学习目标
■ 熟悉多媒体计算机系统的组成
■ 掌握声卡和显卡的功能和基本原理
■ 掌握几种光存储器的存储原理、技术指标和
数据格式
■ 熟悉几种常用外部设备的工作原理、功能和
特点
第 2 章 多媒体硬件环境
2.1 MPC系统的组成结构
多媒体应用软件 第八层
软件
系统
多媒体创作软件 第七层
多媒体数据处理软件 第六层
多媒体操作系统 第五层
多媒体驱动软件 第四层
多媒体 I/O控制卡及接口 第三层 硬件
系统多媒体计算机硬件 第二层
多媒体外围设备 第一层
2.1.1 MPC硬件系统
多媒体计算机
1,个人计算机外设
声卡
● 声卡配置
Mic 麦克输入
Line in 线路输入
Aux 辅助输入
Line out 线路输出
Speak 低阻输出
CD-ROM
● 激光驱动器
CD-ROM
CD-RW 声音重放设备
● 模拟声音设备
有源音箱、耳机
音响设备
2,MPC技术标准
1） MPC-1
?1990年 MPC-l标准诞生；得到了许多硬件商的支持；发
展了多媒体系统的标准操作平台；软件开发商也克服了
以往无硬件标准而造成的软件的困境
2） MPC-2
?1993年 5月 MPC联盟又制定了第二代多媒体计算机标准
MPC-2；主要是提高了基本部件的性能指标。
3） MPC-3
?1995年 6月制定；在进一步提高对基本部件的要求的基
础上,MPC-3增加了全屏幕、全动态 (30帧／秒,fps)视
频及增强版的 CD音质的视频和音频硬件标准。
随着计算机硬件技术和多媒体技术的飞速发展，
MPC的标准规范还会继续升级。所以，我们不必去拘
泥于它的具体条件，而只要去理解、把握 MPC的基本
特征。这些基本特征有,带有 采用光学原理的数字
光盘存储设备 (如 CD-ROM驱动器等 )；高质量的数
字音响 (处理数字音频、视频的声音卡 )；高分辨率
的图形、图像显示 (TV接收卡、视频捕捉卡、视频压
缩与解压卡 )； 带有管理多媒体的软件；
3.MPC的特征
2.1.2 MPC软件系统
1．驱动软件
2．多媒体操作系统
3．多媒体数据处理软件
4．多媒体创作软件
5,多媒体应用系统
2.2.1 音频卡的功能
? 音频卡
– 处理音频信号的 PC插卡是音频卡（ Audio Card），又称
声音卡，声音卡处理的音频媒体有数字化声音
（ Wave）、合成音乐（ MIDI）,CD音频。
? 音频卡的功能
– 音频的录制与播放
– 编辑与合成
– MIDI接口
– 文 –语转换
– CD-ROM接口
– 游戏接口
– 支持全双工功能
2.2 音频接口
2.2.2 音频卡的工作原理
1.声音输入到计算机的过程
从模拟到数字
声源
声波
传声器
模拟电信号
数字声音
声音输入
信号源：麦克风
PGA
音频程控放大器
抗混滤波器
A/D S/H
DSP
（ ASIC ）
采样、保持
4
D/A 重建滤波器
PGA
声音输出 4
DMA 接口
PC 总线
2.声音的处理过程
– 音频卡由下列部件组成：
? MIDI输入 /输出电路；
? MIDI合成器芯片；
? 用来把 CD音频输入与线输入相混合电路；
? 带有脉冲编码调制电路的模数转换器，用于把模拟信号
转换为数字信号以生成波形文件；
? 用来压缩和解压音频文件的压缩芯片；
? 用来合成语音输出的语音合成器；
? 用来识别语音输入的语音识别电路；
? 输出立体声的音频输出或线输出的输出电路等。
3.音频卡的体系结构
4,MIDI接口规范
（ 1） MIDI
1） MIDI（ Musical Instrument Digital Interface）是指乐
器数字接口，是数字音乐的国际标准。
2） MIDI的音乐符号化过程实际上就是产生 MIDI协议
信息的过程。
3）音乐合成器是电脑音乐系统中最重要的设备之一 。
（ 2） MIDI接口
1） MIDI In（输入口）：接收从其他 MIDI装置传来的消息。
2） MIDI Out（输出口）：发送某装置生成的原始 MIDI消息。
向其他设备发送 MIDI消息。
3） MIDI Thru（转发口）：传送从输人口接收的消息到其
他 MIDI装置。向其他设备发送 MIDI消息。
电子琴
MIDI OUT MIDI IN
声音卡
MIDI 电缆
5.声卡的声道数
（ 1）单声道与立体声
（ 2）四声道环绕
（ 3） 5.1声道
2.2.3 声卡的选择及应用
1,声卡的技术指标
（ 1）采样频率和量化位数
（ 2） MIDI合成方式
（ 3） DSP数字信号处理器
（ 4）音频压缩
