數字視頻互動

數字視頻互動是指具有實時壓縮、解壓縮和顯示圖像功能的一種全數位化多媒體技術。DVI是全數字聲、文、圖處理系統，能支持多種多媒體信息來源和信息格式。此外，DVI是一個開放系統，可被移植到各種平台上，因此贏得了廣大用戶，世界上有幾百家公司為其開發軟體，將其套用推廣到各行各業中去。

中文名稱	數字視頻互動
英文名稱	digital video interactive;DVI
定　　義	具有實時壓縮、解壓縮和顯示圖像功能的一種全數位化多媒體技術。
套用學科	通信科技（一級學科），交換選路（二級學科）

基本介紹

• 中文名：數字視頻互動
• 外文名：digital video interactive
• 縮寫：DVI
• 起源時間：1983年
• 功能：實時壓縮、解壓縮和顯示圖像
• 所屬學科：通信科學技術

發展歷史

數字視頻互動技術推出之前，已有一些能提供互動的聲音、視頻和圖形的系統，這些系統用盤來存儲模擬的聲音和視像信息源。用戶用讀頭移動來選擇盤中信息，這種方法的缺點在於用戶的選擇受到限止，讀頭移動位置尋找新的信息源時常會發生視像和聲音的中斷，而來自計算機的圖文又常會發生滯後，故要求附加圖形硬體或複雜的時鐘電路來同步兩種不同來源的視像。而DVI則是實現全盤數字式的系統，將所有東西都作為數位化的數據來存儲和處理，用單一的存儲設備和晶片來在計算機控制下產生聲像合成視頻，形成一個全數字互動性實用系統。

1983年，美國普林斯頓的戴維沙諾夫研究中心開始研究將計算機擁有的人-機互動技術與電視提供的真實感技術相結合的可能性，並在1987年Microsoft公司舉辦的CD-ROM年會上首次公開演示。

1989年，Intel/IBM推出的DVI為Action Media 750開發平台，視頻處理器採用i750A，其軟體運行在MS-DOS下，為音頻/視頻支持系統AVSS2.00，可控制音頻視頻檔案的播放，在COMDEX/Fall’89展示會上展出後引起普遍重視。

1991年，Intel/IBM又推出新版多媒體Action MediaⅡ，視頻處理器是i750B，速度比i750A快一倍，軟體AVSS2.20外又開發了在Windows 3.0和OS/2 1.3下運行的音頻/視頻核心AVK，其低層編程接口稱Beta DV-MCI，即數字視頻介質控制接口，在COMDEX/Fall' 91展示會上展出並獲得最佳展示獎和最佳多媒體產品獎，隨後又將MCI和AVK擴展到Windows 3.1和OS/22.0，並套用到DVI視頻會議上。

DVI是全數字聲、文、圖處理系統，能支持多種多媒體信息來源和信息格式。此外，DVI是一個開放系統，可被移植到各種平台上，因此贏得了廣大用戶,世界上有幾百家公司為其開發軟體，將其套用推廣到各行各業中去。

硬體

DVI技術的核心依賴於2塊晶片：VDP1和VDP2，它們共同形成了視頻顯示處理器。

1)VDP1像素處理器

VDP1是像素處理器，每秒執行1250萬個操作。它使用了較寬的指令字長，沒有永久的微碼，所有被執行的代碼都要先從雙連線埠的視頻RAM(VRAM)中裝進晶片上的指令RAM里。較寬的微指令字長能使VDPI同時執行幾個操作，地址計算和像素處理能同時進行，圖形操作的內循環計算器在操作過程中自動增值。

VDP1還用特殊的硬體能夠每秒鐘對50萬個像素進行捲曲算法(Warp algorithm)，這比任何通用的處理器都快得多。微指令的格式也作了很精心的規定，使其能隨著技術的進步而改變。它並不是按微指令的二進制原狀進行存儲，而是在盤上保持一種邏輯格式，僅在將其移入VRAM中時才轉換為物理的微指令。這種設計就很容易使以後版本的晶片提供向下兼容性，以適應DVI結構的發展。

