Н. Д. Угринович информатика иикт

Скачать 3.88 Mb.

Название	Н. Д. Угринович информатика иикт
страница	4/31
Тип	Учебник

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Учебник

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 31

Глава 1

Таким образом, непрерывная зависимость громкости звука от времени A(t) заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность «ступенек,* (рис. 1.24).

¹

А, громкость

(, время

Рис. 1.24- Временная дискретизация звука

Частота дискретизации- Для записи аналогового звука и его преобразования в цифровую форму используется микрофон, подключенный к звуковой плате. Качество полученного цифрового звука зависит от количества измерений громкости звука в единицу времени, т. е. частоты дискретизации. Чем большее количество измерений производится за одну секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее «лесенка* цифрового звукового сигнала повторяет кривую аналогового сигнала.

_ь

Частота дискретизации звука — это количество измерений громкости звукз за одну секунду.

Частота дискретизации звука может лежать в диапазоне от800Одо48000 измерений громкости звука за одну секунду.

Глубина кодирования. Каждой «ступеньке» присваивается определенный уровень громкости звука. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор N возможных состояний, для кодирования которых необходимо определенное количество информации /, которое называется глубиной кодирования звука.

Глубина кодирования звука — это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.

Кодирование и обработка графической и мультимедийной информации 43

Е

сли известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле (1.1). Пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно:

дг = 2'= 2¹⁰ = 65536.

В процессе кодирования каждому уровню громкости звука присваивается свой 16-битовый двоичный код, наименьшему уровню громкости будет соответствовать код 0000000000000000, а наибольшему — 1111111111111111.

Качество оцифрованного звука. Чем больше частота и глубина диекретиаащш звука, тем более качественным будет оцифрованный звук. Самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, будет при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки (режим моно). Самое высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD, будет при частоте дискретизации 48 000 раз в секунду, глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим стерео).

Необходимо помнить, что чем выше качество цифрового звука, тем больше информационный объем звукового файла. Можно оценить информационный объем, цифрового стереозвукового файла длительностью звучания одна секунда при среднем качестве звука (16 битов, 24000 измерений в секунду). Для этого глубину кодирования необходимо умножить на количество измерений в одну секунду и умножить на 2 (стереозвук):

16 битов ■ 24 000 ■ 2 = 768 000 битов -= 96 000 байтов = 93,75 Кбайт.

Звуковые редакторы. Звуковые редакторы позволяют не только записывать и воспроизводить звук, но и редактировать его. Оцифрованный звук представляется в звуковых редакторах в наглядной форме, поэтому операции копирования, перемещения и удаления частей звуковой дорожки можно легко осуществлять с помощью мыши. Кроме того, можно накладывать звуковые дорожчш друг на друга (микшировать звуки) и применять различные акустические эффекты (эко, воспроизведение в обратном направлении я др.).

Звуковые редакторы позволяют изменять качество цифрового звука и объем звукового файла путем изменения частоты дискретизации и глубины кодирования. Оцифрованный звук можно сохранять без сжатия в звуковых файлах

44 Глава 1

в

универсальном формате WAV, а также в формате со сжатием МРЗ.

©При сохранении звука в форматах, со сжатием отбрасываются «избыточные» для человеческого восприятия звуковые частоты с малой амплитудой, совпадающие по времени со звуковыми частотами с большой амплитудой. Применение такого формата позволяет сжимать звуковые файлы в десятки раз, однако приводит к необратимой потере информации (файлы не могут быть восстановлены в первоначальном виде),

Контрольные вопросы

1. Объясните, как частота дискретизации и глубина кодирования влияют на качество цифрового звука.

Задания для самостоятельного выполнения

1.9. Задание с выборочным ответом. Звуковая плата производит
двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Какое
количество информации необходимо для кодирования каждо
го из 65 536 возможных уровней громкости сигнала?

1) 65 536 битов; 2) 256 битов; 3) 16 битов; 4) 8 битов.

1.10. Задание с развернутым ответом. Оценить информацион
ный объем цифровых звуковых файлов длительностью 10 се
кунд при глубине кодирования и частоте дискретизации зву
кового сигнала, обеспечивающих минимальное и
максимальное качество звука:

а) моно, 8 битов, 8000 измерений в секунду; б)сгерео, 1ббитов, 48 ООО измерений в секунду.

1.11. -Задание с развернутым ответом. Определить длитель
ность звукового файла, который уместится на дискете 3,5".
Учесть, что для хранения данных на такой дискете выделяет
ся 2847 секторов объемом 512 байтов каждый:

а) при низком качестве звука: моно, 8 битов, 8000 измерений
в секунду;

б) при высоком качестве звука: стерео, 16 битов, 48 000 изме
рений всекунду.

