Der er en konstant udveksling af informationsstrømme i verden. Kilder kan være mennesker, tekniske anordninger, forskellige ting, genstande af livløs og levende natur. Både ét objekt og flere kan modtage information.
For bedre dataudveksling kodes og behandles information samtidigt på sendersiden (data forberedes og konverteres til en form, der er praktisk til udsendelse, behandling og lagring), videresendelse og afkodning udføres på modtagersiden (kodet datakonvertering til dens oprindelige form). Disse er indbyrdes relaterede opgaver: Kilden og modtageren skal have lignende informationsbehandlingsalgoritmer, ellers vil kodning-afkodningsprocessen være umulig. Kodning og behandling af grafisk og multimedieinformation implementeres norm alt på basis af computerteknologi.
Kodningsoplysninger på en computer
Der er mange måder at behandle data på (tekster, tal, grafik, video, lyd) vha.computer. Al information behandlet af en computer er repræsenteret i binær kode - ved hjælp af tallene 1 og 0, kaldet bits. Teknisk er denne metode implementeret meget simpelt: 1 - det elektriske signal er til stede, 0 - fraværende. Fra et menneskeligt synspunkt er sådanne koder ubelejlige for perception - lange strenge af nuller og ettaller, som er kodede tegn, er meget vanskelige at dechifrere med det samme. Men sådan et optagelsesformat viser umiddelbart tydeligt, hvad informationskodning er. For eksempel ser tallet 8 i binær ottecifret form ud som følgende bitsekvens: 000001000. Men det, der er svært for en person, er simpelt for en computer. Det er lettere for elektronik at behandle mange simple elementer end et lille antal komplekse.
Tekstkodning
Når vi trykker på en knap på tastaturet, modtager computeren en bestemt kode for den trykkede knap, slår den op i standard ASCII-tegntabellen (American Code for Information Interchange), "forstår" hvilken knap der trykkes på og sender denne kode til yderligere behandling (for eksempel for at vise tegnet på skærmen). For at gemme en tegnkode i binær form bruges 8 bit, så det maksimale antal kombinationer er 256. De første 128 tegn bruges til kontroltegn, tal og latinske bogstaver. Anden halvdel er til nationale symboler og pseudografik.
Tekstkodning
Det bliver nemmere at forstå, hvad informationskodning er med et eksempel. Overvej koderne for det engelske tegn "C"og det russiske bogstav "C". Bemærk, at tegnene er store bogstaver, og deres koder adskiller sig fra små bogstaver. Den engelske karakter vil ligne 01000010, og den russiske vil ligne 11010001. Hvad der ser ens ud for en person på en skærm, opfatter en computer helt anderledes. Det er også nødvendigt at være opmærksom på, at koderne for de første 128 tegn forbliver uændrede, og fra og med 129 og længere kan forskellige bogstaver svare til en binær kode, afhængigt af den anvendte kodetabel. For eksempel kan decimalkode 194 svare til bogstavet "b" i KOI8, "B" i CP1251, "T" i ISO, og i CP866 og Mac-kodninger svarer ikke et eneste tegn til denne kode overhovedet. Derfor, når vi ser bogstav-tegn abrakadabra i stedet for russiske ord, når vi åbner teksten, betyder det, at en sådan kodning af information ikke passer os, og vi skal vælge en anden tegnkonverter.
Nummerkodning
I det binære system tages der kun to varianter af værdien - 0 og 1. Alle grundlæggende operationer med binære tal bruges af en videnskab kaldet binær aritmetik. Disse handlinger har deres egne karakteristika. Tag for eksempel tallet 45 skrevet på tastaturet. Hvert ciffer har sin egen ottecifrede kode i ASCII-kodetabellen, så tallet optager to bytes (16 bit): 5 - 01010011, 4 - 01000011. For at bruge dette tal i beregninger konverteres det ved hjælp af specielle algoritmer til det binære system i form af et ottecifret binært tal: 45 - 00101101.
Kodning og behandlinggrafiske oplysninger
I 50'erne var computere, der oftest blev brugt til videnskabelige og militære formål, de første til at implementere en grafisk visning af data. I dag er visualiseringen af information modtaget fra en computer et almindeligt og velkendt fænomen for enhver person, og i disse dage gjorde det en ekstraordinær revolution i arbejdet med teknologi. Måske havde indflydelsen fra den menneskelige psyke en effekt: visuelt præsenteret information absorberes og opfattes bedre. Et stort gennembrud i udviklingen af datavisualisering skete i 80'erne, hvor kodning og behandling af grafisk information fik en kraftig udvikling.
Analog og diskret repræsentation af grafik
Grafisk information kan være af to typer: analog (et malerlærred med konstant skiftende farve) og diskret (et billede bestående af mange prikker med forskellige farver). For at gøre det nemmere at arbejde med billeder på en computer, behandles de - rumlig sampling, hvor hvert element tildeles en bestemt farveværdi i form af en individuel kode. Kodning og bearbejdning af grafisk information svarer til at arbejde med en mosaik bestående af et stort antal små fragmenter. Desuden afhænger kodningskvaliteten af størrelsen af prikkerne (jo mindre størrelse elementet er - der vil være flere prikker pr. arealenhed - jo højere kvalitet) og størrelsen på paletten af anvendte farver (jo flere farvetilstande hver prik kan tage, henholdsvis at bære mere information, jo bedrekvalitet).
