มีการแลกเปลี่ยนกระแสข้อมูลในโลกอย่างต่อเนื่อง แหล่งที่มาอาจเป็นคน อุปกรณ์ทางเทคนิค สิ่งของต่างๆ วัตถุที่ไม่มีชีวิตและธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต ทั้งวัตถุเดียวและหลายรายการสามารถรับข้อมูลได้
เพื่อการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่ดีขึ้น ข้อมูลจะถูกเข้ารหัสและประมวลผลพร้อมกันที่ฝั่งเครื่องส่ง (ข้อมูลถูกจัดเตรียมและแปลงเป็นรูปแบบที่สะดวกสำหรับการออกอากาศ การประมวลผล และการจัดเก็บ) การส่งต่อและถอดรหัสจะดำเนินการที่ฝั่งผู้รับ (เข้ารหัสแล้ว) การแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบเดิม) งานเหล่านี้เป็นงานที่สัมพันธ์กัน: ต้นทางและผู้รับต้องมีอัลกอริธึมการประมวลผลข้อมูลที่คล้ายคลึงกัน มิฉะนั้น กระบวนการเข้ารหัส-ถอดรหัสจะเป็นไปไม่ได้ การเข้ารหัสและการประมวลผลข้อมูลกราฟิกและมัลติมีเดียมักจะใช้บนพื้นฐานของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์
ข้อมูลการเข้ารหัสบนคอมพิวเตอร์
มีหลายวิธีในการประมวลผลข้อมูล (ข้อความ ตัวเลข กราฟิก วิดีโอ เสียง) โดยใช้คอมพิวเตอร์. ข้อมูลทั้งหมดที่ประมวลผลโดยคอมพิวเตอร์จะแสดงเป็นรหัสไบนารีโดยใช้ตัวเลข 1 และ 0 ที่เรียกว่าบิต ในทางเทคนิค วิธีนี้ใช้ง่ายมาก: 1 - มีสัญญาณไฟฟ้า, 0 - ไม่มี จากมุมมองของมนุษย์ รหัสดังกล่าวไม่สะดวกสำหรับการรับรู้ - สตริงที่ยาวของเลขศูนย์และตัวที่เป็นอักขระที่เข้ารหัส จะถอดรหัสได้ยากมากในทันที แต่รูปแบบการบันทึกดังกล่าวแสดงให้เห็นชัดเจนว่าการเข้ารหัสข้อมูลคืออะไร ตัวอย่างเช่น หมายเลข 8 ในรูปแบบเลขฐานสองแปดหลักดูเหมือนลำดับบิตต่อไปนี้: 000001000 แต่สิ่งที่ยากสำหรับบุคคลนั้นง่ายสำหรับคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประมวลผลองค์ประกอบง่ายๆ ได้ง่ายกว่าองค์ประกอบที่ซับซ้อนจำนวนเล็กน้อย
การเข้ารหัสข้อความ
เมื่อเรากดปุ่มบนแป้นพิมพ์ คอมพิวเตอร์จะได้รับรหัสบางปุ่มของปุ่มที่กด ให้ค้นหาในตารางอักขระ ASCII มาตรฐาน (รหัสอเมริกันสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล) “เข้าใจ” ว่าปุ่มใดถูกกดและ ส่งรหัสนี้เพื่อดำเนินการต่อไป (เช่น เพื่อแสดงอักขระบนจอภาพ) ในการจัดเก็บรหัสอักขระในรูปแบบไบนารีจะใช้ 8 บิต ดังนั้นจำนวนชุดค่าผสมสูงสุดคือ 256 อักขระ 128 ตัวแรกใช้สำหรับอักขระควบคุม ตัวเลข และอักษรละติน ช่วงครึ่งหลังเป็นสัญลักษณ์ประจำชาติและภาพจำลอง
การเข้ารหัสข้อความ
จะเข้าใจได้ง่ายขึ้นว่าการเข้ารหัสข้อมูลคืออะไรพร้อมตัวอย่าง พิจารณารหัสของตัวอักษรภาษาอังกฤษ "C"และตัวอักษรรัสเซีย "C" โปรดทราบว่าอักขระเป็นตัวพิมพ์ใหญ่และรหัสแตกต่างจากตัวพิมพ์เล็ก อักขระภาษาอังกฤษจะมีลักษณะเหมือน 01000010 และตัวอักษรรัสเซียจะมีลักษณะเหมือน 11010001 สิ่งที่ดูเหมือนกับคนบนหน้าจอมอนิเตอร์คอมพิวเตอร์จะรับรู้แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องให้ความสนใจกับความจริงที่ว่ารหัสของอักขระ 