第六章多媒體計算機技術6.1MPC6.2CD-I系統6.3DVI系統6.4信息家電

6.1多媒體計算機MPC1.多媒體計算機的特點（1）多媒體計算機既是各硬件的集合，如高速CPU、大容量的硬盤和內存，性能優良的數據、圖形處理器、聲音壓縮卡及顯示器等；又是軟件的集合，如各種系統操作軟件，數據、文字、圖形、圖像和聲音處理軟件等。多媒體計算機的特點（2）多媒體計算機對各種信息的采集、處理、存儲、傳輸和顯示全部實現數字化，包括圖像和聲音，是個智能化的終端。經過數字技術處理過的信號無論是從質量上、還是數據處理上都遠遠超過傳統的模擬技術的處理。多媒體計算機的特點（3）通過操作多媒體計算機，可以非常靈活地調用處理和顯示文字、圖形、圖像、聲音等教學內容；通過各種互聯網絡方便地調用自已所需要的各種信息資源，面向世界，了解世界。2.多媒體計算機的硬件 一個多媒體計算機（MPC）系統最基本的硬件是聲頻卡（AudioCard）、CD-ROM光盤機（CD-ROM）、視頻卡（VideoCard），如圖所示。由圖可見，在個人計算機上加上頻卡、視頻卡和CD-ROM，就構成了目前人們所稱謂的多媒體計算機。多媒體計算機的硬件

聲卡

視頻卡

3.多媒體計算機的軟件（1）支持多媒體功能的操作系統，如Windows98、Windows2000、WindowsXP、Windows2003等。（2）多媒本素材制作軟件，它們用來完成聲音錄制編輯、圖像掃描輸入與處理、視頻采集與壓縮編碼、動畫制作與生成等。多媒體計算機的軟件（3）多媒體創作軟件。多媒體創作軟件是用來編制與生成各種多媒體應用軟件的。多媒體創作軟件是處理和統一管理文本、圖形、聲音、天色態圖像、視頻圖像和動畫等多種媒體信息的一個或一套編輯、制作工具，也稱多媒體開發平臺。不同類型的開發平臺有不同的功能特點，根據其創作特點可分為三種：多媒體計算機的軟件①基于描述語言或描述符號的創作工具。這類工具需提供一套腳本描述語言或描述符號，設計者用這些語句或符號像寫程序那樣組織、控制各種媒體元素的呈現、播放。為了便于創作通常將腳本按頁（Page）或卡片（Card）進行組織。常見的軟件有Macintosh上的Hypercard（超卡）及Asymetrix公司的MultimediaToolBook。多媒體計算機的軟件

②基于流程圖的創作工具。在這類創作工具中，多媒體元素的相互作用及數據流程控制都在一個流程圖（FlowChart）中進行安排，即流程圖為主干構造結構框圖或過程。基于流程圖的創作工具簡化了項目的組織，并使整個設計框架通過流程圖一目了然，因此這種編輯方式被稱為VisualAuthoring，即可視化創作。常見的這類軟件有IconAuthor、AuthorwareProfessional。

多媒體計算機的軟件

③基于時間序列的創作工具。以時間序列為基礎的創作工具是最常見的多媒體編輯軟件，這類創作工具適用于從頭到尾順序播放的影視應用系統創作。組織的圖形帖按預定的速度播放，其他媒體元素（如音頻、動畫等）在時間序列中按給定的時間和位置被激活。這類工具的典型代表是Macromedia公司的Action和Director以及Microsoft的PowerPoint。6.2CD-I家用多媒體系統1.CD-I基本系統

CD-I系統是家用交互式多媒體系統，它是Philips公司和Sony公司于1986年4月聯合推出的一種電視計算機。該系統把各種多媒體信息以數字化形式存放在容量為650MB的只讀光盤上，用戶可通過CD-I系統讀取光盤的內容來進行演播，光盤的數據使用CD-I格式(“綠皮書”標準)存放。CD-I基本系統主要由5部分構成：

