《最新原理与接口技术-第12章幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新原理与接口技术-第12章幻灯片.ppt（30页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、原理与接口技术原理与接口技术-第第12章章12.1输入设备输入设备输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一，通过它可将数据、程序、文字符号、图片、音频、视频等多媒体信息及各种指令输入计算机内。常见的有键盘、鼠标、触摸屏、数码相机/数码摄像机、摄像头、扫描仪、语音输入装置等。12.1.112.1.1字符输入设备键盘字符输入设备键盘键盘是最常用也是最主要的输入设备。1 1键盘的接口键盘的接口键盘主要是通过PS/2接口或USB接口与计算机相连。PS/2接口是键盘和鼠标的专用6针园型接口。一般情况下，符合PC99规范的主板，其键盘的接口为紫色、鼠标的接口为绿色。USB键盘接口具有即插即
2、用、支持热插拔的优点。1扫描仪扫描仪2）扫描仪的技术指标（1）分辨率（扫描精度）最主要的技术指标之一，单位为dpi。扫描仪的分辨率越高，扫描精度也越高。（2）扫描速度在保证扫描质量的前提下，扫描速度越快越好。（3）扫描幅面扫描幅面即最大扫描面积，常见的有A4、A3、A0幅面等。（4）色彩位数/灰度级色彩位数是指扫描仪能够扫描出的颜色种类数。扫描仪的灰度级直接反映了扫描仪在扫描时提供的明暗层次的范围，范围越大，捕捉到的图像的层次就越丰富，图像也就越精细。3）扫描仪的主要用途较常见的如：可在文档中集成视觉信息（如美术元素和图片等）；将已印刷的文本（如报纸或书籍中的内容）扫描输入到文字处理软件中，免
3、去重新录入字符；对印制版、面板标牌样品扫描录入到计算机中，可对该板进行布线图的设计和复制，提高抄板效率；在多媒体产品中添加图像等。2数码相机数码相机1）工作原理数码相机把进入镜头照射于电荷耦合器件上的光影信号转换为电信号，再经模/数转换器（A/D）处理成数字信息，通过数字信号处理器（DSP），将数字电信号按特定的技术格式处理成数字影像文件，存储到相机内的磁介质中。2）主要性能指标（1）像素值像素是指数码相机的分辨率。对于普通消费者，像素可在200万至500万之间。（2）变焦变焦分为光学变焦和数码变焦两种。几乎所有数码相机的变焦方式都是以光学变焦为先导，待光学变焦达到其最大值时，才以数码变焦为辅
4、助变焦的方式，继续增加变焦的倍率。（3）传感器尺寸传感器尺寸即感光芯片尺寸。传感器尺寸与其有效像素值，共同决定了数码相机的成像质量。（4）分辨率分辨率是数码相机的一项重要性能指标。数码相机分辨率的高低主要由感光芯片上有效像素值来决定。（5）存储方式和容量主要分为：磁性材料类、光学介质类和闪存芯片类。其中，闪存芯片类较普遍。3数码摄像机数码摄像机1）分类根据性能和用途，摄像机大体可分为广播级、专业级和家用级3个质量等级。广播级摄像机应用于广播电视领域，图像质量最好。适合在电视台演播室和现场节目制作的场合下使用。专业级电视摄像机的图像质量较好。适用于广播电视制作、新闻采集等机动灵活的摄像工作，同时
5、也被广泛地用于电化教育、工业、交通、医疗等领域。在家用级摄像机中采用内置硬盘为记录媒介的数码摄像机已经开始普及。2）特点（1）图像分辨率高。（2）数码摄像机色彩纯正、影像清晰。（3）数码摄像机因采用了数字记录视频信号方式，使节目复制、传输和后期制作过程中的信号损失降低。（4）具有IEEE1394数码输出端子，可方便的将视频图像数据传输到电脑，利用先进的计算机视频处理技术实现非线性后期编辑制作。（5）多功能化。有静态图像拍摄功能，实现数码摄像机和数码相机的双重功能。另外，在一些DV摄像机中还增加了如MP3、录音笔等实用功能。（6）DV摄像机自动平衡调整、自动聚焦、自动增益、电子防抖等先进技术的运
6、用，使DV操作更加智能化。3数码摄像机数码摄像机（3）数码摄像机的选择像素CCD像素数是衡量摄像机性能的重要指标，CCD像素决定着图像的清晰度。镜头镜头，对于衡量一款数码摄像机的成像质量是非常重要的。首先，高品质的大口径镜头可以得到更大的通光量，从而保证影像的还原效果。其次，选择时也要考虑镜头的光学变焦倍数。CCD图像传感器CCD图像传感器是摄像机的核心部件。对于使用者来说，选择大尺寸CCD或3CCD设计的数码摄像机往往可以得到较好的画质。数码静像拍摄功能主流数码摄像机都具有拍照功能。只能当作一种附加功能，而不应成为选购的主要因素。存储方式摄像机的存储媒介有磁带、内置闪存、硬盘等。其中，内置闪
