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多媒体技术基础及应用

多媒体技术基础及应用. 计算机科学与技术. 第五章 多媒体计算机硬件及软件系统结构. 多媒体个人计算机 MPC 数字视频交互式（ DVI ）多媒体计算机系统 将多媒体和通信功能集成到 CPU 芯片中. 5.1.1 MPC 的技术标准. 概念：多媒体个人计算机是在现有 PC 机基础上加上一些硬件板卡及相应软件使其具有综合处理声、文、图信息的功能 。. 解决的两个关键问题： 应用软件和工具软件在各种软、硬件平台上的兼容性。 数据交换的兼容性。. MPC 平台标准：. MPC1 ： CPU （ 80386SX 以上） 内存（ 2MB ） 硬盘（ 30MB ）

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多媒体技术基础及应用

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  1. 多媒体技术基础及应用 计算机科学与技术

  2. 第五章 多媒体计算机硬件及软件系统结构 • 多媒体个人计算机MPC • 数字视频交互式（DVI）多媒体计算机系统 • 将多媒体和通信功能集成到CPU芯片中

  3. 5.1.1 MPC的技术标准 • 概念：多媒体个人计算机是在现有PC机基础上加上一些硬件板卡及相应软件使其具有综合处理声、文、图信息的功能 。

  4. 解决的两个关键问题： • 应用软件和工具软件在各种软、硬件平台上的兼容性。 • 数据交换的兼容性。

  5. MPC平台标准： • MPC1： • CPU（80386SX以上） • 内存（2MB） • 硬盘（30MB） • VGA（16色） 硬件平台 • CD-ROM驱动器 • 音频卡

  6. 软件平台： • 带有多媒体扩展软件包的Windows操作系统 • MS-DOS3.1以上

  7. MPC2： • CPU（80486SX） • 内存（4MB） • 硬盘（160MB以上） • 视频 硬件平台 • CD-ROM驱动器 • 音频

  8. 软件平台： • Windows3.0 plus multimedia和Windows3.1二进制兼容性。

  9. MPC3：使多媒体计算机能在CD级音响伴奏下播放全屏幕MPEG视频(不使用硬解压).MPC3：使多媒体计算机能在CD级音响伴奏下播放全屏幕MPEG视频(不使用硬解压).

  10. 最小的全系统MPC的配置

  11. MPC的特征 • CD-ROM驱动器 • 具有高质量声音卡 • 图文并茂的显示

  12. 5.1.2 MPC产品及升级策略 • MPC系统 • 组成： 标准的33MHz386计算机加上Sound Blaster Pro 音频处理卡, Super VGA 显示接口,Tandy 的CD-ROM驱动器和接口卡。

  13. MPC升级套件 • 包括: 一块Sound Blaster Pro 音频卡 • 一个内装的CD-ROM驱动器

  14. MPC软件开发工具

  15. 多媒体的应用产品 • 已录制在CD-ROM盘片上的各种电子出版物或电子游戏。

  16. MPC升级策略升级办法: • 自己购置组成MPC的硬件和必要的软件,自己安装调试。 • 请专业公司和专业人员协助升级。 • 购置多媒体升级套件。

  17. CD-ROM驱动器 • 加入音频功能 • 在PC机上播放电影节目 • 处理视频 • 升级成多媒体开发平台

  18. IDE、SCSI接口

  19. 录制、播放和加工语音信息

  20. 硬件设备 （1）486DX50，8M内存、显示卡、彩色显示器 （2）视频抓取卡 （3）摄像机 （4）声音卡 （5）彩色打印机

  21. 软件开发平台： （1）VB （2）WINDOWS （3）C++

  22. 5.1.3 MPC的功能和应用 • MPC的功能： • 对音频信号的处理能力 • a：录入、处理和重放声波信号 • b：可用MIDI技术合成音乐 • 图形功能 • 图像处理功能 • 视频处理功能

