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1、第1页第第2章章 多媒体计算机系统多媒体计算机系统 多媒体技术计算机是现代信息技术领多媒体技术计算机是现代信息技术领域发展最快、应用最多、变化最大的技术，域发展最快、应用最多、变化最大的技术，是电子技术发展和竞争的热点。是电子技术发展和竞争的热点。 多媒体计算机系统主要是由硬件系统多媒体计算机系统主要是由硬件系统和软件系统构成。本章介绍多媒体计算机和软件系统构成。本章介绍多媒体计算机系统的含义、硬件系统和软件系统。系统的含义、硬件系统和软件系统。第2页本章的学习目标本章的学习目标 l掌握多媒体计算机系统的含义掌握多媒体计算机系统的含义l熟悉多媒体计算机的硬件系统熟悉多媒体计算机的硬件系统l熟悉
2、多媒体计算机的软件系统熟悉多媒体计算机的软件系统第3页2.1 多媒体计算机系统基本架构多媒体计算机系统基本架构l多媒体计算机系统是指能够综合处理多种媒体信多媒体计算机系统是指能够综合处理多种媒体信息的计算机系统，是在普通计算机基础上配以多息的计算机系统，是在普通计算机基础上配以多媒体软件和硬件环境，并通过各种接口部件连接媒体软件和硬件环境，并通过各种接口部件连接而成，各组成部分协同工作，从而完成对多媒体而成，各组成部分协同工作，从而完成对多媒体信息的采集、加工、存储、集成和演播的一个计信息的采集、加工、存储、集成和演播的一个计算机系统。算机系统。 第4页2.1 多媒体计算机系统基本架构多媒体计
3、算机系统基本架构第5页2.2 多媒体计算机硬件系统多媒体计算机硬件系统l硬件系统是多媒体系统的基础。硬件系统是多媒体系统的基础。l硬件系统主要包括通用计算机硬件系统主要包括通用计算机(工作站等工作站等)、能够、能够接收和播放多媒体信息的输入输出设备、各种多接收和播放多媒体信息的输入输出设备、各种多媒体适配器、通信传输设备及接口装置。多媒体媒体适配器、通信传输设备及接口装置。多媒体计算机硬件系统组成如图计算机硬件系统组成如图2-2所示。所示。第6页多媒体计算机硬件组成多媒体计算机硬件组成第7页2.2.1 多媒体主机多媒体主机l多媒体主机一般分为三种类型：多媒体个人计算机多媒体主机一般分为三种类型
4、：多媒体个人计算机MPC、专用多媒体系统和多媒体工作站。专用多媒体系统和多媒体工作站。多媒体个人计算机一般是在通用的个人计算机上增加多媒体接口多媒体个人计算机一般是在通用的个人计算机上增加多媒体接口卡以及相应的设备和软件，将卡以及相应的设备和软件，将PC机升级为多媒体计算机机升级为多媒体计算机(MPC)，或者是厂商直接提供具有多媒体处理功能的或者是厂商直接提供具有多媒体处理功能的MPC机。机。专用多媒体计算机系统是为一些特殊用途或专门领域设计的计算专用多媒体计算机系统是为一些特殊用途或专门领域设计的计算机系统，其多媒体功能已经包含在计算机主板上的专用芯片里，机系统，其多媒体功能已经包含在计算机
5、主板上的专用芯片里，甚至已集成在甚至已集成在CPU芯片中。芯片中。多媒体工作站是一种功能很强的计算机系统，最常用的有多媒体工作站是一种功能很强的计算机系统，最常用的有Sun、SGI和和HP等公司的产品，它们运行速度快、存储容量大、具有很等公司的产品，它们运行速度快、存储容量大、具有很强的图形图像处理功能，支持强的图形图像处理功能，支持TCP/IP网络传输协议，能够满足较网络传输协议，能够满足较高层次多媒体应用的要求。高层次多媒体应用的要求。第8页l显卡显卡l声卡声卡l视频卡视频卡l图形加速卡图形加速卡l压缩卡压缩卡2.2.2 多媒体适配卡多媒体适配卡第9页图2-3(a) PCIE接口显卡 图2
