U svijetu postoji stalna razmjena tokova informacija. Izvori mogu biti ljudi, tehnički uređaji, razne stvari, predmeti nežive i žive prirode. I jedan i više objekata mogu primati informacije.
Za bolju razmjenu podataka, informacije se istovremeno kodiraju i obrađuju na strani odašiljača (podaci se pripremaju i pretvaraju u oblik pogodan za emitiranje, obradu i pohranu), prosljeđivanje i dekodiranje se provode na strani prijamnika (kodiraju se konverzija podataka u izvorni oblik). To su međusobno povezani zadaci: izvor i primatelj moraju imati slične algoritme za obradu informacija, inače će proces kodiranja-dekodiranja biti nemoguć. Kodiranje i obrada grafičkih i multimedijskih informacija obično se provodi na temelju računalne tehnologije.
Informacije o kodiranju na računalu
Postoji mnogo načina za obradu podataka (tekstovi, brojevi, grafika, video, zvuk) pomoćuRačunalo. Sve informacije koje obrađuje računalo predstavljene su u binarnom kodu – pomoću brojeva 1 i 0, koji se nazivaju bitovi. Tehnički, ova metoda se provodi vrlo jednostavno: 1 - električni signal je prisutan, 0 - odsutan. S ljudske točke gledišta, takvi kodovi su nezgodni za percepciju - duge nizove nula i jedinica, koji su kodirani znakovi, vrlo je teško odmah dešifrirati. Ali takav format snimanja odmah jasno pokazuje što je kodiranje informacija. Na primjer, broj 8 u binarnom osmoznamenkastom obliku izgleda kao sljedeći niz bitova: 000001000. Ali ono što je teško za osobu, jednostavno je za računalo. Elektronici je lakše obraditi mnogo jednostavnih elemenata nego mali broj složenih.
Kodiranje teksta
Kada pritisnemo tipku na tipkovnici, računalo prima određeni kod pritisnutog gumba, traži ga u standardnoj tablici ASCII znakova (Američki kod za razmjenu informacija), "razumije" koji je gumb pritisnut i prosljeđuje ovaj kod za daljnju obradu (na primjer, za prikaz znaka na monitoru). Za pohranjivanje koda znakova u binarnom obliku koristi se 8 bitova, pa je maksimalni broj kombinacija 256. Prvih 128 znakova koristi se za kontrolne znakove, brojeve i latinična slova. Druga polovica je za nacionalne simbole i pseudografiju.
Kodiranje teksta
Bit će lakše razumjeti što je kodiranje informacija s primjerom. Razmotrite kodove engleskog znaka "C"i rusko slovo "C". Imajte na umu da su znakovi velika i da se njihovi kodovi razlikuju od malih. Engleski znak će izgledati kao 01000010, a ruski kao 11010001. Ono što čovjeku izgleda isto na ekranu monitora, računalo percipira potpuno drugačije. Također je potrebno obratiti pozornost na to da kodovi prvih 128 znakova ostaju nepromijenjeni, a počevši od 129 i dalje, jednom binarnom kodu mogu odgovarati različita slova, ovisno o korištenoj tablici kodova. Na primjer, decimalni kod 194 može odgovarati slovu “b” u KOI8, “B” u CP1251, “T” u ISO-u, a u kodiranju CP866 i Mac, niti jedan znak uopće ne odgovara ovom kodu. Stoga, kada prilikom otvaranja teksta umjesto ruskih riječi vidimo slovno-znakovnu abrakadabru, to znači da nam takvo kodiranje informacija ne odgovara i moramo odabrati drugi pretvarač znakova.
Kodiranje brojeva
U binarnom sustavu uzimaju se samo dvije varijante vrijednosti - 0 i 1. Sve osnovne operacije s binarnim brojevima koristi znanost koja se zove binarna aritmetika. Ove radnje imaju svoje karakteristike. Uzmimo, na primjer, broj 45 upisan na tipkovnici. Svaka znamenka ima svoj osmoznamenkasti kod u tablici ASCII kodova, tako da broj zauzima dva bajta (16 bita): 5 - 01010011, 4 - 01000011. Kako bi se ovaj broj koristio u izračunima, on se posebnim algoritmima pretvara u binarni sustav u obliku osmoznamenkastog binarnog broja: 45 - 00101101.
Kodiranje i obradagrafički podaci
U 50-ima, računala koja su se najčešće koristila u znanstvene i vojne svrhe prva su implementirala grafički prikaz podataka. Danas je vizualizacija informacija primljenih s računala uobičajena i poznata pojava svakom čovjeku, a u ono vrijeme napravila je iznimnu revoluciju u radu s tehnologijom. Možda je utjecaj ljudske psihe utjecao: vizualno prezentirane informacije bolje se apsorbiraju i percipiraju. Veliki napredak u razvoju vizualizacije podataka dogodio se 80-ih godina, kada je kodiranje i obrada grafičkih informacija dobilo snažan razvoj.
Analogni i diskretni prikaz grafike
Grafičke informacije mogu biti dvije vrste: analogne (slikarsko platno s kontinuiranom promjenom boje) i diskretne (slika koja se sastoji od mnogo točaka različitih boja). Radi praktičnosti rada sa slikama na računalu, obrađuju se - prostorno uzorkovanje, u kojem se svakom elementu dodjeljuje određena vrijednost boje u obliku pojedinačnog koda. Kodiranje i obrada grafičkih informacija slično je radu s mozaikom koji se sastoji od velikog broja malih fragmenata. Štoviše, kvaliteta kodiranja ovisi o veličini točaka (što je manja veličina elementa - bit će više točaka po jedinici površine - to je kvaliteta veća) i veličini palete korištenih boja (što više boja navodi svaki dot može uzeti, odnosno, nosi više informacija, to boljekvaliteta).
