第八章多媒体信息的输入与输出

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1、第八章 多媒体信息的输入与输出8.1 显示卡的定义： 显示卡显示卡也称为图形显示适配器或显卡，是多媒体信息系统中重要的信息输出设备，是工作在多媒体信息系统和显示设备之间的传输系统。1、将系统中中央处理器输出的显示信息加以处理、 转换和控制。2、将输出信息发送到显示器上，呈现能被视觉感知 的文字、数据、图形界面、彩色照片、电脑动画、 视频画面等可视信息。3、中央处理器同时也可从显示卡读回所需要的显示 状态等信息。8.1 显示卡的基本作用1、信息模式的转换a.并行数据信号转换为串行输出数据信号b.数字信号转换为模拟信号显示卡的作用： 微型计算机主机与外部设备的连接，基本上使用了两类接口：串行接口与

2、并行接口。 并行接口是指数据的各位同时进行传送，其特点是传输速度快，但当传输距离较远、位数又多时，导致了通信线路复杂且成本提高。串行通信是指数据一位位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，并可以利用电话线，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。 串行通信本身又分为异步通信与同步通信两种。 串行通信线路上传送的是数字信号，表示传送数字信号能力的指标为数据速率(Data Rate)，其单位为bps(bit persecond)，即每秒钟传送的二进制位数。 串行接口标准： 目前普遍采用的一种串行接口标准是RS232C标准。RS232C接口标准采用25

3、个引脚的连接器（D型插座）。RS232C规定有25根连线。 采用并行传送方式在微型计算机与外部设备之间进行数据传送的接口叫并行接口。 它有2个主要特点：一是同时并行传送的二进位数就是数据宽度；二是在计算机与外设之间采用应答式的联络信号来协调双方的数据传送操作，这种联络信号又称为握手信号。 并行接口2、显示信息的控制 显示卡发送的信号除需要包含视频信号、亮度信号外，还要包括垂直和水平同步控制信号，从而实现同步扫描和控制图像扫描频率或屏幕刷新频率。3、对图形函数进行加速 显示卡利用自己的图形函数加速器和显示存储器来执行图形加速任务，可以减少CPU所必须处理的图形函数的数量，提高了计算机的整机性能。

4、 显示存储器图8.26爱普生STYLUS PHOTO 2100喷墨打印机数/模转换器显示控制器图形加速芯片BIOS ROM总 线输出接口RGBHV写读同步信号 显示卡各主要功能模块都集成在一块插件板上。它通过系统板上的I/O扩展槽与系统总线连接，通过多芯电缆与显示器接口电路连接。 显示卡的结构显示卡的结构 覆盖散热片的图形加速芯片AGP总 线接口显存VGA Feature插口VGA插口视 频插口7、2显示卡的结构与性能1、图形加速芯片(3D加速芯片) 图形加速芯片又称为图形处理芯片或显示芯片，它是显卡中最重要的部分，它决定了显示卡的类型、档次和大部分功能图形加速芯片的性能指标1、核心频率2、公

5、版频率3、核心代号4、显示芯片位宽5、渲染管线6、顶点着色单元计算机三维图形技术 指的是将计算机数据描述的三维空间信息通过计算转换成二维图像并显示到输出设备的技术。3D API（Application Programming Interface）图形编程接口，提供了许多图形运算能力和图形处理功能。目前比较普遍应用的3D API有Direct 3D、Open GL、 Glide、Heidi等。2. 显示存储器 显示存储器是一种随机存储器。根据显示存储器的功能，它也被称为帧缓冲器（Frame Buffer）、视频存储器（Video RAM）或位图存储器（Bitmap Memory）。 它主要存放的

6、是图形加速芯片处理后的一帧显示图形的数据，即与显示屏幕上一帧图形各像素点一一对应的像素值，从而在屏幕上形成一帧与显示存储器中所存位图数据相对应的可见画面。 显示存储器的性能指标1、显存位宽 在一个时钟周期内所能传送的数据位数；2、显存时钟周期 显存时钟脉冲的重复周期；3、显存容量4、显存频率5、显存带宽显示存储器的容量显存容量显示分辨率3（色彩位数8）例如：一帧600 800的三维场景，32位色彩位数， 那么所需要的显存容量为多少？（色彩位数8）也称为带宽系数3、随机存储数/模转换器（RAMDAC） RAMDAC（Random Access Memory Digital to Analog C