7、存和硬盘存储技术将是主流。售后服务可提供完善、便捷的售后服务是消费者在选择数码摄像机时需考虑的一个重要因素。4数码摄像头数码摄像头摄像头作为一种视频输入设备，被广泛的运用于视频会议，远程医疗及实时监控等方面。随着互联网技术的发展，人们可以彼此通过摄像头在网上进行有影像、有声音的交谈和沟通。1）分类根据摄像头的形态，主要分为桌面底座式、高杆式及液晶挂式三种类型。根据摄像头是否需安装驱动，又可分为有驱型和无驱型摄像头，现无驱型已成为主流。2）工作原理首先景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器表面上，转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处
8、理；再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。3）数码摄像头的选购选购摄像头时可依据的主要性能指标有：图像分辨率；视频捕捉速度（最大帧数）；色彩位数；视场（摄像头能观察到的最大范围）等。色彩还原性、画面稳定性和画面的层次感，对衡量一款摄像头的品质来说很重要。12.1.4 智能输入装置智能输入装置1 1绘图板绘图板绘画板主要应用于电脑绘画。1）主要参数绘图板的主要参数有压力感应、坐标精度、读取速率、分辨率等。其中压力感应级数是关键参数。2）绘画板与鼠标的区别电脑绘画创作中，绘画板拥有无可比拟的优势，而鼠标始终无法达到用笔创作的自由舒适感受。（1）定位方式：鼠标是相对定位，绘画
9、板是绝对定位，定位更准确。（2）输入方式：绘画板是记录轨迹的输入工具，而鼠标很难表现出平滑流畅的线条效果。（3）压力感应：鼠标没有压力感应，而绘画板可以让使用者轻松表现笔触粗细浓淡的变化。3）应用特色绘图板已经大量运用在商业动画、动漫的制作中。极大地缩短了动画、特效电影、广告等产业的制作周期，让更多精品能够更快地呈现出来。12.1.4 智能输入装置智能输入装置语音识别技术是让机器通过识别和理解过程，把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。语音识别是一门交叉学科。语音识别系统包括麦克风、声卡和特殊的软件等。近20年来，语音识别技术取得显著进步，其应用领域非常广泛，常见的应用系统有：语音输入系统
10、；语音控制系统，即用语音来控制设备的运行，相对于手动控制来说更加快捷、方便，可以用在诸如工业控制、语音拨号系统、智能家电、声控智能玩具等许多领域；智能对话查询系统，根据客户的语音进行操作，为用户提供自然、友好的数据库检索服务，例如家庭服务、宾馆服务、旅行社服务系统、订票系统、医疗服务、银行服务、股票查询服务等。预计未来10年内，语音识别技术将进入工业、家电、通信、汽车电子、医疗、家庭服务、消费电子产品等各个领域。12.2图形图形/图像输出设备图像输出设备1 1显示器的分类显示器的分类显示器安成像原理不同可分为CRT显示器和LCD显示器。1）CRT显示器CRT显示器是使用较广泛的显示器。根据采用
11、显像管的不同，可分为球面显示器和纯平显示器。球面显示器已淘汰；纯平显示器又可分为物理纯平和视觉纯平两种。2）LCD液晶显示器LCD显示器具有无辐射、无闪烁、体积小、能耗低、失真小等优点。已成为主流显示设备。3）其他类手写屏是将液晶显示器与先进的触摸屏技术合二为一的产品。可广泛应用于各类会议、教学、远程教育、电视直播、设计分析、商业展示、实时指挥等许多领域，实现了高效、直观、无障碍沟通，从而大大节省了时间，提高了工作效率，降低了交流成本。2液晶显示器的性能参数液晶显示器的性能参数LCD显示器的性能参数主要有最佳分辨率、亮度和对比度、响应时间、可视角度和坏点数量等。1）最佳分辨率只有在最佳分辨率下
