?shù)，以MHz（兆赫茲）為單位。視頻帶寬＝水平分辨率×垂直分辨率×場(chǎng)頻。（7）灰度級(jí)與顏色數(shù)像素具有明暗和色彩屬性。黑白圖像的明暗程度稱(chēng)為灰度，明暗變化的數(shù)量稱(chēng)為灰度級(jí)，所以在單色顯示器中，僅有灰度級(jí)指標(biāo)。彩色圖像是由多種顏色構(gòu)成的，不同的深淺也可算作不同的顏色，所以在彩色顯示器中能顯示的顏色種類(lèi)稱(chēng)為顏色數(shù)。第十八頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日3．CRT顯示原理（1）CRT顯示器的掃描方式CRT顯示器如同電視接收機(jī)一樣，普遍采用光柵掃描方式。在光柵掃描方式中，電子束在水平和垂直同步信號(hào)的控制下有規(guī)律地掃描整個(gè)屏幕。（2）顯示器的顯示模式顯示模式從功能上分為兩大類(lèi)：字符模式和圖形模式。第十九頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日（3）顯示緩沖區(qū)為了不斷提供刷新畫(huà)面的信號(hào)，必須把字符或圖形信息存儲(chǔ)在一個(gè)顯示緩沖區(qū)中，這個(gè)緩沖區(qū)又稱(chēng)為視頻存儲(chǔ)器（VRAM）。VRAM的容量由分辨率和灰度級(jí)決定，分辨率越高，灰度級(jí)越高，VRAM的容量就越大。字符模式的VRAM通常分成兩部分：字符代碼緩存和顯示屬性緩存。字符代碼緩存中存放著顯示字符的ASCII碼，每個(gè)字符占1個(gè)字節(jié)；顯示屬性緩存中存放著字符的顯示屬性，一般也占1個(gè)字節(jié)。第二十頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D形方式的顯示信息以二進(jìn)制的形式存儲(chǔ)在VRAM中，這些信息是圖形元素的矩陣數(shù)組，在最簡(jiǎn)單的情況下，只需要存儲(chǔ)兩值圖形，即用“0”表示黑色（暗點(diǎn)），用“1”表示白色（亮點(diǎn)）。用VRAM的1位表示1個(gè)點(diǎn)，所以VRAM的1個(gè)字節(jié)可以存放8個(gè)點(diǎn)。例如，一個(gè)CRT顯示器的分辨率為640×200，在無(wú)灰度級(jí)的單色顯示器中，只需要16KB的VRAM。在彩色顯示或單色多灰度顯示時(shí)，每個(gè)點(diǎn)需要若干位來(lái)表示。第二十一頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日4．字符顯示器的工作原理（1）字符顯示原理為了在掃描過(guò)程中能及時(shí)取出對(duì)應(yīng)位置所需顯示的字符代碼（ASCII碼），應(yīng)將這些字符代碼預(yù)先由主機(jī)送入VRAM中，屏幕上每個(gè)字符窗口對(duì)應(yīng)于VRAM中的一個(gè)字節(jié)單元。VRAM中存放的是字符的ASCII碼，不是點(diǎn)陣信息。若要顯示出字符的形狀，還要有字符發(fā)生器（字符庫(kù)）的支持。第二十二頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日顯示器的字符庫(kù)是用來(lái)存放各種字符的點(diǎn)陣字形輝亮數(shù)據(jù)的只讀存儲(chǔ)器。顯示時(shí)，從ROM中讀出有關(guān)的點(diǎn)陣信息送給CRT作為輝亮控制信號(hào)，以控制電子束的強(qiáng)弱，從而在屏幕上組成字符。顯示器的字符庫(kù)中存放的是字符的行點(diǎn)陣碼，字符庫(kù)的高位地址來(lái)自VRAM的ASCII碼，低位地址來(lái)自行計(jì)數(shù)器的輸出RA3～RA0（行掃描線(xiàn)序號(hào)）。第二十三頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日（2）VRAM的地址組織在字符顯示器中，屏幕上每個(gè)字符位置對(duì)應(yīng)VRAM中的一個(gè)字節(jié)，VRAM中各字節(jié)單元的地址隨著屏幕由左向右，自上而下的顯示順序從低向高安排。