CD-I家用多媒體系統（1）音頻處理子系統。用于控制聲音處理、存儲和解碼，由ADPCM解碼器、聲音處理單元、特技處理器、控制器和聲音存儲器等部分構成。（2）視頻處理子系統。用于視頻圖像的編碼、解碼、處理、存儲和轉換。（3）多任務操作系統。這是一個模塊化、靈活的能支持實時任務的多任務操作系統（CD-RTOS），裝在ROM中。

CD-I家用多媒體系統

（4）CD播放機。能讀出標準的激光數字音頻光盤，標準規格為CD-DA，這些數據可以來自CD-I或CD-ROM光盤上的CD-DA光道；CD-DA光盤上CD-DA光道(16位PCM數據或經ADPCM樂縮的音頻數據)。（5）微處理器、存儲器、鍵盤、定位裝置和字體模塊。

CD-I家用多媒體系統

2.CD-I音頻子系統CD-I基本系統有4種標準音質的運行方式和一種非實時的語音音質運行方式。4種實時的CD-I音頻特性如表所示。CD-I除繼承CD—DA超級高保真音質運行方式外，還有A，B，C三個音質等級的運行方式。A級相當于LaserVision音質，B級相當于FM調頻廣播的音質，C級相當于AM調幅廣播的音質。這4種音質的語音為實時的語音。

CD-I音頻子系統

CD-I音頻子系統 聲音數據的解碼和控制是由CD-I音頻處理器完成的，音頻處理器由(1)解碼器ADPCM；(2)音頻處理單元；(3)特技處理器及聲音輸出；(4)CD-I接口單元；(5)音頻信號存儲器；(6)控制器組成。3.CD-I視頻子系統 視頻處理子系統的功能是把CD-I光盤上的數字化視頻信號通過存儲和控制進行實時解碼、顏色切換、重疊控制，經過混合處理而產生RGB信號輸出。

CD-I系統采用4種基本視頻壓縮和解碼技術。

CD-I視頻子系統①一維的DYUV編碼 這種編碼主要用于自然圖像如彩色照片，編碼方法是把亮度信號Y和色差信號U，V的變化值，即相鄰兩個像素分量值之間差進行量化編碼，逐行轉換成二進制數，解碼后每個分量都變成8位二進制數；②RGB5：5：5編碼 主要用于高質量的圖形。對組成彩色圖像的三色RGB分量都用5位二進制數表示加上1位透明位，每個像素用16位二進制數表示；

CD-I視頻子系統③CLUT編碼 主要用于變化比較快的圖形，以便于對圖像進行管理。CLUT的內容放在光盤上；④一維行程編碼 這種編碼主要用于動畫類圖像。動畫上面有許多顏色相同的塊，而且畫面的顏色數目有限，顏色變化數目也有限，因此用行程編碼來壓縮圖像數據很有效。

CD-I視頻子系統 在CD-I系統中，用戶看到的CD-I圖像是由4個圖像平面合成的，如圖所示。平面1是一個16×16像素的彩色游標平面，平面2和平面3是全屏幕圖像平面，平面4是背景平面。在軟件控制下，這些平面上的圖可以按各種要求疊加生成一幅畫面顯示在熒光屏上。

CD-I視頻子系統

4.CD-I光盤實時操作系統

CD-I光盤實時操作系統CD—RTOS特點：（1）CD-RTOS是多任務實時操作系統。CD-I系統必須支撐多種數據類型和數據流，即音頻、視頻、文字、控制和應用程序，也還要文撐多種I／O設備。這些數據流也許要調用幾個不同的進程同步或異步工作，而且要限時完成；

CD-I光盤實時操作系統（2）CD-RTOS的結構是模塊化結構 程序由機器指令和數據組成，指令代碼以模塊的形式保存，一個程序由一個或多個模塊組成，幾個程序也可共享某些模塊，這些模塊有些存放在光盤上，有些存放在ROM中，有些在運行時調到RAM中。這些模塊可以被調到內存，也可以從內存中刪除以節省存儲空間。CD—RTOS由許多模塊構成，具有很大的靈活性，當系統硬件有變化時，只要改變或增加幾個相關模塊即可。

