Tema 2 TIC- Marta Iglesias PDF

Preview

Summary

Universidade de A Coruña Facultade de Filoloxía Marta Iglesias González ​ Filoloxía 1ºTECNOLOXÍAS DA INFO. E DA COMUNICACIÓN. FILOLOXÍA 1ºTema 2: "​Multimedia. Imaxe, video, son. Produción e distribución.​”2 ​Representación de imaxe, vídeo e son​.CODIFICACIÓN E REPRESENTACIÓN DA INFORMACIÓN...

Description

Universidade de A Coruña

Facultade de Filoloxía

Marta Iglesias González Filoloxía 1º

TECNOLOXÍAS DA INFO. E DA COMUNICACIÓN. FILOLOXÍA 1º Tema 2: "Multimedia. Imaxe, video, son. Produción e distribución.”

2.1 Representación de imaxe, vídeo e son. CODIFICACIÓN E REPRESENTACIÓN DA INFORMACIÓN Imos estudar a codificación da información, e a información no relativo a un computador só pode ser seis cousas: 1. Un código de programas: Son os códigos dos programas que a Unidade de Control ten que executar, as instrucións para que a Unidade de Control faga unha cousa ou outra. 2. Texto. 3. Números: O ordenador pode funcionar como unha calculadora. Iso significa que hai unha información que é numérica. 4. Imaxes. 5. Audio, Son. 6. Vídeo. Toda esa información codifícase de forma dixital, isto significa que toda a información se representa mediante ceros e uns. Hai uns anos viu a transformación da televisión, e pasamos ao que se chamou “TDT” (Televisión Dixital Terrestre). Podía ir por antena parabólica ou por fibra óptica. Antes de que fora dixital, a televisión era analóxica. Tamén eran analóxicos os discos de vinilo ou as cintas de cassette, as fotografías en blanco e negro ou mesmo en cor (estas fotos non eran fotos dixitais, eran fotos que se facían cunha máquina de fotos, daban lugar a unha película, e a película había que levala a revelar. Isto último facíase nunha cámara escura. Os negativos eran a fotografía impresa. Isto todo era a fotografía analóxica). A música dos discos de vinilo era tamén música analóxica. Estabamos no mundo do analóxico. Nos últimos 20 anos tense imposto paso a paso o mundo do dixital. Dixital vén de díxito, neste caso díxitos binarios. Os díxitos binarios son os ceros e os uns. O mundo analóxico estaba conformado por unha serie de tecnoloxías (xa que a tecnoloxía da fotografía era completamente diferente á tecnoloxía do vinilo ou á tecnoloxía da

