1、第三章第三章 多媒体计算机系统常用硬多媒体计算机系统常用硬件设备件设备2/116第三章第三章 多媒体计算机系统常用硬件设备多媒体计算机系统常用硬件设备q3.1 光存储技术概述光存储技术概述q3.2 CD-ROM盘片与数据结构盘片与数据结构q3.3 CD-R与与CD-RW光盘刻录技术光盘刻录技术q3.4 DVD光盘技术光盘技术q3.5 多媒体信息采集与处理功能卡多媒体信息采集与处理功能卡q3.6 常用多媒体输入输出设备常用多媒体输入输出设备3/1163.1 光存储技术概述光存储技术概述q3.1.1 光盘存储器的特点与分类光盘存储器的特点与分类q3.1.2 技术指标与国际标准概览技术指标与国际标准
2、概览4/1163.1.1 光盘存储器的特点与分类光盘存储器的特点与分类q 光盘存储器的特点光盘存储器的特点u 存储密度高存储密度高l存储密度：介质的单位长度（位密度）或面积存储密度：介质的单位长度（位密度）或面积（面密度）内能存储的二进制的位数，或单位长（面密度）内能存储的二进制的位数，或单位长度内磁道度内磁道/光道的数量（道密度）光道的数量（道密度）l光盘：位密度光盘：位密度1000bit/mm，面密度，面密度107108bit/mm2，到密度，到密度600700道道/mml 道密度：光盘道密度：光盘16*104TPI，硬盘，硬盘(以前以前)600700TPI。TPI：每英寸道数：每英寸道数
3、l目前硬盘：目前硬盘：250Gb/平方英寸，部分硬盘可达到平方英寸，部分硬盘可达到330Gb/平方英寸平方英寸5/1163.1.1 光盘存储器的特点与分类光盘存储器的特点与分类q 光盘存储器的特点光盘存储器的特点u 非接触式读写非接触式读写l在光盘存储器中，信息的写入与读出是通过聚焦在光盘存储器中，信息的写入与读出是通过聚焦激光束完成的，透镜与介质表面的距离在激光束完成的，透镜与介质表面的距离在12 mm，根本没有接触的可能性，所以光盘和激光，根本没有接触的可能性，所以光盘和激光头的使用寿命都比较长。头的使用寿命都比较长。u信息保存时间长信息保存时间长l硬盘：硬盘：510年年l软盘：短软盘：短
4、l光盘：光盘：30年以上年以上u 盘面抗污染能力强：有盘面抗污染能力强：有1mm的透明层的透明层u价格低廉，使用方便价格低廉，使用方便6/116资料：硬盘历史资料：硬盘历史q第一块硬盘第一块硬盘u1956年，年，IBM研究出世界上第研究出世界上第1块计算机硬盘存块计算机硬盘存储系统，可在储系统，可在50个个24英寸的磁盘上存储英寸的磁盘上存储5MB数数据据q曼彻斯特技术曼彻斯特技术u密封密封u不断旋转不断旋转u磁头在盘片上悬浮，不接触磁头在盘片上悬浮，不接触7/1163.1.1 光盘存储器的特点与分类光盘存储器的特点与分类q 光盘存储器的分类光盘存储器的分类u 只读型光盘只读型光盘 CDROM
5、u 一次写入型光盘一次写入型光盘 WORMu 可擦除重写光盘可擦除重写光盘 R/W：PCD，MODu 照片光盘照片光盘 Photo CD8/1163.1.1 光盘存储器的特点与分类光盘存储器的特点与分类光盘光盘系列系列CD-ROMCD-DAVCDPhotoCDLVCD-ROMXACD-I CD-VDVIDVDCD-RWORMPCDMOD9/1163.1.1 光盘存储器的特点与分类光盘存储器的特点与分类CD-DA(1981)CD-G(1986)CD-V(1989)CD-ROM(1985)CD-I(1986)CD-I FMV(1992)卡拉卡拉OK-CD(1992)Video-CD(1993)10
6、/1163.1.2 技术指标与国际标准规范技术指标与国际标准规范q 技术指标技术指标u存储容量存储容量l光盘存储器的存储容量有格式化容量与用户容量光盘存储器的存储容量有格式化容量与用户容量之分，用户容量小于格式化容量之分，用户容量小于格式化容量u平均存取时间：计算机向光驱发出命令到光驱在平均存取时间：计算机向光驱发出命令到光驱在光盘上找到信息的位置所花费的时间光盘上找到信息的位置所花费的时间l平均寻道时间：光头沿光道移动全程平均寻道时间：光头沿光道移动全程1/3所需时间所需时间l平均等待时间：盘片旋转平均等待时间：盘片旋转1周所需时间的一半周所需时间的一半l平均存取时间平均存取时间=平均寻道时