2,声卡与外部设备的连接
音箱
2,Microphone（ 麦克风输入 ）
3,Speaker（ 扬声器输出 ）
4,MIDI/Game Port
（ MIDI/操纵杆端口 ）
7,CD-ROM音频信号接口
6,CD-ROM的接口 8,跳接器
音频输出IDE接口
CD-ROM
外部音频设备
麦克风
操纵杆
MIDI声音装置
1,Line in（ 线性输入 ）
5,Volume Control（ 音量调节旋钮 ）
电源 跳接线
2.3视频接口
2.3.1 显示卡
1．显示卡的种类
（ 1） 一般显示卡 。 完成显示的基本功能, 其性能优劣与缓存
容量, 工艺质量等有关 。
（ 2） 图形加速卡 。 目前以 AGP显示卡为主, 带有图形加速器,
显示复杂图像时速度较快 。
（ 3） 3D图形卡 。 专为带有 3D图形的高档游戏开发的显示卡,
三维坐标变换速度快, 图形动态显示反映灵敏, 清晰 。
（ 4） 显示 /视频输出集成卡 。 在显卡上集成视频输出电路, 在
把信号送至显示器正常显示信号的同时, 可将信号转换成视频
信号, 送到视频输出端子, 共电视机或录像机接收 。
（ 5） 显示 /TV集成卡 。在显示卡上集成 TV高频头和视频处理
电路，使用该卡既可显示多媒体信息，还可收看电视节目。
2．显示卡的结构
显示卡
I/O端口
显示缓存 数字 /模拟
转换器图形处理器芯 片 RGB输出端口
板卡总线
视频加速器 视频输出端
(1)电视卡（ TV Turner）,将标准的 NTSC,PAL,SECAM电视信号转
换成 VGA信号在计算机屏幕上显示，是一块能接收全频道、全制式
彩色电视节目的视频信号的转换卡，它的输出与电脑的 CRT制式匹
配。
(2)TV编码器（ TV Coder）,把 VGA信号转为 PAL,NTSC,SECAM制式
的视频信号，供电视播放或录像制作使用，多用于广告电视片的后
期处理。
(3)视频捕获卡,捕捉和编辑静态视频图像，完成视频数字化、编
辑以及处理等工作。
(4)动态视频捕获和播放卡,用于实时动态视频和声音的同时获取
及压缩处理，该卡还具有储存和播放功能。常用于视觉传达系统中
的现场监控、办公自动化和多媒体节目创作等场合。
3.各种功能的视频卡
2.3.2视频采集卡
1.视频采集卡
将视频信号连续转换成计算机存储的数字视频信号（离
散）保存在计算机中或在 VGA显示器上显示，完成这
种功能的视频卡称之为 视频采集卡，或称为视频转换
卡 。如果能够实时完成压缩，则称 实时压缩卡 。通常
可将外部视频输入信号叠加在显示器上，并将视频输
入信号变换成计算机可存储的信息保存在硬盘中。只
能单帧捕获的，称为 图像卡 。
2,视频采集卡 的连接
视音频信号线
视
音
频
信
号
线
视
音
频
信
号
线
电视
录象机
摄象机
VGA
输
入
VGA
输
出
S视频端子
视频捕获卡
VGA显示卡
显示器
VGA回路线
VGA数据线
3.视频卡的主要功能
?全活动数字图像的显示、抓取、录制、支持 Microsoft Video
for Windows；
?可以从录像机（ VCR）、摄像机,ID,IV等视频源中抓取定格，
存储输出图像；
?近似真彩色 YUV格式图像缓冲区，并可将缓冲区映射到高端内
存；
?可按比例缩放、剪切、移动、扫描视频图像；
?色度、饱和度、亮度、对比度及 R,G,B三色比例可调；
?可用软件选端口地址和 IRQ；
?具有若干个可用软件相互切换的视频输入源，以其中一个做
活动显示。
视频信号源、摄像机、录像机或激光视盘的信号
首先经过 A/D变换，送到 多制式数字解码器 进行解码得
到 YUV数据，然后由 视频窗口控制器 对其进行剪裁，改
变比例后存入 帧存储器 。帧存储器的内容在窗口控制
器的控制下，与 VGA同步信号或视频编码器的同步信号
同步，再送到 D/A变换器变成模拟的 RGB信号，同时送
到数字式视频编辑器进行视频编码，最后输出到 VGA监
视器及电视机或录像机。
4.视频采集卡的工作原理
视频采集卡的结构原理图
VGA 的 特性连接 多路开 关
S A A 7 1 9 9 VGA 输 入
TD
A
8
7
0
8
TD
A
8
7
0
9
S A A 7 1 9 1
P C V id eo
82C900IA
数据
V R A M
地址
S
A
A
9
0
6
5
TD
A
4
6
8
0
VGA
输出
S A A 7 1 9 7 IS A 总线
VGA 同步信号 TV 同步
数据
到 TV 或 V C R
从 VGA 板 输入
YUV
数据
