第四章多媒體硬件環境目前一頁\總數六十八頁\編于十三點4.1光存儲設備目前二頁\總數六十八頁\編于十三點概述文本動畫圖形影像聲音目前三頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.1光存儲的類型只讀型光存儲系統只讀型光盤包括LV和CD-ROM等。CD-ROM（CompactDisc-ReadOnlyMemory）只讀式壓縮光盤，其技術來源于激光唱盤，形狀也類似于激光唱盤，能夠存儲650MB左右的數據。用戶只能從CD-ROM讀取信息，而不能往盤上寫信息。目前四頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.1光存儲的類型只讀型光存儲系統只讀型光驅只讀型光盤目前五頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.1光存儲的類型一次寫型光存儲系統一次寫（WORM）光存儲系統可一次寫入，任意多次讀出。與CD-ROM相比，它具有由用戶自己確定記錄內容的優點。一次寫型光驅一次寫型光盤目前六頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.1光存儲的類型可重寫型光存儲系統可重寫光盤(E-R/W，Rewritable或Erasable)像硬盤一樣可任意讀寫數據。分為兩種磁光型(MagneticOptical，簡稱MO)相變型(PhaseChange，簡稱PC)兩種形式。目前七頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.1光存儲的類型可重寫型光存儲系統磁光型可重寫光驅相變型可重寫光驅與光盤目前八頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.2CD-ROM光存儲系統光存貯原理光反射目前九頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.2CD-ROM光存儲系統CD-ROM驅動器的系統方框圖光頭旋轉馬達聚焦、道跟蹤和定位司服EFM解調器去交插和內插CLV控制CIRC錯誤校正RAM同步檢測器反變頻器RAM控制器RAM錯誤校正和系統管理系統控制接口主機CD-ROM盤數字信號處理反變頻及驅動控制目前十頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.2CD-ROM光存儲系統光頭光頭（opticalpickup）是CD-ROM驅動器的關鍵部件。聚焦司服為使激光束的聚點落在光盤的信息面上，CD-ROM驅動器采用自動聚焦伺服系統來實現。EFM解調從聚焦司服系統輸出的數據信號是經過EFM調制后的信號，EFM解調過程是EFM調制過程的逆過程。目前十一頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.2CD-ROM光存儲系統.道跟蹤司服為了確保聚焦光束能沿著道間距為16um、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，以克服光盤可能多達300um的偏心，使道跟蹤精度達到0.1um。聚焦司服：CLV司服由于CD-ROM盤要以恒定線速度（CLV）旋轉，這就意味著，驅動光盤旋轉的驅動馬達的速度要隨光頭所處的位置而變化。目前十二頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.3CD-R光存儲系統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），另外再加上有機染料層和預置的軌道凹槽。目前十三頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.3CD-R光存儲系統.CD-R的刻錄和讀取原理CD-R刻錄是將刻錄光驅的寫激光聚焦后，通過CD-R空白盤的聚碳酸脂（polycarbonate）層照射到有機染料（通常是箐藍或酞箐藍染料）的表面上，激光照射時產生的熱量將有機染料燒熔，并使其變成光痕（mark）。當CD-ROM驅動器讀取CD-R盤上的信息時，激光將透過聚碳酸脂和有機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。光痕會改變激光的反射率，CD-ROM驅動器根據反射回來的光線的強弱來分辨數據0和1。

目前十四頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.4DVD光存儲系統DVD(DigitalVideoDisk)數字視頻光盤或數字影盤它利用MPEG-2的壓縮技術來儲存影像DVD-ROM：電腦軟件只讀光盤DVD-Video：家用的影音光盤DVD-Audio：音樂盤片DVD-R（或稱DVD-Write-Once）：限寫一次的DVDDVD-RAM（或稱DVD-Rewritable）：可多次讀寫的光盤目前十五頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.4DVD光存儲系統.DVD盤片的物理結構分類：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據；DVD盤的厚度為1.2mm。對于單面盤而言，只有下層基底包含數據，上層基底沒有數據；而雙面盤的上下兩層基底上均有數據。

