多媒體硬件環(huán)境第四章

多媒體硬件環(huán)境第四章4.1光存儲(chǔ)設(shè)備4.1光存儲(chǔ)設(shè)備光盤存儲(chǔ)技術(shù)是采用磁存儲(chǔ)以來最重要的新型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，它具有下面的一些優(yōu)勢：記錄密度高：107~108位/CM2是目前磁盤的上百倍。存儲(chǔ)容量大：標(biāo)準(zhǔn)的CD-ROM容量為650M，可存20萬頁的16開本的文本信息資料。采用非接觸方式讀寫信息：盤面沒有磨損能自由地更換光盤信息保存時(shí)間長：30年以上不同平臺(tái)可以互換快速的檢索方式多種媒體融合：可存文、圖、聲等媒體價(jià)格低廉4.1光存儲(chǔ)設(shè)備光存儲(chǔ)技術(shù)原理改變一個(gè)存儲(chǔ)單元的性質(zhì),使其性質(zhì)的變化反映出被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù);識(shí)別這種性質(zhì)的變化,就可以讀出存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。光存儲(chǔ)單元的性質(zhì),例如反射率、反射光極化方向等均可以改變,它們對(duì)應(yīng)著存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)0(不變)、1(改變),光電檢測器能夠通過檢測出光強(qiáng)和光極性的變化來識(shí)別信息。高能量激光束可以聚焦成約1微米的光斑,因此光存儲(chǔ)技術(shù)比其它存儲(chǔ)技術(shù)有更高的容量。4.1.1光存儲(chǔ)的類型只讀型光存儲(chǔ)系統(tǒng)只讀型光盤包括LV和CD-ROM等。CD-ROM（CompactDisc-ReadOnlyMemory）只讀式壓縮光盤，其技術(shù)來源于激光唱盤，形狀也類似于激光唱盤，能夠存儲(chǔ)650MB左右的數(shù)據(jù)。用戶只能從CD-ROM讀取信息，而不能往盤上寫信息。一次寫型光存儲(chǔ)系統(tǒng)一次寫（WORM）光存儲(chǔ)系統(tǒng)可一次寫入，任意多次讀出。與CD-ROM相比，它具有由用戶自己確定記錄內(nèi)容的優(yōu)點(diǎn)。可重寫型光存儲(chǔ)系統(tǒng)可重寫光盤（E-R/W，Rewritable或Erasable）像硬盤一樣可任意讀寫數(shù)據(jù)。磁光型（MagneticOptical，簡稱MO）相變型（PhaseChange，簡稱PC）兩種形式。4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD光盤上記錄的信息最小單元是比特（bit）。在聚碳酸脂材料上用凹痕和凸痕的形式記錄二進(jìn)制“0”和“1”，然后覆上一層薄鋁反射層，最后再覆上一層透明膠膜保護(hù)層，并在保護(hù)層的一面印上標(biāo)記。我們通常稱光盤的兩面分別為數(shù)據(jù)面和標(biāo)記面。目前通常用的光盤直徑為12cm，厚度約為1mm，中心孔直徑為15mm，重約14--18g。CD-ROM盤片的物理層次4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-ROM光盤制作過程(1)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備(2)主盤制作(3)復(fù)制光盤CD光盤主要分為五層，其中包括基板、記錄層、反射層、保護(hù)層、印刷層CD-ROM光盤制作過程4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-ROM驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)造光頭旋轉(zhuǎn)馬達(dá)聚焦、道跟蹤和定位伺服EFM解調(diào)器去交插和內(nèi)插CLV控制CIRC錯(cuò)誤校正RAM同步檢測器反變頻器RAM控制器RAM錯(cuò)誤校正和系統(tǒng)管理系統(tǒng)控制接口主機(jī)CD-ROM盤數(shù)字信號(hào)處理反變頻及驅(qū)動(dòng)控制4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)光頭：光頭（opticalpickup）是CD-ROM驅(qū)動(dòng)器的關(guān)鍵部件。聚焦伺服：為使激光束的聚點(diǎn)落在光盤的信息面上，CD-ROM驅(qū)動(dòng)器采用自動(dòng)聚焦伺服系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。道跟蹤伺服：為了確保聚焦光束能沿著道間距為1.6um、凹坑寬為0.5um左右的螺旋形光道正確讀出信息，CD-ROM采用徑向光道跟蹤技術(shù)，以克服光盤可能多達(dá)300um的偏心，使道跟蹤精度達(dá)到0.1um。聚焦司服：4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CLV伺服：由于CD-ROM盤要以恒定線速度（CLV）旋轉(zhuǎn)，這就意味著，驅(qū)動(dòng)光盤旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的速度要隨光頭所處的位置而變化。EFM解調(diào)：從聚焦司服系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)是經(jīng)過EFM調(diào)制后的信號(hào)，EFM解調(diào)過程是EFM調(diào)制過程的逆過程。錯(cuò)誤檢測和校正處理一級(jí)是CIRC另一級(jí)是ECC4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)是如何從光盤上讀取的凸區(qū)和凹坑數(shù)據(jù)位和通道位凸區(qū)和凹坑的長度最小的凹坑數(shù)據(jù)是如何讀取的EFM編碼通道合并位4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)凸區(qū)和凹坑InsideaCDisaflatlightreflectinglayercalled"land".Onthelandaremany"pits"writteninaspiral-shapedtrack.Fromthereadlaserspointofview,thetrackspiralgoesoutwardswhenthediskrotatescounter-clockwise.Thespiralhasapitchof1600nmPitsare"bumps"really,fromthereadlaserspointofview,becausethemasterdiscwithpitsisduplicatednegatively,turningthepitsintobumps.Pitshavethesamelightreflectingsurfaceastheland,butpitsreflecttheread-laser'slightinadiffuseandinterferingwayandthuslookrelativelydarkcomparedtothelandareas.凸區(qū)和凹坑4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)位和通道位Itisnotsimplysothatalandisa"1"databit,andapitisa"0"databit.Adatabitisa"1"or"0"fromtheoriginaldata,butonaCDtherearenodata-bitsbutchannel-bits.AchannelbitisthesmallesttimeunitusedonaCD:1/4,321,800sec.a"1"channelbit=atimewithchangefromlandtopit,orfrompittoland.a"0"channelbit=atimewhenthereisnochange.Also;databytes(8databit)areconvertedinto14channelbitcodewithEFM(Eight-to-Fourteen-Modulation),and"glued"with3MergingChannelbitsbeforewrittenonthedisk.Channelbitlengthiscomputedjustbydividingthespeedbythebitrate.Forexle:1.2m/sec/4321800channelbit/sec=277.662nm通道位4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)凸區(qū)和凹坑的長度Pit&LandLenghtvariesalittledependingonhowfastthediskturnswhilerecording.*Theactualrecordingvelocitycanbebetween1.2and1.4m/s,solongasit'sconstant.*Sincethechannelbitrateisheldconstant(4321800channelbit/sec=75blocks/sec*98frames/block*588channelbits/frame.),thenthedensityofthebitsmustvarywithrecordingvelocity.Inotherwords,those4321800channelbitsthatencode1secondofaudiocouldbestoredinaslittleas1.2linearmetersorasmuchas1.4linearmeters.4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)通道位的長度及其9種表示3563nm972nm324nm1.4m/sec3309nm902nm301nm1.3m/sec3054nm833nm278nm1.2m/sec11Tsize3TsizeChannelbitsizeVelocity1001100011000011000001100000011000000011000000001最小的凹坑數(shù)據(jù)是如何讀取的4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)EFM編碼（Eight-to-Fourteen-Modulation