7、onverter） 用于将显示存储器中输出的串行图形数据实时地转换为显示器所能接受的RGB模拟信号，发送到显示器并显示出来。工作频率最大图形分辨率显示刷新频率 （色彩位数8）4.BIOS ROM BIOS ROM又称为基本输入输出系统。它是一种特殊的存储芯片（ROM），存放生产厂家提供的硬件图形加速芯片与驱动软件之间的输入、输出逻辑控制程序，此外，还存放显卡的名称型号以及显示内存的信息等。BIOS的性能决定了显示卡硬件与操作系统之间的配合程度，以及能否充分利用图形加速芯片的功能。 5、总线接口PCI接口AGP接口PCI-E接口6.6.其他其他 VGAVGA插口；插口； VGA FeatureV

8、GA Feature插口；插口； 视频视频S S端子插口。端子插口。TV-OUTVideo-inVIVO（video in and video out）接口）接口 增强型S端子RF射频端子射频端子 D-SUBDVI-D接口DVI-I接口BNC（同轴电缆卡环形接口） HDMIDisplayPortDisplayPort 视视频频编编辑辑卡卡实实际际上上是是非非线线性性视视频频编编辑辑系系统统中中的的主主要要设设备备。将将传传统统的的线线性性视视频频编编辑辑中中的的各各单单一一设设备备所所产产生生的的特特技技、动动画画、字字幕幕、调调音音等等功功能能集集于于一一体体，大大大大简简化化了了影影视视后

9、后期期制制作作。主主要要完完成成视视音音频频信信号号的的输输入入处处理理、压压缩缩解解压压缩缩、特技混合处理、图文字幕的产生与叠加等任务。特技混合处理、图文字幕的产生与叠加等任务。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3 视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.1 8.3.1 8.3.1 8.3.1 视频编辑卡的作用视频编辑卡的作用视频编辑卡的作用视频编辑卡的作用 视视频频编编辑辑卡卡从从硬硬件件的的角角度度看看，可可分分为为单单通通道道和和双双通通道道两两种种。这这里里

10、通通道道的的意意思思是是指指在在内内部部视视频频混混合合器器之之前前的的独独立立的的视视频频回回放放通通道道。目目前前绝绝大大多多数数的的非非线线性性视视频频编编辑辑系系统统采采用用M-JPEGM-JPEG算算法法，因因此此可可分分为为只只有有一一个个M-JPEG M-JPEG CodecCodec（解解码码器器）的单通道系统和具有两个的单通道系统和具有两个M-JPEG CodecM-JPEG Codec的双通道系统。的双通道系统。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3 视频编辑

11、卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.2 8.3.2 8.3.2 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构 单单通通道道系系统统只只能能对对一一路路视视频频信信号号进进行行压压缩缩记记录录和和解解压压回回放，这就意味着系统肯定无法完成多层画面的实时处理。放，这就意味着系统肯定无法完成多层画面的实时处理。 双双通通道道系系统统由由于于可可以以完完成成两两路路视视频频信信号号的的解解压压回回放放，再再与与系系统统内内部部其其他他处处理理单单元元相相配配合合，就就可可以以完完成成两两路路活活动动画画面的实时混合处理。面的

12、实时混合处理。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3 视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.2 8.3.2 8.3.2 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构 1. 1. 单通道系统单通道系统 单单通通道道系系统统（只只有有一一个个压压缩缩/ /解解压压缩缩通通道道）通通常常在在硬硬件件上上无无数数字字特特技技、数数字字混混合合和和字字幕幕叠叠加加部部分分。它它只只是是完完成成视视频信息的采

13、集、压缩解压缩和编码输出。频信息的采集、压缩解压缩和编码输出。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3 视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.2 8.3.2 8.3.2 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构 单通道系统结构图单通道系统结构图 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3

