第3章多媒體

1、第三章 多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)常用硬件設(shè)備,郵箱:,主講:,電話:,,,,概述,多媒體是利用計(jì)算機(jī)交互式綜合技術(shù)和數(shù)字通信網(wǎng)技術(shù)處理文本、圖形、圖像、聲音等多種媒體的一門(mén)技術(shù)，多媒體技術(shù)主要包括超文本處理、聲音處理、圖像處理、大容量存儲(chǔ)及多媒體通信等方面，將這些技術(shù)集成到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中就稱為多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)就是要完成多媒體信息的獲取、存儲(chǔ)、組織和合成，最后以用戶所要求的形式表現(xiàn)出來(lái)。完成這些任務(wù)需要使用大量的多媒體硬件設(shè)

2、備，本章將詳細(xì)介紹多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在處理多媒體信息時(shí)常用的各種多媒體硬件設(shè)備。,主要內(nèi)容,3.1 光存儲(chǔ)技術(shù)概述 3.2 CD-ROM盤(pán)片與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.3 VCD與DVD光盤(pán)技術(shù)3.4 多媒體信息采集與處理功能卡3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備3.6 數(shù)碼相機(jī)基本工作原理與技術(shù)指標(biāo)3.7 數(shù)碼攝像機(jī)3.8 多媒體計(jì)算機(jī)總線和接口標(biāo)準(zhǔn),3.1 光存儲(chǔ)技術(shù)概述,3.1.1 光盤(pán)存儲(chǔ)器的特點(diǎn)與分類1. 光盤(pán)存

3、儲(chǔ)器的特點(diǎn)（1）存儲(chǔ)密度高 存儲(chǔ)密度、位密度、面密度。光盤(pán)的位密度一般可達(dá)到1000bit/mm，面密度可達(dá)到107~108bit/mm2。（2）非接觸讀寫(xiě)方式 在光盤(pán)存儲(chǔ)器中，信息的寫(xiě)入與讀出是通過(guò)聚焦激光束完成的，透鏡與介質(zhì)表面的距離在1~2 mm，根本沒(méi)有接觸的可能性，所以光盤(pán)和激光頭的使用壽命都比較長(zhǎng)。（3）信息保存時(shí)間長(zhǎng)（4）盤(pán)面抗污染能力強(qiáng)（5）價(jià)格低廉、使用方便,3.1

4、 光存儲(chǔ)技術(shù)概述,3.1.1 光盤(pán)存儲(chǔ)器的特點(diǎn)與分類2．光盤(pán)存儲(chǔ)器的分類按照光盤(pán)性能的不同，光盤(pán)存儲(chǔ)器主要分為以下幾類：（1）只讀型光盤(pán)CD-ROM（2）一次寫(xiě)入型光盤(pán)WORM（3）可擦除重寫(xiě)光盤(pán)（Rewrite、Erasable 或E-R/W）（4）照片光盤(pán)Photo CD,3.1 光存儲(chǔ)技術(shù)概述,3.1.2 光盤(pán)存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范1．光盤(pán)存儲(chǔ)器技術(shù)指標(biāo)（1）存儲(chǔ)容量 光盤(pán)存儲(chǔ)

5、器的存儲(chǔ)容量有格式化容量與用戶容量之分，用戶容量小于格式化容量。（2）平均存取時(shí)間 平均找道時(shí)間、平均等待時(shí)間再加上讀寫(xiě)光頭的穩(wěn)定時(shí)間就是光盤(pán)的平均存取時(shí)間。（3）數(shù)據(jù)傳輸速率 數(shù)據(jù)傳輸速率通常是指光頭定位以后，單位時(shí)間內(nèi)從光盤(pán)的光道上讀出的數(shù)據(jù)位數(shù)，與光盤(pán)的轉(zhuǎn)速、位密度和道密度密切相關(guān)。對(duì)于CD-ROM驅(qū)動(dòng)器，最初推出的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳輸速率為150KB/s，簡(jiǎn)稱單速光驅(qū)。52X。

6、（4）誤碼率和平均無(wú)故障時(shí)間,3.1 光存儲(chǔ)技術(shù)概述,3.1.2 光盤(pán)存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2．光盤(pán)存儲(chǔ)器國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（1）紅皮書(shū)（Red Book）規(guī)范（2）黃皮書(shū)（Yellow Book）規(guī)范（3）綠皮書(shū)（Green Book）規(guī)范（4）藍(lán)皮書(shū)（Blue Book）規(guī)范（5）橙皮書(shū)（Orange Book）規(guī)范（6）CD-ROM XA（Extended Architecture）規(guī)范（7）白皮書(shū)（Whi

7、te Book）規(guī)范,3.1 光存儲(chǔ)技術(shù)概述,常見(jiàn)光盤(pán)存儲(chǔ)器的種類及其英文縮寫(xiě)如下圖所示,3.2 CD-ROM盤(pán)片與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),1．CD-ROM盤(pán)片的物理結(jié)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)CD-ROM盤(pán)片由三層材料組成，襯底由透明的耐熱、防水聚碳酸酯（Polycarbonate）塑料壓制而成。表示信息的凹坑就模壓在聚碳酸酯襯底上，位于透明襯底之上的是鋁反射層，當(dāng)激光掃描光道上的凹坑時(shí)，鋁反射層能提高激光的反射率。在鋁反射層上涂上漆就可以形成第三層保護(hù)

8、層，標(biāo)準(zhǔn)CD-ROM盤(pán)片的物理結(jié)構(gòu)如下圖所示,3.2 CD-ROM盤(pán)片與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),CD-ROM盤(pán)片的光道與磁盤(pán)的磁道在形狀上完全不同，磁盤(pán)上的磁道都是同心圓，不同磁道上的扇區(qū)長(zhǎng)度不同，數(shù)據(jù)按磁道和扇區(qū)存放。CD-ROM盤(pán)采用螺旋形光道，內(nèi)外光道的位密度是相同的，光道上的扇區(qū)具有相同的長(zhǎng)度，數(shù)據(jù)以最大位密度緊湊存放，從而有效地利用了光盤(pán)上的存儲(chǔ)空間。,3.2 CD-ROM盤(pán)片與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),2．CD-ROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與讀出原理 CD

