多媒體技術(shù)原理及應(yīng)用 2

1、第3章 多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成,多媒體存儲(chǔ)技術(shù) 多媒體功能卡 多媒體信息獲取與顯示設(shè)備 多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī) CD-I交互式多媒體系統(tǒng) DVI多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng) VCD與DVD播放系統(tǒng)多媒體工作站,3.1多媒體存儲(chǔ)技術(shù),3.1.1 多媒體信息存儲(chǔ)的特點(diǎn),多媒體信息存在和表現(xiàn)的形式 正文 包括文字和數(shù)據(jù) 向量圖形 圖元組成的圖形 位圖圖像 數(shù)字化聲音和高保真音響 數(shù)字化視頻,3.1.2 光盤(pán)存儲(chǔ)原理,光存儲(chǔ)技術(shù)光存

2、儲(chǔ)技術(shù)的產(chǎn)品化形式是由光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和光盤(pán)片組成的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)器讀寫(xiě)頭是用半導(dǎo)體激光器和光路系統(tǒng)組成的光頭，記錄介質(zhì)采用磁光材料。,,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(cè)器能夠通過(guò)檢測(cè)出光強(qiáng)和光極性的變化來(lái)識(shí)別信息。高能量激光束可以

3、聚焦成約1微米的光斑，因此光存儲(chǔ)技術(shù)比其他存儲(chǔ)技術(shù)有更高的容量。,,光盤(pán)系統(tǒng)的特點(diǎn)與硬盤(pán)相比，具有可拆卸性； 容量相當(dāng)； 驅(qū)動(dòng)器較貴，但盤(pán)片便宜； 讀寫(xiě)速度慢。與磁帶相比，具有容量大、隨機(jī)存取性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。 激光頭與介質(zhì)無(wú)接觸，不受環(huán)境影響而退磁，信息保存時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)30年以上。,,光盤(pán)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)容量 光盤(pán)盤(pán)片的容量平均存取時(shí)間 在光盤(pán)上找到需要讀寫(xiě)信息的位置所需時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸率 接口標(biāo)準(zhǔn)及格式規(guī)范等,,存儲(chǔ)容量指它

4、所能讀寫(xiě)的光盤(pán)盤(pán)片的容量。光盤(pán)容量又分為格式化容量和用戶(hù)容量，采用不同的格式和不同驅(qū)動(dòng)器，光盤(pán)格式化后容量不同。一般用戶(hù)容量比格式化容量要少，因?yàn)楣獗P(pán)還需要存放有關(guān)控制、校驗(yàn)等信息。,,平均存取時(shí)間是在光盤(pán)上找到需要讀寫(xiě)的信息的位置所需要的時(shí)間。指從計(jì)算機(jī)向光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出命令，到光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器可以接受讀寫(xiě)命令為止的時(shí)間。一般取光頭沿半徑移動(dòng)全程1/3長(zhǎng)度所需要的時(shí)間為平均尋道時(shí)間，盤(pán)片旋轉(zhuǎn)一周的一半時(shí)間為平均等待時(shí)間，兩者加上讀寫(xiě)

5、光頭穩(wěn)定時(shí)間就是平均存取時(shí)間。,,數(shù)據(jù)傳輸率有多種定義方式。一種是指從光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器送出的數(shù)據(jù)率，可以定義為單位時(shí)間內(nèi)光盤(pán)的光道上傳送的數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)，這與光盤(pán)轉(zhuǎn)速、存儲(chǔ)密度有關(guān)。另一種定義是指控制器與主機(jī)間的傳輸率，它與接口規(guī)范、控制器內(nèi)的緩沖器大小有關(guān)。,光盤(pán)的分類(lèi),CD-ROM只讀光盤(pán) WORM一次寫(xiě)多次讀光盤(pán) Rewritable可重寫(xiě)光盤(pán),,CD-ROM最常用的光盤(pán)系統(tǒng)，直徑約12cm，因?yàn)樗萘看螅s650MB，價(jià)格便

6、宜，市場(chǎng)上頗受用戶(hù)的歡迎。CD-ROM光盤(pán)是由母盤(pán)壓模制成的，一旦復(fù)制成形，永久不變，用戶(hù)只能讀出信息。CD-ROM采用激光調(diào)制方式記錄信息，將信息以凹坑和凸區(qū)的形式記錄在螺旋形光道上。,,WORM一次寫(xiě)多次讀光盤(pán) WORM光盤(pán)在使用前首先要進(jìn)行格式化，形成格式化信息區(qū)和邏輯目錄區(qū)，利用激光照射介質(zhì)，使介質(zhì)變異，利用激光不同的變化，使其產(chǎn)生一連串排列的“點(diǎn)”，從而完成寫(xiě)的過(guò)程。引入文件分配表的概念，在光盤(pán)的根目錄下面是用戶(hù)定

7、義的邏輯目錄，邏輯目錄對(duì)應(yīng)文件管理區(qū)。在邏輯目錄建立同時(shí)，用戶(hù)可以根據(jù)需要，對(duì)其中重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。一旦寫(xiě)入就不能再更改。,,Rewritable可重寫(xiě)光盤(pán)可重寫(xiě)光盤(pán)或稱(chēng)可擦寫(xiě)光盤(pán)是最理想的光盤(pán)類(lèi)型，也是最有應(yīng)用前途的光盤(pán)類(lèi)型。它像硬盤(pán)一樣可讀寫(xiě)，利用浮動(dòng)磁光頭在磁光盤(pán)上進(jìn)行磁場(chǎng)調(diào)制，可進(jìn)行高速重寫(xiě)磁光記錄。,只讀光盤(pán)讀原理,只讀光盤(pán)上的信息是沿著盤(pán)面螺旋形狀的信息軌道以凹坑和凸區(qū)的形式記錄的。它既可以記錄模擬信息(如Lase

8、r Vision系統(tǒng))，也可以記錄數(shù)字信號(hào)(如CD-DA)。,,,,,,,坑深0.12μm,0.6μm,1.6μm,,,在螺旋形光道上以凹坑和凸區(qū)表示的信息,,,,,,,,,001000100000100,,圖3.1 只讀光盤(pán)工作原理,在光盤(pán)上記錄模擬信息模擬信號(hào)先進(jìn)行頻率調(diào)制(FM)，聲音信號(hào)加在經(jīng)過(guò)頻率調(diào)制的視頻信號(hào)上，所得到的綜合信號(hào)經(jīng)過(guò)雙向限幅，再轉(zhuǎn)換成光盤(pán)上長(zhǎng)度不等的凹坑和凸區(qū)，邊緣之間的長(zhǎng)度反映了視頻信號(hào)頻率的高低和聲音信