2)超級CRT控制器VDP2

VDP2或稱輸出顯示處理器，它在DVI系統中是作為一個超級的CRT控制器。通過主機系統匯流排不能直接訪問到它，它是自己通過由VRAM裝入暫存器的值進行編程。這些暫存器的內容總是在每一幀的末尾被重新裝入。但它們也可在軟體控制下更頻繁地重新裝入。VDP2由一個4位的V-BUS接口返回信號給VDP1。

VDP2經過連在VRAM串口上的32位多路選擇匯流排從VRAM中提取數據，然後再由一個特殊設計的像素數據通道將其映像到CRT上顯示。

特點

數字視頻互動技術在以下幾個方面取得了實質性的突破：

①一種全數位化的方法。DVI的關鍵目標是將所有媒體信號都作為數位化的數據來存儲和處理，從而避免部分模擬和部分數字系統的昂貴、複雜、難於同步等缺陷。DVI用一個單一的存儲設備和晶片來產生活動視頻、聲音、合成的視像，它們直接由一台個人計算機控制，從而形成了一個互動性、實用性都很好的系統。

②視頻壓縮。DVI最具有特色的一個部分就是先進的視頻數據壓縮。對視頻數據若不進行壓縮就要占據大量的存儲空間。DVI實現了對視頻信息進行實時的高效壓縮和解壓縮，其基本考慮是：只記錄相繼幀之間的差別部分。另外在DVI晶片內有特殊的配件，如彩色查找表、彩色子樣部件以及專有的信息封裝技術。

③聲音壓縮。DVI採用“自適應的差分脈碼調製”算法(ADPCM)來提供聲音的壓縮，並用了特殊的緩衝技術來防止聲音的間斷。

④合成圖形。DVI不僅能再現被壓縮的視頻序列，也能生成計算機圖形。硬體直接支持點陣圖圖像和“結構化”的圖形(由多邊形、曲線等圖形元素建立)，也能提供點陣圖形式的文本。DVI的硬體執行圖形算法有著很快的速度，能夠支持在視頻圖像上疊加動畫。

DVI系統

Ⅰ型DVI系統

Ⅰ型DVI系統硬體體系結構的核心部件是三塊專用的DVI接口板：DVI視頻板、DVI音頻板以及DVI多功能板。IBM PC/AT或其兼容性計算機作為硬體的工作平台。同時配有CD、ROM驅動器，帶有放大器的音響效果的RGB彩色監視器，組成了DVI用戶系統。在此基礎上在配置：視頻信息獲取器。音頻信號獲取器，擴展的VRAM，大容量的光碟或硬碟，磁帶機，錄像機，音響設備，監視器以及攝像機或掃瞄器等組成了DVI開發系統。

Ⅱ型DVI系統

Ⅱ型DVI系統Action Media 750Ⅱ是一個比較成熟的多媒體計算機系統。它獲得了Comdex 91最佳多媒體產品獎和最佳展示獎。比起Ⅰ型DVI系統，它有如下幾點改進：

(1)性能指標高。II型DVI系統在硬體設計時採用了82750 PB像素處理器和82750DB顯示處理器專用晶片，82750 PB和82750 DB比起82750 PA和82750 DA在運算速度上快了一倍，而且在微碼引擎和指令系統方面也有了明顯的改進。

(2)使用了專用的門陣電路。Intel公司在I型DVI系統的基礎上，將其周邊邏輯設計成3個門陣電路：82750 LH主機接口門陣；82750 LV VRAM/SCSI/Capture接口門陣；82750 LA音頻子系統接口門陣。

(3)將多塊處理板變成一塊處理板。最早的DVI系統由5塊板組成，後來I型DVI系統由3塊板組成，II型DVI系統將它們集成在一塊板上，視頻和音頻獲取板也裝在上面，只占一個IBM PC標準插槽。

Ⅱ型DVI系統的核心是視頻算法和顯示引擎，即82750 PB像素處理器，82750 DB顯示處理器和靜止圖像壓縮編碼和解壓縮算法。同時還要完成把最後得到的位映射轉換成在監視器能夠顯示的模擬的RGB信號。