9、-ROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原理與磁盤(pán)十分類似， CD-ROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原理圖如下圖所示。光道上的凹坑或非凹坑本身并不代表數(shù)字1或0，凹坑與非凹坑交界的正負(fù)變化代表數(shù)字1，兩個(gè)邊界之間代表數(shù)字0。0的個(gè)數(shù)由凹坑與非凹坑的長(zhǎng)度決定。,3.2 CD-ROM盤(pán)片與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),3．CD-ROM扇區(qū)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) CD-ROM光盤(pán)上的數(shù)據(jù)沿光道存放，光道從內(nèi)到外等長(zhǎng)分段，每一段就稱為一個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)都規(guī)定了惟一的地址標(biāo)識(shí)。扇區(qū)的地址采用分、秒和扇區(qū)號(hào)，1分

10、等于60秒，1秒等于75個(gè)扇區(qū)。例如，某扇區(qū)的地址為：“2分13秒25區(qū)”，該地址是光道上第[(2×60)+13] ×75+25=10000個(gè)扇區(qū)的編號(hào)。CD-ROM光盤(pán)有兩種扇區(qū)格式定義，分別稱為Mode 1和Mode 2，兩種扇區(qū)格式定義如下圖所示。,3.2 CD-ROM盤(pán)片與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),從Mode 1和Mode 2扇區(qū)格式定義可以看出，兩種方式的區(qū)別主要體現(xiàn)在下列幾個(gè)方面：（1）Mode 1和Mode 2存儲(chǔ)

11、的數(shù)據(jù)類型不同 Mode 1用于存儲(chǔ)對(duì)誤碼率要求很高的數(shù)據(jù)，如計(jì)算機(jī)程序或文本等數(shù)據(jù)；Mode 2用于存儲(chǔ)對(duì)誤碼率要求不高的數(shù)據(jù)，如圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、動(dòng)態(tài)影像視頻和聲音等數(shù)據(jù)。（2）Mode 1和Mode 2存儲(chǔ)的用戶數(shù)據(jù)容量不同 Mode 1的用戶數(shù)據(jù)容量為2048個(gè)字節(jié)，Mode 2的用戶數(shù)據(jù)容量為2336個(gè)字節(jié)。（3）Mode 1和Mode 2數(shù)據(jù)讀出的誤碼率不同 Mode 1讀出的數(shù)據(jù)由CIRC校正后

12、，若仍有錯(cuò)誤，還要再進(jìn)行一次ECC糾錯(cuò)，其數(shù)據(jù)讀出誤碼率小于10－12。Mode 2讀出的數(shù)據(jù)只經(jīng)過(guò)CIRC校正，其數(shù)據(jù)讀出誤碼率小于10－9。,3.3 VCD與DVD光盤(pán)技術(shù),VCD是由日本勝利公司（JVC）、SONY公司、韓國(guó)三星電子株式會(huì)社（SAMSUNG）等在20世紀(jì)90年代初聯(lián)合制定的數(shù)字激光視盤(pán)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用白皮書(shū)規(guī)范。VCD光盤(pán)采用MPEG-1壓縮算法，完全采用數(shù)字記錄方式，并將視頻壓縮25~200倍，音頻壓縮6.5倍，

13、使盤(pán)片直徑縮小到12cm，具有288線的垂直清晰度，但VCD光盤(pán)只能滿足一般的視聽(tīng)播放要求。DVD采用MPEG-2視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)和AC-3音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，不僅具有電影質(zhì)量的畫(huà)面與多聲道、高保真音質(zhì)，而且具有強(qiáng)大的糾錯(cuò)和兼容能力。DVD既可以作為高質(zhì)量的視聽(tīng)娛樂(lè)設(shè)備，也可以作為多媒體計(jì)算機(jī)的海量存儲(chǔ)器。目前DVD系統(tǒng)已經(jīng)在電影、音樂(lè)、動(dòng)畫(huà)制作、多媒體海量存儲(chǔ)、汽車音響及家庭娛樂(lè)等方面顯示出強(qiáng)勁的生命力。,3.3 VCD與DVD光盤(pán)技術(shù),3

14、.3.1 VCD光盤(pán)與常見(jiàn)視盤(pán)的比較CVD稱為中國(guó)數(shù)字視頻標(biāo)準(zhǔn)。SVCD一般稱為超級(jí)VCD，是由我國(guó)原電子工業(yè)部提出，是中國(guó)版權(quán)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。VCD光盤(pán)與其他常見(jiàn)視盤(pán)主要特點(diǎn)的比較如下表所示,3.3 VCD與DVD光盤(pán)技術(shù),3.3.2 DVD光盤(pán)產(chǎn)品分類及物理結(jié)構(gòu)1．DVD光盤(pán)產(chǎn)品分類DVD有多個(gè)產(chǎn)品種類用于不同的領(lǐng)域，并分別命名為Book A~ Book E。各種DVD產(chǎn)品分類及用途如下表所示。,3.3 VCD與DVD光

15、盤(pán)技術(shù),不同種類的DVD產(chǎn)品又有單面單層、單面雙層、雙面單層和雙面雙層之分。雙層DVD盤(pán)片的容量一般是單層的1.8倍，而雙面DVD盤(pán)片的容量是單面的兩倍，并以近似容量來(lái)標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。下表列出了各種DVD盤(pán)片的容量以及在4.8Mbit/s平均傳輸速率下的播放時(shí)間。,3.3 VCD與DVD光盤(pán)技術(shù),2. DVD盤(pán)片的物理結(jié)構(gòu)根據(jù)制造工藝的不同，DVD有單基片和雙基片兩種盤(pán)片結(jié)構(gòu)。,單基片DVD由四層材料組成，用1.2mm厚的透明聚碳酸

16、酯塑料作為襯底，第1層數(shù)據(jù)凹坑就模壓在此襯底上。用半透明絕緣薄膜作為第1層數(shù)據(jù)的激光反射層，在此膜上再覆蓋一層40μm厚的樹(shù)脂，表示第2層數(shù)據(jù)的凹坑就模壓在樹(shù)脂上。第2層數(shù)據(jù)凹坑之上是鋁反射層，在鋁反射層上涂上固化樹(shù)脂就形成了保護(hù)層。,3.3 VCD與DVD光盤(pán)技術(shù),2. DVD盤(pán)片的物理結(jié)構(gòu)根據(jù)制造工藝的不同，DVD有單基片和雙基片兩種盤(pán)片結(jié)構(gòu)。,雙基片DVD分別在兩片0.6mm 厚的襯底上模壓數(shù)據(jù)凹坑，在兩片襯底的數(shù)據(jù)凹坑上分別