9、號(hào)的頻率和幅度。,,,在光盤(pán)上寫(xiě)/讀數(shù)字信息光道上凹坑或凸區(qū)的長(zhǎng)度是0.3微米的整數(shù)倍。凹凸交界的正負(fù)跳變沿均代表數(shù)字“1”，兩個(gè)邊緣之間代表數(shù)字“0”，“0”的個(gè)數(shù)是邊緣之間長(zhǎng)度決定的。通過(guò)光學(xué)探測(cè)儀器產(chǎn)生光電檢測(cè)信號(hào)，從而讀出“0”、“1”數(shù)據(jù)。數(shù)字信號(hào)記錄的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，由于盤(pán)片損壞或變臟而造成的讀出錯(cuò)誤也容易得到糾正。,,EFM編碼為了提高讀出數(shù)據(jù)可靠性，減少誤讀率，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采用EFM(Eight to Fourt

10、een Modulation)編碼，即將1字節(jié)的8位編碼為14位的光軌道位，并在每14位之間插入3位“合并位” 以確保“1”碼間至少有2個(gè)“0”碼，但最多有10個(gè)“0”碼。,可重寫(xiě)光盤(pán)的擦寫(xiě)原理,光盤(pán)記錄方式可分為兩大類(lèi)：磁光式相變式,,磁光式擦寫(xiě)原理當(dāng)前國(guó)際上較流行的是磁光式，該盤(pán)普遍采用玻璃盤(pán)基上再加四層膜結(jié)構(gòu)組成，它是以稀土—過(guò)渡金屬非晶體垂直磁化膜作為記錄介質(zhì)光學(xué)膜和保護(hù)膜的多層夾心結(jié)構(gòu)。兩種磁光寫(xiě)操作方法居里點(diǎn)記錄(稀

11、土—鐵合金膜介質(zhì))補(bǔ)償點(diǎn)記錄(稀土—鈷合金膜介質(zhì)),,磁光寫(xiě)的過(guò)程用激光照射光盤(pán)垂直膜面磁化方向上的磁化物質(zhì)，并對(duì)其垂直磁化。利用磁性物質(zhì)居里點(diǎn)熱磁效應(yīng)，在某一方向飽和式磁化，用激光對(duì)需要存儲(chǔ)信息“1”的單元區(qū)域加熱，使其溫度超過(guò)居里點(diǎn)，失去磁性。在盤(pán)的另一面上施加一個(gè)外磁場(chǎng)，使被照單元反向磁化，這樣該單元磁化方向與其他未照射單元方向相反，從而生產(chǎn)一個(gè)信息存儲(chǔ)狀態(tài)“1”，而其他未經(jīng)照射單元相當(dāng)于存儲(chǔ)信息“0”。信息擦去過(guò)程與寫(xiě)過(guò)

12、程剛好相反，即恢復(fù)原來(lái)的磁化方向。,,相變式擦寫(xiě)原理利用記錄介質(zhì)的兩個(gè)穩(wěn)態(tài)之間的互逆相結(jié)構(gòu)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的記錄和擦除。兩種穩(wěn)態(tài)是反射率高的晶態(tài)和反射率低的非晶態(tài)(玻璃態(tài))。寫(xiě)過(guò)程是把記錄介質(zhì)的信息點(diǎn)從晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)。擦過(guò)程是寫(xiě)過(guò)程的逆過(guò)程，即把激光束照射的信息點(diǎn)從非晶態(tài)恢復(fù)到晶態(tài)。,3.1.3 光盤(pán)標(biāo)準(zhǔn),,1. 光盤(pán)發(fā)展歷史,1972年9月5日Philips公司向國(guó)際新聞界展示了長(zhǎng)時(shí)間播放電視節(jié)目的光盤(pán)系統(tǒng)，在光盤(pán)上記錄的是模

13、擬電視信號(hào)。1978年，SONY生產(chǎn)的影碟機(jī)正式投放市場(chǎng)，光盤(pán)的直徑為30厘米，一片雙面盤(pán)的播放時(shí)間可達(dá)2小時(shí)。1979年，Philips公司發(fā)表了激光唱機(jī)(compact disk player)。,光盤(pán)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),CD-DACD-ROMCD-V(Video)可錄CDCD-ICD-ROM XA Photo-CD Video CD,,CD-DA 1981年制定紅皮書(shū)，即CD-DA (Digital Audio)激光

14、數(shù)字音頻光盤(pán)的規(guī)范。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是CD的最基本標(biāo)準(zhǔn)。,,CD-ROM 1985年制定黃皮書(shū)，經(jīng)修訂，1988年正式作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO9660，1991年又推出了ISO 9660Ⅱ。,,CD-V(video)從紅皮書(shū)發(fā)展而來(lái)，在影碟機(jī)上使用，視頻信息可以輸出到電視機(jī)。,,可錄CD可錄CD(recordable CD)盤(pán)的橙皮書(shū)標(biāo)準(zhǔn)?？射汣D分為兩類(lèi)，即CD-MO和CD-WO。CD-MO稱(chēng)為磁光盤(pán)，可重寫(xiě)； CD-WO又稱(chēng)CD-R，這種盤(pán)

15、一旦用戶(hù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)就不能抹掉。,,CD-I 1987年制定綠皮書(shū)規(guī)范用于交互式多媒體CD-I系統(tǒng)中。1992年推出第二代CD-I，可播放交互式視頻圖像。,,CD-ROM XA(extended architecture) 1988年，Philips、SONY及 Microsoft制定CD-ROM擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，1991年又制定CD-ROM XAⅡ規(guī)范，對(duì)應(yīng)于ISO9660Ⅱ。,,Photo-CD像片光盤(pán)，1991年P(guān)hilips和KOD

16、AK對(duì)外發(fā)布Photo-CD，1992年制定規(guī)范。用于存放數(shù)字化的靜態(tài)照片。,,Video CD 1993年制定的白皮書(shū)規(guī)范，采用MPEG壓縮算法壓縮動(dòng)態(tài)圖像。它能使Video CD節(jié)目能夠在CD-I、CD-ROM/XA和Video CD播放機(jī)上播放。,2. CD-ROM的性能指標(biāo),(1) 容量 約為650MB。(2) 數(shù)據(jù)傳送速率 最初推出為150KB/S，稱(chēng)為單速，后又推出倍速(300KB/S)，四速(600 KB/S)，…

17、，48X等光驅(qū)。(3) 存儲(chǔ)緩沖器 早期為64KB，目前常用的為128 KB或256KB。(4) 存取時(shí)間 200～400ms(5) 誤碼率 1/1012～1/1016，采用復(fù)雜的糾錯(cuò)編碼技術(shù)降低了誤碼率。,,(6) 體積光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的大小一般為41mm(H)× 146mm(W)×206mm(D)(7) 接口 采用SCSI接口、IDE接口和AT總線(xiàn)接口。接口可以集成在音頻板、視頻板或主機(jī)板上，也可以是