  23. MPC的多媒体演示功能 （1）综合应用文本、图形、动画、音频和图像制作演示。 （2）空间位置编辑功能。 （3）提供定时表。 （4）完善的图形绘制和编辑工具。

  24. 多媒体电子出版物播放功能

  25. MPC的应用 • (1).教育培训 • (2).信息咨询 • (3).商业服务

  26. 5.2.1 DVI系统中的视频音频引擎(AVE) • 一种全数字化的方法 • 视频压缩 • 声音压缩 • 合成图形

  27. II型DVI系统的改进 • 性能指标高 • 使用专用的门阵电路 • 将多块处理板集成为一块处理板

  28. ActionMedia 750 II • 视频子系统 组成：82750 PB像素处理器、82750 DB显示处理器、VRAM。

  29. 彩色键连子系统 DVI运动视频的缓冲区 VGA或XGA高分辨率图形的帧缓冲区

  30. 音频子系统 组成：DSP音频信号处理器、数字到模拟转换和模拟滤波器等硬件组成。

  31. DVI总线、视频音频总线

  32. 获取子系统 通过DVI总线和信息交换控制线协议与外部数字化设备相连。 • CD-ROM子系统 • 主机接口

  33. 5.2.2DVI软件系统中的音频视频子系统 • DVI图形模块 （1）结构图形——调用显示处理器82750DA （2）图像形式——图像管理子程序 （3）文本形式——点阵 （4）图形数据结构——位映射描述符数据结构和属性描述符数据结构

  34. （5）DVI图像文件——二进制文件 （6）图像文件格式的转换 （7）DVI图像管理功能

  35. AVSS模块 （1）AVSS文件格式 （2）AVSS文件的操作 （3）附加的AVSS特性和能力

  36. 5.3.1 集成设计原则 • 集成：在原有计算机体系结构中，如何增加下述新的功能。 • 多媒体数据的获取 • 多媒体数据的压缩和解压缩 • 多媒体数据的实时处理和特技 • 多媒体数据的输出和多媒体通信

  37. 一. 采用国际标准的设计原则 • 二. 多媒体和通信功能的单独解决变成集中解决 • 三. 体系结构设计和算法相结合 • 四. 把多媒体和通信技术作到CPU芯片中

  38. 快速灵活的算术运算能力 • 扩展的动态范围 • 多操作数的同周期提取 • 硬件的循环缓冲 • 多个二维查找表（TD-LUT） 无额外开销的循环和分支控制

  39. 融合方案： 1.以多媒体和通信功能为主，融合CPU芯片原有的计算功能； 2.以通用CPU计算功能为主, 融合多媒体和通信功能。

  40. 5.3.3. Trimedia媒体处理器、参考板及其软件开发环境 • 在一块芯片上同时处理音频、视频、图像和通信数据流； • 内部集成一个强大、通用的VLIW（非常长指令字）的处理器内核。 • 相互独立，DMA驱动的多媒体输入输出单元，接受和输出格式化的数据，实现特殊多媒体算法的多媒体协处理单元。

  41. 指令集包括RISC、多媒体、DSP以及和IEEE兼容的浮点运算。 • 内部和功能单元之间通过高性能的总线和存储系统进行通信。 • 多媒体应用的开发基于C或C++语言。

  42. Trimedia处理器 • Trimedia软件开发环境

  43. 5.3.4将多媒体和通信功能集成到CPU芯片中——Phenix芯片和MMX技术5.3.4将多媒体和通信功能集成到CPU芯片中——Phenix芯片和MMX技术 • Motorola公司Phenix芯片

  44. 标量引擎 ①标量引擎 ②标量存储管理 ③标量cache

  45. 向量引擎 ①向量数据存储器 ②向量处理单元阵列 ③总的数据通道 ④向量序列发生器 ⑤向量指令和数据cache ⑥向量引擎输入/输出缓冲控制器

  46. 外设和系统接口 ①T总线 ②U总线 ③UT桥 ④测试模块 ⑤向量输入/输出缓冲器 ⑥直接存储器存取 ⑦PCI接口 ⑧系统接口部件 ⑨同步串行接口

  47. Intel公司的MMX技术 MMX技术的设计思想： 1）利用SIMD技术，开发很多算法内部蕴藏的并行机制。 2）使MMX技术与现有Intel PC机的操作系统和软件全兼容，对MMX的设计不得不加上许多限制，所以设计者便用浮点寄存器作为MMX的寄存器组。

  48. Intel MMX的核心技术 特点如下： • 增加了新的数据类型； • 扩充了饱和型运算方式； • 扩充了57条新指令； • 与IA结构的全兼容性。

  49. MMX技术与奔腾处理器体系结构 (1) MMX奔腾处理器 (2) P6系列处理器 (3)高速缓存 (4)分支目标缓存 (5)写缓存

  50. MMX开发工具和编程技巧 采用下述工具和方法： 采用在高级语言中嵌入MMX指令的方法。 采用Intel公司提供的MMX标准函数库。 采用数据流描述方法。

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