17、覆蓋第一反射層和第二反射層，用透明 第2反射層黏合劑將兩片襯底粘在一起。對(duì)于單基片雙層與雙基片雙層DVD 盤(pán)片，都可以將激光束聚焦在不同的深度，從光盤(pán)的一面讀出雙層數(shù)據(jù)，激光束聚焦在第一反射層可以讀出第1層數(shù)據(jù)，將激光束聚焦在第二反射層時(shí)就可以讀出第2層數(shù)據(jù)。,3.3 VCD與DVD光盤(pán)技術(shù),3．DVD盤(pán)片提高容量的主要措施DVD光盤(pán)提高記錄容量的途徑就是提高位密度和道密度，這就要求進(jìn)一步縮短數(shù)據(jù)凹坑的長(zhǎng)度和相鄰光道之間的間距。下圖

18、（a）和（b）分別給出了CD-ROM和DVD-ROM最小凹坑長(zhǎng)度和光道間距的比較示意圖。縮短凹坑長(zhǎng)度和光道間距則要求射到盤(pán)面上的激光束聚焦性能要好，即光斑直徑要足夠小，否則就不能保證數(shù)據(jù)讀出的可靠性。DVD盤(pán)片不僅減小了凹坑長(zhǎng)度與光道間距，而且采用了多層存儲(chǔ)介質(zhì)記錄數(shù)據(jù)的新技術(shù)，將多個(gè)記錄面粘貼在一起，使激光束聚焦在不同的記錄面就可以讀出多個(gè)記錄面的數(shù)據(jù)。,3.3 VCD與DVD光盤(pán)技術(shù),3.3.3 DVD光盤(pán)數(shù)據(jù)讀出原理,3.4

19、 多媒體信息采集與處理功能卡,在多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，需利用多媒體信息采集、處理功能卡將主機(jī)與各種多媒體外設(shè)連接在一起，才能構(gòu)成一個(gè)完整的播放和制作多媒體系統(tǒng)的工作平臺(tái)，常用的多媒體功能卡主要有視頻卡、音頻卡、SCSI接口卡等。,3.4 多媒體信息采集與處理功能卡,3.4.1 視頻卡的分類及主要功能視頻卡就是一個(gè)對(duì)實(shí)時(shí)視頻圖像進(jìn)行捕捉、壓縮、處理和播放的工具，可以將攝像機(jī)、錄像機(jī)、激光視盤(pán)機(jī)等輸出的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號(hào)，

20、進(jìn)行壓縮、存儲(chǔ)及各種處理。視頻卡也稱為視頻采集卡或圖像捕捉卡。,3.4 多媒體信息采集與處理功能卡,1．視頻卡的分類1）視頻捕捉與播放卡 用于捕捉、壓縮、存儲(chǔ)、編輯和播放視頻與音頻信號(hào)，主要用于多媒體節(jié)目制作、辦公自動(dòng)化及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控等場(chǎng)合。2）視頻壓縮卡 依據(jù)JPEG或MPEG標(biāo)準(zhǔn)對(duì)視頻與音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮與還原，主要用于專業(yè)制作多媒體節(jié)目。3）視頻轉(zhuǎn)換卡 可以將VGA（Video Graphics Adap

21、ter）信號(hào)轉(zhuǎn)換成PAL、NTSC、SECAM制式的模擬視頻信號(hào)，供電視播放或錄像機(jī)磁帶錄制。4）MPEG解壓卡 主要用于個(gè)人或家庭在計(jì)算機(jī)上以硬解壓方式播放VCD、DVD、CD-I等光盤(pán)，也可以捕捉或編輯上述光盤(pán)上的視頻圖像，為平面廣告設(shè)計(jì)收集素材。,3.4 多媒體信息采集與處理功能卡,2．視頻卡的主要功能視頻卡不僅可以對(duì)實(shí)時(shí)視頻圖像進(jìn)行捕捉、壓縮、存儲(chǔ)和播放，還可以對(duì)圖像進(jìn)行放大、縮小、裁減、移位、顯示調(diào)整、多個(gè)視頻源

22、選擇及混疊顯示等操作。大多數(shù)視頻卡都具有下列功能：1）通過(guò)軟件可從3個(gè)視頻源中選擇視頻源切換顯示，支持PAL、NTSC、SECAM視頻格式標(biāo)準(zhǔn)，可以捕捉、壓縮、存儲(chǔ)來(lái)自攝像機(jī)、錄像機(jī)、激光視盤(pán)機(jī)等的視頻圖像。2）可按比例放大、縮小、裁減、移位、掃描視頻圖像。3）提供色度、飽和度、亮度、對(duì)比度及R、G、B控制。4）軟件一般支持JPEG、PCX、TIFF、BMP、GIF、TAG、MMP等圖像文件格式，5）可用軟件設(shè)置端口地址和IR

23、Q（Interrupt Request）。6）可將VGA圖形與視頻圖像混疊顯示。,3.4 多媒體信息采集與處理功能卡,3.4.2 視頻卡的基本工作原理,3.4 多媒體信息采集與處理功能卡,3.4.3 音頻卡的分類及主要功能音頻卡是多媒體計(jì)算機(jī)處理聲音的插卡，所以也稱為聲卡，是制作和演播多媒體節(jié)目的必備插卡。其主要任務(wù)是音頻錄制、編輯與播放、電子音樂(lè)合成、文本語(yǔ)音轉(zhuǎn)換、語(yǔ)音識(shí)別，并提供CD-ROM接口、MIDI接口或游戲桿接口

24、。,3.4 多媒體信息采集與處理功能卡,1. 音頻卡的分類音頻卡主要根據(jù)量化的位數(shù)進(jìn)行分類，一般為8位、16位或32位。量化的位數(shù)越多，其數(shù)字化音頻質(zhì)量就越高，音響效果也就越好。2. 音頻卡的主要功能(1) 音頻的錄制、編輯與播放(2) MIDI電子音樂(lè)合成(3) 音頻源的混合,3.4 多媒體信息采集與處理功能卡,3.4.4 音頻卡的基本工作原理音頻卡主要由數(shù)字音頻處理器、音樂(lè)合成器、混音器和總線接口控制器組成。數(shù)字音

25、頻處理器是音頻卡的核心，完成模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換、MIDI接口控制。音樂(lè)合成器控制聲音的音色、音調(diào)和幅度?；煲羝鲗?shí)現(xiàn)音源選擇、不同音源混合、音量控制、聲道選擇。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,多媒體節(jié)目開(kāi)發(fā)不僅需要使用音頻卡和視頻卡，還必須使用其他一些獲取多媒體信息的輸入設(shè)備和多媒體輸出顯示設(shè)備。圖像輸入設(shè)備可以將圖像數(shù)字化，并以某種格式存入到計(jì)算機(jī)內(nèi)部，常用的多媒體輸入設(shè)備有鼠標(biāo)、跟蹤球、光筆、數(shù)字化儀、CD-ROM驅(qū)動(dòng)器、觸摸屏、

