第2章-多媒體計(jì)算系統(tǒng)

本章概述本章的學(xué)習(xí)目標(biāo)主要內(nèi)容第2章多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1本章概述多媒體技術(shù)計(jì)算機(jī)是現(xiàn)代信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最快、應(yīng)用最多、變化最大的技術(shù)，是電子技術(shù)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。本章介紹多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的含義、硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。2本章的學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的含義熟悉多媒體計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)熟悉多媒體計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)3主要內(nèi)容2.1多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本架構(gòu)2.2多媒體計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.3多媒體計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)2.4本章小結(jié)

42.1多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本架構(gòu)多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是指能夠綜合處理多種媒體信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是在普通計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上配以多媒體軟件和硬件環(huán)境，并通過各種接口部件連接而成，各組成部分協(xié)同工作，從而完成對(duì)多媒體信息的采集、加工、存儲(chǔ)、集成和演播的一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

52.1多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本架構(gòu)6主要內(nèi)容2.1多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本架構(gòu)2.2多媒體計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.3多媒體計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)2.4本章小結(jié)

72.2多媒體計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)是多媒體系統(tǒng)的基礎(chǔ)。硬件系統(tǒng)主要包括通用計(jì)算機(jī)(工作站等)、能夠接收和播放多媒體信息的輸入輸出設(shè)備、各種多媒體適配器、通信傳輸設(shè)備及接口裝置。多媒體計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成如圖2-2所示。8多媒體計(jì)算機(jī)硬件組成92.2.1多媒體主機(jī)多媒體主機(jī)一般分為三種類型：多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)MPC、專用多媒體系統(tǒng)和多媒體工作站。多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)一般是在通用的個(gè)人計(jì)算機(jī)上增加多媒體接口卡以及相應(yīng)的設(shè)備和軟件，將PC機(jī)升級(jí)為多媒體計(jì)算機(jī)(MPC)，或者是廠商直接提供具有多媒體處理功能的MPC機(jī)。專用多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是為一些特殊用途或?qū)ｉT領(lǐng)域設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其多媒體功能已經(jīng)包含在計(jì)算機(jī)主板上的專用芯片里，甚至已集成在CPU芯片中。多媒體工作站是一種功能很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，最常用的有Sun、SGI和HP等公司的產(chǎn)品，它們運(yùn)行速度快、存儲(chǔ)容量大、具有很強(qiáng)的圖形圖像處理功能，支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，能夠滿足較高層次多媒體應(yīng)用的要求。