多媒体计算机系统

一、多媒体计算机系统

计算机是20世纪人类最伟大的发明之一，60多年来，计算机在自身的发展过程中，不断吸收其他学科门类的科学知识，并且在与其他科学技术结合的过程中产生了像计算机互联网络、计算机多媒体这样的为人类生产生活带来革命性变化的技术。融合了计算机技术、通信技术和音像技术的多媒体计算机技术是当前计算机应用领域中的热点之一多媒体与计算机的组合，使计算机的应用迈上了—个新的台阶。同时，也给计算机赋予新的含义，对计算机系统结构有着深远的影响。

(一)多媒体计算机系统构成

计算机多媒体技术的应用是通过计算机多媒体系统实现的，它对人类的信息处理能力产生了深远的影响，也给传统的计算机系统带来深刻的变革。多媒体系统是多媒体技术的灵魂，它的根基是计算机多媒体硬件环境，并且在硬件设备的基础上配合软件系统，调度和使用多种媒体信息，因此，多媒体系统是一种软硬件结合的复杂系统(如图6－1所示)。

图6－1　多媒体计算机系统的层次结构

(二)硬件系统

1.硬件系统构成

在多媒体计算机的硬件系统中，包括CPU、内存、显示器、硬盘等构成计算机系统的必备的硬件设备以及以板卡和外围设备形式安装在计算机上的多媒体附属硬件。MPC硬件系统上的多媒体附属硬件主要有两类：适配卡类和外围设备类。这批板卡和设备都是根据多媒体技术标准而研制生产的。

2.多媒体适配卡

这些多媒体附属硬件基本都是以适配卡的形式添加到计算机上的。这些适配卡种类和型号很多，主要有视频采集卡、声卡、解压缩卡、视频播放卡、电话语音卡、传真卡、图形图像加速卡、电视卡、CD－I仿真卡、MODEM卡等。

(1)声音卡

声音卡(简称声卡)对于MPC具有特殊的意义。从普遍意义上讲，只要在普通个人计算机上添加声音卡和CD－ROM驱动器(或DVD)就成为一台MPC。

目前，市场上的声音卡种类很多，其中，最有影响的是新加坡Creative Labs公司的Sound Blaster系列，现在大多数声音卡都是兼容Sound Blaster标准的声音卡。

在软件的配合下，声音卡能完成的主要功能有：录制和播放音频信号；对音频文件进行编辑；音乐合成；具有MIDI接口(也是游戏杆的接口)。声卡主要由以下部分组成：

①输入输出接口

早期声卡主要的输入输出接口有LINE IN(线路输入)、LINE OUT(线路输出)、MIC IN(麦克风输入)、SPK OUT(声音输出)、JOYSTICK/MIDI(游戏杆/MIDI)等。目前，微型计算机主流声卡是支持杜比AC－3的、具有3D音效的声卡，原来的LINE OUT接口现已经被REAR(环绕)接口所取代。

②专用芯片

由数字声音处理器、FM音乐合成器以及MIDI控制器等专用芯片组成，这是声音卡的核心部分，主要完成声音信号的数字/模拟转换、音乐合成、MIDI音乐等功能。

(2)视频卡

MPC上用于处理多媒体视频信号的是视频卡。随着计算机处理多媒体信息能力的提高，对于视频信息也有越来越多的处理要求，由此产生的具有不同功能特性的视频卡的型号和种类也越来越多。多媒体视频卡主要以视频专用芯片为核心，提供视频加速、视频播放、视频采集等功能，按其功能分，大致有以下几种：

①视频采集卡

视频采集卡(Video Capture Card)的主要功能是从摄像机、录像机等视频信息源中捕捉模拟视频信息转存到计算机硬盘中，以便进行后期编辑处理。视频采集卡主要有两种：静态视频采集卡和动态视频采集卡，分别用于从视频信号中捕捉静态图像和连续的动态图像。有的视频采集卡还带有视频处理功能，可以进行动态实时压缩处理。视频采集卡除了有视频采集专用的处理芯片外，一般要有VGA输出、S－VHS输入和视频输入等3个输入/输出接口，用于连接计算机和模拟视频信息源，如电视机、摄像机、录像机等。

②视频转换卡

视频转换卡(Video Conversion Card)用于将计算机的VGA信号与模拟电视信号相互转换。视频转换卡分为VGA－TV卡和TV－VGA卡两类。VGA－TV卡的功能是将计算机显示器用的VGA信号，转换成电视机采用的NTSC/PAL制式或VHS信号，可以把计算机输出到显示器屏幕上的信息送到电视机上显示。选用这种卡往往是想用电视机替代显示器。一般来讲，VGA－TV卡要具有VGA输入、视频输出和S－VHS输出等3个输入/输出接口。TV－VGA卡也叫电视卡，用于把一个普通计算机的VGA彩色显示器变成一台彩色电视机，即它可以使计算机接收电视信号，并把电视信号转换成VGA信号，送到计算机显示器播放。电视卡除了要有视频输入接口和VGA输出接口外，要带有—个音频输出接口，把电视信号中的声音信息送到声音卡或直接送到音箱上。

③视频播放卡

视频播放卡又称为解压缩卡，用于把存储在光盘上的压缩后的视频文件，经过解压缩处理后播放。解压缩卡一度是非常流行的多媒体产品，可以播放video CD、Karaoke CD、CD－I等格式的数字视频信息。随着MPC性能的不断提高，尤其是在Pentium(r)微处理器出现后，已经完全做到了软件解压缩，并且效果很好，解压缩卡已经被逐渐替代。

④图形加速卡

图形加速卡用于在处理二维或三维图形时提高处理速度的—种视频设备。图形加速卡现在已经与标准VGA显示卡结合在一起，即直接在VGA显示卡上添加专用的图形加速芯片，来满足用户对真彩色、高分辨率的二维及三维图形的显示要求。为了进一步提高处理速度，现在的图形加速显示卡已经从PCI总线过渡到了AGP总线。以增加数据的传输速率，使计算机的显示性能得到很大提高。

3.多媒体外围设备

以外围设备形式连接到计算机上的多媒体硬件设备有CD－ROM驱动器、扫描仪、打印机、数码照相机、触摸屏、摄像机、录放像机、传真机、可视电话、调制解调器、麦克风、多媒体音箱等。