（3）字符顯示器的控制電路字符顯示器的定時(shí)控制電路的核心是點(diǎn)計(jì)數(shù)器、字計(jì)數(shù)器（水平地址計(jì)數(shù)器）、行計(jì)數(shù)器和排計(jì)數(shù)器（垂直地址計(jì)數(shù)器），由它們來(lái)控制顯示器的逐點(diǎn)、逐字、逐行、逐屏幕的刷新顯示。第二十四頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日5．圖形顯示器工作原理VRAM中存放著顯示的圖形點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，由于計(jì)算機(jī)只能以二進(jìn)制方式存放數(shù)據(jù)，每位只有兩種狀態(tài)（“0”或“1”）。對(duì)于單色顯示，VRAM中的每一位對(duì)應(yīng)畫(huà)面上的一個(gè)像素點(diǎn)，該位為“1”即表示畫(huà)面上的這一點(diǎn)是亮點(diǎn)。而對(duì)于彩色顯示（如16種顏色），就需要用VRAM中的4位來(lái)定義一種顏色。第二十五頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日10.2.2LCD顯示器LCD（LiquidCrystalDisplay）就是液晶顯示器。有四種基本的LCD選擇：無(wú)源陣列單色、無(wú)源陣列彩色、有源陣列模擬彩色和最新的有源陣列數(shù)字彩色。第二十六頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日2．LCD的技術(shù)指標(biāo)（1）速度結(jié)構(gòu)不同的LCD顯示器，其響應(yīng)輸入信號(hào)的速度差異很大，對(duì)于速度的要求取決于用途。（2）亮度高分辨率的顯示器已達(dá)到較高的亮度級(jí)，LCD的亮度取決于LCD的結(jié)構(gòu)和背景照明的類(lèi)型。（3）對(duì)比度對(duì)比度通常是指開(kāi)狀態(tài)像素與關(guān)狀態(tài)像素亮度的比率。（4）視角視角是指人們觀察顯示器的范圍，它用于垂直于顯示器平面的法向平面角度來(lái)度量。第二十七頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日10.2.3視頻顯示標(biāo)準(zhǔn)1．MDAMDA（MonochromeDisplayAdapter）屬于單色顯示適配器，是IBM最早研制的視頻顯示適配器。2．CGA在MDA推出的同時(shí)，IBM也推出了彩色圖形顯示適配器──CGA（ColorGraphicsAdapter）。3．EGA增強(qiáng)圖形顯示適配器──EGA（EnhancedGraphicsAdapter）是IBM公司推出的第二代圖形顯示適配器，它兼容了MDA和CGA的全部功能。第二十八頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日4．VGA視頻圖形陣列顯示適配器──VGA（VideoGraphicsArray）是IBM公司推出的第三代圖形顯示適配器，它兼容了MDA、CGA和EGA的全部功能。5．TVGATVGA是美國(guó)TridentMicrosysTems公司開(kāi)發(fā)的超級(jí)VGA（SVGA）標(biāo)準(zhǔn)，與VGA完全兼容。6．XGAXGA（ExtendedGraphicsArray）是IBM公司繼VGA之后推出的擴(kuò)展圖形顯示適配器。第二十九頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日10.2.4字母數(shù)字顯示器1．LED顯示器七段LED顯示器由七個(gè)發(fā)光段構(gòu)成，每段均是一個(gè)LED二極管。LED顯示器有共陽(yáng)極和共陰極兩種結(jié)構(gòu)。第三十頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日10.3多媒體計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)介10.3.1多媒體計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用