）普通光盤凹痕寬約0.5μm，凹痕最小長度約0.83μm，光道間距約1.6μm。每張光盤大約包含8億個(gè)凹痕，可容納高達(dá)680MB的數(shù)據(jù)量，因此光盤的容量很大。為了提高讀出數(shù)據(jù)的可靠性，減少誤差，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)利用EFM（EighttoFourteenModulation）編碼，即一個(gè)字節(jié)8bit數(shù)據(jù)編碼為14bit光軌道位，0000000000000001

具體的變換關(guān)系可查閱EFM表4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)通道合并位在光軌道位之間插入3bit的合并位，確?！?”碼間至少有2個(gè)“0”碼；但最多有10個(gè)“0”碼?？赡艿?種合并位000,001,010和100如何將“Nerd”寫入CDASCII碼–十進(jìn)制–二進(jìn)制–EFM碼

EFM碼+通道合并位:

(14通道位/字節(jié)+3合并位/EFM碼)

4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD盤的結(jié)構(gòu)4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)光盤發(fā)展簡介1976年，PHILIPS發(fā)表光存儲(chǔ)介質(zhì)，1978年SONY發(fā)表影碟機(jī)（VideoDiscPlayer）,1979年，PHILIPS發(fā)表激光唱機(jī)（CompactDiskPlayer）CD-DA：1981年制定紅皮書（RedBook）激光數(shù)字音頻光盤規(guī)范CD-ROM：1985年制定黃皮書（YellowBook）經(jīng)修正1988成為ISO9600，1991年又推出ISO9600IICD-G（Graphic）：1985出現(xiàn)，遵循紅皮書，可以存儲(chǔ)靜止畫面。利用一個(gè)與主音軌平行的子碼（SUBCODE）軌道，存儲(chǔ)一些簡單的圖形、文字（如詩歌）等數(shù)據(jù)，可以用于卡拉OKCD-V（Video）：放在影碟機(jī)上使用，視頻信號(hào)可以輸出到電視機(jī)上。1992年由PHILIPS及SONY、JVC遵循黃皮書而制定。MPEG壓縮算法。4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-WORM（WriteOnceReadMany）：1985年制定的藍(lán)皮書規(guī)范，由于兼容性不好，很少使用。CD-I（Interactive）1987年制定的綠皮書規(guī)范，用于CD-I系統(tǒng)中。CD-ROMXA（ExtendedArchitecture）：1988年三家（PHILIPS、SONY，MICROSOFT）制定的CD-ROM擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。1991年又制定了CD-ROMXAII規(guī)范，它對(duì)應(yīng)于ISO9660-II。CD-R（Recorder）：1987年制定的OrangeBook規(guī)范，新的可記錄式CD，可以多次在CD空余部分寫入數(shù)據(jù)。Photo-CD：影片光盤，1991年P(guān)HILIPS與KODAK對(duì)外發(fā)布的概念，1992年制定了白皮書。4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)DTSCD：DTS音軌的音頻Audio-CD，只是DTSCD中紀(jì)錄的實(shí)際內(nèi)容并不是普通CD的PCM采樣信號(hào)，而是DTS編碼的音軌信號(hào)。DTSCD，需專用解碼芯片。但現(xiàn)在市面上幾乎所有的DVD機(jī)都支持DTS，傳統(tǒng)的CD機(jī)不能放，放的時(shí)候只有沙沙沙的聲音。DVDHDCD：普通CD機(jī)可以播放HDCD碟片，理論上比播放普通CD音質(zhì)要好XRCD(完美的16位)：普通CD機(jī)可以播放XRCD碟片。但你從網(wǎng)上BT下來的XRCD沒有真正的XRCD效果。SACD：CD機(jī)可以播放SACD，讀CD層上的信息，還原出CD品質(zhì)的聲音。原CD片也可以放入SACD播放機(jī)中播放，像DVD播放CD一樣，放出的也是CD品質(zhì)的聲音。但要享受真正SACD的魅力需要購買帶SACD的CD機(jī)4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-DA規(guī)范CD家族成員是逐步產(chǎn)生的。后來成員的標(biāo)準(zhǔn)是在已有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的需要發(fā)展起來的，其硬件結(jié)構(gòu)都相同。不同標(biāo)準(zhǔn)之間的主要區(qū)別在于用戶數(shù)據(jù)在盤上的預(yù)定（初始化）及管理方法。紅皮書制定了激光數(shù)字音頻光盤的規(guī)范。CD家族的所有產(chǎn)品都是建立在紅皮書之上的。物理格式：直徑為120mm（43/4英寸），內(nèi)徑15mm，厚度1.2mm，重量14克。采用CLV（ConstantLinearVelocity）伺服方式，逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)沿著一條螺旋線光道存放，光道從內(nèi)圈開始到外圈等長地分段，每一個(gè)段稱為一個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)中存放相同的數(shù)據(jù)量。4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)在光道上，每一個(gè)數(shù)據(jù)塊都有一個(gè)特定的地址標(biāo)記。塊的編址單位是“分”、“秒”和“扇區(qū)”。1“分”等于60“秒”，1秒等于75“扇區(qū)”例如：光道中第10000個(gè)扇區(qū)的地址為：