128 ตัวแรกยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และตั้งแต่ 129 ขึ้นไป ตัวอักษรที่แตกต่างกันสามารถสอดคล้องกับรหัสไบนารีหนึ่งรหัส ขึ้นอยู่กับตารางรหัสที่ใช้ ตัวอย่างเช่น รหัสทศนิยม 194 สามารถสอดคล้องกับตัวอักษร "b" ใน KOI8, "B" ใน CP1251, "T" ใน ISO และในการเข้ารหัส CP866 และ Mac ไม่มีอักขระตัวเดียวที่สอดคล้องกับรหัสนี้เลย ดังนั้น เมื่อเราเห็นตัวอักษร-ตัวอักษร abracadabra แทนที่จะเป็นคำภาษารัสเซียเมื่อเปิดข้อความ หมายความว่าการเข้ารหัสข้อมูลดังกล่าวไม่เหมาะกับเรา และเราจำเป็นต้องเลือกตัวแปลงอักขระอื่น
การเข้ารหัสตัวเลข
ในระบบเลขฐานสอง มีเพียงสองตัวแปรของค่าเท่านั้น - 0 และ 1 การดำเนินการพื้นฐานทั้งหมดที่มีเลขฐานสองถูกใช้โดยวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่าเลขคณิตไบนารี การกระทำเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะของตนเอง ยกตัวอย่างตัวเลข 45 ที่พิมพ์บนแป้นพิมพ์ ตัวเลขแต่ละหลักมีรหัสแปดหลักในตารางรหัส ASCII ดังนั้นตัวเลขดังกล่าวจึงใช้พื้นที่สองไบต์ (16 บิต): 5 - 01010011, 4 - 01000011 เพื่อที่จะใช้ตัวเลขนี้ในการคำนวณ จะถูกแปลงโดยอัลกอริธึมพิเศษเป็นระบบเลขฐานสองในรูปของเลขฐานสองแปดหลัก: 45 - 001101101
การเข้ารหัสและการประมวลผลข้อมูลกราฟิก
ในยุค 50 คอมพิวเตอร์ที่มักใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์และการทหารเป็นเครื่องแรกที่ใช้การแสดงข้อมูลแบบกราฟิก ทุกวันนี้ การสร้างภาพข้อมูลที่ได้รับจากคอมพิวเตอร์เป็นปรากฏการณ์ทั่วไปและคุ้นเคยสำหรับทุกคน และในสมัยนั้น ทำให้เกิดการปฏิวัติครั้งสำคัญในการทำงานกับเทคโนโลยี บางทีอิทธิพลของจิตใจมนุษย์อาจมีผลกระทบ: ข้อมูลที่นำเสนอด้วยสายตาจะถูกดูดซึมและรับรู้ได้ดีขึ้น ความก้าวหน้าครั้งใหญ่ในการพัฒนาการแสดงข้อมูลเป็นภาพเกิดขึ้นในยุค 80 เมื่อการเข้ารหัสและการประมวลผลข้อมูลกราฟิกได้รับการพัฒนาอย่างมีประสิทธิภาพ
การแสดงกราฟิกแบบอะนาล็อกและแบบไม่ต่อเนื่อง
ข้อมูลกราฟิกสามารถเป็นสองประเภท: แอนะล็อก (ผ้าใบภาพวาดที่มีการเปลี่ยนสีอย่างต่อเนื่อง) และแบบไม่ต่อเนื่อง (ภาพที่ประกอบด้วยจุดสีต่างๆ จำนวนมาก) เพื่อความสะดวกในการทำงานกับภาพบนคอมพิวเตอร์ การประมวลผล - การสุ่มตัวอย่างเชิงพื้นที่ ซึ่งแต่ละองค์ประกอบจะได้รับการกำหนดค่าสีเฉพาะในรูปแบบของรหัสแต่ละรายการ การเข้ารหัสและการประมวลผลข้อมูลกราฟิกนั้นคล้ายคลึงกับการทำงานกับภาพโมเสคที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนขนาดเล็กจำนวนมาก นอกจากนี้ คุณภาพการเข้ารหัสจะขึ้นอยู่กับขนาดของจุด (ยิ่งขนาดขององค์ประกอบเล็ก - จะมีจุดต่อหน่วยพื้นที่มากขึ้น - คุณภาพยิ่งสูงขึ้น) และขนาดของจานสีที่ใช้ (ยิ่งระบุสีในแต่ละ จุดสามารถรับข้อมูลเพิ่มเติมตามลำดับดีกว่าคุณภาพ).
