第五章 多媒体计算机硬件及设备 课件(共68张PPT)- 《多媒体技术基础及应用(第2版)》同步教学(清华大学版)

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第五章 多媒体计算机硬件及设备 课件(共68张PPT)- 《多媒体技术基础及应用(第2版)》同步教学(清华大学版)

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第五章 多媒体计算机硬件及设备
学习目的:  
  通过本章的学习,使学生对多媒体个人计算机硬件系统、多媒体卡、多媒体信息获取与存储设备及其相关技术有一定的了解和掌握。
学习的知识点:
  多媒体计算机硬件系统MPC的标准与基本性能、多媒体卡的功能、多媒体信息获取与存储设备、多媒体通信与网络技术的应用。
学习要求:
  掌握:多媒体计算机MPC硬件系统的基本性能、多媒体信息获取与存储设备的应用。
  理解:什么是多媒体计算机、多媒体卡的工作原理、多媒体计算机周边设备是怎样工作的。
  了解:多媒体通信与网络技术的应用。
目录:
  5.1 多媒体个人计算机-MPC
  5.2 多媒体功能卡
  5.3 多媒体信息获取设备
  5.4 多媒体信息存储设备
  5.5 多媒体通信与网络
5.1 多媒体个人计算机-MPC
一.多媒体计算机的构成
  多媒体个人计算机(Multimedia Personal Computer,简称MPC),是能够输入、输出并综合处理文字、声音、图形、图像和动画等多种媒体信息的计算机。它将计算机软、硬件技术、数字化声像技术和高速通信网络技术等结合起来构成一个整体,使多媒体信息的获取、加工、处理、传输、存储和展示集于一体。简单地说,MPC就是一种具有多媒体信息处理功能的个人计算机。
MPC 与一般 PC 机的主要区别在于 MPC 具有对音频、图形、图像和视频等信息的处理能力。具体地说有以下几个方面。
  (1)音频信号处理功能:标准的 MPC 有一块音频处理卡,它具有丰富的音频信号处理功能,包括录制、处理和重放声波信号以及用 MIU 技术合成音乐的功能等。
  (2)图形功能: MPC 有较强的图形处理功能,在 VGA 显示硬件和 Windows 软件的配合下, MPC 可以产生色彩丰富、形象逼真的图形,并可以在此基础上实现一定程度的 3D 动画效果。
  (3)图像处理功能: MPC 通过 VGA 接口卡和显示器可以生动、逼真地显示静止图像。
  (4)视频处理功能: MPC 对视频图像的处理功能较强,能实时录制和压缩视频图像,并能高质量地播放已压缩好的视频图像。
二.多媒体计算机的硬件标准
  1990 年 Microsoft 公司联合一些主要的 PC 机厂商和多媒体产品开发商成立的 MPC 联盟(Multimedia PC Marketing Council),其主要目的是建立多媒体计算机硬件系统的最低功能标准,利用 Microsoft 的 Windows 操作系统,以 PC 机现有的广大市场为基础,推动多媒体计算机技术的发展,制定了 MPC 规范 1.0 版本,确定了多媒体 PC 机硬件配置的最低要求。
  MPC 1.0 要求的硬件平台标准为时钟频率 16 MHz 的 386 微处理器, 2 MB RAM , 30MB 硬盘,单倍速的光驱, 8 位量化精度的数字音频。 MPC 1.0 的推出,得到了当时许多硬件厂商的支持,他们的共同参与发展了多媒体系统的标准操作平台。 MPC 标准也受到了软件开发商的广泛支持,因为随着 MPC 标准的推出以往他们面临的缺乏统一硬件平台无法发展通用软件的困境消除了。因而,以后的几年中,很多多媒体套装软件纷纷推出。 1993 年 5 月, MPC 联盟又对 MPC 1.0 进行了修改,制定了第二代多媒体 PC 机平台标准 MPC 2.0 。
  MPC 2.0 提高了硬件平台标准,将微处理器提高到 486 ,时钟频率为 25 MHz , RAM 为 4 MB ,硬盘为 160 MB ,双倍速的光驱,音频取样、量化的精度为 16 位。 MPC 2.0 标准的颁布使软、硬件厂商再次获得新的机遇,许多厂商纷纷推出各种多媒体软、硬件产品来支持 MPC2.0 的标准。 1994 年 1 月, MPC 联盟允许凡经检验符合 MPC 2.0 标准的 CD-ROM 驱动器、音频卡等产品,可以使用 MPC 识别标志。
  MPC 的第三代标准是 1995 年 6 月制定的。 MPC 3.0 提供全屏幕、全动态视频及增强版的 CD 音质的视频及音频硬件标准, MPC 3.0 并不是要取代 MPC 1.0 、 MPC 2.0 标准,而是制定了一个更新的操作平台,可以执行增强的多媒体功能。由于多媒体视频硬件的快速发展, MPC 3.0 将视频播放的功能纳入 MPC 规范,采用 MPEG-1 标准,以直接存取帧缓冲器、分辨率为 352 × 240 、速度为 30 帧/秒的 15 位/像素的视频为标准。
项 目 MPC 1.0 MPC2.0 MPC 3.0
CPU 80386SX 16 MHz 80486SX 25 MHz Pentium 75 MHz
RAM 2 MB 4 MB 8 MB
硬盘 30 MB 160 MB 540 MB
CD-ROM 驱动器 数据传输速率: 150kb/s
最大寻址时间: 1s
符合 CD-DA 标准 数据传输速率: 300kb/s
最大寻址时间: 0.4s
符合 CD-ROM XA 标准 数据传输速率: 600kb/s
最大寻址时间: 0.25s
符合 CD-ROM XA 标准
音频 取样频率: 11.025 kHz
量化精度: 8 位
MIDI 合成 取样频率: 44.1 kHz
量化精度: 16 位
8 调复音 MIDI 合成 波形表合成技术
量化精度: 16 位
MIDI 播放
显示器 VGA : 640 × 480
16 色 Super VGA : 640 × 480
65 536 色 可进行颜色空间转换和缩放,可直接进行帧存取,以15 位 / 像素 ,352 × 240 分辨率,30 帧/秒播放视频