7、间平均寻道时间+平均等待时间平均等待时间+读读写光头稳定时间写光头稳定时间11/1163.1.2 技术指标与国际标准规范技术指标与国际标准规范q 技术指标技术指标u数据传输速率数据传输速率l数据传输速率通常是指光头定位以后，单位时间数据传输速率通常是指光头定位以后，单位时间内从光盘的光道上读出的数据位数，与光盘的转内从光盘的光道上读出的数据位数，与光盘的转速、位密度和道密度密切相关速、位密度和道密度密切相关lCD-ROM：1X=150KB/S=1.2MbpslDVD：1X=1358KB/S，约是，约是VCD的的9倍倍l硬盘：硬盘：IDE 133MB/s，SATA 150MB/s，SATA2 3
8、00MB/su误码率和平均无故障时间误码率和平均无故障时间 12/1163.1.2 技术指标与国际标准规范技术指标与国际标准规范q 国际标准规范国际标准规范u 红皮书：红皮书：1981年，基础，年，基础，CD-DA,CD-V,CD-Gu 黄皮书：黄皮书：1985年提出，年提出，1988年成为标准，年成为标准，ISO 9660规范规范,CD-ROMu 绿皮书：绿皮书：1987年，年，CD-I，VCD基础基础u 蓝皮书橙皮书：蓝皮书橙皮书：1985/1989年，可写光盘标准年，可写光盘标准u CD-ROM XA：1988年，年，1992年制定年制定CD-ROM XA ，对应，对应ISO 9660
9、u 白皮书：白皮书：1992年，年，VCD标准标准13/1163.2 CD-ROM盘片与数据结构盘片与数据结构q3.2.1 CD-ROM物理结构与数据存储物理结构与数据存储q3.2.2 CD-ROM扇区数据结构扇区数据结构14/1163.2.1 CD-ROM物理结构与数据存储物理结构与数据存储qCD-ROM盘片的物理结构盘片的物理结构商标面商标面铝反射层铝反射层漆保护层漆保护层聚碳酸酯衬底聚碳酸酯衬底15/1163.2.1 CD-ROM物理结构与数据存储物理结构与数据存储qCD-ROM盘片的物理结构盘片的物理结构u螺旋型光道螺旋型光道16/1163.2.1 CD-ROM物理结构与数据存储物理结
10、构与数据存储qCD-ROM盘片的物理结构盘片的物理结构u盘片参数盘片参数15mm46mm50mm116mm117mm120mm数据记录区数据记录区导出区导出区导入区导入区17/1169家公司于2002年2月19日推出点距：将距离最近的三原色荧光点用直线链接起来，得到一个正三角形，其边长为点距。17英寸显示器，点距0.CRT工作原理点距与栅距该相机使用了10 mm12 mm的CCD薄片，分辨率仅为570 490（27.计算机想要读取CD-ROM，就必须由支持软件，如MSCDEX.CD-ROM数据存储原理EFM编码FED：CRT的平板化色彩深度：与扫描仪类似后一个显然比前一个更加容易纠错，所以在存
11、放时，将连续的数据交错开存放，出现一片连续的错误时，错误在实际的数据中就是分散的，容易纠正。扫描方式：手持，平面，滚筒，胶片显示器最大最佳像素点有效尺寸/(点距X0.而LCD显示器，若标示为15.8 多媒体计算机总线和接口标准资料：数码相机CCD成像原理晶态中原子排列整齐，光反射率高，表示1；因为光道上数据的存储密度相同，所以其驱动器的转动就不能是恒定的，如果读中心光道时1800转/分，外圈光道就要600转/分，这样才能保证单位时间内光头通过的扇区数为常量常线速度（CLV）7 数码相机基本工作原理与技术指标从而制作出世界上第一台2 CD-ROM盘片与数据结构3.2.1 CD-ROM物理结构与数
12、据存储物理结构与数据存储q CD-ROM盘片的物理结构盘片的物理结构光道光道uCDROM的信息是沿着盘面由内向外的螺旋型的信息是沿着盘面由内向外的螺旋型信息轨道信息轨道光道的一系列凹坑存储的。光道的一系列凹坑存储的。u深（凹槽）：深（凹槽）：100nm120nmu宽：宽：500nm600nmu长：长：5KMu光道间距：光道间距：1.6m，即，即1600nmu每个坑长：每个坑长：3T11T，1T0.277mu凹坑数可达凹坑数可达8亿多个亿多个u与硬盘不同，其光道上数据的存储密度相同与硬盘不同，其光道上数据的存储密度相同18/1163.2.1 CD-ROM物理结构与数据存储物理结构与数据存储qCD
13、-ROM读出原理读出原理19/1163.2.1 CD-ROM物理结构与数据存储物理结构与数据存储qCD-ROM读出原理读出原理u驱动器的激光器发出驱动器的激光器发出1 m激光束经透镜整形和激光束经透镜整形和聚焦后变成聚焦后变成1.7 m照在光道上，对光道进行扫描照在光道上，对光道进行扫描u凹坑和非凹坑反射回来的光的强度不同，在凹坑凹坑和非凹坑反射回来的光的强度不同，在凹坑边沿发生突变，通过驱动器的光电检测器检测出边沿发生突变，通过驱动器的光电检测器检测出来，从而读出来，从而读出0和和120/1163.2.1 CD-ROM物理结构与数据存储物理结构与数据存储qCD-ROM读出原理读出原理u凹坑和