18、一塊單獨(dú)的板。(8) MTBF(mean time between failures) 平均無(wú)故障時(shí)間約為25000小時(shí)左右。(9) 兼容性 支持Photo-CD和CD-ROM XA。,3.光盤(pán)的規(guī)范及格式,CD-DA規(guī)范及格式 CD-ROM規(guī)范及格式 CD-I光盤(pán)的數(shù)據(jù)格式 激光視盤(pán),CD-DA規(guī)范及格式,CD-DA即激光唱盤(pán)，光盤(pán)的物理規(guī)格為直徑12cm，內(nèi)徑1.5cm，厚度0.12cm，重量14克。這種光盤(pán)常采用常

19、線(xiàn)速(CLV)伺服方式，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。其螺旋線(xiàn)光道上等長(zhǎng)分段，每段稱(chēng)為一個(gè)扇區(qū)。每個(gè)扇區(qū)都存放定量數(shù)據(jù)塊，并以特定的地址標(biāo)記，其單位為“分”、“秒”、“扇區(qū)”，即1分=60秒，1秒=75扇區(qū)。光道總長(zhǎng)度為74分，即可存放74分鐘高音質(zhì)非壓縮的音頻信號(hào)。,,CD-DA每個(gè)扇區(qū)的音頻數(shù)據(jù)分為許多稱(chēng)為幀的單元，每幀共有33個(gè)字節(jié)。一幀中每個(gè)通道有6個(gè)音頻數(shù)據(jù)，有左右2個(gè)通道，每個(gè)通道的樣本值是16位的數(shù)據(jù)，共24個(gè)字節(jié)。一幀中有8個(gè)校驗(yàn)字

20、節(jié)和1個(gè)“控制與顯示(C&D)”字節(jié)。錯(cuò)誤的檢測(cè)和校正采用的是CIRC(cross interleave reed-solomon code)碼。,圖3.2 CD-DA幀及扇區(qū)格式,,,,,,,,,,,,1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,CD-ROM同樣是把光軌道分為等長(zhǎng)的扇區(qū)，使用分、秒、扇區(qū)的數(shù)據(jù)編址方法，采用常線(xiàn)速伺服方式。它與CD-DA的不同主要在每個(gè)扇區(qū)中數(shù)據(jù)格式的不同。 CD-

21、ROM光盤(pán)有兩種格式： Mode1和Mode2。,,Mode1格式Mode2格式,圖3.3 CD-ROM的Mode1和Mode2格式,,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(chēng)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,

22、,Mode1和Mode2格式不同之處用戶(hù)數(shù)據(jù)量不同。Model1為2048個(gè)字節(jié)，Mode2為2336個(gè)字節(jié)。 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的類(lèi)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、圖像、圖形等。 Mode2的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)CIRC檢驗(yàn)后的誤碼率為1/109，對(duì)聲音、圖像類(lèi)的數(shù)據(jù)可以不必做進(jìn)一步校驗(yàn)； 而要滿(mǎn)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

23、校驗(yàn)。,,Mode1中的容錯(cuò)機(jī)制 用了4個(gè)字節(jié)作為錯(cuò)誤檢測(cè)碼(EDC)，采用的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC，只能檢測(cè)是否有錯(cuò)用276個(gè)字節(jié)作為錯(cuò)誤校正碼(ECC)，可以校正扇區(qū)中多個(gè)字節(jié)錯(cuò)誤。通過(guò)兩級(jí)校驗(yàn)，Mode1中數(shù)據(jù)誤碼率可以降到1/1012。,CD-ROM XA,它所定義格式包括與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(pán)的問(wèn)題。 CD-ROM XA的數(shù)據(jù)格式(FORM

24、1，F(xiàn)ORM2),,圖3.4 CD-ROM XA FORM1和FORM2格式,,CD-ROM XA在HEADER后面增加了8個(gè)字節(jié)信息來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明扇區(qū)中用戶(hù)數(shù)據(jù)，其中存放有數(shù)據(jù)類(lèi)型(音頻、視頻、數(shù)據(jù)等)格式形式，觸發(fā)位(記錄開(kāi)始、文件結(jié)束、實(shí)時(shí)性等)，數(shù)據(jù)編碼信息(ADPCM、CLUT、DYUV等)。這樣CD-ROM XA驅(qū)動(dòng)器可通過(guò)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)。

25、,,CD-ROM卷和文件結(jié)構(gòu)卷和文件結(jié)構(gòu)由邏輯塊(512×2n字節(jié))和邏輯扇區(qū)(2048×2n字節(jié))、記錄、文件、卷、卷集等多級(jí)結(jié)構(gòu)定義。由于CD-ROM驅(qū)動(dòng)器的平均尋道時(shí)間較長(zhǎng)，為了能高速檢索CD-ROM光盤(pán)上文件，ISO為CD-ROM光盤(pán)的文件目錄結(jié)構(gòu)規(guī)定了路徑表,圖3.5 CD-ROM目錄結(jié)構(gòu)和路徑表,CD-I光盤(pán)的數(shù)據(jù)格式,CD-I光盤(pán)的數(shù)據(jù)格式是從CD-DA和CD-ROM光盤(pán)格式演變而來(lái)的。其扇區(qū)格式

26、與CD-ROM XA相同，它有三個(gè)區(qū)：導(dǎo)入?yún)^(qū)(Lead-in Area)，節(jié)目區(qū)(Program Area)和導(dǎo)出區(qū)(Lead-out Area)。CD盤(pán)上的信息均采用EFM記錄方式進(jìn)行記錄。由于光盤(pán)原始誤碼率較高，所以都采用能糾突發(fā)錯(cuò)誤的CIRC碼。,,CD-I光盤(pán)的導(dǎo)入?yún)^(qū) 是由若干個(gè)空扇區(qū)組成的，這樣做的目的是使識(shí)別節(jié)目區(qū)變得容易。CD-I光盤(pán)可以有多到99條光道，編號(hào)為1～99。CD-I光盤(pán)的導(dǎo)出區(qū) 或者是空扇區(qū)(最后

27、一條光道是CD-I光道時(shí))或者是無(wú)聲的幀(最后一條光道是CD-DA光道),圖3.6 CD盤(pán)結(jié)構(gòu),圖3.7 只有CD-I光道的CD-I盤(pán)結(jié)構(gòu),,,,,,,,,節(jié)目區(qū),光道1,含有CD-DA光道的CD-I光盤(pán)，第一條光道必須是CD-I光道； 且任一條CD-I光盤(pán)上的CD-DA光道必須在CD-I光道之后。一片CD-I光盤(pán)上的CD-DA光道可以有一條或多條CD-DA光道，但最多不超過(guò)98條。而一條光道的長(zhǎng)度可以是300個(gè)扇區(qū)(相當(dāng)于4秒)和3