14、 视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.2 8.3.2 8.3.2 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构 控制总线地址总线数据总线游戏接口MIDI接口总 线 接口 和 控制器DSP混合信号处理器line输入CD输入麦克风MIC放大器功率放大器总 线MIDI音乐合成器2. 2. 双通道系统双通道系统 双双通通道道系系统统实实际际上上就就是是传传统统二二对对一一编编辑辑的的模模仿仿。下下图图显显示示 了了 一一 个个 典典 型型 的的 双双 通通 道道 系系 统统 的的 机机 构构 图图 （ 以以 Matr

15、oxMatrox DigiSuiteDigiSuite编编辑辑卡卡为为例例），为为了了更更清清楚楚地地说说明明其其改改进进部部分分，所以在图中忽略了视频采集部分。所以在图中忽略了视频采集部分。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3 视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.2 8.3.2 8.3.2 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构 双通道系统结构双通道系统结构 第第第第8 8 8 8章章

16、章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3 视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.2 8.3.2 8.3.2 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构 背景输入A/DSCSI硬盘SCSI接口数据缓冲CodecCodecVFBVFBVFBDVEDVEDVEDVEDVEKeyKeyKeyKeyKeyMixer音频处理GFB计算机总线3.3.内存中心结构内存中心结构 PinnaclePinnacle公公司司近近期期生生产产的的高高

17、端端视视频频编编辑辑卡卡普普遍遍采采用用了了该该公公司司的的一一种种独独到到的的革革新新方方案案“ “内内存存结结构构” ”用用来来代代替替传传统统的的“ “视视频频流流中中心心结结构构” ”。下下面面左左图图显显示示了了“ “视视频频流流中中心心结结构构” ”的解决方案，右图显示了的解决方案，右图显示了“ “内存中心结构内存中心结构” ”的解决方案。的解决方案。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3 视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.2 8.3.2 8.3.2

18、8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构 内存中心结构内存中心结构 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3 视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.2 8.3.2 8.3.2 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构 视频流中心结构视频流中心结构 Codec1Codec2MixerGraphicsMixerMemoryVi

19、deoAudioGraphicsCodecsHUB34. 4. 4. 4. Flex 3DFlex 3DFlex 3DFlex 3D特技结构特技结构特技结构特技结构 Flex Flex 3D3D是是MatroxMatrox公公司司在在20002000年年推推出出的的一一种种创创新新的的实实时时视视频频混混合合和和特特技技结结构构。Flex Flex 3D3D首首次次将将视视频频技技术术与与三三维维技技术术相相结结合合，利利用用图图形形加加速速技技术术提提供供种种类类无无限限的的实实时时广广播播级级2 2D D、3D3D数字视频特技（数字视频特技（DVEDVE）。）。 第第第第8 8 8 8章章

20、章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3 视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.2 8.3.2 8.3.2 8.3.2 视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构视频编辑卡的工作原理与结构 1.1.接口方式接口方式 接接口口方方式式是是指指视视频频编编辑辑卡卡与与计计算算机机的的连连接接方方式式，对对于于视视频频编编辑辑卡卡主主要要有有以以下下几几种种：并并行行口口，USBUSB、PCIPCI和和IEEE1394IEEE1394。其其中中采采用用并并行行口口和和

21、USBUSB的的视视频频编编辑辑卡卡，一一般般都都采采用用计计算算机机外置连接方式。外置连接方式。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3 视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.38.3.38.3.38.3.3视频编辑卡的基本性能视频编辑卡的基本性能视频编辑卡的基本性能视频编辑卡的基本性能 2.2.视频特性视频特性 视频特性应从以下几个方面进行衡量：视频特性应从以下几个方面进行衡量： （1 1） 输入和输出方式；输入和输出方式； （2 2） 画面格式；画面格式； （3