10顯卡聲卡視頻卡圖形加速卡壓縮卡2.2.2多媒體適配卡11圖2-3(a)PCIE接口顯卡圖2-3(b)AGP接口顯卡顯卡顯卡也稱為顯示適配器，如圖2-3(a)、(b)所示，是計(jì)算機(jī)主機(jī)與顯示器的接口，它的作用是將計(jì)算機(jī)中處理的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)后從顯示器輸出。顯卡通常是插在主板的擴(kuò)展插槽中，用來連接電纜與顯示器相連，但現(xiàn)在部分廠家將顯卡直接集成在主板上。獨(dú)立顯卡與集成顯卡相比，由于自帶顯存不占用系統(tǒng)內(nèi)存，在性能上優(yōu)于集成顯卡。12顯卡的基本結(jié)構(gòu)顯卡的基本結(jié)構(gòu)主要包含5個(gè)部分：顯示芯片是顯卡的核心部件，也稱加速芯片和圖形處理器（GPU）。它負(fù)責(zé)進(jìn)行各種圖像信號(hào)的處理。早期的顯示芯片在圖像運(yùn)算和特效處理上是完全依賴CPU進(jìn)行的，圖形圖像的顯示運(yùn)算也是全靠CPU完成。隨著圖形芯片技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的3D(三維)顯卡自帶顯示處理器和顯存，承擔(dān)了全部圖像的顯示處理工作，大大減輕了CPU的負(fù)擔(dān)，提高了圖形圖像顯示的速度，所以我們又將3D顯卡稱為圖形加速卡。13顯示內(nèi)存(VideoRAM)簡(jiǎn)稱為顯存，是存儲(chǔ)顯示數(shù)據(jù)的內(nèi)存芯片，它與系統(tǒng)內(nèi)存的功能差不多，系統(tǒng)內(nèi)存用來暫時(shí)存儲(chǔ)CPU處理的數(shù)據(jù)，顯存則暫時(shí)存放顯示芯片處理的數(shù)據(jù)。顯存數(shù)模轉(zhuǎn)換器(RAMDAC)，它負(fù)責(zé)進(jìn)行顯示信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換工作，就是將顯示芯片處理后存儲(chǔ)在顯存中的數(shù)字信號(hào)逐幀轉(zhuǎn)換成由三種彩色亮度和行、幀同步信號(hào)共同組成的視頻信號(hào)，供顯示器輸出。顯卡的基本結(jié)構(gòu)14顯卡上的BIOS又被稱“VGABIOS”。顯卡上的BIOS與主板上的BIOS所起的作用是一樣的。主要用于顯卡上各器件間正常工作時(shí)的控制和管理，它也執(zhí)行一些基本的函數(shù)，并存放顯示芯片與驅(qū)動(dòng)程序之間的控制程序，另外還存放有顯示卡型號(hào)、規(guī)格、生產(chǎn)廠家、出廠時(shí)間等信息。并在開機(jī)時(shí)對(duì)顯示卡進(jìn)行初始化設(shè)定。顯卡接口發(fā)展至今主要出現(xiàn)過ISA、PCI、AGP、PCIExpress等幾種接口，所能提供的數(shù)據(jù)帶寬依次增加。顯卡的基本結(jié)構(gòu)15顯卡的工作過程當(dāng)接收到CPU發(fā)出的圖形處理信號(hào)后，顯示芯片即進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)運(yùn)算，處理好后送入顯存存儲(chǔ)，然后由顯存數(shù)模轉(zhuǎn)換器將顯示芯片處理好的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成顯示器能夠接收的模擬視頻信號(hào)，最后由顯示器輸出。16聲卡聲卡又稱為聲音適配器，也是MPC上的基本配置，是實(shí)現(xiàn)聲波和數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的硬件。通常聲卡是插入主板的擴(kuò)展插槽中，再通過聲卡上的接口與音箱、話筒、CD-ROM、MIDI接口連接，完成對(duì)聲音信息的數(shù)字化處理。但現(xiàn)在也有很多聲卡是集成在計(jì)算機(jī)主板上。17聲卡的作用聲卡是對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行采集、編碼、壓縮、解壓、回放等處理，其主要功能包括：支持錄音設(shè)備對(duì)聲音錄制采集和編輯處理；可對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換；能夠?qū)?shù)字化聲音信號(hào)進(jìn)行壓縮和解壓，以便信號(hào)存儲(chǔ)和還原；能夠進(jìn)行語音合成和識(shí)別；能進(jìn)行聲音播放和控制；提供MIDI音樂合成功能等。聲卡通過外接插口與外部設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)錄音和放音等功能。18音箱音箱是多媒體計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備，其作用就是把聲卡輸出的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音波形進(jìn)行播放。音箱分為有源音箱與無源音箱兩種：有源音箱是指在音箱內(nèi)部裝有自配功放的一類音箱無源音箱是不帶功放的一類音箱。音箱的質(zhì)量直接影響聲音播放的效果19視頻卡視頻卡可分為視頻采集卡、視頻壓縮卡、視頻播放卡以及TV編碼器等專用卡，是多媒體計(jì)算機(jī)中用于視頻信息處理的硬件設(shè)備。它與影碟機(jī)、攝像機(jī)、錄像機(jī)、電視機(jī)等設(shè)備連接，對(duì)這些設(shè)備輸出的音視頻信息進(jìn)行捕捉，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)，經(jīng)過編輯、特技處理等加工過程，再轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)輸出，從而得到賞心悅目的影視作品。