Oprettelse og lagring af grafik
Der er flere grundlæggende billedformater - vektor, fraktal og raster. Separat betragtes en kombination af raster og vektor - en multimedie 3D-grafik, der er udbredt i vores tid, som er teknikkerne og metoderne til at konstruere tredimensionelle objekter i det virtuelle rum. Kodningen og behandlingen af grafik og multimedieinformation er forskellig for hvert billedformat.
Bitmap
essensen af dette grafiske format er, at billedet er opdelt i små flerfarvede prikker (pixels). Øverste venstre kontrolpunkt. Kodningen af grafisk information starter altid fra venstre hjørne af billedet linje for linje, hver pixel modtager en farvekode. Volumen af et rasterbillede kan beregnes ved at gange antallet af punkter med informationsvolumenet for hver af dem (hvilket afhænger af antallet af farveindstillinger). Jo højere opløsning skærmen er, jo større er antallet af henholdsvis rasterlinjer og prikker i hver linje, jo højere er billedkvaliteten. Du kan bruge binær kode til at behandle raster-type grafiske data, da lysstyrken af hvert punkt og koordinaterne for dets placering kan repræsenteres som heltal.
Vektorbillede
Kodning af grafik- og multimedieinformation af en vektortype reduceres til, at et grafisk objekt er repræsenteret i form af elementære segmenter og buer. ejendommelinjer, som er det grundlæggende objekt, er formen (lige eller kurve), farve, tykkelse, stil (stiplet eller ubrudt linje). De linjer, der er lukkede, har en egenskab mere - udfyldning med andre objekter eller farve. Objektets position bestemmes af linjens start- og slutpunkter og buens krumningsradius. Mængden af grafisk information i vektorformat er meget mindre end rasterformat, men det kræver specielle programmer at se grafik af denne type. Der er også programmer - vektoriseringsprogrammer, der konverterer rasterbilleder til vektorbilleder.
fraktalgrafik
Denne type grafik, ligesom vektorgrafik, er baseret på matematiske beregninger, men dens grundlæggende komponent er selve formlen. Der er ingen grund til at gemme billeder eller objekter i computerens hukommelse, selve billedet tegnes kun efter formlen. Denne type grafik er praktisk til at visualisere ikke kun simple regulære strukturer, men også komplekse illustrationer, der imiterer f.eks. landskaber i spil eller emulatorer.
Lydbølger
Hvad er kodning af information kan også demonstreres ved eksemplet med at arbejde med lyd. Vi ved, at vores verden er fyldt med lyde. Siden oldtiden har folk fundet ud af, hvordan lyde bliver født - bølger af komprimeret og fortærnet luft, der påvirker trommehinderne. En person kan opfatte bølger med en frekvens på 16 Hz til 20 kHz (1 Hertz - en oscillation pr. sekund). Alle bølger, hvis oscillationsfrekvenser falder inden for detterækkevidde kaldes lyd.
Lydegenskaber
Lydens egenskaber er tone, klang (lydens farve, afhængig af vibrationsformen), tonehøjde (frekvens, som bestemmes af frekvensen af vibrationer pr. sekund) og lydstyrke, afhængigt af intensiteten af vibrationer. Enhver ægte lyd består af en blanding af harmoniske vibrationer med et fast sæt af frekvenser. Vibrationen med den laveste frekvens kaldes grundtonen, resten er overtoner. Klangen - et forskelligt antal overtoner, der ligger i netop denne lyd - giver en særlig farve til lyden. Det er ved klangfarve, at vi kan genkende stemmer fra elskede, skelne lyden af musikinstrumenter.
Programmer til at arbejde med lyd
Programmer kan betinget opdeles i flere typer i henhold til deres funktionalitet: hjælpeprogrammer og drivere til lydkort, der arbejder med dem på et lavt niveau, lydredigeringsprogrammer, der udfører forskellige handlinger med lydfiler og anvender forskellige effekter på dem, softwaresynthesizere og analog-til-digital-konvertere (ADC) og digital-til-analog-konvertere (DAC).
Lydkodning
Kodning af multimedieinformation består i at konvertere lydens analoge karakter til en diskret for mere bekvem behandling. ADC'en modtager et analogt signal ved indgangen, måler dets amplitude med bestemte tidsintervaller og udsender en digital sekvens ved udgangen med data om amplitudeændringer. Ingen fysisk transformation finder sted.
Udgangssignalet er diskret, så jo oftereamplitudemålingsfrekvens (sample), jo mere nøjagtigt udgangssignalet svarer til inputsignalet, jo bedre er kodningen og behandlingen af multimedieinformation. En prøve omtales også almindeligvis som en ordnet sekvens af digitale data modtaget gennem en ADC. Selve processen kaldes sampling på russisk - diskretisering.
Den omvendte konvertering sker ved hjælp af en DAC: baseret på de digitale data, der kommer ind i inputtet, genereres et elektrisk signal med den nødvendige amplitude på bestemte tidspunkter.
Sampling-parametre
De vigtigste samplingsparametre er ikke kun målefrekvensen, men også bitdybden - nøjagtigheden af at måle ændringen i amplitude for hver sample. Jo mere nøjagtigt værdien af signalamplituden transmitteres under digitalisering i hver tidsenhed, jo højere er kvaliteten af signalet efter ADC, jo højere er pålideligheden af bølgegendannelse under invers konvertering.