22、3） 兼容的视频设备；兼容的视频设备； （4 4） 实时编辑和三维实时编辑和三维DVEDVE。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3 视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.38.3.38.3.38.3.3视频编辑卡的基本性能视频编辑卡的基本性能视频编辑卡的基本性能视频编辑卡的基本性能 3.3.音频特性音频特性（1 1） 与与视视频频同同步步：看看其其是是否否符符合合 SMPTE-272M SMPTE-272M 和和 AES11-1991 AES11-1991 标准。标

23、准。（2 2） 模模拟拟音音频频：是是否否支支持持I/O I/O 非非平平衡衡立立体体声声(1 (1 对对 RCA RCA 进进, 1 , 1 对对 RCA RCA 出出) )和音频多声道。和音频多声道。（3 3） 采采样样方方法法：应应考考虑虑其其采采样样频频率率、采采样样数数据据位位数数和和过过取样数值。取样数值。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.3 8.3 8.3 8.3 视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡视频编辑卡 8.3.38.3.38.3.38.3.3视频编辑卡的基本性能视频编辑卡的基本性能视

24、频编辑卡的基本性能视频编辑卡的基本性能 1.1.扫描仪概述扫描仪概述 扫描仪的基本概念扫描仪的基本概念 扫扫描描仪仪( (Scanner)Scanner)是是一一种种捕捕捉捉图图像像( (照照片片、文文本本、图图画画、胶胶片片等等甚甚至至三三维维图图像像) )并并将将其其转转化化为为计计算算机机可可以以显显示示、编辑、储存和输出的格式的数字化输入设备。编辑、储存和输出的格式的数字化输入设备。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输

25、入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.1 8.4.1 8.4.1 8.4.1 扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪 扫描仪的分类扫描仪的分类 扫描仪的分类有不同的标准，下面介绍四种扫描仪的分扫描仪的分类有不同的标准，下面介绍四种扫描仪的分类方法，其中最重要的就是接口分类法和扫描原理分类法。类方法，其中最重要的就是接口分类法和扫描原理分类法。 按扫描仪的接口分类按扫描仪的接口分类a. USBa. USB接口扫描仪；接口扫描仪；b. SCSIb. SCSI接口扫描仪；接口扫描仪； C. C. 并行接口扫描仪。并行接口扫描仪。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体

26、信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.1 8.4.1 8.4.1 8.4.1 扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪 按扫描仪的原理分类按扫描仪的原理分类 a.a.手持式扫描仪手持式扫描仪 手持式扫描仪体积较小、重量较轻并且携带比较方便。手持式扫描仪体积较小、重量较轻并且携带比较方便。 b. b.平板扫描仪平板扫描仪 平板扫描仪主要应用在平板扫描仪主要应用在A4A4和和A3A3幅面，其中又以幅面，其中又以A4A4幅面的幅面的扫描仪用途最广、种类最多、销量最大。扫描仪用途最广、种类最多、

27、销量最大。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.1 8.4.1 8.4.1 8.4.1 扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪 P300STDP300STD非解码扫描仪非解码扫描仪 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输

28、入输出设备 8.4.1 8.4.1 8.4.1 8.4.1 扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪 清华紫光清华紫光 UniscanUniscan B700 B700型扫描仪型扫描仪 滚滚筒筒式式扫扫描描仪仪又又称称为为大大幅幅面面扫扫描描仪仪或或者者工工程程图图扫扫描描仪仪，它它一一般般应应用用在在像像A1A1、A0A0这这样样的的大大幅幅面面扫扫描描领领域域（一一般般都都是是广告图像或工程图纸）上。广告图像或工程图纸）上。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部

29、输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.1 8.4.1 8.4.1 8.4.1 扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪 TruScanTruScan Designerl600 Designerl600滚筒式扫描仪滚筒式扫描仪 按扫描图稿介质分类按扫描图稿介质分类a.a.反射式扫描仪；反射式扫描仪；b.b.透射式扫描仪；透射式扫描仪；c.c.多用途扫描仪。多用途扫描仪。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外