视频播放 没有要求 没有要求 MPEG-1 硬件或软件播放, 播放上述分辨率视频时, 支持同步的音频、视频流, 不丢失帧
I/O 端口 MIDI 接口;串行接口
并行接口 ;游戏杆接口
同 MPC 1.0 同 MPC 1.0
三.多媒体计算机的主要特征
  MPC 的主要特征,一般可归纳为以下几点:
  (1)具有 CD-ROM 驱动器。 CD-ROM 是多媒体技术普及的基础,它是最经济、最实用的数据信息载体。
  (2)输入手段丰富。多媒体计算机的输入手段很多,用于输入各种媒体内容。除了常用的键盘和鼠标以外,一般还具备扫描输入、手写输入和文字识别输入等。
  (3)输出种类多、质量高。多媒体计算机可以多种形式输出多媒体信息。例如,音频输出、投影输出、视频输出,以及帧频输出等。
  (4)显示质量高。由于多媒体计算机通常配备先进的高性能图形显示卡和质量优良的显示器,因此图像的显示质量比较高。高质量的显示品质为图像、视频信号、多种媒体的加工和处理提供了不失真的参照基准。
  (5)具有丰富的软件资源。多媒体计算机的软件资源必须非常丰富,以满足多媒体素材的处理及其程序的编制需求。
5.2 多媒体功能卡
一、音频卡
  多媒体功能卡是多媒体计算机的应有部件,又称声卡、音效卡、声音适配卡。声卡在多媒体技术的发展中曾起开路先锋的作用。早在20世纪80年代,就已经出现了声卡的雏形。第一块被广大用户接受并被大量应用于PC机上的声卡是由加拿大Adlab公司研制生产的“魔奇音效卡”(Magic Sound Card)。在众多厂商生产的声卡中,比较有影响力的是新加坡Creative公司的Sound Blaster系列产品。Sound Blaster系列声卡以其优质的声响效果受到人们的广泛认同,占据了全球多媒体市场上的很大份额,也使Creative公司的Sound Blaster系列以及后来的Sound Blaster Pro成为重要的声效标准。
  随着应用需求的进一步增长,现在大多数主机板上集成了声卡的功能,声卡不单独存在。与单独的声卡相比,集成在主机板上的“声卡”不论从抗干扰能力,声音处理效果和功能种类上,都略逊一筹。在开发多媒体产品时,语音和音乐是重要的媒体形式,声卡和相应的软件为开发者提供了处理声音的工具和手段,使声音像图像和文字那样,可以被随心所欲地加工和修改。
1.声卡的基本功能
  (1)进行A/D(模/数)转换。将作为模拟量的音频信号或保存在介质中的音频信号经过变换,转化成数字化的音频信号,这就是模/数转换(Analog to Digital Converter)。经过模/数转换的数字化音频信号以文件形式保存在计算机中,可以利用音频信号处理软件对其进行加工、处理和播放。
  (2)完成D/A(数/模)转换。把数字化音频信号转换成作为模拟量的音频信号,这就是所谓“数/模转换(Digital to Analog Converter)”。转换后的音频信号通过声卡的输出端,送到音频信号还原设备,例如耳机、音箱,这样,就可以聆听到声音了。
  (3)实时动态地处理数字化音频信号。利用声卡上的数字信号处理器(DSP)对数字化音频信号进行处理,它可减轻CPU的负担。该处理器可以通过编程来完成高质量音频信号的处理,并可加快音频信号处理速度。该处理器还可用于音乐合成、制作特殊的数字音响效果等。
  (4)立体声合成。经过数/模转换的数字化音频信号保持原有的声道模式,即STEREO模式或MONO模式。声卡具备两种模式的合成运算功能,并可将两种模式互相变换。
  (5)输入、输出。利用声卡的输入端子和输出端子,可以将模拟信号引入声卡,然后转换成数字量。还可以将数字信号转换成模拟信号送到输出端子,驱动音响设备发出声音。
2.声卡的结构
  声卡由数据总线驱动器、总线接口和控制器、数字声音处理器、混合信号处理器、接口电路以及多个音乐合成器等部件构成,各部件之间的关系和信号传递方式如图所示。
声卡的工作原理框图主要由以下几个部分组成:
  (1)声音的合成与处理:这是声卡的核心部分,它由数字声音处理器、调频(FM)音乐合成器及乐音数字接口(MIDI)控制器组成。这部分的主要任务是完成声波信号的模/数(A/D)和数/模(D/A)转换,利用调频技术控制声音的音调、音色和幅度等。
  (2)混合信号处理器:混合信号处理器内置数字/模拟混音器,混音器的声源由以下几种信号如MIDI信号、CD音频、线路输入、麦克风等。可以选择一个声源或几个不同的声源进行混合录音。
  (3)功率放大器:由于混合信号处理器输出的信号功率还不够大不能推动扬声器或音箱,所以一般都有一个功率放大器作为功率放大使得输出的音频信号有足够的功率。
  (4)总线接口和控制器:总线接口有多种,早期的音频卡为ISA总线接口,现在的音频卡一般是PCI总线接口。总线接口和控制器是由数据总线双向驱动器、总线接口控制逻辑、总线中断逻辑及直接存储器访问(DMA)控制逻辑组成。
二、视频卡
  视频卡是一种专门用于对视频信号进行实时处理的设备,又叫“视频信号处理器”。视频卡插在主机板的扩展插槽内,通过配套的驱动软件和视频处理应用软件进行工作。视频卡可以对视频信号(激光视盘机、录像机、摄像机等设备的输出信号)进行数字化转换、编辑和处理,以及保存数字化文件。
视频卡一般具有以下4个基本特性:
  (1)视频输入特性。支持PAl制式、NTSC制式和SECAM制式的视频信号模式,利用驱动软件的功能,可选择视频输入的端口。
  (2)图形与视频混合特性。以像素点为基本单位,精确定义编辑窗口的尺寸和位置,并将256色模式的图形与活动的视频图像进行叠加混合。
  (3)图像采集特性。将活动的视频信号采集下来,生成静止的图像画面。图像可采用多种格式的文件存储。
  (4)画面处理特性。对画面中显示的图像或视频信号进行多种形式的处理,例如,按照比例进行缩放;对视频图像进行定格,然后保存画面或调入符合要求的图像;对画面内容进行修改和编辑,改变图像的色调、色饱和度、亮度以及对比度等。
视频卡是在多媒体计算机中用于处理视频信息的功能插卡。视频卡将影像和动画引进到了计算机系统,是普通计算机向多媒体计算机系统升级的一个不可或缺的功能插卡。目前尽管市场上视频卡产品的种类很多,各种产品实现的功能也不相同,但是依据它们实现的功能可以将视频卡产品分为以下几类。