televisión). Especificamente, a tecnoloxía desas fotografías en blanco e negro consistía no seguinte: A luz facía un deterioro diferente dese material fotosensible que era a película en cada espazo. Producíase así un proceso físicoquímico que alteraba esa película. Despois, mediante uns compostos químicos, permitíase que ese material dañado se reflexase nun papel fotográfico e que saise a fotografía. Nesas fotografías, sobre todo na superficie da mesma, hai unha mancha de cor ou de grises que é continua, e que pode cambiar. En cambio, na fotografía dixital hai píxeles. Se ti colles unha fotografía do ordenador e a agrandas paulatinamente, irás vendo cadradiños. Nunha fotografía analóxica, incluso véndoa a microscopio, nunca ías ver cadradiños, porque non era unha fotografía que tivese a imaxe dividida en píxeles. Era un continuo. O mesmo acontece co disco. Este púñase sobre unha agulla, e producíase un “rechinar” que era harmónico e agradable ao oído, porque reflexaba unha música. Podía raiarse, podía deteriorarse, pero de novo, esa música era un continuo musical, cosa que non pasa coas grabacións que temos agora. A televisión dixital era unha vibración no ar con efecto de radio, que unha antena captaba e a televisión conseguía reflectir. Na televisión analóxica, cando non se vía ben, a imaxe estaba borrosa, dicíase que había como “néboa”, vibraba… A día de hoxe, coa televisión dixital, a imaxe párase, ou sae en cadrados. Coa televisión analóxica, a calidade de recepción podía ser mellor ou peor, mais nunca en cadrados, e nunca quedaba a imaxe parada. Veíase con néboa, máis nítida ou menos nítida, porque a imaxe que chegaba, non era unha imaxe fragmentada en píxeles. Dito doutra maneira, na representación analóxica da información, chámase analóxica porque o que hai no mundo se representa de forma análoga, sobre un soporte que pode ser de radio, pode ser un disco, pode ser unha foto, unha película (o negativo da fotografía), etc; e representa ese mundo de forma análoga e de forma continua. En cambio, na información dixital, a información fragméntase en unidades pequenas, e cada unha desas unidades, deses píxeles, vaise representar cun código de ceros e uns. Toda a información fragméntase en unidades mínimas, e cada unha desas unidades codifícase con ceros e uns. Na información analóxica non había codificación, senón que nesta, algo físico (por exemplo esa película do negativo da fotografía), mediante procesos e tecnoloxías diferentes en cada caso, conseguía representar de forma análoga a realidade, polo tanto coa información non se podía falar de “Unidades da información”, senón dunha representación por un proceso físico (como por exemplo que a luz impactara nunha película fotosensible e xerara un continuo de degración). A información analóxica era unha información continua, non fragmentada en unidades, e nesta non había un proceso de codificación.

A CODIFICACIÓN DAS U.MÍNIMAS DA INFORMACIÓN DIXITAL: OS BITS E OS BYTES

 un cero ou un un. A Na información dixital, as unidades de información son os bits . Un bit é  o byte (B). 1 unidade de información superior ao bit é  byte = 8 bits. Polo tanto, dous posible bytes s erían: 0000 0000 →

2 8 = 256

1111 1111

Por este motivo, pode haber 256 combinacións diferentes de bytes , seguindo un razonamento computacional: En cada posición podo pór dúas alternativas (0 ou 1). Se multiplico dúas alternativas por cada posición (16), obteño 256 ( 2 8 ). ex.: Cantas combinacións diferentes de números podo escribir no sistema decimal con tres cifras? -----

----- -----

→ 103 = 1000

(En cada espacio podo pór dez opcións diferentes: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9; e hai tres espacios, polo que resultaría en 10 elevado a tres, dando como resultado 1000). Dito doutra maneira, ata o 999 máis o número 0.

Aínda así, necesitamos formas de representación máis complexas , para representar imaxes, música etc que esas 256 combinacións diferentes que nos ofrecen os bytes . Aquí entran en xogo os kigabytes (KB), os megabytes (MB), os xigabytes ( GB) e  os terabytes 10 (TB). 1 kigabyte =  1024 bytes ( 2 → As combinacións que teño exactamente con 10 bits ) ; 1 megabyte=  1024 kigabytes ; 1 xigabyte =  1024 megabytes ; 1 terabyte =  1024 xigabytes. Recordar que a memoria dun ordenador é de normalmente 2 ou 3 GB, e o disco (capacidade de almacenamento) adoita ter 500 GB. ex.: Cantos bits son 425 KB? 425 KB x 24= x bytes x bytes  x 8= y bits ex. 2: Cantos MB son 102348256796 bits? x bits/8= x bytes x bytes / 1024= y KB y KB/1024= z MB

Como xa sabemos, a información codifícase mediante un código. Un código é unha forma aribitraria de designar algo. Na representación da información dixital realizáronse asociacións arbitrarias entre series de bits e cousas do mundo real.