1.什么是多媒體機(jī)計(jì)算機(jī)多媒體是英文“Multimedia”一詞的譯文，其核心詞是媒體。在計(jì)算機(jī)學(xué)科中，“媒體”一詞主要有兩層含義，一種含義是指信息的物理載體，如穿孔卡片、磁盤(pán)片、磁帶、打印紙等；另一種含義是指信息的表現(xiàn)形式(或者說(shuō)傳播形式)，例如文字、聲音、圖像、動(dòng)畫(huà)等都是信息表現(xiàn)的媒體。多媒體計(jì)算機(jī)中所說(shuō)的媒體，是指后者而言，即計(jì)算不僅能處理文字、數(shù)據(jù)之類(lèi)的信息媒體，而且還能處理聲音、圖形、電視圖像等其他各種不同形式的信息媒體。第三十一頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日2.多媒體計(jì)算機(jī)的組成1)多媒體計(jì)算機(jī)的硬件圖10.2多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)的硬件組成第三十二頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

多媒體計(jì)算機(jī)產(chǎn)品目前主要有兩種：多媒體工作站和多媒體PC機(jī)。其硬件的指標(biāo)為：

·80386SX以上的處理器，主頻≥16MHz，2MB以上內(nèi)存；·30MB以上的硬盤(pán)(越大越好)；

·VGA顯示器(16色，最好256色)；

·聲音卡(8位以上的AD/DA量化精度，11.025kHz以上的采樣頻率，帶有MIDI音樂(lè)合成器，占用CPU開(kāi)銷(xiāo)≤20%)；

·CD-ROM驅(qū)動(dòng)器(平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間≤1s,數(shù)據(jù)傳輸速率≥150KB/s,占用CPU開(kāi)銷(xiāo)≤40%，可播放數(shù)字音響)。第三十三頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

·中央處理器應(yīng)高于25MHz的486SX，內(nèi)存≥4MB;

·160MB以上的硬盤(pán)；

·VGA顯示器(640×480,65536色)；

·聲音卡(16位的量化精度，44.1kHz采樣頻率，帶有8音符復(fù)音的MIDI音樂(lè)合成器，支持CD-ROMXA聲頻功能，支持IMA推薦的ADPCM算法)；

·CD-ROM驅(qū)動(dòng)器(平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間為0.4s,數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)300KB/s，符合CD-ROMXA規(guī)范)。

·視頻處理功能：在40%CPU帶寬的情況下每秒可傳輸12M像素。第三十四頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日2)多媒體計(jì)算機(jī)的軟件圖10.3多媒體計(jì)算機(jī)軟件環(huán)境第三十五頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日3.多媒體計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與前景多媒體計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域有5個(gè)，它們是：工作領(lǐng)域。(2)信息領(lǐng)域。(3)教育領(lǐng)域。(4)創(chuàng)作領(lǐng)域。(5)娛樂(lè)領(lǐng)域。第三十六頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日10.3.2多媒體信息的存儲(chǔ)載體——CD-ROM

1.多媒體信息的光存儲(chǔ)技術(shù)光盤(pán)在解決計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量問(wèn)題上，是一次突破，為信息技術(shù)帶來(lái)一場(chǎng)革新。和磁盤(pán)相比，光盤(pán)的主要優(yōu)越性有：

(1)存儲(chǔ)信息量大。

(2)記錄介質(zhì)磨損小，受環(huán)境污染的影響小。

(3)存取速度快。

(4)光盤(pán)將文、圖、聲、像融為一體，是全新的多媒體交互式信息載體，它對(duì)周?chē)澜绲挠涗浥c再現(xiàn)更加接近我們的直接感受。

(5)單位成本低。第三十七頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D10.4CD-ROM工作原理第三十八頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

2.CD-ROM驅(qū)動(dòng)器的性能規(guī)格

(1)容量。所有CD-ROM光盤(pán)容量都是相同的，根據(jù)其模式的不同，容量可以是500多兆字節(jié)或600多兆字節(jié)兩種。由于盤(pán)上有些區(qū)域不一定使用，再加之容量的計(jì)算方法及單位不同，因此不同產(chǎn)品資料關(guān)于容量的數(shù)據(jù)并不完全一致。