YUV
数据
YUV
数据
模拟开关
到 VGA 监视器
彩色键联控制
V id eo 同步
YUV
R G B
R G B R G B
S y n c
A d d
C V B S
SVHSY
SVHSC
窗口控制器 ----PC总线接口部分
VGA 同步和彩色
键联窗口
PC 总线接口和控制寄存器
视频获取
与
比例变换
VRAM
读 / 写与刷 新
控制器
彩色键联开关
DA C sync
VRAM R/W
VRAM a ddr
VRAM da ta
Shif t c loc
I/O
总线控制
系统数据
系统地址
V ide o Sync
V ide o In
VG A dat a
VG A sync
窗口控制器
? 视频输入剪裁、变比例部分
VGA 同步和彩色
键联窗口
PC 总线接口和控制寄存器
视频获取
与
比例变换
VRAM
读 / 写与刷 新
控制器
彩色键联开关
DA C sync
VRAM R/W
VRAM a ddr
VRAM da ta
Shif t c loc
I/O
总线控制
系统数据
系统地址
V ide o Sync
V ide o In
VG A dat a
VG A sync
(1) 激光驱动器 (2) 激光盘片
● CD-ROM的构成
2.4.1 什么是 CD-ROM
● CD-ROM的性质
● 只读属性 (用户不能写入，只能读出 )
● 光学存储原理 (激光烧结 )
● CD-RW (ReWritable) 的性质
● 可读写属性 (CD-R盘片：追加写 /读 CD-RW盘片：可读 /擦写 )
● 光学存储原理 (激光烧结 )
2.4 光存储设备
2.4.2 CD-ROM工作原理
激光头
聚碳酸酯片基
铝反射层
标签表面
聚焦透镜
激光源
数字信号电信号
光电转换 译码
数据凹坑
激光盘
● CD-DA标准 (Compact Disc - Digital Audio)
PHILIPS& SONY共同提出
容量 —— 74 min (44.1kHz / 16bit / Stereo)
传输 —— 176400 Byte /s (172.3KB /s)
● CD-ROM标准 (Compact Disc - Read Only Memory)
PHILIPS& SONY共同制定,1988年正式公布,命名为 ISO9660标准
容量 —— 650MB／ 74 min
基本传输速率 —— 150KB/s (75扇区 × 2048字节 =153600 Byte/s)
激 光 驱 动 器 —— CD-ROM 2x …… 2 倍于基本传输速率
CD-ROM 4x …… 4 倍于基本传输速率
CD-ROM 52x …… 52 倍于基本传输速率
2.4.3 激光存储器 标准
● CD-I 标准 (CD-Interactive)
—— CD交互式标准，用于家用音响电器
● CD-ROM XA 标准 (CD-ROM Extended Architecture)
—— CD-ROM扩展结构标准，用于计算机,把声音、图像、文字等
不同信息记录在一条轨道上
● Vedio CD 标准
—— 图像数据压缩标准,简称 VCD，采用 MPEG-1压缩技术
● Photo CD 标准
—— Kodak公司制定的数字化照片存放标准，简称 PCD标准
● DVD 标准 (Digital Versatile Disk)
—— 采用 MPEG-2压缩技术的标准，可存放 488分钟影片、
4.7GB～ 17GB的 数据
CD-ROM标准●
显示适配器
显示器主机箱
主板
显示电缆
2.4.4 显示适配器
● 显示缓冲存储器容量与芯片
64MB ~ 128MB
DDR SGRAM / DDR SDRAM
● 显示存储器频率 620 MHz
● 显示芯片型号 Radeon9700 Pro
● 图形加速功能 三维效果增速
● ￥ 650～ 3600元
AG-411 技嘉 GV-R9700 PRO 显示信号输出 显示处理器
2.5 多媒体 I/O设备
数码照相机
彩色扫描仪
语音识别设备
光盘存储介质
半导体存储介质
数码摄像机
彩色投影机
彩色打印机
常见 I/O设备2.5.1
2.5.2 触摸屏
● 触摸屏 — 输入设备，坐标定位装置
● 触摸屏组成
显示器
触摸检测装置
触摸屏控制卡
驱动程序
● 作 用 — 将坐标信息送入计算机
● 触摸检测装置
特点：高透明度，可触摸
作用：获得触摸坐标信息
● 触摸屏控制卡
作用：分析触摸坐标信息
坐标信息数字化
经电缆传送至主机
电缆
