多媒体信息的输入与输出.ppt

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1、第八章 多媒体信息的输入与输出,8.1 显示卡的定义：,显示卡也称为图形显示适配器或显卡，是多媒体信息系统中重要的信息输出设备，是工作在多媒体信息系统和显示设备之间的传输系统。,1、将系统中中央处理器输出的显示信息加以处理、转换和控制。,2、将输出信息发送到显示器上，呈现能被视觉感知 的文字、数据、图形界面、彩色照片、电脑动画、视频画面等可视信息。,3、中央处理器同时也可从显示卡读回所需要的显示 状态等信息。,8.1 显示卡的基本作用,1、信息模式的转换,a.并行数据信号转换为串行输出数据信号,b.数字信号转换为模拟信号,显示卡的作用：,微型计算机主机与外部设备的连接，基本上使用了两类接口：串

2、行接口与并行接口。并行接口是指数据的各位同时进行传送，其特点是传输速度快，但当传输距离较远、位数又多时，导致了通信线路复杂且成本提高。串行通信是指数据一位位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，并可以利用电话线，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。,串行通信本身又分为异步通信与同步通信两种。串行通信线路上传送的是数字信号，表示传送数字信号能力的指标为数据速率(Data Rate)，其单位为bps(bit persecond)，即每秒钟传送的二进制位数。串行接口标准：目前普遍采用的一种串行接口标准是RS232C标准。RS232C接口标准采用25

3、个引脚的连接器（D型插座）。RS232C规定有25根连线。,采用并行传送方式在微型计算机与外部设备之间进行数据传送的接口叫并行接口。它有2个主要特点：一是同时并行传送的二进位数就是数据宽度；二是在计算机与外设之间采用应答式的联络信号来协调双方的数据传送操作，这种联络信号又称为握手信号。,并行接口,2、显示信息的控制,显示卡发送的信号除需要包含视频信号、亮度信号外，还要包括垂直和水平同步控制信号，从而实现同步扫描和控制图像扫描频率或屏幕刷新频率。,3、对图形函数进行加速,显示卡利用自己的图形函数加速器和显示存储器来执行图形加速任务，可以减少CPU所必须处理的图形函数的数量，提高了计算机的整机性能

4、。,显示卡各主要功能模块都集成在一块插件板上。它通过系统板上的I/O扩展槽与系统总线连接，通过多芯电缆与显示器接口电路连接。,显示卡的结构,7、2显示卡的结构与性能,1、图形加速芯片(3D加速芯片),图形加速芯片又称为图形处理芯片或显示芯片，它是显卡中最重要的部分，它决定了显示卡的类型、档次和大部分功能,图形加速芯片的性能指标,1、核心频率2、公版频率3、核心代号4、显示芯片位宽5、渲染管线6、顶点着色单元,计算机三维图形技术,指的是将计算机数据描述的三维空间信息通过计算转换成二维图像并显示到输出设备的技术。,3D API（Application Programming Interface）图

5、形编程接口，提供了许多图形运算能力和图形处理功能。,目前比较普遍应用的3D API有Direct 3D、Open GL、Glide、Heidi等。,2.显示存储器 显示存储器是一种随机存储器。根据显示存储器的功能，它也被称为帧缓冲器（Frame Buffer）、视频存储器（Video RAM）或位图存储器（Bitmap Memory）。它主要存放的是图形加速芯片处理后的一帧显示图形的数据，即与显示屏幕上一帧图形各像素点一一对应的像素值，从而在屏幕上形成一帧与显示存储器中所存位图数据相对应的可见画面。,显示存储器的性能指标,1、显存位宽 在一个时钟周期内所能传送的数据位数；,2、显存时钟周期 显

6、存时钟脉冲的重复周期；,3、显存容量,4、显存频率,5、显存带宽,显示存储器的容量,显存容量显示分辨率3（色彩位数8）,例如：一帧600 800的三维场景，32位色彩位数，那么所需要的显存容量为多少？,（色彩位数8）也称为带宽系数,3、随机存储数/模转换器（RAMDAC）RAMDAC（Random Access Memory Digital to Analog Converter）,用于将显示存储器中输出的串行图形数据实时地转换为显示器所能接受的RGB模拟信号，发送到显示器并显示出来。,工作频率最大图形分辨率显示刷新频率（色彩位数8）,4.BIOS ROM BIOS ROM又称为基本输入输出系