CD-I光盤實時操作系統（3）CD-RTOS有設備獨立的I／O接口 每個文件和設備都要命名以便打開它們，打開操作返回的是路徑號，程序對文件和設備操作是通過這個路徑號訪問的；（4）CD-RTOS能夠處理多級樹形結構的目錄（5）CD-RTOS是中斷驅動的系統。

CD-I光盤實時操作系統

5.聯想IdeacentreQ8380

5.聯想IdeacentreQ8380

主要參數：CPU類型Intel奔騰雙核E2200(2.2GHz)標稱頻率2200MHzCPU描述雙核內存類型DDRII內存大小2048MB內存描述2GDDRII，667MHz硬盤容量250GB硬盤描述 250G7200轉高速SATAII硬盤光驅類型Rambo顯卡描述Intel946GZ高性能整合圖形芯片

5.聯想IdeacentreQ8380

高清娛樂--娛樂地帶2.0(一年免費)內置2000部正版高清電影大片，不少于8000部的電視劇、動漫、體育賽事、綜藝節目等，300張暢銷音樂唱片和上百冊的電子雜志。電子雜志每日更新，每周更新至少一部近期的最新高清大片。

高清影音接口

擁有DVI視頻輸出，7.1聲道音頻輸出，全面支持高清享受

客廳欣賞模式

只需2根連線，便可隨時移動主機到客廳，輕松實現客廳數字娛樂

6.3DVI多媒體計算機系統

1.DVI-II的特點與結構 II型DVI系統ActionMedia750II是一個比較成熟的多媒體計算機系統。它獲得了"Comdex91"最佳多媒體產品獎和最佳展示獎。比起I型DVI系統，它有如下幾點改進：

DVI多媒體計算機系統

（1）性能指標高：II型DVI系統在硬件設計時采用了8275OPB像素處理器和82750DB顯示處理器專用芯片，82750PB和82750DB比起82750PA和8275ODA在運算速度上快一倍，而且在微碼引擎和指令系統方面也有了明顯的改進。

DVI多媒體計算機系統

（2）使用了專用的門陣電路：Intel公司在I型DVI系統的基礎上，將其周邊邏輯設計成三個門陣電路：82750LH主機接口門陣；82750LVVRAM／SCSI／Capture接口門陣；82750LA音頻子系統接口門陣。

DVI多媒體計算機系統

（3）將多塊處理板變成一塊處理板：最早的DVI系統由5塊板組成，后來I型DVI系統由3塊板組成，II型DVI系統將它們集成在一塊板上，視頻和音頻獲取板也裝在上面，只占一個IBMPC標準插槽。（4）新的操作系統AVK和新的概念模型STUDIO

DVI多媒體計算機系統

2.視頻子系統

視頻子系統的作用是視頻信號處理和顯示引擎，它們由82750PB（象素處理器）、VRAM以及82750DB（顯示處理器）組成。VRAM存放所有DVI系統數據。2.視頻子系統

82750PB用微碼執行及視頻圖象快速處理算法、視頻特技以及數字式運動圖象和靜止圖象的壓縮編碼算法以及解碼算法。82750DB有非常靈活的可編程功能，它能夠將不同的位映射數據轉換成在監視器上顯示需要的模擬信號。3.彩色鍵連子系統

Ⅱ型DVI系統ActionMedia750Ⅱ通常認為在IBM主計算機上存在VGA或XGA圖形系統，它能夠為DVI系統提供高分辨率的圖形。VGA和XGA是標準化的圖形接口，有很好的編程環境。3.彩色鍵連子系統

這樣就存在兩個分開的幀緩沖區，一個是為DVI運動視頻的緩沖區，一個是VGA或XGA高分辨率圖形的幀緩沖區，彩色鍵連子系統能夠把這兩個緩沖區結合在一起，在屏幕上顯示。4.音頻子系統

音頻子系統由音頻信號處理器、數字到模擬的轉換硬件以及模擬濾波器組成。它與視頻子系統并行操作、解決音頻信號的壓縮、編碼和解碼，還解決音頻信號的A/D、D/A轉換以及音響聲效的特技處理。5.DVI總線

