Det foregår en konstant utveksling av informasjonsstrømmer i verden. Kilder kan være mennesker, tekniske innretninger, ulike ting, gjenstander av livløs og levende natur. Både ett objekt og flere kan motta informasjon.
For bedre datautveksling kodes og behandles informasjon samtidig på sendersiden (data klargjøres og konverteres til et skjema som er praktisk for kringkasting, prosessering og lagring), videresending og dekoding utføres på mottakersiden (kodet datakonvertering til sin opprinnelige form). Disse er relaterte oppgaver: Kilden og mottakeren må ha lignende informasjonsbehandlingsalgoritmer, ellers vil kodings-dekodingsprosessen være umulig. Koding og prosessering av grafisk og multimedieinformasjon implementeres vanligvis på grunnlag av datateknologi.
Kodeinformasjon på en datamaskin
Det er mange måter å behandle data på (tekst, tall, grafikk, video, lyd) ved å brukedatamaskin. All informasjon som behandles av en datamaskin er representert i binær kode - ved hjelp av tallene 1 og 0, k alt biter. Teknisk sett er denne metoden implementert veldig enkelt: 1 - det elektriske signalet er tilstede, 0 - fraværende. Fra et menneskelig synspunkt er slike koder upraktiske for persepsjon - lange strenger med nuller og ener, som er kodede tegn, er svært vanskelig å tyde umiddelbart. Men et slikt opptaksformat viser umiddelbart tydelig hva informasjonskoding er. For eksempel ser tallet 8 i binær åttesifret form ut som følgende bitsekvens: 000001000. Men det som er vanskelig for en person er enkelt for en datamaskin. Det er lettere for elektronikk å behandle mange enkle elementer enn et lite antall komplekse.
Tekstkoding
Når vi trykker på en knapp på tastaturet, mottar datamaskinen en bestemt kode for den trykkede knappen, slår den opp i standard ASCII-tegntabellen (American Code for Information Interchange), «forstår» hvilken knapp som trykkes og sender denne koden for videre behandling (for eksempel for å vise tegnet på skjermen). For å lagre en tegnkode i binær form, brukes 8 biter, så maksim alt antall kombinasjoner er 256. De første 128 tegnene brukes til kontrolltegn, tall og latinske bokstaver. Andre halvdel er for nasjonale symboler og pseudografikk.
Tekstkoding
Det blir lettere å forstå hva informasjonskoding er med et eksempel. Tenk på kodene til det engelske tegnet "C"og den russiske bokstaven "C". Merk at tegnene er store bokstaver, og kodene deres er forskjellige fra små bokstaver. Den engelske karakteren vil se ut som 01000010, og den russiske vil se ut som 11010001. Det som ser likt ut for en person på en skjerm, oppfatter en datamaskin helt annerledes. Det er også nødvendig å ta hensyn til det faktum at kodene til de første 128 tegnene forblir uendret, og fra og med 129 og videre kan forskjellige bokstaver tilsvare en binær kode, avhengig av kodetabellen som brukes. For eksempel kan desimalkode 194 tilsvare bokstaven "b" i KOI8, "B" i CP1251, "T" i ISO, og i CP866- og Mac-kodinger tilsvarer ikke et eneste tegn denne koden i det hele tatt. Derfor, når vi ser bokstav-tegn abrakadabra i stedet for russiske ord når vi åpner teksten, betyr dette at slik koding av informasjon ikke passer oss og vi må velge en annen tegnkonvertering.
Nummerkoding
I det binære systemet tas kun to varianter av verdien - 0 og 1. Alle grunnleggende operasjoner med binære tall brukes av en vitenskap som kalles binær aritmetikk. Disse handlingene har sine egne egenskaper. Ta for eksempel tallet 45 skrevet på tastaturet. Hvert siffer har sin egen åttesifrede kode i ASCII-kodetabellen, så tallet opptar to byte (16 biter): 5 - 01010011, 4 - 01000011. For å bruke dette tallet i beregninger, konverteres det ved hjelp av spesielle algoritmer til det binære systemet i form av et åttesifret binært tall: 45 - 00101101.
Koding og behandlinggrafisk informasjon
På 50-tallet var datamaskiner som oftest ble brukt til vitenskapelige og militære formål de første som implementerte en grafisk visning av data. I dag er visualisering av informasjon mottatt fra en datamaskin et vanlig og kjent fenomen for enhver person, og i disse dager gjorde det en ekstraordinær revolusjon i arbeidet med teknologi. Kanskje innflytelsen fra den menneskelige psyken hadde en effekt: visuelt presentert informasjon blir bedre absorbert og oppfattet. Et stort gjennombrudd i utviklingen av datavisualisering skjedde på 80-tallet, da koding og prosessering av grafisk informasjon fikk en kraftig utvikling.
Analog og diskret representasjon av grafikk
Grafisk informasjon kan være av to typer: analog (et malerlerret med kontinuerlig skiftende farge) og diskret (et bilde som består av mange prikker med forskjellige farger). For å gjøre det lettere å jobbe med bilder på en datamaskin, blir de behandlet - romlig prøvetaking, der hvert element tildeles en bestemt fargeverdi i form av en individuell kode. Koding og bearbeiding av grafisk informasjon ligner på å jobbe med en mosaikk som består av et stort antall små fragmenter. Dessuten avhenger kodingskvaliteten av størrelsen på prikkene (jo mindre størrelsen på elementet - det vil være flere prikker per arealenhet - jo høyere kvalitet) og størrelsen på fargepaletten som brukes (jo flere fargeangivelser hver dot kan ta, henholdsvis, bærer mer informasjon, jo bedrekvalitet).