30、部输入输出设备 8.4.1 8.4.1 8.4.1 8.4.1 扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪 按扫描仪的用途分类按扫描仪的用途分类 分为用于各种图稿输入的通用型扫描仪和专门用于特殊分为用于各种图稿输入的通用型扫描仪和专门用于特殊图像输入的专用型扫描仪，如条码扫描仪、卡片阅读机等。图像输入的专用型扫描仪，如条码扫描仪、卡片阅读机等。 按扫描的图纸幅面的大小分类按扫描的图纸幅面的大小分类 按按其其扫扫描描的的图图纸纸幅幅面面的的大大小小不不同同，可可分分为为小小幅幅面面的的手手持持式式扫扫描描仪仪、中中等等幅幅面面的的台台式式扫扫描描仪仪和和大大幅幅面面的的工工程程图图扫扫描仪。描仪。 第第第第8 8

31、 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.1 8.4.1 8.4.1 8.4.1 扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪 2.2.扫描仪的工作原理扫描仪的工作原理 扫描仪的组成部分扫描仪的组成部分 扫描仪是个光机电一体化的产品。通常由滤光镜（或扫描仪是个光机电一体化的产品。通常由滤光镜（或反光镜）、光源（或三色光源）、聚焦透镜、扫描模组、反光镜）、光源（或三色光源）、聚焦透镜、扫描模组、扫描头、扫描灯管等组成。扫描头、扫描

32、灯管等组成。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.1 8.4.1 8.4.1 8.4.1 扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪 （2 2）扫描仪的工作原理）扫描仪的工作原理 图像扫描原理图像扫描原理 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输

33、入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.1 8.4.1 8.4.1 8.4.1 扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪 彩彩色色图图像像扫扫描描方方式式 滤光镜待扫材料聚焦透镜滤光镜对光源三线型CCD图像数据 扫描仪的工作过程扫描仪的工作过程 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.1 8.4.1 8.4.1 8.4.1 扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪 图像扫描基本流程图像扫描基本流程 扫描光源待扫材料CCD转换

34、传输接口图像文件扫描仪控制计算机主机控制3.3.扫描仪的性能指标扫描仪的性能指标 扫描扫描仪的分辨率仪的分辨率 扫扫描描仪仪的的分分辨辨率率( (ResultionResultion，也也称称之之为为解解析析度度) )是是扫扫描描仪仪最重要的性能指标之一。最重要的性能指标之一。灰度级灰度级 灰度级表示图像的亮度层次的范围，灰度级数越多说明扫灰度级表示图像的亮度层次的范围，灰度级数越多说明扫描仪生成的图像的亮度的动态范围越大，层次感越丰富。描仪生成的图像的亮度的动态范围越大，层次感越丰富。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信

35、息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.1 8.4.1 8.4.1 8.4.1 扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪 扫描仪的色彩位数扫描仪的色彩位数 色彩位数又叫色彩深度、色彩模式、色彩分辨率或色阶，色彩位数又叫色彩深度、色彩模式、色彩分辨率或色阶，总之都是表示扫描仪分辨彩色或灰度细腻程度的指标。总之都是表示扫描仪分辨彩色或灰度细腻程度的指标。 扫描仪的扫描幅面扫描仪的扫描幅面 扫描仪的扫描幅面指它可以接受的最大原稿尺寸。扫描仪的扫描幅面指它可以接受的最大原稿尺寸。 扫描仪的工作速度扫描仪的工作速度 扫描仪

36、的扫描速度是扫描仪的又一重要指标、这一指标扫描仪的扫描速度是扫描仪的又一重要指标、这一指标决定着扫描仪的工作效率。决定着扫描仪的工作效率。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.1 8.4.1 8.4.1 8.4.1 扫描仪扫描仪扫描仪扫描仪 1.1.打印机概述打印机概述 打印机的基本概念打印机的基本概念 打印机是由微型计算机、精密机械和电气装置构成的机打印机是由微型计算机、精密机械和电气装

37、置构成的机电一体化的高科技产品、是各种类型的计算机系统中能实电一体化的高科技产品、是各种类型的计算机系统中能实现硬拷贝输出的外部设备，通过它可以将电脑处理的文件、现硬拷贝输出的外部设备，通过它可以将电脑处理的文件、数据和图片打印出来，制作成一份精美的文件或者报告。数据和图片打印出来，制作成一份精美的文件或者报告。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2