(2)數(shù)據(jù)傳送速率。每秒153KB。雙倍速率驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳送速率為306KB/s，更高速率的驅(qū)動(dòng)器也已研制開(kāi)發(fā)成功。

(3)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間。平均為500ms，最大為1000ms。第三十九頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

(4)誤碼率。一般為1/1012~1/1016。采用復(fù)雜的糾錯(cuò)編碼可以使誤碼率降低。

(5)音頻輸出。CD-ROM驅(qū)動(dòng)器一般都有音頻輸出，以便播放激光唱片。音頻輸出信號(hào)一方面送到聲音卡進(jìn)行處理，同時(shí)在面板上裝有耳機(jī)插孔以便監(jiān)聽(tīng)。

(6)體積。與5.25英寸的半高軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器外形尺寸相同(41mm×146mm×206mm)。

(7)接口。CD-ROM驅(qū)動(dòng)器允許選擇PC總線(xiàn)或SCSI接口?？刂破骺梢杂脝为?dú)的一塊插卡，或者組合在聲音卡上以便節(jié)省一個(gè)總線(xiàn)插槽。第四十頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日10.3.3多媒體計(jì)算機(jī)的聲音信息處理

1.數(shù)字化聲音信息的獲取多媒體計(jì)算機(jī)中發(fā)出的聲音有兩種來(lái)源。一種是獲取法，即利用聲音獲取硬件將指定的聲音源所發(fā)出的聲音轉(zhuǎn)換成數(shù)字方式并經(jīng)過(guò)編碼后保存下來(lái)(生成聲音波形文件*.WAV)，輸出時(shí)再進(jìn)行解碼和數(shù)模轉(zhuǎn)換，還原成為原來(lái)的聲音波形。另一種是合成法，計(jì)算機(jī)通過(guò)一種專(zhuān)門(mén)定義的語(yǔ)言(MIDI文件*.MID中的MIDI消息)去驅(qū)動(dòng)一些預(yù)制的語(yǔ)言或音樂(lè)的合成器，借助于合成器將數(shù)字聲音信號(hào)還原成相應(yīng)的語(yǔ)言或音樂(lè)。第四十一頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

1)聲音波形文件的生成采樣過(guò)程中直接影響聲音質(zhì)量的3個(gè)因素是：

·

采樣頻率。多媒體計(jì)算機(jī)中3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的采樣頻率是44.1kHz、22.05kHz和11.025kHz。頻率越高，音質(zhì)越好。

·

量化精度。多媒體計(jì)算機(jī)中聲音采樣量化精度有8位和16位兩種，與A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)相同。位數(shù)越多，對(duì)聲音的分辨率越高。

·

采樣的通道數(shù)。通常分單聲道和立體聲兩種。通道數(shù)越多，包含的信息量越大，聲音越豐滿(mǎn)，真實(shí)感越強(qiáng)。第四十二頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

2)MIDI文件的生成

MIDI是樂(lè)器數(shù)字接口(MusicalInstrumentDigitalInterface)的縮寫(xiě)，它規(guī)定了電子樂(lè)器與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行連接的電纜與硬件方面的標(biāo)準(zhǔn)，以及電子樂(lè)器之間、電子樂(lè)器與計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)的通信協(xié)議。

MIDI聲音與波形聲音完全不同，它不是把音樂(lè)聲音的波形進(jìn)行采樣、量化和編碼，而是將電子樂(lè)器鍵盤(pán)的彈奏過(guò)程記錄下來(lái)。例如按了哪一個(gè)鍵，力有多大，時(shí)間有多長(zhǎng)等，這實(shí)際上就是樂(lè)譜的一種數(shù)字式描述，這種描述稱(chēng)之為MIDI消息。當(dāng)需要再次播放這首樂(lè)曲時(shí)，只需要從相應(yīng)的MIDI文件中讀出MIDI消息，傳送給合成器生成所需要的樂(lè)器聲音波形，經(jīng)過(guò)放大后由揚(yáng)聲器輸出。第四十三頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