  1.视频采集卡
  2.视频压缩/解压缩卡
  3.视频输出卡
  4.视频接收卡
  视频卡的种类还有很多,大多数视频卡具有多种功能,各视频卡之间既有不同点,也有相同点,其功能互相交错。在选择视频卡时,应注意该卡具有的功能和实用性。
1.视频采集卡
  视频采集卡用于将摄像机、录像机等设备播放的模拟视频信号经过数字化的采集,以文件形式存储起来。通常视频采集卡通过输入模拟的复合视频信号,可以在视窗内显示、播放视频画面。有些视频采集卡只能采集数字式的静止画面,这类视频采集卡也称为视频叠加卡。大多数视频采集卡不仅能够捕捉静止画面,而且还可以捕捉动态画面,其中有一类视频采集卡是用于专业级动态视频的采集、编辑和回放,具有硬件视频压缩功能。
2.视频压缩/解压缩卡
  视频压缩/解压缩卡用于将静止和动态的视频图像按照JPEG或MPEG标准进行压缩,或者将已经压缩好的数字化的视频解压缩还原成影像。目前,市场上的视频压缩/解压缩卡的典型产品是MPEG解压卡。
3.视频输出卡
  视频输出卡将计算机中加工处理的数字式视频信号重新编码后转换为PAL、NTSC或者SECAM制式的模拟视频信号,供在录像带上记录或通过电视机播放。使用这类产品可以在电视机上观看计算机画面,或用录像机录制计算机演示过程。这类产品分为外置和内置的两种,内置产品是一块功能插卡,插入计算机主板的I/O扩展槽中;外置产品是一只类似于肥皂盒大小的编码盒。
4.视频接收卡
  视频接收卡将从电视节目中捕捉到的视频图像进行转换处理,使其能够与计算机生成的文字及图形叠加在一起,送显示器显示。使用这类产品可以利用计算机收看电视节目,不过目前市场上销售的电视接收卡通常只能接收有线电视的电视信号。
5.3 多媒体信息获取设备
  开发一个多媒体产品,从素材的收集和整理,媒体数字化处理,到产品的保存、打印输出和演示,除了具备一台基本配置的多媒体计算机外,还需要一些专门完成特定工作的设备。由于这些设备不属于多媒体计算机的基本配置,因此被叫做“扩展设备”。扩展设备几乎包括了所有对多媒体产品的开发起一定作用的设备,只要经济条件允许,都可以纳入多媒体计算机的系统配置清单中。在多媒体产品的开发过程中,具有代表性的扩展设备有:扫描仪、数码相机、触摸屏。
一、扫描仪
  扫描仪(Scanner)是20世纪80年代出现的一种光机电一体化的高科技产品,它可以通过扫描将图片、文稿等转换成计算机能够识别和处理的图像文件。这里的图片可以是照片、绘画、插图等。
  扫描仪由3个部分组成:光学成像部分、机械传动部分、转换电路部分。这3部分相互配合,将反映光学特征的光学信号转换为电信号,再由电信号转变为计算机可以识别的数字信号。光学成像部分包括光源、光路和镜头,用于生成被扫描图像的光学信息。机械传动部分包括控制电路、步进电机、扫描头、导轨等,用于控制扫描仪的机械动作。转换电路部分包括光电转换部件、模/数转换处理电路,这部分是扫描仪的核心,用于将光学信号转换为相应的电信号。
1.扫描仪工作原理
扫描仪是通过被扫描介质的反射光或透射光来捕获图像的,其工作原理如图所示。因为被扫描图片的深色区域反射较少的光,这些光线经过光学系统采集后,聚焦在电荷耦合器件(Charge Coupling Device,CCD)上,CCD可以检测到图像的每一区域的反射光的总和,然后将这些光信号变换为电信号,由模/数转换器将电信号转换为相应的数字信号,传输到计算机。机械传动机构在控制电路的控制下带动装有光学系统和CCD的扫描头扫描全部的图片或图片的指定范围。图片的每一部分都由光学信号转变为计算机能够识别的数据。最后,控制操作的扫描软件将输入的数据还原为图像。
2.扫描仪的分类
  扫描仪的种类很多,按照产品的外观,可分为手持式扫描仪、平板式扫描仪、滚筒式扫描仪等。手持式扫描仪小巧,便于携带,价格低廉,但精度不够高,幅面也不大;平板式扫描仪是目前流行的家用和商用扫描仪;滚筒式扫描仪多为工程设计单位使用,用于扫描大幅面的工程制图。
  扫描仪按使用的接口形式可分为并行、SCSI、通用串行总线(Universal Serial Bus)接口等。并行接口连接于计算机的打印端口,方便快捷,但数据传输速率相对较低;SCSI多用于专业级扫描仪,需要配置专门的SCSI卡,特点是数据传输速率较高;USB接口是一种伴随ATX主板和Windows98新兴起来的接口,具有支持热插拔、即插即用和较高的数据传输速率等特点。
 3.扫描仪技术指标
  扫描仪的性能指标主要有分辨率、灰度级、色彩数、扫描速度和扫描幅面等。
  (1)扫描仪分辨率
  扫描仪分辨率表示扫描仪的精度,体现扫描仪对图像细节的表现能力。分辨率习惯以像素/英寸(Dot Per Inch,DPI)来表示,即每英寸长度上所含有的像素个数。扫描仪的水平分辨率取决于CCD元件的数量,一般由CCD的数目除以扫描仪的横幅英寸数而得到;垂直分辨率取决于取样率,即CCD每前进一英寸感受到的光信号的次数。通常,扫描仪的垂直分辨率会比水平分辨率高一倍。将水平与垂直分辨率联合起来就构成了扫描仪的分辨率。一般而言,扫描仪的分辨率越高,图像的像素越多,质量越好,但转换后的文件越大。目前市场上分辨率为600×1200dpi的扫描仪比较普及,1200×2400dpi的扫描仪正在兴起,生产厂商正在研制2400×4800dpi的扫描仪。600×1200dpi的扫描仪可满足一般用户基本要求。
(2)扫描仪灰度级
  扫描仪灰度级表示图像的亮度层次范围,即图像颜色的深浅,灰度级越多,扫描图像的层次越丰富。通常有l6级(4位)灰度和256级(8位)灰度两种,也有一些手持式扫描仪只有2级灰度,即只能区分黑与白。
  (3)扫描仪色彩数
  扫描仪色彩数表示彩色扫描仪所能产生的颜色范围,通常用每个像素的颜色的数据位(bit)来表示。例如真彩色图像指24位颜色,可表示224种不同的颜色。彩色扫描仪的色彩数一般在18~36位之间,位数越多,扫描得到的图像色彩越鲜艳、越真实。实际上,彩色扫描仪的扫描图像是以红、绿、蓝(RGB)三原色合成而形成的,图像中每一点的颜色都是以这三原色的灰度来表示。以24位真彩色为例,每一种红、绿、蓝原色的灰度为8位,即256级灰度,这三种原色合成以后即可得到像素的24位真彩色。24位的彩色扫描仪在扫描灰度图像时可达到256级灰度。