2“分”13“秒”25“扇區(qū)”光盤上光道的總長度為74“分”，即可存74分鐘的高質(zhì)量的非壓縮的音頻信號(hào)。聲音信號(hào)經(jīng)變換成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后對(duì)其進(jìn)行編碼。所謂編碼，就是在有用數(shù)據(jù)中根據(jù)一定的算法加入一定的糾錯(cuò)數(shù)據(jù)、同步數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)回放時(shí)，可以根據(jù)所記錄的糾錯(cuò)數(shù)據(jù)判別讀出的聲音數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，如在一定范圍內(nèi)有錯(cuò)，可加以糾正。4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-DA采用差錯(cuò)校驗(yàn)碼CIRC糾錯(cuò)，可用來檢測和糾正因CD表面的劃傷或灰塵產(chǎn)生的差錯(cuò)。CD-DA定義每24字節(jié)（Byte）雙聲道音頻數(shù)據(jù)為一幀，對(duì)每一幀數(shù)據(jù)編碼后要形成幀同步碼、子碼（用于控制和顯示）及糾錯(cuò)碼如下所示：幀同步子碼音頻數(shù)據(jù)Q校驗(yàn)音頻數(shù)據(jù)P校驗(yàn)(左聲道)(右聲道).24b+3b1124124編碼后的數(shù)據(jù)再經(jīng)調(diào)制編碼，轉(zhuǎn)換通道碼以確定光盤上凹痕和凸痕的長度。定義98個(gè)音頻數(shù)據(jù)幀為一個(gè)扇區(qū)。因此每個(gè)扇區(qū)所含音頻數(shù)據(jù)量為98×24（Byte）＝2352（Byte）這也稱紅皮書（RedBook）或Mode0規(guī)格。一張CD唱盤理論上可容納約74分鐘的立體聲音樂信號(hào)。CD唱盤的成功，使它很快取代了普通留聲機(jī)及唱片。4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-DA幀及扇區(qū)格式8位…8位8位8位校驗(yàn)4B音頻數(shù)據(jù)12B校驗(yàn)4B音頻數(shù)據(jù)12BC&D1B314…3143143143位24位幀97…幀2幀1幀01扇區(qū)1幀同步位合并位33字節(jié)EFM調(diào)制588個(gè)通道位4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-ROM規(guī)范1985年，Philips和Sony公司共同提出了用于計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備存儲(chǔ)器的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)CD-ROM，即只讀型的高密度盤標(biāo)準(zhǔn)。同樣，由于該標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)采用了黃色封面，故也稱為黃皮書。CD-ROM的基本物理特性與CD-DA完全相同，只是在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，對(duì)數(shù)據(jù)的類型和數(shù)據(jù)的編碼方式作了進(jìn)一步擴(kuò)充。原來存放音頻數(shù)據(jù)的扇區(qū)不再僅僅是音頻數(shù)據(jù)，它可存放各種不同類型的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-ROM編碼由于人耳對(duì)音頻數(shù)據(jù)的誤碼不太敏感，CD-DA對(duì)數(shù)據(jù)的正確性要求較低。而CD-ROM中的一個(gè)誤碼則可能導(dǎo)致計(jì)算機(jī)災(zāi)難性的錯(cuò)誤。因此，CD-ROM要求更高的精確性。CD-ROM是在CD-DA的扇區(qū)數(shù)據(jù)段中上再增加進(jìn)一步的糾錯(cuò)碼，從而使實(shí)際數(shù)據(jù)空間有所減小。EDC：ErrorDetectionCodeECC：ErrorCorrectionCodeCD-ROM扇區(qū)數(shù)據(jù)包又分為兩種，稱之為Mode1和Mode2CD-ROM黃皮書扇區(qū)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)單位：Byte數(shù)據(jù)總長：23524.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)Mode1和Mode2的不同點(diǎn)在于用戶數(shù)據(jù)的容量不同，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的類型不同。Mode1格式Mode2格式SYNC12BHEADER4BUSERDATA2048BEDC4BSPACE8BECC276BSYNC12BHEADER4BUSERDATA2336B4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)Mode1和Mode2格式相同之處這兩種方式的扇區(qū)首部都是12字節(jié)的同步碼(SYNC),其前后為“00H”而中間10個(gè)字節(jié)存放“FFH”數(shù)據(jù)。緊接著的4個(gè)字節(jié)為地址字段,或稱扇區(qū)頭(HEADER),它采用分、秒、扇區(qū)號(hào)的制式確定地址標(biāo)號(hào),地址字段中設(shè)置了MODE字節(jié),指明該扇區(qū)是哪種格式。Mode1和Mode2格式不同之處用戶數(shù)據(jù)量不同。Model1為2048個(gè)字節(jié),Mode2為2336個(gè)字節(jié)。存貯數(shù)據(jù)的類型不同。Mode1用于存放對(duì)錯(cuò)誤極為敏感的數(shù)據(jù),如計(jì)算機(jī)程序等;而Mode2用于存放對(duì)錯(cuò)誤不太敏感的數(shù)據(jù),如聲音、圖象、圖形等。Mode2的數(shù)據(jù)經(jīng)過CIRC檢驗(yàn)后的誤碼率為1/109,對(duì)聲音、圖象類的數(shù)據(jù)可以不必做進(jìn)一步校驗(yàn);而要滿足計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)誤碼率小于1/1012的要求,則應(yīng)對(duì)Mode1的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步校驗(yàn)。4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-ROM的文件結(jié)構(gòu)黃皮書的標(biāo)準(zhǔn)僅涉及到光盤的物理性能因?yàn)镃D-ROM面對(duì)用戶的是文件，這就要求一個(gè)文件系統(tǒng)來管理，使用戶把CD-ROM當(dāng)成一個(gè)文件集來管理，否則就會(huì)使用戶從物理層上看待CD-ROM應(yīng)用軟件也必須要知道信息在盤上的精確物理位置。1988年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了CD-ROM的邏輯格式標(biāo)準(zhǔn)--ISO9660，由此定義了CD-ROM的卷和文件結(jié)構(gòu)：4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)文件結(jié)構(gòu)：文件結(jié)構(gòu)用來描述和配置放到盤上的文件。放到CD-ROM上的文件類型沒有限制，可以是ASCII文件，可執(zhí)行文件（如*.EXE文件，*.COM文件）。文件的標(biāo)識(shí)符（fileidentifier）可由三部分組成：文件名、文件擴(kuò)展名和文件版本號(hào)。文件標(biāo)識(shí)符必須要包含一個(gè)文件名，或者包含一個(gè)擴(kuò)展名，其它可作為選擇。文件結(jié)構(gòu)的核心是目錄結(jié)構(gòu)，它用來說明文件及文件段的的位置。大多數(shù)支持磁盤的文件系統(tǒng)都采用分層目錄結(jié)構(gòu)，CD-ROM也采用這種結(jié)構(gòu)，并且限定目錄層次最多為8層。分層目錄結(jié)構(gòu)可組織大量的文件。卷結(jié)構(gòu)：單片CD-ROM稱為一卷。把存放單個(gè)應(yīng)用軟件的多片CD-ROM稱為一個(gè)卷集4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-ROMXA規(guī)范黃皮書的規(guī)格雖然可以存放文字、聲音等不同性質(zhì)的數(shù)據(jù)，但是不同性質(zhì)的數(shù)據(jù)必須放置于不同的光道上，故無法滿足類似聲音與動(dòng)態(tài)影像同步的功能。因此在黃皮書Mode2的基礎(chǔ)上又產(chǎn)生了所謂CD-ROM擴(kuò)展規(guī)格（ExtendedArchitecture），記為CD-ROMXA。它利用黃皮書Mode2的用戶數(shù)據(jù)空間（2336字節(jié)），在該空間中加入一定的控制位和校驗(yàn)位，而壓縮了用戶可用的數(shù)據(jù)空間。CD-ROMXA為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、壓縮或未壓縮的音頻、視頻圖像數(shù)據(jù)定義了一種新的軌道類型，使這些不同類型的數(shù)據(jù)資料可以同時(shí)存放在光盤的同一軌道上。