Studia Podyplomowe INFORMATYKA Podstawy Informatyki Wykład II Reprezentacja danych w technice cyfrowej 1
III. Reprezentacja danych w komputerze Rodzaje danych w technice cyfrowej 010010101010 001010111010 101101001001 2
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
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
III. Reprezentacja danych w komputerze Kod ASCII 5
III. Reprezentacja danych w komputerze Kod ASCII 6
III. Reprezentacja danych w komputerze Kod ASCII Przykład: Ala A 65 l 108 a 97 01000001 01101100 01100001 010000010110110001100001 7
III. Reprezentacja danych w komputerze Kod ASCII Regionalne strony kodowe 8
Kodowanie polskich znaków III. Reprezentacja danych w komputerze Kod ASCII Liczy w systemie szesnastkowym A7=173 9
Część 2 Kodowanie obrazu statycznego 10
II. Kodowanie obrazu statycznego Kodowanie bitmapy monochromatycznej 0000111111110000 0011111111111100 0111111111111110 0111111111111110 1100000000000111 1000000000000011 1001111001111001 1000110000110001 1000000000000001 1000000000000001 1000001111000001 1000100000010001 0100011111100010 0100000000000010 0011100000011100 0000011111100000 11
II. Kodowanie obrazu statycznego Kodowanie bitmapy wielobarwnej 00000000010101010101010100000000 00000101010101010101010101010000 00010101010101010101010101010100 00010101010101010101010101010100 01011010101010101010101010010101 01101010101010101010101010100101 01101011111111101011111111101001 01101010111110101010111110101001 11101010101010101010101010101011 11101010101010101010101010101011 11101010101011111111101010101011 11101010111010101010101110101011 00111010101111111111111010101100 00111010101010101010101010101100 00001111111010101010101111110000 00000000001111111111110000000000 12
II. Kodowanie obrazu statycznego Grafika rastrowa Reprezentacja siatki pikseli na monitorze komputera, drukarce lub innym urządzeniu wyjściowym 13
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
II. Kodowanie obrazu statycznego Grafika rastrowa CMYK zestaw czterech podstawowych kolorów farb drukarskich stosowanych powszechnie w druku kolorowym 15
II. Kodowanie obrazu statycznego Głębia kolorów Liczba bitów Liczba kolorów 1 2 4 16 8 256 16 65 536 24 16 777 216 32 16 777 216 16
II. Kodowanie obrazu statycznego Głębia kolorów 1 bit 4 bity 8 bitów 4 bity 8 bitów 16 bitów 24 bity 17
II. Kodowanie obrazu statycznego Grafika wektorowa Źródło: Wikipedia 18
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
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
Część 2 Cyfrowy zapis dźwięku 21
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
II. Cyfrowy dźwięk Cyfrowy zapis dźwięku - PCM PCM Pulse Code Modulation - modulacja kodowo-impulsowa - to najpopularniejsza metoda reprezentacji sygnału analogowego w systemach cyfrowych. 23
II. Cyfrowy dźwięk Cyfrowy zapis dźwięku - PCM 24
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
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
Literatura: W prezentacji wykorzystano fragmenty i zadania z książek i prezentacji: Dominik Nasiłowski, Jakościowe aspekty kompresji obrazu i dźwięku, MIKOM, Warszawa 2004, ISBN83-7279-408-1 Piotr Metzger, Anatomia PC Wydanie XI, Helion 2007, ISBN 978-83-246-1119-5 http://www.inf.sgsp.edu.pl/ http://deuter.am.put.poznan.pl/zwm/ 27