(4)扫描速度
  扫描速度是衡量扫描仪性能优劣的一个重要指标。在保证扫描精度的前提下,扫描速度越高越好。扫描速度主要与扫描分辨率、扫描颜色模式和扫描幅面有关,扫描分辨率越低,幅面越小,单色,扫描速度越快。在600dpi、256级灰度等级的条件下,扫描一幅图像所需的时间一般为1~3min,最快的不到1min。
  (5)扫描幅面
  扫描幅面表示扫描仪可以接受的最大原稿尺寸。手持式扫描仪的最大幅面宽度为10.5cm,平板式扫描仪的幅面通常为A4或A4加长,而滚筒式扫描仪的幅面范围是A3~A0。
二、数码相机
  数码相机(Digital Camera)是一种采用CCD(电荷耦合元件,Charge Coupled Device)或互补金属氧化物(CMOS,Complementary Metal Oxide Semiconductor)半导体做感光器件,将所摄景物以数字方式记录在存储器中的照相机。数码相机中保存的照片不是实际的影像,而是一个个数字文件,其存储体不是传统的胶片,而是数字化存储器件。用数码相机拍摄的图像可以通过计算机的串行口或SCSI、USB接口从相机传送到计算机中,利用计算机进行处理或在Internet网上发布。因此,数码相机在多媒体系统中也是一种十分有用的图像输入设备。
1.数码相机的结构特点
  数码相机其实是一台能够独立工作的微缩计算机。它使用CCI阵列,把来自CCD阵列的电压信号送到模/数转换器(ADC),变换成图像的像素值。与在扫描仪中CCI阵列排成一条线不同,在数码相机中,CCD阵列排成一个矩阵网格分布在芯片上,形成一个对光线极其敏感的单元阵列,因而相机可以一次拍摄一整幅图像,而不像扫描仪那样逐行地慢慢扫描图像。
  数码相机系统具有镜头、取景器、图像传感器、LCD 显示屏、图像数据存储扩展设备接口、图像数据传输接口、供电系统以及核心处理器等八个主要部件,有的数码相机甚至已经将数字音频合成到整个系统中来。在这些部件中,除了光学取景器以外,基本上都和数码相机的电子系统产生直接的关系。
数码相机的光学镜头分定焦镜头(固定焦距)和变焦镜头(可变焦距)两大类。经济型数码相机多采用定焦镜头,高级一些的数码相机一般采用单只变焦镜头,专业数码相机则采用可更换镜头结构,使用多只定焦镜头组合或多只变焦镜头,并且允许根据需要使用多种滤光镜片。数码相机的光学镜头基本上采用传统的制作工艺,在镜头镀膜和特性方面则更适合数码成像的需要。
  数码相机中存储器的作用是保存数字图像数据。存储器可以分为内置存储器和可移动存储器(或称为外置存储器) ,内置存储器为半导体存储器(芯片) ,用于临时存储图像。是数码相机的必要部件,用于对准拍摄物。经济型数码相机采用独立的取景框,在与被摄物距离很近的情况下,看到的景物与实际拍摄到的景物存在视觉偏差,一般采取在取景框上加画修正线的权宜之策。高级数码相机和专业数码相机一般采用单镜头反光方式,把镜头中的摄取的实际影像反射到取景框中,使观察到的影像与实际影像一致。
数码相机内部的光电耦合元件CCD,其作用与扫描仪中使用的CCD相同,负责把可见光转换成电信号。CCD光敏单元(像素)的数量是衡量数码相机性能优劣的重要指标,数量越多,彩色还原越好,图像质量越好。
  译码器是数码相机中的关键部件,其作用是把CCD感应到的电信号转换成数字信号进而保存到数码相机内置的存储器中。
  数码相机中存储器的作用是保存数字图像数据。存储器可以分为内置存储器和可移动存储器(或称为外置存储器) ,内置存储器为半导体存储器(芯片) ,用于临时存储图像。高级一些的数码相机可使用多种容量值的卡,从4MB到128MB不等。容量越大,储存的数码照片越多、照片分辨率越高。一般而言,在不更换存储器的情况下,拍摄高分辨率照片,保存的照片数量相应地少一些,这是由于高分辨率照片的数据量较大的缘故。
数据接口是数码相机的输出端口,其作用是把拍摄的数字照片传送到计算机主机中。早期的数码相机采用串行通信接口完成数据的传送,速度较慢。目前几乎所有数码相机都采用支持热插拔的USB接口。最新的数码相机开始采用IEEE1394高速数字通信接口。
  电源为数码相机中的CCD、自动对焦镜头的电机伺服系统、存储器、LCD取景器等部件提供能量。电源的类型有:普通电池、Ni-MH可充电电池、NP-80可充电锂电池和交流电源适配器等。电源类型对数码相机的使用影响很大,由于数码相机电力消耗大,采用容量小的电池固然体积小巧,但拍摄几张照片后,电池就消耗殆尽。一般情况下,使用可充电锂电池的数码相机拍摄照片多、使用时间长。
2.数码相机的性能指标
  数码相机的性能指标可分两部分,一部分指标是数码相机特有的,而另一部分与传统相机的指标类似,如镜头、快门速度、光圈大小及闪光灯工作模式等。下面简单介绍数码相机特有的性能指标。
   (1)分辨率。分辨率是数码相机最重要的性能指标。数码相机分辨率的高低决定了拍摄出来的图像质量的高低。数码相机拍摄的图像的绝对像素数取决于相机内CCD芯片上光敏元件的数量,数量越多则分辨率越高,所拍摄图像的质量也就越高,相片文件的容量也越大。目前,一般数码相机的CCD具有300万像素左右,高级数码相机和专业数码相机达到600万像素以上。
   (2)存储卡的类型。存储卡的作用是保存拍摄的数码照片,存储卡主要有3种,PCMCIA卡、SmartMedia卡和CompactFlash卡等,其中PCMCIA卡体积较大,已较少使用。不同机型配备不同容量的存储卡。但高级数码相机也可使用不同容量的存储卡。存储卡中的信息在断电后仍能长时间存留,但不宜靠近强磁场和强电场。存储卡的容量决定了照片数量的多少和照片分辨率的高低。大容量的存储卡固然好,但价格比较贵。
(3)显示屏的类型。大多数数码相机除了光学观景窗以外,还配备彩色液晶显示屏(LCD),供使用者预览照片内容和构图,这不同于普通照相机。不同型号的数码相机,其LCD彩色显示屏的尺寸和像素数量各有不同。大尺寸的LCD显示屏虽然观看方便,但耗电量也大。