26、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)、錄像機(jī)等。常用的多媒體輸出設(shè)備主要包括彩色顯示器和打印機(jī)等。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,3.5.1 多媒體顯示系統(tǒng)1．彩色顯示標(biāo)準(zhǔn)世界上第一個(gè)彩色顯示標(biāo)準(zhǔn)是IBM公司推出的彩色圖形適配器CGA，CGA標(biāo)準(zhǔn)最多能顯示4種顏色，分辨率為320×200像素。隨后IBM公司又推出了增強(qiáng)型圖形適配器EGA，EGA標(biāo)準(zhǔn)最多能顯示16種顏色，分辨率為640×350像素。EGA標(biāo)準(zhǔn)

27、后來(lái)又被視頻圖形適配器VGA彩色顯示標(biāo)準(zhǔn)替代，VGA彩色顯示標(biāo)準(zhǔn)可提供256種顏色，分辨率達(dá)到640×480像素。超級(jí)視頻圖形適配器SVGA將分辨率提高到800×600像素。擴(kuò)展圖形適配器XGA又進(jìn)一步將分辨率提高到1024×768像素，可以顯示16.7M種顏色。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,2．平面直角和純平顯示器早期的顯示器采用球面顯像管，因而在水平和垂直方向都是彎曲的，球面顯示器不僅導(dǎo)致圖像嚴(yán)

28、重失真，而且使實(shí)際顯示面積小于屏幕面積。此外，球面顯示器特別容易產(chǎn)生反光現(xiàn)象，反光現(xiàn)象是球面顯示器的致命弱點(diǎn)。平面直角顯示器四個(gè)角都是直角，但屏幕并不是完全意義上的平面，仍有一定的弧度。平面直角顯示器在很大程度上改善了圖像失真和反光現(xiàn)象。純平顯示器是完全意義上的平面顯示器，在水平和垂直方向都是筆直的，圖像失真和反光現(xiàn)象被減小到最低程度。純平顯示器是CRT（Cathode Ray Tube）顯示器系列中的高端產(chǎn)品。,3.5 常用多媒

29、體輸入輸出設(shè)備,3．陰罩與點(diǎn)距、陰柵與柵距CRT按結(jié)構(gòu)可以分為陰罩式和陰柵式兩大類。陰罩是指安裝在熒光屏與電子槍之間的薄板，在陰罩上刻蝕有幾百萬(wàn)個(gè)排列有序的小圓孔，這些小圓孔稱為陰罩孔，每個(gè)陰罩孔恰好對(duì)應(yīng)熒光屏上呈三角形排列的紅、綠、藍(lán)三原色熒光粉點(diǎn)組。陰罩的作用是保證三個(gè)電子束能共同穿過(guò)同一個(gè)陰罩孔，準(zhǔn)確激發(fā)三色熒光粉點(diǎn)組。彩色顯像管熒光屏上的三色熒光粉點(diǎn)組就是一個(gè)像素，穿過(guò)陰罩孔的電子束，按不同強(qiáng)度激發(fā)三原色熒光粉，就可以產(chǎn)生各種

30、顏色。將相臨兩行距離最近的三原色熒光點(diǎn)用直線連接起來(lái)可以得到一個(gè)正三角形，這個(gè)正三角形就是通常所說(shuō)的像素。將距離最近的三個(gè)同色熒光點(diǎn)用直線連接起來(lái)，同樣可以得到一個(gè)正三角形，這個(gè)正三角形的邊長(zhǎng)就是通常所說(shuō)的標(biāo)稱點(diǎn)距。點(diǎn)距就是最近兩個(gè)同色熒光點(diǎn)之間的距離。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,陰柵式顯像管上的熒光粉以條狀形式排列，陰罩同時(shí)也變成互相平行的條狀陰柵，電子束通過(guò)陰柵激發(fā)條狀熒光粉。陰柵式顯像管由

31、于消除了縱向間距，透光率比陰罩式顯像管提高了30%以上，因而可以獲得高亮度和高對(duì)比度的效果，使圖像顯示得更加清晰。陰柵相鄰柵條之間的距離就稱為柵距，陰罩與陰柵顯像管的不同結(jié)構(gòu)如下圖所示。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,4．垂直刷新頻率顯示器的垂直刷新頻率也稱為刷新率或場(chǎng)頻，指單位時(shí)間內(nèi)屏幕刷新的次數(shù)，單位是Hz。例如，垂直刷新頻率為85Hz表示畫(huà)面每秒更新85次，一般垂直刷新頻率達(dá)到72Hz以上，眼睛就不會(huì)感覺(jué)到屏幕閃爍。5．水

32、平掃描頻率水平掃描頻率簡(jiǎn)稱行頻，指單位時(shí)間內(nèi)電子束在熒光屏上掃描過(guò)的水平線數(shù)量，單位是kHz。水平掃描頻率等于垂直分辨率與當(dāng)前垂直刷新頻率的乘積。例如，當(dāng)顯示器工作于1024×768分辨率、85Hz垂直刷新頻率的模式下，水平掃描頻率則為768×85=68.25kHz。水平掃描頻率從另外一個(gè)角度反映了顯示屏幕的清晰度。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,6. 隔行（Interleaved）與逐行（NonInterle

33、aved）掃描隔行與非隔行掃描是指屏幕刷新的方式。隔行掃描為更新一次畫(huà)面需掃描兩次，先掃描1、3、5等奇數(shù)行，再掃描2、4、6等偶數(shù)行。假設(shè)隔行掃描顯示器的垂直刷新頻率為80Hz，因?yàn)槊恳粓?chǎng)掃描的行數(shù)只是一幅畫(huà)面行數(shù)的一半，所以實(shí)際上每秒顯示的畫(huà)面只有40幅。隔行掃描原理如下圖所示。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,逐行掃描也稱為非隔行掃描，掃描時(shí)按順序逐行更新數(shù)據(jù)，掃描一次即可完成一幀畫(huà)面的數(shù)據(jù)更新。在相同的畫(huà)面細(xì)節(jié)條件下，采用隔

34、行掃描所需的視頻帶寬是逐行掃描的一半，所以隔行掃描的顯示適配器成本較低，但畫(huà)面顯示有一些閃爍現(xiàn)象。逐行掃描顯示器畫(huà)面顯示穩(wěn)定，感覺(jué)不到屏幕閃爍，但價(jià)格要高于隔行掃描顯示器。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,7．視頻帶寬視頻帶寬是衡量一臺(tái)顯示器性能的重要技術(shù)參數(shù)。視頻帶寬是顯示器視頻放大器通頻帶寬度的簡(jiǎn)稱，視頻帶寬反映了顯示器對(duì)視頻輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。視頻帶寬與圖像分辨率、垂直刷新頻率、過(guò)掃描系數(shù)相關(guān)。顯示器視頻帶寬應(yīng)滿足關(guān)系式：視頻

