02 多媒体硬件环境

多媒体硬件环境多媒体计算机发展史上卓有成效的公司和系统Commodore公司的Amiga1985年率先推出第一个多媒体计算机系统Amiga。（1）Agnus(8370)：专用动画芯片。（2）Paula(8364)：专用音响处理及外设芯片。（3）Denise(8362)：专用图形芯片。（4）AmigaVision：多媒体制作系统。多媒体计算机发展史上卓有成效的公司和系统Philips/Sony公司的CD-I系统1986年4月公布。是一个交互式CD-ROM的放像系统，可以和电视机相连接。Apple公司的HyperCard是以卡片为节点的超级文本系统。多媒体计算机发展史上卓有成效的公司和系统Intel和IBM公司的DVI系统DVI即数字视频交互（DigitalVideoInteractive）。它实现了在个人计算机上对数字的视频、音频、静止图像和计算机的综合。（1）一种全数字化的系统------避免部分模拟/部分数字系统的昂贵、复杂和难于同步的缺陷。（2）视频压缩------节省存储空间例：图像由256*240个像素组成，每个像素用24位表示（红、绿、蓝各占8位），按每秒30祯的电视速度放出，650M磁盘空间存储的时间长度：650*1024*1024*8/（256*240*24*30）=124秒（3）声音压缩------自适应的差分脉冲码调制算法（ADPCM)（4）合成图形------提供位图形式的文本。多媒体计算机发展史上卓有成效的公司和系统Intel和IBM公司的DVI系统DVI技术的核心依赖于两块芯片：DVP1和DVP2。DVP1是像素处理器，每秒执行1250万个操作DVP2是输出显示处理器。DVI板级产品的基本特性：（1）Inte182750PB---VDP1,进行视频的压缩和还原处理。（2）Intel827750DB---VDP2，支持VGA、XGA和NTSC速率的显示器。（3）4MVRAM（4）音频DSP（数字信号处理器），进行高质量的立体声压缩和还原。MacintoshMacintosh-漫画多媒体系统硬件实现方式声音—声卡、扬声器、麦克风、MIDI设备、音频压缩设备...图像—2D、3D加速卡，图像压缩卡，扫描仪，数码相机，…视频—视频采集卡(捕获卡)，视频压缩/解压缩卡，…存贮—大容量硬盘，CD-ROM，DVD-ROM，…通信—多媒体网络设备，视讯会议系统，…其它—其它多媒体专用设备。多媒体硬件系统—声卡FM合成音效WaveTable总线接口芯片Mixer控制晶片声卡原理图录音模数转换ADC数模转换DAC放音数字信号处理DSP(DigitalSignalProcessor)声卡原理—FM在声音讯号未经过DAC转换之前都是数位式的，我们可以将几个数位讯号音源加以组合出各种声音而产生音效，这就是一般所称的FM（FrequencyModulation，调频）。目前市面上声卡大都使用Yamaha-3812、Yamaha-262这两种晶片,在最早推出的Yamaha-3812晶片中是采用两种音效合成的演算方法,一般也称作OPL2,至於Yamaha-262,Yamaha-263一般则称作OPL3及OPL4。声卡原理—WAVETABLE波表的英文名称为“WAVETABLE”，从字面翻译就是“波形表格”的意思。其实它是将各种真实乐器所能发出的所有声音（包括各个音域、声调）录制下来，存贮为一个波表文件。播放时，根据MIDI文件纪录的乐曲信息向波表发出指令，从“表格”中逐一找出对应的声音信息，经过合成、加工后回放出来。由于它采用的是真实乐器的采样，所以效果自然要好于FM。一般波表的乐器声音信息都以44.1KHz、16Bit的精度录制，以达到最真实回放效果。理论上，波表容量越大合成效果越好。声卡原理—DSPDSP（DigitalSignalProcessor）是一种数位讯号处理的晶片，DSP的功能通常包括了取样频率的控制，对声音的录制与播放控制，处理MIDI指令等等，有些声卡的DSP还有音源资料压缩的功能。