Maailmas toimub pidev infovoogude vahetus. Allikateks võivad olla inimesed, tehnilised seadmed, erinevad asjad, eluta ja eluslooduse objektid. Teavet saavad vastu võtta nii üks kui ka mitu objekti.
Parema andmevahetuse huvides toimub info samaaegselt kodeerimine ja töötlus saatja poolel (andmed valmistatakse ette ja teisendatakse edastamiseks, töötlemiseks ja salvestamiseks mugavasse vormi), edastamine ja dekodeerimine toimub vastuvõtja poolel (kodeeritud andmete teisendamine algsele kujule). Need on omavahel seotud ülesanded: allikal ja vastuvõtjal peavad olema sarnased teabetöötlusalgoritmid, vastasel juhul on kodeerimise-dekodeerimise protsess võimatu. Graafilise ja multimeedia teabe kodeerimine ja töötlemine toimub tavaliselt arvutitehnoloogia baasil.
Teabe kodeerimine arvutis
Andmete (tekstid, numbrid, graafika, video, heli) töötlemiseks on palju võimalusiarvuti. Kogu arvuti poolt töödeldud teave esitatakse kahendkoodina – kasutades numbreid 1 ja 0, mida nimetatakse bittideks. Tehniliselt rakendatakse seda meetodit väga lihts alt: 1 - elektriline signaal on olemas, 0 - puudub. Inimese seisukoh alt on sellised koodid tajumiseks ebamugavad – pikki nullide ja ühtede jadasid, mis on kodeeritud märgid, on väga raske kohe lahti mõtestada. Kuid selline salvestusvorming näitab kohe selgelt, mis on teabe kodeerimine. Näiteks number 8 binaarses kaheksakohalises vormis näeb välja selline bitijada: 000001000. Mis on aga inimesele raske, on arvuti jaoks lihtne. Elektroonika jaoks on lihtsam töödelda paljusid lihtsaid elemente kui väheseid keerukaid elemente.
Teksti kodeering
Kui me vajutame klaviatuuril nuppu, saab arvuti vajutatud nupu teatud koodi, otsib selle standardsest ASCII märgitabelist (American Code for Information Interchange), “saab aru”, millist nuppu vajutatakse ja edastab selle koodi edasiseks töötlemiseks (näiteks märgi kuvamiseks monitoril). Märgikoodi kahendkujul salvestamiseks kasutatakse 8 bitti, seega on kombinatsioonide maksimaalne arv 256. Esimesed 128 märki kasutatakse kontrollmärkide, numbrite ja ladina tähtede jaoks. Teine pool on mõeldud rahvuslikele sümbolitele ja pseudograafiale.
Teksti kodeering
Näite abil on lihtsam mõista, mis on teabe kodeering. Mõelge ingliskeelse tähe "C" koodeja vene täht "C". Pange tähele, et märgid on suurtähtedega ja nende koodid erinevad väiketähtedest. Ingliskeelne tähemärk näeb välja nagu 01000010 ja vene oma 11010001. Seda, mis inimesele monitori ekraanil ühesugune näeb, tajub arvuti hoopis teisiti. Tähelepanu tuleb pöörata ka sellele, et esimese 128 tähemärgi koodid jäävad muutumatuks ning alates 129-st ja edasi võivad ühele kahendkoodile vastata erinevad tähed, olenev alt kasutatavast kooditabelist. Näiteks kümnendkood 194 võib vastata tähele “b” KOI8-s, “B” CP1251-s, “T” ISO-s ning CP866 ja Maci kodeeringus ei vasta sellele koodile üldse ükski märk. Seega, kui teksti avamisel näeme venekeelsete sõnade asemel täht-tähemärgi abrakadabra, tähendab see, et selline teabe kodeerimine meile ei sobi ja tuleb valida mõni muu märgimuundur.