REPRESENTACIÓN DE TEXTOS Nas linguas occidentais, os textos están divididos en caracteres, polo que a codificación realízase caracter por caracter. A primeira proposta de codificación foi realizada polos ingleses. Estes reuniron os que eran, para eles, os caracteres esenciais da súa lingua. Así, reuniron 86 caracteres: -

28 letras Maiúsculas. 28 letras minúsculas. 10 díxitos (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9) O retorno de carro (facía  que se movera o cursor á primeira posición dunha línea). O espazo en branco.

A cada un destes 86 caracteres correspondeulle un código, polo que viron que necesitaban 86 códigos para representar todo isto. Así, en código binario, 26 non lles sería suficiente (posto que dá 64, e eles necesitaban 86 caracteres). En cambio, 27 dáballes de sobra (128).

Ao sobrarlles numerosos códigos, decidiron codificar tamén, entre outros, o símbolo % e os símbolos + e - . Mais non codificaron aqueles caracteres non propios da súa lingua, como poderían ser á, é, í, ó, ú, â, й, ñ… Ao finalmente codificaren estes últimos caracteres, o 27 xa non chega, polo que mantiveron os 128 e fixeron unha extensión a 28, isto é, 256 posibilidades de combinación. Esta extensión é denominada Código ASCII.

(unha parte da táboa do Código ASCII)

ex.: Nun ordenador de 2 GB de memoria, cantos caracteres tería un texto que ocupase toda a memoria? Dito doutra maneira, cantos bits hai en 2 GB? 2 GB x 1024= 2048 MB 2048 MB x1024= 2097152 KB 2097152 KB x 1024= 2147483648 bytes 2147483648 bytes x 8= 17179869184 bits. ex. 2: Cantos caracteres ten un texto noso calquera? Un texto de 621 caracteres (1 cara aproximadamente) sen imaxes ten 52 KB. 52 KB x 1024= 53248 bytes 53248 bytes x 8= 425984 bits. Noutras linguas, como por exemplo o chinés, que son silábicas (cada caracter representa unha sílaba), pois realízase unha codificación de cada unha desas sílabas. Cada caracter usa 1 byte . ex.: 杰 → jié. Este caracter usa 1 byte .

En relación ao formateado do texto, cada caracter é 1 byte  (8 bits, isto é, unha sucesión concreta de 8 números en código binario —ceros ou uns—   por cada caracter).

 ue dan instrucións ao programa no que se A linguaxe de marcado son unha serie de tags q estea escribindo acerca de como formatear o texto.

฀ linguaxe de marcado, tags q ue non se mostran no texto, senón que serven para formatealo. O texto gárdase como unha única “ristra” de bits. O programa vai ser o que interprete os tags e  o Código ASCII.

REPRESENTACIÓN DE NÚMEROS Despois de vermos a codificación e representación de textos, pasaremos á codificación de números. Un dos programas máis coñecidos de representación de números é o Excel.  Este ten en conta cantidades, non considera a serie de caracteres ASCII, pois codifica estes caracteres como números. Para comprendermos a codificación de números cómpre remontarnos á invención dos sistemas de numeración posicionales. Os romanos tiñan un sistema para representar números, mais non era un sistema de numeración, xa que non podían sumar, restar etc. ex.: (17)

XVII +

(4)

IV ----------฀ non se pode.

O salto a un verdadeiro sistema de numeración foi un avance de tales magnitudes como puido ser, por exemplo, a imprenta. O noso sistema de numeración decimal é posicional e provén dos árabes, quen tiñan un sistema de numeración real e enormemente áxil en comparación co sistema para representar os números dos romanos. Así, como sabemos, no noso sistema de numeración decimal temos 10 díxitos. Cada un destes ten un valor polo seu valor propio e outro pola súa posición. Por este motivo foi inventado o 0, para incluír o valor da posición nun sistema no que a posición é de gran relevancia. ---- ---- ---- ---(10) (10) (10) (10)

฀ no noso sistema de numeración decimal, en cada un destes espazos teño 10 opcións de díxitos (do 0 ao 9) ---- ---฀ con dous espazos, podo formar 100 posibilidades (10 opcións de díxitos elevado ao número de espazos , 102 ).