另外，如果声卡有混音晶片(Mixerchip)，就可以透过软体的操作来对声音做各种控制，例如：音量的高低控制，音场调整效果等。所以DSP可以说是声卡中非常重要的晶片，所有数位音源讯号的处理，都可以说是DSP的功能范围。至於声卡中，是将所有功能都制作在同一片晶片里，或是各种功能独自烧录为单独的晶片，就完全看各声卡厂商的设计了。声卡原理—ADC采样的位数采样位数可以理解为声卡处理声音的解析度。这个数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音就越真实。录音的本质就是把模拟声音信号转换成数字信号。反之，在播放时则是把数字信号还原成模拟声音信号输出。声卡的位是指声卡在采集和播放声音文件时所使用数字声音信号的二进制位数。声卡的位客观地反映了数字声音信号对输入声音信号描述的准确程度。8位代表2的8次方——256，16位则代表2的16次方——64K。采样的频率采样频率是指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数，采样频率越高声音的还原就越真实越自然。采样频率一般共分为22.05KHz、44.1KHz、48KHz三个等级，22.05只能达到FM广播的声音品质，44.1KHz则是CD音质界限，48KHz则更加精确一些。对于高于48KHz的采样频率人耳已无法辨别出来了，所以在电脑上没有多少使用价值。声卡—Aureal3DA3D是AurealSemiconductor开发的一种突破性的新的互动3D定位音效技术，使用这一技术的应用程序（通常是游戏）可以根据用户的输入而决定音效的变化，产生围绕听者的3D定位音效，带来真实的听觉体验，而且可以只用一对普通的音箱或耳机来实现（Aureal认为：既然我们可以只用两只耳朵在真实的世界中听取3维的声音，那么一定有可能可以只用两只音箱创建声音来产生相同的效果）。A3D技术包括两组应用：1、A3DSurround：这一技术允许只用两只普通的音箱或一对耳机在环绕着听者的3维空间中精确的定位声源。A3DSurround联合了A3D技术和环绕声解码技术（如Dolby的ProLogic和AC-3），环绕声解码器通过5组音频流创建一个围绕听者的声场，但这5组音频流并不是通过五个物理音箱播放出来，而是经过A3DSurround处理成对应空间中的五个“虚拟音箱”，然后用两个音箱播放出来。2、A3DInteractive：这一技术能为游戏、3DInternet网站以及其他一些交互式的软件应用产生交互式的（或者称为互动）3D音响效果，营造非常真实的3D听觉环境。这里关键的一点就是互动，我们知道，我们所听到的声音并不是一成不变的，往往要根据我们的行动和所处的环境发生变化（请参看《3D音效简介》一文），要在应用中获得真实的听觉体验，显然在回放声音时也不能一成不变，而必须模拟出这些变化。这就要求音频处理系统能够实时的计算出音频的变化并回放出来。A3DInteractive可以说是PC上这一技术的先驱，使用了A3D技术的音频处理系统，再加上用支持A3D的应用程序就可以实现音效的互动效果。声道1.单声道单声道是比较原始的声音复制形式，早期的声卡采用的比较普遍。当通过两个扬声器回放单声道信息的时候，我们可以明显感觉到声音是从两个音箱中间传递到我们耳朵里的。这种缺乏位置感的录制方式用现在的眼光看自然是很落后的，但在声卡刚刚起步时，已经是非常先进的技术了。2.立体声声音在录制过程中被分配到两个独立的声道，从而达到了很好的声音定位效果。这种技术在音乐欣赏中显得尤为有用，听众可以清晰地分辨出各种乐器来自的方向，从而使音乐更富想象力，更加接近于临场感受。立体声技术广泛运用于自SoundBlasterPro以后的大量声卡，成为了影响深远的一个音频标准。时至今日，立体声依然是许多产品遵循的技术标准。3.准立体声准立体声声卡的基本概念就是：在录制声音的时候采用单声道，而放音有时是立体声，有时是单声道。采用这种技术的声卡也曾在市面上流行过一段时间，但现在已经销声匿迹了。