1. Двоичное кодирование звуковой информации.

Звуковая информация в естественных условиях имеет аналоговую (непрерывную) форму представления.Компьютер же, как известно,способен работать с информацией, представленной в дискретном виде. Поэтому необходимо преобразование звуковой аналоговой формы в дискретную путем дискретизации.

Дискретизация - это процесс преобразования непрерывного звука в набор дискретных значений в форме кодов. Чтобы перевести музы­кальный звук в числовую форму, можно, например, через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя результаты каждого измерения в числовой форме.

Из курса физики нам известно, что звук - это колебания воздуха. Если преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), мы увидим плавно изменяющееся с течением времени напряжение. Для компьютерной обработки такой аналоговый сигнал нужно каким-то образом преобразовать в последовательность двоичных чисел.

Поступим следующим образом. Будем измерять напряжение через равные промежутки времени и записывать полученные значения в память компьютера. Этот процесс и есть дискретизация (или оциф­ровка). Для того чтобы воспроизвести закодированный таким образом звук, нужно выполнить обратное преобразование, а затем сгладить получившийся ступенчатый сигнал.

Итак, в процессе кодирования звуковой информации происходит временная дискретизация звука (когда звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки). Для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется дискретной последовательностью уровней громкости. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний. Чем больше уровней громкости может быть выделено в процессе оцифрования, тем более качественным будет звучание.

Современные звуковые карты позволяют для кодирования каждого значения амплитуды звукового сигнала выделить 16 бит (это так взываемая глубина звука). Количество различных уровней сигнала можно вычислить по формуле: N = 2', где i - глубина звука. Таким образом, для современных звуковых карт количество различных уровней сигнала равно N = 2¹⁶ = 65538.

Ясно, что качество кодирования будет напрямую зависеть от количества измерений уровня сигнала в единицу времени. Этот показатель называется частотой дискретизации. Чем выше частота дискретизации (т. е. количество отсчетов за секунду) и чем больше разрядов отводится для каждого отсчета, тем точнее будет представлен звук. Но при этом увеличивается и размер звукового файла.

Итак, по окончании процесса дискретизации, звуковая информация хранится в памяти компьютера в виде двоичных кодов. При этом качество двоичного кодирования звуковой информации определяется двумя показателями: глубиной кодирования и частотой дискретизации.

Описанный способ кодирования звуковой информации достаточно универсален, он позволяет представить любой звук и преобразовывать его самыми разными способами. С помощью программ для компьютера можно выполнить, например, такое преобразование полученной информации, как «наложение» друг на друга звуков от разных источ­ников, изменение музыкального темпа и т. д.

1. Двоичное кодирование графической информации.

2. Пространственная дискретизация.

3. Растр и пиксель.

4. Глубина цвета.

1. Двоичное кодирование графической информации.

Графическая информация в естественных условиях имеет аналоговую (непрерывную) форму представления.Компьютер же, как известно,способен работать с информацией, представленной в дискретном виде. Поэтому необходимо преобразование графической аналоговой формы в дискретную путем дискретизации.

Дискретизация - это процесс преобразования непрерывных изображений в набор дискретных значений в форме кодов. В результате процесса дискретизации, графическую информацию можно хранить в памяти компьютера в виде двоичных кодов (в цифровом виде).

При оцифровке изображения оно делится на такие крошечные ячейки, что глаз человека их не видит, воспринимая все изображение как целое. Сама сетка получила название растровой карты (или растра), а ее единичный элемент называется пикселем.Пиксели подобны зернам фотографии и при значительном увеличении они становятся заметными.

Качество кодирования изображения зависит от размера точки и соответственно от количества точек, составляющих изображение, а также от количества цветов. Например, качествоизображения на экране монитора определяется количеством точек, из которых оно складывается. Этот показатель называется разрешающей способностью. Чем больше разрешающая способность, т. е. чем большее количество прок растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных персональных компьютерах обычно используются следующие разрешающие способности экрана: 800x600, 1024x768, ::30х1024 точки.

Для черно-белого изображения (без полутонов) пиксель может принимать только два значения: белый и черный (светится/не светится), для его кодирования достаточно одного бита памяти: 1 - белый, 1 - черный. Такое изображение называют монохромным (черно-белым).

Пиксель на цветном изображении может иметь различную окраску, такому одного бита на пиксель недостаточно. Если для кодировки отвести четыре бита, то можно закодировать 2⁴=16 различных цветов. Если отвести 8 бит, то такой рисунок может содержать 2⁸=256 различных цветов (от 00000000 до 11111111), 16 бит - 2¹⁶=65 536 различных цветов И, наконец, если отвести 24 бита, то потенциально рисунок может содержать 2²⁴=16 777 216 различных цветов и оттенков.

Количество различных цветов — К и количество битов для их кодировки — N связаны между собой простой формулой: 2^N = К.

Таким образом, цвет каждого пикселя кодируется определенным числом битов, то есть элементарных единиц информации, с которыми может иметь дело компьютер. Количество битов, используемых для кодирования цвета точки, называется глубиной цвета.

Ясно, что качество кодирования изображения определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета.

Совокупность всех используемых цветов называется палитрой цветов. Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Так, например, при глубине цвета 24 бита на кодирование каждого из цветов выделяется по 8 бит, т. е. для каждого из цветов возможны n = 2⁸ = 256 уровней интенсивности.

5