20視頻卡種類視頻卡的種類很多，按其功能主要有以下幾種：其一是視頻采集卡，也稱為視頻捕捉卡。用于采集視頻信號(hào)，它將錄像帶、影碟中的視頻影像采樣后進(jìn)行數(shù)字化處理，以數(shù)字視頻文件的形式存入計(jì)算機(jī)中，也可將攝像機(jī)拍攝的影像實(shí)時(shí)輸入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行編輯。其二是視頻壓縮卡，也稱為MPEG卡。視頻壓縮卡按照MPEG標(biāo)準(zhǔn)(視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn))對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮和解壓處理。其三是視頻輸出卡。用視頻輸出卡將計(jì)算機(jī)顯卡輸出的VGA信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)，使其完全符合電視標(biāo)準(zhǔn)的NTSC或PAL制式，然后在電視機(jī)上播放。21圖形加速卡圖形加速卡工作在CPU和顯示器之間，控制計(jì)算機(jī)的圖形輸出。圖形加速卡擁有圖形函數(shù)加速器和顯存，專門用來執(zhí)行圖形加速任務(wù)，因此可以減少CPU處理圖形的負(fù)擔(dān)，從而提高了計(jì)算機(jī)的整體性能，更容易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的多媒體功能。目前計(jì)算機(jī)的顯示卡上都集成有圖形處理芯片組，成為圖形加速卡。圖形加速卡上的顯存用來存儲(chǔ)顯示芯片(組)所處理的數(shù)據(jù)信息。顯示芯片處理完數(shù)據(jù)后會(huì)將數(shù)據(jù)輸送到顯存，然后由數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(RAMDAC)將顯存中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，最后輸出到顯示屏。所以顯存的速度以及帶寬直接影響著一塊加速卡的速度。22壓縮卡壓縮卡就是把模擬信號(hào)或是數(shù)字信號(hào)通過解碼/編碼按一定算法把信號(hào)采集到硬盤里或是直接刻錄成光盤，因它經(jīng)壓縮所以它的容量較小，格式靈活(MPEG-1\MPEG-2\MPEG-4\WMV\RM...)，常見的壓縮卡的有硬件壓縮卡，它的壓縮比一般不超過1:6，而軟件壓縮卡的壓縮比由軟件而定，沒有固定標(biāo)準(zhǔn)，壓縮一般有幀內(nèi)壓縮和幀間壓縮。硬件壓縮卡的優(yōu)點(diǎn)就是不需占要PC資源，故較低配置的PC機(jī)也可以采集出好質(zhì)量的視頻文件(VCD/DVD)，軟件壓縮需要有較高的PC配置視頻壓縮卡。此外，多媒體應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，使各種專用卡的引用成為勢(shì)在必行，如傳真卡、網(wǎng)卡等，用戶可以按照需要購置。232.2.3多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備主要的有以下四種：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器移動(dòng)硬盤數(shù)碼相機(jī)伴侶激光存儲(chǔ)器24半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(semi-conductormemory)是一種以半導(dǎo)體電路作為存儲(chǔ)媒體的存儲(chǔ)器，內(nèi)存儲(chǔ)器就是由稱為存儲(chǔ)器芯片的半導(dǎo)體集成電路組成。按其功能可分為：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱RAM)和只讀存儲(chǔ)器(只讀ROM)RAM包括DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)和SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)，當(dāng)關(guān)機(jī)或斷電時(shí)，其中的信息都會(huì)隨之丟失。DRAM主要用于主存(內(nèi)存的主體部分)，SRAM主要用于高速緩存存儲(chǔ)器，ROM主要用于BIOS存儲(chǔ)器。優(yōu)點(diǎn)是：體積小、存儲(chǔ)速度快、存儲(chǔ)密度高、與邏輯電路接口容易。主要用作高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、堆棧存儲(chǔ)器等。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器25半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)主要有：其一，存儲(chǔ)容量是指存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)M×每單元位數(shù)N；其二，存取時(shí)間是指從啟動(dòng)讀(寫)操作到操作完成的時(shí)間；其三，存取周期是指兩次獨(dú)立的存儲(chǔ)器操作所需間隔的最小時(shí)間；其四，平均故障間隔時(shí)間MTBF(可靠性)；其五，功耗：動(dòng)態(tài)功耗和靜態(tài)功耗?！