Numbrikodeering
Kabinaarsüsteemis võetakse väärtusest ainult kaks varianti – 0 ja 1. Kõiki põhitehteid kahendarvudega kasutab teadus, mida nimetatakse binaararitmeetikaks. Nendel toimingutel on oma omadused. Võtke näiteks klaviatuuril sisestatud number 45. Igal numbril on ASCII kooditabelis oma kaheksakohaline kood, nii et arv võtab enda alla kaks baiti (16 bitti): 5 - 01010011, 4 - 01000011. Selle arvu arvutustes kasutamiseks teisendatakse see spetsiaalsete algoritmide abil kahendsüsteemi kaheksakohaliseks kahendarvuks: 45 - 00101101.
Kodeerimine ja töötleminegraafiline teave
50ndatel kasutasid kõige sagedamini teaduslikel ja sõjalistel eesmärkidel kasutatavad arvutid esimestena andmete graafilist kuvamist. Tänapäeval on arvutist saadud teabe visualiseerimine iga inimese jaoks tavaline ja tuttav nähtus, mis toona tegi tehnoloogiaga töötamises erakordse revolutsiooni. Võib-olla avaldas mõju inimese psüühika mõju: visuaalselt esitatud teave on paremini imendunud ja tajutav. Suur läbimurre andmete visualiseerimise arendamisel toimus 80ndatel, mil graafilise teabe kodeerimine ja töötlemine sai võimsa arengu.
Graafika analoog ja diskreetne esitus
Graafilist teavet võib olla kahte tüüpi: analoog (pidev alt muutuva värviga maalilõuend) ja diskreetne (paljudest eri värvi punktidest koosnev pilt). Piltidega arvutis töötamise mugavuse huvides töödeldakse neid - ruumiline proovivõtt, mille käigus igale elemendile määratakse konkreetne värviväärtus individuaalse koodi kujul. Graafilise teabe kodeerimine ja töötlemine sarnaneb suurest hulgast väikestest fragmentidest koosneva mosaiigiga töötamisele. Veelgi enam, kodeerimiskvaliteet sõltub punktide suurusest (mida väiksem on elemendi suurus - pindalaühiku kohta on rohkem punkte - seda kõrgem on kvaliteet) ja kasutatud värvipaleti suurusest (mida rohkem on iga värvi olekuid). dot võib võtta vastav alt, kandes rohkem teavet, seda paremkvaliteet).
Graafika loomine ja salvestamine
Pildi põhivorminguid on mitu – vektor-, fraktaal- ja raster. Eraldi käsitletakse rastri ja vektori kombinatsiooni - meie ajal lai alt levinud multimeedia 3D-graafikat, mis on virtuaalses ruumis kolmemõõtmeliste objektide konstrueerimise tehnikad ja meetodid. Graafika ja multimeediumiteabe kodeerimine ja töötlemine on iga pildivormingu puhul erinev.
Bitmap
Selle graafilise vormingu olemus seisneb selles, et pilt on jagatud väikesteks mitmevärvilisteks punktideks (piksliteks). Ülemine vasak kontrollpunkt. Graafilise info kodeerimine algab alati pildi vasakust nurgast rida-re alt, iga piksel saab värvikoodi. Rasterkujutise mahtu saab arvutada, korrutades punktide arvu igaühe infomahuga (mis sõltub värvivalikute arvust). Mida suurem on monitori eraldusvõime, seda suurem on vastav alt rastrijoonte ja punktide arv igal real, seda kõrgem on pildikvaliteet. Raster-tüüpi graafiliste andmete töötlemiseks saate kasutada kahendkoodi, kuna iga punkti heledust ja selle asukoha koordinaate saab esitada täisarvudena.
Vektorpilt
Graafilise ja multimeediuminformatsiooni vektortüüpi kodeerimine taandub sellele, et graafiline objekt on kujutatud elementaarsete segmentide ja kaare kujul. omadusedjooned, mis on põhiobjektiks, on kuju (sirge või kõver), värv, paksus, stiil (katkendlik või pidev joon). Nendel joontel, mis on suletud, on veel üks omadus - täitmine teiste objektide või värviga. Objekti asukoha määrab joone algus- ja lõpp-punkt ning kaare kõverusraadius. Graafilise teabe hulk vektorvormingus on palju väiksem kui rastervormingus, kuid seda tüüpi graafika vaatamiseks on vaja spetsiaalseid programme. On ka programme – vektoriseerijaid, mis teisendavad rasterpildid vektorpiltideks.