7、统。它是一种特殊的存储芯片（ROM），存放生产厂家提供的硬件图形加速芯片与驱动软件之间的输入、输出逻辑控制程序，此外，还存放显卡的名称型号以及显示内存的信息等。BIOS的性能决定了显示卡硬件与操作系统之间的配合程度，以及能否充分利用图形加速芯片的功能。,5、总线接口,PCI接口,AGP接口,PCI-E接口,6.其他 VGA插口；VGA Feature插口；视频S端子插口。,TV-OUT,Video-in,VIVO（video in and video out）接口,增强型S端子,RF射频端子,D-SUB,DVI-D接口DVI-I接口,BNC（同轴电缆卡环形接口）,HDMI,DisplayPor

8、t,视频编辑卡实际上是非线性视频编辑系统中的主要设备。将传统的线性视频编辑中的各单一设备所产生的特技、动画、字幕、调音等功能集于一体，大大简化了影视后期制作。主要完成视音频信号的输入处理、压缩解压缩、特技混合处理、图文字幕的产生与叠加等任务。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视频编辑卡 8.3.1 视频编辑卡的作用,视频编辑卡从硬件的角度看，可分为单通道和双通道两种。这里通道的意思是指在内部视频混合器之前的独立的视频回放通道。目前绝大多数的非线性视频编辑系统采用M-JPEG算法，因此可分为只有一个M-JPEG Codec（解码器）的单通道系统和具有两个M-JPEG Codec的双通道系

9、统。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视频编辑卡 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构,单通道系统只能对一路视频信号进行压缩记录和解压回放，这就意味着系统肯定无法完成多层画面的实时处理。双通道系统由于可以完成两路视频信号的解压回放，再与系统内部其他处理单元相配合，就可以完成两路活动画面的实时混合处理。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视频编辑卡 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构,1.单通道系统 单通道系统（只有一个压缩/解压缩通道）通常在硬件上无数字特技、数字混合和字幕叠加部分。它只是完成视频信息的采集、压缩解压缩和编码输出。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视

10、频编辑卡 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构,单通道系统结构图,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视频编辑卡 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构,2.双通道系统 双通道系统实际上就是传统二对一编辑的模仿。下图显示了一个典型的双通道系统的机构图（以Matrox DigiSuite编辑卡为例），为了更清楚地说明其改进部分，所以在图中忽略了视频采集部分。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视频编辑卡 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构,双通道系统结构,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视频编辑卡 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构,3.内存中心结构 Pinnacle

11、公司近期生产的高端视频编辑卡普遍采用了该公司的一种独到的革新方案“内存结构”用来代替传统的“视频流中心结构”。下面左图显示了“视频流中心结构”的解决方案，右图显示了“内存中心结构”的解决方案。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视频编辑卡 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构,内存中心结构,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视频编辑卡 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构,视频流中心结构,4.Flex 3D特技结构 Flex 3D是Matrox公司在2000年推出的一种创新的实时视频混合和特技结构。Flex 3D首次将视频技术与三维技术相结合，利用图形加速技术提供种类无限的实时

12、广播级2D、3D数字视频特技（DVE）。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视频编辑卡 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构,1.接口方式 接口方式是指视频编辑卡与计算机的连接方式，对于视频编辑卡主要有以下几种：并行口，USB、PCI和IEEE1394。其中采用并行口和USB的视频编辑卡，一般都采用计算机外置连接方式。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视频编辑卡 8.3.3视频编辑卡的基本性能,2.视频特性 视频特性应从以下几个方面进行衡量：（1）输入和输出方式；（2）画面格式；（3）兼容的视频设备；（4）实时编辑和三维DVE。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视频编辑

13、卡 8.3.3视频编辑卡的基本性能,3.音频特性（1）与视频同步：看其是否符合 SMPTE-272M 和 AES11-1991 标准。（2）模拟音频：是否支持I/O 非平衡立体声(1 对 RCA 进,1 对 RCA 出)和音频多声道。（3）采样方法：应考虑其采样频率、采样数据位数和过取样数值。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.3 视频编辑卡 8.3.3视频编辑卡的基本性能,1.扫描仪概述 扫描仪的基本概念 扫描仪(Scanner)是一种捕捉图像(照片、文本、图画、胶片等甚至三维图像)并将其转化为计算机可以显示、编辑、储存和输出的格式的数字化输入设备。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4