14、非凹坑本身并不代表凹坑和非凹坑本身并不代表0和和1，凹坑的边沿代，凹坑的边沿代表表1，其他评的地方代表，其他评的地方代表0u因为光道上数据的存储密度相同，所以其驱动器因为光道上数据的存储密度相同，所以其驱动器的转动就不能是恒定的，如果读中心光道时的转动就不能是恒定的，如果读中心光道时1800转转/分，外圈光道就要分，外圈光道就要600转转/分，这样才能保证单分，这样才能保证单位时间内光头通过的扇区数为常量位时间内光头通过的扇区数为常量常线速度常线速度（CLV）21/1163.2.1 CD-ROM物理结构与数据存储物理结构与数据存储qCD-ROM数据存储原理数据存储原理u通道码：为提高读出数据的
15、可靠性和降低误码率，通道码：为提高读出数据的可靠性和降低误码率，采用采用EFM（814位）调制编码。位）调制编码。u70年代的技术水平，把年代的技术水平，把0的游程控制在最短的游程控制在最短2个，个，最长最长10个时，信号才能可靠地读出个时，信号才能可靠地读出u由此限定了凹坑的大小由此限定了凹坑的大小22/1163.2.1 CD-ROM物理结构与数据存储物理结构与数据存储qCD-ROM数据存储原理数据存储原理uEFM编码编码l将一个字节（将一个字节（8位）变成位）变成14位，可满足位，可满足0的游程要的游程要求。求。8位可以表示位可以表示256个数，即个数，即256种编码，而种编码，而14位通
16、道码有位通道码有16384种编码，其中有种编码，其中有267种编码能满种编码能满足足0的游程要求的游程要求l去掉去掉10个不能合并的码（在通道码合并时，即变个不能合并的码（在通道码合并时，即变成位串时，有些不能满足成位串时，有些不能满足0的游程要求，需要加入的游程要求，需要加入3位合并位，保证位合并位，保证0的游程要求），剩的游程要求），剩257个，再个，再随机去掉随机去掉1个，就有个，就有256种编码种编码23/1163.2.1 CD-ROM物理结构与数据存储物理结构与数据存储qCD-ROM数据存储原理数据存储原理EFM编码编码00100001000100100000100100000100
17、001001000100001000100100001000100 100 00010010000010 000 10010001000010 00100100001000100 00010010000010 1001000100001010111010 11011010 11100010字节数据字节数据字节数据字节数据字节数据字节数据EFM调制调制EFM调制调制EFM调制调制添加合并位添加合并位添加合并位添加合并位添加合并位添加合并位光轨道压模光轨道压模24/1163.2.1 CD-ROM物理结构与数据存储物理结构与数据存储qCD-ROM数据存储原理数据存储原理差错控制差错控制uCIRC纠错
18、技术纠错技术l能纠正能纠正2.2mm光道（即光道（即2.2mm长划痕）上连续的长划痕）上连续的448个错误符号，即个错误符号，即224个汉字个汉字l在数据写入光盘时就采用的一种编码纠错技术在数据写入光盘时就采用的一种编码纠错技术如：如：1.独在异乡独在异乡，每逢佳节倍思亲。，每逢佳节倍思亲。2.独在异乡独在异乡异客，每逢异客，每逢节倍思节倍思。后一个显然比前一个更加容易纠错，所以在存放时，后一个显然比前一个更加容易纠错，所以在存放时，将连续的数据交错开存放，出现一片连续的错误将连续的数据交错开存放，出现一片连续的错误时，错误在实际的数据中就是分散的，容易纠正。时，错误在实际的数据中就是分散的，
19、容易纠正。uCIRC可以将误码率控制在可以将误码率控制在10-9，再加上，再加上EDC、ECC等，可以将误码率控制在等，可以将误码率控制在10-12。25/1163.2.2 CD-ROM扇区数据结构扇区数据结构q 扇区扇区u 光道从内向外等长分段，一段为一个扇区光道从内向外等长分段，一段为一个扇区u采用分、秒、扇区号表示采用分、秒、扇区号表示u 1分分60秒，秒，1秒秒75个扇区个扇区u 例：例：2分分13秒秒25区光道上第区光道上第10000个扇区个扇区q 采用采用ISO 9660标准标准q 扇区格式扇区格式u Mode1：对误码率要求高的数据：对误码率要求高的数据u Mode2：误码率要求
