数字视频交互

具有实时压缩、解压缩和显示图像功能的全数字化多媒体技术

数字视频交互是指具有实时压缩、解压缩和显示图像功能的一种全数字化多媒体技术。DVI是全数字声、文、图处理系统，能支持多种多媒体信息来源和信息格式。此外，DVI是一个开放系统，可被移植到各种平台上，因此赢得了广大用户，世界上有几百家公司为其开发软件，将其应用推广到各行各业中去。

发展历史

数字视频交互技术推出之前，已有一些能提供交互的声音、视频和图形的系统，这些系统用盘来存储模拟的声音和视像信息源。用户用读头移动来选择盘中信息，这种方法的缺点在于用户的选择受到限止，读头移动位置寻找新的信息源时常会发生视像和声音的中断，而来自计算机的图文又常会发生滞后，故要求附加图形硬件或复杂的时钟电路来同步两种不同来源的视像。而DVI则是实现全盘数字式的系统，将所有东西都作为数字化的数据来存储和处理，用单一的存储设备和芯片来在计算机控制下产生声像合成视频，形成一个全数字交互性实用系统。

1983年，美国普林斯顿的戴维沙诺夫研究中心开始研究将计算机拥有的人-机交互技术与电视提供的真实感技术相结合的可能性，并在1987年Microsoft公司举办的CD-ROM年会上首次公开演示。

1989年，Intel/IBM推出的DVI为Action Media 750开发平台，视频处理器采用i750A，其软件运行在MS-DOS下，为音频/视频支持系统AVSS2.00，可控制音频视频文件的播放，在COMDEX/Fall’89展示会上展出后引起普遍重视。

1991年，Intel/IBM又推出新版多媒体Action MediaⅡ，视频处理器是i750B，速度比i750A快一倍，软件AVSS2.20外又开发了在Windows 3.0和OS/2 1.3下运行的音频/视频内核AVK，其低层编程接口称Beta DV-MCI，即数字视频介质控制接口，在COMDEX/Fall' 91展示会上展出并获得最佳展示奖和最佳多媒体产品奖，随后又将MCI和AVK扩展到Windows 3.1和OS/22.0，并应用到DVI视频会议上。

DVI是全数字声、文、图处理系统，能支持多种多媒体信息来源和信息格式。此外，DVI是一个开放系统，可被移植到各种平台上，因此赢得了广大用户,世界上有几百家公司为其开发软件，将其应用推广到各行各业中去。

硬件组成

DVI技术的核心依赖于2块芯片：VDP1和VDP2，它们共同形成了视频显示处理器。

1)VDP1像素处理器

VDP1是像素处理器，每秒执行1250万个操作。它使用了较宽的指令字长，没有永久的微码，所有被执行的代码都要先从双端口的视频RAM(VRAM)中装进芯片上的指令RAM里。较宽的微指令字长能使VDPI同时执行几个操作，地址计算和像素处理能同时进行，图形操作的内循环计算器在操作过程中自动增值。

VDP1还用特殊的硬件能够每秒钟对50万个像素进行卷曲算法(Warp algorithm)，这比任何通用的处理器都快得多。微指令的格式也作了很精心的规定，使其能随着技术的进步而改变。它并不是按微指令的二进制原状进行存储，而是在盘上保持一种逻辑格式，仅在将其移入VRAM中时才转换为物理的微指令。这种设计就很容易使以后版本的芯片提供向下兼容性，以适应DVI结构的发展。

2)超级CRT控制器VDP2

VDP2或称输出显示处理器，它在DVI系统中是作为一个超级的CRT控制器。通过主机系统总线不能直接访问到它，它是自己通过由VRAM装入寄存器的值进行编程。这些寄存器的内容总是在每一帧的末尾被重新装入。但它们也可在软件控制下更频繁地重新装入。VDP2由一个4位的V-BUS接口返回信号给VDP1。

VDP2经过连在VRAM串口上的32位多路选择总线从VRAM中提取数据，然后再由一个特殊设计的像素数据通道将其映像到CRT上显示。

技术特点

数字视频交互技术在以下几个方面取得了实质性的突破：

①一种全数字化的方法。DVI的关键目标是将所有媒体信号都作为数字化的数据来存储和处理，从而避免部分模拟和部分数字系统的昂贵、复杂、难于同步等缺陷。DVI用一个单一的存储设备和芯片来产生活动视频、声音、合成的视像，它们直接由一台个人计算机控制，从而形成了一个交互性、实用性都很好的系统。

②视频压缩。DVI最具有特色的一个部分就是先进的视频数据压缩。对视频数据若不进行压缩就要占据大量的存储空间。DVI实现了对视频信息进行实时的高效压缩和解压缩，其基本考虑是：只记录相继帧之间的差别部分。另外在DVI芯片内有特殊的配件，如彩色查找表、彩色子样部件以及专有的信息封装技术。

③声音压缩。DVI采用“自适应的差分脉码调制”算法(ADPCM)来提供声音的压缩，并用了特殊的缓冲技术来防止声音的间断。

④合成图形。DVI不仅能再现被压缩的视频序列，也能生成计算机图形。硬件直接支持位图图像和“结构化”的图形(由多边形、曲线等图形元素建立)，也能提供位图形式的文本。DVI的硬件执行图形算法有着很快的速度，能够支持在视频图像上叠加动画。

DVI系统

Ⅰ型DVI系统

Ⅰ型DVI系统硬件体系结构的核心部件是三块专用的DVI接口板：DVI视频板、DVI音频板以及DVI多功能板。IBM PC/AT或其兼容性计算机作为硬件的工作平台。同时配有CD、ROM驱动器，带有放大器的音响效果的RGB彩色监视器，组成了DVI用户系统。在此基础上在配置：视频信息获取器。音频信号获取器，扩展的VRAM，大容量的光盘或硬盘，磁带机，录像机，音响设备，监视器以及摄像机或扫描仪等组成了DVI开发系统。

Ⅱ型DVI系统

Ⅱ型DVI系统Action Media 750Ⅱ是一个比较成熟的多媒体计算机系统。它获得了Comdex 91最佳多媒体产品奖和最佳展示奖。比起Ⅰ型DVI系统，它有如下几点改进：

(1)性能指标高。II型DVI系统在硬件设计时采用了82750 PB像素处理器和82750DB显示处理器专用芯片，82750 PB和82750 DB比起82750 PA和82750 DA在运算速度上快了一倍，而且在微码引擎和指令系统方面也有了明显的改进。

(2)使用了专用的门阵电路。Intel公司在I型DVI系统的基础上，将其周边逻辑设计成3个门阵电路：82750 LH主机接口门阵；82750 LV VRAM/SCSI/Capture接口门阵；82750 LA音频子系统接口门阵。

(3)将多块处理板变成一块处理板。最早的DVI系统由5块板组成，后来I型DVI系统由3块板组成，II型DVI系统将它们集成在一块板上，视频和音频获取板也装在上面，只占一个IBM PC标准插槽。

Ⅱ型DVI系统的核心是视频算法和显示引擎，即82750 PB像素处理器，82750 DB显示处理器和静止图像压缩编码和解压缩算法。同时还要完成把最后得到的位映射转换成在监视器能够显示的模拟的RGB信号。

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