Кодирование и обработка графической и мультимедийной информации 45

1.6. Цифровое фото и видео

Цифровая фотография. Цифровые фотокамеры позволяют получить изображение высокого качества непосредственно в цифровом формате. Полученное цифровое изображение сохраняется в цифровой камере на сменной карте flash-памяти. После подключения цифровой камеры к USB-порту компьютера производится копирование изображений на жесткий диск компьютера (рис. 1,25). При необходимости можно провести редактирование фотографии с помощью растрового графического редактора. Высококачественная цветная печать цифровых фотографий производится на струйном принтере.

к
_г>¹
USB-порту

Рис. 1.25. Цифровая фотография

Л| Размер растровых цифровых фотографий может дости-^-*^ гать 3000 х 2000 точек при глубине цвета 24 бита на точку. Если сохранить фотографию на карте flash-памяти в формате BMP, информационный объем такого изображения получается достаточно большой:

/ = 24 бита ■ 3000 • 2000 = 144 000 000 бита = = 18 000 000 байтов ^ 17578 Кбайта я 17 Мбайт.

Возможность хранения на карте flash-памяти десятков цифровых фотографий обеспечивается использованием графического формата со сжатием по методу JPEG.

Цифровое видео. Цифровые видеокамеры позволяют снимать видеофильмы непосредственно в цифровом формате. Цифровое видео, представляющее собой последовательность кадров с определенным разрешением, сохраняется в видеокамере на магнитной кассете. После подключения цифровой видеокамеры к DV-порту компьютера и запуска программы цифрового видеомонтажа производится захват и копирование видео на жесткий диск компьютера (рис. 1.26).

В процессе захвата программа цифрового видеомонтажа автоматически обнаруживает изменения изображения в потоке видео и разбивает видео на фрагменты, называемые сценами. Пользователь в процессе монтажа может разбивать видео

46 Глава 1

Рис. 1.26. Цифровое видео

на сцены по времени или произвольно. Монтаж цифрового видеофильма производится путем выбора лучших сцен и размещения их в определенной временной последовательности. При переходе между сценами можно использовать различные анимационные эффекты: наплыв, растворение и др.

Просмотр цифрового видео можно осуществлять непосредственно на экране монитора компьютера или на подключенном телевизоре.

Видеофильм состоит из потока сменяющих друг друга кадров и звука. Показ полноцветных кадров и воспроизведение высококачественного звука требуют передачи очень больших объемов информации в единицу времени. Поэтому в процессе захвата и сохранения видеофайла на диске производится его сжатие. Во-первых, используются методы сжатия неподвижных растровых графических изображений и звука, описанные выше.

—

'. 1.2.1. Растровая графика

" 1.5. Кодирование и обработка звуковой информации

Во-вторых, используется потоковое сжатие. В последовательности кадров выделяются сцены, в которых изображение меняется незначительно. Затем в сцене выделяется ключевая кадр, на основании которого строятся следующие, зависимые кадры. В зависимых кадрах вместо передачи кодов цвета всех пикселей передаются коды цвета только небольшого количества пикселей — те, которые были изменены.

0& Телевизионный стандарт воспроизведения видео ис-*& пользует разрешение кадра 720 х 576 пикселей с 24-битовой глубиной цвета. Скорость воспроизведения составляет 25 кадров в секунду. Следовательно, в одну секунду необходимо передать огромный объем видеоданных:

I = 24 бита ■ 720 • 576 • 25 = 248 832 000 битов « ~ 31 104 000 байтов = 30375 Кбайт * 30 Мбайт.

При захвате и сохранении цифрового видео может использоваться один из двух способов сжатия данных.

н обработка графической н муль

П

ри сохранении видеофайлов в формате АVI могут использоваться различные методы, использующие «фирменные» алгоритмы сжатия данных. При сохранении видеофайлов в формате MPEG используется стандартизированный метод сжатия данных.

Потоковое видео. Для передачи видео в Интернет к USB-порту компьютера подключается Web-камера (рис. 1.27). Так. как скорость передачи данных в Интернете ограничена, используются потоковые методы сжатия с использованием одного из двух стандартов: RealVideo или Windows Media.

Рис. 1.27. Потоковое видео

Потоковое еж	атие применяет!	гя как для виде	о, так 1	* ДЛЯ
звука. Сжатие bi	ндео обеспечива	ется за счет у	меньш	ения
размера кадра, уь	шныпения чаете	>ты кадров, а та	.кже yi	лень-
шения количеств	а цветов. Для ел	катия звука мо	жно уг	лень-

шить частоту дискретизации и глубину кодирования, а также вместо стерео выбрать монофонический звук (один канал).

Однако в связи с широким распространением широкополосного высокоскоростного подключения к Интернету качество потокового видео и звука существенно улучшилось.