12、，液晶显示器才能显现最佳影像。2）亮度和对比度亮度是LCD显示器的重要指标之一，单位是cd/m2。高的对比度意味着相对较高的亮度和呈现颜色的艳丽程度。3）响应时间响应时间是LCD显示器最重要的性能指标之一，单位是毫秒（ms）。若响应时间太长，就会出现拖尾现象。通常响应时间达到16ms就不会有明显的拖尾现象。4）可视角度可视角度越大，观看的角度越好，LCD显示器的适应性也就越高。以尽可能选择可视角度大的产品为宜。5）坏点数量坏点分为亮点与暗点。由于坏点是制造LCD过程中无法避免的，一般合格产品中坏点数量不大于3个。12.2.2打印机打印机1 1打印机的分类打印机的分类打印机可以分为喷墨打印机、激
13、光打印机、针式打印机以及用于印刷行业的热转印式打印机等。1）喷墨打印机根据产品的主要用途可分为普通型喷墨打印机、数码照片型喷墨打印机和便携式喷墨打印机。喷墨打印机的优点是噪声低、能打印出逼真的彩色效果、速度快；不足的是打印成本高。2）激光打印机激光打印机可分为黑白激光打印机和彩色激光打印机两大类。精美的打印质量、低廉的打印成本、优异的工作效率和极高的打印负荷是黑白激光打印机最突出的优点。彩色激光打印机具有打印色彩逼真、安全稳定、打印速度快、寿命长、成本较低等优点。3）其他打印机打印机还有热转印式、热升华式、染料扩散式等。主要用于出版、制作精美画册、广告和美工等有高档彩色输出的场合。12.2.2
14、打印机打印机2 2打印机的选购打印机的选购喷墨打印机和激光打印机均有各自的特点。喷墨打印机因价格低廉，家庭选用较多；激光打印机具有稳定型、打印速度快等特点，但价格要比喷墨打印机贵很多，办公选用较多。选购激光打印机还应考虑打印需求情况。若主要是打印一些文稿类的文件，可选购一台黑白激光打印机；而一些彩色打印可另外添置一台彩色喷墨打印机，让它们分工协作，以发挥最大的功效。12.3输入输出复合设备输入输出复合设备12.3.112.3.1传真机传真机传真机是实现传真通信的终端设备，是完成传真通信的工具。传真机不仅能传送信息的内容，也能传送信息的形式。如既可以传递文字、数据、图标，还可以传递签名、手迹、印
15、章等。因此，具有特殊的应用价值。1 1分类分类按传递的色调分类有：黑白传真机、相片传真机和彩色传真机等；按记录方式分类有：热敏纸传真机和普通纸传真机。2 2传真机的选购传真机的选购选择传真机通常可根据用户的业务量、使用场合与要求、维修难易程度、可接受的价格等因素综合考虑。12.3.2多功能一体机多功能一体机常见的多功能一体机有两种，一种涵盖了三种功能，即打印、扫描和复印；另一种涵盖了四种功能，即打印、复印、扫描和传真。多功能一体机虽然有多种的功能，但是打印技术是多功能一体机基础功能，因为无论是复印功能还是接收传真功能的实现都需要打印功能支持才能够完成。除标准配置之外，可选配件的种类很多，不同的
16、产品支持的可选配件不同。比较常见的可选配件有扩展内存、大容量进纸盒、双面打印装置等。12.4 显卡显卡12.4.112.4.1显卡的分类显卡的分类显卡主要出现过ISA、PCI、AGP、PCI Express等几种接口，所能提供的数据带宽依次增加。常见的是AGP和PCI-E两种显卡接口。其中2004年推出的PCI Express接口已经成为主流。1 1AGPAGP显卡显卡AGP（Accelerated Graphics Port）加速图形接口，由Intel在1996年提出，是从PCI标准上建立起来的。2000年8月，Intel公司推出AGP3.0规范，所增加的AGP 8x模式为一条32位宽的并行
17、总线，运行于533MHz，数据传输速度可达到2.1GB/s。2 2PCI-EPCI-E显卡显卡PCI Express是新一代的总线接口，采用点对点串行连接，此类接口的显卡已于2004年正式面世。PCI Express接口根据总线位宽不同而有X1、X2、X4、X8以及X16几种模式，其中PCI Express X16可提供单向4GB/s、双向8GB/s的高速传输带宽。12.4.2显卡内部结构显卡内部结构1 1显示芯片显示芯片GPUGPU显示芯片GPU（Graphic Processing Unit，图形处理器）是nVIDIA公司在分布GeForce256图形处理芯片时首次提出的概念。在显卡的架构
18、中，GPU也是最重要的处理部件，其性能直接决定显卡性能的高低。主流设计、制造显示芯片的厂商是NVIDIA和ATI两家公司。1）显示芯片的制造工艺显示芯片GPU的制造工艺实际上就是芯片的制程，它指的是晶体管的线条宽度，单位为纳米（nm）。芯片制造工艺对提高性能、控制成本和功耗都具有及其重要的意义。2006年10月，NVIDIA和ATI两家公司几乎同时发布了采用80nm制造工艺的GPU，这随之成为了整个显卡制造业的最新标准。2）渲染管线和核心频率渲染管线是决定显示芯片性能和档次的最重要的参数之一。核心频率是指显示核心的工作频率，在一定程度上可反映出显示核心的性能，在同样级别的芯片中，核心频率高的则