20、不高的数据：误码率要求不高的数据u CD-ROM XA：可读取：可读取CD-I格式数据格式数据26/1163.2.2 CD-ROM扇区数据结构扇区数据结构q CD-ROM黄皮书仅规定了物理格式化标准，黄皮书仅规定了物理格式化标准，并没有制定文件存储标准（逻辑格式），所并没有制定文件存储标准（逻辑格式），所以各以各CD-ROM厂家自己开发厂家自己开发CD-ROM逻辑格逻辑格式，即存放文件的格式，所有文件格式不统式，即存放文件的格式，所有文件格式不统一，无法兼容一，无法兼容q 1988年公布年公布ISO 9660标准，它既不是标准，它既不是DOS文件系统，也不是文件系统，也不是Macintosh文
21、件系统，而文件系统，而是一个新的标准是一个新的标准 27/116色彩再现能力：扫描后的色彩应均匀LCD显示器的亮度测量单位是cd/m2（烛光/平方米），也就是一般所称的NITS。兰盘：有机染料为AZO（深蓝色），是为降低绿盘和金盘的成本研制的，反射层为银主动矩阵 LCD 通过在每个液晶单元中都加入了很小的用薄膜技术做成的晶体管，由晶体管来单独地控制每个液晶单元，有效地克服了被动矩阵显示器的不足。资料：LCD液晶显示器资料：LCD液晶显示器采用分、秒、扇区号表示08m，才能正确读出数据分光镜将光线分成RGB三色，照到各自的CCD上（但是其中的纯金还不如其有机染料值钱）1 CD-ROM物理结构与数
22、据存储1956年，IBM研究出世界上第1块计算机硬盘存储系统，可在50个24英寸的磁盘上存储5MB数据对化学处理后的玻璃盘进行化学电镀，生成金属原版盘父盘母盘1973年11月，索尼公司正式开始了“电子眼”CCD的研究工作，在不断技术积累的基础上它于1981年推出了全球第一台不用感光胶片的电子相机静态视频“马维卡（MABIKA）”。独在异乡，每逢佳节倍思亲。原图的反射或透射光经分色镜作R、G、B分离。当有电荷通过时这些有机材料就会发光。的黑白照片图像通过CCD传1英寸 TFT LCD显示器为例，基本都能够支持到1024768的分辨率；显示器最大最佳像素点有效尺寸/(点距X0.3.2.2 CD-R
23、OM扇区数据结构扇区数据结构q计算机想要读取计算机想要读取CD-ROM，就必须由支持软，就必须由支持软件，如件，如MSCDEX.EXEq在在Windows操作系统中，专门有读取操作系统中，专门有读取CD-ROM的的CDFS文件系统文件系统q ISO 9660第第1版只支持版只支持8.3格式的文件名，后格式的文件名，后来扩展到第来扩展到第2版，支持长文件名版，支持长文件名q 微软制定了微软制定了Joliet标准，是标准，是ISO 9660的扩展的扩展集，支持中文文件名集，支持中文文件名28/116CD-ROM扇区数据结构扇区数据结构q每个扇区有每个扇区有2352个字节个字节q根据黄皮书标准，有两
24、种模式根据黄皮书标准，有两种模式EDC：即CRC校验码。ECC是纠错码。29/116资料：原版盘制作过程资料：原版盘制作过程30/116资料：原版盘制作过程资料：原版盘制作过程q 数据数据EFM编码编码合并码合并码q 将涂有光敏电阻的玻璃盘放在旋转平台上光将涂有光敏电阻的玻璃盘放在旋转平台上光刻，光敏电阻曝光，然后化学处理，曝光区刻，光敏电阻曝光，然后化学处理，曝光区就被腐蚀掉，形成凹坑就被腐蚀掉，形成凹坑q 对化学处理后的玻璃盘进行化学电镀，生成对化学处理后的玻璃盘进行化学电镀，生成金属原版盘金属原版盘父盘父盘母盘母盘q CD一般是聚碳酸酯塑料的，加热后放入盘一般是聚碳酸酯塑料的，加热后放入
25、盘模里，再用母盘在上面压制，冷却后，上面模里，再用母盘在上面压制，冷却后，上面溅射一层铝，用于反射激光束，最后涂上一溅射一层铝，用于反射激光束，最后涂上一层保护漆，印制标牌。层保护漆，印制标牌。31/1163.3 CD-R与与CD-RW光盘刻录技术光盘刻录技术q3.3.1 CD-R光盘刻录与读出原理光盘刻录与读出原理q3.3.2 CD-R光盘刻录格式与刻录方式光盘刻录格式与刻录方式32/1163.3.1 CD-R光盘刻录与读出原理光盘刻录与读出原理q CD-R光盘结构光盘结构商标面商标面漆保护层漆保护层聚碳酸酯衬底聚碳酸酯衬底金反射层金反射层预刻槽预刻槽有机染料层有机染料层 CD-R的有机染料