目前十六頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.5閃存與存儲卡閃存

FlashMemory，閃存卡/盤使一種移動存儲產品，可用于存儲任何格式數據文件，便于隨身攜帶，是個人的“數據移動中心”閃存卡/盤采用閃存存儲介質(FlashMemory)和通用串行總線(USB)接口是非易失隨機訪問存儲器(NVRAM)的俗稱，特點是斷電后數據不消失。內存也有不同類型，主要分為NOR型和NAND型目前十七頁\總數六十八頁\編于十三點4.1.5閃存與存儲卡.閃存卡閃存卡(FlashCard)是利用閃存技術達到存儲電子信息的存儲器，一般應用在數碼相機，掌上電腦，MP3等小型數碼產品中作為存儲介質，樣子小巧，有如一張卡片，所以稱之為閃存卡。有SmartMedia(SM卡)、CompactFlash(CF卡)、MultiMediaCard(MMC卡)、SecureDigital(SD卡)、MemoryStick(記憶棒)、XD-PictureCard(XD卡)

和微硬盤（MICRODRIVE）目前十八頁\總數六十八頁\編于十三點4.2音頻接口目前十九頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.1音頻卡的工作原理音頻卡處理音頻信號的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字化聲音（Wave）、合成音樂（MIDI）、CD音頻。

目前二十頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.1音頻卡的工作原理聲音是怎樣工作的？從模擬到數字聲源聲波傳聲器模擬電信號數字聲音目前二十一頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.1音頻卡的工作原理音頻卡的功能播放數字音樂錄音語音通信實時的效果器接口卡音頻解碼合成器目前二十二頁\總數六十八頁\編于十三點音箱2、Microphone（麥克風輸入）3、Speaker（揚聲器輸出）4、MIDI/GamePort（MIDI/操縱桿端口）7、CD-ROM音頻信號接口6、CD-ROM的接口8、跳接器音頻輸出IDE接口CD-ROM外部音頻設備麥克風操縱桿MIDI聲音裝置1、Linein（線性輸入）5、VolumeControl（音量調節旋鈕）電源跳接線音頻卡的連接方式目前二十三頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.1音頻卡的工作原理音頻卡的體系結構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；帶有脈沖編碼調制電路的模數轉換器；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；用來識別語音輸入的語音識別電路；輸出立體聲的音頻輸出或線輸出的輸出電路等。目前二十四頁\總數六十八頁\編于十三點MIDI接口MIDI合成器語音合成器D/A轉換多通道音頻合成器A/D轉換CD-ROM接口壓縮/解壓縮MIDIIN輸入CDLAUDIORLINEINLMICROPHONERCD驅動器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文件目前二十五頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.2音頻合成和MIDI接口規范MIDIMIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface）是指樂器數字接口，是數字音樂的國際標準。

MIDI的音樂符號化過程實際上就是產生MIDI協議信息的過程。音樂合成器是電腦音樂系統中最重要的設備之一。

目前二十六頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.2音頻合成和MIDI接口規范MIDI術語通道Channels音序器Sequencer合成器Synthesizer

樂器Instrument

通道映象ChannelMapping復音Polyphony音色Timbre音軌Track合成音色映射程序PatchMapper目前二十七頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.2音頻合成和MIDI接口規范MIDI接口MIDIIn（輸入口）接收從其他MIDI裝置傳來的消息。MIDIOut（輸出口）發送某裝置生成的原始MIDI消息。向其他設備發送MIDI消息。MIDIThru（轉發口）傳送從輸人口接收的消息到其他MIDI裝置。向其他設備發送MIDI消息。

目前二十八頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.2音頻合成和MIDI接口規范.MIDI接口目前二十九頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.3語音合成概述實現計算機語音輸出有兩種方法錄音/重放文–語轉換計算機話語輸出按其實現的功能來分，可以分為以下兩個檔次有限詞匯的計算機語音輸出基于語音合成技術的文字-語音轉換（TTS）目前三十頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.3語音合成.合成方法發音器官參數語音合成對人的發音過程進行直接模擬聲道模型參數語音合成基于聲道截面積函數或聲道諧振特性合成語音波形編輯語音合成技術波形編輯語音合成技術是直接把語音波形數據庫中的波形相互拼接在一起，輸出連續語流。PSOLA（PitchSynchronousOverlapAdd）方法目前三十一頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.4語音識別概述語音識別是將人發出的聲音、字或短語轉換成文字、符號，或給出響應，如執行控制、作出回答。語音識別系統的分類