6、-3(b) AGP接口显卡显卡显卡l显卡也称为显示适配器，如图显卡也称为显示适配器，如图2-3(a)、(b)所示，是计算机主机与显示所示，是计算机主机与显示器的接口，它的作用是将计算机中处理的数字信号转换为图像信号后器的接口，它的作用是将计算机中处理的数字信号转换为图像信号后从显示器输出。显卡通常是插在主板的扩展插槽中，用来连接电缆与从显示器输出。显卡通常是插在主板的扩展插槽中，用来连接电缆与显示器相连，但现在部分厂家将显卡直接集成在主板上。独立显卡与显示器相连，但现在部分厂家将显卡直接集成在主板上。独立显卡与集成显卡相比，由于自带显存不占用系统内存，在性能上优于集成显集成显卡相比，由于自带显
7、存不占用系统内存，在性能上优于集成显卡卡。第10页显卡的基本结构显卡的基本结构l显卡的基本结构主要包含显卡的基本结构主要包含5个部分：个部分：显示芯片是显卡的核心部件，也称加速芯片和显示芯片是显卡的核心部件，也称加速芯片和图形处理器（图形处理器（GPU）。它负责进行各种图像信）。它负责进行各种图像信号的处理。早期的显示芯片在图像运算和特效号的处理。早期的显示芯片在图像运算和特效处理上是完全依赖处理上是完全依赖CPU进行的，图形图像的显进行的，图形图像的显示运算也是全靠示运算也是全靠CPU完成。随着图形芯片技术完成。随着图形芯片技术的发展，现在的的发展，现在的3D(三维三维)显卡自带显示处理器显
8、卡自带显示处理器和显存，承担了全部图像的显示处理工作，大和显存，承担了全部图像的显示处理工作，大大减轻了大减轻了CPU的负担，提高了图形图像显示的的负担，提高了图形图像显示的速度，所以我们又将速度，所以我们又将3D显卡称为图形加速卡。显卡称为图形加速卡。第11页显示内存显示内存(Video RAM)简称为显存，是存储显简称为显存，是存储显示数据的内存芯片，它与系统内存的功能差不示数据的内存芯片，它与系统内存的功能差不多，系统内存用来暂时存储多，系统内存用来暂时存储CPU处理的数据，处理的数据，显存则暂时存放显示芯片处理的数据。显存则暂时存放显示芯片处理的数据。显存数模转换器显存数模转换器(RA
9、MDAC)，它负责进行显示，它负责进行显示信号的数模转换工作，就是将显示芯片处理后信号的数模转换工作，就是将显示芯片处理后存储在显存中的数字信号逐帧转换成由三种彩存储在显存中的数字信号逐帧转换成由三种彩色亮度和行、帧同步信号共同组成的视频信号，色亮度和行、帧同步信号共同组成的视频信号，供显示器输出。供显示器输出。显卡的基本结构显卡的基本结构第12页显卡上的显卡上的BIOS又被称又被称“VGA BIOS”。显卡上。显卡上的的BIOS与主板上的与主板上的BIOS所起的作用是一样的。所起的作用是一样的。主要用于显卡上各器件间正常工作时的控制和主要用于显卡上各器件间正常工作时的控制和管理，它也执行一些
10、基本的函数，并存放显示管理，它也执行一些基本的函数，并存放显示芯片与驱动程序之间的控制程序，另外还存放芯片与驱动程序之间的控制程序，另外还存放有显示卡型号、规格、生产厂家、出厂时间等有显示卡型号、规格、生产厂家、出厂时间等信息。并在开机时对显示卡进行初始化设定。信息。并在开机时对显示卡进行初始化设定。显卡接口发展至今主要出现过显卡接口发展至今主要出现过ISA、PCI、AGP、PCI Express等几种接口，所能提供的等几种接口，所能提供的数据带宽依次增加。数据带宽依次增加。显卡的基本结构显卡的基本结构第13页显卡的工作过程显卡的工作过程l当接收到当接收到CPU发出的图形处理信号后，显示芯片发
11、出的图形处理信号后，显示芯片即进行图形数据运算，处理好后送入显存存储，即进行图形数据运算，处理好后送入显存存储，然后由显存数模转换器将显示芯片处理好的数字然后由显存数模转换器将显示芯片处理好的数字信号转换成显示器能够接收的模拟视频信号，最信号转换成显示器能够接收的模拟视频信号，最后由显示器输出。后由显示器输出。第14页声卡声卡l声卡又称为声音适配器，也是声卡又称为声音适配器，也是MPC上的基本配置，上的基本配置，是实现声波和数字信号相互转换的硬件。通常声是实现声波和数字信号相互转换的硬件。通常声卡是插入主板的扩展插槽中，再通过声卡上的接卡是插入主板的扩展插槽中，再通过声卡上的接口与音箱、话筒、