Disto dedúcense os seguintes razonamentos:

ex.: Realiza o mesmo razonamento da segunda imaxe mais, esta vez, con números.

Continuando, cabe explicar agora o funcionamento do sistema de numeración decimal, o sistema de numeración que nós utilizamos: No sistema de numeración decimal, todos os números teñen dous valores, un valor intrínseco, é dicir, o valor propio do número, o valor asociado a el; e outro pola posición que ocupa. Por exemplo:

Este mesmo sistema pódese aplicar ao exemplo das figuras explicado anteriormente:

Ou tamén ao sistema de numeración binario (sistema no que en cada espazo só hai dúas opcións, 0 ou 1).

ex.: Escribe ata o número 32 no sistema de numeración binario. (seguir o patrón da imaxe anterior)→ mirar sempre por columnas, cada columna é un múltiplo de 2: 21 , 22 , 23 , 24 … 0s e 1s.

ex. 2: C  onverte de binario a decimal os números 110101 e 1011100110. (Esta pregunta normalmente formúlase da seguinte maneira: “Canto vale o número 110101?”→ Canto vale= Pasar a base 10)

Finalmente, cabe destacar que o Unicode é un estándar de codificación de caracteres deseñado para facilitar o tratamento informático, transmisión e visualización de textos de numerosas linguas (un código que serve de forma universal para todas as linguas)

Hai dous métodos fundamentais para pasar unha cifra de sistema numérico decimal a sistema numérico binario: As divisións encadeadas e as restas encadeadas.

As operacións aritméticas de suma e p  roduto en binario realízanse da seguinte maneira:

ex.: Multiplica 25 por 5 en binario.

Para descubrir un interesante truco de magia con el sistema de numeración binario, visita la siguiente página: https://cuadernodecampo.com.es/2006/03/29/numeros-binarios-y-un-truco-de-magia/

O sistema hexadecimal é un método de numeración posicional que utiliza como base o número 16 (Base-16), é dicir, que existen 16 símbolos de díxitos posíbeis. Os seus números están representados polos 10 primeiros díxitos da numeración decimal, e o intervalo do número 10 ao número 15 represéntase polas letras do alfabeto A, B, C, D, E e F. Este sistema é empleado comunmente en computadores e sistemas dixitales, co fin de reducir grandes cadeas de números binarios en conxuntos de catro díxitos, que se poden desta forma comprender facilmente. Polo tanto:

SISTEMA DE NUMERACIÓN HEXADECIMAL 0- 0 1- 1 2- 2 3- 3 4- 4 5- 5 6- 6 7- 7 8- 8 9- 9 10- A 11- B 12- C 13- D 14- E 15- F

ex.: Escribe o número seguinte en hexadecimal a: ● 9: A ● 10: 11 ● 99: 9A ● EF: F0 ● 1C: 1D ● 9C: 9D ● 9F: A0

ex. 2: Converte os números 9A e BC de B16 a B10 (de hexadecimal a decimal)

ex. 3: Converte o número 01001011 a hexadecimal.

ex. 4: Completa a seguinte táboa: DECIMAL

HEXADECIMAL

BINARIO

133

85

1000 0101

74

4A

0100 1010

156

9C

1001 1100

Procedemento:

REPRESENTACIÓN DE IMAXES Existen dous tipos principais de imaxes: imaxes vectoriais e imaxes dixitais (bitmap ) . Unha imaxe vectorial componse dun conxunto de obxectos definidos matematicamente. Por exemplo, un círculo, unha liña, un rectángulo ou unha curva Bezier (a). En cambio, unha imaxe dixital é unha matriz bidimensional de puntos (pixels ) de cor (b). Nunha imaxe vectorial podemos seleccionar cada obxecto por separado, mentres que nunha imaxe dixital non hai obxectos, só temos áreas de cor. Por outra banda, ao aumentar o tamaño dunha imaxe vectorial o que realmente facemos é acrecentar o tamaño dos obxectos de que está composta (c). Porén, ao ampliar unha imaxe dixital o que estamos a facer é aumentar o grosor dos seus puntos (d). O mesmo sucede coa rotación, xa que no caso das imaxes vectoriais a rotación é sen perda, pero nas imaxes dixitais, a rotación realízase creando unha matriz en que se sitúan os puntos da imaxe orixinal desprazados.