CD-ROMXA又可分為Form1和Form2兩種規(guī)格，其中Form1規(guī)格適用于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)中允許插入或混合聲音和動(dòng)態(tài)影像等，F(xiàn)orm2規(guī)格適用于壓縮過的聲音和動(dòng)、靜態(tài)影像：CD-ROMXA規(guī)格數(shù)據(jù)單位：Byte數(shù)據(jù)總長：2352CD-ROMXA的數(shù)據(jù)格式(FORM1,FORM2)FORM1FORM2SYNC12BHEADER4BSUBHEADER8BUSERDATA2048BEDC4BECC276BSYNC12BHEADER4BSUBHEADER8BUSERDATA2324BEDC4B4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)4.1.2CD-ROM光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-ROMXA所定義格式包括與CD-I格式相同的FORM1和FORM2格式，解決了普通CD-ROM驅(qū)動(dòng)器不能讀CD-I格式光盤的問題。CD-ROMXA在HEADER后面增加了8個(gè)字節(jié)信息來進(jìn)一步說明扇區(qū)中用戶數(shù)據(jù),其中存放有數(shù)據(jù)類型(音頻、視頻、數(shù)據(jù)等)格式形式,觸發(fā)位(記錄開始、文件結(jié)束、實(shí)時(shí)性等),數(shù)據(jù)編碼信息(ADPCM、DYUV等)。這樣CD-ROMXA驅(qū)動(dòng)器可通過對(duì)子頭信息的識(shí)別,讀出數(shù)據(jù)區(qū)中多種媒體的信息,特別地能正確讀出CD-I中采用ADPCM壓縮的音頻數(shù)據(jù)。4.1.3CD-R光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-R盤片的物理層次CD-R光盤將反射用的鋁層改用24K黃金層（也可以是純銀材料），另外再加上有機(jī)染料層和預(yù)置的軌道凹槽。4.1.3CD-R光存儲(chǔ)系統(tǒng)CD-R的刻錄和讀取原理CD-R刻錄是將刻錄光驅(qū)的寫激光聚焦后，通過CD-R空白盤的聚碳酸脂（polycarbonate）層照射到有機(jī)染料（通常是箐藍(lán)或酞箐藍(lán)染料）的表面上，激光照射時(shí)產(chǎn)生的熱量將有機(jī)染料燒熔，并使其變成光痕（mark）。當(dāng)CD-ROM驅(qū)動(dòng)器讀取CD-R盤上的信息時(shí)，激光將透過聚碳酸脂和有機(jī)染料層照射鍍金層的表面，并反射到CD-ROM的光電二極管檢測器上。光痕會(huì)改變激光的反射率，CD-ROM驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反射回來的光線的強(qiáng)弱來分辨數(shù)據(jù)0和1。4.1.3CD-R光存儲(chǔ)系統(tǒng)目前市面上的CD－R空白光盤主要有綠盤、金盤和藍(lán)盤三種類型。它們主要區(qū)別在于使用了三種不同顏色的有機(jī)染料，從而呈現(xiàn)出不同的顏色。從數(shù)據(jù)記錄和讀取的原理來看，它們都具有相同的功能。綠盤：兼容性好金盤：可靠性好藍(lán)盤：成本低4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)DVD（DigitalVideoDisc數(shù)字影碟光盤）這個(gè)繼繼VHS、VCD、LD之后的最新一代影音存儲(chǔ)媒介，最初誕生于電影行業(yè)，它是由美國的八大電影公司（如哥倫比亞電影公司等）所組成的HDVAGroup（HollywoodDigitalVideoAdvisoryGroup）在一起討論一種新的VideoDisc之后所產(chǎn)生的。當(dāng)初八大公司討論的結(jié)果認(rèn)為新的Video應(yīng)具以下特點(diǎn)：1、在一張碟片中能容納135分鐘的影片；2、高品質(zhì)的影像效果（比LD及Video-CD好）；3、具有高級(jí)、逼真的音響效果；4、在一個(gè)光碟片中能容納3～5種多國語言；5、需有防盜版的功能；6、能適應(yīng)不同長、寬比的屏幕；7、一個(gè)光碟片中能有同一節(jié)目的多種版本。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)DVD標(biāo)準(zhǔn)的歷史背景在1995年，一個(gè)由Sony和PhilipsElectronicsDV公司領(lǐng)導(dǎo)的國際財(cái)團(tuán)與另一個(gè)由Toshiba和TimeWarnerEntertainment公司領(lǐng)導(dǎo)的國際財(cái)團(tuán)分別提出了兩個(gè)不兼容的高密度CD（HDCD---HighDensityCompactDisc）規(guī)格。同年10月，兩大財(cái)團(tuán)終于同意盤片的設(shè)計(jì)按Toshiba/TimeWarner公司的方案，而薦儲(chǔ)在盤上的數(shù)據(jù)編碼則按Sony/Philips公司的方案。隨著多家廠商研發(fā)及規(guī)格整合后，在1995年底將DVD正式定名為“數(shù)字多功能光碟”(DigitalVersatileDisc)，而最終也不再只是為電影行業(yè)所服務(wù)，而是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)存儲(chǔ)技術(shù)和影視技術(shù)等為一體，其目的是滿足人們對(duì)大存儲(chǔ)容量、高性能的存儲(chǔ)媒體的需求。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)DVD盤片的物理結(jié)構(gòu)分類：單面單層、單面雙層、雙面單層、雙面雙層；容量：4.7GB—17GB；最小凹坑長度僅為0.4μm，道間距為0.74μm，采用波長為635～650nm的紅外激光器讀取數(shù)據(jù)；DVD盤的厚度為1.2mm。對(duì)于單面盤而言，只有下層基底包含數(shù)據(jù)，上層基底沒有數(shù)據(jù)；而雙面盤的上下兩層基底上均有數(shù)據(jù)。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)當(dāng)我們提到DVD時(shí)，首先想到的是播放影視節(jié)目的DVD-Video。其實(shí)DVD和CD一樣，除了DVD-Video之外還將有4個(gè)成員，它們的標(biāo)準(zhǔn)文件用BookA，BookB，…，BookE來標(biāo)識(shí)幾種DVD光盤驅(qū)動(dòng)器BookA：DVD-ROMBookB：DVD-VIDEOBookC：DVD-AUDIOBookD：DVD-R與DVD-RWBookE：DVD-RAM4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)Toshiba/TimeWarner公司定義的DVD規(guī)格是SD（SuperDensityDigitalVideoDisc），而Sony/Philips公司定義的DVD規(guī)格是MMCD（MultimediaCD），這兩種高密度盤規(guī)格的統(tǒng)一是擴(kuò)充光盤存儲(chǔ)容量的一個(gè)里程碑。在理論上來說，DVD的存儲(chǔ)容量如下表所示。DVD的類型容量（GB）MEPG-2的播放時(shí)間單面單層（只讀）4.7133單面雙層（只讀）8.5240單層雙面（只讀）9.4266雙層雙面（只讀）17480單層雙面（DVD-R）6.6215單層雙面（DVD-RAM）5.21474.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)DVD采用的技術(shù)如何提高存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量和傳輸速率是存儲(chǔ)工業(yè)中永恒的研究課題，許多科學(xué)家和工程技術(shù)人員一直獻(xiàn)身于這個(gè)領(lǐng)域。一片DVD盤要能夠存儲(chǔ)多達(dá)17GB的信息，需要采用許多新的技術(shù)。項(xiàng)目DVDCD容量增益盤片直徑120mm120mm盤片厚度0.6mm/面1.2mm/面減小激光波長635/650nm780nm4.486=（1.6*0.83）/（0.74*0.40）加大（數(shù)值孔徑）0.60.45減小光道間距0.74um1.6um減小最小凹凸坑長度0.4um0.83um減小糾錯(cuò)碼的長度RS-PCCIRC修改信號(hào)調(diào)制的方式8比特到16比特調(diào)制8比特到14比特調(diào)制加31.0625=17/16加大盤片表面的利用率86.6cm286cm21.019=86.6/86減小每個(gè)扇區(qū)字節(jié)數(shù)2048/20602048/23521.142=2352/2060DVD與CD技術(shù)項(xiàng)目對(duì)照表增加盤的數(shù)據(jù)記錄面積4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)常規(guī)的CD播放機(jī)和CD-ROM驅(qū)動(dòng)器的光學(xué)讀出頭的數(shù)值孔徑為0.45。為了提高接收盤片反射光的能力，也就是提高光學(xué)讀出頭的分辨率，在DVD中就需要把NA將由現(xiàn)在的0.45加大到0.6。使用短波長的激光源和數(shù)值孔徑比較大的光學(xué)元件之后，最小凹凸的長度可以從0.83um減小到0.4um，而光道間距從1.6um減小到0.74um，總的容量可以提高到4.486倍。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)RS-PC在CD盤上有許多EDC（ErrorDetectionCode）和ECC（ErrorCorrectionCode）信息位。采用新的算法之后這些信息位的數(shù)目可以減小，也就相當(dāng)于增加用戶數(shù)據(jù)的容量。采用RS-PC糾錯(cuò)碼之后，糾錯(cuò)碼的數(shù)據(jù)傳輸率也將從25％減小到13％。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)由于DVD光盤有單面單/雙層與單/雙面的規(guī)格，所以依照規(guī)格的不同，會(huì)有不同的容量，因此根據(jù)容量的不同可將DVD分成四種規(guī)格，分別是DVD-5、DVD-9、DVD-10與DVD-l8（當(dāng)然D-10與D-18在國內(nèi)市場上是少見的）目前市面上比較常見的是