為了支持視頻和音頻子系統，大量的基本數據必須在DVI的VRAM和DVI的其余設備之間傳送，其余設備包括：外部設備，主機，以及獲取子系統。在DVI系統中數據的通信通道采用具有多路開關功能的32位數據和地址總線，也稱之為DVI總線。5.DVI總線

用該總線，不僅主機能夠同DVI每個子系統通信（視頻子系統，音頻子系統，CD-ROM等），而且子系統之間也能夠用DVI總線通信。6.獲取子系統 獲取子系統通過DVI總線和信息交換控制線協議與外部數字化設備相連。在VRAM/SCSI/Capture內部是地址指針和計數器，用它把從數字化儀得到的數據送到VRAM中。6.獲取子系統 獲取系統也能夠從隔行電視掃描光柵源獲取數據，如NTSC或PAL，顯示輸出的圖像照樣可以選用非隔行掃描的設備，如VGA或XGA。獲取系統還能夠獲取82750DB不支持的位映射形式，如YUV12。7.CD-ROM子系統 VRAM/SCSI/Capture門陣包括了一個小型計算機系統接口（SmallComputerSystemInterface--SCSI），這個接口用于支持單個CD-ROM驅動器，做為壓縮編碼視頻和音頻數據源。7.CD-ROM子系統

把這個子系統加到Ⅱ型DVI系統中，不需要外部擴展卡，用較低的成本就能支持CD-ROM驅動器。另一個好處，從CD-ROM驅動器讀出數據到VRAM，采用上述方法，可以減少對擴展總線帶寬的需要。8.主機接口 主機接口門陣為計算機系統監視并控制DVI系統提供多種方法。該門陣通過選擇不同的門陣管腳能夠連接到IBMPC的ISA（IndustryStandardArchitecture）總線標準或者PS/Ⅱ的微通道（Microchannel）總線標準。 9.DVI系統軟件 AVSS是在DOS環境下運行的DVI系統的支撐軟件，AVK是在Windows環境下運行的DVI系統的支撐軟件。（1）AVK-STUDIO

模擬量I/O設備主文件接口應用程序模擬接口采樣器數據流管理器顯示管理器音頻/視頻混合器效果處理器程序控制和通告邏輯通道數字式生產演播器物理通道視頻音頻文件（2）AVK的結構

（3）AVK的數據流

10.非線性編輯系統

10.非線性編輯系統大洋D3-Edit廣播級非線性編輯系統特性:10Bit視頻，24Bit音頻的實時處理；5層HD視頻實時編輯輸出；12層SD視頻的實時編輯輸出；高標清素材的混合編輯，多種上下變換方式實時的信號級下變換輸出；完全兼容高標清素材和故事板文件；10.非線性編輯系統系統支持8/10bitSD/HDUncompress、DVCPRO25/50/HD、SD/HDMPEG-2I或IBP長GOP、MPEG1/4、WMV、RM、M-JPEG、H264等常用編輯格式；同時支持AVI、MOV、TS、MPG等文件格式10.非線性編輯系統高精度三段式色鍵摳像；豐富的粒子發生器；單點及多點視頻跟蹤；三維模型轉場；三維標題字，三維動畫角標，三維圖片，三維物件創作，支持從3DSMax直接獲取三維模型；10.非線性編輯系統內嵌音效處理模塊，可完成采樣降噪、爆破音去除、EQ、模型混響（NEW！）、聲音拉伸（NEW！）、聲音馬賽克（NEW！）等高級音效處理。并可實現包括5.1環繞聲在內的多種混音輸出。通過業界標準的AAF、XML等工程文件，在無需打包直接將時間線完整提交給Pyramix等第三方音頻工作站。6.4信息家電1.概述 信息家電的名稱來自英文“InformationAppliance”，簡稱IA，可以翻譯為“信息終端”，在國內習慣上稱之為“信息家電”，其主導思想是“使數字媒體的任何內容，以任何格式，在任何時間，傳送到任何地點”。美國國家半導體公司則把信息家電定位為一種廉價、易用、以互動方式與互聯網連接的小型設備。信息家電由于目前電子消費領域的“3C”——家電（ConsumerElectronic）、通訊（Communication）和計算機（Computer）中的部分產品已經達到成熟期，而人們對電子產品與服務的消費需求日益增長，這就促使這些領域進行技術升級和技術創新。“3C融合”就是在這種背景下產生的———為了滿足消費者更高的要求。“3C”產品開始在功能上相互融合，信息家電由此從概念步入了現實。