28、25000個(gè)扇區(qū)(相當(dāng)于最長(zhǎng)的超級(jí)HiFi播放72分鐘)之間的數(shù)。,,,,,,,,,,圖3.8 有CD-I和CD-DA光道的CD-I盤(pán)結(jié)構(gòu),節(jié)目區(qū),光道1,光道n CD-DA(n<=99),,CD-I光盤(pán)的導(dǎo)出區(qū)或者是空扇區(qū)(最后一條光道是CD-I光道時(shí))或者是無(wú)聲的幀(最后一條光道是CD-DA光道),CD-I盤(pán)上的所有數(shù)據(jù)都以文件形式存放，任何一個(gè)文件都可以通過(guò)盤(pán)上的路徑表取出。每個(gè)文件都有文件描述符記錄，存放于文件目錄中。

29、文件描述符記錄包含有文件名、文件號(hào)、文件大小、地址、擁有者、屬性、交叉存取因子、讀取許可權(quán)。文件分為目錄文件、實(shí)時(shí)文件和標(biāo)準(zhǔn)文件。CD-I的數(shù)據(jù)以?xún)煞N專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)格式FORM1和FORM2記錄。如光盤(pán)是用FORM1記錄，因?yàn)樗蠩DC和ECC碼，CD-I系統(tǒng)利用它們可以獲得誤碼率小于1/1013數(shù)據(jù)。,激光視盤(pán),激光視盤(pán)也是一種只讀光盤(pán)，家用激光視盤(pán)又稱(chēng)為影碟機(jī)，是獨(dú)立的視頻播放設(shè)備，與音響設(shè)備和電視機(jī)(監(jiān)視器)相連就可以播放視盤(pán)。

30、計(jì)算機(jī)可以通過(guò)外設(shè)接口與視盤(pán)播放機(jī)相連，視盤(pán)在多媒體應(yīng)用形式主要是“交互式視盤(pán)”，由計(jì)算機(jī)控制視盤(pán)的播放、視頻幀的尋址和顯示。,,視盤(pán)與前述的幾種光盤(pán)原理結(jié)構(gòu)一樣 視盤(pán)的型號(hào) 大-12英寸，小-12CM視盤(pán)有兩種信息記錄格式 常線(xiàn)速(CLV) 常角速(CAV),,CLV型視盤(pán)扇區(qū)長(zhǎng)度為常數(shù)，以緊湊形式存放信息，每盤(pán)可以存放60分鐘的視頻信號(hào)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器從內(nèi)圈到外圈讀盤(pán)時(shí)，由于內(nèi)圈和外圈

31、存放的信息量不同，所以轉(zhuǎn)速也不同。在內(nèi)圈可達(dá)到每分鐘1800轉(zhuǎn)，在外圈軌道每分鐘約600轉(zhuǎn)。,,CAV型視盤(pán)以類(lèi)似于磁盤(pán)的方式劃分扇區(qū)，扇區(qū)長(zhǎng)度從內(nèi)圈到外圈逐漸增加，每盤(pán)僅可存放30分鐘視頻信號(hào)。優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)器讀盤(pán)時(shí)，從內(nèi)圈到外圈，轉(zhuǎn)速一致，對(duì)NTSC制式，CAV視盤(pán)轉(zhuǎn)速為每分鐘1800轉(zhuǎn)，對(duì)PAL制式，CAV視盤(pán)轉(zhuǎn)速為每分鐘1500轉(zhuǎn)。這種信息存放格式有利于單幀訪(fǎng)問(wèn)、搜索、幀序列的隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)等功能，適合于多媒體平臺(tái)。,Video C

32、D標(biāo)準(zhǔn),Video CD標(biāo)準(zhǔn)是目前流行的視頻光盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)，它描述一個(gè)使用CD格式和MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電視播放系統(tǒng)。Video CD定義了MPEG光道的結(jié)構(gòu)，它由MPEG-Video扇區(qū)和MPEG-Audio扇區(qū)組成。光道上的Video(電視圖像)和Audio(聲音)是按MPEG-1的規(guī)定進(jìn)行編碼。MPEG-Video扇區(qū)和MPEG-Audio扇區(qū)是交錯(cuò)存放在光道上 。,圖3.9 Video CD結(jié)構(gòu),Video CD光道結(jié)構(gòu),MPE

33、G Video扇區(qū)的一般結(jié)構(gòu),MPEG Audio扇區(qū)的一般結(jié)構(gòu),4.CD-ROM光盤(pán)制作過(guò)程,(1) 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 (2) 主盤(pán)制作 (3) 復(fù)制光盤(pán),圖3.10 CD-ROM光盤(pán)制作過(guò)程,,3.1.4 DVD光盤(pán),MPEG-2的視頻質(zhì)量是廣播級(jí)質(zhì)量，為解決其MPEG-2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題，研制了DVD并于1995年完成標(biāo)準(zhǔn)化方案。 DVD盤(pán)片尺寸與CD相同，容量最高的雙層雙面盤(pán)可達(dá)17GB。單面單層DVD盤(pán)能夠存儲(chǔ)4.7G

34、B的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)133分鐘的MPEG-2視頻，其分辨率與現(xiàn)在電視相同，并配備Dolby AC-3/MPEG-2音頻質(zhì)量的聲音和不同語(yǔ)言的字幕。,表3.1 DVD系列標(biāo)準(zhǔn)與CD系列標(biāo)準(zhǔn),表3.2 DVD-Video的規(guī)格,從外觀和尺寸上看，DVD盤(pán)和CD-ROM盤(pán)沒(méi)什么差別，直徑均為120mm，厚度為1.2mm； 新的DVD播放機(jī)能夠播放已有的CD激光唱片和VCD。不同點(diǎn)： DVD光道之間的間距由原來(lái)的1.6μm縮小到0.74μm，

35、而記錄信息的最小凹坑凸區(qū)長(zhǎng)度由原來(lái)的0.83μm縮小到0.4μm，這是DVD盤(pán)存儲(chǔ)容量提高到4.7GB的主要原因。DVD信號(hào)的調(diào)制方式和錯(cuò)誤校正方法也做了相應(yīng)的修正以適合高密度的需要，它采用效率較高的8比特到16比特+(EFM PLUS)調(diào)制方式，DVD校驗(yàn)系統(tǒng)采用更可靠的RS-PC(Reed Solomon Product Code)。DVD播放機(jī)也采用波長(zhǎng)更短(由780nm減小至635/650nm)的激光源來(lái)提高聚焦激光束的精度