Izrada i pohranjivanje grafike
Postoji nekoliko osnovnih formata slika - vektorski, fraktalni i rasterski. Zasebno se razmatra kombinacija rastera i vektora - multimedijske 3D grafike koja je rasprostranjena u naše vrijeme, a to su tehnike i metode za konstruiranje trodimenzionalnih objekata u virtualnom prostoru. Kodiranje i obrada grafičkih i multimedijskih informacija različiti su za svaki format slike.
Bitmap
Suština ovog grafičkog formata je da je slika podijeljena na male raznobojne točkice (piksele). Gornja lijeva kontrolna točka. Kodiranje grafičkih informacija uvijek počinje od lijevog kuta slike red po redak, svaki piksel dobiva kod boje. Volumen rasterske slike može se izračunati množenjem broja točaka s volumenom informacija svake od njih (što ovisi o broju opcija boja). Što je veća razlučivost monitora, veći je broj linija i točaka rastera u svakom retku, odnosno veća je kvaliteta slike. Možete koristiti binarni kod za obradu grafičkih podataka rasterskog tipa, budući da se svjetlina svake točke i koordinate njezine lokacije mogu predstaviti kao cijeli brojevi.
Vektorska slika
Kodiranje grafičkih i multimedijskih informacija vektorskog tipa svodi se na činjenicu da se grafički objekt predstavlja u obliku elementarnih segmenata i lukova. Svojstvalinije, koje su osnovni objekt, su oblik (ravna ili krivulja), boja, debljina, stil (isprekidana ili puna linija). One linije koje su zatvorene imaju još jedno svojstvo - ispunjavanje drugim objektima ili bojom. Položaj objekta određen je početnom i krajnjom točkom linije i polumjerom zakrivljenosti luka. Količina grafičkih informacija u vektorskom formatu puno je manja od rasterskog formata, ali zahtijeva posebne programe za pregled grafike ove vrste. Postoje i programi - vektorizatori koji pretvaraju rasterske slike u vektorske.
Fraktalna grafika
Ova vrsta grafike, poput vektorske, temelji se na matematičkim izračunima, ali je njena osnovna komponenta sama formula. Nema potrebe pohranjivati nikakve slike ili objekte u memoriju računala, sama slika se crta samo prema formuli. Ova vrsta grafike prikladna je za vizualizaciju ne samo jednostavnih pravilnih struktura, već i složenih ilustracija koje imitiraju, na primjer, pejzaže u igrama ili emulatorima.
Zvučni valovi
Što je kodiranje informacija može se pokazati i na primjeru rada sa zvukom. Znamo da je naš svijet ispunjen zvukovima. Od davnina ljudi su shvatili kako se rađaju zvukovi – valovi komprimiranog i razrijeđenog zraka koji utječu na bubnjiće. Osoba može percipirati valove frekvencije od 16 Hz do 20 kHz (1 Hertz - jedna oscilacija u sekundi). Svi valovi čije frekvencije titranja spadaju u toraspon se naziva audio.
Svojstva zvuka
Karakteristike zvuka su ton, timbar (boja zvuka, ovisno o obliku vibracija), visina (frekvencija, koja je određena učestalošću vibracija u sekundi) i glasnoća, ovisno o intenzitetu vibracija. Svaki pravi zvuk sastoji se od mješavine harmonijskih vibracija s fiksnim skupom frekvencija. Vibracija s najnižom frekvencijom naziva se osnovni ton, ostalo su prizvuci. Timbar - različit broj prizvuka svojstvenih ovom zvuku - daje posebnu boju zvuku. Po tembru možemo prepoznati glasove voljenih, razlikovati zvuk glazbenih instrumenata.
Programi za rad sa zvukom
Programi se mogu uvjetno podijeliti u nekoliko tipova prema njihovoj funkcionalnosti: uslužni programi i drajveri za zvučne kartice koji rade s njima na niskoj razini, audio uređivači koji izvode različite operacije sa zvučnim datotekama i primjenjuju različite efekte na njih, softverski sintisajzeri i analogno-digitalni pretvarači (ADC) i digitalno-analogni pretvarači (DAC).
Audio kodiranje
Kodiranje multimedijskih informacija sastoji se od pretvaranja analogne prirode zvuka u diskretnu za praktičniju obradu. ADC na ulazu prima analogni signal, mjeri njegovu amplitudu u određenim vremenskim intervalima, a na izlazu daje digitalni niz s podacima o promjenama amplitude. Ne dolazi do fizičke transformacije.
Izlazni signal je diskretan, pa što češćefrekvencija mjerenja amplitude (uzorak), što točnije izlazni signal odgovara ulaznom signalu, to je bolje kodiranje i obrada multimedijskih informacija. Uzorak se također obično naziva uređenim nizom digitalnih podataka primljenih preko ADC-a. Sam proces se zove uzorkovanje, na ruskom - diskretizacija.
Obrnuta pretvorba događa se uz pomoć DAC-a: na temelju digitalnih podataka koji ulaze u ulaz, u određenim vremenskim točkama generira se električni signal potrebne amplitude.
Parametri uzorkovanja
Glavni parametri uzorkovanja nisu samo frekvencija mjerenja, već i dubina bita - točnost mjerenja promjene amplitude za svaki uzorak. Što se vrijednost amplitude signala točnije prenosi tijekom digitalizacije u svakoj jedinici vremena, što je veća kvaliteta signala nakon ADC-a, to je veća pouzdanost povrata vala tijekom inverzne konverzije.