19、性能要强一些，提高核心频率就是显卡超频的方法之一。 12.4.2显卡内部结构显卡内部结构2 2显存显存显存的作用是暂时存放显示芯片所处理的数据像素。从性能和成本上来说，显存对整个显卡的重要性仅次于显示芯片。3 3显卡的外部输出接口显卡的外部输出接口1）模拟信号接口D-SUB接口2）数字信号接口DVI接口通过DVI接口，可将显卡处理好的数字信号直接输送到液晶显示器中，这样可以避免信号的丢失与失真。3）视频输入/输出端口一些具备视频输出功能的AGP显卡还会在提供D-SUB、DVI接口之外，再提供一个视频输出S-Video端口（也称“S端子”）。一些带VIVO功能的显卡所提供的S端子除了可以将电脑的
20、视频信号输出给其他设备外，也能将电视机、VCD机、录像机等设备的视频信号输入到电脑中。4）显卡的电源输出接口12.4.3显卡的性能参数显卡的性能参数显示芯片决定着显卡的档次和性能，显示芯片的性能参数主要为显示芯片的制程、渲染管线和核心频率；另外对显卡性能有较大影响的还有显存，显存是显卡上的关键核心部件之一，它的优劣和容量大小会直接影响到显卡的性能。显存的性能参数可以概括为显存频率、显存位宽、显存带宽和显存容量四个方面。12.5声卡声卡声卡，又称音频卡，是多媒体技术中最基本的组成部分。它能采集和处理声音数据，进行声波/数字信号或数字信号/声波的转换（即A/D和D/A音频信号的转换功能）。在声卡上
21、连接的音频输入输出设备包括话筒、音频播放设备、MIDI合成器、耳机、扬声器等。1 1工作原理工作原理声卡的工作原理较简单，就是实现数字信号与模拟波形信号的转换。从结构上，声卡可分为模数转换电路和数模转换电路两部分。模数转换电路负责将麦克风等声音输入设备采集到的模拟波形信号转换为计算机能处理的数字信号；而数模转换电路负责将声音数字信号转换为模拟波形信号，发送给音箱等放音设备。2 2声卡的类型声卡的类型声卡主要分为独立声卡、集成声卡和外置声卡三种。12.5声卡声卡3 3声卡的基本结构声卡的基本结构1）音频处理芯片音频处理芯片通常是声卡上最大的集成块，它基本决定了声卡的性能和档次，其基本功能包括对声
22、波采样和回放的控制、处理MIDI指令等。2）声卡的输入输出接口（1）线性输入插口，标记为“Line In”。可用于外接音频设备（如影碟机、录像机等），将声音、音乐信息输入到计算机中。（2）话筒输入插口，标记为“Mic In”。用于连接麦克风（话筒），将声音或歌声录制下来。（3）线性输出插口，标记为“Line Out”。用于连接外部音频设备的输出端口。（4）扬声器输出插口，标记为“Speaker”或“SPK”。用于插接音箱的音频线插头。（5）MIDI及游戏摇杆接口，标记为“MIDI”。用于连接游戏摇杆或具有MIDI接口的电子乐器（如电子琴、电吉它等），实现MIDI音乐信号的直接传输。4声卡的功能
23、声卡的功能主要有三个方面：音乐合成发音功能、模拟声音信号的输入与输出功能、数字声音效果处理器和混音器功能。本章小结本章小结多媒体计算机系统是指将声音、图像、视频等媒体与计算机系统相结合，并由计算机系统对各种媒体进行数字化处理的计算机系统。本章主要是从实用的角度简明介绍了常用的多媒体外部设备及接口卡。输入设备按其输入信息的不同，可分为字符输入设备、图形输入设备、图像输入设备以及智能输入装置等4种基本类别。输出设备主要包括应用广泛的显示器以及喷墨、激光、热转印式多种打印机。另外，兼有输入输出功能的传真机与多功能一体机应用也十分普遍。常用的接口卡有显卡（有独立式与集成式两种）和声卡。常见的显卡接口是AGP和PCI-E两种。显卡内部结构主要包括显示芯片GPU、显存与外部输出接口3部分。显卡的档次和性能主要取决于显示芯片与显存的性能。声卡的工作原理是实现数字信号与模拟波形信号的转换。它主要分为独立声卡、集成声卡和外置声卡三种类型。其基本结构可分为音频处理芯片和输入输出接口两部分。声卡的功能主要有三个方面：音乐合成发音功能、模拟声音信号的输入与输出功能、数字声音效果处理器和混音器功能。