声道4.四声道环绕PCI声卡的大宽带带来了许多新的技术，其中发展最为神速的当数三维音效。三维音效的主旨是为人们带来一个虚拟的声音环境，通过特殊的HRTF技术营造一个趋于真实的声场，从而获得更好的游戏听觉效果和声场定位。四声道环绕规定了4个发音点：前左、前右，后左、后右，听众则被包围在这中间。同时还建议增加一个低音音箱，以加强对低频信号的回放处理(这也就是如今4.1声道音箱系统广泛流行的原因)。就整体效果而言，四声道系统可以为听众带来来自多个不同方向的声音环绕，可以获得身临各种不同环境的听觉感受，给用户以全新的体验。如今四声道技术已经广泛融入于各类中高档声卡的设计中，成为未来发展的主流趋势。5.5.1声道5.1声道已广泛运用于各类传统影院和家庭影院中，一些比较知名的声音录制压缩格式，譬如杜比AC-3（DolbyDigital）、DTS等都是以5.1声音系统为技术蓝本的。其实5.1声音系统来源于4.1环绕，不同之处在于它增加了一个中置单元。这个中置单元负责传送低于80Hz的声音信号，在欣赏影片时有利于加强人声，把对话集中在整个声场的中部，以增加整体效果。音箱MP3(MPEGAudioLayer3)MP3的压缩比例能够达到1:10～1:12，而基本上拥有近似CD的音质。1分钟无压缩的CD音乐转换成文件需要10MB的存储空间，如果压缩成MP3文件只需要1MB就够了，也就是说，一张可以存储15首歌曲的容量为650MB的CD光盘，可以存储超过150首的MP3歌曲。多媒体硬件系统—显示系统CRT（CathodeRayTube，阴极射线管）显示器的调色方式屏幕上的每一个像素（Pixel）是由红、绿、蓝三种颜色的荧光点各一个组成的。三支电子枪射出的电子束分别打击在对应的荧光点上，由于电子束的强度不同，三个荧光点的亮度自然也不同。这三点发射出的光线叠加之后，在人眼看来就是某种颜色的色光。RGB调色方式是通过在黑底上叠加三种基色以获得所需要的颜色，也可以说是由强度不同的基色光混合成新的色光，在三种色光的强度相等时，显示为白色。而使用于印刷工业上（包括彩色打印、彩色复印）的一般是CMYK调色方式。其中C代表Cyan（青），M代表Magenta（品红），Y代表Yellow（黄），而K则代表Black（黑）。这种调色方式是通过在白底（例如白纸）上叠加不同的基色，将射入的白光中不需要的部分吸收，其余的则反射回去以得到所需的颜色。多媒体硬件系统—显示器种类CRT（CathodeRayTube）LCD（LiquidCrystalDisplay，液晶显示器）PDP（PlasmaDisplayPanel，等离子体显示屏）投影式显示器高增益发射显示器（High-GainEmissiveDisplay）显示器的技术指标尺寸：荧光屏对角线的长度，以英寸为单位。点距（Dot-pitch）：荧光屏上两个同色荧光点之间的最短距离。分辨率（Resolution）尺寸×25.4/点距，将得到的数值与下表比较，就可以得到物理分辨率。数值物理分辨率800640×4801000800×60012801024×76816401280×102420001600×1200显示器的技术指标扫描模式：逐行（Non-Interlaced）或是隔行（Interlaced）垂直扫描频率（VerticalScanningFrequency）也称作刷新率（RefreshRate）。每秒钟重画屏幕的次数。水平扫瞄频率是指画面上所有水平线的扫瞄次数800*60075Hz的水平扫瞄频率是600*75*1.07显示频宽是画面上所有的点的扫瞄频率800*60085Hz800*600*85*1.15=44.75MHZRAMDAC的频宽RAMDAC的转换速率1600*1200100HzRefreshRate模式下，每秒钟需要1600*1200*100*1.15/1024/1024=211MHz的转换速率显示器的技术指标屏幕形式（仅指CRT显示器）平面直角/纯平控制方式电调（DigitalCo