● 驱动程序
作用：提供数据分析方法
规范信号传送格式
控制硬件动作
●
电阻触摸屏●
+5V
+5V
+5V
0V
0V
X方向 Y方向
第 1层 I TO 第 2层 I TO
第 1层 I TO
第 2层 I TO
R
触摸屏种类及其技术特点
—— 将检测到的电阻值转换成坐标数字信息
●
表面声波触摸屏●
发射
X方向 Y方向
第 1层 第 2层
发射
接收
接收
第 1层 I TO
第 2层 I TO
● 矢量压力触摸屏 —— 将触摸压力点的位置和压力转换成坐标信息
—— 将阻挡声波的位置转换成坐标数字信息
触摸屏种类及其技术特点
● 扫描仪种类
台式扫描仪
平板式扫描仪
底片扫描仪 (透射式 )
2.5.3 图像扫描仪
手持扫描仪
滚筒扫描仪
● 按结构分：
● 按原理分：反射式
手持式,平板式,滚筒式,台式
、透射式,多用机
● 透射式扫描原理
扫描样张
光电转换器
光源 底片扫描仪
●
扫描样张
光电转换器
导轨
光源
数字信号输出
扫描基本工作原理
● 反射式扫描原理
数字信号输出
识别反射光线
识别穿透光线
平板式扫描仪
● 扫描仪的技术指标
● 光学扫描分辨率
—— 扫描仪的固有分辨率，由光学系统决定 1200dpi
● 差值扫描分辨率
—— 通过软件计算，以补充像点的形式提高分辨率 7200dpi
● 彩色还原数量
—— 用二进制数表示颜色,8bit / 16bit / 24bit / 36bit / 48bit
● 扫描次数
—— 分色系统的分色模式，有多次扫描和一次扫描之分
● 接口形式
—— 扫描仪与计算机的连接形式,IDE / USB / SCSI
中档数码照相机
2.5.4 数码照相机与摄像机
1,发展及种类
高级数码照相机 影楼专用数码照相机
家用数码摄像机
(数字成像设备 )
专业数码摄像机家用数码摄像机
2.数码照相机的工作原理
镜头影像
数字信号
译码器 存储介质 数据接口
● 软盘
● 微型硬盘
● 压缩闪存卡 (存储卡 )
● CD-RW激光盘
● 译码器
作用 —— 将电信号转换成数字信息
● CCD (Charged Coupled Device)
(光电偶合器件 )
基本光敏单元 —— 像素
作用 —— 将可见光转换成电信号
● 技术指标
● LCD显示屏
(彩色 /单色 /像素数量 )
数字信号
译码器 存储介质 数据接口
● 像素数量 (200万 ~ 1200万 )
● 光敏元件排列方式
直排列 交错排列
● CF卡 (Compact Flash)
内置 ATA/IDE控制
最大容量 1GB
● SM卡 (Smart Media)
最大容量 128MB
● MS卡 (Memory Stick)
SONY专用、高速
最大容量 1GB
● XD卡 (XD-Picture)
最大容量 8GB
● 数据接口
USB / Video 输出接口
IEEE 1394 高速接口
● 光学镜头与快门
1,各种类型的打印机
喷墨打印机
彩色激光打印机
2,5,5 彩色打印机
喷墨打印机
照片打印机
2,打印机重要参数
● 打印分辨率 720 ~ 2880dpi
● 打印速度 ppm (页 /分钟 )
● 打印介质 普通纸、专用纸、照片纸、胶片、转印纸等
● 耗材成本 墨盒、颜料等
3.激光 打印原理
激光彩色打印机使用 4个鼓，处理过程极其复杂。主要由着色装置、有机光
导带、打印机控制器、激光器、传送鼓、传送滚筒及熔合固化装置构成。
工作时，有机光导带内的预充电装置先在光导带上充电，产生一层均匀电荷，
激光器产生的激光束射到光导带上时，使光导带相应点放电。由于光导带不
停的运动，所以不同强度的激光束就在光导带上形成放电程度不一的放电区，
这些放电区就组成了与该图像相对应的潜像。当光导带上的潜像从着色装置
下方通过时，与光导带接触的着色装置打开，着色剂附着在光导带放电区
（充电区对着色剂起排斥作用，所以着色剂不能附着其上）。光导带不停的
旋转，以上着色过程多次进行，从而使四种颜色都按原图像色彩附着其上，
这样就得到一个完整的彩色图像。
第 2章 小结
本章主要了多媒体个人计算机硬件系统的组成和
硬件系统的各种外部设备以及与外部设备连接的
控制接口卡 。
音频卡和视频卡是多媒体计算机的重要部件, 本
章介绍了其基本结构和工作原理 。 光存储器是多
媒体计算机的关键部件, 本章对各类光存储器作
了详细的介绍 。
扫描仪、数码相机,触摸屏、激光彩色打印机等
是人们使用和开发多媒体产品时经常用到的外部
设备，被叫做, 扩展设备,,本章对其原理和特
性也作了介绍。