   (4)色彩位数。这一指标描述数码相机对色彩的分辨能力,它取决于CCD的光电转换精度。目前几乎所有的数码相机的色彩位数都达到了24bit,可以生成真彩色的图像。某些高档数码相机甚至达到了36bit。
   (5)数据输出接口。数码相机的接口主要有4种,串行通信接口、USB接口、IEEE139接口和Video接口(支持NTSC制式和PAL制式)。大多数码相机都提供USB串行接口,高档相机则提供两种以上的接口。通过这些接口和电缆,就可将数码相机中的影像数据传递到计算机中保存或处理。有些数码相机还提供了TV接口,可以在没有计算机和显示器的情况下通过电视机观看照片。
   (6)连续拍摄。连续拍摄不是数码相机的强项。由于“电子胶卷”将数据记录到内存的过程并不是太快,故拍完一张照片之后不能立即拍摄下一幅照片。两张照片之间需要等待的时间间隔就成为了数码相机的另一个重要指标。越是高级的数码相机,间隔越短,也就是说连续拍摄的能力越强。低档数码相机通常不具备连续拍摄的能力,高档的数码相机连拍速度一般为5幅/秒左右。
三、触摸屏
  触摸屏(Touch Panel)技术产生于70 年代,最先应用于美国的军事,此后,该项技术逐渐向民用移转,并且随着电子技术、网络技术的发展和互联网应用的普及,新一代触摸屏技术和产品相继出现,其坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点得到大众的认同。目前,这种最为轻松的人机交互技术已经被推向众多领域,除了应用于个人便携式信息产品之外,还广泛应用于家电、公共信息(如电子政务、银行、医院、电力等部门的业务查询等)、电子游戏、通讯设备、办公室自动化设备、信息收集设备及工业设备等等。触摸的引入改善了人与计算机的交互方式。
触摸屏基本原理:
触摸屏的本质是传感器,它由触摸检测部件和触摸屏控制器组成。触摸检测部件安装在显示器屏幕前面,用于检测用户触摸位置,接受后送触摸屏控制器;触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置接收触摸信息,并将它转换成触点坐标送给CPU,同时能接收CPU 发来的命令并加以执行。
种类:根据安装方式:外挂式、内置式、整体式和投影仪式。 外挂式:一个框架,固定到显示器屏幕前面。随时拆卸。 内置式:固定在显示器内部。 整体式:与显示器作为一体配置。投影仪式:安装在投影屏前。
   根据传感器的类型,触摸屏大致被分为红外线式、电阻式、表面声波式和电容式触摸屏四种。
红外线式触摸屏: 红外线式触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框,电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管,一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时,手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线,因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰,适宜某些恶劣的环境条件。其主要优点是价格低廉、安装方便、不需要卡或其它任何控制器,可以在各档次的计算机上应用。
  
电阻式触摸屏: 电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏,在强化玻璃表面分别涂上两层OTI 透明氧化金属导电层。利用压力感应进行控制。当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化。在X 和Y两个方向上产生信号, 然后传送到触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出(X,Y)的位置,再根据模拟鼠标的方式运作。电阻式触摸屏不怕尘埃、水及污垢影响,能在恶劣环境下工作。但由于复合薄膜的外层采用塑胶材料,抗爆性较差,使用寿命受到一定影响。
  
表面声波式触摸屏: 表面声波是一种沿介质表面传播的机械波。该种触摸屏的角上装有超声波换能器。能发送一种高频声波跨越屏幕表面, 当手指触及屏幕时,触点上的声波即被阻止,由此确定坐标位置。表面声波触摸屏不受温度、湿度等环境因素影响,分辨率极高,有极好的防刮性,寿命长,透光率高,能保持清晰透亮的图像质量,最适合公共场所使用。但尘埃、水及污垢会严重影响其性能,需要经常维护,保持屏面的光洁。
  
电容式触摸屏: 这种触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的,在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质,当有导电物体触碰时,就会改变触点的电容,从而可以探测出触摸的位置。但用戴手套的手或手持不导电的物体触摸时没有反应,这是因为增加了更为绝缘的介质。电容触摸屏能很好地感应轻微及快速触摸、防刮擦、不怕尘埃、水及污垢影响,适合恶劣环境下使用。但由于电容随温度、湿度或环境电场的不同而变化,故其稳定性较差。
5.4 多媒体信息存储设备
  信息爆炸造成的直接“后果”就是人们对存储需求的进一步提高。根据记录方式不同,信息存储装置大致可以分为磁、光两大类。其中磁记录方式历史悠久,应用也很广泛。而采用光学方式的记忆装置,因其容量大、可靠性好、存储成本低廉等特点,越来越受到世人瞩目。从磁介质到光学介质是信息记录的飞跃,多媒体是传播信息的最佳方式,光介质则是多媒体信息存储与传播的最佳载体。无论是磁介质还是光介质,目前都在各自的领域发挥着巨大作用。
一、硬盘驱动器
  硬盘也称为温盘,其盘片及磁头均密封在金属盒中,构成一体,不可拆卸,千万别打开硬盘驱动器的金属盖,更不能直接用手指触摸盘片,因为硬盘盒内空气洁净度很高,如果有空气中的尘埃或汗液掉到硬盘的磁片上,就有可能造成硬盘部分空间永久损坏。硬盘的盘片是表面涂有一层很薄的磁性材料的铝合金片或高强度玻璃片,一般在1~8片之间,甚至更多。不工作时,硬盘的磁头贴在盘片上,或停放在盘片外磁头专用停放架上,而在读写期间,硬盘的磁头不接触盘片,这种结构提高了硬盘的可靠性和耐磨性。