1^3 1.5. Кодирование и обработка звуковой информации

К

онтрольные вопросы

Опишите процесс получения цифровых фотографий.
Опишите основные этапы создания цифрового видеофил.
Как можно уменьшить информационный объем потоко!
део, передающегося в единицу времени по компьютер!
тям?

48 Глава 1

Практические работы компьютерного практикума, рекомендуемые для выполнения в процессе изучения главы 1

^

3 Компьютерный практикум

1 1 Кодирование графической информации.

1.2 Редактирование изображений в растровом графическом редакторе.

1.3. Создание рисунков в векторном графическом редакторе. 1.4 Создание GIF- и flash-анимации.

Кодирование и обработка звуковой информации.
Захват и редактирование цифрового фото и создание
слайд-шоу

1.7 Захват и редактирование цифрового видео с использованием системы нелинейного видеомонтажа

Глава 2

Кодирование и обработка текстовой информации

2.1. Кодирование текстовой информации

Двоичное кодирование текстовой информации в компьютере. Информация, выраженная с помощью естественных и формальных языков в письменной форме, обычно называется текстовой информацией.

Для представления текстовой информации (прописные и строчные буквы русского и латинского алфавитов, цифры, знаки и математические символы) достаточно 256 различных знаков. По формуле (1.1) можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать каждый знак:

JV = 2¹ => 256 = 2¹ ^ 2^й = 2^Г => / = 8 битов.

количества ,. . ._ли~ _ «к№

Информатика и ИКТ-81ШГ

Для обработки текстовой информации в компьютере необходимо представить ее в двоичной знаковой системе. Для кодирования каждого знака требуется количество информации, равное 8 битам, т. е. длина двоичного кода знака составляет восемь двоичных знаков. Каждому знаку необходимо поставить в соответствие уникальный двоичный код в интервале от 00000000 до 11111111 (в десятичном коде от О до 255) (табл. 2.1).

Человек различает знаки по их начертанию, а компьютер — по их двоичным кодам. При вводе в компьютер текстовой информации происходит ее двоичное кодирование, изображение знака преобразуется в его двоичный код. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу со знаком, и в компьютер поступает определенная последовательность из восьми электрических импульсов (двоичный код знака). Код знака хранится в оперативной памяти компьютера.

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 31

Похожие:

	Программа: авторская программа профильного курса «Информатика и икт»... Учебник: Угринович Н. Д. Информатика и икт. Профильный уровень: учебник для 11 класса / Н. Д. Угринович. – 2-е изд., испр и доп.–...		Угринович Н. Д. У27 Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов / Н. Д. Н. Д. Угринович. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2003. — 512 с: ил. Isbn 5-94774-016-8
	Программа дополнительного образования составлена на основе программ: «Информатика и икт» Программа дополнительного образования составлена на основе программ: «Информатика и икт» Н. Угринович, Л. Босова; «Искусство компьютерной...		Рабочая программа дисциплины «Информатика» (по гос «Информатика и программирование») Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины «Информатика» студентам очной полной формы обучения по направлению подготовки...
	Математика и информатика часть II. Информатика Пособие для студентов Рейтинг и оценка уровня знаний студентов по дисциплине «Математика и информатика» 5		«Информатика» Требования фгос спо к результатам освоения дисциплины: общие компетенции ПД. 02 «Информатика», разработанной на основе примерной программы учебной дисциплины «Информатика» для профессий начального профессионального...
	Информатика Информатика: Учебник / Под ред проф. Н. В. Макаровой М.: Финансы и статистика -2006. 768 с		Экзаменационные билеты по предмету «Информатика» «Информатика» для проведения устной итоговой аттестации выпускников 9-х классов 2012-2013 учебного года
	О. М. Топоркова информационные технологии Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки Информатика и вычислительная техника; Прикладная...		Методические указания по практическим занятиям по учебной дисциплине... Информатика для студентов специальности 23. 02. 06 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог и Положения об организации...
	Название программы Рекомендована Методическим Советом цнтт «Информатика+», Протокол №4 от 29. 05. 2017, утверждена Директором цнтт «Информатика+» 29....		Методическая разработка открытого урока по дисциплине «Информатика и икт» Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их...
	Информатика, медицинская информатика и статистика Рабочая программа дисциплины составлена в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального...		Применение и эксплуатация автоматизированных систем специального... Уфимского филиала Северо-Западного института повышения квалификации фскн россии Пестриков В. А
	Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению подготовки... «Прикладная информатика» на программу «Системы корпоративного управления» включает в себя междисциплинарный экзамен по направлению...		Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению подготовки... «Прикладная информатика» на программу «Системы корпоративного управления» включает в себя междисциплинарный экзамен по направлению...

Руководство, инструкция по применению