Na świecie istnieje ciągła wymiana przepływów informacji.Źródłami mogą być ludzie, urządzenia techniczne, różne rzeczy, przedmioty o charakterze nieożywionym i żywym. Jeden lub kilka obiektów może otrzymywać informacje.
Istnieje wiele sposobów przetwarzania danych (teksty,liczby, grafika, wideo, dźwięk) za pomocą komputera. Wszystkie informacje przetwarzane przez komputer są przedstawiane w kodzie binarnym - za pomocą cyfr 1 i 0, zwanych bitami. Technicznie metoda ta jest bardzo prosta: 1 - sygnał elektryczny jest obecny, 0 - nieobecny. Z ludzkiego punktu widzenia takie kody są niewygodne w percepcji - długie linie zer i jedynek, które są zakodowanymi znakami, są bardzo trudne do odszyfrowania od razu. Ale taki format nagrania od razu wyraźnie pokazuje, czym jest kodowanie informacji. Na przykład liczba 8 w postaci binarnej ośmiobitowej wygląda jak następująca sekwencja bitów: 000001000. Ale co jest trudne dla osoby, wystarczy komputer. Elektronikom łatwiej jest obrabiać wiele prostych elementów niż niewielką liczbę złożonych.
Po naciśnięciu przycisku na klawiaturze komputerodbiera określony kod wciśniętego przycisku, szuka go w standardowej tablicy znaków ASCII (American Code for Information Interchange), „rozumie”, który przycisk jest naciśnięty i przekazuje ten kod do dalszego przetwarzania (na przykład w celu wyświetlenia znaku na monitor). Aby zapisać kod znaku w postaci binarnej, używa się 8 bitów, więc maksymalna liczba kombinacji to 256. Pierwsze 128 znaków jest używanych jako znaki sterujące, cyfry i litery łacińskie. Druga połowa przeznaczona jest na symbole narodowe i pseudo-grafiki.
Łatwiej będzie zrozumieć, czym jest kodowanieinformacje, na przykład. Weź pod uwagę kody angielskiego znaku „C” i rosyjskiej litery „C”. Zwróć uwagę, że znaki są wielkie, a ich kody różnią się od małych. Postać angielska będzie wyglądać jak 01000010, a rosyjska - 11010001. Co tak samo dla osoby na ekranie monitora, komputer odbiera zupełnie inaczej. Należy również zwrócić uwagę na to, że kody pierwszych 128 znaków pozostają niezmienione, a od 129 różnych liter może odpowiadać jeden kod binarny, w zależności od użytej tablicy kodów. Na przykład kod dziesiętny 194 może odpowiadać literze „b” w KOI8, „B” w CP1251, „T” w ISO i żaden znak nie odpowiada temu kodowi w kodowaniu CP866 i Mac. Dlatego gdy otwierając tekst widzimy alfabetyczno-symboliczną abrakadabrę zamiast rosyjskich słów, oznacza to, że takie kodowanie informacji nam nie odpowiada i musimy wybrać inny konwerter znaków.
W systemie binarnym tylko dwa są branewarianty wartości - 0 i 1. Wszystkie podstawowe operacje na liczbach binarnych są używane przez naukę zwaną arytmetyką binarną. Te działania mają swoje własne cechy. Weźmy na przykład liczbę 45 wpisaną na klawiaturze. Każda cyfra ma swój własny ośmiobitowy kod w tabeli kodów ASCII, więc liczba zajmuje dwa bajty (16 bitów): 5 - 01010011, 4 - 01000011. Aby móc wykorzystać tę liczbę w obliczeniach, jest ona tłumaczona zgodnie ze specjalnymi algorytmami na binarny system liczbowy w postaci ośmiobitowej liczby binarnej: 45 - 00101101.
W latach 50. najczęściej na komputerachbyły używane do celów naukowych i wojskowych, po raz pierwszy zaimplementowały graficzne przedstawienie danych. Dziś wizualizacja informacji otrzymywanych z komputera jest zjawiskiem powszechnym i znanym każdemu, aw tamtych czasach dokonała niezwykłej rewolucji w pracy z technologią. Być może wpłynęło to na wpływ ludzkiej psychiki: jasno przedstawione informacje są lepiej przyswajane i postrzegane. Wielki przełom w rozwoju wizualizacji danych nastąpił w latach 80-tych, kiedy kodowanie i przetwarzanie informacji graficznych otrzymało potężny rozwój.
Informacje graficzne są dwojakiego rodzaju:analogowy (obraz o ciągle zmieniającej się barwie) i dyskretny (obraz składający się z wielu kropek o różnych kolorach). Dla wygody pracy z obrazami na komputerze poddawane są one obróbce - próbkowaniu przestrzennemu, w którym każdemu elementowi przypisana jest określona wartość kolorystyczna w postaci indywidualnego kodu. Kodowanie i przetwarzanie informacji graficznych jest podobne do pracy z mozaiką składającą się z dużej liczby małych fragmentów. Ponadto jakość kodowania zależy od wielkości punktów (im mniejszy rozmiar elementu - będzie więcej punktów na jednostkę powierzchni, - tym wyższa jakość) oraz wielkości użytej palety kolorów (im więcej kolorów oznacza każdy punkt może zaakceptować odpowiednio noszenie większej ilości informacji, tym lepsza jakość).
