多媒体技术原理及应用

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1、第3章多媒体计算机系统组成多媒体存储技术多媒体功能卡多媒体信息获取与显示设备多媒体个人计算机CD-I交互式多媒体系统DVI多媒体计算机系统VCD与DVD播放系统多媒体工作站3.1多媒体存储技术3.1.1多媒体信息存储的特点多媒体信息存在和表现的形式正文包括文字和数据向量图形图元组成的图形位图图像数字化声音和高保真音响数字化视频3.1.2光盘存储原理光存储技术光存储技术的产品化形式是由光盘驱动器和光盘片组成的光盘驱动系统。驱动器读写头是用半导体激光器和光路系统组成的光头，记录介质采用磁光材料。光存储技术原理改变一个存储单元的性质，使其性质的变化反映出被存储的数据；识别这种性质

2、的变化，就可以读出存储数据。光存储单元的性质，例如反射率、反射光极化方向等均可以改变，它们对应着存储二进制数据0(不变)、1(改变)，光电检测器能够通过检测出光强和光极性的变化来识别信息。高能量激光束可以聚焦成约1微米的光斑，因此光存储技术比其他存储技术有更高的容量。光盘系统的特点与硬盘相比，具有可拆卸性；容量相当；驱动器较贵，但盘片便宜；读写速度慢。与磁带相比，具有容量大、随机存取性强的优点。激光头与介质无接触，不受环境影响而退磁，信息保存时间长，可达30年以上。光盘系统技术指标容量光盘盘片的容量平均存取时间在光盘上找到需要读写信息的位置所需时间数据传输率接口标准及格式规

3、范等存储容量指它所能读写的光盘盘片的容量。光盘容量又分为格式化容量和用户容量，采用不同的格式和不同驱动器，光盘格式化后容量不同。一般用户容量比格式化容量要少，因为光盘还需要存放有关控制、校验等信息。平均存取时间是在光盘上找到需要读写的信息的位置所需要的时间。指从计算机向光盘驱动器发出命令，到光盘驱动器可以接受读写命令为止的时间。一般取光头沿半径移动全程1/3长度所需要的时间为平均寻道时间，盘片旋转一周的一半时间为平均等待时间，两者加上读写光头稳定时间就是平均存取时间。数据传输率有多种定义方式。一种是指从光盘驱动器送出的数据率，可以定义为单位时间内光盘的光道上传送的数据比特数

4、，这与光盘转速、存储密度有关。另一种定义是指控制器与主机间的传输率，它与接口规范、控制器内的缓冲器大小有关。光盘的分类CD-ROM只读光盘WORM一次写多次读光盘Rewritable可重写光盘CD-ROM最常用的光盘系统，直径约12cm，因为它容量大，约650MB，价格便宜，市场上颇受用户的欢迎。CD-ROM光盘是由母盘压模制成的，一旦复制成形，永久不变，用户只能读出信息。CD-ROM采用激光调制方式记录信息，将信息以凹坑和凸区的形式记录在螺旋形光道上。WORM一次写多次读光盘WORM光盘在使用前首先要进行格式化，形成格式化信息区和逻辑目录区，利用激光照射介质，使介质变异，

5、利用激光不同的变化，使其产生一连串排列的“点”，从而完成写的过程。引入文件分配表的概念，在光盘的根目录下面是用户定义的逻辑目录，逻辑目录对应文件管理区。在逻辑目录建立同时，用户可以根据需要，对其中重要数据进行加密。一旦写入就不能再更改。Rewritable可重写光盘可重写光盘或称可擦写光盘是最理想的光盘类型，也是最有应用前途的光盘类型。它像硬盘一样可读写，利用浮动磁光头在磁光盘上进行磁场调制，可进行高速重写磁光记录。只读光盘读原理只读光盘上的信息是沿着盘面螺旋形状的信息轨道以凹坑和凸区的形式记录的。它既可以记录模拟信息(如LaserVision系统)，也可以记录数字信号(如

6、CD-DA)。坑深0.12μm0.6μm1.6μm在螺旋形光道上以凹坑和凸区表示的信息001000100000100图3.1只读光盘工作原理在光盘上记录模拟信息模拟信号先进行频率调制(FM)，声音信号加在经过频率调制的视频信号上，所得到的综合信号经过双向限幅，再转换成光盘上长度不等的凹坑和凸区，边缘之间的长度反映了视频信号频率的高低和声音信号的频率和幅度。在光盘上写/读数字信息光道上凹坑或凸区的长度是0.3微米的整数倍。凹凸交界的正负跳变沿均代表数字“1”，两个边缘之间代表数字“0”，“0”的个数是边缘之间长度决定的。通过光学探测仪器产生光电检测信号，从而读出“0”、“1”

7、数据。数字信号记录的优点是抗干扰能力强，由于盘片损坏或变脏而造成的读出错误也容易得到纠正。EFM编码为了提高读出数据可靠性，减少误读率，存储数据采用EFM(EighttoFourteenModulation)编码，即将1字节的8位编码为14位的光轨道位，并在每14位之间插入3位“合并位”以确保“1”码间至少有2个“0”码，但最多有10个“0”码。可重写光盘的擦写原理光盘记录方式可分为两大类：磁光式相变式磁光式擦写原理当前国际上较流行的是磁光式，该盘普遍采用玻璃盘基上再加四层膜结构组成，它是以稀土—过渡金属非晶体垂直