硬盘的基本结构与工作原理
  硬盘主要由盘片、磁头、盘片转轴及控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口及缓存等几个部分组成。
  硬盘的工作原理是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时,将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号,再利用数据转换器将这些原始信号变成计算机可以使用的数据,写的操作正好与此相反。另外,硬盘中还有一个存储缓冲区,这是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。
硬盘的性能指标
  硬盘的性能指标主要包括转速、容量、平均寻道时间、缓存、传输速度和硬盘接口等,下面分别介绍。
   (1)转速
   以每分钟多少转来衡量硬盘的转速,单位是r/min(round per minute或者revolutions per minute)。转速越快,硬盘取得及传送数据的速度也就越快。目前,硬盘转速主要为5400 r/min、7200 r/min和10000 r/min。
   (2)容量
   硬盘上信息的存储是以圆的形式存在的,每一个圆就是一个磁道,半径方向单位长度内的磁道数目称为道密度Dt,而沿圆周单位长度上的信息比特数称为位密度Db,面密度Da为道密度与位密度的乘积,即Da=Dt×Db,Da越大表明一个盘片上能存储的信息量就越大。现在市场上硬盘容量大都在120~750 GB之间,个人选取多大的硬盘根据实际情况来定。
(3)平均寻道时间
   指的是磁头到达目标数据所在磁道的平均时间,它直接影响硬盘的随机数据传输速度。磁头平均寻道时间除了和单碟容量有关外,最主要的决定因素是磁头动力臂的运行速度。目前主流的硬盘都达到了9 ms以下,作为一般用户不必过分深究此项参数。
   (4)缓存
   指在硬盘内部的高速存储器。其大小也会直接影响到硬盘的整体性能。缓存容量越大就可以容纳越多的预读数据。这样系统等待的时间被大大缩短。目前硬盘的高速缓存一般为2 MB~16 MB,SCSI硬盘的更大。购买时应尽量选取缓存为2 MB以上的硬盘。
   (5)传输速度(transfer rate)
   分为内传输速度与外传输速度,内传输速度是从硬盘到缓存的传输速度,外传输速度是从缓存到通信接口的传输速度,内传输速度更能反映硬盘的实际表现,通常以每秒多少兆字节为单位。目前,最快的传输速度已达160 MBps以上。
   (6)硬盘接口
   硬盘根据接口的不同可以分成PATA接口、SATA接口和SCSI接口。SCSI接口的硬盘比上述两中接口的硬盘性能优越,且价格也贵,一般使用在服务器或工作站。目前普通用户使用的硬盘大多是SATA接口。
二、CD-ROM和DVD驱动器
对于大容量的多媒体作品,光盘是目前最理想的存储载体。现在,光盘驱动器已成为MPC、笔记本PC乃至普通PC的标准装备,一般都采用“内置”的形式,安装在计算机机箱的内部。随着DVD光盘的推广使用,近几年生产的MPC越来越多地用DVD光驱取代CD-ROM光驱,且通常采用内置驱动器的形式。
  激光头和驱动电机是光驱中两个最重要的部件。光盘是利用反射光的强弱来区分“1”、“0”两种信号的,所以激光束使用的功率会直接影响光头的读盘能力。但是,过分提高光头的功率又会缩短光头的寿命。读盘时,首先要搜寻光道,这时光头将沿着光盘的半径方向来回移动。
 1.光盘驱动器的组成
光盘用驱动电机带动旋转。高倍速光驱的使用的电机转速已接近10,000r/min,若散热和防震问题解决得不好,运行时将引起升温和噪声。因此,有的公司在光驱中采用多道光束来代替传统的单道光束,让光驱一次就读出多个光道的信息,使较低的电机转速也能实现较高的倍速。
   早期的(低倍速)光驱均遵守“恒线速”(Constant Line Velocity,CLV)的运行方式,即驱动电机在光道内、外圈采用不同的转速,内圈的设计转速高于外圈。但是对高倍速光驱来说,这种方式就行不通了。因为这时光盘外圈需要的转速已经接近电机的极限,内圈的转速不可能再提高。换句话说,此时驱动电机只能以“恒角速”(Constant Angular Velocity,CAV) 的方式运行,为了保持恒定的数据传输速率,磁道内圈的信息记录密度必须高于外圈。而光道内、外圈的信息记录密度总是一样的。因此,外圈光道虽可实现光驱标称的最大数据传输速率,内圈光道却低于此数。有些公司在光驱数据传输速率后如实地标出“MAX”或“TOP”等字样,就包含这个意思。
2.光驱的主要技术指标
目前市场上光盘驱动器的品牌很多。了解它们的主要技术指标,可以更好地选购需要的光驱。用户在选用光盘驱动器时,应特别注意其数据传输率和接口类型。
  (1)数据传输率(Data Transfer Rate)。数据传输率是指驱动器每秒最多可传输多少千字节(KB/s)或兆字节(MB/s),即单位时间内光驱可从盘片向计算机传送的数据量。它是直接影响多媒体播放质量的重要因素。按照数据传输率分类,CD-ROM光驱可分为单倍速(150kB/s)与多倍速(150kB/s×倍速数)两大类。目前MPC配置的主流光驱为40~48XCD,即40倍速或48倍速,其数据传输率可达48×150=72000KB/s或72MB/s。DVD光盘驱动器的数据传输率更高,其第一代数据传输率已达到1MB/s以上,目前经常使用的为16XDVD。
(2)平均访问时间(Average Access Time)。CD-ROM驱动器在从盘片上读取数据的时候,特别是在读取某些多媒体应用程序的数据时,光学头需要从一个轨道移动到另一个轨道上读取数据,而不是简单地顺序读取。平均访问时间就是指驱动器平均检索一条信息的时间。平均访问时间用毫秒作为单位。这个指标对衡量驱动器运行是否繁重非常重要,它反映了驱动器内部许多零部件的协调工作能力,希望这个值越小越好。目前CD-ROM驱动器的平均访问时间一般为0.5~1s。