36、。,3.2 多媒體功能卡,包括視頻信號(hào)捕捉、壓縮、處理、播放的視頻卡，音頻卡，VGA與TV的轉(zhuǎn)換卡，圖形加速卡，光盤(pán)接口卡等。通過(guò)這些功能卡將計(jì)算機(jī)與各種外部設(shè)備相連，構(gòu)成一個(gè)制作和播出多媒體系統(tǒng)的工作環(huán)境。具有代表性的多媒體功能卡： 聲音卡、視頻卡,3.2.1 聲音卡,聲音卡或音頻卡是處理音頻信號(hào)的計(jì)算機(jī)插件，它是普通計(jì)算機(jī)向MPC升級(jí)一種重要部件。目前作為微機(jī)必備功能集成在主板上.MPC所用聲音卡由專(zhuān)用DSP芯片管理聲音的輸入

37、輸出和MIDI操作。音頻數(shù)據(jù)是8位或16位的PCM數(shù)據(jù)或壓縮格式ADPCM數(shù)據(jù)。,聲霸卡(Sound Blaster，SB)及其特點(diǎn)：(1) 立體聲或單聲道聲音采樣(ADC)和重放(DAC)；(2) 采樣速率從4KHz到44KHz程序可調(diào)；(3) 功能強(qiáng)大的FM音樂(lè)合成芯片(128種音色)；(4) MIDI接口和游戲桿端口；(5) CD-ROM驅(qū)動(dòng)器及接口；(6) 可選擇多種聲源(麥克風(fēng)、CD唱機(jī)、線(xiàn)路輸入)；(7)內(nèi)帶的

38、混聲器芯片可以控制各種數(shù)字與模擬音量；(8)音箱輸出接口有功放功能。,隨SB系列卡還帶有豐富的軟件，主要是： (1)聲音編輯，錄制、播放、修改聲音； (2)文本到聲音轉(zhuǎn)換(TTS)； (3)語(yǔ)音識(shí)別，利用Voice Assist支持用語(yǔ)音控制計(jì)算機(jī)執(zhí)行Windows命令； (4)調(diào)頻電子琴，將計(jì)算機(jī)變成一臺(tái)功能齊全的電子琴； (5)樂(lè)曲文件播放，支持MIDI和CMF兩種樂(lè)曲文件； (6)軟件開(kāi)發(fā)工具，

39、供二次開(kāi)發(fā)使用。,音頻卡主要由下列部件組成： MIDI輸入/輸出； MIDI合成芯片； 帶有脈沖編碼調(diào)制電路的數(shù)模轉(zhuǎn)換器； 壓縮芯片； 語(yǔ)音合成器； 語(yǔ)音識(shí)別電路； 音頻輸出或線(xiàn)輸出的輸出電路等。其結(jié)構(gòu)如書(shū)中圖3.11所示。,圖3.11 音頻卡的結(jié)構(gòu)框圖,,圖3.12 數(shù)字化聲音的獲取與處理流程,,3.2.2 視頻卡,,1. C-Cube公司視頻卡,CL550用了40多萬(wàn)只

40、晶體管集成了JPEG壓縮編碼所需的DCT/逆向DCT單元、量化器、可變長(zhǎng)編碼器等單元。壓縮率可以通過(guò)修改量化表和VLC表的內(nèi)容來(lái)改變。當(dāng)執(zhí)行JPEG的有損壓縮算法時(shí)，可按不同的圖像質(zhì)量、存儲(chǔ)器容量、帶寬等應(yīng)用環(huán)境來(lái)設(shè)置不同的壓縮比。壓縮比可以從8：1到100：1之間任意選擇。CL550專(zhuān)用芯片上還提供有數(shù)字視頻接口和直接與系統(tǒng)總線(xiàn)相連的接口，視頻接口支持8位灰度、RGB、CMYK及YUV數(shù)字信號(hào)的輸入和輸出。,圖3.13 CL55

41、0框圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,/,/,/,/,/,控制,地址,數(shù)據(jù),11,16,32,18,控制,地址/數(shù)據(jù),,,壓縮時(shí)的數(shù)據(jù)流方向,像素總線(xiàn)接口PBI,主機(jī)總線(xiàn)接口HBI,CL550編碼過(guò)程,圖像像素?cái)?shù)據(jù)經(jīng)過(guò)像素總線(xiàn)接口(PBI)輸入到CL550處理器。數(shù)字化數(shù)值在輸入到緩沖單元塊存儲(chǔ)后，以獨(dú)立分量存儲(chǔ)。每個(gè)分量的8×8像素點(diǎn)陣數(shù)據(jù)首先由DCT單元處理，之后DCT系數(shù)矩陣根據(jù)用戶(hù)編程選擇的量化表，由量化單元進(jìn)

42、行量化處理。在CL550器件內(nèi)部的量化矩陣存儲(chǔ)區(qū)中，可同時(shí)存儲(chǔ)4個(gè)64字長(zhǎng)的量化系數(shù)矩陣，分別適用于不同的彩色分量。量化后的矩陣被Z形掃描順序掃描處理，對(duì)直流系數(shù)(DC)和交流系數(shù)AC分別表示，而后再同時(shí)對(duì)DC和AC兩部分共同完成哈夫曼編碼查表處理。哈夫曼編碼的結(jié)果最終作為JPEG壓縮后的數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)總線(xiàn)接口(HBI)，成為最終的處理結(jié)果。,CL550解碼過(guò)程,圖像解碼過(guò)程與編碼過(guò)程相反，JPEG標(biāo)準(zhǔn)格式的壓縮數(shù)據(jù)輸入到哈夫曼解

43、碼單元解碼，又返回FIFO區(qū)域等待進(jìn)行下一步處理。游程編碼解碼單元從FIFO區(qū)域中讀出解碼后的數(shù)據(jù)，生成交流系數(shù)AC值，并進(jìn)行Z形掃描生成8×8點(diǎn)陣格式。而生成的DC值另做處理。然后進(jìn)行逆量化和逆DCT，處理的結(jié)果輸入到輸出緩沖區(qū)中，而后像素總線(xiàn)接口取出這里的視頻像素?cái)?shù)據(jù)，按照一定的視頻同步時(shí)序，輸出到像素?cái)?shù)據(jù)總線(xiàn)，供顯示設(shè)備使用。,,利用其內(nèi)部的320階流水線(xiàn)處理結(jié)構(gòu)，將JPEG算法每一操作運(yùn)算都分解安排到流水線(xiàn)每一階中