26、一般有三种：的有机染料一般有三种：Cyanine、Phthalocyanine、AZO33/1163.3.1 CD-R光盘刻录与读出原理光盘刻录与读出原理q CD-R光盘结构光盘结构u根据有机染料和反射层的材料的不同，光盘呈现根据有机染料和反射层的材料的不同，光盘呈现出各种颜色出各种颜色u 绿盘：由绿盘：由Taiyo Yuden（日本太阳诱电）发明，（日本太阳诱电）发明，是是CD-R光盘的基础，青蓝色的有机染料，与反光盘的基础，青蓝色的有机染料，与反射层的黄金色混合成绿色。便宜、怕光，不适宜射层的黄金色混合成绿色。便宜、怕光，不适宜长期保存数据长期保存数据u 金盘：绿盘的改良盘，有机染料本身呈
27、透明的浅金盘：绿盘的改良盘，有机染料本身呈透明的浅黄色，反射层用纯金。（但是其中的纯金还不如黄色，反射层用纯金。（但是其中的纯金还不如其有机染料值钱）其有机染料值钱）u 兰盘：有机染料为兰盘：有机染料为AZO（深蓝色），是为降低（深蓝色），是为降低绿盘和金盘的成本研制的，反射层为银绿盘和金盘的成本研制的，反射层为银34/1163.3.1 CD-R光盘刻录与读出原理光盘刻录与读出原理q CD-R光盘刻录原理光盘刻录原理uCD-R比比CD-ROM多了一层有机染料层，多了一层有机染料层，CD-ROM将数据直接压制在衬底上，而将数据直接压制在衬底上，而CD-R不能，不能，但是它有一层有机染料层但是它有
28、一层有机染料层u 当激光点照射在有机染料层上，温度超过当激光点照射在有机染料层上，温度超过250（超过读取数据时（超过读取数据时34倍的强度）时，染料层的倍的强度）时，染料层的化学特性就发生不可逆的改变，形成光斑。光斑化学特性就发生不可逆的改变，形成光斑。光斑会改变光的反射率，类似于会改变光的反射率，类似于CD-ROM中的凹坑一中的凹坑一样，达到写入数据的目的。样，达到写入数据的目的。u 因为此种化学变化不可逆，所以其不能重写因为此种化学变化不可逆，所以其不能重写35/1163.3.1 CD-R光盘刻录与读出原理光盘刻录与读出原理q 磁光型光盘磁光型光盘u利用磁、光的原理利用磁、光的原理u 包
29、括树脂基盘、保护层、记录层包括树脂基盘、保护层、记录层(磁粒子磁粒子)、反射、反射层层u 激光高功率照射时（激光高功率照射时（15mw），产生），产生300 高温，高温，磁场发生变化，冷却后不便，存储数据。擦写时磁场发生变化，冷却后不便，存储数据。擦写时分擦、写两步分擦、写两步u 读取时，利用反射器的偏振光的偏振方向是顺时读取时，利用反射器的偏振光的偏振方向是顺时针还是逆时针判定针还是逆时针判定1还是还是0。u 可以重写可以重写1000万次。万次。u 在在24X以及以及CD上可读上可读36/1163.3.1 CD-R光盘刻录与读出原理光盘刻录与读出原理q 相变型光盘相变型光盘u 记录层由一种记
30、录层由一种2050nm的合金组成，合金有晶的合金组成，合金有晶态和非晶态两种状态，其对激光的反射率不同态和非晶态两种状态，其对激光的反射率不同u 晶态中原子排列整齐，光反射率高，表示晶态中原子排列整齐，光反射率高，表示1；非；非晶态时原子排列不整齐，光反射率低，表示晶态时原子排列不整齐，光反射率低，表示0u 由非晶态变成晶态需要激光以由非晶态变成晶态需要激光以8mw的功率照射，的功率照射，而由晶态变成非晶态需要激光以而由晶态变成非晶态需要激光以18mw的功率进的功率进行照射行照射u 此种光盘对光的反射率只有此种光盘对光的反射率只有15，而，而CD-R有有65，所以只有具有，所以只有具有Mult
31、i-read功能的光驱才能读功能的光驱才能读取，目前取，目前24X以上光驱都有以上光驱都有Multi-read功能，可功能，可以读取此种类型光盘以读取此种类型光盘37/116色彩深度：与扫描仪类似采用ISO 9660标准在光盘存储器中，信息的写入与读出是通过聚焦激光束完成的，透镜与介质表面的距离在12 mm，根本没有接触的可能性，所以光盘和激光头的使用寿命都比较长。宽：500nm600nmDVD：1X=1358KB/S，约是VCD的9倍1 CD-ROM物理结构与数据存储世界上第一个彩色显示标准是IBM公司推出的彩色图形适配器CGA，CGA标准最多能显示4种颜色，分辨率为320200像素。用全息