14、 常用外部输入输出设备 8.4.1 扫描仪,扫描仪的分类 扫描仪的分类有不同的标准，下面介绍四种扫描仪的分类方法，其中最重要的就是接口分类法和扫描原理分类法。按扫描仪的接口分类a.USB接口扫描仪；b.SCSI接口扫描仪；C.并行接口扫描仪。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.1 扫描仪,按扫描仪的原理分类 a.手持式扫描仪 手持式扫描仪体积较小、重量较轻并且携带比较方便。b.平板扫描仪 平板扫描仪主要应用在A4和A3幅面，其中又以A4幅面的扫描仪用途最广、种类最多、销量最大。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.1 扫描仪

15、,P300STD非解码扫描仪,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.1 扫描仪,清华紫光 Uniscan B700型扫描仪,滚筒式扫描仪又称为大幅面扫描仪或者工程图扫描仪，它一般应用在像A1、A0这样的大幅面扫描领域（一般都是广告图像或工程图纸）上。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.1 扫描仪,TruScan Designerl600滚筒式扫描仪,按扫描图稿介质分类a.反射式扫描仪；b.透射式扫描仪；c.多用途扫描仪。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.1 扫描仪,按扫描仪的用途分类 分为

16、用于各种图稿输入的通用型扫描仪和专门用于特殊图像输入的专用型扫描仪，如条码扫描仪、卡片阅读机等。按扫描的图纸幅面的大小分类 按其扫描的图纸幅面的大小不同，可分为小幅面的手持式扫描仪、中等幅面的台式扫描仪和大幅面的工程图扫描仪。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.1 扫描仪,2.扫描仪的工作原理 扫描仪的组成部分 扫描仪是个光机电一体化的产品。通常由滤光镜（或反光镜）、光源（或三色光源）、聚焦透镜、扫描模组、扫描头、扫描灯管等组成。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.1 扫描仪,（2）扫描仪的工作原理 图像扫描原理,第8章

17、多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.1 扫描仪,彩色图像扫描方式,扫描仪的工作过程,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.1 扫描仪,图像扫描基本流程,3.扫描仪的性能指标 扫描仪的分辨率 扫描仪的分辨率(Resultion，也称之为解析度)是扫描仪最重要的性能指标之一。灰度级 灰度级表示图像的亮度层次的范围，灰度级数越多说明扫描仪生成的图像的亮度的动态范围越大，层次感越丰富。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.1 扫描仪,扫描仪的色彩位数 色彩位数又叫色彩深度、色彩模式、色彩分辨率或色阶，总之都是表

18、示扫描仪分辨彩色或灰度细腻程度的指标。扫描仪的扫描幅面 扫描仪的扫描幅面指它可以接受的最大原稿尺寸。扫描仪的工作速度 扫描仪的扫描速度是扫描仪的又一重要指标、这一指标决定着扫描仪的工作效率。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.1 扫描仪,1.打印机概述 打印机的基本概念 打印机是由微型计算机、精密机械和电气装置构成的机电一体化的高科技产品、是各种类型的计算机系统中能实现硬拷贝输出的外部设备，通过它可以将电脑处理的文件、数据和图片打印出来，制作成一份精美的文件或者报告。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,打印机的

19、功能分类 针式打印机 针式打印机又称为点阵打印机（Dot Matrix Printer），是通过打印针来进行工作的。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,IBM 423X型高速针式打印机,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,喷墨打印机 喷墨打印机是借助于内装墨水的喷头，在打印信号的驱动下，将墨水喷到介质上，形成字符或图形。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,爱普生STYLUS PHOTO 2100喷墨打印机,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部

20、输入输出设备 8.4.2 打印机,激光打印机 激光打印机(Laser Printer)是一种非击打类型的页式打印机。如下图所示的爱普生 Aculaser-C4000激光打印机，它利用电子照相转移技术进行印刷。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,爱普生 Aculaser-C4000激光打印机,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,其他类型的打印机 按字符成型分类，又可分为点阵式和活字字模式。字模式又有单字锤式、菊花轮式。点阵式的字形灵活，还可以打印汉字和图形，而清晰度不如字模式高。,第8章 多媒体信息的输