3)CD唱片多媒體計(jì)算機(jī)的CD-ROM驅(qū)動(dòng)器可以播放CD唱片。CD唱片中的聲音信息可以來(lái)自于波形聲音，也可以來(lái)自于波形聲音與MIDI聲音的合成，并且是以專(zhuān)用的數(shù)字聲音格式CD-DA(CompactDiscDigitalAudio)存儲(chǔ)的。第四十四頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

2.聲音卡為了處理各種類(lèi)型的數(shù)字化聲音信息，多媒體計(jì)算機(jī)中都包含有一個(gè)聲音處理硬件。在多媒體PC機(jī)中，它們大都以插卡的形式做成獨(dú)立的產(chǎn)品，俗稱(chēng)“聲音卡”。聲音卡都有能對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化后生成波形文件的功能，一般也都有MIDI接口。高檔聲音卡上還有專(zhuān)用芯片DSP和ASP。DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)的功能是負(fù)責(zé)聲音的數(shù)字轉(zhuǎn)換、處理及命令的分配。ASP(高級(jí)信號(hào)處理器)負(fù)責(zé)執(zhí)行波形聲音信息的數(shù)字處理，進(jìn)行實(shí)時(shí)的高質(zhì)量的聲音壓縮及還原運(yùn)算。它們大大減輕了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算量，提高了聲音處理的速度。第四十五頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日聲音卡本身帶有許多軟件及工具，按功能分類(lèi)，有聲音卡操作、語(yǔ)音合成、聲音編輯及處理、樂(lè)器模擬器4類(lèi)。目前市場(chǎng)上各種聲音卡品種很多，性能不同，選購(gòu)時(shí)除考慮價(jià)格外，還必須注意下列兩點(diǎn)：

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音質(zhì)。音質(zhì)的好壞，從直觀感覺(jué)，聲音是否悅耳、清晰。專(zhuān)業(yè)級(jí)聲音卡采樣頻率44.1kHz,16位雙聲道。音質(zhì)還取決于A/D、D/A以及濾波器等技術(shù)指標(biāo)。

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兼容性。標(biāo)準(zhǔn)界面的兼容一直是計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的重要內(nèi)容。產(chǎn)品過(guò)于獨(dú)特，必然導(dǎo)致支持軟件不足，用戶(hù)開(kāi)發(fā)困難。除購(gòu)置卡時(shí)所帶的軟件外，還要看后備所能提供的軟件數(shù)量以及各種兼容卡的應(yīng)用軟件。第四十六頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日10.3.4多媒體計(jì)算機(jī)的視頻信息處理

1.數(shù)字圖像基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)中的圖像是數(shù)字化的，通常有幾何圖形方法和位圖圖像法兩種描述方法。圖形法是用一組命令來(lái)描述生成圖形的過(guò)程和有關(guān)參數(shù)，主要用于工程制圖、廣告設(shè)計(jì)、裝潢圖案、地圖等領(lǐng)域。其優(yōu)點(diǎn)是可以分別處理圖上的各個(gè)物體，可以在屏幕上移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、扭曲而不失真，不同的物體還可在屏幕上重疊并保持各自的特點(diǎn)，必要時(shí)仍可以分開(kāi)。圖形法的缺點(diǎn)是處理比較復(fù)雜的圖形很煩瑣。位圖圖像法則是描述畫(huà)面中每一個(gè)像素的亮度、顏色等有關(guān)參數(shù)，適合表現(xiàn)包含大量細(xì)節(jié)(如明暗、顏色變化等)的類(lèi)似于照片繪畫(huà)之類(lèi)的畫(huà)面。第四十七頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日采用圖像法進(jìn)行描述的數(shù)字圖像有以下主要的參數(shù)：