按鎯?chǔ)卡”、“閃存器”、“優(yōu)盤”都是屬于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，由于存儲(chǔ)速度快、體積小、容量大、攜帶方便，被廣泛用于數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、MP3隨身聽、掌上電腦，以及小型打印機(jī)等可攜帶設(shè)備上。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器26移動(dòng)硬盤移動(dòng)硬盤(MobileHarddisk)顧名思義是以硬盤為存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)之間交換大容量數(shù)據(jù)，強(qiáng)調(diào)便攜性的存儲(chǔ)產(chǎn)品。移動(dòng)硬盤多采用USB、IEEE1394等傳輸速度較快的接口，可以較高的速度與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。截至2009年，主流2.5英寸品牌移動(dòng)硬盤的讀取速度約為15-25MB/s，寫入速度約為8-15MB/s。移動(dòng)硬盤以下五個(gè)特點(diǎn)其一，具有容量大。其二，傳輸速度高。其三，使用方便。其四，可靠性提升。其五，具有防震功能。27數(shù)碼相機(jī)伴侶數(shù)碼相機(jī)伴侶實(shí)質(zhì)上是一種存儲(chǔ)器，它是一個(gè)由高速大容量移動(dòng)硬盤和多種讀卡器的合二為一的數(shù)碼儲(chǔ)存裝置，可以實(shí)現(xiàn)在沒有電腦的情況下轉(zhuǎn)存數(shù)碼存儲(chǔ)卡的數(shù)據(jù)。數(shù)碼相機(jī)伴侶的存儲(chǔ)容量一般都是以GB作為單位。在移動(dòng)硬盤上附加讀卡功能并伴有液晶顯示，這樣就可以脫離電腦而將數(shù)碼卡上的內(nèi)容直接上載到移動(dòng)硬盤上。數(shù)碼相機(jī)伴侶主要包括了數(shù)碼存儲(chǔ)卡讀卡器和通常在筆記本電腦上使用的2.5英寸的硬盤。28激光存儲(chǔ)器激光存儲(chǔ)器CD\DVD\HDDVD，是一種激光存貯器，簡(jiǎn)稱光盤。光盤的結(jié)構(gòu)與早期的密紋唱片類似，每一張光盤均可粗略地分為三層，最下一層是透明基底，中間的反光金屬層貯存著有用的信息，最上面是保護(hù)層。我們知道，聲音、圖像、計(jì)算機(jī)程序均可數(shù)字化，用一系列的二進(jìn)制數(shù)目表示，由“1”和“0”兩個(gè)單元組成，這些信息被收錄在金屬層里。如在光盤上記錄信息則需要光盤刻錄機(jī)，讀取光盤中的信息要用到光盤驅(qū)動(dòng)器。光盤驅(qū)動(dòng)器包括可重寫光盤驅(qū)動(dòng)器，WORM光盤驅(qū)動(dòng)器和CD-ROM驅(qū)動(dòng)器。其中CD-ROM驅(qū)動(dòng)器為MPC帶來了價(jià)格便宜的650M存儲(chǔ)設(shè)備，存有圖形、動(dòng)畫、圖像、聲音、文本、數(shù)字音頻、程序等資源的CD-ROM已廣泛使用，因此，光驅(qū)對(duì)廣大用戶是必須的.292.2.4多媒體輸入輸出設(shè)備常見的圖像輸入設(shè)備包括掃描儀、數(shù)碼照相機(jī)等；常見的圖形輸出設(shè)備包括繪圖儀、打印機(jī)等；常見的音頻、視頻輸入設(shè)備包括話筒、攝像機(jī)、錄像機(jī)、實(shí)時(shí)廣播、激光存儲(chǔ)器CD-ROM；還有附加于顯示器表面的各種類型的觸摸屏也是一種輸入設(shè)備。下面介紹一下幾種常見的輸入輸出設(shè)備。掃描儀數(shù)碼照相機(jī)數(shù)碼攝像機(jī)觸摸屏30掃描儀掃描儀是一種光電一體化的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，用于靜態(tài)圖像采集，它可以將圖片、照片、膠片、文稿等資料掃描到計(jì)算機(jī)中，以數(shù)字化的格式存儲(chǔ)。掃描儀的主要結(jié)構(gòu)包含光電成像轉(zhuǎn)換部分和機(jī)械傳送部分，其中最核心的是光電成像部分。掃描儀有多種類型，按其工作方式分為4類:平面式掃描儀手持式掃描儀滾筒式掃描儀膠片掃描儀31平面式掃描儀是使用最廣泛的一種類型，如圖2-4所示。掃描幅面一般為A4或是A3。這種掃描儀速度較快、價(jià)格適中、操作方便，深受歡迎。圖2-4平面掃描儀圖2-5手持掃描儀手持式掃描儀誕生于1987年，是使用比較早的掃描儀品種，如圖2-5所示，其最大掃描寬度為105mm。手持式掃描儀目前已退出市場(chǎng)。掃描儀32膠片掃描儀又稱底片掃描儀或接觸式掃描儀，如圖2-6所示，用于掃描各種透明膠片，掃描幅面從135底片到4×6英寸甚至更大。圖2-6膠片掃描儀滾筒式掃描儀是較為專業(yè)的掃描儀，有很高的分辨率和極好的色彩效果，一般用于印刷行業(yè)，常用于大型廣告等要求較高的作品，如圖2-7為滾筒式掃描儀的局部外觀。圖2-7滾筒掃描儀掃描儀33掃描儀的性能直接影響圖片掃描質(zhì)量，其主要性能指標(biāo)有：其一是掃描分辨率。以每英寸多少像素點(diǎn)(dpi)表示，分辨率越高，掃描的圖像越清晰。其二是色彩深度(位數(shù))，也常稱為掃描色彩精度。色彩深度越高，灰度級(jí)別就越多，圖像色彩就越豐富多彩。其三是掃描速度。在不影響掃描圖像精度質(zhì)量的前提下，掃描速度越快越好。其四是掃描幅面。掃描幅面是指掃描儀能夠掃描圖像的最大面積尺寸，常見的有A4、A3、A1、A0等幅面，大多數(shù)平臺(tái)式掃描儀的掃描面積為21cm×29.7cm，即A4幅面。掃描儀34數(shù)碼照相機(jī)數(shù)碼照相機(jī)是上世紀(jì)90年代后期迅速流行起來的一種新型照相機(jī)，數(shù)碼相機(jī)在影像拍攝方面和外型上與普通相機(jī)大致相同(如圖2-8)，可以拍攝各類靜止畫面，甚至還可以拍攝一段短時(shí)間的動(dòng)態(tài)影像。

