1.3.2 MPC系統(tǒng)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1. MPC系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

和普通計算機系統(tǒng)一樣，多媒體計算機系統(tǒng)也是由多媒體硬件系統(tǒng)和多媒體軟件系統(tǒng)兩部分組成，包括多媒體軟件和多媒體硬件，如圖1.3.1所示。

1）硬件系統(tǒng)

一臺MPC通常由主機與外部設(shè)備組成。從實現(xiàn)功能而言，主機主要包括微處理器、主存儲器等，這些部件通過接口或插槽嵌入主板；外部設(shè)備則包括基本及擴展的輸入、輸出設(shè)備，通信設(shè)備，外存儲器等。主機與外部設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)或擴展接口、系統(tǒng)總線進行通信，主機內(nèi)部通過各種內(nèi)部總線進行通信，如圖1.3.2所示。

① 計算機主機。MPC主要由微處理器（CPU）和主存儲器組成，隨著IT技術(shù)的迅猛發(fā)展，新一代CPU和內(nèi)存的功能和性能都有顯著提高，目前主流的CPU是Intel公司的Core i7系列，主流內(nèi)存是Kingston等公司推出的DDR3。

② 輸入設(shè)備。除常用的鍵盤、鼠標(biāo)等基本配置外，還有其他多媒體輸入設(shè)備：如話筒、語音輸入等聲音輸入設(shè)備；數(shù)碼相機、圖像掃描儀、數(shù)字化儀、觸摸屏等圖像輸入設(shè)備；影視錄像、攝錄機及光碟機等視頻輸入設(shè)備。

③ 輸出設(shè)備。常用的有打印機、顯示器等基本配置，還有投影儀、刻錄機、音箱及語音輸出、繪圖儀等。

④ 通信設(shè)備。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體通信技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)卡、Modem、傳真機、電話等通信設(shè)備也逐漸成為MPC的多媒體配置。

⑤ 常用的接口板卡。為實現(xiàn)音頻、視頻和圖像信號的采集與處理，音頻卡、視頻卡等已成為MPC必須的配置。

2）MPC的軟件系統(tǒng)

多媒體硬件是MPC軟件工作的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上MPC軟件的運行環(huán)境又可分為多媒體系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。

（1）多媒體系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件是多媒體系統(tǒng)的核心，它不僅具有綜合使用各種媒體、靈活調(diào)度多媒體數(shù)據(jù)進行媒體處理的能力，而且能控制各種媒體硬件設(shè)備協(xié)調(diào)工作，將種類繁多的硬件有機地組織到一起，使用戶能靈活控制多媒體硬件設(shè)備來組織、操作多媒體數(shù)據(jù)。

各種多媒體軟件要運行于多媒體操作系統(tǒng)平臺（如Windows）上，故操作系統(tǒng)平臺是軟件運行的核心。多媒體系統(tǒng)軟件除具有一般系統(tǒng)軟件的特點外，還要反映多媒體技術(shù)的特點，如數(shù)據(jù)壓縮、媒體硬件接口驅(qū)動與集成、新型交互方式等。多媒體計算機系統(tǒng)主要的系統(tǒng)軟件包括以下5種。

① 多媒體驅(qū)動軟件。也稱驅(qū)動程序，它是底層硬件的軟件支撐環(huán)境，直接與計算機硬件打交道，完成設(shè)備初始化、各種設(shè)備操作、設(shè)備的打開和關(guān)閉、基于硬件的壓縮/解壓縮、圖像快速變換及功能調(diào)用等功能。通常驅(qū)動軟件有視頻子系統(tǒng)、音頻子系統(tǒng)和視頻/音頻信號獲取子系統(tǒng)等。一種多媒體硬件需要一個相應(yīng)的驅(qū)動程序，驅(qū)動程序一般隨硬件產(chǎn)品提供，它常駐內(nèi)存。

② 驅(qū)動器接口程序。它是高層軟件與驅(qū)動程序之間的接口軟件，為高層軟件建立虛擬環(huán)境。

③ 多媒體操作系統(tǒng)。實現(xiàn)多媒體環(huán)境下的多任務(wù)調(diào)度，保證音頻、視頻同步控制及信息處理的實時性；提供多媒體信息的各種基本操作和管理；具有對設(shè)備的相對獨立性和可操作性。操作系統(tǒng)還應(yīng)該具有獨立于硬件設(shè)備的較強的可擴展能力。

④ 媒體素材制作軟件及多媒體庫函數(shù)。它是為多媒體應(yīng)用程序進行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的程序，主要是多媒體數(shù)據(jù)采集軟件，包括數(shù)字化音頻錄制和編輯軟件、MIDI文件錄制和編輯軟件、圖像掃描及預(yù)處理軟件、全動態(tài)視頻采集軟件、動畫生成和編輯軟件等。多媒體庫函數(shù)作為開發(fā)環(huán)境的工具庫，可供設(shè)計者調(diào)用。

⑤ 多媒體創(chuàng)作工具和開發(fā)環(huán)境。它主要用于編輯生成特定領(lǐng)域的多媒體應(yīng)用軟件，是多媒體設(shè)計人員在多媒體操作系統(tǒng)上進行開發(fā)的軟件工具。與一般的編程工具不同，多媒體創(chuàng)作工具能對多種媒體信息進行控制、管理和編輯，能按用戶要求生成多媒體應(yīng)用程序。功能強、易學(xué)易用、操作簡便的創(chuàng)作系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境是多媒體技術(shù)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵所在。目前的創(chuàng)作工具有三種檔次，高檔工具適用于影視系統(tǒng)的專業(yè)編輯生成、動畫制作和特技效果；中檔工具用于培訓(xùn)、教育和娛樂節(jié)目制作；低檔工具可用于商業(yè)信息的簡介、簡報、家庭學(xué)習(xí)材料、電子手冊等系統(tǒng)的制作。