38、打印机打印机打印机打印机 打印机的功能分类打印机的功能分类 针式打印机针式打印机 针针 式式 打打 印印 机机 又又 称称 为为 点点 阵阵 打打 印印 机机 （ Dot Dot Matrix Matrix PrinterPrinter），），是通过打印针来进行工作的。是通过打印针来进行工作的。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机

39、打印机 IBM 423XIBM 423X型高速针式打印机型高速针式打印机 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机打印机 喷墨打印机喷墨打印机 喷喷墨墨打打印印机机是是借借助助于于内内装装墨墨水水的的喷喷头头，在在打打印印信信号号的的驱动下，将墨水喷到介质上，形成字符或图形。驱动下，将墨水喷到介质上，形成字符或图形。 第第第第8 8 8

40、 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机打印机 爱普生爱普生STYLUS PHOTO 2100STYLUS PHOTO 2100喷墨打印机喷墨打印机 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入

41、输出设备常用外部输入输出设备 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机打印机 激光打印机激光打印机 激激光光打打印印机机( (Laser Laser Printer)Printer)是是一一种种非非击击打打类类型型的的页页式式打打印印机机。如如下下图图所所示示的的爱爱普普生生 Aculaser-C4000Aculaser-C4000激激光光打打印印机，机，它利用电子照相转移技术进行印刷。它利用电子照相转移技术进行印刷。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.

42、4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机打印机 爱普生爱普生 Aculaser-C4000Aculaser-C4000激光打印机激光打印机 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机打印机 其他类型的打印机其他类型的打印机 按按

43、字字符符成成型型分分类类，又又可可分分为为点点阵阵式式和和活活字字字字模模式式。字字模模式式又又有有单单字字锤锤式式、菊菊花花轮轮式式。点点阵阵式式的的字字形形灵灵活活，还还可可以以打印汉字和图形，而清晰度不如字模式高。打印汉字和图形，而清晰度不如字模式高。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机打印机 2.2.打印机的工作原理打印机

44、的工作原理 结构结构 打打印印机机的的基基本本结结构构包包括括两两部部分分（如如下下图图所所示示），即即机机械械部部分分和和电电路路部部分分。另另外外，激激光光打打印印机机除除了了包包括括两两部部分分基基本本结结构构外外，还还包包括括光光学学系系统统部部分分，是是一一种种光光、机机、电电一一体体的的高度自动化的计算机输出设备。高度自动化的计算机输出设备。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4

45、.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机打印机 打印机的基本结构打印机的基本结构 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机打印机 控制电源电源驱动电源主控制电路部分打印机械设备接口控制电路控制面板CPU(单片机）DIP开关RAMROMMASELROM数据状态I/O电机驱动电路电源操作控制印字操作控制打印头驱动控制走车

46、电机探测器走纸电机打印头 工作原理工作原理 激光打印机的工作原理激光打印机的工作原理 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机打印机 激光打印机基本工作原理激光打印机基本工作原理 激光束激光驱动信号视频信号二进制数据计算机视频控制激光扫描系统视频接口/控制系统电子照相 喷墨打印机的工作原理喷墨打印机的工作原理 喷墨打印机根据喷墨方式可分

47、为连续式和按需要式两种。喷墨打印机根据喷墨方式可分为连续式和按需要式两种。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机打印机 喷墨打印机工作原理喷墨打印机工作原理 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常

48、用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机打印机 喷头振荡发生器墨水槽过滤器收集槽墨水泵字符发生器模拟调制器高压电源打印纸回收器喷嘴偏转电极充电电极3.3.打印机性能指标打印机性能指标 打印速度；打印速度； 分辨率（分辨率（DPIDPI）； 打印幅面；打印幅面； 缓冲区。缓冲区。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备