การสร้างและจัดเก็บกราฟิก
มีรูปแบบภาพพื้นฐานหลายแบบ - เวกเตอร์ เศษส่วน และแรสเตอร์ แยกจากกัน การพิจารณาการรวมกันของแรสเตอร์และเวกเตอร์ - กราฟิก 3 มิติมัลติมีเดียที่แพร่หลายในยุคของเราซึ่งเป็นเทคนิคและวิธีการในการสร้างวัตถุสามมิติในพื้นที่เสมือน การเข้ารหัสและการประมวลผลข้อมูลกราฟิกและมัลติมีเดียจะแตกต่างกันไปตามรูปแบบภาพแต่ละรูปแบบ
บิตแมป
สาระสำคัญของรูปแบบกราฟิกนี้คือรูปภาพถูกแบ่งออกเป็นจุดเล็ก ๆ หลากสี (พิกเซล) จุดควบคุมด้านซ้ายบน การเข้ารหัสข้อมูลกราฟิกจะเริ่มต้นจากมุมซ้ายของภาพทีละบรรทัดเสมอ โดยแต่ละพิกเซลจะได้รับรหัสสี ปริมาตรของภาพแรสเตอร์สามารถคำนวณได้โดยการคูณจำนวนจุดด้วยปริมาณข้อมูลของแต่ละภาพ (ซึ่งขึ้นอยู่กับจำนวนตัวเลือกสี) ยิ่งความละเอียดของจอภาพสูงเท่าใด จำนวนเส้นแรสเตอร์และจุดในแต่ละบรรทัดก็จะยิ่งมากขึ้นตามลำดับ คุณภาพของภาพก็จะสูงขึ้น คุณสามารถใช้รหัสไบนารีเพื่อประมวลผลข้อมูลกราฟิกประเภทแรสเตอร์ เนื่องจากความสว่างของแต่ละจุดและพิกัดของตำแหน่งสามารถแสดงเป็นจำนวนเต็มได้
ภาพเวกเตอร์
การเข้ารหัสข้อมูลกราฟิกและมัลติมีเดียของประเภทเวกเตอร์นั้นลดลงตามข้อเท็จจริงที่ว่าวัตถุกราฟิกถูกแสดงในรูปแบบของส่วนพื้นฐานและส่วนโค้ง คุณสมบัติเส้น ซึ่งเป็นวัตถุพื้นฐาน คือ รูปร่าง (เส้นตรงหรือเส้นโค้ง) สี ความหนา ลักษณะ (เส้นประหรือเส้นทึบ) บรรทัดเหล่านั้นที่ปิดจะมีคุณสมบัติอีกหนึ่งอย่าง - เติมด้วยวัตถุหรือสีอื่น ตำแหน่งของวัตถุถูกกำหนดโดยจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของเส้นและรัศมีความโค้งของส่วนโค้ง จำนวนข้อมูลกราฟิกในรูปแบบเวกเตอร์นั้นน้อยกว่ารูปแบบแรสเตอร์มาก แต่ต้องใช้โปรแกรมพิเศษเพื่อดูกราฟิกประเภทนี้ นอกจากนี้ยังมีโปรแกรม - vectorizers ที่แปลงภาพแรสเตอร์เป็นเวกเตอร์
กราฟิกเศษส่วน
กราฟิกประเภทนี้ เช่น กราฟิกแบบเวกเตอร์ อิงตามการคำนวณทางคณิตศาสตร์ แต่องค์ประกอบพื้นฐานของมันคือสูตรเอง ไม่จำเป็นต้องเก็บภาพหรือวัตถุใด ๆ ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ รูปภาพนั้นวาดขึ้นเองตามสูตรเท่านั้น กราฟิกประเภทนี้สะดวกสำหรับการแสดงภาพไม่เพียงแต่โครงสร้างปกติธรรมดาทั่วไป แต่ยังรวมถึงภาพประกอบที่ซับซ้อนซึ่งเลียนแบบ เช่น ทิวทัศน์ในเกมหรืออีมูเลเตอร์
คลื่นเสียง
การเข้ารหัสข้อมูลคืออะไร สามารถสาธิตโดยใช้ตัวอย่างการทำงานกับเสียงได้ เรารู้ว่าโลกของเราเต็มไปด้วยเสียง ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนได้ค้นพบว่าเสียงเกิดขึ้นได้อย่างไร - คลื่นของอากาศที่ถูกบีบอัดและกรองอากาศที่ส่งผลต่อแก้วหู บุคคลสามารถรับรู้คลื่นด้วยความถี่ 16 Hz ถึง 20 kHz (1 เฮิรตซ์ - หนึ่งการสั่นต่อวินาที) คลื่นทั้งหมดที่มีความถี่การสั่นอยู่ภายในนี้เรียกว่าช่วงเสียง