  (3)数据缓存容量(DataBuffer Capacity)。类似于主板上的缓冲存储器,用于将读取的数据暂时保存,然后进行一次性的传输和转换。目的是缓解CD-ROM驱动器与计算机其他部分速度不匹配的矛盾。现在CD-ROM驱动器的缓存容量一般为256KB或512KB。一般而言,缓存容量越大,CD-ROM驱动器工作速度越快。
(4)平均无故障时间(Mean Time Before Failure,MTBF)。这是一项关于电子信息产品可靠性的指标,单位是开机小时(Power On Hours,POH)。如果一个CD-ROM驱动器的MTBF为25000 POH,就是说这个驱动器开机25000h是不会有故障的。
  (5)误码率(Error Rate)。这是一个衡量CD-ROM驱动器数据传输正确率的指标,一般为10-12~10-16。采用复杂的纠错编码可以使误码率降低。
  (6)接口(Interface)。目前,CD-ROM驱动器的接口主要使用PATA接口、SATA接口和SCSI接口。相比较而言,使用SCSI的CD-ROM驱动器占用较少的CPU资源,对于同样的任务,性能自然要好得多。但是,由于大多数主板上只有PATA接口、SATA接口,使用SCSI接口需要另行购买。
(7)纠错能力。CD-ROM驱动器的纠错能力,说得通俗一点就是它的读盘能力。举例说,若将一张受过损伤的盘片放进纠错能力强弱不同的两个驱动器中,纠错能力较弱的驱动器可能无法读出其中的内容,而纠错能力较强的驱动器却仍然可以正常地进行读出。纠错能力取决于CD-ROM驱动器内部的几个重要的伺服系统的精确度和可靠性,是CD-ROM驱动器的一项很重要的技术指标。这是因为纠错能力的强弱在运行具体应用程序时就会体现出来,如果遇到盘片的人为损坏或文件记录不好的情况,纠错能力强的驱动器停顿片刻即可继续读下去,而纠错能力弱的驱动器则会造成应用程序错误甚至死机的情况。随着数据读取技术趋于成熟,大多数主流CD-ROM驱动器产品的纠错能力都是可以接受的。有些产品通过调大激光头发射功率来达到纠错的目的,使用一定时间以后,激光头老化,性能就会大幅度下降。部分优秀产品采用了先进的容错技术和良好的伺服系统,加上中等功率的激光发射,在读盘能力较强的前提下,始终保持良好的表现,这样的CD-ROM驱动器才是真正的“超强纠错”。
3.DVD技术介绍
  DVD(Digital Video Disk),即数字视频光盘或数字影盘技术是1995年完成标准化方案的,该技术的发展给多媒体技术的应用与推广提供了强有力的支持。DVD-ROM光盘原称为“数字视盘”(Digital Video Disc),后来又改称为“数字通用光盘”(Digital Versatile Disc),仍简称DVD。
DVD与VCD的比较
  DVD-ROM技术类似于CD-ROM技术,但可提供更高的存储容量。从表面上看,DVD盘与CD/VCD盘也很相似,其直径为80mm或120mm,厚度为1.2mm。但实质上,两者之间有本质的差别。按单/双面与单/双层结构的各种组合,DVD可以分为单面单层、单面双层、双面单层和双面双层四种物理结构。相对于CD-ROM光碟650MB的存储容量,DVD-ROM光碟的存储容量可达到17GB。CD的最小凹坑长度为0.834μm,道间距为1.6μm,采用波长为780nm~790nm的红外激光器读取数据,而DVD的最小凹坑长度仅为0.4μm ,道间距为0.74μm,采用波长为635nm~650nm的红外激光器读取数据,因而可读取更小的凹坑和更密的光道。。在传统的CD-ROM驱动器上不能读取DVD盘片。但有些公司对DVD光驱的激光头做了特别设计,使之能兼容CD-ROM的盘片。此外,DVD光驱的激光头还可在上、下方向稍微移动,以便读取在上、下两个层面上记录的信息。
DVD的视频采用MPEG-2视频标准,NTSC制式的画面大小为720×480像素,PAL制式的画面大小为720×576像素。DVD电影一般为NTSC制式的,帧速为每秒30帧。它与电视一样,一帧也是由两场组成的,因而DVD的场率为每秒60场。DVD把字幕与画面分离开来,字幕单独存放,不与画面混合编码,而是使用覆盖的方法叠加在画面上。这与VCD先把字幕加到画面上再作编码压缩的处理方法是完全不同的。由于DVD采用将字幕与画面分离的方法,因而字幕与画面互不干扰,两者的质量都得到了保证。而且,由于字幕独立处理,因而可以提供多种字幕,例如现在的DVD电影,可以提供多达32种文字的字幕。
DVD的加密是以地区划分的,它把全球分为6个地区,不同的地区采用不同的加密方法,因而不同地区的DVD互相不兼容。不同的地区互相看不到对方的DVD中的内容。DVD加密的方法是把MPEG-2数据流加密或变换顺序。虽然DVD采取了加密措施,但DVD的文件系统依然与ISO9660相一致。
DVD的声音分为两大类,一类是NTSC制式的,另一类是PAL制式的。NTSC制式采用杜比AG-3压缩标准,通道数从单声道到5.1声道,可选择MPEG-2做辅助选择。PAL制式采用MPEG-2标准,通道数从单声道到7.1声道,可选杜比AG-3做为辅助选择。我国采用的是PAL制式。
  DVD的画面质量、声音质量与VCD的相比,都得到了进一步的提高,可达到广播级的质量。目前DVD技术主要应用于娱乐,DVD电影已成为DVD技术应用中最多、最普及的一个方面。从长远看,DVD-ROM将会取代目前的CD-ROM,成为计算机数据存储的标准设备。
光盘常用标准表
标准名 别名 公布年份 适用范围
CD-DA 红皮书 1982 适用于存储高保真音乐的激光唱盘
CD-ROM 黄皮书 1983 遵循ISO9660标准,可分别存储文本、声音等不同类型的数据
CD-I 绿皮书 1987 可交互表达音频、视频、文本等数据,适用于电视机、音响等家电产品
CD-R 橙皮书 1990 可重写光盘,包括只能写一次的CD-WO与可多次擦除重写的CD-MO两种标准
V-CD 白皮书 1993 VCD影碟,当采用MPEG-1标准压缩后,每张盘片可存储约74分钟的电影节目
DVD-Video SD/MMCD 1995 适用于存储电影节目的视盘,一般采用MPEG-2压缩标准,在电影存储上有不可替代的优势
5.5 多媒体通信与网络
  多媒体通信是多媒体技术和通信技术结合的产物,它将计算机的交互性、通信的分布性和广播、电视的真实性融为一体。
