C'è un continuo scambio di flussi di informazioni nel mondo. Le fonti possono essere persone, dispositivi tecnici, cose varie, oggetti di natura inanimata e vivente. Sia un oggetto che diversi possono ricevere informazioni.
Per un migliore scambio di dati, le informazioni vengono contemporaneamente codificate ed elaborate sul lato trasmettitore (i dati vengono preparati e convertiti in una forma conveniente per la trasmissione, l'elaborazione e l'archiviazione), l'inoltro e la decodifica vengono eseguiti sul lato ricevitore (codificato conversione dei dati nella loro forma originale). Questi sono compiti correlati: la sorgente e il ricevitore devono avere algoritmi di elaborazione delle informazioni simili, altrimenti il processo di codifica e decodifica sarà impossibile. La codifica e l'elaborazione delle informazioni grafiche e multimediali è generalmente implementata sulla base della tecnologia informatica.
Informazioni di codifica su un computer
Ci sono molti modi per elaborare i dati (testi, numeri, grafici, video, suoni) utilizzandocomputer. Tutte le informazioni elaborate da un computer sono rappresentate in codice binario, utilizzando i numeri 1 e 0, chiamati bit. Tecnicamente, questo metodo è implementato in modo molto semplice: 1 - il segnale elettrico è presente, 0 - assente. Da un punto di vista umano, tali codici sono scomodi per la percezione: lunghe stringhe di zero e uno, che sono caratteri codificati, sono molto difficili da decifrare immediatamente. Ma un tale formato di registrazione mostra immediatamente chiaramente cos'è la codifica delle informazioni. Ad esempio, il numero 8 in forma binaria di otto cifre assomiglia alla seguente sequenza di bit: 000001000. Ma ciò che è difficile per una persona è semplice per un computer. È più facile per l'elettronica elaborare molti elementi semplici rispetto a un piccolo numero di elementi complessi.
Codifica del testo
Quando premiamo un pulsante sulla tastiera, il computer riceve un certo codice del pulsante premuto, lo cerca nella tabella dei caratteri ASCII standard (codice americano per lo scambio di informazioni), "capisce" quale pulsante viene premuto e passa questo codice per ulteriori elaborazioni (ad esempio, per visualizzare il carattere sul monitor). Per memorizzare un codice carattere in formato binario, vengono utilizzati 8 bit, quindi il numero massimo di combinazioni è 256. I primi 128 caratteri vengono utilizzati per i caratteri di controllo, i numeri e le lettere latine. La seconda metà è per simboli nazionali e pseudografici.
Codifica del testo
Sarà più facile capire cos'è la codifica delle informazioni con un esempio. Considera i codici del carattere inglese "C"e la lettera russa "C". Nota che i caratteri sono maiuscoli e i loro codici differiscono da quelli minuscoli. Il carattere inglese sembrerà 01000010 e quello russo sembrerà 11010001. Ciò che sembra uguale a una persona sullo schermo di un monitor, un computer lo percepisce in modo completamente diverso. Occorre inoltre prestare attenzione al fatto che i codici dei primi 128 caratteri rimangono invariati, ea partire da 129 e oltre, a un codice binario possono corrispondere lettere diverse, a seconda della tabella codici utilizzata. Ad esempio, il codice decimale 194 può corrispondere alla lettera "b" in KOI8, "B" in CP1251, "T" in ISO e nelle codifiche CP866 e Mac, non un solo carattere corrisponde a questo codice. Pertanto, quando vediamo abracadabra di caratteri al posto delle parole russe quando apriamo il testo, significa che tale codifica delle informazioni non è adatta a noi e dobbiamo scegliere un altro convertitore di caratteri.
Codifica numerica
Nel sistema binario, vengono prese solo due varianti del valore: 0 e 1. Tutte le operazioni di base con i numeri binari sono utilizzate da una scienza chiamata aritmetica binaria. Queste azioni hanno le loro caratteristiche. Prendi, ad esempio, il numero 45 digitato sulla tastiera. Ogni cifra ha il proprio codice di otto cifre nella tabella dei codici ASCII, quindi il numero occupa due byte (16 bit): 5 - 01010011, 4 - 01000011. Per utilizzare questo numero nei calcoli, viene convertito da speciali algoritmi nel sistema binario sotto forma di un numero binario di otto cifre: 45 - 00101101.
Codifica ed elaborazioneinformazioni grafiche
Negli anni '50, i computer utilizzati più spesso per scopi scientifici e militari furono i primi a implementare una visualizzazione grafica dei dati. Oggi, la visualizzazione delle informazioni ricevute da un computer è un fenomeno comune e familiare per qualsiasi persona, e in quei giorni ha fatto una straordinaria rivoluzione nel lavoro con la tecnologia. Forse l'influenza della psiche umana ha avuto un effetto: le informazioni presentate visivamente vengono assorbite e percepite meglio. Una grande svolta nello sviluppo della visualizzazione dei dati si è verificata negli anni '80, quando la codifica e l'elaborazione delle informazioni grafiche ha ricevuto un potente sviluppo.
Rappresentazione grafica analogica e discreta
Le informazioni grafiche possono essere di due tipi: analogiche (una tela di pittura con colori che cambiano continuamente) e discrete (un'immagine composta da molti punti di colori diversi). Per comodità di lavorare con le immagini su un computer, vengono elaborate - campionamento spaziale, in cui a ciascun elemento viene assegnato un valore di colore specifico sotto forma di un codice individuale. La codifica e l'elaborazione delle informazioni grafiche è simile al lavoro con un mosaico costituito da un gran numero di piccoli frammenti. Inoltre, la qualità della codifica dipende dalla dimensione dei punti (minore è la dimensione dell'elemento - ci saranno più punti per unità di area - maggiore è la qualità) e dalla dimensione della tavolozza dei colori utilizzati (più colore indica ciascuno dot può richiedere, rispettivamente, più informazioni, meglio èqualità).