■ 熟悉多媒体计算机系统的组成
■ 掌握声卡和显卡的功能和基本原理
■ 掌握几种光存储器的存储原理、技术指标和
数据格式
■ 熟悉几种常用外部设备的工作原理、功能和
特点
第 2 章 多媒体硬件环境
2.1 MPC系统的组成结构
多媒体应用软件 第八层
软件
系统
多媒体创作软件 第七层
多媒体数据处理软件 第六层
多媒体操作系统 第五层
多媒体驱动软件 第四层
多媒体 I/O控制卡及接口 第三层 硬件
系统多媒体计算机硬件 第二层
多媒体外围设备 第一层
2.1.1 MPC硬件系统
多媒体计算机
1,个人计算机外设
声卡
● 声卡配置
Mic 麦克输入
Line in 线路输入
Aux 辅助输入
Line out 线路输出
Speak 低阻输出
CD-ROM
● 激光驱动器
CD-ROM
CD-RW 声音重放设备
● 模拟声音设备
有源音箱、耳机
音响设备
2,MPC技术标准
1） MPC-1
?1990年 MPC-l标准诞生；得到了许多硬件商的支持；发
展了多媒体系统的标准操作平台；软件开发商也克服了
以往无硬件标准而造成的软件的困境
2） MPC-2
?1993年 5月 MPC联盟又制定了第二代多媒体计算机标准
MPC-2；主要是提高了基本部件的性能指标。
3） MPC-3
?1995年 6月制定；在进一步提高对基本部件的要求的基
础上,MPC-3增加了全屏幕、全动态 (30帧／秒,fps)视
频及增强版的 CD音质的视频和音频硬件标准。
随着计算机硬件技术和多媒体技术的飞速发展，
MPC的标准规范还会继续升级。所以，我们不必去拘
泥于它的具体条件，而只要去理解、把握 MPC的基本
特征。这些基本特征有,带有 采用光学原理的数字
光盘存储设备 (如 CD-ROM驱动器等 )；高质量的数
字音响 (处理数字音频、视频的声音卡 )；高分辨率
的图形、图像显示 (TV接收卡、视频捕捉卡、视频压
缩与解压卡 )； 带有管理多媒体的软件；
3.MPC的特征
2.1.2 MPC软件系统
1．驱动软件
2．多媒体操作系统
3．多媒体数据处理软件
4．多媒体创作软件
5,多媒体应用系统
2.2.1 音频卡的功能
? 音频卡
– 处理音频信号的 PC插卡是音频卡（ Audio Card），又称
声音卡，声音卡处理的音频媒体有数字化声音
（ Wave）、合成音乐（ MIDI）,CD音频。
? 音频卡的功能
– 音频的录制与播放
– 编辑与合成
– MIDI接口
– 文 –语转换
– CD-ROM接口
– 游戏接口
– 支持全双工功能
2.2 音频接口
2.2.2 音频卡的工作原理
1.声音输入到计算机的过程
从模拟到数字
声源
声波
传声器
模拟电信号
数字声音
声音输入
信号源：麦克风
PGA
音频程控放大器
抗混滤波器
A/D S/H
DSP
（ ASIC ）
采样、保持
4
D/A 重建滤波器
PGA
声音输出 4
DMA 接口
PC 总线
2.声音的处理过程
– 音频卡由下列部件组成：
? MIDI输入 /输出电路；
? MIDI合成器芯片；
? 用来把 CD音频输入与线输入相混合电路；
? 带有脉冲编码调制电路的模数转换器，用于把模拟信号
转换为数字信号以生成波形文件；
? 用来压缩和解压音频文件的压缩芯片；
? 用来合成语音输出的语音合成器；
? 用来识别语音输入的语音识别电路；
? 输出立体声的音频输出或线输出的输出电路等。
3.音频卡的体系结构
4,MIDI接口规范
（ 1） MIDI
1） MIDI（ Musical Instrument Digital Interface）是指乐
器数字接口，是数字音乐的国际标准。
2） MIDI的音乐符号化过程实际上就是产生 MIDI协议
信息的过程。
3）音乐合成器是电脑音乐系统中最重要的设备之一 。
（ 2） MIDI接口
1） MIDI In（输入口）：接收从其他 MIDI装置传来的消息。
2） MIDI Out（输出口）：发送某装置生成的原始 MIDI消息。
向其他设备发送 MIDI消息。
3） MIDI Thru（转发口）：传送从输人口接收的消息到其
他 MIDI装置。向其他设备发送 MIDI消息。
电子琴
MIDI OUT MIDI IN
声音卡
MIDI 电缆
5.声卡的声道数
（ 1）单声道与立体声
（ 2）四声道环绕
（ 3） 5.1声道
2.2.3 声卡的选择及应用
1,声卡的技术指标
（ 1）采样频率和量化位数
（ 2） MIDI合成方式
（ 3） DSP数字信号处理器
（ 4）音频压缩
2,声卡与外部设备的连接