44、。CL550-30處理器可以工作在29.41MHz的時(shí)鐘頻率，這就使得流水線(xiàn)處理可以在每秒內(nèi)完成109次運(yùn)算，這樣的處理速度應(yīng)用于JPEG算法時(shí)，每秒可壓縮14.7M圖像像素點(diǎn)。CL550-10每秒也可壓縮5M圖像像素?cái)?shù)據(jù)，CL550-35每秒可壓縮17.5M圖像像素?cái)?shù)據(jù),,C-Cube公司基于CL550推出靜態(tài)圖像壓縮板系列產(chǎn)品可運(yùn)行基本環(huán)境包括80386 (33MHz主頻)CPU，ISA或EISA總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，VGA顯示卡(8位、

45、16位或24位)，Windows3.10，4MBRAM，50MB以上硬盤(pán)。另外，這些產(chǎn)品可支持多種圖像文件格式。許多公司圍繞CL-550設(shè)計(jì)各種圖像板以滿(mǎn)足多媒體系統(tǒng)的應(yīng)用，如多媒體信息系統(tǒng)，圖像處理，掃描儀，數(shù)字?jǐn)z象機(jī)，電視電話(huà)，彩色傳真等,CL450,C-Cube公司推出CL450系列產(chǎn)品及CL680解碼器就是其中較好的產(chǎn)品。CL450包括RISC處理器、Huffman解碼器、DRAM控制器、視頻顯示控制器等單元，三條總線(xiàn)是主

46、機(jī)總線(xiàn)、DRAM總線(xiàn)、像素總線(xiàn)。CL450完全遵從MPEG標(biāo)準(zhǔn)，能實(shí)現(xiàn)RGB和YUV格式的相互轉(zhuǎn)換，支持NTSC和PAL制式，能完成SIF分辨率(352×240，30Hz或352×288，25Hz)的實(shí)時(shí)解碼，并支持視頻和音頻的同步，可全部或部分顯示解碼后圖像。,圖3.14 CL450解碼器框圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,主機(jī)接口,視頻接口,數(shù)據(jù),控制,數(shù)據(jù),地址,控制,數(shù)據(jù),控制,控制,地址,D

47、RAM接口,,CL450通過(guò)執(zhí)行宏碼完成高層次功能。宏碼由C-Cube和硬件提供，并且把它作為產(chǎn)品一部分。在CL450完全操作之前，宏碼必須由軟件裝入CL-450中，C-Cube公司提供的源碼供用戶(hù)在其目標(biāo)系統(tǒng)中修改和編譯。應(yīng)用程序可以?xún)煞N方式操作CL450，它們是寄存器操作方式和宏命令操作方式。CL450產(chǎn)品主要面向低成本應(yīng)用，例如CD-I系統(tǒng)、視頻游戲、交互式多媒體系統(tǒng)、交互式電視等。,2. 視頻采集卡,視頻采集卡將視頻信號(hào)連續(xù)轉(zhuǎn)

48、換為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，其典型產(chǎn)品如Creative公司的視霸卡，它是具有良好性能的視頻處理卡。其工作原理如下： 視頻信號(hào)源、攝像機(jī)、錄像機(jī)或激光視盤(pán)的信號(hào)首先經(jīng)A/D變換，通過(guò)多制式數(shù)字解碼器得到Y(jié)UV數(shù)據(jù)，然后由視頻窗口控制器對(duì)其進(jìn)行剪裁，改變比例后存入幀存儲(chǔ)器。幀存儲(chǔ)器的內(nèi)容在窗口控制器的控制下，與VGA同步信號(hào)或視頻編碼器的同步信號(hào)同步，再送到D/A變換器變成模擬RGB信號(hào)，同時(shí)送到數(shù)字式視頻編碼器進(jìn)行視頻編碼，最后輸出

49、到VGA監(jiān)視器及電視或錄像機(jī)。,圖3.15 視頻采集卡結(jié)構(gòu)框圖,圖3.16 窗口控制器的邏輯框圖,(1) A/D變換和數(shù)字解碼； (2) 窗口控制器；(3) 幀存儲(chǔ)器系統(tǒng)；(4) 數(shù)模變換和距陣變換；(5) 視頻信號(hào)和VGA信號(hào)的疊加；(6) 數(shù)字式多制式視頻信號(hào)編碼部分。,3.3 多媒體信息獲取與顯示設(shè)備,多媒體計(jì)算機(jī)必須配置必要的外部設(shè)備來(lái)完成多媒體信息獲取和顯示的功能常見(jiàn)有鼠標(biāo)、光筆、掃描儀、攝像機(jī)、觸摸屏、彩色顯示器

50、、打印機(jī)等設(shè)備。,3.3.1 圖像獲取設(shè)備,數(shù)字化圖像獲取設(shè)備常見(jiàn)的有掃描儀、數(shù)字照相機(jī)等靜態(tài)圖像獲取設(shè)備和攝像機(jī)等視頻圖像獲取設(shè)備。,1. 圖像數(shù)字化,自然景物成象后的圖像信息以照片或視頻記錄介質(zhì)的形式保存，這些圖像須數(shù)字化成計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)字化信息，才能被多媒體計(jì)算機(jī)處理。對(duì)于照片和視頻圖像來(lái)說(shuō)，不管是從圖像信息的空間分布和亮度(顏色)分布都是連續(xù)的，這些連續(xù)的信息量必須離散化，離散化的過(guò)程即數(shù)字化處理過(guò)程，它應(yīng)該包括空間位置的離

51、散和亮度電平的離散化。 步驟：采樣，量化，模數(shù)變換。,,空間采樣一幅圖像在二維方向上分成M×N個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格用一個(gè)亮度值來(lái)表示該區(qū)域亮度，這樣一幅圖像就離散化為M×N個(gè)亮度值來(lái)表示。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為圖像的采樣，其中M×N稱(chēng)為采樣的分辨率，網(wǎng)格的亮度值即為采樣值。,圖3.17 圖像的采樣,N,M,,空間采樣的分類(lèi) 一維采樣用掃描方式(如傳真、掃描儀等)把二維圖像轉(zhuǎn)化為一維隨時(shí)間變化的信號(hào)。這樣得到的一維行

52、掃描信號(hào)經(jīng)采樣實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)字化。二維采樣是目前發(fā)展的固體攝象器件采用的通用方法，它把光電轉(zhuǎn)換和采樣功能結(jié)合起來(lái)。固體攝象器件由M×N個(gè)光敏元件構(gòu)成，每個(gè)光敏元件對(duì)應(yīng)一個(gè)采樣點(diǎn)，M×N個(gè)光敏元件構(gòu)成M×N個(gè)采樣點(diǎn)。,,量化所謂量化就是把連續(xù)的亮度值分為K個(gè)區(qū)間，每個(gè)區(qū)間上對(duì)應(yīng)著一個(gè)亮度I。落于區(qū)間i中的任何亮度值都以亮度值Ii表示，共有K個(gè)不同亮度值。按照量化區(qū)間劃分方法，量化可分為均勻量化和非均勻量化。