Istnieje kilka podstawowych formatów obrazu -wektor, fraktal i raster. Osobno rozpatruje się połączenie rastra i wektora - rozpowszechniona w naszych czasach multimedialna grafika 3D, reprezentująca techniki i metody konstruowania trójwymiarowych obiektów w przestrzeni wirtualnej. Kodowanie i przetwarzanie informacji graficznych i multimedialnych jest różne dla każdego formatu obrazu.
Istotą tego formatu graficznego jest toobraz jest podzielony na małe wielokolorowe kropki (piksele). Punkt kontrolny to lewy górny punkt. Kodowanie informacji graficznych zawsze zaczyna się od lewego rogu obrazu wiersz po wierszu, każdy piksel otrzymuje kod koloru. Objętość obrazu rastrowego można obliczyć, mnożąc liczbę punktów przez objętość informacyjną każdego z nich (która zależy od liczby opcji kolorów). Im wyższa rozdzielczość monitora, tym większa liczba linii rastrowych i punktów w każdym wierszu, tym wyższa jakość obrazu. Do przetwarzania danych graficznych typu rastrowego można użyć kodu binarnego, ponieważ jasność każdego punktu i współrzędne jego położenia można przedstawić jako liczby całkowite.
Kodowanie grafiki i multimediówinformacja typu wektorowego sprowadza się do tego, że obiekt graficzny jest reprezentowany w postaci elementarnych segmentów i łuków. Właściwości linii, która jest obiektem bazowym, to kształt (prosta lub zakrzywiona), kolor, grubość, styl (linia przerywana lub ciągła). Te linie, które są zamknięte, mają inną właściwość - wypełnienie innymi obiektami lub kolorem. Położenie obiektu określają punkty początkowe i końcowe linii oraz promień krzywizny łuku. Ilość informacji graficznych w formacie wektorowym jest znacznie mniejsza niż w formacie rastrowym, ale do przeglądania tego typu grafiki wymagane są specjalne programy. Istnieją również programy - wektoryzatory, które konwertują obrazy rastrowe na obrazy wektorowe.
Ten typ grafiki, podobnie jak grafika wektorowa, jest oparty naobliczenia matematyczne, ale jego podstawowym składnikiem jest sama formuła. Nie ma potrzeby przechowywania w pamięci komputera żadnych obrazów ani obiektów, sam obraz jest rysowany tylko przez formułę. Ten rodzaj grafiki jest wygodny do wizualizacji nie tylko prostych, regularnych struktur, ale także skomplikowanych ilustracji imitujących np. Krajobrazy w grach czy emulatorach.
Co to jest kodowanie informacji, nadal możeszzademonstrować na przykładzie pracy z dźwiękiem. Wiemy, że nasz świat jest pełen dźwięków. Od czasów starożytnych ludzie odkrywali, jak powstają dźwięki - fale sprężonego i rozrzedzonego powietrza, które wpływają na błony bębenkowe ucha. Człowiek może odbierać fale o częstotliwości od 16 Hz do 20 kHz (1 Hz - jedna wibracja na sekundę). Wszystkie fale, których częstotliwości drgań mieszczą się w tym zakresie, nazywane są falami dźwiękowymi.
Charakterystyka dźwięku to ton, barwa(kolor dźwięku w zależności od kształtu drgań), wysokość (częstotliwość, która jest określana przez częstotliwość drgań na sekundę) i głośność w zależności od intensywności drgań. Każdy prawdziwy dźwięk składa się z mieszanki wibracji harmonicznych o ustalonym zestawie częstotliwości. Oscylacja o najniższej częstotliwości nazywana jest tonem głównym, reszta to alikwoty. Barwa nadaje dźwiękowi specjalny kolor - inną liczbę alikwotów właściwych dla tego konkretnego dźwięku. To po barwie możemy rozpoznać głosy bliskich, rozróżnić brzmienie instrumentów muzycznych.
Konwencjonalnie programy można podzielić według funkcjonalnościna kilka typów: programy narzędziowe i sterowniki do kart dźwiękowych, które pracują z nimi na niskim poziomie, edytory audio, które wykonują różne operacje na plikach dźwiękowych i stosują do nich różne efekty, syntezatory programowe i analogowo-cyfrowe (ADC) i cyfrowo-cyfrowe -przetworniki analogowe (DAC).
Kodowanie informacji multimedialnych składa się zprzekształcanie analogowego charakteru dźwięku w dyskretny w celu wygodniejszego przetwarzania. ADC odbiera sygnał analogowy na wejściu, mierzy jego amplitudę w określonych odstępach czasu i wysyła sekwencję cyfrową z danymi o zmianach amplitudy na wyjściu. Nie zachodzi żadna fizyczna przemiana.
Sygnał wyjściowy jest dyskretny, więc niżim częściej częstotliwość pomiaru amplitudy (próbka), tym dokładniej sygnał wyjściowy pasuje do sygnału wejściowego, tym lepsze jest kodowanie i przetwarzanie informacji multimedialnych. Próbka jest również nazywana uporządkowaną sekwencją danych cyfrowych odebranych przez ADC. Sam proces nazywa się próbkowaniem, w języku rosyjskim - próbkowaniem.
Główne parametry próbkowania nie sątylko częstotliwość pomiaru, ale także głębia bitowa - dokładność pomiaru zmiany amplitudy dla każdej próbki. Im dokładniej wartość amplitudy sygnału jest przesyłana podczas digitalizacji w każdej jednostce czasu, tym wyższa jakość sygnału po ADC, tym wyższa niezawodność odtwarzania fali podczas transformacji odwrotnej.