DVD-5

和

DVD-9

碟片，DVD-10

和

DVD-18

則要過一段時(shí)間才會(huì)大量上市。因?yàn)楹笳?雙層DVD)涉及到碟片換面的工作，而且容量也太大，畢竟目前還很少有這么大的容量需求。

碟片規(guī)格表：

盤片類型

直徑

面數(shù)/層數(shù)

容量

播放時(shí)間

cd-rom

12厘米

單面

650mb

最多74分鐘音頻

dvd-5

12厘米

單面單層

4.7gb

超過2小時(shí)視頻

dvd-9

12厘米

單面雙層

8.5gb

大約4小時(shí)視頻

dvd-10

12厘米

雙面單層

9.4gb

大約4.5小時(shí)視頻

dvd-18

12厘米

雙面雙層

17gb

超過8小時(shí)視頻

4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)DVD-5采用單層單面，所以標(biāo)準(zhǔn)的資料記錄量為4.7GB。目前市場中以這種規(guī)格的DVD光盤居多，因?yàn)檫@個(gè)規(guī)格的生產(chǎn)成熟度最高。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)DVD-9單面雙層，也就是將資料層增加到兩層，但是中間夾入一個(gè)半透明反射層，如此一來讀取第二層資料的時(shí)候，不需要將DVD盤片翻面，直接切換激光讀取頭的聚焦位置就可以了。單面雙層盤的表層稱為第0層，最里層稱為第1層。第0層采用了一種新的半透明（semi-transmissive）薄膜涂層，可讓激光束透過表層到達(dá)第1層。開始工作時(shí)，激光束首先在第1層上聚焦和光道定位。當(dāng)從第0層上讀出信息過渡到從第1層上讀出信息時(shí)，激光讀出頭的激光束立即重新聚焦，電子線路中的緩仲存儲(chǔ)器可確保從第0層到第1層的平穩(wěn)過渡，而不會(huì)使信息中斷。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)理論上來說，資料記錄量可以提升到9.4GB