按可識別的詞匯量多少劃分按照語音的輸入方式劃分按發音人劃分說話人識別目前三十二頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.4語音識別語音識別系統的最終目標不存在對說話人的限制，即非特定人的。不存在對詞匯量的限制，即基于大詞匯表的。不存在對發音方式的限制，即可識別連續自然發音的。系統的整體識別率應該相當高，接近于人類對自然語音的識別能力。這也正是聽寫機系統最終要達到的目標。目前三十三頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.4語音識別.語音識別研究的難點很難適應各種年齡、性別、口音、發音速度、語音強度、發音習慣與方式等的差異。隨著能夠識別的詞匯量增大，所需要的時空開銷就越多，將導致系識別性能急劇下降識別系統很難也不可能把連續語音作為一個整體來進行識別。實用的識別系統要求提高語音特征參數的魯棒性、對不同非高斯噪聲的非敏感性，以及對不同用戶的適應能力等。目前三十四頁\總數六十八頁\編于十三點4.2.5MP3播放器.MP3播放器顧名思義也就是可播放MP3格式的音樂播放工具。MP3是MPEGAudioLayer3的簡稱，MPEG壓縮格式是由運動圖像專家組

制定的關于影像和聲音的一組標準，其中MP3就是為了壓縮聲音信號而設計的是一種新的音頻信號壓縮格式標準。CD唱片采樣率頻率為44.1MHz,16Bits,數據量為1.4Mbps，而相應的MP3數據量僅為112kbps是原始數據量的1/12。也就是說傳統的一張CD現在可以存放10倍甚至更多容量的音樂，但是在人耳聽起來,感受到的音樂效果卻沒有什么不同。目前三十五頁\總數六十八頁\編于十三點4.3視頻接口目前三十六頁\總數六十八頁\編于十三點4.3.1視頻圖像顯示概述影像視頻，簡稱視頻(Video)。與動畫一樣，由連續的畫面組成，只是畫面圖像是自然景物的圖像。這些畫面以一定的速率(幀率，幀/秒，f/s)，即每秒鐘顯示的幀數目）連續地投射在屏幕上，使觀察者具有圖像連續運動的感覺。通常，伴隨著視頻圖像還有一個或多個音頻軌，以提供聲音。在多媒體應用系統中，視頻是通過視頻采集、視頻播放卡、播放軟件和顯示設備來實現的。目前三十七頁\總數六十八頁\編于十三點4.3.1視頻圖像顯示顯卡顯示系統是多媒體系統的重要部件之一，而顯卡是顯示系統的核心工作原理：在顯卡開始工作（圖形渲染建模）前，通常是把所需要的材質和紋理數據傳送到顯存里面；開始工作時候（進行建模渲染），這些數據通過顯卡總線進行傳輸，顯示芯片將通過顯卡總線提取存儲在顯存里面的數據，進行建模渲染；此外還有大量的頂點數據和工作指令流需要進行交換，這些數據通過RAMDAC(隨機存取內存數模轉換器)轉換為模擬信號輸出到顯示端，最終看見圖像。目前三十八頁\總數六十八頁\編于十三點4.3.1視頻圖像顯示顯卡分類：

專業顯卡：強調強大的性能、穩定性、繪圖的精確等方面

普通顯卡：普通臺式機內所采用的產品。普通顯卡更多注重于民用級應用，更強調的是在用戶能接受的價位下提供更強大的娛樂、辦公、游戲、多媒體等方面的性能。目前三十九頁\總數六十八頁\編于十三點4.3.1視頻圖像顯示顯卡主流普通顯卡的性能和技術參數

總線接口類型：總線接口類型是指顯卡與主板連接所采用的接口種類。顯卡的接口決定著瞬間所能傳輸的最大數據量。顯卡發展至今主要出現過PCI、AGP、PCIExpress等幾種接口。

顯示芯片性能指標：顯示芯片決定了顯卡的性能，其主要技術參數包括：核心頻率、公版頻率、核心代號、顯示芯片位寬、渲染管線、頂點著色單元等目前四十頁\總數六十八頁\編于十三點4.3.1視頻圖像顯示顯卡顯存類型與性能指標作用：顯存是顯卡上的關鍵核心部件之一，它的優劣和容量大小會直接關系到顯卡的最終性能表現。顯存，也被叫做幀緩存，它的作用是用來存儲顯卡芯片處理過或者即將提取的渲染數據。性能指標：顯存位寬、顯存時鐘周期、顯存容量、顯存帶寬、顯示接口

目前四十一頁\總數六十八頁\編于十三點4.3.1視頻圖像顯示CRT顯示系統主要技術參數屏幕尺寸蔭罩和點間距熒光粉類型刷新（或掃描）頻率與閃爍隔行掃描和逐行掃描顯示緩沖區與顏色定義模擬信號接口和數字信號接口視頻BIOS

目前四十二頁\總數六十八頁\編于十三點4.3.1視頻圖像顯示.