53、,表3.3 區(qū)間與亮度對(duì)應(yīng)關(guān)系,,模數(shù)變換實(shí)現(xiàn)量化的過(guò)程稱(chēng)為模數(shù)變換，這個(gè)過(guò)程一般采用PCM量化器來(lái)實(shí)現(xiàn)，PCM量化是均勻量化。非均勻量化一方面可利用PCM量化的結(jié)果，根據(jù)信號(hào)特性處理為非均勻量化的數(shù)據(jù)；另一方面也可以利用專(zhuān)門(mén)的非均勻量化器來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，還要考慮圖像數(shù)據(jù)采樣過(guò)程中產(chǎn)生的失真和噪聲，包括疊加噪聲，孔徑效應(yīng)及插入噪聲等。,2.圖像掃描儀,20世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)的光機(jī)電一體化高科技產(chǎn)品 ?；驹硎菍⒎从硤D像特征的光

54、信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可接受的電信號(hào) 。工作過(guò)程 – CCD，光電轉(zhuǎn)換。圖像掃描儀是最常用的靜態(tài)圖像輸入設(shè)備。它往往配置大量的管理和控制掃描過(guò)程軟件及文字識(shí)別、排版、圖文數(shù)據(jù)庫(kù)等軟件，使掃描儀提供很強(qiáng)圖文信息獲取能力。掃描儀還提供設(shè)置掃描區(qū)域、分辨率、亮度、圖像深度等參數(shù)，掃描后圖像還可進(jìn)一步處理。,,圖像掃描儀的種類(lèi)：平板式手持式滾動(dòng)式,3.電視攝像機(jī),電視攝象機(jī)由攝象鏡頭管、同步信號(hào)發(fā)生電路、偏轉(zhuǎn)電路、放大電路、電源等部分組

55、成。來(lái)自被攝物體的光通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)在攝象管的靶上形成光學(xué)圖像，這個(gè)光學(xué)圖像經(jīng)攝象管轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，以視頻信號(hào)方式輸出被攝圖像。彩色圖像攝取重要的是分離出三基色信號(hào)，利用濾色片、分色鏡或棱鏡等把光分解成三基色 。最新產(chǎn)品不用電子管作光電轉(zhuǎn)換，用電荷耦合器件CCD等固態(tài)攝象器件，這種器件具有體積小、重量輕、省電、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。,3.3.2 顯示設(shè)備,多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中信息顯示的設(shè)備主要有PC機(jī)的顯示系統(tǒng)。包括兩部分：顯示器，顯示

56、適配器。 顯示適配器由寄存器、視頻存儲(chǔ)器和控制電路三部分組成，其中視頻存儲(chǔ)器包括顯示幀緩存RAM和存放BIOS的ROM。顯示適配器可以是一塊插入PC總線(xiàn)的擴(kuò)展卡或集成在主板上。顯示器與顯示適配器相配。主要有兩類(lèi)，即多同步顯示器和平面直角顯示器 從掃描頻率角度來(lái)分，顯示器主要有固定掃描頻率與可變掃描頻率兩種。,,3.3.3 觸摸屏,觸摸屏最早出現(xiàn)于20 世紀(jì)70年代，90年代隨著多媒體應(yīng)用得到成熟和推廣。 觸摸屏包括3個(gè)部分： 傳

57、感器； 控制部件； 驅(qū)動(dòng)程序。觸摸屏的分類(lèi)(按工作原理)： 紅外線(xiàn)觸摸屏 電阻式觸摸屏 電容式觸摸屏 表面聲波技術(shù) 底座式矢量壓力測(cè)力觸摸屏 等。,1.觸摸屏技術(shù)（1）紅外線(xiàn)觸摸屏,工作原理紅外觸摸屏有內(nèi)置式和外掛式兩種,（2）電阻式觸摸屏,電阻式觸摸屏感應(yīng)器是一塊覆蓋電阻性柵格的玻璃，再在上面蒙上一層涂有導(dǎo)電涂層并有特殊模壓凸緣的聚脂薄膜。凸緣避免其表面的涂層與玻璃的涂層接觸?？刂破飨虿Ａ?/p>

58、4角加有穩(wěn)定的5伏電壓，并讀取導(dǎo)電層的電壓值。當(dāng)屏幕被觸摸時(shí)，壓力使聚脂薄膜凹陷而碰到玻璃，導(dǎo)電層接觸?？刂破飨虿ＡУ膬蓚€(gè)鄰角加電壓，并把對(duì)面兩個(gè)角接地，于是電阻柵格使玻璃片上形成從矩形的一邊到另一邊線(xiàn)性變化的電壓階梯，控制器從兩個(gè)方向測(cè)出觸摸點(diǎn)的電壓值，從而計(jì)算出觸摸的精確位置。,（3）電容式觸摸屏,這種觸摸屏由模擬感應(yīng)器和智能雙向控制器組成。感應(yīng)器是塊透明的玻璃，表面有導(dǎo)電涂層，其上覆蓋一層保護(hù)性玻璃外層。它工作時(shí)在感應(yīng)器邊緣

59、的電極產(chǎn)生分布的電壓場(chǎng)，用手指或其他導(dǎo)電體觸摸導(dǎo)電涂層時(shí)，電容改變，電壓場(chǎng)變化，控制器檢測(cè)這些變化，從而確定觸摸的位置?？刂破靼褦?shù)字化的位置數(shù)據(jù)傳到主機(jī)，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)的交互。電容式觸摸屏的感應(yīng)器安裝在監(jiān)視器內(nèi)部，外部與普通監(jiān)視器一樣，可靠性較高。,（4）表面聲波觸摸屏,表面聲波是應(yīng)變能僅集中在物體表面?zhèn)鞑サ膹椥圆āAW觸摸屏在一片玻璃的每個(gè)角上裝有兩個(gè)發(fā)射器和兩個(gè)接收器，一系列的聲波反射器被嵌進(jìn)玻璃中，沿著兩面從頂至底穿過(guò)玻璃。發(fā)射