信息家電

由于各種技術融合的特點，合作已成為信息家電時代的一道風景。１９９９年，微軟攜“維納斯”計劃，邀聯想、海爾、步步高和國內ＰＣ、家電、ＶＣＤ的眾多巨頭共商機頂盒大業，由此拉開了國際信息家電大合作的序幕。信息家電 2004年６月２４日，微軟、索尼等１７家國際企業推出的數字家庭標準，進一步為信息家電的發展掃清了技術屏障。不到一個月，即７月１７日，以聯想為首的５家中國企業也迅速結成“閃聯”。得標準者得天下，這在中國ＤＶＤ專利費糾紛、思科狀告華為等案例中尤為明顯。信息家電 信息家電看似產品的統一，但本質上還是技術、操作和服務模式的標準統一。要使機頂盒、網絡電視、電話、游戲等產品真正互聯起來，標準的復雜性和易錯性、不穩定性及安全必須得到重視。2.信息家電種類及特點 信息家電從廣義上來講，包括機頂盒、Web游戲機、Web電視、Web電話，還有掌上電腦、手持PC、可穿戴PC等所有能通過網絡系統交互信息的消費類電子產品。從長遠來看，電冰箱、洗衣機、微波爐等植入數字網絡技術，也是未來信息家電十分重要的發展方向。同傳統的家電產品相比，智能信息家電具有如下特點：

信息家電的特點（1）網絡化功能：智能化信息家電可以通過家庭局域網連接到一起，還可以通過家庭網關接口同制造商的服務站點相連。

（2）智能化：智能信息家電可以根據周圍環境的不同自動做出響應，不需要人為干預。例如，智能空調可以根據不同的季節、氣候及用戶所在地域，自動調整其工作狀態以達到最佳效果。

信息家電的特點（3）開放性、兼容性：由于用戶家庭的智能信息家電可能來自不同的廠商，智能信息家電平臺必須具有開發性和兼容性。

信息家電的特點

（4）節能環保：智能信息家電可根據周圍環境自動調整工作時間狀態，從而實現節能、低碳。

（5）易用性：由于復雜的控制操作流程已由內嵌在家電里的控制器解決，因此用戶只需了解非常簡單的操作。

3.信息家電平臺的相關方案和標準（1）HAVI（Home

Audio/Video

interoperability）是關于家庭網絡中音頻/視頻電子產品的互聯和控制方面的標準。HAVi1.0是Sony公司聯合日本、歐洲的8家IT、家電企業（索尼、飛利浦、湯姆遜/RCA、日立、松下、夏普、根德和東芝）一起制定的。它建立在IEEE-1394的底層協議基礎上，主要實現HAVI設備之間的數字音頻/視頻內容的傳送以及對該內容的操作，如播放、錄像、回放等。HAVI典型的HAVi設備不僅包括音頻和視頻系統，還有電纜調制解調器，高清晰度電視，機頂盒等。互操作性是HAVI標準的主要特點，一個HAVI設備上的應用軟件可以探測并直接使用聯入HAVI網絡上其他設備所提供的功能。

(2)Jini技術 Sun公司提出的基于Java的一項技術。它可以使各種設備方便地連到網絡上。即：任何計算設施不需預先配置和安裝，便可在任何時間地點加入網絡，并能和網絡中已有的各種軟硬件一起協調工作完成分布式計算。Jini體系結構的目的是將成組的設備和軟件構件聯合成一個單

一、動態的分布式系統。Jini

技術的體系結構Jini技術Jini

技術提供簡單的機制,使各種器件插入之后能形成1個即時的團體,無需事前的規劃、安裝或者人們的干預。每個器件提供團體中其它器件可以利用的服務,它們都有自身的接口,可以保證可靠性及彼此的兼容性。（3）OSGi