LCD液晶顯示系統工作原理優缺點主要性能參數：可視角度分辨率點距垂直掃描頻率顯示器接口目前四十三頁\總數六十八頁\編于十三點4.3.2視頻卡的工作原理視頻卡的分類視頻卡的分類視頻采集卡視音頻信號線視音頻信號線視音頻信號線電視錄象機攝象機VGA輸入VGA輸出S視頻端子視頻捕獲卡VGA顯示卡顯示器VGA回路線VGA數據線目前四十四頁\總數六十八頁\編于十三點4.3.2視頻卡的工作原理DV卡（1394卡）電視卡/盒非線性編輯卡視頻監控卡視頻信號轉換器

壓縮卡/壓縮盒字幕卡目前四十五頁\總數六十八頁\編于十三點4.3.2視頻卡的工作原理視頻卡的功能簡介視頻卡的主要功能全活動數字圖像的顯示、抓取、錄制；可以從視頻源中抓取定格，存儲輸出圖像；可按比例縮放、剪切、移動、掃描視頻圖像；色度、飽和度、亮度、對比度及RGB三色比例可調；可用軟件選端口地址和IRQ；具有若干個可用軟件相互切換的視頻輸入源，以其中一個做活動顯示。目前四十六頁\總數六十八頁\編于十三點4.4多媒體I/O設備

目前四十七頁\總數六十八頁\編于十三點4.4.1筆輸入手寫板和手寫筆電阻式壓力板、電磁式感應板和近期發展的電容式觸控板。目前四十八頁\總數六十八頁\編于十三點4.4.1筆輸入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成，中間由空氣相隔離。工作原理用筆或手指對上層電阻加壓使之變形，當與下層接觸時，下層電阻薄膜就感應出筆或手指的位置。特點原理簡單，工藝不復雜，成本較低，價格也比較便宜。材料容易疲勞，使用壽命較短。目前四十九頁\總數六十八頁\編于十三點4.4.1筆輸入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，在一定時間范圍內形成電磁場，來感應帶有線圈的筆尖的位置進行工作。分類“有壓感”和“無壓感”兩種特點對供電有一定的要求易受外界環境的電磁干擾使用壽命短目前五十頁\總數六十八頁\編于十三點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。即當您手指接觸到觸控板的瞬間，就在板的表面產生了一個電容。特點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，性能穩定機械測試使用壽命長達30年元件少，產品一致性好，成品率高，成本較低目前五十一頁\總數六十八頁\編于十三點4.4.2觸摸屏概述觸摸屏（TouchScreen）是一種定位設備當用戶用手指或者其他設備觸摸安裝在計算機顯示器前面的觸摸屏時，所摸到的位置（以坐標形式）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。改善人與計算機的交互方式目前五十二頁\總數六十八頁\編于十三點4.4.2觸摸屏觸摸屏的分類按安裝方式分類外掛式內置式整體式投影儀式

目前五十三頁\總數六十八頁\編于十三點4.4.2觸摸屏從結構特性與技術分類紅外：使用紅外線傳感器；電阻膜：使用電阻性傳感器；電容：使用電容性傳感器；表面聲波：使用聲波傳感器；壓力矢量：使用壓力矢量傳感器

目前五十四頁\總數六十八頁\編于十三點4.4.2觸摸屏紅外技術觸摸屏特點價格低廉，安裝非常方便，使用鍵盤接口不需要卡或其他任何控制器。對光照環境因素比較敏感防干擾能力較弱

紅外發射管紅外接收管

紅外接收管紅外發射管目前五十五頁\總數六十八頁\編于十三點4.4.2觸摸屏電容技術觸摸屏特點可靠精確環境電場發生改變，會引起測量漂移，造成不準確安裝不便

目前五十六頁\總數六十八頁\編于十三點4.4.2觸摸屏.電阻技術觸摸屏特點可以用任何很尖細的物體作觸針，但怕銳器刮傷；抗強干擾或灰塵、水汽污染的環境。

目前五十七頁\總數六十八頁\編于十三點4.4.3掃描儀概述掃描儀（Scanner）是一種圖像輸入設備，利用光電轉換原理，通過掃描儀光電的移動或原稿的移動，把黑白或彩色的原稿信息數字化后輸入到計算機中。目前五十八頁\總數六十八頁\編于十三點4.4.3掃描儀掃描儀的種類手動式掃描儀平面式掃描儀滾筒式掃描儀膠片掃描儀便挾掃描