As imaxes vectoriais son axeitadas para crear planos ou debuxos, mentres que as imaxes dixitais son máis apropiadas para as fotografías.

Unha imaxe dixital defínese por tres características principais: 1. Tamaño: número de puntos da matriz. Por exemplo, podemos afirmar que unha imaxe ten 1024x768 puntos, o que significa que ten 1024 puntos de ancho e 768 puntos de alto. 2. Resolución : establece a relación entre o número de puntos da imaxe (o que nós chamamos tamaño no punto anterior) e o ancho e alto reais da imaxe, é dicir, o grosor de cada punto. Este parámetro mídese en puntos por polgada (ppp) ou tamén, en inglés, dots per inch ( dpi ) . Así, por exemplo, se temos unha imaxe de 800x600 puntos a 300 dpi , sabemos que temos unha imaxe dun ancho de 800/300 polgadas, que equivale, máis ou menos, a 6,7 cm. A maior resolución, maior precisión e maior tamén o número de puntos a representar. 3. Profundidade de cor : nunha imaxe dixital codifícase a cor de cada punto da matriz. Así, a profundidade de cor indica o número de cores posibles na imaxe. Se, por exemplo, temos unha imaxe na que son posibles 256 cores distintas (unha paleta de 256 cores), diremos que temos unha imaxe de 8 bits ( lembremos 28 = 256). No caso de traballar con 24 bits (o que permite a representación de preto de 16 millóns de cores), estaríamos a falar do que comunmente se coñece como True Color . A maior número de cores, maior tamén o tamaño da representación dixital da imaxe. Por exemplo, se temos unha imaxe dixital de 800x600 píxels e 256 cores, podemos calcular o espazo que ocupa da seguinte forma: 800x600 = 480.000 píxels a representar 480.000 píxels x 8 bits por píxel / 8 bits po byte = 480.000 bytes 480.000 bytes / 1.024 = 468,75 Kb 468,75 Kb / 1.024 = 0,46 Mb

É importante recordar tamén que cada píxel en blanco e negro é un bit, que ten dúas opcións, blanco ou negro. Tamén cabe destacar que 300 ppp sería unha boa resolución para unha imaxe, e 50 ppp unha boa resolución para textos.

Toda imaxe dixital almacénase nun disco utilizando un formato determinado. Algúns formatos de imaxes son: -

Bitmap ( BMP) Graphics Interchange Format ( GIF) Portable Network Graphics  (PNG) Joint Photographic Expert Group ( JPEG)

ex.: Canto ocupa unha fotografía dde 2 pulgadas de ancho por 3 pulgadas de largo, cunha resolución de 300 ppp, e unha paleta de 1024 cores?

Para poder comprender mellor este exercicio, tamén se podería plantexar da seguinte sinxela maneira: ex. 2: T  eño un campo que mide 2 km x 3 km. Por cada km lineal, teño plantadas 300 árbores, e por cada árbore vanme pagar 10 €. Canto diñeiro me van dar polo campo?

ex. 3: C  anto me ocupa unha fotografía que ten 2 pulgadas de ancho e 4 de alto, a unha resolución de 300 ppp e cunha paleta de 256 cores?

REPRESENTACIÓN DE SON E VÍDEO (A partir de aquí non tivemos máis aulas presenciais. Ver “Clase de teoria do 17/3: Codificación do son e video” en Moodle)...