32、记录方式，用照射角度不同的两种激光：信号光和参照光，两光交叉，产生干涉图案。点距：将距离最近的三原色荧光点用直线链接起来，得到一个正三角形，其边长为点距。色彩深度：每个像素分成RGB三基色，每个基色的灰度等级，24bit，36bit，48bit资料：LCD液晶显示器每个坑长：3T11T，1T0.1997年，索尼Mavica MVC-HD5数码相机以大众可以接受的价格和较高的易用性开创立了普及数码相机的新纪元采用分、秒、扇区号表示资料：LCD液晶显示器光学分辨率：光电传感器的像素数可以清晰看见显示器上的影像最大的角度。1998年Motorola公司建成了新的全色FED生产线。用户数据 2336
33、bytes的黑白照片图像通过CCD传单面单层单面单层3.4 DVD光盘技术光盘技术q DVD结构：外观与结构：外观与CD相同相同u 单面盘厚单面盘厚0.6mm，双面盘厚，双面盘厚1.2mm，直径，直径12cmu 单面单层单面单层4.7GB，单面双层，单面双层8.5GB，双面单层，双面单层9.4GB，双面双层，双面双层17GBu 双层盘片的双层盘片的0层与层与1层之间有半透明的绝缘薄膜，层之间有半透明的绝缘薄膜，可以反射激光，起到反射层的作用可以反射激光，起到反射层的作用38/116单面双层单面双层3.4 DVD光盘技术光盘技术q存储影片时采用存储影片时采用MPEG-2数据压缩标准数据压缩标准q
34、采用的采用的EFM+（816）通道码）通道码q采用交叉交插里德采用交叉交插里德-所罗门卷积所罗门卷积RSPC纠错码，纠错码，误码率小于误码率小于10-20，相当于盘片上，相当于盘片上5mm划痕长划痕长度的纠错能力度的纠错能力39/1163.4 DVD光盘技术光盘技术qDVD容量增加措施容量增加措施40/1163.4 DVD光盘技术光盘技术q DVD容量增加措施容量增加措施u将光道间距从将光道间距从CD的的1.6m0.74mu 最小凹坑长度从最小凹坑长度从CD的的0.83m0.4ml 采用采用RSPC纠错码是缩小光道间距和凹坑长度的纠错码是缩小光道间距和凹坑长度的前提前提l 这两项措施使这两项措
35、施使DVD是是CD容量的容量的4.486倍倍u 信号调制从信号调制从CD的的EFM（817）变成）变成EFM（816）是是CD的的1.0625倍倍41/1163.4 DVD光盘技术光盘技术q DVD容量增加措施容量增加措施u加大盘片的利用率，从加大盘片的利用率，从CD的的86cm286.6cm2是是CD的的1.109倍倍u减少每扇区字节数，从减少每扇区字节数，从CD的的2048/2352到到2048/2060是是CD的的1.142倍倍u 盘片两面记录盘片两面记录 42/1163.4 DVD光盘技术光盘技术q DVD读取原理读取原理43/1163.4 DVD光盘技术光盘技术q DVD读取原理读取
36、原理u因为缩小了光道间距和凹坑长度，所以原理读取因为缩小了光道间距和凹坑长度，所以原理读取CD的激光波长就不够了，原激光波长的激光波长就不够了，原激光波长780nm（红外线），经透镜后光斑直径为（红外线），经透镜后光斑直径为1.73m。而。而DVD应使用激光波长为应使用激光波长为635-650nm（红光），晶（红光），晶透镜后光斑直径为透镜后光斑直径为1.05-1.08m，才能正确读出，才能正确读出数据数据44/116资料：光盘存储新技术资料：光盘存储新技术q“蓝光盘蓝光盘”技术技术u9家公司于家公司于2002年年2月月19日推出日推出u使用蓝激光刻录和读取使用蓝激光刻录和读取u单面密度盘单面
37、密度盘27GB，将来达到，将来达到100GBq全息记录技术全息记录技术uInPhase公司，公司，2000年年12月由贝尔实验室分离成立月由贝尔实验室分离成立u2002年年4月月8日，展出日，展出100GB的光盘的光盘u使用全息记录方式使用全息记录方式u用照射角度不同的两种激光：信号光和参照光，两光交用照射角度不同的两种激光：信号光和参照光，两光交叉，产生干涉图案叉，产生干涉图案u同一位置，激光入射角不同，数据不同同一位置，激光入射角不同，数据不同45/116资料：光盘存储新技术资料：光盘存储新技术q“蓝光盘蓝光盘”技术技术u9家公司于家公司于2002年年2月月19日推出日推出u使用蓝激光刻录
38、和读取使用蓝激光刻录和读取u单面密度盘单面密度盘27GB，将来达到，将来达到100GB3万元万元46/116资料：光盘存储新技术资料：光盘存储新技术q全息记录技术全息记录技术uInPhase公司，公司，2000年年12月由贝尔实验室分离成月由贝尔实验室分离成立。立。2002年年4月月8日，展出日，展出100GB光盘光盘u用全息记录方式，用照射角度不同的两种激光：用全息记录方式，用照射角度不同的两种激光：信号光和参照光，两光交叉，产生干涉图案。同信号光和参照光，两光交叉，产生干涉图案。同一位置，激光入射角不同，数据不同一位置，激光入射角不同，数据不同uMaxell与与Inphase合作推出全息光