35、帶寬=（圖像分辨率×垂直刷新頻率）/過(guò)掃描系數(shù)。過(guò)掃描系數(shù)指顯示器可視面積占電子束掃描范圍的比例。由于電子束掃描的非線性，為保證圖像四周邊緣的質(zhì)量，電子束掃描范圍要大于顯示器可視面積，一般水平方向要大于25%，垂直方向要大于8%，大多數(shù)顯示器的過(guò)掃描系數(shù)為0.7。例如，要顯示的圖像分辨率為1024×768，顯示器的垂直刷新頻率為85Hz，過(guò)掃描系數(shù)為0.7，則顯示器的視頻帶寬至少應(yīng)達(dá)到（1024×768&#

36、215;85）/0.7=96 Hz。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,8. 顯示器的質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)志顯示器后部常有EPA、CCIB、MPR-Ⅱ、TCO等各種認(rèn)證標(biāo)志。EPA是美國(guó)環(huán)境保護(hù)署英文Environmental Protection Agency的縮寫(xiě)，凡通過(guò)EPA認(rèn)證的顯示器，都能自動(dòng)進(jìn)入環(huán)保睡眠狀態(tài)，系統(tǒng)可節(jié)能70%以上。MPR-Ⅱ是瑞典國(guó)家測(cè)量測(cè)試局于1990年制定的低電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)，目前MPR-Ⅱ已成為顯示器的電磁輻射國(guó)際

37、標(biāo)準(zhǔn)。TCO也是由瑞典制定的低電磁輻射和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，TCO標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格限制了顯示器電磁輻射對(duì)環(huán)境的污染。TCO是當(dāng)今世界范圍內(nèi)公認(rèn)的最高標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)TCO認(rèn)證的顯示器通常被認(rèn)為是高品質(zhì)產(chǎn)品，CCIB（China Commodity Inspection Bureau）是中國(guó)進(jìn)口商品安全質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)志，凡屬于《實(shí)施安全質(zhì)量許可制度的進(jìn)口商品目錄》中的進(jìn)口商品，都必須獲得國(guó)家出入境檢驗(yàn)檢疫局簽發(fā)的CCIB認(rèn)證。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,3.

38、5.2 液晶顯示器（LCD）LCD（Liquid Crystal Display），即液晶顯示器，是一種數(shù)字顯示技術(shù)，可以通過(guò)液晶和彩色過(guò)濾器過(guò)濾光源，在平面面板上產(chǎn)生圖像。與傳統(tǒng)的CRT顯示器相比，它具有占用空間小，低功耗，低輻射，無(wú)閃爍，降低視覺(jué)疲勞等優(yōu)點(diǎn)。第一臺(tái)LCD于1971年問(wèn)世，20世紀(jì)80年代初開(kāi)始應(yīng)用到計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?，F(xiàn)在，LCD正在成為主流顯示器。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,1．液晶顯示器的基本工作原理及其物理

39、結(jié)構(gòu)液晶，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是一種液體晶體，它象磁場(chǎng)中的金屬一樣，當(dāng)受到外界電場(chǎng)影響時(shí)，其分子會(huì)產(chǎn)生精確的有序排列，如果對(duì)分子的排列加以適當(dāng)?shù)目刂?，液晶分子將?huì)允許光線通過(guò)。相反，當(dāng)其不受外界電場(chǎng)影響時(shí)，其分子會(huì)排列混亂，阻止光線通過(guò)，這一現(xiàn)象稱之為液晶的電光(熱光)效應(yīng)。LCD技術(shù)就是利用了液晶的這一特性。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,典型的液晶顯示器件基本物理結(jié)構(gòu)如下圖所示。它主要由前后偏光板、前后玻璃基板、封接邊及液晶等幾大部件組

40、成。背光層發(fā)出的光線在穿過(guò)第一層偏光板之后進(jìn)入液晶層。配向膜的作用是控制液晶分子的排列方向。當(dāng)LCD中的透明電極產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，液晶分子就會(huì)產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過(guò)濾光片的過(guò)濾在屏幕上顯示出來(lái)。液晶層中的液晶分子都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)單元格構(gòu)成屏幕上的一個(gè)像素。通常，在彩色LCD中，每一個(gè)像素都是由三個(gè)液晶單元格構(gòu)成，其中每一個(gè)單元格前面都分別有紅色、綠色或藍(lán)色的濾光片。這樣，通過(guò)不同單元

41、格的光線就可以在屏幕上顯示出不同的顏色，在顯示屏上組成不同的字符、數(shù)字及圖形。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,2．液晶顯示器的分類液晶顯示器種類繁多，根據(jù)顯示像素的驅(qū)動(dòng)方式基本可以分為兩類，一類是被動(dòng)矩陣顯示器（也叫無(wú)源矩陣顯示器），另一類是主動(dòng)矩陣顯示器（也叫有源矩陣顯示器）。（1）被動(dòng)矩陣顯示器被動(dòng)矩陣液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)方式是由垂直與水平方向的電極所構(gòu)成，其顯示畫(huà)面的原理是通過(guò)輸入的信號(hào)依次驅(qū)動(dòng)每一行的電極，當(dāng)某一行被選定的

42、時(shí)候，列向上的電極將被觸發(fā)并打開(kāi)位于行和列交叉上的那些液晶單元。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，成本低。缺點(diǎn)是，如果驅(qū)動(dòng)電流太大，附近的液晶單元都會(huì)受到影響，引起虛影和拖尾現(xiàn)象。如果驅(qū)動(dòng)電流太小，響應(yīng)速度就會(huì)變得遲緩，降低對(duì)比度和丟失移動(dòng)畫(huà)面的細(xì)節(jié)。DSTN-LCD（Dual-Layer Super Twist Nematic-LCD）是這類顯示器的代表產(chǎn)品。DSTN-LCD并非真正的彩色顯示器，它只能顯示一定的顏色深度，因而俗稱“偽彩