คุณสมบัติเสียง
ลักษณะของเสียงคือ โทนเสียง ทิมเบอร์ (สีของเสียงขึ้นอยู่กับรูปร่างของการสั่นสะเทือน) ระดับเสียง (ความถี่ซึ่งกำหนดโดยความถี่ของการสั่นสะเทือนต่อวินาที) และความดัง ขึ้นอยู่กับความเข้ม ของการสั่นสะเทือน เสียงจริงใด ๆ ประกอบด้วยการผสมผสานของการสั่นแบบฮาร์มอนิกกับชุดความถี่คงที่ การสั่นสะเทือนที่มีความถี่ต่ำสุดเรียกว่าเสียงพื้นฐาน ส่วนที่เหลือเป็นเสียงหวือหวา เสียงต่ำ - จำนวนเสียงหวือหวาที่แตกต่างกันซึ่งมีอยู่ในเสียงนี้โดยเฉพาะ - ให้สีพิเศษแก่เสียง เราจำเสียงของคนที่รัก แยกแยะเสียงเครื่องดนตรีได้โดยใช้เสียงต่ำ
โปรแกรมทำงานกับเสียง
โปรแกรมสามารถแบ่งตามเงื่อนไขได้หลายประเภทตามการใช้งาน: โปรแกรมอรรถประโยชน์และไดรเวอร์สำหรับการ์ดเสียงที่ทำงานร่วมกับพวกเขาในระดับต่ำ โปรแกรมแก้ไขเสียงที่ดำเนินการต่างๆ กับไฟล์เสียงและใช้เอฟเฟกต์ต่างๆ ซอฟต์แวร์ซินธิไซเซอร์และตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) และตัวแปลงดิจิทัลเป็นแอนะล็อก (DAC)
การเข้ารหัสเสียง
การเข้ารหัสข้อมูลมัลติมีเดียประกอบด้วยการแปลงลักษณะเสียงแบบแอนะล็อกให้เป็นแบบแยกส่วนเพื่อการประมวลผลที่สะดวกยิ่งขึ้น ADC รับสัญญาณแอนะล็อกที่อินพุต วัดแอมพลิจูดตามช่วงเวลาที่กำหนด และส่งออกลำดับดิจิทัลที่เอาต์พุตพร้อมข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูด ไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพเกิดขึ้น
สัญญาณเอาท์พุตไม่ต่อเนื่อง ยิ่งบ่อยความถี่ในการวัดแอมพลิจูด (ตัวอย่าง) ยิ่งสัญญาณเอาต์พุตตรงกับสัญญาณอินพุตมากเท่าใด การเข้ารหัสและการประมวลผลข้อมูลมัลติมีเดียก็ยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างยังเรียกกันทั่วไปว่าเป็นลำดับของข้อมูลดิจิทัลที่ได้รับผ่าน ADC กระบวนการนี้เรียกว่าการสุ่มตัวอย่างในภาษารัสเซีย - การแยกส่วน
การแปลงแบบย้อนกลับเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของ DAC: ตามข้อมูลดิจิทัลที่ป้อนเข้า สัญญาณไฟฟ้าของแอมพลิจูดที่ต้องการจะถูกสร้างขึ้น ณ จุดที่กำหนด
พารามิเตอร์การสุ่มตัวอย่าง
พารามิเตอร์การสุ่มตัวอย่างหลักไม่ได้เป็นเพียงความถี่ในการวัดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความลึกบิตด้วย - ความแม่นยำในการวัดการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดสำหรับแต่ละตัวอย่าง ยิ่งค่าของแอมพลิจูดของสัญญาณถูกส่งอย่างแม่นยำมากขึ้นในระหว่างการแปลงเป็นดิจิทัลในแต่ละหน่วยเวลา ยิ่งคุณภาพของสัญญาณหลัง ADC สูงขึ้น ความน่าเชื่อถือของการกู้คืนคลื่นในระหว่างการแปลงกลับยิ่งสูงขึ้น