，但是由于雙層的構(gòu)造會(huì)干擾信號(hào)的穩(wěn)定度，所以實(shí)際上的最高資料記錄量只能夠到達(dá)8.5GB而已。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)DVD-10采用單層雙面，也就是DVD片的正反面都可以存儲(chǔ)資料，一般標(biāo)準(zhǔn)的資料記錄量為9.4GB，為DVD-5的兩倍。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)DVD-18雙面雙層4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)一般來說，單面單層的DVD電影光盤一面是為銀白色，另外一面是彩色印刷的片名，而信息則是存放在塑料層的當(dāng)中，全區(qū)電影通常都采用這樣的光盤，節(jié)目容量一般為4.7GB。單面雙層的一面為金黃色，另外一面為彩色印刷，非常的醒目。由于采用了雙層的結(jié)構(gòu)，除了存儲(chǔ)電影故事之外，還利用增加了一倍的容量來存放電影花絮，介紹或者是高質(zhì)量的聲音等等。

雙面單層的光盤沒有彩色的印刷，雙面都是同一部電影，但是一面是16：9的寬熒幕格式，另外一面是4：3的正常畫面，一至六區(qū)光盤和"二手正版"通常采用這樣的結(jié)構(gòu)，全區(qū)片中采用這種格式的則在兩面存儲(chǔ)了不同內(nèi)容的電影，而個(gè)別光盤則由于內(nèi)容太大而分成兩部分分別存放在在光盤的兩面。

4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)DVD的區(qū)域碼是怎樣劃分區(qū)域的？第一區(qū)(Region1):美國、加拿大、東太平洋島嶼第二區(qū)(Region2):日本、西歐、北歐、埃及、南非、中東第三區(qū)(Region3):臺(tái)灣、香港、南韓、泰國、印尼等東南亞國家第四區(qū)(Region4):澳洲，紐西蘭，中南美洲，南太平洋島嶼第五區(qū)(Region5):俄羅斯、蒙古、印度半島、中亞、東歐、北韓、北非、西北亞一帶等第六區(qū)(Region6):中國大陸4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)下一代DVD標(biāo)準(zhǔn)之爭主要圍繞著HDDVD和藍(lán)光光盤（Blu-rayDisc）展開。這場標(biāo)準(zhǔn)之爭的意義在于，誰成為標(biāo)準(zhǔn)，誰就可以向下一代高清DVD生產(chǎn)廠商收取專利費(fèi)。現(xiàn)行的DVD技術(shù)基于紅色激光，而藍(lán)光DVD和HD-DVD都基于藍(lán)色激光。藍(lán)色激光的波長較短，因此可以對(duì)光盤進(jìn)行高密度記錄與讀取。HDDVD與目前的DVD光盤格式相同4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)ＨＤ－ＤＶＤ和藍(lán)光是未來高清晰度ＤＶＤ的兩種互不兼容的格式，由于東芝是ＨＤ－ＤＶＤ的領(lǐng)導(dǎo)廠商，也幾乎是唯一的ＨＤ－ＤＶＤ播放機(jī)制造商，而藍(lán)光擁有索尼、松下、飛利浦、三星等眾多廠商加盟，所以不論是在技術(shù)上還是在市場份額上，ＨＤ－ＤＶＤ一直處于下風(fēng)。2008年１月份以來，隨著支持ＨＤ－ＤＶＤ的美國華納兄弟公司“倒戈”、派拉蒙“變節(jié)”和微軟公司表態(tài)稱將尊重消費(fèi)者的選擇以及沃爾瑪、百思買等零售“巨頭”宣布不再銷售ＨＤ－ＤＶＤ產(chǎn)品，考慮到市場環(huán)境的急速變化，東芝決定退出ＨＤ－ＤＶＤ業(yè)務(wù)。至此，圍繞下一代高清影碟標(biāo)準(zhǔn)的格式之爭正式結(jié)束。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)2008年2月19日，HD-DVD格式主導(dǎo)者宣布停止進(jìn)一步開發(fā)，BD藍(lán)光一統(tǒng)江山已毫無懸念。藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)可以使單層碟片的存儲(chǔ)容量達(dá)到25GB，雙層碟片的存儲(chǔ)容量則達(dá)到50GB以上。而當(dāng)前DVD碟片的單層容量為4.7GB，雙層容量為8.5G。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)2002年2月19日：Blu-rayDiscFounders成立2004年5月18日：改名為Blu-rayDiscAssociation2006年10月14日：SONY首次推出配置藍(lán)光光盤播放器的筆記本電腦VAIOA系列2007年8月20日：派拉蒙電影公司由原先同時(shí)支持藍(lán)光光盤及HD－DVD，改為僅支持HD-DVD2008年1月4日：華納兄弟宣布脫離HD-DVD轉(zhuǎn)而支持藍(lán)光光盤標(biāo)準(zhǔn)2008年1月8日：派拉蒙電影公司考慮重新返回藍(lán)光陣營，同時(shí)微軟公司態(tài)度曖昧2008年2月19日：東芝公司決定停止所有HD－DVD播放器及所有相關(guān)業(yè)務(wù)的研發(fā)。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件支持2005年藍(lán)光光盤聯(lián)盟宣布藍(lán)光光盤將加入sun公司的java技術(shù)，藍(lán)光播放器和藍(lán)光光盤可以作出互動(dòng)功能。數(shù)字版權(quán)管理（DRM）AACS（AdvancedAccessContentSystem）負(fù)責(zé)保護(hù)光盤的內(nèi)容BD＋是一個(gè)虛擬機(jī)器，存儲(chǔ)于光盤上，允許獲得授權(quán)的播放器播放藍(lán)光光盤ROMMark是密碼信息，附加于光盤內(nèi)容中，負(fù)責(zé)監(jiān)控和阻止未獲得授權(quán)的播放程序?qū)?nèi)容進(jìn)行解碼。4.1.4DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)兼容性所有獲得授權(quán)的藍(lán)光光盤播放器均可以向下兼容，包括DVD，VCD及CD存儲(chǔ)格式采用CDFS格式，可以用藍(lán)光刻錄機(jī)寫入資料BD-R單次寫入BD-RE多次寫入4.2音頻接口4.2.1音頻卡的工作原理音頻卡處理音頻信號(hào)的PC插卡是音頻卡（AudioCard），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接口和音樂合成文–語轉(zhuǎn)換和語音識(shí)別游戲接口CD-ROM接口支持全雙工功能4.2.1音頻卡的工作原理聲卡中“位”的含義：聲卡的位是指聲卡在采集和播放聲音文件時(shí)所使用數(shù)字聲音信號(hào)的二進(jìn)制位數(shù)。聲卡的位客觀地反映了數(shù)字聲音信號(hào)對(duì)輸入聲音信號(hào)描述的準(zhǔn)確程度。8位聲卡把接收到的模擬信號(hào)按28=256個(gè)等級(jí)(0～255)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),每一等級(jí)對(duì)應(yīng)一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)。16位聲卡把音頻信號(hào)分為216=65536個(gè)等級(jí)(0～65535)實(shí)施上述轉(zhuǎn)換,顯然它對(duì)音頻信號(hào)的描述比8位聲卡準(zhǔn)確得多。32位聲卡則有更高級(jí)精度。因此,聲卡的位數(shù)越高,性能就越強(qiáng)。準(zhǔn)16位聲卡實(shí)質(zhì)上是指8位加8位的雙聲道立體聲聲卡,其表現(xiàn)與真16位雙聲道立體聲聲卡有天壤之別。復(fù)音數(shù)的含義與作用聲卡型號(hào)中“32”、“64”的含義,指的是聲卡的復(fù)音數(shù)(polyphony,但聲卡包裝上常見的是voice),而不是聲卡上的DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)和ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換)的轉(zhuǎn)換位數(shù)(bit)。復(fù)音就是同時(shí)發(fā)音的個(gè)數(shù)。4.2.1音頻卡的工作原理音頻卡的體系結(jié)構(gòu)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(diào)制電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)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(shí)別語音輸入的語音識(shí)別電路；輸出立體聲的音頻輸出或線輸出的輸出電路等。MIDI接口MIDI合成器語音合成器D/A轉(zhuǎn)換多通道音頻合成器A/D轉(zhuǎn)換CD-ROM接口壓縮/解壓縮MIDIIN輸入CDLAUDIORLINEINLMICROPHONERCD驅(qū)動(dòng)器PC的ISA總線PC的ISA總線MIDIOUT輸出MIDITHRULINEOUT線輸入波形和MIDI文件的輸入是來自通過ISA總線的磁盤輸入波形和MIDI文件4.2.1音頻卡的工作原理數(shù)字化聲音處理混音器合成器4.2.2音頻合成和MIDI接口規(guī)范MIDIMIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface）是指樂器數(shù)字接口，是數(shù)字音樂的國際標(biāo)準(zhǔn)。

