Există un schimb constant de fluxuri de informații în lume. Sursele pot fi oameni, dispozitive tehnice, diverse lucruri, obiecte de natură neînsuflețită și vie. Atât un obiect, cât și mai multe pot primi informații.
Pentru un schimb mai bun de date, informațiile sunt codificate și procesate simultan pe partea transmițătorului (datele sunt pregătite și convertite într-o formă convenabilă pentru difuzare, procesare și stocare), redirecționarea și decodificarea se efectuează pe partea receptorului (codificat). conversia datelor în forma sa originală). Acestea sunt sarcini interdependente: sursa și receptorul trebuie să aibă algoritmi similari de procesare a informațiilor, altfel procesul de codificare-decodare va fi imposibil. Codificarea și procesarea informațiilor grafice și multimedia sunt de obicei implementate pe baza tehnologiei computerizate.
Informații de codificare pe un computer
Există multe moduri de a procesa datele (texte, numere, grafice, video, sunet) folosindcalculator. Toate informațiile procesate de un computer sunt reprezentate în cod binar - folosind numerele 1 și 0, numite biți. Din punct de vedere tehnic, această metodă este implementată foarte simplu: 1 - semnalul electric este prezent, 0 - absent. Din punct de vedere uman, astfel de coduri sunt incomode pentru percepție - șiruri lungi de zerouri și unu, care sunt caractere codificate, sunt foarte greu de descifrat imediat. Dar un astfel de format de înregistrare arată imediat ce este codificarea informațiilor. De exemplu, numărul 8 în formă binară de opt cifre arată ca următoarea secvență de biți: 000001000. Dar ceea ce este dificil pentru o persoană este simplu pentru un computer. Este mai ușor pentru electronică să proceseze multe elemente simple decât un număr mic de elemente complexe.
Codificarea textului
Când apăsăm un buton de pe tastatură, computerul primește un anumit cod al butonului apăsat, îl caută în tabelul standard de caractere ASCII (American Code for Information Interchange), „înțelege” ce buton este apăsat și transmite acest cod pentru procesare ulterioară (de exemplu, pentru a afișa caracterul pe monitor). Pentru a stoca un cod de caracter în formă binară, se folosesc 8 biți, deci numărul maxim de combinații este de 256. Primele 128 de caractere sunt folosite pentru caracterele de control, numerele și literele latine. A doua jumătate este pentru simboluri naționale și pseudografice.
Codificarea textului
Va fi mai ușor de înțeles ce este codificarea informațiilor cu un exemplu. Luați în considerare codurile caracterului englez „C”și litera rusă „C”. Rețineți că caracterele sunt majuscule, iar codurile lor diferă de cele cu litere mici. Caracterul englez va arăta ca 01000010, iar cel rus va arăta ca 11010001. Ceea ce arată la fel pentru o persoană pe un ecran de monitor, computerul percepe complet diferit. De asemenea, este necesar să se acorde atenție faptului că codurile primelor 128 de caractere rămân neschimbate, iar începând de la 129 și mai departe, unui cod binar pot corespunde diferite litere, în funcție de tabelul de coduri utilizat. De exemplu, codul zecimal 194 poate corespunde literei „b” în KOI8, „B” în CP1251, „T” în ISO și în codificările CP866 și Mac, niciun caracter nu corespunde deloc acestui cod. Prin urmare, când vedem abracadabra litere-caracter în loc de cuvinte rusești la deschiderea textului, aceasta înseamnă că o astfel de codificare a informațiilor nu ne convine și trebuie să alegem un alt convertor de caractere.
Codificare numere
În sistemul binar sunt luate doar două variante ale valorii - 0 și 1. Toate operațiile de bază cu numere binare sunt folosite de o știință numită aritmetică binară. Aceste acțiuni au propriile lor caracteristici. Luați, de exemplu, numărul 45 tastat pe tastatură. Fiecare cifră are propriul cod de opt cifre în tabelul de coduri ASCII, astfel încât numărul ocupă doi octeți (16 biți): 5 - 01010011, 4 - 01000011. Pentru a utiliza acest număr în calcule, acesta este convertit prin algoritmi speciali în sistemul binar sub forma unui număr binar de opt cifre: 45 - 00101101.
Codificare și procesareinformații grafice
În anii 50, calculatoarele care erau cel mai des folosite în scopuri științifice și militare au fost primele care au implementat o afișare grafică a datelor. Astăzi, vizualizarea informațiilor primite de la un computer este un fenomen comun și familiar pentru orice persoană, iar în acele zile a făcut o revoluție extraordinară în lucrul cu tehnologia. Poate că influența psihicului uman a avut un efect: informațiile prezentate vizual sunt mai bine absorbite și percepute. O mare descoperire în dezvoltarea vizualizării datelor a avut loc în anii 80, când codarea și procesarea informațiilor grafice au primit o dezvoltare puternică.
Reprezentare analogă și discretă a graficelor
Informațiile grafice pot fi de două tipuri: analogice (o pânză de pictură cu culoarea în schimbare continuă) și discrete (o imagine formată din multe puncte de culori diferite). Pentru confortul lucrului cu imagini pe computer, acestea sunt procesate - eșantionare spațială, în care fiecărui element i se atribuie o anumită valoare de culoare sub forma unui cod individual. Codificarea și procesarea informațiilor grafice este similară cu lucrul cu un mozaic format dintr-un număr mare de fragmente mici. Mai mult, calitatea codificării depinde de dimensiunea punctelor (cu cât dimensiunea elementului este mai mică - vor fi mai multe puncte pe unitate de suprafață - cu atât calitatea este mai mare) și de dimensiunea paletei de culori utilizate (cu cât fiecare culoare indică mai multe dot poate lua, respectiv, purtând mai multe informații, cu atât mai binecalitate).