OpenService

Gateway

Initiative 開放服務網關標準由Ericsson、

ABB、

Alcatel、Cisco、

IBM、

Nortel、

Siemens、

HP、

Oracle、

Philips、Sun、Motorola、

Lucent等電信、計算機、電器巨人發起建立的一個工作組和開放式的論壇。OSGiOSGi規范為網絡服務定義了一個標準的，面向組件的計算環境。為網絡設備（既包括嵌入式也包括服務器）添加OSGi服務平臺功能后，就能夠在任何位置獲取控制這個網絡設備上的軟件組件的生命周期的能力。OSGi聯盟為許多通用的功能如HTTP服務器、配置、日志、用戶管理、XML等等開發了標準的組件接口。

OSGI框架結構

OSGI框架的各個部分示意圖如下：OSGI的應用OSGi原先關注于服務網關，其實可用于多個方面。現在OSGi規范已經用于從移動電話到開源的Eclipse（其中包括了與IBM的OSGi框架SMF兼容的開源版本）。OSGi服務平臺的應用包括：服務網關、汽車、移動電話、工業自動化、建筑物自動化、PDA網格計算、娛樂（如iPronto）、和IDE。(4)智能家電標準為了更好地規范智能家電市場，國家質量監督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會于2011年12月5日批準發布了國家標準GB/T28219-2011《智能家用電器的智能化技術通則》，該標準于2012年9月1日起正式實施。(4)智能家電標準《通則》明確定義了智能家電、智能特性及智能化技術等概念。智能家電是指采用一種或多種智能化技術，并具有一種或多種智能特性的家用和類似用途電器，必須具有消費者可感知的具體智能特性內容;智能化技術是人工智能與控制相結合形成的交叉應用技術，比如，模糊控制、神經網絡控制和專家控制都是最常用的智能化技術。(4)智能家電標準《通則》把家電智能特性檢測與評價內容分為智能特性、智能技術、智能結構3個層次。將檢測與評價方式分為整機檢測、聯機檢測和脫機檢測3種方式。(4)智能家電標準通過檢測評價，每款智能家電必須認定采用了何種智能技術，是否因此產生性能提高、功能擴展的效果，并根據總得分將家電“智商”分為5級，即1級至5級，1級為最高級。評價的結果執行百分制，其中總得分80至100分為1級;60至79分為2級，40至59分為3級，20至39分為4級，0至19分為5級。4.信息家電舉例（1）網絡冰箱

2001年03月22日

北京青年報：韓國LG公司日前向市場推出了該公司生產的“網絡冰箱”。這種冰箱的門上有一個15英寸液晶顯示器，用戶可以通過冰箱上網、打可視電話和觀看影片。液晶顯示器還可以顯示冰箱內部的溫度和食品的保質期。如果冰箱出了問題，它還可以自動通知維修服務中心。網絡冰箱

不過，LG公司的技術人員承認，冰箱還需要進一步完善，比如冰箱只能顯示資料已被登記到電腦里的食品的保質期，而這需要用戶一項一項地自己輸入。此外，這臺售價為9000美元的冰箱使許多人可望而不可及。LG公司和其在日本、歐洲的競爭對手都相信，網絡家電在未來5年內會普及開來。網絡冰箱中新網2010年2月8日電：在日前剛剛結束的海爾集團科技大會上，全球首款“物聯網冰箱”亮相。在會議現場，海爾趙向陽博士向與會嘉賓詳細介紹了“物聯網冰箱”的主要功能。講到興起，只見趙博士掏出自己的手機，向郵箱里發送了一張照片，只有1秒鐘時間，海爾“物聯網冰箱”的屏幕上就顯示出了剛收到的照片。網絡冰箱海爾發布全球首臺“物聯網冰箱”在科技大會間歇時，趙博士又演示了拿取食品的過程。趙博士從海爾“物聯網冰箱”里取出僅剩的一瓶可口可樂，這時“冰箱”提醒主人，需要及時填充新的可樂。更令人無法想象的是，海爾“物聯網冰箱”的顯示屏上居然出現了超市新到可樂的銷售信息，以及新可樂的產地、生產時間、保質期和營養成分等相關信息。網絡冰箱據了解，這臺具有超級智慧的冰箱，除了能及時告