39、盘合作推出全息光盘47/11608m，才能正确读出数据通道码：为提高读出数据的可靠性和降低误码率，采用EFM（814位）调制编码。最多可以连接127台外设CD-ROM黄皮书仅规定了物理格式化标准，并没有制定文件存储标准（逻辑格式），所以各CD-ROM厂家自己开发CD-ROM逻辑格式，即存放文件的格式，所有文件格式不统一，无法兼容2 CD-ROM扇区数据结构CRT 显示器只需改变红绿蓝三种模拟信号的强度，就可以得到不同的色彩。1975年，柯达首次将三色滤镜阵列应用在 CCD 成像器的表面，使单个设备便可生成彩色影像。1 光盘存储器的特点与分类1024X768，行频768X85X1.采用交叉交插里
40、德-所罗门卷积RSPC纠错码，误码率小于10-20，相当于盘片上5mm划痕长度的纠错能力绝对坐标系统：每次定位与前次无关1 光盘存储器的特点与分类存储密度：介质的单位长度（位密度）或面积（面密度）内能存储的二进制的位数，或单位长度内磁道/光道的数量（道密度）Maxell与Inphase合作推出全息光盘由于SED显示器不需要发射电子束，从而使厚度可以做得相当薄，目前公开的试验机型的厚度比液晶和等离子显示器都要薄行频高，显示器负担大，加快其老化数据EFM编码合并码TFT-LCD是目前最好的彩色液晶显示器，其效果接近CRT显示器，俗称“真彩显”，是目前笔记本电脑和台式电脑的主流显示设备行频垂直分辨率
41、X场频XS(约1.数码相机的主要技术指标资料：光盘存储新技术资料：光盘存储新技术q全息记录技术全息记录技术u由东芝与松下电器产业等企业出资的风险企业日由东芝与松下电器产业等企业出资的风险企业日本本OPTWARE公司开发全息通用光盘（公司开发全息通用光盘（HVD，Holographic Versatile Disc）48/116资料：光盘存储新技术资料：光盘存储新技术q全息记录技术全息记录技术u索尼使用索尼使用“微反射记录微反射记录”技术的全息光盘目前仅技术的全息光盘目前仅有一层记录介质，容量仅有一层记录介质，容量仅1.25GB。索尼将引入。索尼将引入多层记录，大大扩展这套系统的潜力。多层记录，
42、大大扩展这套系统的潜力。49/1163.5 多媒体信息采集与处理功能卡多媒体信息采集与处理功能卡q视频卡分类视频卡分类u视频捕捉与播放卡视频捕捉与播放卡u视频压缩卡视频压缩卡u视频转换卡视频转换卡uMPEG解压卡解压卡q视频卡的主要功能视频卡的主要功能u选择视频源切换显示选择视频源切换显示u按比例放大、缩小、裁减、移位、扫描图像按比例放大、缩小、裁减、移位、扫描图像uVGA图形与视频图像混叠显示图形与视频图像混叠显示50/1163.5 多媒体信息采集与处理功能卡多媒体信息采集与处理功能卡q音频卡功能音频卡功能u音频的录制、编辑与播放，在软件参与下音频的录制、编辑与播放，在软件参与下uMIDI电
43、子音乐合成：波表合成，频率调制合成电子音乐合成：波表合成，频率调制合成u音频源的混合：音频源的混合：MICCDROM合成合成q音频卡的工作原理音频卡的工作原理u分类：按量化位数，分类：按量化位数，8,16,32u组成组成l数字音频处理器：核心，数字音频处理器：核心，A/D,D/A,MIDI接口控制接口控制l音乐合成器：控制声音的音色、音调和幅度音乐合成器：控制声音的音色、音调和幅度l混音器：音源选择、混合，音量控制，声道选择混音器：音源选择、混合，音量控制，声道选择l总线接口控制器：与计算机通信总线接口控制器：与计算机通信51/1163.5 多媒体信息采集与处理功能卡多媒体信息采集与处理功能卡
44、52/1163.6 常用多媒体输入输出设备常用多媒体输入输出设备q3.6.1 多媒体显示系统多媒体显示系统q3.6.2 触摸屏分类与精度校准触摸屏分类与精度校准q3.6.3 扫描仪工作原理与技术指标扫描仪工作原理与技术指标53/1163.6.1 多媒体显示系统多媒体显示系统q彩色显示器标准彩色显示器标准uCGAEGAVGAXGASVGAAVGAu世界上第一个彩色显示标准是世界上第一个彩色显示标准是IBM公司推出的彩公司推出的彩色图形适配器色图形适配器CGA，CGA标准最多能显示标准最多能显示4种颜种颜色，分辨率为色，分辨率为320200像素。随后像素。随后IBM公司又推公司又推出了增强型图形适