音箱
2,Microphone（ 麦克风输入 ）
3,Speaker（ 扬声器输出 ）
4,MIDI/Game Port
（ MIDI/操纵杆端口 ）
7,CD-ROM音频信号接口
6,CD-ROM的接口 8,跳接器
音频输出IDE接口
CD-ROM
外部音频设备
麦克风
操纵杆
MIDI声音装置
1,Line in（ 线性输入 ）
5,Volume Control（ 音量调节旋钮 ）
电源 跳接线
2.3视频接口
2.3.1 显示卡
1．显示卡的种类
（ 1） 一般显示卡 。 完成显示的基本功能, 其性能优劣与缓存
容量, 工艺质量等有关 。
（ 2） 图形加速卡 。 目前以 AGP显示卡为主, 带有图形加速器,
显示复杂图像时速度较快 。
（ 3） 3D图形卡 。 专为带有 3D图形的高档游戏开发的显示卡,
三维坐标变换速度快, 图形动态显示反映灵敏, 清晰 。
（ 4） 显示 /视频输出集成卡 。 在显卡上集成视频输出电路, 在
把信号送至显示器正常显示信号的同时, 可将信号转换成视频
信号, 送到视频输出端子, 共电视机或录像机接收 。
（ 5） 显示 /TV集成卡 。在显示卡上集成 TV高频头和视频处理
电路，使用该卡既可显示多媒体信息，还可收看电视节目。
2．显示卡的结构
显示卡
I/O端口
显示缓存 数字 /模拟
转换器图形处理器芯 片 RGB输出端口
板卡总线
视频加速器 视频输出端
(1)电视卡（ TV Turner）,将标准的 NTSC,PAL,SECAM电视信号转
换成 VGA信号在计算机屏幕上显示，是一块能接收全频道、全制式
彩色电视节目的视频信号的转换卡，它的输出与电脑的 CRT制式匹
配。
(2)TV编码器（ TV Coder）,把 VGA信号转为 PAL,NTSC,SECAM制式
的视频信号，供电视播放或录像制作使用，多用于广告电视片的后
期处理。
(3)视频捕获卡,捕捉和编辑静态视频图像，完成视频数字化、编
辑以及处理等工作。
(4)动态视频捕获和播放卡,用于实时动态视频和声音的同时获取
及压缩处理，该卡还具有储存和播放功能。常用于视觉传达系统中
的现场监控、办公自动化和多媒体节目创作等场合。
3.各种功能的视频卡
2.3.2视频采集卡
1.视频采集卡
将视频信号连续转换成计算机存储的数字视频信号（离
散）保存在计算机中或在 VGA显示器上显示，完成这
种功能的视频卡称之为 视频采集卡，或称为视频转换
卡 。如果能够实时完成压缩，则称 实时压缩卡 。通常
可将外部视频输入信号叠加在显示器上，并将视频输
入信号变换成计算机可存储的信息保存在硬盘中。只
能单帧捕获的，称为 图像卡 。
2,视频采集卡 的连接
视音频信号线
视
音
频
信
号
线
视
音
频
信
号
线
电视
录象机
摄象机
VGA
输
入
VGA
输
出
S视频端子
视频捕获卡
VGA显示卡
显示器
VGA回路线
VGA数据线
3.视频卡的主要功能
?全活动数字图像的显示、抓取、录制、支持 Microsoft Video
for Windows；
?可以从录像机（ VCR）、摄像机,ID,IV等视频源中抓取定格，
存储输出图像；
?近似真彩色 YUV格式图像缓冲区，并可将缓冲区映射到高端内
存；
?可按比例缩放、剪切、移动、扫描视频图像；
?色度、饱和度、亮度、对比度及 R,G,B三色比例可调；
?可用软件选端口地址和 IRQ；
?具有若干个可用软件相互切换的视频输入源，以其中一个做
活动显示。
视频信号源、摄像机、录像机或激光视盘的信号
首先经过 A/D变换，送到 多制式数字解码器 进行解码得
到 YUV数据，然后由 视频窗口控制器 对其进行剪裁，改
变比例后存入 帧存储器 。帧存储器的内容在窗口控制
器的控制下，与 VGA同步信号或视频编码器的同步信号
同步，再送到 D/A变换器变成模拟的 RGB信号，同时送
到数字式视频编辑器进行视频编码，最后输出到 VGA监
视器及电视机或录像机。
4.视频采集卡的工作原理
视频采集卡的结构原理图
VGA 的 特性连接 多路开 关
S A A 7 1 9 9 VGA 输 入
TD
A
8
7
0
8
TD
A
8
7
0
9
S A A 7 1 9 1
P C V id eo
82C900IA
数据
V R A M
地址
S
A
A
9
0
6
5
TD
A
4
6
8
0
VGA
输出
S A A 7 1 9 7 IS A 总线
VGA 同步信号 TV 同步
数据
到 TV 或 V C R
从 VGA 板 输入
YUV
数据