MIDI的音樂符號(hào)化過程實(shí)際上就是產(chǎn)生MIDI協(xié)議信息的過程。音樂合成器是電腦音樂系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一。性能好壞的參數(shù)音色數(shù)目，發(fā)音數(shù)，音樂的兼容性MIDI接口MIDIIn（輸入口）MIDIOut（輸出口）MIDIThru（轉(zhuǎn)發(fā)口）4.2.3語音合成概述實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)語音輸出有兩種方法：錄音/重放文–語轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)話語輸出按其實(shí)現(xiàn)的功能來分，可以分為以下兩個(gè)檔次：有限詞匯的計(jì)算機(jī)語音輸出基于語音合成技術(shù)的文字-語音轉(zhuǎn)換（TTS）4.2.3語音合成合成方法發(fā)音器官參數(shù)語音合成對(duì)人的發(fā)音過程進(jìn)行直接模擬聲道模型參數(shù)語音合成基于聲道截面積函數(shù)或聲道諧振特性合成語音波形編輯語音合成技術(shù)波形編輯語音合成技術(shù)是直接把語音波形數(shù)據(jù)庫中的波形相互拼接在一起，輸出連續(xù)語流。PSOLA（PitchSynchronousOverlapAdd）方法對(duì)原始的波形進(jìn)行分析，產(chǎn)生非參數(shù)的中間表示對(duì)中間表示進(jìn)行修改將修改過的中間表示重新合成為語音信號(hào)4.2.4語音識(shí)別概述語音識(shí)別是將人發(fā)出的聲音、字或短語轉(zhuǎn)換成文字、符號(hào)，或給出響應(yīng)，如執(zhí)行控制、作出回答。語音識(shí)別系統(tǒng)的分類按可識(shí)別的詞匯量多少劃分按照語音的輸入方式劃分按發(fā)音人劃分說話人識(shí)別語音識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)聽寫和命令控制的場合商業(yè)服務(wù)4.3視頻接口4.3.1視頻圖像顯示CRT顯示系統(tǒng)屏幕尺寸蔭罩和點(diǎn)間距熒光粉類型刷新（或掃描）頻率與閃爍隔行和非隔行掃描顯示緩沖區(qū)與顏色定義模擬信號(hào)接口和數(shù)字信號(hào)接口視頻BIOS