49、 8.4.2 8.4.2 8.4.2 8.4.2 打印机打印机打印机打印机 1.1.相机概述相机概述 数码相机的基本概念数码相机的基本概念 数数码码相相机机是是一一种种计计算算机机配配套套使使用用的的、新新兴兴的的数数字字影影像像设设备，它的出现使传统的摄影技术发生了革命性变革。备，它的出现使传统的摄影技术发生了革命性变革。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.3 8.4.3 8.4.3

50、8.4.3 数码相机数码相机数码相机数码相机 数码相机的种类数码相机的种类 按按性性能能价价格格比比把把数数码码相相机机分分为为三三类类：简简易易型型数数码码相相机机、商用型数码相机、专业型数码相机。商用型数码相机、专业型数码相机。 a.a.简易型数码相机；简易型数码相机； b. b.商用型数码相机；商用型数码相机； c. c.专业型数码相机。专业型数码相机。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备

51、8.4.3 8.4.3 8.4.3 8.4.3 数码相机数码相机数码相机数码相机 按接口分类按接口分类a. USBa. USB数码相机；数码相机；b. PPb. PP数码相机；数码相机；c. PCIc. PCI数码相机。数码相机。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.3 8.4.3 8.4.3 8.4.3 数码相机数码相机数码相机数码相机 2.2.数码相机的工作原理数码相机的工作原理 数码

52、相机的结构数码相机的结构 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.3 8.4.3 8.4.3 8.4.3 数码相机数码相机数码相机数码相机 数码相机的基本组成数码相机的基本组成 摄像机光学镜头CCD阵列A/D转换存储器I/O接口输出到计算机 数码相机的工作原理数码相机的工作原理 当当数数码码相相机机对对准准需需要要拍拍摄摄画画面面后后，按按下下快快门门，使使所所拍拍摄摄画画面面物物体体上上反反

53、射射出出的的光光通通过过相相机机的的光光学学器器件件落落在在光光电电传传感感器器上上，光光电电传传感感器器输输出出与与入入射射光光亮亮度度成成正正比比的的模模拟拟电电压压。模模拟拟电电压压经经过过A/DA/D转转换换后后变变成成数数字字信信号号，在在通通过过数数字字处处理理后后以以图图像像文文件件的的形形式式存存储储在在存存储储器器中中。需需要要时时，可可以以将将存存储储在在存存储储器器中中的的图图像像数数据据通通过过串串行行接接口口（USBUSB或或IEEE1394IEEE1394接口）或接口）或SCSISCSI接口输入到计算机中保存，或进行处理。接口输入到计算机中保存，或进行处理。 第第第

54、第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.3 8.4.3 8.4.3 8.4.3 数码相机数码相机数码相机数码相机 3.3.数码相机的技术指标数码相机的技术指标 CDCD元件数目；元件数目； A/DA/D转换部件；转换部件； D D取景器；取景器； 分辨率和像素；分辨率和像素； 变焦功能；变焦功能； 颜色深度；颜色深度； 感光度。感光度。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信

55、息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.3 8.4.3 8.4.3 8.4.3 数码相机数码相机数码相机数码相机 1.1.数码摄像机概述数码摄像机概述 数码摄像机的基本概念数码摄像机的基本概念 在在数数码码影影像像系系统统中中，数数码码相相机机和和数数码码摄摄像像机机同同为为数数码码影影像像的的输输入入设设备备。其其作作用用都都是是生生成成数数码码影影像像。不不同同的的是是，数数码码相相机机主主要要用用于于捕捕捉捉景景物物的的瞬瞬间间活活动动，生生成成的

56、的主主要要是是数数码码图图片片影影像像。而而数数码码摄摄像像机机主主要要用用于于捕捕捉捉景景物物的的连连续续活活动动，生成的主要是数码视频影像。生成的主要是数码视频影像。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.4 8.4.4 8.4.4 8.4.4 数码摄像机数码摄像机数码摄像机数码摄像机 数码摄像机的分类数码摄像机的分类 根据摄像机内使用根据摄像机内使用CCDCCD的数目分的数目分 根根据

57、据摄摄像像机机内内使使用用CCDCCD的的数数目目，分分为为单单片片CCDCCD和和三三片片CCDCCD两种。两种。 摄像机根据使用场合和技术要求分类摄像机根据使用场合和技术要求分类 摄摄像像机机根根据据使使用用场场合合和和技技术术要要求求大大致致分分分分为为三三类类：广广播播用摄像机、专业用摄像机、家庭用摄像机用摄像机、专业用摄像机、家庭用摄像机 。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.