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圖像尺寸。指圖像的大小，即水平方向上與垂直方向上所包含的像素個(gè)數(shù)。

·

圖像深度。圖像深度是指表示每個(gè)圖像的最大顏色數(shù)。單色圖像的深度為1位，4位可代表16色，8位可代表256色。如果深度為24位，顏色的數(shù)目就達(dá)224=1677萬(wàn)多種，稱(chēng)之為真彩色。

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圖像數(shù)據(jù)容量。一幅圖像數(shù)據(jù)容量可按下式進(jìn)行計(jì)算(以字節(jié)為單位)：圖像數(shù)據(jù)容量=圖像寬度×圖像高度×圖像深度/8

多媒體計(jì)算機(jī)中涉及多媒體應(yīng)用時(shí)大多采用的是圖像法描述的圖像。第四十八頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

2.多媒體計(jì)算機(jī)的圖像來(lái)源

(1)直接購(gòu)置數(shù)字化的圖像。可以存儲(chǔ)在CD-ROM光盤(pán)、磁盤(pán)和磁帶上。

(2)通過(guò)計(jì)算機(jī)和專(zhuān)門(mén)軟件創(chuàng)作所需要的圖像。

(3)用掃描儀將照片或藝術(shù)作品掃描后得到數(shù)字圖像。

(4)利用電視攝像機(jī)、錄放機(jī)等視頻設(shè)備來(lái)捕獲圖像。第四十九頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

3.圖像的采集和存儲(chǔ)輸入多媒體計(jì)算機(jī)的圖像可分為靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像。靜態(tài)圖像輸入不用過(guò)多地考慮輸入速度問(wèn)題，只需考慮分辨率、彩色精度和數(shù)字化后的數(shù)據(jù)量。對(duì)于動(dòng)態(tài)圖像，則還要著重考慮圖像的數(shù)字化速度和輸入計(jì)算機(jī)中的速度。對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的輸入(來(lái)自于視頻設(shè)備)，往往需要專(zhuān)用的視頻捕捉卡。視頻捕捉卡的處理速度必須與視頻信號(hào)匹配。視頻信號(hào)的制式有許多種，對(duì)PAL制式的電視信號(hào)要求(1/25)秒完成1幀畫(huà)面的數(shù)字化和輸入，對(duì)NTSC制式的電視信號(hào)則要求(1/30)秒完成1幀畫(huà)面的數(shù)字化和輸入。第五十頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日數(shù)字化的圖像產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，尤其是動(dòng)態(tài)圖像，數(shù)字化后的數(shù)據(jù)量大得驚人，這給計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)圖像帶來(lái)了困難，而且對(duì)圖像的顯示、傳輸速度等都帶來(lái)了更高的要求。盡管光存儲(chǔ)技術(shù)已使計(jì)算機(jī)外存容量激增，但與圖像數(shù)據(jù)量相比，存儲(chǔ)容量仍相差甚遠(yuǎn)。例如，以512×512的分辨率和24位彩色精度量化動(dòng)態(tài)電視畫(huà)面，每分鐘PAL制式的電視圖像產(chǎn)生的數(shù)據(jù)約為1200MB，即使光盤(pán)容量為600MB，一片光盤(pán)也只能存儲(chǔ)半分鐘的電視節(jié)目，顯然壓縮是必要的；如果要求達(dá)到每秒25幀的全動(dòng)態(tài)顯示要求，光盤(pán)的數(shù)據(jù)讀出速率必須達(dá)到20MB/s，以目前CD-ROM驅(qū)動(dòng)器的指標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)為150KB/s)而言，圖像數(shù)據(jù)必須壓縮才能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。第五十一頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D像數(shù)據(jù)的壓縮是完全可行的。圖像數(shù)據(jù)有很大的冗余度，特別是視頻圖像中相鄰兩幅畫(huà)面之間一般有很大的相關(guān)性。多媒體計(jì)算機(jī)中常用的圖像壓縮方法有兩類(lèi)：