21、入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,2.打印机的工作原理 结构 打印机的基本结构包括两部分（如下图所示），即机械部分和电路部分。另外，激光打印机除了包括两部分基本结构外，还包括光学系统部分，是一种光、机、电一体的高度自动化的计算机输出设备。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,打印机的基本结构,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,工作原理 激光打印机的工作原理,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,激光打印机基本工作原理,喷墨打印机的工

22、作原理 喷墨打印机根据喷墨方式可分为连续式和按需要式两种。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,喷墨打印机工作原理,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,3.打印机性能指标 打印速度；分辨率（DPI）；打印幅面；缓冲区。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.2 打印机,1.相机概述 数码相机的基本概念 数码相机是一种计算机配套使用的、新兴的数字影像设备，它的出现使传统的摄影技术发生了革命性变革。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.3 数

23、码相机,数码相机的种类 按性能价格比把数码相机分为三类：简易型数码相机、商用型数码相机、专业型数码相机。a.简易型数码相机；b.商用型数码相机；c.专业型数码相机。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.3 数码相机,按接口分类a.USB数码相机；b.PP数码相机；c.PCI数码相机。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.3 数码相机,2.数码相机的工作原理 数码相机的结构,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.3 数码相机,数码相机的基本组成,数码相机的工作原理 当数码相机对准需要拍摄画面后，按

24、下快门，使所拍摄画面物体上反射出的光通过相机的光学器件落在光电传感器上，光电传感器输出与入射光亮度成正比的模拟电压。模拟电压经过A/D转换后变成数字信号，在通过数字处理后以图像文件的形式存储在存储器中。需要时，可以将存储在存储器中的图像数据通过串行接口（USB或IEEE1394接口）或SCSI接口输入到计算机中保存，或进行处理。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.3 数码相机,3.数码相机的技术指标 CD元件数目；A/D转换部件；D取景器；分辨率和像素；变焦功能；颜色深度；感光度。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.3 数

25、码相机,1.数码摄像机概述 数码摄像机的基本概念 在数码影像系统中，数码相机和数码摄像机同为数码影像的输入设备。其作用都是生成数码影像。不同的是，数码相机主要用于捕捉景物的瞬间活动，生成的主要是数码图片影像。而数码摄像机主要用于捕捉景物的连续活动，生成的主要是数码视频影像。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.4 数码摄像机,数码摄像机的分类 根据摄像机内使用CCD的数目分 根据摄像机内使用CCD的数目，分为单片CCD和三片CCD两种。摄像机根据使用场合和技术要求分类 摄像机根据使用场合和技术要求大致分分为三类：广播用摄像机、专业用摄像机、家庭用摄像机。,第8

26、章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.4 数码摄像机,Betacam SX 数字摄像机DNW-9WS,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.4 数码摄像机,DVCAM摄录一体机,SONY VX2000E,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.4 数码摄像机,2数码摄像机的工作原理 结构 从内部结构上讲，数码摄像机包括：可变焦光学透镜系统、取景器、CCD摄像器件转换器，数字信号处理和存储单元，数字音频处理和记录系统，磁带加载和伺服机构，显示器(LCD)以及信号输出控制单元。,第8章 多媒体信息的输入与输出

27、 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.4 数码摄像机,电路工作原理,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.4 数码摄像机,数码摄像机的基本信号处理流程图,3.数码摄像机的主要指标 灵敏度，分解力，信噪比是摄像机最重要的技术指标。摄像机灵敏度 是在标准摄像状态下，摄像机光圈的数值。水平分解力 分解力又称为清度。其含义是，在水平宽度为图像屏幕高度的范围内，可以分辨多少根垂直黑白线条的数目。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.4 数码摄像机,信噪比 表示在图像信号中包含噪声成分的指标。在显示的图像中，表现为不规则的闪烁细点。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.4 数码摄像机,4.摄像机的其他主要指标 CCD的类型和规格；灰度特性；动态范围和拐点特性；量化比特数；中性滤色片ND；,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.4 数码摄像机,镜头的选择；外同步与外触发；光谱响应特性。,第8章 多媒体信息的输入与输出 8.4 常用外部输入输出设备 8.4.4 数码摄像机,