43、顯”。另外，因其對(duì)比度和亮度低、屏幕可視角度小，特別是反應(yīng)速度慢的缺點(diǎn)，所以不適于高速運(yùn)動(dòng)圖像、視頻播放等應(yīng)用。但是它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗較少，價(jià)格便宜，所以低價(jià)位的筆記本型計(jì)算機(jī)中仍有使用。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,（2）主動(dòng)矩陣顯示器主動(dòng)矩陣 LCD 通過(guò)在每個(gè)液晶單元中都加入了很小的用薄膜技術(shù)做成的晶體管，由晶體管來(lái)單獨(dú)地控制每個(gè)液晶單元，有效地克服了被動(dòng)矩陣顯示器的不足。由于液晶單元之間的電干擾很小，所以可以使用大電流驅(qū)動(dòng)

44、，而不會(huì)有虛影和拖尾現(xiàn)象。更大的驅(qū)動(dòng)電流會(huì)提供更好的對(duì)比度、更清晰的和更明亮的圖像。TFT-LCD（Thin Film Transistor，薄膜晶體管）是這類顯示器的代表產(chǎn)品。TFT-LCD除繼承了DSTN-LCD的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，又在顯示效果，色彩數(shù)量，可視面積上有了很大的提高，從而可以做到高速度、高亮度、高對(duì)比度地顯示屏幕信息。TFT-LCD是目前最好的彩色液晶顯示器，其效果接近CRT顯示器，俗稱“真彩顯”，是目前筆記本電腦和臺(tái)式電

45、腦的主流顯示設(shè)備。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,3．液晶顯示器的技術(shù)指標(biāo)（1）標(biāo)稱尺寸和可視角度LCD顯示器跟CRT顯示器除顯示方式不同以外，最大的區(qū)別就是尺寸的標(biāo)示方法不一樣。例如，CRT顯示器在規(guī)格中標(biāo)示為17英寸，但實(shí)際可視尺寸卻達(dá)不到17英寸，大約只有15英寸多一些；而LCD顯示器，若標(biāo)示為15.1英寸，那么可視尺寸就是15.1英寸。因?yàn)镃RT顯示器是以外殼的對(duì)角線長(zhǎng)度作為尺寸標(biāo)示的依據(jù)；而LCD顯示器則是以可視范圍的

46、對(duì)角線作為尺寸標(biāo)示的依據(jù)?？梢暯嵌仁侵缚梢郧逦匆?jiàn)顯示器上的影像最大的角度。當(dāng)我們說(shuō)可視角度是左右80度時(shí)，表示站在始于顯示器法線（就是穿過(guò)顯示器正中間的假想垂直線）左方或是右方成80度角的位置時(shí)，仍可清晰看見(jiàn)顯示器上的影像。LCD顯示器的可視角度一般都是左右對(duì)稱的（也就是由左邊或是右邊可以看見(jiàn)熒幕上圖像的角度是一樣的。例如左邊為80度可視角度，右邊也一定是80度可視角度）。而上下可視角度通常都小于左右可視角度。可見(jiàn)，可視角度越大越好

47、。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,（2）亮度、對(duì)比度LCD顯示器的亮度測(cè)量單位是cd/m2（燭光/平方米），也就是一般所稱的NITS。常見(jiàn)的TFT液晶顯示器亮度都在200cd/m2以上。亮度過(guò)低就會(huì)感覺(jué)熒幕比較暗，亮度過(guò)高容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，用戶可以根據(jù)需要自行調(diào)節(jié)。對(duì)比度指的是最亮的白色和最暗的黑色之間不同層次亮度的比值。當(dāng)對(duì)比度達(dá)到120:1時(shí)，就可以很容易地顯示生動(dòng)、豐富的色彩。而對(duì)比度高達(dá)300:1時(shí)，則可支持各色階的顏色

48、。亮度和對(duì)比度對(duì)于LCD顯示器影像的呈現(xiàn)，比對(duì)CRT顯示器有更大的影響，LCD需要足夠高的對(duì)比度來(lái)顯示亮度，才能確保色彩的真實(shí)度和色階準(zhǔn)確度。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,（3）響應(yīng)時(shí)間所謂“響應(yīng)時(shí)間”，就是LCD顯示器對(duì)于輸入信號(hào)的反應(yīng)速度，也就是液晶由暗轉(zhuǎn)亮（Rising）或者是由亮轉(zhuǎn)暗（Falling）的反應(yīng)時(shí)間，單位是毫秒?；旧?，“響應(yīng)時(shí)間”指標(biāo)越小越好。響應(yīng)時(shí)間越小，則用戶在看移動(dòng)的畫(huà)面時(shí)不會(huì)出現(xiàn)有類似虛影或者是拖尾

49、的感覺(jué)。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,（4）顯示色彩、分辨率CRT 顯示器只需改變紅綠藍(lán)三種模擬信號(hào)的強(qiáng)度，就可以得到不同的色彩。與 CRT 一樣， LCD 技術(shù)也是根據(jù)電壓的大小來(lái)改變亮度，但是只有主動(dòng)矩陣 LCD 可以單獨(dú)控制每個(gè)像素，被動(dòng)矩陣 LCD 每次都要驅(qū)動(dòng)整行或整列像素，因此它的灰階表現(xiàn)能力很差。每個(gè)LCD的子像素顯示的顏色取決于色彩過(guò)濾器。由于液晶單元本身沒(méi)有顏色，所以用濾色片產(chǎn)生各種顏色，并且通過(guò)控制所經(jīng)過(guò)光線

50、的強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)灰階。大部分?jǐn)?shù)字控制的LCD都采用了8位控制器，可以產(chǎn)生256級(jí)灰階。每個(gè)液晶單元能夠表現(xiàn)256級(jí)，每個(gè)像素能夠表現(xiàn) 16,777,216 種成色。分辨率方面，以15.1英寸 TFT LCD顯示器為例，基本都能夠支持到1024×768的分辨率；17寸以上的LCD顯示器可以達(dá)到1280×1024的分辨率。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,4．LCD的優(yōu)點(diǎn)（1）顯示質(zhì)量高（2）沒(méi)有電磁輻射（3）可視

51、面積大（4）應(yīng)用范圍廣（5）體積小重量輕（6）功耗小,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,3.5.3 觸摸屏分類與精度校準(zhǔn)觸摸屏是一種定位設(shè)備，采用觸摸方式向計(jì)算機(jī)輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)。觸摸屏系統(tǒng)主要由觸摸傳感器、觸摸控制卡和驅(qū)動(dòng)程序組成。觸摸傳感器直接安裝在顯示器的前端，用于檢測(cè)用戶的觸摸動(dòng)作，同時(shí)將坐標(biāo)位置信息傳送給觸摸控制卡?？刂瓶▽⑽恢眯畔⑥D(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)，驅(qū)動(dòng)程序則將應(yīng)用程序與觸摸屏緊密聯(lián)系在一起。觸摸屏按照工作原