圖2-8數(shù)碼像機(jī)35數(shù)碼相機(jī)與傳統(tǒng)相機(jī)在影像攝取的光學(xué)系統(tǒng)方面非常類似，都是用光學(xué)鏡頭將拍攝的影像在像面上成像。數(shù)碼照相機(jī)可以利用自身的LCD液晶顯示器及時(shí)查看拍攝效果，不滿意的照片可以立即刪除重拍，其存儲(chǔ)卡可以重復(fù)使用。記錄的圖片信息可通過數(shù)據(jù)接口直接傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中存儲(chǔ)、顯示、打印。數(shù)碼照相機(jī)拍攝的影像信息是記錄在數(shù)碼存儲(chǔ)卡中的，有內(nèi)置式存儲(chǔ)器和可插入式存儲(chǔ)卡兩種。數(shù)碼像機(jī)拍攝好的數(shù)字照片可以直接轉(zhuǎn)入計(jì)算機(jī)中處理，減少了傳統(tǒng)照片洗印、掃描才能進(jìn)入計(jì)算機(jī)中使用的環(huán)節(jié)，使圖片的數(shù)字化處理更為方便。數(shù)碼相機(jī)已成為重要的計(jì)算機(jī)外部設(shè)備。數(shù)碼照相機(jī)36數(shù)碼照相機(jī)的質(zhì)量取決于其性能指標(biāo)，主要的性能指標(biāo)有：其一是分辨率。與顯示器、掃描儀一樣，數(shù)碼照相機(jī)最重要的性能指標(biāo)是分辨率，又稱解析度。其二是色彩深度。和掃描儀一樣，色彩深度也稱為色彩位數(shù)，是描述數(shù)碼相機(jī)色彩分辨能力的技術(shù)指標(biāo)，也是用二進(jìn)制位數(shù)表示，位數(shù)越高，其色彩還原越細(xì)膩。其三是存儲(chǔ)卡容量。它反映數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)能力的指標(biāo)。字節(jié)數(shù)越多其存儲(chǔ)容量越大，能夠保存的信息量就越大。其四是輸出接口。它是指與計(jì)算機(jī)連接的接口，現(xiàn)在大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)都采用USB口與計(jì)算機(jī)相聯(lián)。與傳統(tǒng)相機(jī)一樣，數(shù)碼照相機(jī)還有其它重要的光學(xué)和機(jī)械性能指標(biāo)：如光圈、焦距、變焦倍數(shù)、快門速度、最小拍攝距離、曝光形式、感光度設(shè)定等。數(shù)碼照相機(jī)37數(shù)碼攝像機(jī)數(shù)碼攝像機(jī)(DV)用于拍攝連續(xù)的活動(dòng)影像，是多媒體計(jì)算機(jī)的視頻輸入設(shè)備，如圖2-10所示。記錄介質(zhì)主要是DV錄像帶、硬盤、閃存?，F(xiàn)在的數(shù)碼攝像機(jī)一般也能拍攝照片，并用記憶棒存儲(chǔ)。圖2-10數(shù)碼攝像機(jī)38數(shù)碼攝像機(jī)的主要性能指標(biāo)有：其一是分辨率與幀頻。與數(shù)碼照相機(jī)一樣，最重要的性能指標(biāo)是分辨率，不同的是數(shù)碼攝像機(jī)的分辨率應(yīng)與當(dāng)前的顯示設(shè)備相適應(yīng)，所以其分辨率在300萬像素已算是很高的了。其二是色彩深度。數(shù)碼照相機(jī)和掃描儀用R(紅)G(綠)B(藍(lán))三種基色表示，數(shù)碼攝像機(jī)用亮度信號(hào)和紅/藍(lán)色差信號(hào)(YUV與YIQ色彩空間)記錄。其三是碼率。數(shù)碼攝像機(jī)拍攝后一般會(huì)將影像資料傳輸?shù)接?jì)算機(jī)或電視機(jī)，由于影像資料的數(shù)據(jù)量很大，所以必須對(duì)其數(shù)據(jù)傳輸速率提出要求，以每秒傳輸數(shù)據(jù)量表示。其四是音頻質(zhì)量。當(dāng)前的數(shù)碼攝像機(jī)同步錄音質(zhì)量能達(dá)到或超過CD的質(zhì)量。其五是拍照像素。攝像機(jī)一般都可以拍照，一般拍照都在300萬以上。數(shù)碼攝像機(jī)39觸摸屏觸摸屏(Touchpanel)又稱為觸控面板，是個(gè)可接收觸頭等輸入訊號(hào)的感應(yīng)式液晶顯示裝置，當(dāng)接觸了屏幕上的圖形按鈕時(shí)，屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程序驅(qū)動(dòng)各種連結(jié)裝置，可用以取代機(jī)械式的按鈕面板，并借由液晶顯示畫面制造出生動(dòng)的影音效果，如2-11。觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備，它是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。