1.3 多媒体系统

1.3.1 多媒体系统的层次结构

通常，多媒体系统的层次结构与其他系统的结构在原则上是相同的，都是由硬件系统和软件系统组成。其中硬件系统主要包括计算机主要配置和各种外部设备以及与各种外部设备的控制接口卡等。软件系统包括多媒体核心系统软件、多媒体制作平台与工具软件、多媒体编辑与创作软件、多媒体应用系统运行平台等。表1-1所列为多媒体系统的层次结构。

表1-1 多媒体系统的层次结构

第一层为多媒体外围设备，包括各种媒体、视听输入/输出设备及网络环境。

第二层为多媒体计算机硬件主要配置与各种外部设备的控制接口卡。其中包括多媒体实时压缩和解压缩专用的电路卡。

第三层为多媒体驱动程序、操作系统。该层软件为系统软件的核心，除用于驱动和控制硬件设备外，还要提供输入/输出控制界面程序，即I/O接口程序。而操作系统则提供对多媒体计算机的硬件、软件控制与管理。

第四层是多媒体制作平台与工具软件，支持应用开发人员创作多媒体应用软件。开发人员利用该层提供的接口和工具采集、制作媒体数据。常用的有图像设计与编辑系统，二维、三维动画制作系统，音频采集与编辑系统，视频采集与编辑系统以及多媒体公用程序与数字剪辑艺术系统等。

第五层为多媒体编辑与创作系统。该层是多媒体应用系统编辑制作的环境，随所用工具的类型不同而不同，有的是脚本语言及解释系统，有的是基于图标导向的编辑系统，还有的是基于时间导向的编辑系统。通常除编辑功能外，还具有控制外设播放多媒体的功能。开发人员可以利用这层的开发工具和编辑系统来创作各种教育、娱乐、商业等应用的多媒体节目。

第六层为多媒体应用系统运行平台，即多媒体播放系统。该层可以在计算机上播放硬盘上的节目，也可以单独播放多媒体的产品等。多媒体应用系统放到存储介质中，如光盘，就可成为多媒体产品，可作为商品销售。

以上六层中，第一层、第二层构成多媒体硬件系统，其余四层是软件系统。软件系统又包括系统软件（如操作系统）和应用软件。

值得注意的是，也有图书将多媒体系统的层次结构分为或五层，或七层，或八层，无论怎样划分，最终都是在多媒体硬件系统和软件系统的两大框架下进行细化的。

1.3.2 多媒体硬件系统

多媒体硬件系统是由计算机传统硬件设备和光驱、音频输入/输出和处理设备、视频输入/输出和处理设备等选择性组合而成，其基本框图如图1-1所示。

1.主机

多媒体计算机主机可以是中、大型机，也可以是工作站，然而目前更普遍的是多媒体个人计算机，即MPC（Multimedia Personal Computer）。多媒体计算机是指可以综合处理声音、图像、视频等数据的计算机。除了有主机、显示器和键盘等基本配置外，还包括光驱、声卡和音箱等设备。

实际配置MPC时，应该具备大容量、高转数的硬盘；具有快速数据处理、数据传输能力的CPU和PCI总线；建立更大的高速缓存区以提高MPC的运行速度，内存一般在1GB以上；高分辨率的图形、图像显示，显卡要有高的分辨率和存储容量，如最低1024×768的分辨率，128MB显存容量；高倍速的光驱；高质量的声卡和音响设备，为了声音的采集和回放具有较好的音质，应该采用具有44.1kHz采样频率和16bit采样位数的声卡。总之，多媒体计算机需处理大量的音频和视频素材，所以在配置多媒体计算机时，要比目前市面上普通计算机的配置要求高一些。

2.多媒体接口卡

多媒体接口卡是根据多媒体系统获取并编辑音频或视频的需要而插接在计算机上的集成板卡，以便解决各种媒体数据的输入/输出问题。常用的接口卡有声卡、显示卡、视频压缩卡、视频捕捉卡等。

声卡是处理和播放多媒体声音的关键部件，又称为音频卡或音频接口。它通过插入主板扩展槽中与主机相连。卡上的输入/输出接口可以与相应的输入/输出设备相连。常见的输入设备包括麦克风、收录机和电子乐器等，常见的输出设备包括扬声器和音响设备等。

