Wykład II. Reprezentacja danych w technice cyfrowej. Studia Podyplomowe INFORMATYKA Podstawy Informatyki

Transkrypt

1 Studia Podyplomowe INFORMATYKA Podstawy Informatyki Wykład II Reprezentacja danych w technice cyfrowej 1

2 III. Reprezentacja danych w komputerze Rodzaje danych w technice cyfrowej

3 III. Reprezentacja danych w komputerze Rodzaje danych w technice cyfrowej W technice cyfrowej nie posługujemy się naturalnym kodem binarnym. Najmniejszą porcją informacji która może być przesłana, zapamiętana czy tez przetworzona jest SŁOWO Rozmiar słowa zależy od architektury systemu. 3

4 III. Reprezentacja danych w komputerze Rodzaje danych w technice cyfrowej Zestawienie najczęściej spotykanych słów cyfrowych oraz ich nazw angielskich i polskich KOMPUTER 8, 16, 32 (64, 128-) bitowy oznacza wielkość słowa (grupy danych, którą komputer może operować jako całością). 4

5 III. Reprezentacja danych w komputerze Kod ASCII 5

6 III. Reprezentacja danych w komputerze Kod ASCII 6

7 III. Reprezentacja danych w komputerze Kod ASCII Przykład: Ala A 65 l 108 a

8 III. Reprezentacja danych w komputerze Kod ASCII Regionalne strony kodowe 8

9 Kodowanie polskich znaków III. Reprezentacja danych w komputerze Kod ASCII Liczy w systemie szesnastkowym A7=173 9

10 Część 2 Kodowanie obrazu statycznego 10

11 II. Kodowanie obrazu statycznego Kodowanie bitmapy monochromatycznej

12 II. Kodowanie obrazu statycznego Kodowanie bitmapy wielobarwnej

13 II. Kodowanie obrazu statycznego Grafika rastrowa Reprezentacja siatki pikseli na monitorze komputera, drukarce lub innym urządzeniu wyjściowym 13

14 II. Kodowanie obrazu statycznego Grafika rastrowa RGB model barw stosowany w urządzeniach wyświetlających. Nazwa powstała ze złożenia pierwszych liter angielskich nazw barw: R red (czerwonej), G green (zielonej), B blue (niebieskiej), 14

15 II. Kodowanie obrazu statycznego Grafika rastrowa CMYK zestaw czterech podstawowych kolorów farb drukarskich stosowanych powszechnie w druku kolorowym 15

16 II. Kodowanie obrazu statycznego Głębia kolorów Liczba bitów Liczba kolorów

17 II. Kodowanie obrazu statycznego Głębia kolorów 1 bit 4 bity 8 bitów 4 bity 8 bitów 16 bitów 24 bity 17

18 II. Kodowanie obrazu statycznego Grafika wektorowa Źródło: Wikipedia 18

19 II. Kodowanie obrazu statycznego Grafika wektorowa Rysunek zapisany wektorowo jest przechowywany jako zespół standardowych elementów, takich jak linie (proste bądź krzywe), obszary, napisy, znaczniki itp. Obraz przedstawiany na urządzeniu (monitor, drukarka, ploter) jest kreślony element po elemencie. Każdy element obrazu jest opisany za pomocą pewnej liczby cech (atrybutów), których wartości można zmieniać podczas edycji. Cechy ich nazwy, właściwości i zasady edycji zależą od środowiska, w którym powstaje rysunek. Poszczególne elementy rysunku mogą się wzajemnie przesłaniać lub przenikać. 19

20 II. Kodowanie obrazu statycznego Grafika wektorowa Do zalet należą przede wszystkim: skalowalność, prostota opisu, a przez możliwość modyfikacji poprzez zmianę parametrów obrazu, mniejszy rozmiar w przypadku zastosowań niefotorealistycznych (schematy techniczne, loga, flagi i herby, wykresy itp.), opis przestrzeni trójwymiarowych, możliwość użycia ploterów zgodnie z metodą ich pracy, bardzo dobre możliwości konwersji do grafiki rastrowej. Wśród głównych wad wymieniane są: ogromna złożoność pamięciowa dla obrazów fotorealistycznych, przy skomplikowanych obrazach rastrowych nieopłacalność obliczeniowa konwersji (poprzez wektoryzację) do formy wektorowej. 20

21 Część 2 Cyfrowy zapis dźwięku 21

22 II. Cyfrowy dźwięk Kwantyzacja Dane multimedialne pozyskiwane są zwykle z postaci analogowej. W trakcie przekształcania do postaci cyfrowej konieczne jest reprezentowanie nieskończonej liczby możliwych wartości analogowych w postaci skończonej liczby wartości cyfrowych Kwantyzacja jest to proces reprezentowania dużego zbioru wartości za pomocą zbioru znacznie mniejszego. 22

23 II. Cyfrowy dźwięk Cyfrowy zapis dźwięku - PCM PCM Pulse Code Modulation - modulacja kodowo-impulsowa - to najpopularniejsza metoda reprezentacji sygnału analogowego w systemach cyfrowych. 23

24 II. Cyfrowy dźwięk Cyfrowy zapis dźwięku - PCM 24

25 II. Cyfrowy dźwięk WAVE WAV(WAVE) to najpopularniejszy format zapisu plików audio bez utraty jakości (przy zachowaniu wysokiej częstotliwości próbkowania i rozdzielczości). Pliki te posiadają rozszerzenie.wav. Podstawową zaletą tych plików jest ich jakość. Jedyną wadą jest duża objętość, zależna od częstotliwości próbkowania i rozdzielczości (np. jedna minuta nagrania przy 44.1 khz/16-bit zajmie ok. 10 MB). Pliki tego formatu możemy bezpośrednio nagrać na płytę CD i odtworzyć na domowym zestawie audio. 25

26 II. Cyfrowy dźwięk Kodek a format pliku Kodek jest skrótem od "koder/dekoder", co oznacza urządzenie lub program zdolny do przekształcania strumienia danych lub sygnału. Format pliku (rozszerzenie) Przykład: Plik.avi oprócz obrazu zawiera także dźwięk. Dźwięk ten może być skompresowany metodą MPEG leyer III (mp3) przy użyciu kodeka LAME Algorytm (metoda kompresji) Kodek (oprogramo wanie) 26

27 Literatura: W prezentacji wykorzystano fragmenty i zadania z książek i prezentacji: Dominik Nasiłowski, Jakościowe aspekty kompresji obrazu i dźwięku, MIKOM, Warszawa 2004, ISBN Piotr Metzger, Anatomia PC Wydanie XI, Helion 2007, ISBN