Creazione e memorizzazione di elementi grafici
Ci sono diversi formati di immagine di base: vettoriali, frattali e raster. Separatamente, viene considerata una combinazione di raster e vettoriale: una grafica 3D multimediale molto diffusa nel nostro tempo, che è le tecniche e i metodi per costruire oggetti tridimensionali nello spazio virtuale. La codifica e l'elaborazione delle informazioni grafiche e multimediali è diversa per ogni formato di immagine.
Bitmap
L'essenza di questo formato grafico è che l'immagine è divisa in piccoli punti multicolori (pixel). Punto di controllo in alto a sinistra. La codifica delle informazioni grafiche parte sempre dall'angolo sinistro dell'immagine riga per riga, ogni pixel riceve un codice colore. Il volume di un'immagine raster può essere calcolato moltiplicando il numero di punti per il volume di informazioni di ciascuno di essi (che dipende dal numero di opzioni di colore). Maggiore è la risoluzione del monitor, maggiore è rispettivamente il numero di linee raster e punti in ciascuna linea, maggiore è la qualità dell'immagine. È possibile utilizzare il codice binario per elaborare dati grafici di tipo raster, poiché la luminosità di ciascun punto e le coordinate della sua posizione possono essere rappresentate come numeri interi.
Immagine vettoriale
La codifica di informazioni grafiche e multimediali di tipo vettoriale si riduce al fatto che un oggetto grafico è rappresentato sotto forma di segmenti e archi elementari. proprietàle linee, che sono l'oggetto base, sono la forma (diritta o curva), il colore, lo spessore, lo stile (linea tratteggiata o continua). Quelle linee che sono chiuse hanno un' altra proprietà: riempimento con altri oggetti o colore. La posizione dell'oggetto è determinata dai punti iniziale e finale della linea e dal raggio di curvatura dell'arco. La quantità di informazioni grafiche in formato vettoriale è molto inferiore rispetto al formato raster, ma richiede programmi speciali per visualizzare grafica di questo tipo. Ci sono anche programmi - vettorizzatori che convertono immagini raster in immagini vettoriali.
Grafica frattale
Questo tipo di grafica, come la grafica vettoriale, si basa su calcoli matematici, ma la sua componente di base è la formula stessa. Non è necessario memorizzare immagini o oggetti nella memoria del computer, l'immagine stessa viene disegnata solo secondo la formula. Questo tipo di grafica è utile per visualizzare non solo semplici strutture regolari, ma anche illustrazioni complesse che imitano, ad esempio, paesaggi nei giochi o emulatori.
Onde sonore
Che cos'è la codifica delle informazioni può essere dimostrato anche dall'esempio di lavorare con il suono. Sappiamo che il nostro mondo è pieno di suoni. Sin dai tempi antichi, le persone hanno capito come nascono i suoni: onde di aria compressa e rarefatta che colpiscono i timpani. Una persona può percepire onde con una frequenza da 16 Hz a 20 kHz (1 Hertz - un'oscillazione al secondo). Tutte le onde le cui frequenze di oscillazione rientrano in questosono chiamati audio.
Proprietà audio
Le caratteristiche del suono sono tono, timbro (il colore del suono, a seconda della forma delle vibrazioni), altezza (frequenza, che è determinata dalla frequenza delle vibrazioni al secondo) e volume, a seconda dell'intensità di vibrazioni. Qualsiasi suono reale consiste in una miscela di vibrazioni armoniche con un insieme fisso di frequenze. La vibrazione con la frequenza più bassa è chiamata tono fondamentale, il resto sono armonici. Il timbro - un diverso numero di sfumature inerenti a questo particolare suono - conferisce un colore speciale al suono. È dal timbro che possiamo riconoscere le voci dei nostri cari, distinguere il suono degli strumenti musicali.
Programmi per lavorare con il suono
I programmi possono essere suddivisi condizionatamente in diversi tipi in base alla loro funzionalità: programmi di utilità e driver per schede audio che funzionano con loro a basso livello, editor audio che eseguono varie operazioni con i file audio e applicano vari effetti ad essi, sintetizzatori software e convertitori analogico-digitale (ADC) e convertitori digitale-analogico (DAC).
Codifica audio
La codifica delle informazioni multimediali consiste nel convertire la natura analogica del suono in una discreta per un'elaborazione più conveniente. L'ADC riceve un segnale analogico in ingresso, misura la sua ampiezza a determinati intervalli di tempo ed emette una sequenza digitale in uscita con dati sulle variazioni di ampiezza. Non avviene alcuna trasformazione fisica.
Il segnale di uscita è discreto, quindi più spessofrequenza di misurazione dell'ampiezza (campione), più accuratamente il segnale di uscita corrisponde al segnale di ingresso, migliore è la codifica e l'elaborazione delle informazioni multimediali. Un campione è anche comunemente indicato come una sequenza ordinata di dati digitali ricevuti tramite un ADC. Il processo stesso è chiamato campionamento, in russo - discretizzazione.
La conversione inversa avviene con l'ausilio di un DAC: in base ai dati digitali che entrano in ingresso, in determinati momenti viene generato un segnale elettrico dell'ampiezza richiesta.
Parametri di campionamento
I parametri di campionamento principali non sono solo la frequenza di misurazione, ma anche la profondità di bit - l'accuratezza della misurazione della variazione di ampiezza per ciascun campione. Più accuratamente viene trasmesso il valore dell'ampiezza del segnale durante la digitalizzazione in ciascuna unità di tempo, maggiore è la qualità del segnale dopo l'ADC, maggiore è l'affidabilità del recupero dell'onda durante la conversione inversa.