(1)無(wú)失真壓縮方法：如預(yù)測(cè)編碼、哈夫曼編碼、二進(jìn)制算術(shù)編碼、游程長(zhǎng)度編碼等。

(2)有失真壓縮方法：如離散余弦變換、離散K-L變換等。大多數(shù)常用的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，總是上述兩類(lèi)方法的混合使用，例如靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG和動(dòng)態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG等。第五十二頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

4.視頻卡數(shù)字視頻信息捕捉卡(VideoGrabber)是向多媒體計(jì)算機(jī)輸入視頻信息不可缺少的一個(gè)硬件。以PC機(jī)常用的視頻信息捕捉卡為例，其主要性能指標(biāo)為：

·

可支持3個(gè)視頻信號(hào)，從中選擇其一進(jìn)行輸入；

·PAL/NTSC/SECAM等制式可選；

·

可在VGA顯示器上的一個(gè)可移動(dòng)、可改變大小的窗口中實(shí)時(shí)播放接受到的視頻信號(hào)；

·

可以在視頻圖像畫(huà)面上疊加計(jì)算機(jī)生成的文字與圖形；

·

可調(diào)節(jié)視頻圖像的色調(diào)、飽和度、亮度及對(duì)比度；

·

可隨時(shí)定格(凍結(jié))正在播放的視頻圖像，并選擇某種文件格式(如Targa、BMP、MMP、TIF等)進(jìn)行存儲(chǔ)；

·提供聲音輸入輸出，可輸入和播放電視伴音。第五十三頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日與數(shù)字視頻捕捉卡配套使用的還有下列兩種產(chǎn)品：

·

電視調(diào)諧卡(TVTurner)。它與相應(yīng)的軟件配合，可以在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)現(xiàn)電視頻道的選擇，預(yù)置電視頻道或有線(xiàn)頻道，進(jìn)行音量、音色、音調(diào)的控制及色度、亮度、對(duì)比度的調(diào)節(jié)。一般可以兼容NTSC/PAL兩種制式，頻道數(shù)目多達(dá)幾十個(gè)甚至上百個(gè)，其輸出是標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)，可與視頻捕捉卡配合使用，以捕獲來(lái)自天線(xiàn)的視頻信號(hào)。第五十四頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日

·

電視編碼卡(TVCoder)。此類(lèi)產(chǎn)品很多，它用于將PC機(jī)上生成的文字、圖形、動(dòng)畫(huà)等轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)，輸出到普通的電視機(jī)或錄像機(jī)上進(jìn)行播放。多媒體PC機(jī)上的電視編碼卡要求能支持標(biāo)準(zhǔn)的VGA顯示方式及SVGA的640×480×256色的顯示方式。它還應(yīng)支持NTSC/PAL兩種制式，其輸出信號(hào)有復(fù)合視頻信號(hào)、S-Video信號(hào)可選，以利于連接不同的設(shè)備。與TVCoder配套的控制軟件則可讓用戶(hù)選擇視頻的標(biāo)準(zhǔn)，控制輸出信號(hào)的色彩、亮度及進(jìn)行某些特技處理。第五十五頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日10.4其它輸入設(shè)備及接口計(jì)算機(jī)系統(tǒng)常用的輸入設(shè)備除鍵盤(pán)外，還有鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀等。鍵盤(pán)輸入的是字符和數(shù)字信息；鼠標(biāo)主要輸入矢量信息和坐標(biāo)數(shù)據(jù)；而掃描儀主要輸入圖形、圖像信息。第五十六頁(yè)，共六十六頁(yè)，2022年，8月28日.1鼠標(biāo)器鼠標(biāo)器是控制顯示器光標(biāo)移動(dòng)的輸入設(shè)備，由于它能在屏幕上實(shí)現(xiàn)快速精確的光標(biāo)定位，可用于屏幕編輯、選擇菜