圖2-11觸摸屏402.2.4多媒體輸入輸出設(shè)備從技術(shù)原理來區(qū)別觸摸屏，可分為五個(gè)基本種類：矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏——已退出歷史舞臺(tái)；電阻技術(shù)觸摸屏——定位準(zhǔn)確，但其價(jià)格頗高，且怕刮易損電容技術(shù)觸摸屏——設(shè)計(jì)構(gòu)思合理，但其圖像失真問題很難得到根本解決紅外線技術(shù)觸摸屏——價(jià)格低廉，但其外框易碎，容易產(chǎn)生光干擾，曲面情況下失真表面聲波技術(shù)觸摸屏——解決了以往觸摸屏的各種缺陷，清晰不容易被損壞，適于各種場(chǎng)合，缺點(diǎn)是屏幕表面如果有水滴和塵土?xí)褂|摸屏變的遲鈍，甚至不工作。41主要內(nèi)容2.1多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本架構(gòu)2.2多媒體計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.3多媒體計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)2.4本章小結(jié)

422.3多媒體計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件主要包括：多媒體操作系統(tǒng)各種驅(qū)動(dòng)程序多媒體信息采集處理軟件多媒體創(chuàng)作集成工具多媒體應(yīng)用軟件除此之外，還有多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、多媒體壓縮/解壓縮軟件、多媒體聲像同步軟件、多媒體通信軟件等。432.3.1多媒體操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)必須配置的系統(tǒng)軟件，它管理和控制著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有軟硬件資源。多媒體操作系統(tǒng)是指除具有一般操作系統(tǒng)的功能外，還具有多媒體底層擴(kuò)充模塊，支持高層多媒體信息的采集、編輯、播放和傳輸?shù)忍幚砉δ艿南到y(tǒng)，具有支持多媒體信息的能力，能夠進(jìn)行多媒體硬件的調(diào)度和指揮，能夠?yàn)槎嗝襟w開發(fā)和播放提供支撐平臺(tái)，支持各種多媒體軟件的運(yùn)行，并具備良好的可擴(kuò)展性。多媒體操作系統(tǒng)有兩種類型：專用的多媒體操作系統(tǒng)，如CD-I系統(tǒng)的CD-RTOS等；在通用操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入音視頻功能，如Microsoft公司的Windows系列。44Windows系列BeOSMacOSX常用的多媒體操作系統(tǒng)45Windows是大家都非常熟悉的操作系統(tǒng)，從Windows3.1開始介入多媒體功能，經(jīng)歷了不斷的更新?lián)Q代，現(xiàn)在的WindowsXP/Windows7等版本對(duì)多媒體功能的支持已比較成熟和完善，它所提供的圖形操作界面，色彩鮮艷的工作環(huán)境，多任務(wù)多用戶的管理方式，出色的多媒體支持功能，深受廣大用戶的喜愛，Windows操作系統(tǒng)支持各種多媒體插件，且容易擴(kuò)充，光盤、視頻卡、傳真卡等多媒體插件都能夠非常方便地安裝和識(shí)別，各種多媒體創(chuàng)作軟件、工具軟件、集成軟件都能夠很好地運(yùn)行在Windows平臺(tái)上?，F(xiàn)在Windows系列已成為PC機(jī)上主流的多媒體操作系統(tǒng)。Windows系列46美國微軟的個(gè)人電腦增添數(shù)碼娛樂功能的新版媒體中心技術(shù)“WindowsXPMediaCenterEdition2005”和Windows7MediaCenter。該技術(shù)被定位為微軟數(shù)碼娛樂戰(zhàn)略“DigitalEntertainmentAnywhere”的核心。目前已可在全球各地使用，此外美國戴爾、美國Gateway、美國惠普(HP)、索尼以及東芝等將發(fā)貨配備該技術(shù)的個(gè)人電腦“MediaCenterPC”。使用WindowsXPMediaCenterEdition或Windows7MediaCenter，可很方便地欣賞照片、電影、音樂以的電視等數(shù)碼娛樂；除使用鼠標(biāo)和鍵盤外，還可用遙控器操作——微軟為此套系統(tǒng)配備了遙控裝置和接收器，產(chǎn)品的質(zhì)量非常好，已經(jīng)達(dá)到了其它消費(fèi)級(jí)遙控產(chǎn)品的水平；可錄像和暫停正在廣播的電視節(jié)目，可將照片或電影/電視節(jié)目保存到CD-R/DVD媒體，還可編輯從數(shù)碼相機(jī)導(dǎo)入的照片；利用“MovieFinder”功能可用演員、類別或?qū)а莸茸鳛殛P(guān)鍵詞搜索電影，也可發(fā)現(xiàn)相類似的電影。附帶“WindowsMessenger”，可一邊看電視，一邊和朋友聊天。Windows系列47微軟公司還將提供擴(kuò)展功能“MediaCenterExtender”，使用支持該功能設(shè)備，可在家中的電視上欣賞MediaCenterPC上的音樂、照片、電視節(jié)目錄像以及視頻等。