YUV
数据
YUV
数据
模拟开关
到 VGA 监视器
彩色键联控制
V id eo 同步
YUV
R G B
R G B R G B
S y n c
A d d
C V B S
SVHSY
SVHSC
窗口控制器 ----PC总线接口部分
VGA 同步和彩色
键联窗口
PC 总线接口和控制寄存器
视频获取
与
比例变换
VRAM
读 / 写与刷 新
控制器
彩色键联开关
DA C sync
VRAM R/W
VRAM a ddr
VRAM da ta
Shif t c loc
I/O
总线控制
系统数据
系统地址
V ide o Sync
V ide o In
VG A dat a
VG A sync
窗口控制器
? 视频输入剪裁、变比例部分
VGA 同步和彩色
键联窗口
PC 总线接口和控制寄存器
视频获取
与
比例变换
VRAM
读 / 写与刷 新
控制器
彩色键联开关
DA C sync
VRAM R/W
VRAM a ddr
VRAM da ta
Shif t c loc
I/O
总线控制
系统数据
系统地址
V ide o Sync
V ide o In
VG A dat a
VG A sync
(1) 激光驱动器 (2) 激光盘片
● CD-ROM的构成
2.4.1 什么是 CD-ROM
● CD-ROM的性质
● 只读属性 (用户不能写入，只能读出 )
● 光学存储原理 (激光烧结 )
● CD-RW (ReWritable) 的性质
● 可读写属性 (CD-R盘片：追加写 /读 CD-RW盘片：可读 /擦写 )
● 光学存储原理 (激光烧结 )
2.4 光存储设备
2.4.2 CD-ROM工作原理
激光头
聚碳酸酯片基
铝反射层
标签表面
聚焦透镜
激光源
数字信号电信号
光电转换 译码
数据凹坑
激光盘
● CD-DA标准 (Compact Disc - Digital Audio)
PHILIPS& SONY共同提出
容量 —— 74 min (44.1kHz / 16bit / Stereo)
传输 —— 176400 Byte /s (172.3KB /s)
● CD-ROM标准 (Compact Disc - Read Only Memory)
PHILIPS& SONY共同制定,1988年正式公布,命名为 ISO9660标准
容量 —— 650MB／ 74 min
基本传输速率 —— 150KB/s (75扇区 × 2048字节 =153600 Byte/s)
激 光 驱 动 器 —— CD-ROM 2x …… 2 倍于基本传输速率
CD-ROM 4x …… 4 倍于基本传输速率
CD-ROM 52x …… 52 倍于基本传输速率
2.4.3 激光存储器 标准
● CD-I 标准 (CD-Interactive)
—— CD交互式标准，用于家用音响电器
● CD-ROM XA 标准 (CD-ROM Extended Architecture)
—— CD-ROM扩展结构标准，用于计算机,把声音、图像、文字等
不同信息记录在一条轨道上
● Vedio CD 标准
—— 图像数据压缩标准,简称 VCD，采用 MPEG-1压缩技术
● Photo CD 标准
—— Kodak公司制定的数字化照片存放标准，简称 PCD标准
● DVD 标准 (Digital Versatile Disk)
—— 采用 MPEG-2压缩技术的标准，可存放 488分钟影片、
4.7GB～ 17GB的 数据
CD-ROM标准●
显示适配器
显示器主机箱
主板
显示电缆
2.4.4 显示适配器
● 显示缓冲存储器容量与芯片
64MB ~ 128MB
DDR SGRAM / DDR SDRAM
● 显示存储器频率 620 MHz
● 显示芯片型号 Radeon9700 Pro
● 图形加速功能 三维效果增速
● ￥ 650～ 3600元
AG-411 技嘉 GV-R9700 PRO 显示信号输出 显示处理器
2.5 多媒体 I/O设备
数码照相机
彩色扫描仪
语音识别设备
光盘存储介质
半导体存储介质
数码摄像机
彩色投影机
彩色打印机
常见 I/O设备2.5.1
2.5.2 触摸屏
● 触摸屏 — 输入设备，坐标定位装置
● 触摸屏组成
显示器
触摸检测装置
触摸屏控制卡
驱动程序
● 作 用 — 将坐标信息送入计算机
● 触摸检测装置
特点：高透明度，可触摸
作用：获得触摸坐标信息
● 触摸屏控制卡
作用：分析触摸坐标信息
坐标信息数字化
经电缆传送至主机
电缆
● 驱动程序