Fraktaalgraafika
Seda tüüpi graafika, nagu vektorgraafika, põhineb matemaatilistel arvutustel, kuid selle põhikomponent on valem ise. Arvuti mällu pole vaja salvestada pilte ega objekte, pilt ise joonistatakse ainult valemi järgi. Seda tüüpi graafika on mugav visualiseerida mitte ainult lihtsaid tavalisi struktuure, vaid ka keerulisi illustratsioone, mis jäljendavad näiteks maastikke mängudes või emulaatorites.
Heli lained
Mis on teabe kodeering, saab näidata ka heliga töötamise näitel. Me teame, et meie maailm on täis helisid. Alates iidsetest aegadest on inimesed aru saanud, kuidas helid sünnivad - suru- ja õhulained, mis mõjutavad kuulmekile. Inimene suudab tajuda laineid sagedusega 16 Hz kuni 20 kHz (1 Hertz – üks võnkumine sekundis). Kõik lained, mille võnkesagedused jäävad sellessevahemikku nimetatakse heliks.
Heli omadused
Heli karakteristikud on toon, tämber (heli värvus, olenev alt vibratsiooni kujust), helikõrgus (sagedus, mille määrab vibratsiooni sagedus sekundis) ja valjus, olenev alt intensiivsusest vibratsioonidest. Igasugune tõeline heli koosneb harmooniliste vibratsioonide segust fikseeritud sageduste komplektiga. Madalaima sagedusega vibratsiooni nimetatakse põhitooniks, ülejäänud on ülemtoonid. Tämber – sellele konkreetsele helile omane erinev ülemtoonide arv – annab helile erilise värvingu. Just tämbri järgi tunneme ära lähedaste hääli, eristame muusikariistade helisid.
Programmid heliga töötamiseks
Programmid võib tinglikult jagada mitmeks tüübiks vastav alt nende funktsionaalsusele: utiliitprogrammid ja helikaartide draiverid, mis nendega madalal tasemel töötavad, heliredaktorid, mis teostavad helifailidega erinevaid toiminguid ja rakendavad neile erinevaid efekte, tarkvara süntesaatorid ja analoog-digitaalmuundurid (ADC) ja digitaal-analoogmuundurid (DAC).
Heli kodeering
Multimeediumiteabe kodeerimine seisneb heli analoogse olemuse muutmises diskreetseks mugavamaks töötlemiseks. ADC võtab sisendis vastu analoogsignaali, mõõdab selle amplituudi teatud ajavahemike järel ja väljastab väljundis digitaalse jada amplituudimuutuste andmetega. Füüsilist transformatsiooni ei toimu.
Väljundsignaal on diskreetne, nii et seda sagedaminiamplituudi mõõtmise sagedus (proov), mida täpsem alt vastab väljundsignaal sisendsignaalile, seda parem on multimeedia info kodeerimine ja töötlemine. Näidist nimetatakse tavaliselt ka ADC kaudu vastuvõetud digitaalsete andmete järjestatud jadaks. Protsessi ennast nimetatakse proovivõtuks, vene keeles - diskretiseerimiseks.
Tagurpidi muundamine toimub DAC-i abil: sisendisse sisenevate digitaalsete andmete põhjal genereeritakse teatud ajahetkedel vajaliku amplituudiga elektrisignaal.
Samplingu parameetrid
Peamised diskreetimisparameetrid pole mitte ainult mõõtmissagedus, vaid ka bitisügavus – iga proovi amplituudimuutuse mõõtmise täpsus. Mida täpsem alt edastatakse signaali amplituudi väärtus digiteerimisel igas ajaühikus, seda kõrgem on signaali kvaliteet pärast ADC-d, seda suurem on lainetaastumise usaldusväärsus pöördkonversioonil.