60、器朝一個(gè)方向發(fā)射5MHz的短脈沖。當(dāng)脈沖離開(kāi)一角后，就會(huì)不斷地被每個(gè)反射器反射回來(lái)一部分聲波。當(dāng)觸摸玻璃的某點(diǎn)就阻礙了脈沖能量通過(guò)那點(diǎn)反射到達(dá)接收機(jī)，于是從接收的脈沖信號(hào)中就見(jiàn)到一段缺口。脈沖起點(diǎn)至下跌點(diǎn)間的時(shí)間長(zhǎng)度就確定了觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)?？刂破魍ㄟ^(guò)互換兩對(duì)發(fā)射器和接收器，就可測(cè)出觸摸在X及Y方向的坐標(biāo)。,（5）矢量壓力測(cè)力觸摸屏,這種觸摸屏的原理是在CRT外面蓋上一塊四角裝有應(yīng)力計(jì)的平板玻璃。當(dāng)玻璃受到壓力時(shí)，應(yīng)力計(jì)就會(huì)出現(xiàn)電壓或電

61、阻等電氣特性的變化。壓力越重，變化值就越大。每個(gè)角記錄這些變化?？刂破髯x取每個(gè)角的記錄值，并計(jì)算觸壓位置。這種觸摸屏分辨率較低 。,2.觸摸屏的支持軟件,DOS設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序仿真程序-MOUSE仿真軟件輔助開(kāi)發(fā)工具,,圖3.18 觸摸屏的支持軟件,3.4 多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī),所謂多媒體個(gè)人機(jī)( MPC)就是具有多媒體處理功能的個(gè)人計(jì)算機(jī)。MPC配置特點(diǎn)： (1) 一個(gè)功能強(qiáng)大，速度快的CPU； (2) 大容量的存儲(chǔ)器空間； (

62、3) 高分辨率顯示接口與設(shè)備； (4) 可處理音響的接口與設(shè)備； (5) 可處理圖像的接口與設(shè)備； (6) 可存放大量數(shù)據(jù)的配置等。,,,MPC配置(擴(kuò)充) (1) 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(2) 音頻卡 (3) 視頻卡 (4) 掃描卡 (5) 打印機(jī)接口 (6) 交互控制接口 (7) 網(wǎng)絡(luò)接口 (8) 圖形加速卡,其他多媒體計(jì)算機(jī),Macintosh多媒體計(jì)算機(jī)Amiga多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī),3.5 CD-I交互式多媒體系統(tǒng),

63、CD-I系統(tǒng)是家用交互式多媒體系統(tǒng)，它是Philips公司和Sony公司于1986年4月聯(lián)合推出的一種電視計(jì)算機(jī)或稱(chēng)Smart TV系統(tǒng)。該系統(tǒng)把各種多媒體信息存放在容量為650MB的只讀光盤(pán)上，用戶(hù)可通過(guò)CD-I系統(tǒng)讀取光盤(pán)的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行演播，光盤(pán)的數(shù)據(jù)使用CD-I格式存放。CD-I的正式商品于1991年面市，用戶(hù)可以交互式地把家用電視機(jī)和計(jì)算機(jī)相連，通過(guò)鼠標(biāo)器、操縱桿、遙控器等裝置選擇人們感興趣的視聽(tīng)節(jié)目進(jìn)行播放，是一種較好多媒體

64、系統(tǒng)產(chǎn)品 。,1. CD-I基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu),CD-I基本系統(tǒng)主要有5部分構(gòu)成 ： (1) 音頻處理子系統(tǒng) (2) 視頻處理子系統(tǒng) (3) 多任務(wù)的操作系統(tǒng) (4) CD播放機(jī) (5) 微處理器、存儲(chǔ)器、鍵盤(pán)、定位裝置和CSD字體模塊,圖3.19 CD-I基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu),音頻處理子系統(tǒng),視頻處理子系統(tǒng),存取控制器,RAM,定位裝置,鍵盤(pán)選件,ROMCD-RTOSCSD字體,,,CD-

65、DA控制器,CD-I接口,MPU,DMA控制器,NVRAM,時(shí)鐘日歷,CD播放機(jī),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,RGB視頻信號(hào),左通道,右通道,數(shù)據(jù),控制信號(hào),數(shù)據(jù)和控制,,,,,,,BUS,2. CD-I音頻子系統(tǒng),CD-I基本系統(tǒng)有4種標(biāo)準(zhǔn)音質(zhì)的運(yùn)行方式和一種非實(shí)時(shí)的語(yǔ)音音質(zhì)運(yùn)行方式。CD-I除繼承CD-DA超級(jí)高保真音質(zhì)運(yùn)行方式外，還有A、B、C三個(gè)音質(zhì)等級(jí)的運(yùn)行方式。A級(jí)相當(dāng)于Laser Vision音質(zhì)，

66、B級(jí)相當(dāng)于FM調(diào)頻廣播的音質(zhì)，C級(jí)相當(dāng)于AM調(diào)幅廣播的音質(zhì)。這4種音質(zhì)的語(yǔ)音為實(shí)時(shí)的語(yǔ)音。,表3.4 CD-I音頻方式,非實(shí)時(shí)語(yǔ)音音質(zhì)是文本到語(yǔ)音編碼轉(zhuǎn)換而成的。CD-I有兩種接口用來(lái)輔助編碼這種音頻信息，它們是上層接口和下層接口。上層接口是處理器默認(rèn)的字符集，下層接口是對(duì)8位PCM數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)解碼。這兩種接口之間轉(zhuǎn)換由微處理器控制。聲音數(shù)據(jù)的解碼和控制是由CD-I音頻處理器來(lái)完成的。,,CD-I音頻處理器的組成(1) 解碼器AD

67、PCM。(2) 音頻處理單元。(3) 特技處理器及聲音輸出。(4) CD-I接口單元。(5) 音頻信號(hào)存儲(chǔ)器。(6) 控制器。,,圖3.20 音頻處理器子系統(tǒng),3. CD-I視頻子系統(tǒng),CD-I視頻處理子系統(tǒng)的功能是把CD-I光盤(pán)上的數(shù)字化視頻信號(hào)通過(guò)存儲(chǔ)和控制進(jìn)行實(shí)時(shí)解碼、顏色切換、重疊控制，經(jīng)過(guò)混合處理而產(chǎn)生RGB信號(hào)輸出。,圖3.21 CD-I視頻處理子系統(tǒng),系統(tǒng)總線(xiàn),存儲(chǔ)體0(RAM),存取控制器,存儲(chǔ)體1(

68、RAM),實(shí)時(shí)解碼器0,實(shí)時(shí)解碼器1,顏色切換,重疊控制,平面重疊,像素保存,混合器,圖像影響因素,背景外部視頻,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,DYUVCLUTRL,DYUVCLUTRLRGB,RGB,RGB,,RGB,平面A,平面B,模擬,視頻壓縮與解碼原理,(1) 一維的DYUV編碼 自然圖像圖3.22 DYUV圖像編碼(2) RGB5：5：5編碼 高質(zhì)量圖形圖3.23