另外導(dǎo)入“MediaCenterExtenderforXbox”可使該公司的游戲機(jī)“Xbox”支持MediaCenterExtender。不過，微軟對(duì)于該版本操作系統(tǒng)嚴(yán)格的發(fā)行控制在很長一段時(shí)間來阻礙了該產(chǎn)品的進(jìn)一步推廣。XPMediaCenterEdition一直沒有零售版本，同時(shí)，低端用戶也無法從PC銷售商那里直接購買到廉價(jià)的OEM版本。因此，想擁有正版的XPMediaCenterEdition就必須要購買一整套預(yù)裝該系統(tǒng)的PC機(jī)。Windows系列48Be.Inc公司設(shè)計(jì)的多媒體操作系統(tǒng)(BeOS)從技術(shù)上看，它有許多先進(jìn)的特性，如美觀的圖形用戶界面、64位的文件系統(tǒng)、支持對(duì)稱多處理器技術(shù)、支持Intel和PowerPC兩個(gè)平臺(tái)等等。BeOS可以說是一個(gè)多才多藝的多媒體“藝術(shù)大師”，它以其出色的多媒體功能而聞名，在多媒體制作、編輯、播放方面尤其性能卓著，十分適合進(jìn)行多媒體開發(fā)。在BeOS中，集成了許多功能強(qiáng)大的多媒體軟件，MediaPlayer、CDBurner、CDPlayer、MIDIPlayer等工具直接內(nèi)嵌于系統(tǒng)中，使多媒體從制作到播放都能得心應(yīng)手，所以不少創(chuàng)作人員也選擇BeOS作為他們的操作平臺(tái)。BeOS49BeOS的設(shè)計(jì)理念是專門用于多媒體處理的“多媒體操作系統(tǒng)”，采用先進(jìn)的64位BeFS文件系統(tǒng)，支持多處理器，其多媒體性能異常優(yōu)越。BeOS開始是運(yùn)行在BeBox硬件之上的。與其他同期的操作系統(tǒng)不同，BeOS是為了充分利用現(xiàn)代硬件的優(yōu)點(diǎn)而編寫。針對(duì)數(shù)字媒體工作優(yōu)化，BeOS能夠充分利用多處理器系統(tǒng)通過模塊化的I/O帶寬，多線程，搶斷式的多任務(wù)和被稱為BFS的定制64位日志文件系統(tǒng)。BeOS的GUI遵循清晰整潔的設(shè)計(jì)原理而開發(fā)。其API是用C++編寫而成，非常容易編程。BeOS50BeOS的優(yōu)點(diǎn)有五點(diǎn)：其一，全圖形結(jié)構(gòu)BeOS的核心就是圖形化，這使得BeOS是真正具有圖形界面的操作系統(tǒng)。其二，擁有眾多的多媒體軟件作為一個(gè)面向廣大多媒體愛好者的操作系統(tǒng)，BeOS擁有眾多功能強(qiáng)大的多媒體軟件，從制作到播放是應(yīng)有盡有，并且許多軟件都是內(nèi)置在系統(tǒng)中的。其三，先進(jìn)的文件系統(tǒng)BeOS使用了64位的文件系統(tǒng)，這是個(gè)人電腦上的首次嘗試。由于進(jìn)行多媒體制作時(shí)需要進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)交換，而64位的文件系統(tǒng)使其運(yùn)行得更高效。其四，多處理器支持，和Linux、WindowsNT一樣，BeOS也能夠支持多處理器。其五，完備的網(wǎng)絡(luò)功能。BeOS51不過，BeOS的不足之處也同樣不可回避。它下面的第三方軟硬件支持太少。當(dāng)前BeOS下的應(yīng)用軟件大多是一些自由軟件、共享軟件和免費(fèi)軟件。其硬件支持也不太理想，如果你用的是國際大公司的品牌電腦，可能不會(huì)感覺到，但如果使用的是兼容機(jī)就很多不兼容。現(xiàn)在，一些廠商已經(jīng)行動(dòng)起來。NetscapeCommunicator的BeOS版本正在開發(fā)當(dāng)中；Canon、HP也開發(fā)了BeOS下的打印機(jī)驅(qū)動(dòng)；Kodak的幾款數(shù)碼相機(jī)也有了各自的BeOS驅(qū)動(dòng)；NVidia同樣對(duì)它的TNT、TNT2、GeForce系列顯卡添加了BeOS的驅(qū)動(dòng)程序。更值得一提的是，BeOS似乎對(duì)手寫板的支持特別好。BeOS52美國蘋果公司設(shè)計(jì)的MacOSX。美國蘋果公司以其擁有先進(jìn)的圖形圖像和多媒體處理技術(shù)而聞名于世界。MacOSX是Apple公司新一代的操作系統(tǒng)，被稱之為電腦操作系統(tǒng)的“藝術(shù)家”。它是一個(gè)基于Unix的操作系統(tǒng)平臺(tái)。它具有很強(qiáng)的圖形圖像處理功能，適合于專業(yè)的圖形圖像處理。MacOS支持多種多媒體開發(fā)、應(yīng)用軟件的運(yùn)行，在MacOS平臺(tái)上運(yùn)行的音樂管理軟件iTUNE，可以實(shí)現(xiàn)AACMPEG-4音頻播放，智能播放列表、刻錄音樂光盤等等。視頻編輯、圖片瀏覽等在MacOS的支持下，也能輕松完成。MacOS運(yùn)行穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)安全性好。不足之處是移植性較差，一般只在蘋果機(jī)上使用。MacOSX53如今的多媒體操作系統(tǒng)和主流操作系統(tǒng)的界限越來越模糊，可以說，目前最新的操作系統(tǒng)Windows7和MacOSXLion在多媒體方面的駕馭能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過上述兩個(gè)實(shí)例(BeOS和WindowsXPMediaCenterEdition2005)，甚至在Windows7內(nèi)就集成了WindowsMediaCenter。因此，未來的主流操作系統(tǒng)必將進(jìn)一步的拓展多媒體方面的應(yīng)用，貼近大眾娛樂。