作用：提供数据分析方法
规范信号传送格式
控制硬件动作
●
电阻触摸屏●
+5V
+5V
+5V
0V
0V
X方向 Y方向
第 1层 I TO 第 2层 I TO
第 1层 I TO
第 2层 I TO
R
触摸屏种类及其技术特点
—— 将检测到的电阻值转换成坐标数字信息
●
表面声波触摸屏●
发射
X方向 Y方向
第 1层 第 2层
发射
接收
接收
第 1层 I TO
第 2层 I TO
● 矢量压力触摸屏 —— 将触摸压力点的位置和压力转换成坐标信息
—— 将阻挡声波的位置转换成坐标数字信息
触摸屏种类及其技术特点
● 扫描仪种类
台式扫描仪
平板式扫描仪
底片扫描仪 (透射式 )
2.5.3 图像扫描仪
手持扫描仪
滚筒扫描仪
● 按结构分：
● 按原理分：反射式
手持式,平板式,滚筒式,台式
、透射式,多用机
● 透射式扫描原理
扫描样张
光电转换器
光源 底片扫描仪
●
扫描样张
光电转换器
导轨
光源
数字信号输出
扫描基本工作原理
● 反射式扫描原理
数字信号输出
识别反射光线
识别穿透光线
平板式扫描仪
● 扫描仪的技术指标
● 光学扫描分辨率
—— 扫描仪的固有分辨率，由光学系统决定 1200dpi
● 差值扫描分辨率
—— 通过软件计算，以补充像点的形式提高分辨率 7200dpi
● 彩色还原数量
—— 用二进制数表示颜色,8bit / 16bit / 24bit / 36bit / 48bit
● 扫描次数
—— 分色系统的分色模式，有多次扫描和一次扫描之分
● 接口形式
—— 扫描仪与计算机的连接形式,IDE / USB / SCSI
中档数码照相机
2.5.4 数码照相机与摄像机
1,发展及种类
高级数码照相机 影楼专用数码照相机
家用数码摄像机
(数字成像设备 )
专业数码摄像机家用数码摄像机
2.数码照相机的工作原理
镜头影像
数字信号
译码器 存储介质 数据接口
● 软盘
● 微型硬盘
● 压缩闪存卡 (存储卡 )
● CD-RW激光盘
● 译码器
作用 —— 将电信号转换成数字信息
● CCD (Charged Coupled Device)
(光电偶合器件 )
基本光敏单元 —— 像素
作用 —— 将可见光转换成电信号
● 技术指标
● LCD显示屏
(彩色 /单色 /像素数量 )
数字信号
译码器 存储介质 数据接口
● 像素数量 (200万 ~ 1200万 )
● 光敏元件排列方式
直排列 交错排列
● CF卡 (Compact Flash)
内置 ATA/IDE控制
最大容量 1GB
● SM卡 (Smart Media)
最大容量 128MB
● MS卡 (Memory Stick)
SONY专用、高速
最大容量 1GB
● XD卡 (XD-Picture)
最大容量 8GB
● 数据接口
USB / Video 输出接口
IEEE 1394 高速接口
● 光学镜头与快门
1,各种类型的打印机
喷墨打印机
彩色激光打印机
2,5,5 彩色打印机
喷墨打印机
照片打印机
2,打印机重要参数
● 打印分辨率 720 ~ 2880dpi
● 打印速度 ppm (页 /分钟 )
● 打印介质 普通纸、专用纸、照片纸、胶片、转印纸等
● 耗材成本 墨盒、颜料等
3.激光 打印原理
激光彩色打印机使用 4个鼓，处理过程极其复杂。主要由着色装置、有机光
导带、打印机控制器、激光器、传送鼓、传送滚筒及熔合固化装置构成。
工作时，有机光导带内的预充电装置先在光导带上充电，产生一层均匀电荷，
激光器产生的激光束射到光导带上时，使光导带相应点放电。由于光导带不
停的运动，所以不同强度的激光束就在光导带上形成放电程度不一的放电区，
这些放电区就组成了与该图像相对应的潜像。当光导带上的潜像从着色装置
下方通过时，与光导带接触的着色装置打开，着色剂附着在光导带放电区
（充电区对着色剂起排斥作用，所以着色剂不能附着其上）。光导带不停的
旋转，以上着色过程多次进行，从而使四种颜色都按原图像色彩附着其上，
这样就得到一个完整的彩色图像。
第 2章 小结
本章主要了多媒体个人计算机硬件系统的组成和
硬件系统的各种外部设备以及与外部设备连接的
控制接口卡 。
音频卡和视频卡是多媒体计算机的重要部件, 本
章介绍了其基本结构和工作原理 。 光存储器是多
媒体计算机的关键部件, 本章对各类光存储器作
了详细的介绍 。
扫描仪、数码相机,触摸屏、激光彩色打印机等
是人们使用和开发多媒体产品时经常用到的外部
设备，被叫做, 扩展设备,,本章对其原理和特
性也作了介绍。