45、配器出了增强型图形适配器EGA，EGA标准最多能标准最多能显示显示16种颜色，分辨率为种颜色，分辨率为640350像素。像素。EGA标准后来又被视频图形适配器标准后来又被视频图形适配器VGA彩色显示标准彩色显示标准替代，替代，VGA彩色显示标准可提供彩色显示标准可提供256种颜色，分种颜色，分辨率达到辨率达到640480像素。超级视频图形适配器像素。超级视频图形适配器SVGA将分辨率提高到将分辨率提高到800600像素。扩展图形像素。扩展图形适配器适配器XGA又进一步将分辨率提高到又进一步将分辨率提高到1024768像素，可以显示像素，可以显示16.7M种颜色种颜色54/1163.6.1 多媒
46、体显示系统多媒体显示系统q主要参数主要参数u类型：类型：CRT、LCD、PDPu尺寸：显示屏对角线长度，尺寸：显示屏对角线长度，15,17,19,21u显示范围：比显示器尺寸小，显示范围：比显示器尺寸小，17寸寸15.7寸寸u显象管类型：球面平面直角镜面纯平显象管类型：球面平面直角镜面纯平u调节方式：模拟，数字调节方式：模拟，数字55/1163.6.1 多媒体显示系统多媒体显示系统qCRT工作原理工作原理阴极射线管阴极射线管u组成：显像管、电路板、机壳组成：显像管、电路板、机壳u显像管：电子枪、阴罩板（阴栅板）、荧光粉显像管：电子枪、阴罩板（阴栅板）、荧光粉56/1163.6.1 多媒体显示系
47、统多媒体显示系统qCRT工作原理工作原理阴罩式显像管阴罩式显像管u荧光屏：涂满了按一定方式紧密排列的红、绿、荧光屏：涂满了按一定方式紧密排列的红、绿、蓝三原色荧光粉点，相邻的呈三角形排列的三原蓝三原色荧光粉点，相邻的呈三角形排列的三原色点组成一组，由于点之间距离太小人眼分辨不色点组成一组，由于点之间距离太小人眼分辨不出单个地点，看成一个点出单个地点，看成一个点像素。像素。57/116存储影片时采用MPEG-2数据压缩标准2 技术指标与国际标准规范采用ISO 9660标准1975年，柯达首次将三色滤镜阵列应用在 CCD 成像器的表面，使单个设备便可生成彩色影像。AGP4X，每时钟周期处理4各32
48、位数据1英寸 TFT LCD显示器为例，基本都能够支持到1024768的分辨率；CD-R比CD-ROM多了一层有机染料层，CD-ROM将数据直接压制在衬底上，而CD-R不能，但是它有一层有机染料层DCT 压缩是 JPEG 标准的基础，用于 DSC 影像存储。对化学处理后的玻璃盘进行化学电镀，生成金属原版盘父盘母盘光学系统，通信接口电路绝对坐标系统：每次定位与前次无关光电传感器：CCD，CIS笔尖上安装的一个非机械式开关将电容变化转变为频率变化3 扫描仪基本工作原理与技术指标行频高，显示器负担大，加快其老化70年代的技术水平，把0的游程控制在最短2个，最长10个时，信号才能可靠地读出主动矩阵 L
49、CD 通过在每个液晶单元中都加入了很小的用薄膜技术做成的晶体管，由晶体管来单独地控制每个液晶单元，有效地克服了被动矩阵显示器的不足。前导码 12 bytes2 技术指标与国际标准规范同一位置，激光入射角不同，数据不同3.6.1 多媒体显示系统多媒体显示系统qCRT工作原理工作原理阴罩式显像管阴罩式显像管u阴罩：荧光屏与电子枪之间的薄板，上有上百万阴罩：荧光屏与电子枪之间的薄板，上有上百万个小圆孔个小圆孔阴罩孔，对应荧光屏上呈三角形排列阴罩孔，对应荧光屏上呈三角形排列的红、绿、蓝三原色荧光粉点组。的红、绿、蓝三原色荧光粉点组。u电子枪：三束，每束受显卡的电子枪：三束，每束受显卡的RGB视频信号的
50、电视频信号的电压控制，通过同一阴罩孔轰击各自对应的荧光粉压控制，通过同一阴罩孔轰击各自对应的荧光粉点。点。58/1163.6.1 多媒体显示系统多媒体显示系统qCRT工作原理工作原理阴罩式显像管阴罩式显像管59/1163.6.1 多媒体显示系统多媒体显示系统qCRT工作原理工作原理阴罩式显像管阴罩式显像管u点距：将距离最近的三原色荧光点用直线链接起点距：将距离最近的三原色荧光点用直线链接起来，得到一个正三角形，其边长为点距。来，得到一个正三角形，其边长为点距。60/1163.6.1 多媒体显示系统多媒体显示系统qCRT工作原理工作原理阴栅式显像管阴栅式显像管u无纵向间距无纵向间距u透光率增加透