58、4 8.4.4 8.4.4 8.4.4 数码摄像机数码摄像机数码摄像机数码摄像机 BetacamBetacam SX SX 数字摄像机数字摄像机DNW-9WS DNW-9WS 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.4 8.4.4 8.4.4 8.4.4 数码摄像机数码摄像机数码摄像机数码摄像机 DVCAMDVCAM摄录一体机摄录一体机 SONY VX2000E SONY VX2000E 第第

59、第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.4 8.4.4 8.4.4 8.4.4 数码摄像机数码摄像机数码摄像机数码摄像机 2 2数码摄像机的工作原理数码摄像机的工作原理 结构结构 从从内内部部结结构构上上讲讲，数数码码摄摄像像机机包包括括：可可变变焦焦光光学学透透镜镜系系统统、取取景景器器、CCDCCD摄摄像像器器件件转转换换器器，数数字字信信号号处处理理和和存存储储单单元元，数数字字音音频频处处

60、理理和和记记录录系系统统，磁磁带带加加载载和和伺伺服服机机构构，显示器显示器( (LCD)LCD)以及信号输出控制单元。以及信号输出控制单元。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.4 8.4.4 8.4.4 8.4.4 数码摄像机数码摄像机数码摄像机数码摄像机 电路工作原理电路工作原理 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体

61、信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.4 8.4.4 8.4.4 8.4.4 数码摄像机数码摄像机数码摄像机数码摄像机 数码摄像机的基本信号处理流程图数码摄像机的基本信号处理流程图 液晶显示器(LCD)主CPU控制器磁带加载和伺服电路磁带磁头线圈驱动电路DSPA/D转换器CCD摄像器件存储器被摄景物光像DSPA/D转换器拾音器光学透镜声音MPEG3.3.数码摄像机的主要指标数码摄像机的主要指标 灵敏度，分解力，信噪比是摄像机最重要的技术指标。灵敏度，分解力，信噪比是摄像机最重要的技术指标。 摄

62、像机灵敏度摄像机灵敏度 是在标准摄像状态下，摄像机光圈的数值。是在标准摄像状态下，摄像机光圈的数值。 水平分解力水平分解力 分分解解力力又又称称为为清清度度。其其含含义义是是，在在水水平平宽宽度度为为图图像像屏屏幕幕高度的范围内，可以分辨多少根垂直黑白线条的数目。高度的范围内，可以分辨多少根垂直黑白线条的数目。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.4 8.4.4 8.4.4 8.4.4 数

63、码摄像机数码摄像机数码摄像机数码摄像机 信噪比信噪比 表表示示在在图图像像信信号号中中包包含含噪噪声声成成分分的的指指标标。在在显显示示的的图图像像中，表现为不规则的闪烁细点。中，表现为不规则的闪烁细点。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.4 8.4.4 8.4.4 8.4.4 数码摄像机数码摄像机数码摄像机数码摄像机 4.4.摄像机的其他主要指标摄像机的其他主要指标 CCDCCD的类型

64、和规格；的类型和规格； 灰度特性；灰度特性； 动态范围和拐点特性；动态范围和拐点特性； 量化比特数；量化比特数； 中性滤色片中性滤色片NDND； 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.4 8.4.4 8.4.4 8.4.4 数码摄像机数码摄像机数码摄像机数码摄像机 镜头的选择；镜头的选择； 外同步与外触发；外同步与外触发； 光谱响应特性。光谱响应特性。 第第第第8 8 8 8章章章章 多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出多媒体信息的输入与输出 8.4 8.4 8.4 8.4 常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备常用外部输入输出设备 8.4.4 8.4.4 8.4.4 8.4.4 数码摄像机数码摄像机数码摄像机数码摄像机