12、口与音箱、话筒、CD-ROM、MIDI接口连接，接口连接，完成对声音信息的数字化处理。但现在也有很多完成对声音信息的数字化处理。但现在也有很多声卡是集成在计算机主板上。声卡是集成在计算机主板上。第15页声卡的作用声卡的作用l声卡是对声音信号进行采集、编码、压缩、解压、声卡是对声音信号进行采集、编码、压缩、解压、回放等处理，其主要功能包括：回放等处理，其主要功能包括：支持录音设备对声音录制采集和编辑处理；支持录音设备对声音录制采集和编辑处理；可对声音信号进行模数转换和数模转换；可对声音信号进行模数转换和数模转换；能够对数字化声音信号进行压缩和解压，以便信号存能够对数字化声音信号进行压缩和解压，以
13、便信号存储和还原；储和还原；能够进行语音合成和识别；能够进行语音合成和识别；能进行声音播放和控制；能进行声音播放和控制；提供提供MIDI音乐合成功能等。音乐合成功能等。l声卡通过外接插口与外部设备连接，实现录音和声卡通过外接插口与外部设备连接，实现录音和放音等功能。放音等功能。第16页音箱音箱l音箱是多媒体计算机的外部设备，其作用音箱是多媒体计算机的外部设备，其作用就是把声卡输出的音频信号转换为声音波就是把声卡输出的音频信号转换为声音波形进行播放。形进行播放。l音箱分为有源音箱与无源音箱两种：音箱分为有源音箱与无源音箱两种：有源音箱是指在音箱内部装有自配功放的一类有源音箱是指在音箱内部装有自配
14、功放的一类音箱音箱无源音箱是不带功放的一类音箱。音箱的质量无源音箱是不带功放的一类音箱。音箱的质量直接影响声音播放的效果直接影响声音播放的效果 第17页视频卡视频卡l视频卡可分为视频采集卡、视频压缩卡、视频播视频卡可分为视频采集卡、视频压缩卡、视频播放卡以及放卡以及TV编码器等专用卡，是多媒体计算机中编码器等专用卡，是多媒体计算机中用于视频信息处理的硬件设备。它与影碟机、摄用于视频信息处理的硬件设备。它与影碟机、摄像机、录像机、电视机等设备连接，对这些设备像机、录像机、电视机等设备连接，对这些设备输出的音视频信息进行捕捉，将模拟信号转为数输出的音视频信息进行捕捉，将模拟信号转为数字信号存储，经
15、过编辑、特技处理等加工过程，字信号存储，经过编辑、特技处理等加工过程，再转化为模拟信号输出，从而得到赏心悦目的影再转化为模拟信号输出，从而得到赏心悦目的影视作品。视作品。第18页视频卡种类视频卡种类l视频卡的种类很多，按其功能主要有以下几种：视频卡的种类很多，按其功能主要有以下几种：l其一是视频采集卡，也称为视频捕捉卡。其一是视频采集卡，也称为视频捕捉卡。用于采集视频信号，它将录像带、影碟中的视频影像采样后进行用于采集视频信号，它将录像带、影碟中的视频影像采样后进行数字化处理，以数字视频文件的形式存入计算机中，也可将摄像数字化处理，以数字视频文件的形式存入计算机中，也可将摄像机拍摄的影像实时输
16、入计算机中进行编辑。机拍摄的影像实时输入计算机中进行编辑。l其二是视频压缩卡，也称为其二是视频压缩卡，也称为MPEG卡。卡。视频压缩卡按照视频压缩卡按照MPEG标准标准(视频压缩编码标准视频压缩编码标准)对视频信号进行对视频信号进行压缩和解压处理。压缩和解压处理。l其三是视频输出卡。其三是视频输出卡。用视频输出卡将计算机显卡输出的用视频输出卡将计算机显卡输出的VGA信号转换成标准的视频信信号转换成标准的视频信号，使其完全符合电视标准的号，使其完全符合电视标准的NTSC或或PAL制式，然后在电视机制式，然后在电视机上播放。上播放。第19页图形加速卡图形加速卡l图形加速卡工作在图形加速卡工作在CPU和显示器之间，控制计算和显示器之间，控制计算机的图形输出。图形加速卡拥有图形函数加速器机的图形输出。图形加速卡拥有图形函数加速器和显存，专门用来执行图形加速任务，因此可以和显存，专门用来执行图形加速任务，因此可以减少减少CPU处理图形的负担，从而提高了计算机的处理图形的负担，从而提高了计算机的整体性能，更容易实现计算机的多媒体功能。整体性能，更容易实现计算机的多媒体功能。l目前计算机的显示卡上都