Opprette og lagre grafikk
Det finnes flere grunnleggende bildeformater - vektor, fraktal og raster. Separat vurderes en kombinasjon av raster og vektor - en multimedia 3D-grafikk som er utbredt i vår tid, som er teknikkene og metodene for å konstruere tredimensjonale objekter i virtuelt rom. Kodingen og behandlingen av grafikk og multimedieinformasjon er forskjellig for hvert bildeformat.
Bitmap
Kjernen i dette grafiske formatet er at bildet er delt inn i små flerfargede prikker (piksler). Øvre venstre kontrollpunkt. Kodingen av grafisk informasjon starter alltid fra venstre hjørne av bildet linje for linje, hver piksel mottar en fargekode. Volumet til et rasterbilde kan beregnes ved å multiplisere antall punkter med informasjonsvolumet til hver av dem (som avhenger av antall farge alternativer). Jo høyere oppløsning på skjermen, jo større antall rasterlinjer og prikker i hver linje, jo høyere er bildekvaliteten. Du kan bruke binær kode til å behandle raster-type grafiske data, siden lysstyrken til hvert punkt og koordinatene til dets plassering kan representeres som heltall.
vektorbilde
Koding av grafisk og multimedieinformasjon av en vektortype reduseres til at et grafisk objekt er representert i form av elementære segmenter og buer. egenskaperlinjer, som er det grunnleggende objektet, er formen (rett eller kurve), farge, tykkelse, stil (stiplet eller heltrukket linje). De linjene som er lukket har en egenskap til - fylling med andre objekter eller farge. Plasseringen av objektet bestemmes av start- og sluttpunktene til linjen og buens krumningsradius. Mengden grafisk informasjon i vektorformat er mye mindre enn rasterformat, men det krever spesielle programmer for å se grafikk av denne typen. Det finnes også programmer - vektoriseringsprogrammer som konverterer rasterbilder til vektorbilder.
fraktalgrafikk
Denne typen grafikk, som vektorgrafikk, er basert på matematiske beregninger, men den grunnleggende komponenten er selve formelen. Det er ikke nødvendig å lagre noen bilder eller objekter i datamaskinens minne, selve bildet tegnes kun i henhold til formelen. Denne typen grafikk er praktisk for å visualisere ikke bare enkle vanlige strukturer, men også komplekse illustrasjoner som imiterer for eksempel landskap i spill eller emulatorer.
Lydbølger
Hva er koding av informasjon kan også demonstreres med eksempelet på arbeid med lyd. Vi vet at vår verden er fylt med lyder. Siden eldgamle tider har folk funnet ut hvordan lyder blir født - bølger av komprimert og sjeldne luft som påvirker trommehinnene. En person kan oppfatte bølger med en frekvens på 16 Hz til 20 kHz (1 Hertz - en oscillasjon per sekund). Alle bølger hvis oscillasjonsfrekvenser faller innenfor detterekkevidde kalles lyd.
Sound Properties
Lydens egenskaper er tone, klang (fargen på lyden, avhengig av formen på vibrasjoner), tonehøyde (frekvens, som bestemmes av frekvensen av vibrasjoner per sekund) og lydstyrke, avhengig av intensiteten av vibrasjoner. Enhver ekte lyd består av en blanding av harmoniske vibrasjoner med et fast sett med frekvenser. Vibrasjonen med lavest frekvens kalles grunntonen, resten er overtoner. Klangen - et annet antall overtoner som ligger i denne spesielle lyden - gir en spesiell farge til lyden. Det er ved klangfargen vi kan gjenkjenne stemmene til våre kjære, skille lyden av musikkinstrumenter.
Programmer for arbeid med lyd
Programmer kan betinget deles inn i flere typer i henhold til deres funksjonalitet: hjelpeprogrammer og drivere for lydkort som fungerer med dem på et lavt nivå, lydredigerere som utfører ulike operasjoner med lydfiler og bruker ulike effekter på dem, programvaresynthesizere og analog-til-digital-omformere (ADC) og digital-til-analog-omformere (DAC).
Lydkoding
Koding av multimedieinformasjon består i å konvertere lydens analoge natur til en diskret for mer praktisk behandling. ADC mottar et analogt signal ved inngangen, måler amplituden ved bestemte tidsintervaller og sender ut en digital sekvens ved utgangen med data om amplitudeendringer. Ingen fysisk transformasjon finner sted.
Utgangssignalet er diskret, så jo oftereamplitudemålingsfrekvens (sample), jo mer nøyaktig utgangssignalet tilsvarer inngangssignalet, jo bedre er kodingen og behandlingen av multimediainformasjon. En prøve blir også ofte referert til som en ordnet sekvens av digitale data mottatt gjennom en ADC. Selve prosessen kalles sampling, på russisk – diskretisering.
Den omvendte konverteringen skjer ved hjelp av en DAC: basert på de digitale dataene som kommer inn i inngangen, genereres et elektrisk signal med den nødvendige amplitude på bestemte tidspunkter.
Sampling parameters
De viktigste samplingsparametrene er ikke bare målefrekvensen, men også bitdybden - nøyaktigheten av å måle endringen i amplitude for hver prøve. Jo mer nøyaktig verdien av signalamplituden overføres under digitalisering i hver tidsenhet, jo høyere er kvaliteten på signalet etter ADC, desto høyere er påliteligheten av bølgegjenoppretting under invers konvertering.