52、理可分為紅外線觸摸屏、電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏、表面聲波觸摸屏和矢量壓力觸摸屏，按照安裝方式可分為外掛式觸摸屏、內(nèi)置式觸摸屏、整體式觸摸屏和投影式觸摸屏。觸摸屏的主要技術(shù)指標(biāo)是分辨率和反應(yīng)時(shí)間。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,3.5.4 掃描儀基本工作原理與技術(shù)指標(biāo)掃描儀是一種靜態(tài)圖像輸入設(shè)備，其基本功能就是將反映圖像特征的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。1. 掃描儀的分類（1）根據(jù)掃描方式分：手持掃描儀、平面掃描儀

53、、膠片掃描儀和滾筒掃描儀。（2）根據(jù)掃描幅面分：主要分為A4幅面、A4加長(zhǎng)幅面和A3幅面等幾種；還有一些專業(yè)寬幅掃描儀，掃描幅面在A0以上 。 （3）根據(jù)掃描儀接口類型分：主要有SCSI、EPP和USB接口，基于IEEE 1394接口標(biāo)準(zhǔn)的掃描儀也已進(jìn)入市場(chǎng)。（4）根據(jù)反射和透射分：反射式掃描儀用于掃描不透明原稿，利用原稿的反射光來(lái)獲取圖像信息。透射式掃描儀用于掃描透明原稿。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,2．掃描儀的基本工

54、作原理掃描儀主要由光電傳感器、機(jī)電同步機(jī)構(gòu)、光學(xué)系統(tǒng)和通信接口電路等組成。光源照射到被掃描的原稿上，反射光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦導(dǎo)向后照射到光電傳感器CCD或CIS上。光電傳感器將原稿某一排點(diǎn)的亮度和色彩信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓，并由放大器放大，然后經(jīng)A/D變換成數(shù)字圖像信號(hào)，經(jīng)通信接口輸入到計(jì)算機(jī)。掃描儀的基本工作原理如右圖所示。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,4．掃描儀的技術(shù)指標(biāo)（1）分辨率（2）灰度等級(jí)與色彩深度灰度等級(jí)反映了單色

55、掃描儀從白色到黑色層次變化的識(shí)別能力，色彩深度則反映了彩色掃描儀的色彩表現(xiàn)能力。 （3）動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍是高檔專業(yè)掃描儀的一種技術(shù)參數(shù)，普通辦公或家用掃描儀一般不提供該項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。動(dòng)態(tài)范圍指掃描儀捕獲各種色調(diào)的能力，動(dòng)態(tài)范圍與色彩精度密切相關(guān)。掃描儀的色彩精度越高，其動(dòng)態(tài)范圍也就越大，對(duì)原稿的顏色深淺表現(xiàn)力也就越強(qiáng)。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,3.5.5 MP3播放器1．什么是MP3？MPEG-1有三個(gè)組成部分，即視頻、

56、音頻和系統(tǒng)。其中音頻標(biāo)準(zhǔn)提供了三個(gè)獨(dú)立的壓縮層次：Layer 1、Layer 2和Layer 3，MP3就是采用MPEG-1中的第三層音頻壓縮模式對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行壓縮的一種格式，其全稱是MPEG Audio Layer III，人們把它簡(jiǎn)稱為MP3。2. MP3的優(yōu)點(diǎn)MP3最突出的優(yōu)點(diǎn)是：壓縮比高，音質(zhì)較好。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,3. MP3播放器的組成及其基本工作原理MP3播放器基本上由微處理器、DSP、存儲(chǔ)設(shè)備、主

57、機(jī)通信端口、音頻放大器、顯示界面和控制鍵等幾部分組成，其邏輯結(jié)構(gòu)如右圖所示。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,4. MP3播放器的技術(shù)指標(biāo)（1）存儲(chǔ)容量 （2）接口類型（3）音頻文件格式（4）信噪比音源產(chǎn)生的最大不失真聲音信號(hào)強(qiáng)度與同時(shí)發(fā)出噪音強(qiáng)度之間的比率稱為信噪比，通常用分貝（dB）表示。信噪比越高表示MP3品質(zhì)越好。（5）輔助功能如錄音、中文顯示、圖形顯示、檔案存取、文本閱讀、收音機(jī)功能、復(fù)讀等。,3.5 常用多

58、媒體輸入輸出設(shè)備,3.5.6 MP4播放器MP4播放器也稱作PMP（Portable Media Player，便攜式媒體播放器）或PVP（Personal Video Player，個(gè)人視頻播放器），是一種能夠播放視頻和音頻文件的多媒體輸出設(shè)備。MP4的本意并非MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)它是一種基于MPEG-2 AAC (Advanced Audio Coding)壓縮技術(shù)的音頻格式，它的特點(diǎn)是音質(zhì)更加完美，壓縮比更大(15:1-2

59、0:1)，同時(shí)還增加了諸如對(duì)立體聲的完美再現(xiàn)、多媒體控制、降噪以及數(shù)碼版權(quán)保護(hù)等MP3沒(méi)有的新特性。然而，現(xiàn)在的MP4播放器并非單純的音頻播放器，而是既能夠播放音頻又能夠播放視頻。MP4播放器所支持的視頻格式大多采用MPEG-4國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。,3.5 常用多媒體輸入輸出設(shè)備,1.MP4主要技術(shù)指標(biāo)（1）微處理器和DSP：相對(duì)于MP3播放器而言，MPEG-4視頻文件的播放，要求CPU和DSP具有較高的處理能力。（2）存儲(chǔ)器容量（3）

60、數(shù)據(jù)接口（4）顯示屏：MP4播放器配置的都是彩色液晶顯示屏。（5）揚(yáng)聲器：MP4播放器配有內(nèi)置揚(yáng)聲器，而MP3播放器一般沒(méi)有內(nèi)置揚(yáng)聲器，收聽(tīng)聲音必須通過(guò)耳機(jī)。（6）讀卡器：讀卡器就是讀取存儲(chǔ)卡的設(shè)備。為了便于擴(kuò)充存儲(chǔ)容量，MP4播放器一般都配置有讀卡器。（7）電源：由于MP4播放器耗電量相對(duì)較大，因此電池也是比較重要的部件。,3.6 數(shù)碼相機(jī)基本工作原理與技術(shù)指標(biāo),傳統(tǒng)照相機(jī)通過(guò)鏡頭將圖像聚焦在感光膠片上，再經(jīng)過(guò)顯影、定影等化