多媒體開發(fā)環(huán)境有兩種模式：一是以集成化平臺為核心，輔助各種制作工具的工程化開發(fā)環(huán)境；二是以編程語言為核心，輔以各種工具和函數(shù)庫的開發(fā)環(huán)境。

通常，驅(qū)動程序、接口程序、多媒體操作系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)采集程序以及創(chuàng)作工具、開發(fā)環(huán)境這些系統(tǒng)軟件都是由計算機專業(yè)人員設(shè)計、實現(xiàn)的。

（2）多媒體應(yīng)用軟件

多媒體應(yīng)用軟件是在多媒體創(chuàng)作平臺上設(shè)計開發(fā)的面向應(yīng)用領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)，通常由應(yīng)用領(lǐng)域的專家和多媒體開發(fā)人員共同協(xié)作、配合完成。開發(fā)人員利用開發(fā)平臺、創(chuàng)作工具制作、組織各種多媒體素材，生成最終的多媒體應(yīng)用程序，并在應(yīng)用中測試、完善，最終成為多媒體產(chǎn)品，如各種多媒體教學(xué)系統(tǒng)、培訓(xùn)軟件、電子圖書等，這些產(chǎn)品可以磁盤、光盤產(chǎn)品形式面世。

2. MPC系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

MPC是綜合技術(shù)的產(chǎn)物，涉及計算機、通信、音頻、視頻及其他電子產(chǎn)品等多個領(lǐng)域或行業(yè)的技術(shù)協(xié)作，其產(chǎn)品的應(yīng)用人群既有專業(yè)技術(shù)人員，也有一般的普通消費者。為了使不同層次的用戶即便使用不同廠家的產(chǎn)品也能方便地組成自己的MPC系統(tǒng)，兼容性問題是多媒體技術(shù)實用化要解決的重要問題。為此，包括Microsoft公司在內(nèi)的多媒體產(chǎn)品廠商和用戶聯(lián)合組織了一個交互式多媒體協(xié)會，該組織的主要目標(biāo)就是解決多媒體產(chǎn)品兼容性問題。

1990年11月，在Microsoft公司的主持下，Microsoft、IBM、Philips、NEC等14家著名廠商和較大的多媒體計算機公司成立了“交互式多媒體協(xié)會”IMA（Interactive Multimedia Association），進行多媒體計算機標(biāo)準(zhǔn)的制定。在兼容性計劃指導(dǎo)下，由多媒體市場協(xié)會制定多媒體個人計算機平臺標(biāo)準(zhǔn)。其具體內(nèi)容如下：

① 對PC增加多媒體功能所需的硬件、軟件最低標(biāo)準(zhǔn)進行規(guī)范；

② 規(guī)定MPC硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)的量化指標(biāo)。

③ 制定高于MPC標(biāo)準(zhǔn)的計算機部件和升級規(guī)范。

根據(jù)當(dāng)時的計算機發(fā)展水平，1991年首先制定并推出了基本標(biāo)準(zhǔn)MPC-1，使全球計算機企業(yè)共同遵守該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項內(nèi)容，促進了MPC的生產(chǎn)、銷售，并很快成為新的流行趨勢。隨后又頒布了多媒體計算機MPC-2和MPC-3標(biāo)準(zhǔn)，使音頻、視頻播放技術(shù)更加成熟和規(guī)范。MPC-1、MPC-2、MPC-3分別為多媒體個人計算機1級、2級、3級標(biāo)準(zhǔn)。MPC-1標(biāo)準(zhǔn)配置功能較弱，不足以用來開發(fā)質(zhì)量要求高的多媒體應(yīng)用系統(tǒng)；MPC-2盡管較全面地規(guī)范了各項標(biāo)準(zhǔn)，并對MPC-1做了較大調(diào)整和修改，但由于技術(shù)發(fā)展快而很快又過時了。1995年6月，多媒體計算機市場協(xié)會（現(xiàn)已更名為“多媒體PC工作組”）公布的最新標(biāo)準(zhǔn)MPC-3不僅進一步提高了硬件、軟件的技術(shù)指標(biāo)，制定了視頻壓縮MPEG的技術(shù)指標(biāo)，使視頻播放技術(shù)在MPC-2的基礎(chǔ)上更加成熟和規(guī)范化，并且制定了全屏播放、使用軟件進行視頻數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，1996年又發(fā)表了MPC-4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和后來的MPC-5等，如表1.3.1所示。

MPC產(chǎn)品以兩種方式提供給用戶：一是廠商生產(chǎn)的集成多媒體計算機，或稱一體化計算機；二是用多媒體升級套件，如聲卡、CD-ROM驅(qū)動器及解壓卡等，再安裝上驅(qū)動程序和軟件支撐環(huán)境即可組成多媒體個人計算機。MPC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是使普通計算機系統(tǒng)具有多媒體功能的標(biāo)準(zhǔn)，它既包括一體化計算機，也包括多媒體升級套件。由于MPC技術(shù)發(fā)展很快，許多軟、硬件配置，如聲卡、CD-ROM/DVD、多媒體操作系統(tǒng)等目前已成為PC的標(biāo)準(zhǔn)配置，繼續(xù)為MPC制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)已無意義，因而新的MPC標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)多年不再發(fā)布了。