多媒体系统组成结构 多媒体原文.doc

第四章 多媒体系统组成结构 第一节 多媒体计算机基本组成构成 多媒体系统是指能对数据、文本、图形、图像、动画、声音、视频等多媒体信息载体进行逻辑互联、获取、编辑、存储和播放的一个计算机系统。它要求计算机交互式地综合处理以上各种媒体信息，尤其是对于图像和声音数据，如果要实现多媒体应用要求的实时处理，多媒体系统必须速度高、功能强。 为了较好地完成多媒体系统所需求的交互处理声音、文字、图像等数据的任务，通常有以下三种途径： 一是选用专用芯片来设计专用接口板卡。例如可以用声霸卡解决声音的输入、输出以及实现编码和解码的问题；采用视频采集卡可以 视频的采集和压缩功能。 二是选用直接设计和实现的专用多媒体系统，如philips公司和sony公司的CD-I系统、Commodore公司的Amiga系统、Apple公司的Hypercard以及Intel公司的DVI系统等。 三是在已有的计算机基础上通过增加多媒体升级套件而成为多媒体系统，如增加声卡、视频采集卡、扫描仪、数码相机、数码摄像机等 现在一个很明显的趋势是把各种多媒体功能集成到计算机中去。例如，现在很多计算机主板都集成了声卡、视频采集卡和网卡，有些多媒体数据计算已经融合到CPU中。从总体而言，一台多媒体计算机是由多媒体硬件系统和多媒体软件系统肉构成的，其中多媒体软件系统又包括多媒体操作系统、多媒体创作工具和多媒体应用系统等几部分（我们将在本书后面部分进行介绍）。下面我们讨论多媒体计算机硬件系统。 一个功能较齐全的多媒体计算机系统从处理的流程来看，包括输入设备、计算机主机、输出设备、存储设备等几个部分；而从处理过程中的功能作用来看，则可分为以下几个部分： 音频部分。负责采集、加工、处理波表、MIDI等多种形式的音频素材，需要的硬件有录音设备、MIDI合成器、高性能的声卡、音箱、话筒、耳机等。 图像部分。负责采集、加工、处理各种格式的图像素材，需要的硬件有静态图像采集卡、数字化仪、数码相机、扫描仪等。 视频部分。负责采集、编辑计算机动画和视频素材，对机器速度及存储要求较高，需要的硬件设备有动态图像采集卡、数字录像机，以及海量存储器等。 输出部分。可以用打印机打印输出或在显示器上进行显示。 存储部分。可以用刻录机刻录成光盘保存。 在多媒体硬件系统中，计算机主机是基本型部件，也是关键部件，如果没有它，其他多媒体功能就无所谈起。计算机主机一方面控制输入输出以及数据存储设备，另一个重要的方面是对输入的各种音频、视频等数据进行处理和变换，得到最终我们想要的结果。衡量一台计算机的性能的主要因素是CPU（中央处理器）、内存、主板等的性能，其中处理器的好坏直接影响到多媒体系统的性能。 自1971 年Intel公司推出世界上第一个微处理芯片4004以来，至今微处理器的发展经历了五个阶段，从Intel 4004 到80x86再到Pentium（奔腾），如今已经发展到Pentium4，时钟频率已达2.4GHZ。 除了时钟频率以外，位长也从最初的4位发展到如今的64位，整数和浮点运算能力都大为加强。同时，为了更好地扩展功能以满足用户的需求，大多数微处理器都集成了一些特殊功能模块，如图形部件、数字信号处理部件、图像处理部件、向量矩阵处理部件等。 因此，目前的通用处理器有足够的就算能力支持用软件方式完成某些标准所要求的功能。例如，在高档微型计算机（如 Pentium 4）或工作站上可以对MPEG 4序列进行实时解码。对于H.261视频协议而言，仅使用软件就可以对QCIF图像近似实时软件编码或解码。但是要让目前的多媒体计算机完成多媒体的所有功能还不太现实，这有待于数据压缩等相关学科的技术进步。 输入设备是多媒体系统的先导硬件，完成数据导入的功能。输入设备分为数字输入和模拟输入，数字输入一般是通过扫描仪、数码相机或数码摄像机获得的；模拟图像信号（如普通；录像机、电视机等视频信号或通过电话线等模拟网络传过来的模拟数据）要通过图像采集卡经数字化后才能输入给计算机，话筒、录音机等的模拟音频数据是通过音频采集卡来完成相似的数字化过程的。 经过计算机处理以后的数据可以由相应的设备输出，也可以存储起来。由于多媒体的数据量通常是很大的，所以像软盘这样的存储设备已不适用，我们要把数据通过编码后存储在大容量的存储设备中，如硬盘（IDE硬盘、SCSI硬盘等）。现在100GB以上容量的硬盘已经出现，硬盘的转速也提高很快，目前已经达到10000r/min。另外，用得较多的存储设备还有数据磁带和光存储设备。数据磁带的主要优点是存储数据量大，但是有可能断裂和霉变；光盘存储器由光盘驱动器和盘片组成。一张CD-ROM光盘可以容纳大约650MB的信息内容，它适于存储如文本、图形、图像、动画、视频或音频等多媒体信息。目前，计算机播放的多媒体信息内容和安装的应