  由于多媒体技术的介入使原来泾渭分明的各通信领域逐渐变得互相介入、互相融合,传统的电话将发展成为可看见对方活动影像的可视电话;传统的单向广播型电视通信发展成双向选择型系统,即交互式影视节目自选型;在有线电视通信网络上传输计算机信息,在计算机通信网络上传电视信号。由于采用了多媒体技术,使多媒体计算机变成了录音电话机、可视电话、图文传真机、立体声音响设备、电视机和录像机等综合设备,特别是Internet的广泛应用,使我们真正进入了信息时代。
一、多媒体通信技术
  多媒体通信要求能够综合地传输和交换各种信息类型。而不同的信息呈现出不同的特征,比如,语音和视频有较强的适应性要求,它容许出现某些传输的错误,但不能容忍过长的延迟。而对于数据来说,则可容忍延迟,但却不能有传输错误,因为即便是一个字节的错误都会改变数据的意义。
  多媒体技术包含语音压缩、图像压缩及多媒体的混合传输技术。为了用模拟电话线同时传输语音、图像、文件等信号,必须要用复杂的多路混合传输技术,而且要采用特殊的协议来完成。
真正的多媒体通信要靠数字通信网来完成。而现有的通信网大都不太适应多媒体数据的传输。人们期望未来能够将多种网络进行统一,包括用于语音通信的电话网、用于计算机通信的计算机网和用于大众传播的广播、电视网。对于实时性要求不高且数据量不很大的应用来说,矛盾尚不突出。但一涉及到大量的数据,许多网络中的特性就难以满足要求,宽带综合业务数字网(B—ISDN)则较好地解决了这个问题,其中ATM(异步传送模式)是近年来在研究和开发上的一个重要成果。
实现多媒体通信,对不同的应用,其技术支持要求有所不同,例如,在信息点播服务中,用户和信息中心为点对点的关系,信息的传输要采用双向通路。电视中心把信息发往各用户则要实现一点对多点的关系,而在协同工作环境CSCW应用中,各用户的关系就成为多点对多点的。归纳起来讲,多媒体通信具有如下特点:
  ①多种媒体的集成性。多媒体通信系统应能传输两种以上的媒体信息,诸如文本、图形、图像、声音、动画、数据等,而且可以对这些媒体进行处理、存取和传输。因此,多媒体通信要求信道传输速率一般较高,且具有处理不变、可变和突发信息的传输速率的能力。
  ②工作方式的交互性。多媒体通信系统必须能以交互方式工作,而不是简单地单向、双向传输和广播,因此它能真正实现多点之间、多媒体信息之间的自由传输和交换,且这些信息的交换要做到实时进行,多媒体终端用户对通信的全过程有完整的交换控制能力。
  ③媒体之间的同步性。在网络功能方面,多种媒体交互通过网络传输实现,而不是通过软盘、光盘等存储媒体进行机械传递。因此,网络传输的各种媒体信息必须保持它们的时间和事件之间的同步一致性。
从20世纪90年代以来,人们慢慢地从使用传统的电话线路传输向高速的数字交换网络方向发展,而近年来视、音频压缩、多点通信、提供QoS的高速网、无线多媒体应用等领域中已经开发出一些新的技术,可用来构造新一代的多媒体应用系统,而这些技术的集成和发展仍在继续。随着网络技术的突破,传输的数据内容也在变化。从最早的文本到黑白的静止图形和图像,发展到彩色图像、声音和动态影像,现在还可以支持高清晰度电视。将来高速的多媒体通信网络将紧密集成传统传媒、娱乐、家庭办公和公共信息服务,实现任何人在任何地点、任何时间都能以方便的方式使用信息。目前多媒体通信内容中最重要的就是视频影像的通信。
二、多媒体计算机网络
  计算机网络,通常指为达到通信和共享信息的目的,通过通信线路将多台地理上分散的、独立工作的计算机连接起来。计算机网络是计算机技术和通信技术两者结合的产物,可将信息加工和信息传输紧密联系起来。
  目前,人们用得最普遍的通信网络仍是电话网,不少国家和地区的电话网基本上还是模拟网或者是数模网,仍采用电路交换方式。在这种电话网中,用户线路仍是模拟的,传送数字信息时必须加上调制解调器。目前,常用的MODEM速率已达56kb/s,但实际应用上速率仍然太低。然而,由于电话网是现成的网络线路,连接范围广、成本低,所以,它还是人们尽量利用的对象。
计算机局域网采用分组交换技术,使用总线或环形拓扑结构。最有名的常规总线技术称为以太网。两个比较有名的环技术称为令牌环网和光纤分配数据接口(FDDI)。很适合数据传输,但是分组交换对于音频和视频信号传输会带来较大的延时而影响传输质量。
  综合业务数字网,即窄带ISDN,是多媒体通信的基本传输手段,是电话网络的高端版本。其基本速率(2B+D)接口可以传输视频和音频信号。可是,它对于高清晰度电视等高速业务仍然不能满足要求。
  宽带综合业务数字网(B-ISDN),以ATM为技术支持,采用包交换技术,不仅带宽,而且综合了电路交换和分组交换的优点,因而,B-ISDN是多媒体通信的一种很好的传输手段。
  有线电视(CATV)系统也是一种很好的宽带传输系统,利用CATV可以实现计算机联网信息检索、交互式电视、公共游戏、闭路电视。一般用户可利用家中的电视机作为监视器,用家中的电话、传真机、录像及音响设备,以及计算机等作为信息终端,这样就能够实现多媒体通信功能。
在多媒体通信系统中,在网络上运行的不再是单一媒体,而是多种媒体综合而成的复杂的数据流。它不仅要求网络对信息具有高速传输能力,而且要求网络具有对各种信息的高效综合能力,这些要求归结为以下几点:
  ①宽带。从总体上说,数据速率在100Mb/s以上的网络才可能充分地满足各类媒体通信应用的需要。
  ②实时性和可靠性。在多媒体通信中,为了获得真实的临场感,一般对实时性和可靠性的要求特别高,语音和图像的可以接受的时延都要小于0.25s,静止图像要求小于1s。压缩的活动图像,可接受的误码率应小于10-6,误分组率应小于10-9。对于数据的误码则要求为0。
  ③时空约束。在多媒体通信系统中同一对象的各种媒体之间在时间和空间上是相互约束、相互关联的,多媒体通信系统必须正确地反映它们之间的这种约束关系。
  实际上,随着社会发展及技术的进步,各种技术之间的相互渗透、相互利用,特别是计算机技术、通信技术、电视广播技术的相互融合,必将使多媒体通信技术走向成熟。

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