视频卡又称为视频接口，是具有最基本功能的视频卡，它是主机与显示器之间连接的“桥梁”，作用是控制计算机的图形输出，负责将CPU送来的影像数据处理成显示器认识的格式，再送到显示器形成图像。它通过插入主板扩展槽中与主机相连，卡上的输入/输出接口可以与摄像机、影碟机、录像机和电视机等设备相连。视频卡采集来自输入设备的视频信号，并完成由模拟量到数字量的转换、压缩，以数字化形式存入计算机中，数字视频可在计算机中进行播放。

3.多媒体外部设备

多媒体外部设备工作方式一般为输入和输出。接其功能可分：音视频输入设备，包括摄像机、录像机、扫描仪、传真机、数码相机、麦克风等；音视频播放设备，包括电视机、投影仪、音响等；人机交互设备，包括键盘、鼠标、触模屏、绘图板、光笔及手写输入设备等；存储设备，包括磁盘、光盘等。

开发多媒体应用程序比运行多媒体应用程序需要的硬件环境更高。因此，多媒体开发者使用的硬件设备要比用户的设备速度更快，功能更强，外部设备更多。

1.3.3 多媒体软件系统

多媒体软件系统，能灵活调度及使用各种媒体数据，使之与硬件和谐地工作，它是多媒体计算机系统不可缺少的组成部分。通过多媒体软件系统，用户可以方便地操纵计算机来完成工作任务、美化生活、享受娱乐。多媒体软件系统可以划分为若干个层次：最底层，在多媒体硬件系统和多媒体外围设备之上的是多媒体硬件驱动程序和多媒体操作系统，接着是多媒体数据处理、编辑软件和多媒体创作工具软件，最上层是多媒体应用软件。

1.多媒体硬件驱动程序

直接与硬件打交道的软件称为驱动程序，其功能是完成对硬件设备的初始化、设备的操作等功能。常见的驱动程序有主板驱动程序、打印机驱动程序等。对于多媒体硬件也有相应的驱动程序，如声卡、显卡等要有相应的声卡驱动程序、显卡驱动程序等，这些软件一般随多媒体硬件一起提供。

2.多媒体软件支撑环境

多媒体软件支撑环境，也就是通常所说的多媒体操作系统。它是多媒体软件的核心，它负责在多媒体环境下多任务的调度、硬件的管理，保证多媒体信息处理的同步性和实时性，提供多媒体信息的基本操作和管理。多媒体操作系统通常是由普通计算机操作系统经过扩充而形成的。目前应用最多的多媒体软件支撑环境是Windows XP操作系统，随着Windows 7操作系统的不断普及，使用Windows 7操作系统的用户越来越多。

3.多媒体数据处理软件

这类软件用于采集、整理和编辑各种媒体的数据。如声音处理软件可以对声音进行录制、编辑和播放，Windows操作系统中也具有声音的录制、编辑和播放功能。对图像媒体的编辑，在Windows操作系统中有“画图”工具可以使用，还有Photoshop等更专业、功能更强的图像处理软件，它包括了图像输入的扫描功能，图像的剪切、绘制、编辑等功能。对于动画的生成和编辑，有一般的动画软件，也有专业级的动画制作软件，其中Macromedia公司出品的软件应用较为广泛。多媒体数据处理软件实际上也可以看做是多媒体著作工具中的一类，与它有非常密切的关系。

4.多媒体著作工具软件

多媒体著作工具又称为多媒体应用系统编辑创作软件。它是运行在多媒体操作系统之上的，供特定应用领域的专业人员按一定的目的组织、编排多媒体数据，使之成为完整的多媒体应用系统的工具软件。常见的有Authorware、Director、Office 2007中的PowerPoint 2007等，以及能进行多媒体应用系统创作的Microsoft Visual Studio程序设计语言。这些软件都有各自的特点，在功能上都有各自的独到之处。创作者可以根据自己的需要选择合适的工具。

5.多媒体应用软件

多媒体应用软件是用计算机程序设计语言或多媒体著作工具完成的、面向应用的最终多媒体产品。这类软件种类繁多，既有可以广泛使用的公共型应用支持软件，如多媒体数据库、视频会议系统等；也有电子百科全书、多媒体辅助教学系统、多媒体监控系统等多媒体产品。多媒体应用软件是直接面向最终用户的，用户不用了解此类软件的开发过程，他们关心的是软件的具体内容。