61、學(xué)處理才能將圖像固定下來(lái)。數(shù)碼照相機(jī)與傳統(tǒng)照相機(jī)的最大區(qū)別就是用光電傳感器和存儲(chǔ)器取代了感光膠片，當(dāng)拍攝完畢后，通過(guò)相機(jī)上的液晶顯示屏就可以看到拍攝的效果，并以圖像文件的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中供計(jì)算機(jī)調(diào)用。光電傳感器是數(shù)碼相機(jī)的核心部件，也是所有部件中最昂貴的部件。目前幾乎所有的中高檔數(shù)碼相機(jī)都使用電荷耦合器件CCD作為光電傳感器，也有少數(shù)使用了互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS（Complementary Metal Oxide Semicon

62、ductor）作為光敏元件。,3.6 數(shù)碼相機(jī)基本工作原理與技術(shù)指標(biāo),1．?dāng)?shù)碼相機(jī)的基本工作原理數(shù)碼相機(jī)的最核心部件是CCD傳感器。CCD傳感器包含有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的感光單元，數(shù)碼相機(jī)用快門(mén)激活所有的感光單元，光電傳感器的輸出電壓與入射的光線亮度成正比，將電壓轉(zhuǎn)換成圖像代碼保存到存儲(chǔ)器中，這個(gè)過(guò)程就相當(dāng)于傳統(tǒng)照相機(jī)在感光膠片上的曝光、顯影、定影過(guò)程。由于CCD感光單元不能識(shí)別光線的色彩，為了生成彩色圖像，讓光線通過(guò)一組紅、綠、藍(lán)濾色鏡后再

63、入射到CCD感光單元上，每一個(gè)感光單元僅記錄一個(gè)基色的亮度，通過(guò)三個(gè)相鄰感光單元的色彩記錄就可以計(jì)算出一個(gè)RGB彩色像素值。CCD感光單元的數(shù)目越多，拍攝的圖像也就越清晰，每幅圖像的數(shù)據(jù)量也就越大。,3.6 數(shù)碼相機(jī)基本工作原理與技術(shù)指標(biāo),2．?dāng)?shù)碼照相機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)（1）數(shù)碼相機(jī)的分辨率數(shù)碼相機(jī)的分辨率取決于CCD的像素?cái)?shù)量，是數(shù)碼相機(jī)最關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)。其像素總量=水平像素點(diǎn)×垂直像素點(diǎn)。（2）數(shù)碼相機(jī)的色彩深度色

64、彩深度反映了數(shù)碼相機(jī)的色彩分辨能力，數(shù)碼相機(jī)的色彩深度也是由CCD傳感器決定的，一般數(shù)碼相機(jī)的色彩深度都在24位以上，專業(yè)數(shù)碼相機(jī)的色彩深度應(yīng)是36位以上。（3）數(shù)碼相機(jī)的相當(dāng)感光度參照感光材料的感光度，將衡量CCD傳感器的感光靈敏度稱為相當(dāng)感光度。大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)的相當(dāng)感光度在ISO100左右，少數(shù)數(shù)碼相機(jī)的相當(dāng)感光度在800、1600以上。,3.6 數(shù)碼相機(jī)基本工作原理與技術(shù)指標(biāo),3．?dāng)?shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)由于數(shù)碼相機(jī)體積的限制，

65、內(nèi)置存儲(chǔ)器的容量一般在1~6MB左右，只能存儲(chǔ)少數(shù)幾張高分辨率的照片。移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)可隨時(shí)裝入數(shù)碼相機(jī)或從數(shù)碼相機(jī)中取出，目前可用于數(shù)碼相機(jī)的移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)主要有袖珍閃存卡CF（Compact Flash）、智能媒體卡SM（Smart Media）、記憶棒MS（Memory Stick）、Click！磁盤(pán)和微型硬盤(pán)MD（Micro Driver）等。,3.7 數(shù)碼攝像機(jī),1. 數(shù)碼攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理從邏輯結(jié)構(gòu)上講，數(shù)碼攝像機(jī)主要包括

66、微處理器、信號(hào)處理系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、信號(hào)輸入系統(tǒng)和信號(hào)輸出系統(tǒng)五大部分。其邏輯結(jié)構(gòu)如下圖所示。,3.7 數(shù)碼攝像機(jī),數(shù)碼攝像機(jī)的工作原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)CCD將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，同時(shí)由拾音器接收聲音信號(hào)。光信號(hào)和聲音信號(hào)再分別經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后由DSP和MPEG器件完成音像信號(hào)的轉(zhuǎn)換、編碼、壓縮和合成，最后以數(shù)字格式將信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)碼攝像帶、刻錄光盤(pán)或者存儲(chǔ)卡上。,3.7 數(shù)碼攝像機(jī),2.數(shù)碼攝像機(jī)的分類（1）根據(jù)

67、攝像機(jī)內(nèi)使用CCD的數(shù)目分為單片CCD和三片CCD兩種。（2）根據(jù)使用場(chǎng)合和技術(shù)指標(biāo)要求分為廣播用攝像機(jī)、專業(yè)用攝像機(jī)、家庭攝像機(jī)三大類。（3）根據(jù)攝像機(jī)的記錄格式分為兩種。一種是全球標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻磁帶記錄格式DV，另一種是僅有幾個(gè)少數(shù)廠家生產(chǎn)的數(shù)字8mm格式。兩種數(shù)字記錄格式在技術(shù)上相差不大，清晰度也大體相當(dāng)，但磁帶不通用。,3.7 數(shù)碼攝像機(jī),3.數(shù)碼變焦與光學(xué)變焦數(shù)碼變焦實(shí)際上是畫(huà)面的電子放大，把原來(lái)CCD影像感應(yīng)器上的一

68、部分像素使用“插值”處理手段做放大。通過(guò)數(shù)碼變焦，人為地把拍攝的景物放大了，但它的清晰度會(huì)有一定程度的下降。光學(xué)變焦是依靠光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)變焦，變焦方式與望遠(yuǎn)鏡的工作原理差不多，就是通過(guò)攝像頭的鏡片移動(dòng)來(lái)放大與縮小需要拍攝的景物，并在高倍變焦后不會(huì)影響拍攝的畫(huà)面效果。光學(xué)變焦倍數(shù)越大，能拍攝的景物就越遠(yuǎn)。數(shù)碼變焦并沒(méi)有太大的實(shí)際意義，真正具有實(shí)用效果的應(yīng)該是光學(xué)變焦。,3.8 多媒體計(jì)算機(jī)總線和接口標(biāo)準(zhǔn),多媒體計(jì)算機(jī)要交互式綜合