Crearea și stocarea elementelor grafice
Există mai multe formate de imagine de bază - vector, fractal și raster. Separat, se ia în considerare o combinație de raster și vector - o grafică 3D multimedia care este larg răspândită în timpul nostru, care este tehnicile și metodele de construire a obiectelor tridimensionale în spațiul virtual. Codificarea și procesarea informațiilor grafice și multimedia sunt diferite pentru fiecare format de imagine.
Bitmap
Esența acestui format grafic este că imaginea este împărțită în mici puncte multicolore (pixeli). Punct de control din stânga sus. Codarea informațiilor grafice începe întotdeauna din colțul din stânga al imaginii linie cu linie, fiecare pixel primește un cod de culoare. Volumul unei imagini raster poate fi calculat prin înmulțirea numărului de puncte cu volumul de informații al fiecăruia dintre ele (care depinde de numărul de opțiuni de culoare). Cu cât rezoluția monitorului este mai mare, cu atât este mai mare numărul de linii raster și, respectiv, de puncte în fiecare linie, cu atât calitatea imaginii este mai mare. Puteți utiliza cod binar pentru a procesa date grafice de tip raster, deoarece luminozitatea fiecărui punct și coordonatele locației acestuia pot fi reprezentate ca numere întregi.
Imagine vectorială
Codificarea informațiilor grafice și multimedia de tip vectorial se reduce la faptul că un obiect grafic este reprezentat sub formă de segmente și arce elementare. proprietățiliniile, care sunt obiectul de bază, sunt forma (dreaptă sau curbă), culoarea, grosimea, stilul (linie întreruptă sau continuă). Acele linii care sunt închise au încă o proprietate - umplerea cu alte obiecte sau culoare. Poziția obiectului este determinată de punctele de început și de sfârșit ale liniei și de raza de curbură a arcului. Cantitatea de informații grafice în format vectorial este mult mai mică decât în formatul raster, dar necesită programe speciale pentru a vizualiza grafica de acest tip. Există și programe - vectorizatoare care convertesc imagini raster în imagini vectoriale.
Ilustrație fractală
Acest tip de grafică, ca și grafica vectorială, se bazează pe calcule matematice, dar componenta sa de bază este formula însăși. Nu este nevoie să stocați imagini sau obiecte în memoria computerului, imaginea în sine este desenată doar conform formulei. Acest tip de grafică este convenabil pentru vizualizarea nu numai a structurilor obișnuite simple, ci și a ilustrațiilor complexe care imită, de exemplu, peisaje din jocuri sau emulatori.
Unde sonore
Ce este codificarea informațiilor poate fi demonstrat și prin exemplul de lucru cu sunet. Știm că lumea noastră este plină de sunete. Din cele mai vechi timpuri, oamenii și-au dat seama cum se nasc sunetele - valuri de aer comprimat și rarefiat care afectează timpanele. O persoană poate percepe unde cu o frecvență de la 16 Hz la 20 kHz (1 Hertz - o oscilație pe secundă). Toate undele ale căror frecvențe de oscilație se încadrează în aceastainterval se numesc audio.
Proprietăți sunet
Caracteristicile sunetului sunt tonul, timbrul (culoarea sunetului, în funcție de forma vibrațiilor), înălțimea (frecvența, care este determinată de frecvența vibrațiilor pe secundă) și volumul, în funcție de intensitate. a vibraţiilor. Orice sunet real constă dintr-un amestec de vibrații armonice cu un set fix de frecvențe. Vibrația cu frecvența cea mai joasă se numește ton fundamental, restul sunt tonuri. Timbrul - un număr diferit de tonuri inerente acestui sunet special - dă o culoare specială sunetului. Prin timbru putem recunoaște vocile celor dragi, distingem sunetul instrumentelor muzicale.
Programe pentru lucrul cu sunet
Programele pot fi împărțite condiționat în mai multe tipuri în funcție de funcționalitatea lor: programe utilitare și drivere pentru plăcile de sunet care funcționează cu ele la un nivel scăzut, editori audio care efectuează diverse operații cu fișierele de sunet și le aplică diverse efecte, sintetizatoare software și convertoare analog-digital (ADC) și convertoare digital-analog (DAC).
Codare audio
Codificarea informațiilor multimedia constă în transformarea naturii analogice a sunetului într-una discretă pentru o procesare mai convenabilă. ADC primește un semnal analogic la intrare, măsoară amplitudinea acestuia la anumite intervale de timp și emite o secvență digitală la ieșire cu date despre modificările de amplitudine. Nu are loc nicio transformare fizică.
Semnalul de ieșire este discret, deci cu atât mai desfrecvența de măsurare a amplitudinii (eșantion), cu cât semnalul de ieșire corespunde mai precis semnalului de intrare, cu atât mai bună este codificarea și procesarea informațiilor multimedia. Un eșantion este, de asemenea, denumit în mod obișnuit o secvență ordonată de date digitale primite printr-un ADC. Procesul în sine se numește eșantionare, în rusă - discretizare.
Conversia inversă are loc cu ajutorul unui DAC: pe baza datelor digitale care intră în intrare, în anumite momente se generează un semnal electric de amplitudinea necesară.
Parametri de eșantionare
Principalii parametri de eșantionare nu sunt doar frecvența de măsurare, ci și adâncimea de biți - acuratețea măsurării modificării amplitudinii pentru fiecare probă. Cu cât valoarea amplitudinii semnalului este transmisă mai precis în timpul digitizării în fiecare unitate de timp, cu atât este mai mare calitatea semnalului după ADC, cu atât mai mare este fiabilitatea recuperării undei în timpul conversiei inverse.