542.3.2各種驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)程序就是直接管理和控制多媒體硬件的，它們完成對(duì)硬件設(shè)備的啟動(dòng)、初始化和停止的控制，可以進(jìn)行基于硬件的壓縮和解壓操作，能夠負(fù)責(zé)圖像或其它媒體的各種變換及功能調(diào)用等。驅(qū)動(dòng)程序一般由硬件生產(chǎn)廠家提供，隨硬件一起捆綁銷售。當(dāng)硬件與計(jì)算機(jī)連接好后，在主機(jī)上插入光盤或軟盤安裝好驅(qū)動(dòng)程序，硬件即可正常工作?，F(xiàn)在很多計(jì)算機(jī)使用的是WindowsXP操作系統(tǒng)，它對(duì)大部分常用硬件都有很好的支持功能，多數(shù)硬件都能夠即插即用，這給廣大用戶提供了極大的方便。55多媒體作品中大都包含文本、圖形、圖像、聲音信息、視頻影像、動(dòng)畫等多種媒體素材。多媒體創(chuàng)作的前期工作就是要進(jìn)行各種媒體素材的采集、設(shè)計(jì)、制作、加工、處理，完成素材的準(zhǔn)備。這些工作需要使用眾多的素材采集制作軟件。不同的媒體，用到的軟件工具也不同。其一是文本素材制作工具其二是圖形圖像素材工具其三是音頻素材工具軟件其四是視頻素材工具軟件其五是動(dòng)畫素材工具軟件2.3.3多媒體素材采集處理軟件56文字素材一般用文字處理軟件輸入編輯后獲得，常用的文字編輯軟件有微軟公司Office系列的Word、金山公司的WPS、Windows系統(tǒng)自帶的寫字板，記事本等。其中，Word的應(yīng)用最為廣泛，它具有強(qiáng)大的文字編輯排版、圖文混排、表格制作功能，可以完成普通及特殊文檔的排版要求。除了錄入處理外，還可以用OCR(光學(xué)字符識(shí)別)軟件對(duì)用掃描儀獲取的含文字的圖片資料進(jìn)行文字識(shí)別并轉(zhuǎn)換成文本素材資料。另外、手寫輸入、語音輸入也是文字素材獲取的重要手段。文本素材制作工具57圖形圖像素材工具矢量圖形和位圖圖像分別是兩種不同的圖片形式。位圖圖像素材可以利用數(shù)碼照相機(jī)、掃描儀等設(shè)備獲取，也可以通過一些繪圖軟件繪制，再用圖像處理軟件對(duì)原始圖片加工處理。一些圖片工具軟件也是圖片創(chuàng)作處理中不可缺少的部分，圖片查看、圖片格式轉(zhuǎn)換、屏幕圖像截取都需要它們出場(chǎng)，ACDSee、Iceview就是兩款常用的圖片瀏覽軟件。屏幕圖像截取也是圖片獲取的一種重要方式，利用抓圖工具可以將屏幕上選中區(qū)域的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖像捕捉下來，并以圖片文件的格式保存。常見的抓圖工具有SnagIt、HyperSnap-Dx、Snapview、CaptureProfessional和QQ截屏等，它們各有千秋，我們可以根據(jù)自己的需要選擇。58音頻素材工具軟件是能夠配合硬件，完成聲音錄制、編輯、播放的軟件。聲音的錄制可以用Windows中自帶的“錄音機(jī)”程序，它能進(jìn)行聲音采集、剪輯、合成、混音等編輯處理，也可以用功能更加強(qiáng)大的專門的音頻處理軟件，如美國Syntrillium公司推出的CoolEdit是一款音頻處理能力較強(qiáng)的數(shù)字音頻處理軟件。此外，SoundForge、Wavelab、等都是常用的音頻信息處理軟件，它們能夠勝任多種聲音格式的編輯處理，適合于各種音頻制作的場(chǎng)合。聲音的播放軟件更是不勝枚舉，Windows自帶的MediaPlayer能夠播放音樂、CD等數(shù)字聲音媒體，Winamp、RealPlayer等都是影響較大的音頻播放器。音頻素材工具軟件59視頻素材工具軟件是能夠進(jìn)行視頻信息采集、編輯、剪輯、特效處理、視頻播放的軟件。Adobe公司開發(fā)的功能強(qiáng)大的非線性視頻編輯軟件Premiere，是一款專業(yè)的視頻處理軟件，集采集、編輯、合成等功能于一身，能對(duì)視頻影像、聲音、動(dòng)畫、圖片、文本進(jìn)行編輯加工，并最終生成電影文件。現(xiàn)被廣泛的應(yīng)用于電視臺(tái)、廣告制作、電影剪輯等專業(yè)領(lǐng)域，成為PC和MAC平臺(tái)上應(yīng)用最為廣泛的視頻編輯軟件。另外，Ulead公司的MediaStudioPro也是常用的視頻處理軟件。Ulead公司的另一款“會(huì)聲會(huì)影”軟件，則是針對(duì)家庭娛樂、個(gè)人紀(jì)錄片制作之用的簡(jiǎn)便型視頻編輯軟件。品尼高公司的PinnacleStudio和PinnacleEdition也是常用的視頻軟件。視頻播放軟件有Windows自帶的MediaPlayer，還有超級(jí)解霸、東方影都、RealPlayer等，它們都很受歡迎。視頻素材工具軟件60動(dòng)畫素材工具軟件是能夠進(jìn)行動(dòng)畫素材創(chuàng)作、編輯的軟件。大家熟悉的Flash是Macromedia公司推出的用于矢量圖編輯與動(dòng)畫制作的專業(yè)軟件，它具有較強(qiáng)的平面(二維)動(dòng)畫制作功能，圖像質(zhì)量較高。