4.3.1視頻圖像顯示平板顯示系統(tǒng)被動(dòng)矩陣單色主動(dòng)矩陣單色被動(dòng)矩陣彩色主動(dòng)矩陣彩色4.3.2視頻卡視頻卡的分類視頻采集卡將視頻信號(hào)連續(xù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)字視頻信號(hào)（離散）保存在計(jì)算機(jī)中或在VGA顯示器上顯示。只能單幀捕獲的，稱為圖像卡。視頻播放卡將壓縮保存在計(jì)算機(jī)中的視頻信號(hào)數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)的顯示器上播放電視轉(zhuǎn)換卡電視卡是將標(biāo)準(zhǔn)的NTSC、PAL、SECAM電視信號(hào)轉(zhuǎn)換成VGA信號(hào)在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示TV編碼器它將計(jì)算機(jī)的VGA信號(hào)轉(zhuǎn)換為NTSC、PAL、SECAM等標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)在電視上播放或進(jìn)行錄像4.3.2視頻卡視頻卡的主要功能全活動(dòng)數(shù)字圖像的顯示、抓取、錄制、支持MicrosoftVideoforWindows；可以從錄像機(jī)（VCR）、攝像機(jī)、ID、IV等視頻源中抓取定格，存儲(chǔ)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(nèi)存；可按比例縮放、剪切、移動(dòng)、掃描視頻圖像；色度、飽和度、亮度、對(duì)比度及R、G、B三色比例可調(diào)；可用軟件選端口地址和IRQ；具有若干個(gè)可用軟件相互切換的視頻輸入源，以其中一個(gè)做活動(dòng)顯示。4.3.2視頻卡模擬視頻設(shè)備與采集卡、聲卡的連接4.3.2視頻卡外置式TV編碼器4.4多媒體I/O設(shè)備4.4.1筆輸入手寫板和手寫筆電阻式壓力板、電磁式感應(yīng)板和近期發(fā)展的電容式觸控板。電阻壓力板手寫板組成：由一層可變形的電阻薄膜和一層固定的電阻薄膜構(gòu)成，中間由空氣相隔離。工作原理：用筆或手指對(duì)上層電阻加壓使之變形，當(dāng)與下層接觸時(shí)，下層電阻薄膜就感應(yīng)出筆或手指的位置。特點(diǎn)：原理簡單，工藝不復(fù)雜，成本較低，價(jià)格也比較便宜。材料容易疲勞，使用壽命較短。電磁式手寫板工作原理：通過在手寫板下的布線電路通電后，在一定時(shí)間范圍內(nèi)形成電磁場，來感應(yīng)帶有線圈的筆尖的位置進(jìn)行工作。分類：“有壓感”和“無壓感”兩種特點(diǎn)：對(duì)供電有一定的要求易受外界環(huán)境的電磁干擾使用壽命短4.4.1筆輸入4.4.1筆輸入電容式寫字板工作原理：通過人體的電容來感知手指的位置。即當(dāng)您手指接觸到觸控板的瞬間，就在板的表面產(chǎn)生了一個(gè)電容。特點(diǎn)：用手指和筆都能操作，使用方便手指和筆與觸控板的接觸幾乎沒有磨損，性能穩(wěn)定機(jī)械測試使用壽命長達(dá)30年元件少，產(chǎn)品一致性好，成品率高，成本較低4.4.2觸摸屏概述觸摸屏（TouchScreen）是一種定位設(shè)備，系統(tǒng)主要由三部分組成：傳感器、控制部件和驅(qū)動(dòng)程序。當(dāng)用戶用手指或者其他設(shè)備觸摸安裝在計(jì)算機(jī)顯示器前面的觸摸屏?xí)r，所摸到的位置（以坐標(biāo)形式）被觸摸屏控制器檢測到，并通過串行口或者其他接口（如鍵盤）送到CPU，從而確定用戶所輸入的信息。改善人與計(jì)算機(jī)的交互方式，按安裝方式分類外掛式內(nèi)置式整體式投影儀式4.4.2觸摸屏從結(jié)構(gòu)特性與技術(shù)分類紅外：使用紅外線傳感器，這是一種需要特殊框的觸摸屏形式；電阻膜：使用電阻性傳感器，其主要結(jié)構(gòu)是電阻膜；電容：使用電容性傳感器，利用人體所帶電荷的電容感應(yīng)作用工作；表面聲波：使用聲波傳感器，由聲波傳感器和反射器組成；壓力矢量：使用壓力矢量傳感器，利用顯示器下的墊感受壓力4.4.2觸摸屏紅外感應(yīng)觸摸屏紅外感應(yīng)觸摸屏用戶很好識(shí)別，紅外感應(yīng)觸摸屏一般都有一個(gè)外框，框里有電路板，在X、Y方向排布紅外發(fā)射管和紅外接收管，一一對(duì)應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線矩陣。戶在觸摸屏幕時(shí)，手指就會(huì)擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置。紅外屏有外掛式和內(nèi)置式區(qū)分，外掛式較厚，一般在10毫米左右；外掛式有純邊框結(jié)構(gòu)的，也有帶玻璃托板的，內(nèi)置式一般都帶玻璃托板。目前國內(nèi)市場主要有Unitocuh（國產(chǎn)）和日本的Minato品牌（價(jià)格較貴）以及Onetouch品牌。外觸摸屏的主要缺點(diǎn)是因依靠紅外光線工作而對(duì)光照環(huán)境因素比較敏感，在光照變化較大時(shí)會(huì)誤判甚至死機(jī)。國內(nèi)第二代抗光干擾型的紅外觸摸屏推出后，第二代紅外觸摸屏已經(jīng)較好的克服了這個(gè)弱點(diǎn)，但紅外觸摸屏畢竟是通過紅外光線工作，只能承受有限的光干擾，因此在使用環(huán)境上有一定的限制。4.4.2觸摸屏電阻壓力觸摸屏電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，這是一種多層的復(fù)合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層，表面圖有一層透明氧化金屬（ITO氧化銦，透明的導(dǎo)電電阻）導(dǎo)電層，上面在蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內(nèi)表面也涂有一層ITO涂層、在他們之間有許多細(xì)小的（小于1/1000英寸）的透明隔離點(diǎn)把兩層導(dǎo)電層隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，兩層導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸，因其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場，使得偵測層的電壓由零變?yōu)榉橇?，控制器偵測到這個(gè)接通后，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與5V相比即可得觸摸點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)，同理得出X軸的坐標(biāo)。4.4.2觸摸屏電容感應(yīng)觸摸屏利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作。用戶觸摸屏幕時(shí)，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容，對(duì)于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流分從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。4.4.2觸摸屏表面聲波觸摸屏表面聲波，超聲波的一種，在介質(zhì)(例如玻璃或金屬等剛性材料)表面淺層傳播的機(jī)械能量波。通過楔形三角基座（根據(jù)表面波的波長嚴(yán)格設(shè)計(jì)），可以做到定向、小角度的表面聲波能量發(fā)射。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發(fā)射換能器，右上角則固定了兩個(gè)相應(yīng)的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個(gè)周邊則刻有45°角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。表各類觸摸屏的技術(shù)指標(biāo)與性能4.4.3掃描儀概述掃描儀（Scanner）是一種圖像輸入設(shè)備，利用光電轉(zhuǎn)換原理，通過掃描儀光電的移動(dòng)或原稿的移動(dòng)，把黑白或彩色的原稿信息數(shù)字化后輸入到計(jì)算機(jī)中。掃描儀是光機(jī)電一體化的產(chǎn)品，主要由光學(xué)成像部分、機(jī)械傳動(dòng)部分和轉(zhuǎn)換電路部分組成。掃描儀的核心是完成光電轉(zhuǎn)換的電荷耦合器件（CCD）。CCD是由光電二極管構(gòu)成的固態(tài)電子元件,這些光電二極管可以寄存模擬電荷量,而該值正比于其感應(yīng)到的光強(qiáng)度。圖像掃描儀自身攜帶的光源將光線照在欲輸入的圖稿上產(chǎn)生反射光（反射稿）或透射光（透射稿），光學(xué)系統(tǒng)收集這些光